如何提高理论力学课堂教学的有效性

  • 投稿二狗
  • 更新时间2015-09-03
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文/田燕萍

【摘要】理论力学是理工科一门重要的专业必修课,该课程集理论与应用于一体,既具有理论上的抽象性和严谨性,又具有工程上的实用性和实践性。由于其抽象性和复杂性,以及学时限制问题,如何在课程教学中提高课堂教学的有效性,成为教好该课程的关键所在。本文结合学生专业特点,以增强课堂教学的有效性,激发学生的学习兴趣和主动学习动机为目的,对该课程的教学改革进行了探索。

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关键词 理论力学;课堂教学;趣味性;教学改革

《理论力学》是理工科专业一门重要的专业基础课,更是学生在高等数学等理论课程后接触实际工程的第一课。这门课程一方面能培养学生分析问题和解决实际问题的能力,同时又是很多后续专业课程的基础,如材料力学、机械原理、机械设计、汽车理论、汽车动力学等。

《理论力学》中的“理论”二字,已经让大部分学生、甚至教师,认为本课程是纯理论的,联想到“公式”、“抽象”、“深奥”这些字眼,望而生畏。因此,一开始就丧失了兴趣和信心,甚至具有抵触情绪。诚然,本课程具有理论严密性和系统性的特点,每章内容环环相扣,各定理推导严格并有不同的适用范围及条件。学生在学习过程中,常感到定理众多,内容庞杂,不易理解和接受,特别是往往遇到听得懂但不会做题的窘境。此外,由于课时所限,因此在传统的教学中,绝大部分时间均是以教师讲授为主,学生完成听课、课后作业和期末考试三个环节的任务,学生学习中存在的问题没有也不能得到及时的解决。

上述诸多因素导致很多学生在学习过程中感到十分吃力,甚至放弃学习,最终考试及格都难以保证。以笔者所在专业往年的考核情况看,该课程每年的补考、重修率都居高不下,更有个别学生由于该课一直无法通过,无法顺利毕业。

究其原因,必须要逐条解决上述问题,这样才能首先解决基本的考试通过问题,进而再谈如何提高课程知识灵活运用、融会贯通、提高学生素质和解决工程问题的能力。

对当前传统课堂教学进行必要的改革是解决上述问题的必要途径。通过合理、有效的教学,提高课堂教学的有效性,增强学生的学习兴趣,培养学生自主学习的能力,在掌握课程知识、提高考试成绩的同时,提高学生分析问题和解决实际问题的能力。

综合上述教学中出现的问题,要想教好这门课、使学生学到知识,提高课堂教学的有效性是最重要的一环。课堂教学的效率提高了,学生的学习兴趣才会建立起来,才会有学习的热情,才愿意把精力付于课程学习上。那么关键问题是如何提高该课程课堂教学的有效性,主要从下面几点出发。

一、调动学生学习的积极性

(1)建立学生对《理论力学》良好的第一印象,在第一次课堂上,通过生活和工程中丰富有趣的力学问题举例、简单魔术表演、简单玩具演示等,抓住学生的“眼球”,让学生对该课程“一见钟情”,激发学生学习的兴趣和动力。

(2)在平时的课堂中,结合专业背景,多联系相关的工程实例,将理论力学与学生的专业结合。例如在对车辆专业的学生讲授时,应多举与汽车相关的工程实例,而在对机械专业的学生讲授时,应多举与机械部件相关的实例,而在对土木专业的学生讲授时,应多举与土木工程相关的实例。

(3)教师在课程教学中对课程学习的难易度进行客观分析,消除学生对该课程的恐惧感和排斥感。如在讲解静力学部分时,教师可以告诉学生该部分内容有的已经在高中物理中学过,如力、受力分析、受力平衡、静摩擦力等,本课程中适时加入了一些新的内容,如力偶、铰链约束、桁架内力计算等;在讲解运动学部分时,教师就应告诉学生这部分是本课程的重点和难点,也是以往高中物理中没有涉及到的内容,在考试时也是重点考察的内容,也是考试中失分最多的部分。

二、整合教学内容

根据学生专业特点,调整课程内容的侧重点,将与学生专业联系很少或联系不大的章节、以及与《大学物理》力学部分重复的内容作简要讲解,将教学内容中重复度较大的章节作演绎归纳。如“平面力系”和“空间力系”部分,在学生能力可以接受的范围内,直接讲空间力系,从而将平面力系按空间力系的特例处理,从“一般”讲到“特殊”,这样可以在不减少知识点的情况下减少部分内容所占的学时数。

三、多种教学手段综合运用

(1)多媒体与板书相结合

将现代教育技术融入课堂教学,在讲述章节的基本知识点时,以多媒体教学为主、板书为辅的手段,将不易理解和想象的内容制成图片或动画演示,加深学生对问题的认识和理解。如在讲解点的合成运动时,学生不易理解绝对运动、相对运动、牵连运动,也不能准确判断各种运动的轨迹、速度和加速度方向,如将这三种运动以动画的形式演示,有助于学生的理解;在讲解重要公式、例题、习题时,应以板书为主、多媒体为辅的手段,一步步详细推导,如在讲解点的合成运动的例题时,就应在黑板上从速度矢量图、加速度矢量图的绘制开始,到速度合成定理、加速度合成定理公式的形式,到投影方程的列出,一步一步详细讲解。

(2)对教案的准备

在课前应提炼出本次课的教学重点及难点,课堂中应该重点注意的问题,在授课过程中有针对性地讲解。对课堂中存在的问题作出记录,在下一次课开始前即时解决。

(3)采用启发式、讨论式的教学模式

教学模式应该多样化,除了教师讲学生听这种模式外,应增加多样化的形式。如课堂教学中,可以针对本次所讲内容提出问题,启发、引导学生进行小型讨论,以求解决问题和加深学生理解;本次课堂教学结束前,以思考题的形式提出与下次课相关的问题,让学生带着问题思考、自学,以提高教学效果;每学期组织两至三次大型讨论,学生分成若干小组,每一组提前准备与理论力学相关的问题,如工程或生活中的力学问题、根据力学原理进行的结构设计、某一难题的求解、某一问题的不同求解方法、教材中存在的问题等,以PPT或实物的形式在课堂中进行讲解、演示和讨论,课后各组以课程小论文的形式汇成报告进行相互评比。

四、建立辅导答疑制度

由于理论力学解题方法的灵活性和多样性,课后建立答疑制度也是非常必要,可以对学生在课后作业及课后复习中遇到的问题及时进行解决,提高学生对知识内容的吸收速度和理解深度。

五、考核方式的改革

对于平时成绩的评定进行改革,建立细致的考核制度,将预习效果、分组讨论、课堂回答问题、课堂小测验等均计入平时成绩。

六、总结

通过上述课堂教学改革,近期,该课程的不及格率已降低到5%以下,优秀率提高到30%以上。

要想上好理论力学这门课,提高课堂教学的有效性,培养学生的学习兴趣是关键所在。要让学生在这门课的学习中找到成就感并培养起自信心,觉得这是一门实用的课程,从而自身愿意、乐于学习这门课。为达到上述目的,教学内容和教学方法的改革是势在必行的。教师要根据不同专业学生的特点制定相应的教学计划,教学内容与学生专业紧密相结合,懂得取舍;同时要不断充实提高自己的专业素质,以适应课程改革的需要。这无疑对教师提出了很大的挑战,要求投入更多的精力到这门课程中来。

当然,增强课堂教学的有效性,激发学生的学习兴趣还只是理论力学课程教学改革的一方面,还有待在今后的教学实践中不断补充、健全和改进。

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参考文献

[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学,高等教育出版社,2009

[2]刘又文,彭献.理论力学,高等教育出版社,2006

[3]马尔契夫.理论力学,高等教育出版社,2006

(作者单位:杭州电子科技大学机械工程学院)