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地方综合性应用型大学的力学课程教学改革探讨

来源:教育教学论坛     2019-3-18 20:50:11      点击:

郭钊 毛欢

摘要:针对土木工程专业人才培养方案,三大力学的课程教学存在着诸多问题,主要体现在:①课程培养方案与应用型人才培养目标不匹配;②理论教学与实验实践不匹配;③考核方式比较单一等。本文从课程设置、课堂模式、教学手段等多方面提出一定的改革措施,以提高土木工程专业的三大力学课程的教学效果,为学生后续专业课的学习、工程实践打下扎实的基础,培养学生的理论分析和工程实践能力。

关键词:应用型人才;力学课程;教学改革;课程设置;教学手段

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)39-0099-03

一、引言

2014年国务院常务会议部署了加快构建以就业为导向的现代职业教育体系,“十三五”期间,我国教育改革的主要任务是调整高等学校的教育结构。为实现这一任务,突破口便是引导一批普通本科高校,特别是地方本科院校向综合性应用型高校转型。教育的发展与社会发展是密不可分、相互影响的。近几十年来,我们的社会已经开始由传统的工业向信息化转变,部分教育却还停留在传统的教学模式中,通过直接灌输等方式让学生掌握专业技能。培养适应现代工业化需求的人才,是当下教育亟待解决的问题。本文仅以九江学院土木工程与城市建设学院下设的土木工程专业为分析背景。

土木工程专业人才培养方案的三大力学课程,即《理论力学》《材料力学》和《结构力学》,要为后继的《钢结构》《钢筋混凝土》《砌体结构》《土力学》和《高层建筑防震》等专业课打下扎实的基础,更是进行相关课程设计和毕业设计的基础。随着高校教学改革和培养方案的不断更新[1-3],三大力学的课时数经常变化,很多时候达不到预期的教学效果。作者認为,学好三大力学的基本理论和知识,是为解决工程实际问题的重要手段和方法,因而与工程实践问题联系紧密。然而,三大力学都具有共同的难点,那就是内容较多、数学公式多、计算量多、难以理解,以致诸多学生课堂跟不上,课后不会做习题,考试通不过的恶性循环,逐渐失去对三大力学的学习兴趣。因此,作者结合近年来的教学经验及学生反馈,针对课程设置、课堂模式和教学手段等方面进行了几点思考。

二、课程设置

课程设置的不合理性是教改首先要解决的问题。大学有许多的可供选修的课程,这本是一件令人欢喜的事,然而必修的课程太多,每周剩余的课时中只剩寥寥几门课程可供选择,某种程度上违背了选修课存在的意义。选修课不应该只是为了获得学分,而是应该根据自己的专业兴趣,选择自己适合的课程,发展自己的专业特长,挖掘自己内在的潜能,提高能力。在学完三大力学的每章节后,都会有相应的习题测试,测试中学生就能发现自己在学习过程中出现的问题,有哪些方面还没有搞懂,可能只掌握了80%,依然会有很多基础知识不太明白。然而,课时进度依然在继续,学生被迫进入了下一章更深更难的知识点,很多知识与上一章的知识点有关联,以前没有搞懂的问题也会在此不断的累积,这种情况将持续一段时间,一周、两周,直到一定的时间,迫于无奈,积极性逐渐减退,最后学生放弃了该课程的学习,承认自己是真的听不懂,不会做力学的受力分析、不会列平衡方程和不会分析问题等。这是因为每位学生学习的效率不同,所需要的时间也会有所不同,然而教师需要在规定的课时数内完成相应的教学,用课时的方式去限制某一章内容的学习,在每一章的测试中发现了问题,却没有足够的课堂时间去解决,才导致遗留的问题像滚雪球似的越滚越大。因此,作者认为,应该在内容较难的章节设置相应的习题辅助课时,帮助学生解决所遇到的问题,从以进度为目的的教学向为以掌握为目的的教学方式转变。

三、课堂模式

目前,很多课程的课堂教学仍然是以教师为中心的填鸭式灌输,把教科书上的专业知识直接灌输给学生,而忽略了学生的实际掌握情况以及对知识的理解。如今,对学生的要求导向转向了对实践能力的提高,所以某些问题上可以使学生为主体,以老师指导,对知识问题进行探究讨论为辅,增强学生对未知力学问题的印象和理解,从而促进学生的自学能力、探究能力、资料搜寻能力等各方面的能力,对促进教学的发展有重要的意义。譬如,在讲解《材料力学》中的轴向拉伸或压缩基本变形时,涉及到了以低碳钢为代表的塑性材料和以铸铁为代表的脆性材料的拉伸、压缩试验,里面有很多重要的知识点,如果此时进行相应的拉压试验,让学生自己动手,学会观察试验中的现象,不仅能极大引起学生的兴趣,提高积极性,并能通过试验加深对涉及到的相关基本知识点的理解。倘若试验安排在最后课时,学生甚至已经忘记了,教学效果可想而知。

目标—导控式的教学模式在力学实习中是一种较合适的方法。譬如,在工程测量实习中,实习前教师发放了相关的测量规范及资料,并为每个组分配了相应的测量任务,这就是要求学生必须达到的目标,并利用课堂所学的内容对某一栋教学楼进行测量及制图。待学生分配好仪器之后,组员就开始分工合作,找点、立杆、架仪器、读数、记录等诸多事情。这些工作量都是学生自主分配解决,充分发挥了学生团队协作的能力。当学生遇到树木遮挡仪器读数的时候,教师指导其在书上进行仔细的阅读和思考,并找到相应的解决办法,更能培养学生独立思考的能力。当所有的数据都测量完毕后,需要对数据进行前处理,设计相应的计算公式,最后利用专业软件制图。表面上,似乎这只是一个简单的一个教学楼测绘,然而,过程中需要学生利用自己所学的课堂知识不断地去解决遇到的新问题,同时,在解决问题的过程中实践能力也得到了大幅度提升。

四、教学手段

教学手段对教学效果有着极其重要的作用。随着科技的不断推进和发展,越来越多的课堂都采用多媒体教学。不可置否,多媒体教学不仅教学效率高,同样的课时可以向学生传授更多的知识及例题讲解,并且恰当好处的动画制图也帮助学生更好的理解。另一方面,传统教学的板书,使学生有足够的时间思考,所营造的氛围也会比多媒体教学要好。因而各有利弊,不能一概而论,而应相互结合,共同提高教学效果。

针对土木工程专业的三大力学课程,作者认为,应该对其进行传统化板书与现代化多媒体技术手段不同程度的结合,使教学在量和质上达到相对的平衡。譬如,在讲解理论力学的受力分析时,应该采用板书来教学,这是因为受力分析时三大力学的最基础知识,受力分析没有学好,后面学其他的知识就显得心有余而力不足。在教师板书约束类型的计算简图时,学生可以思考,直至搞懂。而采用多媒体教学,虽然一定程度上可以形象生动地、五颜六色地展示这些约束,甚至在约束下产生的变形等,但由于这些都是教师事先充分准备好的,照本宣科地进行放映和讲解,学生如果没有搞清楚其中某一个问题,很容易忘记上一页幻灯片的内容,问题越积越多,不利于教学秩序的正常进行。因此,合理的板书和多媒体结合,学生不仅能较快速掌握知识,增强记忆,而且节省了授课时间。

另外,力学本身是一个很抽象的学科,尤其是内力(轴力、剪力、扭矩和弯矩等),它不像外力,学生看不到、摸不着,只能去想象存在。这时候,就要求教师尽可能地列举生活生产中的实际案例[4],加深学生的理解,激活看似枯燥的力学知识。譬如,作者在讲解梁的合理设计的等强度梁时,学生依然不是很明白什么是等强度梁。这时候,首先可以板书鱼腹梁是最工程中最常用的等强度梁,并板书其剪力图和弯矩图,通过弯矩图使学生明白等强度梁的具体定义,最后列举等强度梁的鲜活案例——汽车底部的减震板。如此这样讲解,学生学习力学的兴趣得到了极大的提高。

随着翻转课堂[5]、云课堂、微课、慕课等新型教学手段的不断涌现,能够帮助教师更新教学技巧,为学生提供新的移动式学习方式。

五、其他方面

在学习方面,学生思想上的转变也是相当重要的。往往很多高中毕业刚上大学的学生就是因为在思想上还没有来得及转变,就丧失了对学习的信心。很多刚进入大学的同学在学习方面停留在“幻想大学”的学习模式,课前课后很少做准备,仅仅是等着教师上课来讲才听听,在很多情况下这是行不通的,特别是力学学科,逻辑性强,难度大。因为大学的课程和高中的课程不一样,高中的课程密又多,重復率很大,而大学的课课程是少而广,重复的情况很少,靠课上听得那些时间是很难消化其中的内容,一些难而重要的科目需要学生自觉的进行预习和复习,甚至课后得做足够的练习,才能更好地消化所学的知识,否则就会在慢慢的听不懂课的途中逐渐放弃。

在教学方面,教师的作用也不仅是知识技能的传授者,而应该多去引导学生,培养他们对知识的学习、探究的能力,调动他们的积极性。并且,把每一个学生都当成一个个独立的个体,关注他们的差异,可能是不同的思想,不同的兴趣爱好以及个性等,并尊重他们的这些差异。教育的目的并不是培养出一些完全相同的标准工具,而是要在承认和尊重个别差异的基础上进行统一与多样的结合。毕竟,世界因不同而精彩。尊重并发展个人的不同势必会给整个社会带来多样的色彩。

六、结束语

教学改革是一个长期且复杂的问题。当今的大学生,应该时时把自己放在信息的风浪口,更新自己的观念,紧跟时代的步伐,发展自己的兴趣爱好,多了解一些有用的知识,要学会在学习中的自我检测,时时刻刻的调整好前进的方向,提高自己的能力,增强自己在现代社会中的竞争能力,也为未来事业的高楼大厦打下夯实的基础。当然只有对教育的问题有了正确的认识,教学改革的问题才能更好地进行下去。

九江学院作为一所综合性应用型地方本科院校,承担着为九江输送专业人才的重要任务,应用型人才的培养是现阶段的主要目标。因此,土木工程专业的三大力学课程对理论基础和工程实践的要求都很高,必须与时俱进地进行相应的调整和改革,提高教学质量,为培养应用型人才打下扎实的基础,任重而道远。

参考文献:

[1]李凤娟,安静,兰海鹏,孟炜,周岭.基于培养应用型本科人才的《材料力学》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛,2017,4(14):128-129.

[2]华征潇.浅谈应用型本科院校材料力学教学改革[J].教育教学论坛,2016,8(32):123-124.

[3]闫冰洁.浅谈基于地方本科高校应用型人才培养的材料力学教学改革[J].大学教育,2015,(12):144-146.

[4]葛群.生活实例在工程力学教学过程中的应用[J].中华少年,2015,11(28),74-75.

[5]王霏,刘晓颖,刘斌.基于翻转课堂的高校理论力学课程教学改革与实践[J].教育教学论坛,2017,(26):137-138.


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