《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》專業(yè)課程的教學(xué)改革實踐體會

[摘 要]通過對《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》課程的特點和教學(xué)中存在的問題進(jìn)行分析，指出可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面來提高課程教學(xué)質(zhì)量。該教學(xué)改革嘗試對提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。

[關(guān)鍵詞]彈性波動力學(xué)基礎(chǔ) 專業(yè)課程 教學(xué)改革

[中圖分類號] G420[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 2095—3437（2012）09—0118—02

《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》課程是我校聲學(xué)專業(yè)碩士研究生必修的基礎(chǔ)核心課，該課程理論性強，涵蓋的內(nèi)容廣泛，信息量大。要講好這門課程，有一定的難度，也有一定的挑戰(zhàn)。如何有針對性地搞好這門課程的教學(xué)工作，一直是我們努力實踐探索的目標(biāo)。幾年來，課程組全體教師經(jīng)過共同努力，在該門課程的教學(xué)中取得了顯著成績，多次獲得學(xué)校和學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組專家的好評?，F(xiàn)將該課程的教學(xué)實踐情況總結(jié)如下。

一、認(rèn)清課程的重要性及教學(xué)中存在的問題

《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》是研究彈性體在動載作用下的變形和運動規(guī)律的學(xué)科。[1]它所涉及的問題十分廣泛，在工程技術(shù)的許多領(lǐng)域諸如航空航天、國防工業(yè)、地質(zhì)勘探、材料科學(xué)、損失探測等方面都有應(yīng)用，為從事聲學(xué)、工程力學(xué)等理論研究的科研人員提供了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，掌握彈性波動力學(xué)相關(guān)知識對現(xiàn)代科學(xué)工作者和有關(guān)工程技術(shù)人員有著非常重要的意義。

由于各領(lǐng)域最新技術(shù)、最新成果的不斷交叉、滲透與吸收，使得人們重新對波傳播的問題進(jìn)行研究并拓展了許多實際應(yīng)用領(lǐng)域。[2]實際工程的復(fù)雜性與新材料的研制進(jìn)一步促使彈性波動力學(xué)應(yīng)用和理論的不斷深入，這就對彈性波動力學(xué)課程的教學(xué)提出了新的要求。另外，該課程數(shù)學(xué)公式繁多、涉及知識面廣，學(xué)生常常不易掌握。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方法禁錮了學(xué)生的思維和創(chuàng)造性，導(dǎo)致該門課程教學(xué)效果不甚理想，更談不上讓學(xué)生在今后能靈活運用理論知識去解決實際工作中的問題。近年來，為了提高課程的教學(xué)質(zhì)量，我們從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、實施科學(xué)考核等方面進(jìn)行了教學(xué)探索和改革。

二、對課程教學(xué)內(nèi)容的改革

彈性波動力學(xué)的研究范圍十分廣泛，它和許多自然現(xiàn)象及實際工程問題都密切相關(guān)，課題組全體教師經(jīng)過近幾年的教學(xué)探索和實踐，把彈性波動力學(xué)教學(xué)內(nèi)容從以往的精、深、透向目前的廣、博、寬轉(zhuǎn)變， 從以往的注重讓學(xué)生掌握彈性波動力學(xué)理論的基本概念、基本理論向注重提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力轉(zhuǎn)變，充分考慮學(xué)生將來的實際需求。

首先，我們做好教材的選用。在充分借鑒和參考國內(nèi)外成熟和規(guī)范的彈性波動力學(xué)教材的基礎(chǔ)上，我們根據(jù)自己的專業(yè)特點和工作性質(zhì)，經(jīng)過幾年的嘗試和實踐，編寫了一本應(yīng)用范圍相對較廣，適合諸如聲學(xué)、工程力學(xué)、地球物理學(xué)等不同專業(yè)學(xué)生要求的彈性波動力學(xué)教材，內(nèi)容具有一定的代表性和基礎(chǔ)性。

其次，做好配套教學(xué)輔助材料的編寫。單憑一本教材學(xué)生是很難吃透彈性波動力學(xué)領(lǐng)域熱點問題和前沿問題的。課程組全體教師密切關(guān)注國內(nèi)外類似課程建設(shè)上的有益成果，跟蹤彈性波動力學(xué)發(fā)展的動態(tài)前沿，不斷充實最新的信息，編寫完善的教案，制作出了既能理清專業(yè)基礎(chǔ)又能體現(xiàn)學(xué)科前沿的多媒體課件。

再次，加強課程的實踐內(nèi)容。以教材內(nèi)容為出發(fā)點，提供了一些經(jīng)典的參考文獻(xiàn)讓學(xué)生自己閱讀，拓寬學(xué)生的視野，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)實踐掌握彈性波動力學(xué)前瞻性的理論知識和最新的專業(yè)資訊。另外，劃定大致研究范圍，讓學(xué)生自己借助網(wǎng)絡(luò)搜集近年來有關(guān)彈性波動力學(xué)的優(yōu)秀論文，以加深學(xué)生對彈性波動力學(xué)理論知識的理解，同時也利于學(xué)生將來更好地撰寫畢業(yè)論文。

三、對課程教學(xué)方法和手段的改革

長期以來，我國高等教育中彈性波動力學(xué)課程普遍采用傳統(tǒng)的知識灌輸型教學(xué)模式，這種教學(xué)模式不利于學(xué)生自主、自覺地學(xué)習(xí)。教學(xué)效果的好壞與教學(xué)方法和教學(xué)手段密切相關(guān)。為了提高授課效率和課堂教學(xué)質(zhì)量，我們在講授過程中綜合使用了諸如講授法、案例教學(xué)法、專題討論法及實踐性教學(xué)法等多種教學(xué)方法。

首先，講授法具有傳遞的信息密度大、教學(xué)可控性強等優(yōu)點，《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)也離不開講授法。但在具體實踐中我們對該方法的定位是做到邏輯清晰、重點突出，決不能重新回到“填鴨式”的教學(xué)軌道上。由于這門課程涉及面廣、知識容量大，在講授時教師采用了多媒體、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化教學(xué)手段。使用多媒體課件可以使教學(xué)內(nèi)容圖文并茂，通俗易懂，加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象。例如，在講授“面波”這一概念時，授課教師制作了一些視頻來展示面波與P波、S波等在傳播過程中的差異，通過引入這種直觀的教學(xué)手段調(diào)動了學(xué)生的積極性、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

其次，案例教學(xué)法是一種理論聯(lián)系實際、啟發(fā)式的、教學(xué)相長的教學(xué)方法?！稄椥圆▌恿W(xué)基礎(chǔ)》課程中有很多知識點可以采用案例教學(xué)法。下面是筆者在授課過程中曾經(jīng)實施的一個教學(xué)案例。筆者首先通過幻燈片演示了幾個有關(guān)波動問題的簡短錄像，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后向?qū)W生講授彈性波動力學(xué)的發(fā)展歷程，并在適當(dāng)?shù)臅r間引導(dǎo)學(xué)生思考如下教學(xué)內(nèi)容：彈性波動力學(xué)問題的特征、動力學(xué)問題與靜力學(xué)問題的區(qū)別與聯(lián)系、彈性與塑性的界定等。對案例只作簡單提示性思考建議，將討論和參與的空間留給學(xué)生。通過引入案例教學(xué)使得彈性波動力學(xué)的基本概念既直觀又通俗易懂，更能吸引學(xué)生的興趣。

第三，適當(dāng)采用專題討論法能使封閉型的課堂教學(xué)變?yōu)殚_放型的課堂教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力?！稄椥圆▌恿W(xué)基礎(chǔ)》課程既有高深的理論又與現(xiàn)實生活緊密相連，不能僅局限于教材知識。在這門課程講授過程中，我們通常會針對教學(xué)內(nèi)容中的重點、熱點問題，將設(shè)計好的課堂討論題目提前幾周告訴學(xué)生，同時告訴他們需要哪些相關(guān)的參考文獻(xiàn)。然后，在正式的課堂討論中，給每個學(xué)生進(jìn)行自由表達(dá)和討論問題的機會。當(dāng)遇到冷場時及時啟發(fā)學(xué)生，正確引導(dǎo)學(xué)生逐步達(dá)到教學(xué)目的。最后，將學(xué)生的各種意見進(jìn)行適時適度的點評，特別是對學(xué)生的獨到見解要加以肯定。

第四，利用實驗場地強化實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。彈性波動力學(xué)是一門應(yīng)用性很強的課程，其課程設(shè)置也必須突出實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。為了使學(xué)生對所學(xué)知識有更為切身的感受和體會，根據(jù)教學(xué)計劃，結(jié)合本專業(yè)課程教學(xué)目標(biāo)，我們開展了相對系統(tǒng)的實踐性教學(xué)。在整個教學(xué)實施過程中授課教師會帶領(lǐng)學(xué)生參加一次外場實驗，提高學(xué)生對實際工程問題的感性認(rèn)識，增強學(xué)生的實際操作能力，鞏固與彈性波動力學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

四、對課程考核方式的改革

考試是檢驗學(xué)生所學(xué)知識成效的主要手段而不是最終目的。[3]當(dāng)前在彈性波動力學(xué)課程考核方式上存在的突出問題主要表現(xiàn)在兩個方面：一是考試形式單一，主要是采用閉卷考試；二是考試內(nèi)容不夠靈活，多局限于書本上的內(nèi)容。實施創(chuàng)新教育，當(dāng)前最重要的就是要改變應(yīng)試教育中學(xué)生整日圍著考核轉(zhuǎn)的不良現(xiàn)象。因此要保證課程教學(xué)改革的成功，就必須改革考核方式。

在具體教學(xué)實踐中，我們把《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》課程考核主要分為以下三部分：基礎(chǔ)知識部分考核、大作業(yè)部分考核和實踐部分考核?；A(chǔ)知識部分考核一般采用閉卷考試形式，主要考核彈性波動力學(xué)基本理論和基本知識。大作業(yè)部分考核主要通過教師命題或?qū)W生自選題的方式，結(jié)合當(dāng)前彈性波動力學(xué)的熱點、難點問題，要求學(xué)生構(gòu)思一個新穎的習(xí)題，自編程序后用計算機求解，也可以寫一點最深刻的學(xué)習(xí)心得體會。實踐部分考核主要考核學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新能力。配合專業(yè)課程教學(xué)，要求運用所學(xué)的波動專業(yè)知識，研究一個實際工程問題，給出抽象的理論模型并進(jìn)行數(shù)學(xué)求解。

《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》是一門理論性和實踐性都很強的課程。我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等幾個方面介紹了對該課程所進(jìn)行的改革和嘗試。在教改實踐中借鑒了國內(nèi)外專家學(xué)者對彈性波動力學(xué)研究的成果。上述教學(xué)方法和考核方式有利于強化學(xué)生的創(chuàng)新意識，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。實踐證明，教改實踐推進(jìn)了《彈性波動力學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的發(fā)展，激發(fā)了學(xué)生繼續(xù)探索和學(xué)習(xí)的興趣。該教學(xué)改革嘗試對提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生運用基本理論分析和解決現(xiàn)實問題發(fā)揮了重要作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 熊祝華，郭平. 彈性動力學(xué)[M]. 長沙：湖南大學(xué)出版社，1989.

[2] 羅斯J. L.著，何存富等譯. 固體中的超聲波[M]. 北京：科學(xué)出版社，2004.

[3] 韓開鋒，龔昌超. 學(xué)員畢業(yè)設(shè)計的過程管理與質(zhì)量監(jiān)控體會[J]. 科技信息，2009，（27）：121.

[4] 畢磊.黑龍江民族預(yù)科物理教學(xué)改革的回顧[J].大學(xué)教育，2012，（2）：45.

[責(zé)任編輯：陳明]