淺談工程力學教學中多種教學方法的應用

摘 要:根據工程力學的課程特點，結合現代教學理念，靈活運用多種教學方法來幫助教師提高教學質量和教學效果。

關鍵詞:工程力學 教學方法

中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0157-02

1 引言

《工程力學》課程是面向高校工科專業的一門重要的專業技術基礎必修課，尤其對于土建類專業，是一門承上啟下的重要課程。開設此課程的目的在于培養學生應用工程力學知識進行工程驗算的能力。此課程的特點是以力學基礎知識為主，又包含一些重要的力學分析計算方法，所包含的內容極其廣泛，且具有力學概念抽象，內容繁雜，分析研究對象多，解決問題方法靈活多變等特點。而學生數學、物理底子不同，致使理論學習困難，這些都給教師提出比較高的要求。學好工程力學不僅為學生學習后續專業知識打下基礎，而且對鍛煉學生獨立思考能力、開發學生智力、培養學生敏銳的觀察能力、豐富的想象能力、科學的思維能力和創新能力以及解決工程實際問題的能力、建立初步的工程觀念都將產生重大影響，為學生能成為一名優秀的高素質應用、復合、技能型人才奠定堅實的理論基礎。在當前教學改革不斷將工程力學內容刪減、改變、學時壓縮的情況下，在工程師的培養和職業發展面臨國際化挑戰的大環境下[1]，怎樣才能幫助學生學好本課程。多年來教師們在辛勤的工作中不斷地總結、探討，教學改革也相繼提出。很多教師從應用多種教學方法入手并取得了很好的效果。

2 教學方法改革對教學效果的影響

根據工程力學理論性較強的特點，為了更好地適應新時代的發展和需要，“少學時、新內容、高水平、好效果”是力學課程改革的方向[2]教師們提出和運用了啟發式教學，取得了較好的效果[3]。對比法、引導法、案例分析法都對教學效果的提高起了很好的作用，也有教師在嘗試應用CDIO工程教育模式進行力學的教學改革和實踐[1]也有一定的參考價值。很多教師也采取分組專題討論的方法，也收到很好的效果[1]。

3 本人在教學工作中對教學方法的應用和探究

遵循學生職業能力培養規律，以培養學生的能力素質、工程力學基本素養和工程應用為主線，著重基本概念和結論的應用。將定義概念、理論知識、模型試驗、創新案例、工程應用案例、課程訓練、創新實踐活動等融合為一體，真正使理論教學與實踐教學融合，教學做練一體化。本人在教學過程中也在不斷地探索和思考將各種教學方法靈活運用，進而調動學生學習工程力學的積極性，讓學生對此課程產生濃厚的學習興趣，幫助學生樹立工程觀念，理解基本理論知識并應用于實踐，鍛煉學生的分析、推理的邏輯思維，鍛煉學生的聯想力和組織合作能力及語言表達能力。下面就本人在教學過程中應用的幾種有效的教學方法總結如下，與大家交流。

3.1 實例法

以實例激發學生的理解聯想能力，將理論與周圍事物緊密相連，更好地理解理論知識，并可以發現于此有關的實例，鍛煉學生的觀察思考能力。實例法就是不在單純地紙上談力學當中的乏味的定義、理論，而是以周圍事物為實例，以此例子幫助學生理解、記憶、應用定義及理論。如約束的概念對于學生來說是第一次接觸，此概念不但要記住而且還要理解，教師可以以教室中的物體為例子，如教室中的某根梁在自重的作用下應做自由落體運動，而它處于靜止狀態的原因就是此運動受到了限制，而限制它運動的它周圍的物體對于它來說就是約束。比如在講變形時，扭轉變形只靠教師講起受力和變形特點學生不好理解，我們可以舉一個類似的例子，如我們在洗臉時擰手巾，手巾的變形就是扭轉變形。再比如在很多知識點都可以以屋內的梁或柱為例。在對平面體系進行幾何組成分析師，可以將校園內或學生常見的某個桿件體系為例，讓學生試著應用規律進行分析，再比如介紹力矩概念時就可以以教室中的門作為例子，教師可以親自將力施加在不同的位置，讓學生觀察效果，總結力使物體繞某軸轉動的效果與那些因素有關。再如在講解平面桿件體系的幾何組成時，可以給予學生某個工程實例進行分析等等。

此方法教學效果很好，首先學生對該門課程更感興趣、課堂氣氛較好、學生樂于參加探索、分析、總結理論要點知識，并且可以與周圍事物聯系密切，幫學生將知識與生活相連，增強學生的學習樂趣，對周圍事物的觀察能力。同時也體現了課堂教學要以學生為主體的教學理念。

3.2 角色轉換法

學生往往認為工程力學授課過程枯燥乏味，覺得教師在講臺上干巴巴地講無趣，教師可以改變一下思路，讓學生也嘗試一下向同學們講解一個問題，在此過程中既鍛煉了學生的思維、語言表達能力、同時學生加深對知識的印象、也增添了學習樂趣。此法的設計是:教師預先布置好題目，留給學生時間完成討論，教師抽點的方式請學生在講臺上寫出并講出在解決此問題時用到的知識點和思路，再由另一個學生給予檢查，如有錯誤的地方給予糾正。如果學生有某個問題無法解決，教師將給予提示與引導學生找到解題辦法和思路。此過程的表現均計入過程性考核成績中。此法對學生來說有“鏡子作用”，在講臺下坐著的同學可以通過臺上同學的做與講和自己的思路對比，加深對知識的理解與認識，而且利用人們總是很容易發現別人錯誤的特點，可以將自己易范的錯誤、忽略的問題發現，在教師的引導下也可以做到一個自我更正.同時此法也充分體現了以學生為教學主體、教師起引導、啟發作用的教學思想。在練習、講解作業時均可應用此法，效果較好。

3.3 對比法

在教學方法應用中，此法是教師常用的一種方法，效果較好。在記憶各種公式、計算方法時可先分清各自特點及區別、對比記憶效果更佳，不易混淆。如力矩的計算公式和力偶矩的計算公式右側的寫法是一樣的但大家要分清各自的含義。前者是力的大小乘以矩心到該力作用線的垂直距離，后者是力偶中其中一個力的大小乘以力偶中兩個力作用線之間的垂直距離。而公式的左側有明顯的區別前者的M右下角標有矩心的坐標O，括號中是一個力，表示該力對矩心O的力矩，如果矩心改變，其公式中的d值和正負都有變化，所以前者與矩心有關。而后者M右下角標無矩心坐標，括號里是力偶中的兩個力，說明此計算就與這兩個力有關，力大小，兩個力作用線之間的垂直距離，力偶的轉向確定后，M就定了，與矩心無關，所以無需標注矩心，因此也可以知道力偶對任意一點的矩心與矩心的位置無關，而力對一點的力矩與矩心的位置有關。再如二力平衡中的兩個力、作用力與反作用力中的兩個力、力偶中的兩個力都可以對比著記憶。再如平面力學的平衡方程、平衡條件。

3.4 溝通+鼓勵

學生是教學中的主體，教師的作用就是幫助學生很好地完成此課程的學習過程，教師要根據學生的具體情況給予耐心地溝通和鼓勵 ，讓學生樹立起學好此課程的信心。對理解能力好的同學可以給予他們一些課堂表現機會，以鍛煉他們的心理素質、語言組織和表達力、同時也是為其他同學樹立榜樣。對理解能力、基礎差的同學要耐心鼓勵，多給予一些關注，對他們的想法要耐心聆聽，幫助他們發現錯誤，尋找正確的思路，有進步要給予肯定，這樣幫助他們不斷樹立信心，培養學習興趣。

3.5 多點提問

工程力學是一門知識點較多、雜，前后知識聯系緊密的課程。根據這個特點教師要在授課過程中將講授內容與前、后知識連接，使學生對前后知識有更深、更好地理解。可以采用多點提問法，此法是多樣性的，可以是講解的內容與前邊學過的有關可以提醒學生回憶，總結;也可以在講解內容中予留一個和后邊內容有關的問題，讓學生畫一個問號，等到設計此問題時回來再找問題解決它;也可以時對講解的內容提問，應用其他的方法和內容是否可以解決，是否有什么規律。如根據以往的教學經驗學生對平面桿件的幾何組成分析的內容較難理解，分析困難，三個規則很難做到靈活運用，除了讓學生多做練習之外，我們在講解靜定結構的平衡計算時對給出的研究對象可以提醒學生考慮此結構的幾何組成。再如

3.6 充分利用多媒體教學

現代教學突破以往的單純依靠板書的教學手法，可以充分采用多媒體教學手段，將文字、圖片、聲音、動畫視頻融為一體，展現在課堂上。有聲有色的情景式教學環境，使傳統教學中枯燥抽象、用單一語言文字和圖形難以講清的內容變得生動具體。還可以將工程領域的實際問題及時靈活地引入教學之中，激發學生的學習實踐興趣。通過演示三維彩色仿真動畫、動態教具和工程實例圖片，可以拓展學生工程視野，可以更好地將一些工程實例展現在學生眼前。多媒體教學也有缺點，就是在講到計算時學生接受稍差，所以教師可以結合板書講解計算的步驟和做題過程中的注意事項效果更好。多媒體與板書相結合，可以提高工程力學的教學質量。

4 結語

為配合高校培養高素質的應用型、技能型人才，又要適應現代高校對工程力學課程學時的壓縮。所以如何提高教學質量、和教學效果，是教師們應該思考的問題，而靈活運用、改進教學方法可以在保證教學質量的基礎上提高教學效果，我們應在教學過程中不斷總結探索更好的教學方法。

參考文獻

[1]吳欣，張奎.基于CDID工程教育大綱的材料力學的教學實踐 [J].2011 Academic and Teaching Seminar on Electronic Information Sciences of Higher Vocational Education(2011SEHVE)，2011， Scientific Research:27-29.

[2] 馬崇武，車京蘭.對材料力學教學改革的研究[J].高等理科教育，2004，6:76-78.

[3] 楊志軍，顧永強.材料力學課程教學改革與創新[J].山西建筑，2007，5:93-93.