分組討論教學法在“材料力學”教學中的應用效果＊

郭 飛 ， 陳 坤 ， 孫艷麗

（1.新疆醫科大學第一附屬醫院，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學機械工程學院，新疆 烏魯木齊 830046）

0 引言

應用型人才培養是我國經濟轉型和結構調整的迫切需要，也是高等教育大眾化進程的新要求。面對經濟社會發展對應用型人才的大量需求，不同高校都提出了相應的教育改革工程，其目的在于提高教育教學質量。大學培養的目標就是培養出對社會有用的綜合型人才。因此，越來越多的高校將傳統的教學方式轉向了“以學生為中心”，以培養學生能力為目的，讓學生具備發現問題、解決問題及自主學習的能力，以便更好適應社會發展需要。

在傳統教學模式，學生大多都是按部就班學習，填鴨式教學模式使學生缺乏發現問題及解決問題的能力，對于缺乏自我監督能力和不會制定個人學習計劃的學生，如果在學習過程中遇到問題，也不去請教老師和其他學生，久而久之，易產生厭學情緒，以至于無法達到預期學習目標。

目前，以分組討論為導向的教學方法[1]，在多個學科的教學應用中都取得良好教學效果。“材料力學”課程是機械、土木等多個工程專業的重要專業基礎課程，課程包含許多公式、定理及推理等，課程內容具有較強的系統性和理論性，雖然課程包含許多力學模型，但大都是從實際工程中抽象出來。因此，課程要求學生不僅要掌握相關理論知識，同時也要與實際相結合，培養學生具有解決工程實際問題的能力。

1 教學設計與實施

“材料力學”是一門聯系工程實際的學科，包含很多基本概念、基本公式和定理等，是機械、土木等多個工程專業的課程，也是學生以后解決基本的工程實際問題的基礎課程。通過對“材料力學”的學習，學生對構件的強度、剛度及穩定性具有基本的認識，掌握了基本的力學概念、基本的與力學相關的計算能力和實驗能力，為后續課程的學習奠定了必要的力學基礎。傳統的教學過多地強調學生掌握“材料力學”的基本概念和基本計算方法，卻沒有給學生更多的思維時間，缺乏對學生創造力和想象力的培養。

分組教學是將一個班級的學生分成多個小組[1-2]，以每個小組為單位，每個小組相互合作共同完成一個特定的學習任務，如討論、PPT展示等，學習方式方式比較靈活。該學習方式動員了整個小組的學習積極性共同完成一次學習任務，可以培養學生團隊意識、有效檢驗學生學習效果，在完成任務過程中，發現自己的不足之處，可及時查漏補缺。與此同時，分組教學學習方式以學生為中心[3]，極大調動了學生學習積極性。學生在任務實施過程中，需應用自己所學知識設計模型以及自主控制任務的完成進度。有利于培養他們的自律性和主動學習積極性，也有利于教師及時發現他們的學習問題，針對性地對學生進行單獨輔導。

以分組為導向的教學模式在“材料力學”中的應用，可以充分調動學生自主學習的能力。學生可借助網絡、圖書館等資料，通過老師的指引下，自主完成每次分組的建模任務，并以PPT形式進行展示，隨后分組討論、答疑。不僅能提高學生自主學習的能力，鞏固所學的基本知識點，還鍛煉了學生邏輯思維、共同合作、口頭表達及溝通能力。教學具體設計如下：

1）教學對象。選擇新疆大學2018級機械工程專業本科生120人為研究對象，該類學生完成理論力學或工程力學等相關課程的學習，具備基本的力學知識，將四個班學生通過簡單隨機分組法，在授課時，每班分為5組，每組6人左右。

2）教學內容及學時。選取“材料力學”中某章節的3個小節；教學時數2學時。

3）教學流程。課前準備：提前告知學生要建立的力學模型，并以PPT形式展示，將教學組班級分小組，使每個小組同學預習相關的知識點，可利用互聯網、圖書館等多種途徑，查閱相關資料，比如：課本、相關專業書籍、專業文獻等資料，根據要求建立相關的力學模型，并要求每組成員合力完成PPT的制作；課堂PPT的匯報：每組推選一位同學進行PPT的匯報，時間15min～20min；課堂提問環節：根據每組同學PPT的匯報，其他組同學向該組同學提出相關的問題，若回答正確對該組同學進行加分，若回答錯誤或沒能回答，則對提問組同學進行加分。PPT展示結束后，學生進行自由討論，提出問題，解決問題，分享學習心得及研究成果，教師做好引導及評價；課后總結：課程結束后，進行課程總結，對課程進行總結歸納，并對學生提出的問題進行答疑總結。

2 教學效果評價

采用問卷調查形式在課程討論結束后，向每位同學發放課程教學調查問卷，確保每位學生填完后收回。共發出150調查問卷，收回150份，根據對調查問卷的整理，結果顯示如表1所示。

表 1 學生對分組討論教學方法的效果評價

3 討論

分組討論的前提是新知識在已有的知識體系上，以學生主動學習為主導，以小組討論為教學形式，在老師的輔助輔導下，圍繞某個與課程相關的力學模型進行研究，最終提出解決問題的方案，從而完成這一課程的學習。

在傳統的教學過程中，教學模式大多數都以班級為單位進行相關的教學活動，老師在黑板上進行知識講解，學生被動地接受，在這種教學模式中，因一名老師對一個班級的學生，且課堂時間有限，很難確保讓每位學生都能主動參與整個教學過程。因此，該教學模式無法充分調動學生的學習主動性及積極性，也降低了學生自主學習的能力。另一方面，傳統教學注重理論，不注重實踐，學生的學習以被動學習為主，缺少問題的討論，問題答疑等學習環節[4]。盡管課程內容與工程實際相結合，但學生不會運用現有的知識去解決相關的工程實際問題。因此，如何在課堂上盡可能提高解決問題的能力很重要，針對材料力學特點，采用分組討論教學方法[5]，激發學生自主學習。

上課前告訴學生進行小組討論時的要求—結合課程內容建立相關的力學模型，并以PPT展示。在力學模型制作的過程中，每位學生都能參與其中，根據小組討論的環節，發揮每位學生的優勢。通過課后問卷調查，結果顯示76%喜歡該教學模型，86%的學生全程參與了該教學模式，82.3%的學生認為該教學模式對材料力學的學習有幫助，并有72.7%同學希望今后能繼續參加此類教學活動。

注重實踐能力是以解決實際問題為導向的教學方法，將工程實際融入“材料力學”的教學過程[6]，使學生結合自己所學的知識從實際問題出發，將理論知識與實際問題相結合，讓學生體會到自己所學的知識可用于解決相關的工程實際問題。同時，在分組討論教學模式中，更多的通過學生之間互相討論、共同合作完成一次學習任務，在分組討論教學過程中，參與的主體由教師轉為學生，這樣可以充分調動學生的自主學習積極性，培養學生自主學習意識，使學生具備自主學習的能力，減少對老師依賴。

通過分組教學在“材料力學”課程的應用，發現以下優點：1）學生不僅學會了材料力學的理論知識，同時還掌握了如何應用自己所學的材料力學知識結合工程解決實際問題；2）該教學模式學習過程比較有趣，有利于提高學生主動學習的意愿；3）該學習模式有利于培養學生團隊意識和合作精神；4）該教學模式有利于教師發現學生的問題，可及時給與學生相應的輔導；5）以分組討論為主導的教學方法打破了傳統的授課方式，在模型準備過程中，學生不僅要查閱相關的資料，以此強化所學知識，也有助于他們開拓知識面，同時也使小組成員之間增強了合作意識，發揮各組成員的優勢，有利于學習任務的盡快完成，并提高了學生處理問題的應對能力等；6）在分組討論過程中，每次討論都是解決工程實際問題的基礎，學生通過所學的理論知識與實際問題相結合，這樣有助于提高學生的動手能力和解決工程實際問題的能力。

但該教學方法也有一定的缺點，如果在小組建模過程中，學生之間出現合作不佳，會影響各小組的任務完成進展，各個小組成員中的學生的學習成績也有差異，對于學習主動性較差的學生，可能達不到預期教學目標，進而無法共同進步。針對以上情況，可在分組時根據學生學習能力、學習條件、學生性格特點、自由組隊意愿等多方面原因綜合考慮，以確保各小組的實力均衡，以達到小組成員之間可以相互商量、相互幫助的效果，共同完成小組學習任務。

4 結語

綜上所述，以分組討論為主導的教學方法在“材料力學”教學中可以有效調動學生學習的積極性和主動性，提高教學質量，增強了學生的合作意識，可全面提高學生的綜合素質。