(佛山科學技術學院土木工程系 廣東佛山 528000)
作為建筑、汽車、航空、材料、環境工程等工科專業一門重要的專業基礎課,工程力學是包括理論力學和材料力學兩個部分,具有很強的理論性,亦需要較高的計算能力。它不僅為后續課程的學習打下一定的基礎,也是解決實際工程問題的工具。然而,由于本課程內容抽象、公式繁多,講求一步一步遞進式深入理解,一部分學生雖然愿意認真學習,但常覺得工程力學的理論難以理解透徹,做題時常常不知如何下手,不理解的知識一但累積,便容易喪失了自信,逐漸產生厭學情緒,更有一部分學生在心理上產生了抵觸情緒,甚至害怕學習。工程力學為除力學及土木工程等專業外的理工科學生的必修課,雖然知識深度要求遠比力學及土木工程等專業的學生為低,但由于學生物理學基礎相對較為一般,亦未必對力學課程有足夠重視,在教導較深入知識時教師往往感覺非常吃力。本文結合工程力學課程特點和教本課程三年來的經驗,筆者提出以下四方面教學建議,激發學生熱情,培養學生科學探究精神,提高學生獨立分析解決問題的能力。[1]
當前教學中,由于考試題目基本上不會勘察繁瑣的公式推導,學生往往重習題輕推導。然而,很多的理論假設及由假設推導出的公式都需要學生們徹底明白,這樣才能保證其后的學習不是死記硬背,不留“理解不好靠硬背”的包袱。包袱不多時,模仿硬背或許還能勉強招架一下一些力學里的零散知識點。包袱一旦累積起來,難免從量變到質變,學生們一下子覺得根本不知道從哪做起,甚至放棄以后的學習。歸根到底,是前面公式推導沒能完全理解的緣故??伎伎?,教師的法寶;分分分,學生的命根。在當前教育和考核制度下,不能否認學生們大多沖著考試成績來學習,教師可以明確考試里有公式推導的考核,督促學生多花時間理解好每個公式,事半功倍的為往后的學習掃除理解障礙。[2]
實驗是聯系課本和實際的橋梁,是指導學生從課本走向實際再檢視課本的重要環節,對加深理解基本概念和基本理論有非常重要的作用。目前,由于課時所限,大部分學校開設工程力學課程并不設置專門的實驗環節,不能不說這是一個遺憾。實驗的成功開設,能事半功倍的加深學生們對力學課程的興趣。筆者建議可單獨開設工程力學實驗課,或者教師在課堂上當堂演示并如讓學生隨后參與實驗,以讓學生在實驗中揭示問題,發現規律,探索解決方法,反思課本上要點從而獲取知識。通過實驗操作,學生們能清晰接觸并運用所學知識,產生一定的獲取知識的成功敢,絕不適合為趕進度、壓縮學時的原因取消實驗操作而造成教學效果的因小失大。
相對于力學系、土木工程系同學來說,工程力學課程要求雖然并不太高。但對于環境工程系等力學理解能力稍弱學生來說,該課程知識點多而抽象,顯然傳統方式很難滿足實際教學的需要。傳統教學方式比較單調,過于死板,建議可采用多媒體信息技術圖文并茂、聲像并舉、能動會變、形象直觀的特點為學生創設各種情境,將橋梁鋪設、鋼鐵冶煉等相關于生活相關的工程實例搬上屏幕、納入課堂,可激起學生的各種感官的參與,使學生在輕松、愉悅又相對有收貨感覺的環境中學到應有的知識。同時,教師亦可為學生創造了其喜聞樂見的教學場景,不僅可以啟發和引導學生積極思維,還能夠達到許多意想不到的教學效果,使學生能夠在有限的時間內接受和掌握更多的知識,提高了教學效率,也使動車力學課程教學質量明顯提升。
興趣是激發學生學習的最佳方法,結合日常現象讓學生了解力學原理是吸引學生注意力的有效方法。在教學過程中,教師可以先提出現實生活中的一些現象,然后引出疑問,為什么會是這樣,喚起學生的積極思維,啟發學生的學習愿望,最后根據授課內容讓學生進行解釋。例如,在講授摩擦角的時候,可以現場帶來千斤頂,讓學生們用千斤頂頂起重物,進而安排學生們討論其神奇之處。在學生們嘖嘖稱奇并表現出不解原因之時,解釋千斤頂紋路傾斜角度的重要性,并結合受力公式分析其原因。像這樣出現在生活中的又可以課堂現場舉出的例子不勝枚舉,一旦學生“嘗到甜頭”能利用自己所學的知識解釋實際生活中存在的問題,他們就能感受到成功的喜悅,也會愿意學、主動學,就會使學習效果得到很好的提升。相比較傳統的教學模式,“神奇生活現象解釋”模式更有利于引導學生掌握知識要點,達到教學目的?!吧衿嫔瞵F象解釋”模式核心在于激發學生的求知欲,引導學生的積極思維,解決了傳統教學中學生被動學習的問題,克服了教師枯燥無味地灌輸和壟斷課堂的現象,有助于培養學生獨立自主分析問題和解決問題的能力。[3]
“滴水穿石非一日之功,冰凍三尺非一日之寒?!惫こ塘W課程由于含有大量的公式理解和計算,往往使學生們在課程后階段缺乏耐心、失去對課程的興趣。然而,作為專業基礎課,本課程又是環境、建筑等專業學生非啃不可的硬骨頭。筆者結合三年來《工程力學》課程授課經歷,建議可以從考試內容、實驗設置、授課方法、現象解釋四方面提高學生學習興趣、活化課堂氣氛、掃除理解障礙、加強知識點掌握,以使《工程力學》課程教學能取得更好的教學效果。