基礎力學課程教學與學生的一般發(fā)展

朱懷亮

【摘要】根據(jù)基礎力學課程的特點，應用現(xiàn)代教育理論，以培養(yǎng)學生的學習興趣、科學思維、創(chuàng)新意識和人文精神為目標，促進學生的全面發(fā)展。

【關鍵詞】基礎力學 教育理論 一般發(fā)展

【基金項目】上海高校本科重點教學改革項目和上海市重點學科建設項目（S30106）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）03-0254-02

基礎力學涵蓋理論力學、材料力學和結構力學等課程，是理工科相關專業(yè)的重要技術基礎課。課程的主要特點是理論性、實踐性強，既有嚴謹?shù)睦碚擉w系，又有明確的工程背景。因此，根據(jù)新時期高等教育的要求，應用現(xiàn)代教育教學理論，探索基礎力學課程教學中的一般規(guī)律，對促進學生的全面發(fā)展具有積極的意義。

一、贊科夫發(fā)展主義教育教學理論

20世紀以來，隨著科學技術的快速發(fā)展和知識爆炸性的更新，以知識傳承為中心的教學理念和方法開始受到挑戰(zhàn)，新的教育教學理論相繼出現(xiàn)。著名教育理論家和心理學家贊科夫（1901—1977）所創(chuàng)立的發(fā)展主義教學論體系反映了世界教學論的趨勢，被譽為“課程現(xiàn)代化”的三大典型代表之一。

發(fā)展主義教育理論認為：在教學過程中學生不僅要獲得知識，同時要得到一般發(fā)展。所謂一般發(fā)展是指人的智力、情感、意志等等而言，包括人的個性的一切方面的發(fā)展。因此，教學的目標和中心思想是以最好的教學效果來促進學生的一般發(fā)展，同時，學生在一般發(fā)展上所取得的進步又可幫助他們更好地獲得知識和技能的訓練。在教學原則上，不僅要著眼于教師的教，更要注重于學生的學；在教學內(nèi)容上重視基礎知識和技能的訓練，強調(diào)學生的一般發(fā)展不能建立在知識的真空中，以知識的廣度達到知識的深度；在教學實踐中注重方法的多樣性、強調(diào)學習的過程和綜合能力的培養(yǎng)以及每一個學生的發(fā)展。由此所構造的現(xiàn)代教學論體系框架在世界上許多國家都產(chǎn)生了重要的影響。

二、基礎力學課程教學與學生的一般發(fā)展

1.學習興趣的培養(yǎng)與遷移

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(yǎng)是與其興趣、愛好密切相關的。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，例如新穎的內(nèi)容、精彩的講授、直觀的模型和奇妙的實驗等都會引起學生強烈的興趣。間接興趣則是由對事物或活動的結果所產(chǎn)生的興趣，如學生對課程的重要性的認識，對教學活動的目的、任務以及所達到的效果的預測和判斷，都會引起主觀上的重視和愛好。一般說來，直接興趣作用的時間相對較短，而間接興趣則比較穩(wěn)定；但直接興趣和間接興趣不是相互孤立的，而是相互聯(lián)系、相互作用，并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化和遷移。通常在力學課程開始時，學生往往興致較高，明確的工程背景和好奇的求知心理都會給學生帶來較高的學習熱情，但隨著課程的深入學生們的熱情也會逐漸降低，一些同學甚至會產(chǎn)生厭學情緒。因此，我們在教學過程中，除了要精選教學內(nèi)容、選用合理的教學方法，不斷激發(fā)學生的直接興趣外，還要結合課程特點，利用多種方式、不斷強化學生的間接興趣。例如力學中的許多公式和內(nèi)容都有很好的歷史背景、工程應用實例和名人軼事，充滿了智慧的火花。將這些事例巧妙地融入課程內(nèi)容，可激發(fā)學生的學習興趣并轉(zhuǎn)化為求知的動力。

2.科學思維的啟迪與訓練

任何科學的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，都離不開科學的思維方法。既需要歸納、演繹、分析、綜合等邏輯思維，又要有直覺、聯(lián)想、靈感等非邏輯思維。在基礎力學的知識結構體系中，始終貫穿于邏輯思維和非邏輯思維的滲透和應用。例如在各種力學建模中，都需要依靠直覺性思維和抽象性思維對工程實際中的問題抓住主要矛盾、忽略次要因素，獲得簡單、直觀的力學模型，成為解決一切力學問題的基礎，而邏輯推理和數(shù)學演繹則又是分析和解決各種力學問題最重要的方法之一。因此，在力學教學中，要加強對學生的科學思維訓練，讓學生學會用科學的思維方法去分析問題和解決問題。例如靜力學中的物系平衡問題，要考慮整體與部分的拆分與綜合；運動學中的復合運動分析；材料力學中對力學模型的抽象與簡化；不同破壞模式的特征與機理分析；結構力學中各種結構形式的選取和近似等。在科學思維訓練中，還要特別重視對求異性思維的啟迪與引導。例如動力學問題中的一題多解，歐拉梁應力公式的演繹，超靜定結構基本未知量選擇與邊界條件的相容性，結構動力綜合最優(yōu)設計等。學會把已有的知識應用到新的情境中，利用原型、借助聯(lián)想，去解決新的問題并提高科學思維的能力。

3.實踐性、創(chuàng)新性能力培養(yǎng)

力學既是基礎科學、又是應用科學，這一特點也決定了實踐性教學在力學教學中的重要地位。加強實踐性教學、培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識是提高學生綜合素質(zhì)、促使學生一般發(fā)展的重要途徑。因此，要扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)教學中的“重邏輯思維輕動手能力、重基本理論輕創(chuàng)新意識”的觀念，創(chuàng)造條件為學生提供盡可能多的參與實踐性教學的機會。例如可通過理論力學與機構學的結合、理論力學與測試技術結合、材料力學與材料科學結合、結構力學與抗震技術結合等，打造面向不同學生對象的多層次、多模塊、綜合性、創(chuàng)新性實驗教學體系和平臺，以培養(yǎng)學生的動手能力。另外，還可結合課程內(nèi)容，組織學生參加各種創(chuàng)造性活動，如課外研究小組、科技競賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)以及導師的科研活動等。引導學生開展研究性學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑。研究性學習一般是在教師的指導下，以培養(yǎng)科學素養(yǎng)為目的，通過創(chuàng)設問題情境、促使學生主動性學習和研究性學習的教學模式。研究性學習的過程可歸結為：問題情境—提出假設—組織探究—形成解釋—評價結果等。問題情境是研究性學習的關鍵，通過創(chuàng)設問題情境，引導學生搜集資料、獨立思考、開展研究，從而發(fā)現(xiàn)新的概念和原理，并應用這些原理和知識解決新問題。這將有利于激發(fā)學生的求知欲望、培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力。

4.健全人格的塑造和發(fā)展

贊科夫認為，學校教育的目的不是單純地傳授知識，而是通過整個教育過程促使學生一般發(fā)展。教師的任務是通過教學環(huán)節(jié)使學生獲得新的發(fā)展，同時又依靠這種發(fā)展來推動教學。教育成功的標志不是要培養(yǎng)一批熟悉專業(yè)理論的技術精英，而是要造就一代具有良好的道德情操、個性特征、興趣廣泛和人格健全的高素質(zhì)人才。因此，在培養(yǎng)學生智力和能力的同時，要更注重對學生的理想、道德、情感和性格等非智力因素的培養(yǎng)。只有把智力因素與非智力因素的教育結合起來，以人為本、潛移默化，才能在教學的過程中，最大限度地挖掘?qū)W生的發(fā)展?jié)撃埽囵B(yǎng)學生高尚的情操、健全的人格和良好的心理素養(yǎng)，這也是其他教育媒體所無法替代的。力學在長期的發(fā)展中形成了獨特的力學文化和深厚的人文底蘊。從伽利略《關于兩門新學科的對話》、牛頓《自然哲學的數(shù)學原理》到愛因斯坦創(chuàng)立的相對論；從古希臘人對靜力學的重要發(fā)現(xiàn)到達芬奇、伽利略、伯努利等科學家關于構件應力和強度的貢獻，庫倫圓軸扭轉(zhuǎn)公式以及后來科學家關于非圓截面扭轉(zhuǎn)的研究等，無不展現(xiàn)了科學探索和人文精神的光輝，對提高學生的科學素養(yǎng)、塑造良好的個性和性格都具有積極的意義。

參考文獻：

[1]贊科夫. 教育與發(fā)展[M]， 北京：人民教育出版社， 1985.