以理論力學(xué)為例淺議高校基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)

鄭恒偉　李定玉　張龍　陳世嵬

摘要：針對(duì)基礎(chǔ)課堂的特點(diǎn)，以理論力學(xué)課為例淺議在基礎(chǔ)課教學(xué)過(guò)程中，有意識(shí)的采用一些講課技巧增加課堂的趣味性、生動(dòng)活潑性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)；理論力學(xué)；基礎(chǔ)課

1、課堂教學(xué)的概念和優(yōu)缺點(diǎn)

1789年法國(guó)大革命后，為適應(yīng)在進(jìn)行的戰(zhàn)爭(zhēng)迫切的需要，工程師做筑堡壘、修道路、建橋梁以及有關(guān)槍炮方面的工作，1795年正式成立了巴黎綜合工科學(xué)校，這所學(xué)校規(guī)定學(xué)生在進(jìn)入學(xué)習(xí)各個(gè)具體工程部門(mén)之前，都必須學(xué)好數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、化學(xué)等課程，開(kāi)始有了基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的區(qū)分。這所學(xué)校的成立是真正現(xiàn)代理工科高等教育的開(kāi)始，與以往學(xué)校采用師徒之間個(gè)別傳授教學(xué)方式不同的是，這所學(xué)校開(kāi)創(chuàng)了對(duì)學(xué)生集體授課的教學(xué)方式，而集體授課的教學(xué)方式即我們現(xiàn)在的課堂教學(xué)[1]。

課堂教學(xué)，是把年齡和知識(shí)程度相同或相近的學(xué)生，編成固定人數(shù)的班級(jí)集體；按各門(mén)學(xué)科教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容，組織教材和選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法；并根據(jù)固定的時(shí)間表，向全班學(xué)生進(jìn)行授課的教學(xué)組織形式。課堂教學(xué)是教育教學(xué)中普遍使用的一種手段，它是教師給學(xué)生傳授知識(shí)和技能的全過(guò)程，它主要包括教師講解，學(xué)生問(wèn)答，教學(xué)活動(dòng)以及教學(xué)過(guò)程中使用的所有教具。也稱(chēng)“班級(jí)上課制”。

班級(jí)教學(xué)的主要優(yōu)點(diǎn)有：第一把相同或相近年齡和知識(shí)程度的學(xué)生編為班級(jí)，使他們成為一個(gè)集體，可以相互促進(jìn)和提高；第二教師按固定的時(shí)間表同時(shí)對(duì)幾十名學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，擴(kuò)大了教育對(duì)象，加快了教學(xué)進(jìn)度，提高了教學(xué)工作效率；再者在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)間方面有統(tǒng)一的規(guī)定和要求，使教學(xué)能有計(jì)劃、有組織地進(jìn)行，有利于提高教學(xué)質(zhì)量和發(fā)展教育事業(yè)；最后各門(mén)學(xué)科輪流交替上課，既能擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，又可以提高學(xué)習(xí)興趣和效果，減輕學(xué)習(xí)疲勞。班級(jí)教學(xué)的出現(xiàn)是教育史上一個(gè)重大的進(jìn)步，但其也存在著一定的局限性，主要是不能充分地適應(yīng)學(xué)生的個(gè)別差異，照顧每個(gè)學(xué)生的興趣、愛(ài)好和特長(zhǎng)；同時(shí)又難以充分照顧優(yōu)、差生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

2、以力學(xué)課堂教學(xué)為例淺議高校基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)現(xiàn)狀

采礦工程、 土木工程、機(jī)械工程、航空航天等本科專(zhuān)業(yè)中，力學(xué)歷來(lái)是重要的基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，各校基礎(chǔ)力學(xué)的課程占總學(xué)時(shí)的10%左右。傳輸給學(xué)生什么樣的力學(xué)知識(shí)和如何傳授力學(xué)知識(shí)是擺在力學(xué)教育工作者面前的重要課題，同時(shí)也構(gòu)成了力學(xué)教育思想的基本內(nèi)涵[2]。

但力學(xué)課程向來(lái)為公認(rèn)的教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程，一成不變的教材內(nèi)容易使教師陷入照本宣科的尷尬，而學(xué)生面對(duì)許多遠(yuǎn)離生活與工程的知識(shí)點(diǎn)，亦經(jīng)常霧里看花不得要領(lǐng)，有些學(xué)生上課分心或曠課、厭學(xué)或許也與為師者枯燥乏味的講課有關(guān)。力學(xué)類(lèi)基礎(chǔ)課程課題教學(xué)所面臨的問(wèn)題幾乎也是所有基礎(chǔ)課面臨的共同問(wèn)題。因?yàn)榛A(chǔ)課往往偏理論化、抽象化，與現(xiàn)實(shí)環(huán)境往往直接聯(lián)系甚少，教師講起來(lái)不形象具體并且可能具有一定的枯燥性，基礎(chǔ)課因?yàn)榕c實(shí)際生活直接聯(lián)系較少使得學(xué)生學(xué)起來(lái)感覺(jué)到云里霧里比較縹緲。

而理論化、抽象化又是基礎(chǔ)課的特點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兪墙鉀Q專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)，是建立解決現(xiàn)實(shí)生活中問(wèn)題理論模型的基礎(chǔ)，其地位對(duì)每個(gè)學(xué)科尤其是工科學(xué)科非常重要。如何將抽象、枯燥的基礎(chǔ)課講的形象化是目前所有基礎(chǔ)課教師所面臨的亟待改進(jìn)的地方，如何對(duì)抽象、枯燥的基礎(chǔ)課感興趣的學(xué)并且學(xué)好學(xué)扎實(shí)，更是工科學(xué)生所面臨的亟待解決的問(wèn)題。

3、以理論力學(xué)課堂教學(xué)為例淺議基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)改進(jìn)

教學(xué)過(guò)程不僅是講課，也是心智的付出，應(yīng)該盡量做到求新求變、生動(dòng)、細(xì)致，吸引學(xué)生是首要，目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在短短的90分鐘授課時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生思維高度活躍將學(xué)生注意力集中吸引到老師話(huà)題和所講內(nèi)容中，這是基礎(chǔ)課教學(xué)中比較難的事情，本文以理論力學(xué)課程為例就此方面提出幾點(diǎn)淺議。

理論力學(xué)課程幾乎是所有工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)都要學(xué)習(xí)的一門(mén)力學(xué)基礎(chǔ)課，也是力學(xué)類(lèi)課程最早出現(xiàn)的一門(mén)學(xué)科（18世紀(jì)以前的力學(xué)基本上是以靜力學(xué)為主，而靜力學(xué)是理論力學(xué)第一部分，而動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)于17世紀(jì)末才完成）。如何將枯燥、抽象、公式多的理論力學(xué)課程上好，本文從提出以下幾個(gè)建議。

3.1 重要的知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際工程、生活應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)

基礎(chǔ)課程之所以枯燥、抽象，是因?yàn)樵S多重要的知識(shí)點(diǎn)都是從解決實(shí)際工程、生活問(wèn)題抽象出來(lái)的理論模型和理論知識(shí)，課堂上單單講解這些抽象出來(lái)的模型和知識(shí)當(dāng)然枯燥乏味，但是如果在教學(xué)過(guò)程中將這些問(wèn)題的實(shí)際意義還原，從其所解決的實(shí)際工程、生活問(wèn)題講起，這樣學(xué)生聽(tīng)起來(lái)就感覺(jué)這是理論模型和理論知識(shí)點(diǎn)具有實(shí)際內(nèi)涵和實(shí)際意義，學(xué)習(xí)起來(lái)將會(huì)覺(jué)得有意義有意思形象化的多。如理論力學(xué)中比較難以理解的光滑圓柱鉸鏈約束可從生活中的剪刀講起。

3.2 重要公式的數(shù)學(xué)思想介紹清晰

基礎(chǔ)課尤其是工科基礎(chǔ)課，每個(gè)重要公式和理論模型均由其數(shù)學(xué)思想和模型建立原理，將這些數(shù)學(xué)思想和理論模型建立原理介紹清楚，學(xué)生能從根本上理解和推導(dǎo)這些公式，學(xué)習(xí)和理解起來(lái)才能更加清晰，也更利于他們的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。如給出理論力學(xué)中非均布荷載合力公式時(shí)可給出其微積分的求解推導(dǎo)。

3.3 課堂中巧妙設(shè)問(wèn)讓學(xué)生思考并鼓勵(lì)積極回答

面對(duì)理論基礎(chǔ)課內(nèi)容多、課時(shí)量減少而大綱要求沒(méi)怎么變化、又要顧及學(xué)生理解掌握的現(xiàn)實(shí)情況，課堂教學(xué)時(shí)間總顯得不夠用，因此理論基礎(chǔ)課越來(lái)越難以在課堂上給足教師提問(wèn)、學(xué)生思考和提問(wèn)的時(shí)間。但這樣的教學(xué)效果并不好，如何在現(xiàn)實(shí)情況不理想的條件下課堂教學(xué)中給留出教師設(shè)問(wèn)和學(xué)生思考提問(wèn)的時(shí)間？以理論力學(xué)中受力分析圖為例，教師在課堂教學(xué)時(shí)可以少舉例但盡量做到所舉例題具有代表性，可以有幾種分析方法，循序漸進(jìn)的引導(dǎo)學(xué)生采用不同分析方法作圖。

3.4 教師的相關(guān)科研、國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究和課程涉及到的人文歷史引入穿插于課堂教學(xué)

在基礎(chǔ)課講解過(guò)程中聯(lián)系工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)，可巧妙穿插與之相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀或教師自己所做與之相關(guān)的科研。如在將理論力學(xué)中桁架結(jié)構(gòu)時(shí)，可穿插高壓塔力學(xué)相關(guān)研究。深山中高壓塔因?yàn)楦邏壕€的覆冰積雪或高壓線隨大風(fēng)擺動(dòng)，都非常有可能高壓線斷開(kāi)甚至連帶高壓塔倒塌，高壓塔倒塌會(huì)造成很大經(jīng)濟(jì)損失，所以現(xiàn)在比較熱門(mén)的力學(xué)相關(guān)研究之一就是如何在高壓線斷開(kāi)的情況下高壓塔不倒塌。另一方面，在基礎(chǔ)課講解中會(huì)涉及到非常多的歷史名人，可以適當(dāng)引入歷史名人的相關(guān)歷史，增加基礎(chǔ)課的趣味性，如介紹到牛頓定律時(shí)可還原牛頓的另一面，等等。這些內(nèi)容的有意識(shí)引入都可以增加課堂的趣味性活潑生動(dòng)性。

4、結(jié)論

基礎(chǔ)課一般都具有非常理論化、抽象化和枯燥的特點(diǎn)，教師教學(xué)容易陷入照本宣科，而學(xué)生學(xué)起來(lái)也容易感到枯燥無(wú)味。本文主要針對(duì)基礎(chǔ)課的以上特點(diǎn)，以理論力學(xué)課為例對(duì)基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)提出了幾點(diǎn)改進(jìn)建議，以增加課堂的趣味性、生動(dòng)活潑性，可以更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]武際可， 林文恵. 理論力學(xué)教材的發(fā)展趨勢(shì). 力學(xué)與實(shí)踐， 2005， 27（4）：65-6

[2]周宏偉. 力學(xué)教育的前世今生. 力學(xué)與實(shí)踐， 2015， 37（1）： 113-116

資助項(xiàng)目：重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（No.163141）。

通訊作者：鄭恒偉