關(guān)于如何增強(qiáng)學(xué)生材料力學(xué)學(xué)習(xí)效率的探討

張春林

（中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410004）

關(guān)于如何增強(qiáng)學(xué)生材料力學(xué)學(xué)習(xí)效率的探討

張春林

（中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410004）

目前高等院校中，材料力學(xué)授課學(xué)時(shí)大幅削減、單班開課人數(shù)過多、材料力學(xué)掛科率居高不下等現(xiàn)象表明，學(xué)生材料力學(xué)學(xué)習(xí)效率問題的解決已迫在眉睫。作者結(jié)合多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)材料力學(xué)課程，從提高學(xué)生興趣、積極性入手，對(duì)如何增強(qiáng)學(xué)生材料力學(xué)學(xué)習(xí)效率作了一些思索與探討，同時(shí)也對(duì)教師在課堂情感互動(dòng)、課堂趣味性、新教學(xué)手段的引入等方面提出了更高的要求。

材料力學(xué) 學(xué)習(xí)效率 積極性

1 材料力學(xué)課程的特點(diǎn)與教學(xué)現(xiàn)狀

材料力學(xué)是高等院校工科中機(jī)械、土木等專業(yè)在高等數(shù)學(xué)和理論力學(xué)后開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它基于固體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要研究構(gòu)件在外力作用下的變形和破壞規(guī)律，為合理設(shè)計(jì)構(gòu)件提供有關(guān)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的基本理論和方法［1］。它不僅是后續(xù)專業(yè)課程（鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和橋梁工程等）的重要理論基礎(chǔ)，又是解決工程實(shí)際問題的重要方法和手段，在許多工程技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，而且它還是培養(yǎng)工科相關(guān)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要基礎(chǔ)學(xué)科［2］。所以作為該課程的教師就需要深入研究如何講好材料力學(xué)課程，提高教學(xué)效果，使學(xué)生能切實(shí)掌握材料力學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論，并培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和研究的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和能力，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

然而近幾年來，隨著高等教育的改革和發(fā)展，課程設(shè)置和授課學(xué)時(shí)的變化，材料力學(xué)的授課學(xué)時(shí)也被大量削減，同時(shí)，招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，生源總體素質(zhì)的下降，學(xué)生的基本功的參差不齊，必然會(huì)導(dǎo)致單班授課人數(shù)過多，教學(xué)的難度增加。此外，現(xiàn)今的大學(xué)校園里逃課現(xiàn)象司空見慣；課堂之上，睡覺，把玩手機(jī)的現(xiàn)象比比皆是；學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性明顯不高；材料力學(xué)掛科率居高不下，甚至到達(dá)聳人聽聞的40%以上。因此，如何增強(qiáng)學(xué)生材料力學(xué)的學(xué)習(xí)效率已成為迫在眉睫的關(guān)鍵問題。

2 材料力學(xué)學(xué)習(xí)效率的提高

2.1 教學(xué)過程中的情感互動(dòng)

學(xué)生作為獨(dú)立個(gè)體，有著豐富細(xì)膩的情感，而作為材料力學(xué)課程的授課教師，最好能讓自己的學(xué)生喜歡教師本人，至少做到不害怕、不討厭，這就要求教師有著平易近人的態(tài)度和健康、樂觀向上的人格魅力。另外，講課時(shí)的語氣、用詞要盡量生動(dòng)幽默、要深入淺出，復(fù)雜的例子簡(jiǎn)單化、生活化，而且說話時(shí)要注意與學(xué)生們的眼神交流，讓學(xué)生有被重視的感覺，這樣容易拉近老師與學(xué)生的距離。此外，有時(shí)還可以引導(dǎo)學(xué)生來舉例，或者列舉一些他們暫時(shí)不理解的力學(xué)現(xiàn)象，大家暢所欲言，課堂氣氛活躍輕松，學(xué)生自然會(huì)喜歡上課。研究表明，興趣愛好，是人們從事并投入某項(xiàng)活動(dòng)的最佳推動(dòng)器。因此，教學(xué)課堂中的情感互動(dòng)能直接增強(qiáng)學(xué)生對(duì)材料力學(xué)課程的學(xué)習(xí)積極性，從而間接提升學(xué)生材料力學(xué)的學(xué)習(xí)效率。

同樣、課堂教學(xué)時(shí)間的結(jié)束并不意味著教學(xué)過程互動(dòng)的終結(jié)，課后的教學(xué)安排不僅是對(duì)前一堂課的總結(jié)和延續(xù)，也是對(duì)下一堂課的提高與發(fā)展。對(duì)每堂課的總結(jié)概括，對(duì)學(xué)生意見的征求是下一堂課提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)，通過作業(yè)進(jìn)行互動(dòng)是最常用的方式，根據(jù)作業(yè)和平時(shí)測(cè)驗(yàn)情況，可以采用質(zhì)疑方式督促部分學(xué)生獨(dú)立且積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。另外教師應(yīng)主動(dòng)留給學(xué)生自己的電子信箱、QQ或者微信號(hào)等，便于課后知識(shí)、情感、思想和生活交流，進(jìn)一步加深彼此的了解，既促進(jìn)知識(shí)的理解與鞏固，又加強(qiáng)師生情感的交流，讓學(xué)習(xí)變成輕松愉快的事情。

2.2 課程趣味性的提高

在傳統(tǒng)的材料力學(xué)教學(xué)過程當(dāng)中，其課程體系大都是以四種基本變形（軸向拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲）為主線來展開，對(duì)課程的基本概念、基本理論及方法由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由特殊到一般進(jìn)行闡述，以致長(zhǎng)期以來形成了相對(duì)固定的教學(xué)模式。同時(shí)，由于材料力學(xué)課程概念多、理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象且不好理解，從而造成學(xué)生對(duì)材料力學(xué)的學(xué)習(xí)有一定的畏難情緒；而且教材中工程實(shí)例較少，學(xué)生不知道所學(xué)知識(shí)能解決什么工程問題，就認(rèn)為力學(xué)沒有用，學(xué)習(xí)積極性不高，甚至有厭煩情緒的產(chǎn)生，這些都將必然導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下的問題。

因此，材料力學(xué)課堂趣味性的提高尤其重要。力學(xué)來自工程實(shí)際問題，反過來，力學(xué)要服務(wù)于工程實(shí)際，同時(shí)，生活和工程中的實(shí)際例子以及一些簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)是提高材料力學(xué)課堂趣味性的最好素材。例如：材料力學(xué)講桿件拉壓和扭轉(zhuǎn)章節(jié)時(shí)，可以讓學(xué)生自己動(dòng)手，用粉筆做拉伸和扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察斷面形狀，最后總結(jié)、對(duì)比課本理解一些問題；又比如，在開始講平面圖形截面性質(zhì)時(shí)，可以做個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的關(guān)注度和興趣，拿幾張紙，展開平鋪在兩個(gè)粉筆盒上，在紙上中間處不斷增加粉筆的數(shù)量，直到紙被壓彎，記錄下此時(shí)粉筆的數(shù)量，然后讓學(xué)生再把紙卷成圓筒或者方形筒放于兩個(gè)粉筆盒上，同樣再依次往紙筒中間處添加粉筆直到彎曲，記錄下此時(shí)粉筆的數(shù)量，讓學(xué)生對(duì)比哪一種工況條件下的承載能力大，引起學(xué)生積極思考；引導(dǎo)學(xué)生提出疑問：“紙的橫截面積沒變（兩種情況下紙張相同），只是截面形狀變了，其抗壓的能力卻變化很大，為什么？”，這樣就為這一章開了一個(gè)好頭，學(xué)生學(xué)習(xí)就有了興趣。同樣，彎曲強(qiáng)度一章較難，可舉例設(shè)問：（1）60t的平板車怎樣通過允許負(fù)重只有40t的大橋；（2）允許負(fù)重只有100kg的跳水版怎樣才能夠承受200kg的人在上面跳水。從問題出發(fā)，讓學(xué)生在學(xué)完本章后幫助解決這些問題。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)有了目標(biāo)，就有興趣，效果自然好。

上述材料力學(xué)內(nèi)容可以從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)例以及適當(dāng)?shù)奶釂栆龑?dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和興趣。而對(duì)于應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)這種理論性、抽象性比較強(qiáng)的章節(jié)，這時(shí)就得源于教師對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用的熟練程度，用巧說的方式來把枯燥無味的理論描述為生動(dòng)形象的故事，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性與興趣。如：摩爾圓——“剪應(yīng)力和正應(yīng)力的愛情”的故事，從前有個(gè)剪應(yīng)力愛上了正應(yīng)力，大部分時(shí)候正應(yīng)力和剪應(yīng)力是在一起，正應(yīng)力在前，剪應(yīng)力默默跟著，在摩爾圓上行走；剪應(yīng)力很早就知道，在摩爾圓上，有一個(gè)地剪應(yīng)力會(huì)變?yōu)榱悖f不能去；但是正應(yīng)力從小的理想就是為了到一個(gè)地方，成為主應(yīng)力；但是，有件事剪應(yīng)力她一直不知道怎么開口，因?yàn)檎龖?yīng)力成為主應(yīng)力的地方，就是剪應(yīng)力變?yōu)榱愕牡胤?。類似這樣的比方，不但能調(diào)動(dòng)起學(xué)生的興趣，同時(shí)也加深了對(duì)理論的理解。

2.3 新教學(xué)手段的引入

慕課［3］（Massive Open Online Courses， MOOC）是指大規(guī)模在線視頻開放性課程。大規(guī)模（Massive）是指課程資源和參與學(xué)習(xí)者數(shù)量眾多；開放性（Open）是指慕課課程資源向所有學(xué)習(xí)者開放；在線（online）是指依托于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將課程資源公開發(fā)布到網(wǎng)上，供學(xué)習(xí)者分享、互動(dòng)。慕課作為信息化技術(shù)與教育技術(shù)高度融合的新型教育教學(xué)方式，從2008年形成雛形并接受注冊(cè)，短短幾年時(shí)間就引起了世界教育界和著名大學(xué)的高度重視并紛紛參與，美國(guó)斯坦福

············大學(xué)、麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)等世界著名高校率先建立慕課平臺(tái)，并主動(dòng)向世界推送在線課程。斯坦福大學(xué)校長(zhǎng)將慕課比作教育史上“一場(chǎng)數(shù)字海嘯”，《紐約時(shí)報(bào)》將2012年命名為慕課元年……。慕課使優(yōu)質(zhì)教育資源實(shí)現(xiàn)了公平共享，將推動(dòng)教育事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。材料力學(xué)課堂教學(xué)時(shí)間的結(jié)束并不意味著教學(xué)活動(dòng)的終結(jié)，課后的教學(xué)安排是對(duì)前一堂課的總結(jié)和延續(xù)，而慕課作為一種新的教學(xué)形式與教學(xué)手段，可以引入作為材料課堂教學(xué)的延續(xù)。簡(jiǎn)短的視頻，精煉的知識(shí)點(diǎn)講解，可以作為學(xué)生預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)的媒介，學(xué)生不僅能自由支配學(xué)習(xí)時(shí)間，同時(shí)也能更好地幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，提高學(xué)習(xí)效率。

3 結(jié)語

材料力學(xué)作為一門邏輯性較強(qiáng)的課，需要學(xué)生理解的難點(diǎn)、重點(diǎn)和抽象的知識(shí)點(diǎn)很多，一但整個(gè)環(huán)節(jié)中某一塊聽不懂、吃不透，就很容易產(chǎn)生消極怠學(xué)的情緒，因此，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣顯得尤為重要，這也主要取決于教師對(duì)知識(shí)的理解和靈活運(yùn)用，同時(shí)也對(duì)教師在課堂情感互動(dòng)、課堂趣味性、新教學(xué)手段的引入等方面提出了更高的要求。

［1］劉鴻文.材料力學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［2］劉靜，周曉玲，汪中厚.淺談工程力學(xué)教學(xué)中實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2013（2）.

［3］趙海霞，謝舒瀟，劉永貴，等.高等教育MOOC的發(fā)展路徑、戰(zhàn)略影響及理性思考［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，24（7）：5-11.

張春林（1988—），男，漢，湖南邵陽人，博士生，講師，研究方向：振動(dòng)主、被動(dòng)控制一體化。