如何在理論課堂教學中培養大學生的創新能力

王景濤，劉亞華

摘要：根據新時期高等教育的特點，結合基礎力學課程改革，面向本科教學，改進教學方法，激發和培養學生持續、穩定的學習興趣，促進學生的全面發展。

關鍵詞：基礎力學；學習興趣；課堂教學；教學方法

中圖分類號：G482 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）13-0107-03

興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的傾向，一個人知識的獲取和能力的培養是與其興趣、愛好密不可分的。愛因斯坦曾說過：興趣是最好的老師。學習興趣是激發學生強烈的求知欲望，推動學習過程快樂進行的一種重要因素。因此在新時期的教學改革中，如何結合課程特點，培養學生廣泛、穩定的學習興趣對于激發學生的學習熱情、開發學生智能、促進學生的全面發展有著積極的意義。

一、興趣的轉化與遷移

興趣又可分為直接興趣和間接興趣。直接興趣是指對事物或活動過程本身的興趣。例如，在教學過程中，新穎的內容、精彩的講授、直觀的模型、奇妙的實驗以及師生間良好的互動等都會引起學生強烈的興趣。一般說來，直接興趣作用的時間相對較短，具有明顯的感性特征。間接興趣則是由對事物或活動的結果所產生的興趣，如學生對課程的重要性具有明確的認識，對教學活動的目的、任務以及所達到的效果具有清晰地預測和判斷，從而引起了主觀上的重視或愛好。相對來說，間接興趣則比較穩定且持久。直接興趣和間接興趣不是相互孤立的，而是相互聯系、相互作用的，在一定條件下相互轉化和遷移。一方面直接興趣是間接興趣的基礎，如果教學活動乏味枯燥，很難激發學生的求知欲望甚至令學生厭學，自然也就無法形成穩定的間接興趣；反過來如果沒有間接興趣的激勵和促進，直接興趣也很難持久下去。另外，間接興趣還是直接興趣的積累、深化和升華，通過直接興趣的不斷轉化和遷移最后完成認識和心理上的飛躍。基礎力學涵蓋理論力學、材料力學、結構力學等課程，是理工科相關專業的重要基礎課。課程的主要特點是理論性、實踐性強，既有嚴謹的理論體系，又有明確的工程背景。課程開始時學生一般興致較高，廣泛的應用背景和對后續課程的重要支撐都會給學生帶來瞬間高昂的學習熱情，但隨著課程的進行、理論的加深以及計算的煩瑣等，都會使學生的熱情大大降低，部分同學甚至產生厭學情緒，致使力學課程往往成為學生及格率較低的課程。當然造成這種現象的原因是多方面的。然而，如何進一步挖掘課程內涵、更好地激發學生的學習興趣和求知欲望成為了當前課程改革的重要目標和出發點。

二、教學內容的新穎性

內容是課程教學的核心，好的教學內容是激發學生興趣的基礎。傳統的力學教材大都存在著內容陳舊、體系繁雜、重疊過多，與專業脫節等問題，不能反映現代工程和力學的發展，也使學生感到學無新意，學后又不消化，就像吃了夾生飯。針對上述問題，我們對教學內容和教學方式做了相應的調整和修改。

1.妥善處理相關課程中的重疊內容。有些內容在前導課程中已有涉及，但作為重要的基礎和導入又需在后續課程中出現。對這類內容一般不再照本宣科，而是采用學生自學、教師點評、課堂討論、擴充引申的方式進行。例如對理論力學中力的平行四邊形法則，共點力的合成與平衡，變速直線運動的規律，牛頓定律，質點動量定理和機械能守恒；結構力學中的靜定結構計算的部分內容等，都可由學生課下完成，教師在課堂上做總結性點評，重在對概念的準確把握、原理的加深理解、模型的簡化、工程應用背景以及理論的補充與拓展。減少了課時，避免了重復，又增加了新意。

2.適當提高教學起點。利用學生在高等數學課程中所學過的微積分、矢量分析、解析幾何和常微分方程等知識適當地提高教學起點。例如在講授“點的運動”一章時，先利用矢量分析的方法導出物體運動速度的矢量式，再推導出各種不同坐標系下的具體表達式。對材料力學中梁的內力和撓度等章節也盡量從數學分析的角度進行討論，利用功能原理分析結構的變形和穩定性問題。

3.增補新的內容。按照專業要求，適當增加一些工程應用方面的知識。如：對膠凝材料和制品專業增加了桁架受力分析、工程中的齒輪傳動計算、鉚釘和焊接的強度計算，并結合教材分析了粉磨機、攪拌機和運輸機械等的受力問題；對理論和應用力學專業增加了新型材料力學性質，各向異性力學實驗；對土木工程專業增加了鋼筋混凝土梁和樓板的應力分析、結構力學實驗教學等。使學生增強了工程意識、提高了學習的間接興趣。

三、教學方法的多樣性

根據課程特點采用多種不同的教學方法，有計劃的開展教學雙邊活動，將有助于學生增強學習興趣，提高學習的積極性。

1.講授—復現法。由于基礎力學課程一般在大二或大一時開設，學生的工程意識普遍欠缺，因此講授—復現法成為最有效的教學方法。這種方法的特點是系統性強、信息量大。但講授要體現精講的原則，突出基本概念、基本原理、基本方法以及力學模型的建立與應用條件，次要的、易懂的內容留給學生自學。在材料專業少學時的《工程力學》中，理論力學部分確定了以靜力學為主，在靜力學中又以平面一般力學平衡問題為中心的思路；在材料力學中，著重講授各種基本變形的強度計算公式的推導思路、產生背景、適用條件和工程應用，并注意培養學生怎樣從實際中提煉模型、怎樣近似和簡化、怎樣從具體到抽象、再從抽象到具體的分析能力。

2.學習—討論法。對某些選學和拓展內容或者學習中常見的錯誤與模糊概念擬成題目交給學生討論。討論方式一般有兩種：一種是課堂上發下題目，讓學生在課后準備，下次課時大家一起討論；另一種是根據課堂上的問題即興開展討論，引導學生積極思維，既活躍了課堂氣氛，又能激發學生的興趣。

3.直觀—實驗法。為了培養學生的學習興趣，使學生獲得充分的感性材料以加深對基本理論的理解，還應注意加強直觀性教學和實驗教學。例如在講授約束與約束反力的概念時，利用各種圖片、動畫、結構模型和工程實例分析約束的特點，增強學生的感性認識。實驗是力學的重要組成部分。除了針對課程內容加強實驗教學外，我們還結合國家級實驗教學示范中心的建設面向本科教學構建了多層次、多模塊、自主式、開放式的實驗教學平臺，為提高學生的實踐動手能力和學習興趣發揮了積極的作用。近年來，學校曾先后獲全國基礎力學實驗競賽團體二等獎和全國大學生周培源力學競賽基礎力學實驗團體三等獎。endprint

4.探索—發現法。探索—發現法是首先給學生創設問題情境，并在教師的指導下開展主動的學習和研究。在教學過程中，一般要先明確一個題目。題目可由教師提供，也可由學生自己提出或由教師和學生一起商定。題目的類型可包括課程內容的延伸、科學研究或實驗設計等各種不同的形式，可結合課程學習、大學生創新、學術導師制、科技競賽等各種活動一起進行。結合材料力學、結構力學、通識課和研討課等課程每年都有一批面向本科學生的研究性學習課題完成。事實表明：這種方法使學生在問題中探索，不僅能極大地提高學生的學習熱情，而且對培養學生的科學素養和創新精神都有積極的意義。

四、課堂教學的藝術性

隨著改革的深入，講授—復現法不再是唯一的教學方法，但課堂教學仍然是最重要、最有效的教學方式。因此上好每一堂課對教師來說都至關重要。

1.創造良好的課堂氣氛。輕松愉快、生動活潑的氣氛有助于激發學生的直接興趣，使學生沉浸于求知和探索的美好境界中。要創造良好的課堂氣氛，教師首先要根據課程特點、教學目的、知識的內在聯系和學生的心理特點選擇合適的教學方法，組織好每節課的教學。教師要有廣袤的知識結構、專業的研究背景，并注意廣泛收集可供教學的寶貴資料。正像教育家赫姆林斯基所說：“教師以終身的時間來準備一節好課”。

2.把握課堂教學的節奏。課堂教學是一門藝術，組織好每一堂課，就像指揮一臺大合唱。學生的情緒伴隨著課堂的旋律而共鳴，形成一支優美和諧、引人入勝的交響樂。平淡的曲律容易使人疲勞，而一味高昂的曲調也容易使人興奮過度且不利于學生的心理和生理特征。因此，教師要適時適度地把握課堂教學的節奏，使得生動活潑的課堂氣氛有節奏、有起伏地波浪式前進，不斷將學生的求知欲推向高潮。例如在講授“力的彎曲應力”時，一上課便提出了梁的彎曲應力問題并指出它在材料力學中的重要地位從而引起學生的注意，接著圍繞梁的彎曲變形，借助實驗現象，提出假設，然后綜合幾何、物理和靜力學關系倒出正應力公式。整個過程削枝強干，一氣呵成。隨后簡述了彎曲應力公式產生的背景和歷史典故，以及許多科學家對公式的產生所做出的貢獻，不僅為深入討論作好了準備，而且進一步鼓舞了學生的學習熱情。事實表明，良好的課堂氣氛和教學節奏，有助于激發學生的求知欲望，從而獲得最佳的教學效果。

參考文獻：

[1]趙洪.研究性教學與大學教學方法改革[J].高等教育研究，2006，27（2）：71-75.endprint