適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)力學(xué)研究型教學(xué)實踐探索

嚴(yán)穎 姚宇新 王尕平 蘇文政

摘要：基于基礎(chǔ)力學(xué)課程的教學(xué)，對研究型教學(xué)手段進行了多方位的探索和研究。包括在教學(xué)過程中引入案例教學(xué)法，發(fā)掘日常生活實例，啟發(fā)研究型思維，以及吸收國際先進教學(xué)理念等。通過研究型教學(xué)的初步實踐，對如何通過基礎(chǔ)力學(xué)課程的教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生智慧，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力進行了有益的探索。

關(guān)鍵詞：研究型教學(xué)；基礎(chǔ)力學(xué)；創(chuàng)新型人才

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）09-0137-02

基礎(chǔ)力學(xué)作為工科院校許多專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，其本身概念抽象、理論和公式較多。傳統(tǒng)的課堂授課方式，主要以教師為主體，由教師向?qū)W生填鴨式灌輸知識，教師的授課很容易處于背誦狀態(tài)，枯燥乏味。而學(xué)生大部分時間處于被動接受狀態(tài)，只滿足于機械地記錄教師和教科書上的觀點，學(xué)習(xí)興趣普遍不高，學(xué)習(xí)的主動性、積極性難以發(fā)揮，不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。尤其是在學(xué)時壓縮的情況下，如何加強基礎(chǔ)力學(xué)課程的教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的人才是目前亟待解決的問題。

研究型教學(xué)，作為一種教學(xué)理念和教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的實踐創(chuàng)新能力，是目前高等教育教學(xué)發(fā)展的主流方向，對培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實、富有實踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才具有十分重要的意義。為此，我們嘗試多方位地開展基于基礎(chǔ)力學(xué)課程學(xué)習(xí)的研究型教學(xué)探索，包括在教學(xué)過程中引入案例教學(xué)法，發(fā)掘日常生活實例，啟發(fā)研究型思維，以及吸收國際先進教學(xué)理念等，試圖找尋使學(xué)生得到最大受益的教學(xué)方法。

一、案例教學(xué)法

案例教學(xué)法，強調(diào)的重要理念是問題意識，旨在培養(yǎng)學(xué)生勇于提出問題、分析問題和解決問題的綜合素質(zhì)。力學(xué)，兼有基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的雙重性，其與工程緊密相連。然而現(xiàn)實情況是，工程背景在課堂教學(xué)中往往被忽視，造成學(xué)生工程意識淡薄，理論與實踐脫節(jié)。學(xué)生只懂理論，而沒有將理論知識轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的工程素養(yǎng)，缺乏綜合運用知識發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的實踐創(chuàng)新能力。因此，教師應(yīng)特別重視通過適宜的工程案例告訴學(xué)生這些理論在工程中如何得到了應(yīng)用，給學(xué)生以最直觀的心理上的沖擊，使其易于接受所學(xué)的知識，最終達到融會工程，貫通理論的目的。一方面，我們借助互聯(lián)網(wǎng)上大量的教育資源，收集力學(xué)在機械、土木等相關(guān)工程領(lǐng)域應(yīng)用的視頻，使學(xué)生盡可能多地感性地了解具體的工程案例；另一方面，我們從我校學(xué)生的實際出發(fā)，精心選取了適合研究性教學(xué)的工程案例素材，構(gòu)建了基礎(chǔ)力學(xué)課程學(xué)習(xí)的案例教學(xué)素材庫。并且，選取基礎(chǔ)條件較好的部分專業(yè)開展了試點。比如，在講授截面的幾何性質(zhì)時，討論輕軌的截面為何采用工字鋼的不對稱形式；在講解材料的力學(xué)性能時，通過泰坦尼克號的悲劇，說明是材料的低溫脆性導(dǎo)致了事故的發(fā)生。這樣，通過將典型案例與課程學(xué)習(xí)的有機結(jié)合，促使學(xué)生開闊思路，變被動學(xué)習(xí)為主動探究，在一定程度上提高了學(xué)生理論聯(lián)系實際解決工程問題的能力。同時，案例教學(xué)法的采用，營造了良好的師生之間、學(xué)生之間的互動氛圍，有利于教學(xué)效果的提高。

二、發(fā)掘日常生活實例

西方教育思想的集大成者杜威曾說過，“最好的一種教學(xué)，牢牢記住學(xué)校教材和實際經(jīng)驗二者相互聯(lián)系的必要性，使學(xué)生養(yǎng)成一種態(tài)度，習(xí)慣于尋找這兩方面的接觸點和相互的關(guān)系?！痹诨A(chǔ)力學(xué)的授課過程中，更要重視理論與實際應(yīng)用相結(jié)合，努力嘗試在講解時應(yīng)用一些與學(xué)生的日常生活相聯(lián)系的直接生活經(jīng)驗，比如，懸臂梁為屋頂?shù)墓财囌竞蜍囃?，拉壓桿構(gòu)件的過街天橋，用高跟鞋和平底鞋說明分布力和集中力的概念等。這樣通過形象易懂、學(xué)生看得見摸得著的身邊的實例，將枯燥、抽象的力學(xué)概念變成了鮮活的現(xiàn)實，充分調(diào)動了學(xué)生的聽課情緒，不僅增強了學(xué)生對概念的理解，而且能夠有效地促使學(xué)生更多地關(guān)注實際、留心觀察思考，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。同時，具體生活實例的引入，有利于營造活躍的課堂氛圍，形成良好的師生之間的互動，從而有利于研究型教學(xué)方法的開展，以獲得良好的教學(xué)效果。但這也對教師提出了更高的要求。教師在備課的準(zhǔn)備階段，就要從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的角度入手，針對所要講授的內(nèi)容，搜索和收集可以啟發(fā)學(xué)生思維的生活實例，并制定好在課堂講授時如何實施啟發(fā)學(xué)生開拓思路和進行思維訓(xùn)練的授課方案。

三、啟發(fā)研究型思維

基礎(chǔ)力學(xué)課程是培養(yǎng)研究型思維的極佳載體，通過課程教學(xué)啟發(fā)研究型思維，其重要性不言而喻。在授課過程中，我們注重傳授知識與思維培養(yǎng)相結(jié)合，對知識邏輯進行闡述，便于知識點的串聯(lián)。比如，對材料力學(xué)基本內(nèi)容和知識系統(tǒng)的歸納，從外力到內(nèi)力，由內(nèi)力再到應(yīng)力，建立強度條件，接著討論變形和位移，從而建立剛度條件；貫穿理論力學(xué)學(xué)習(xí)的主干線是牛頓定律在工程中的應(yīng)用，基本定理與牛頓定律的邏輯關(guān)系是數(shù)學(xué)變換等。教師在教學(xué)過程中，注意適時引導(dǎo)，逐步把學(xué)生的思維由平面導(dǎo)向縱深，由對知識散亂簡單的表象記憶導(dǎo)向?qū)χR本質(zhì)的深入理解和系統(tǒng)把握，從而啟迪學(xué)生的研究型思維。另外，我們也清楚地認(rèn)識到，習(xí)題課作為教學(xué)過程的一個重要環(huán)節(jié)，也應(yīng)該納入培養(yǎng)學(xué)生探索精神的重要手段。選取的典型例題，不僅要起到復(fù)習(xí)鞏固知識點的作用，更重要的是能夠拓寬思路，有利于創(chuàng)新意識的養(yǎng)成。對每一道例題的講解，首先要加強定性分析，然后才是定量的分析計算，最后做一些有益的討論，留給學(xué)生適當(dāng)?shù)乃伎?、領(lǐng)悟的空間。比如，改變某個關(guān)鍵參數(shù)，會得到什么樣的結(jié)論？還有哪些例子能說明這個問題？等等。同時，應(yīng)該鼓勵學(xué)生按照自己的思路分析解決問題，從而促進學(xué)生積極主動思考、探索解決問題的途徑，總結(jié)規(guī)律，由此逐步培養(yǎng)學(xué)生良好的思維素質(zhì)?？傊?，通過這些具體的實踐探索，我們努力做到讓課堂教學(xué)不僅僅是知識的灌輸，而是思想和思維的展現(xiàn)。

四、吸收國際先進教學(xué)理念

積極吸收國際先進的教學(xué)理念，采用與國際接軌的教學(xué)方式，推進基礎(chǔ)力學(xué)課程學(xué)習(xí)的國際化，在部分專業(yè)力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)工作中直接采用美國大學(xué)現(xiàn)行的教材，使所培養(yǎng)的學(xué)生具有一定的國際通行的知識結(jié)構(gòu)和理解方法。眾所周知，相當(dāng)多的國外大學(xué)教材都是由具有豐富教學(xué)實踐經(jīng)驗的一流學(xué)者撰寫的，不僅教學(xué)內(nèi)容豐富，而且還包括大量的具有時代氣息的實際工程例題和詳盡透徹的解答。采用此類國外教材，能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以使學(xué)生獲得較新的思考方法和知識，有利于日后掌握相關(guān)領(lǐng)域世界先進技術(shù)的第一手資料。筆者對此進行了試點，為我校機械與自動化工程專業(yè)國際班學(xué)生開設(shè)的材料力學(xué)課程就采用了Ferdinand P.Beer等撰寫的《Mechanics of Materials》。教材中的大量例題和習(xí)題，形式新穎，易于理解，極大地開闊了學(xué)生的眼界，有效地增強了部分學(xué)生靈活分析問題和解決問題的能力。同時，我們還同步選取了國外優(yōu)秀材料力學(xué)教學(xué)輔助軟件MDSolids中的相關(guān)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容，交互式的學(xué)習(xí)環(huán)境，極大地刺激了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，我們也充分利用互聯(lián)網(wǎng)上的大量教育資源，參考借鑒國外優(yōu)秀教師的授課課件、講義甚至是授課視頻，一方面吸收其先進的教學(xué)理念，補充、豐富我們現(xiàn)有的教學(xué)材料；另一方面，通過整合吸收，加強對原版教材的理解和把握，逐步建立適合自己的基礎(chǔ)力學(xué)課程英語教學(xué)體系。

五、結(jié)論

我們開展的多方位的基于基礎(chǔ)力學(xué)課程學(xué)習(xí)的研究性教學(xué)探索，目的在于激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的探索熱情，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，目前已經(jīng)取得了階段性的成果。但是，我們也清楚地認(rèn)識到，前面的路還很長，還需要我們要繼續(xù)切實轉(zhuǎn)變教育理念，以學(xué)生為主體，以能力為根本，努力嘗試、靈活采用多種多樣具有特色的教學(xué)手段和措施，因材施教，多渠道地實踐對學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]陳建平，范欽珊，鄧宗白.從工科基礎(chǔ)課程的特點出發(fā)開展研究性教學(xué)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2008，（5）：20-22.

[2]范本雋.工程本科基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)芻議[J].無錫教育學(xué)院學(xué)報，2003，23（2）：74-75.

[3]何謙.立足工程素質(zhì)培育的《材料力學(xué)》課程教學(xué)改革.機械管理開發(fā)，2010，25（5）：156-159.

[4]李鋒.材料力學(xué)案例.教學(xué)與學(xué)習(xí)參考[M].科學(xué)出版社，2011.

[5]柳葆生.建設(shè)開放環(huán)境，推進力學(xué)基礎(chǔ)課程雙語教學(xué)[J].西南交通大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2006，7（Supp.）：32-35.

[6]蘇麗，蘭海.試論研究型教學(xué)模式[J].黑龍江高教研究，2008，（12）：175-176.

[7]隋允康.知識馱著能力走能力銜著知識飛[Z].數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革研討會，2004.

[8]蘇秦，楊鵬，張陵.雙語教學(xué)實施效果的調(diào)查與分析[J].中國大學(xué)教學(xué)，2002，（10）：34-35.

[9]Tianjian Ji，Adrian Bell. Seeing and touching structural concepts[M].高等教育出版社，2009.

[10]王青梅，趙革.國內(nèi)外案例教學(xué)法研究綜述[J].寧波大學(xué)學(xué)報，2009，31（3）：7-11.

[11]姚宇新，馬莉英.淺析力學(xué)教學(xué)過程中的創(chuàng)新思維訓(xùn)練[D].力學(xué)課程報告論壇論文集，2006：197-199.

[12]余學(xué)進，劉昭平，張少欽.在力學(xué)課程中進行雙語教學(xué)探索[J].力學(xué)與實踐，2003，925）：61-63.

[13]張偉剛.大學(xué)研究性教學(xué)與科研方法[J].高等理科教育，2009，（2）：65-68.

[14]趙洪.實施研究性教學(xué)的重點與難點[J].中國高等教育，2006，（19）.