加强力学教改培养学生能力

加强力学教改培养学生能力

　　加强力学教改培养学生能力
　　
　　文/周加林
　　
　　摘 要：在多年教学实践与改革研究探索的基础上，针对学生诸方面能力的培养，提出相应的力学教改措施。
　　
　　关键词：力学模型；思路图法；逻辑综合能力；创新能力
　　
　　新时期的工程技术人员，不仅要有一定的理论知识，还必须具有较强的学习能力和实践工作能力。然而各种能力的培养不是孤立的，不能仅仅局限于各类实习和毕业设计上，而应贯穿于学校教育的全过程，体现在各门课程教学和各个教学环节中。本文就力学教学改革中如何培养学生能力进行探讨。
　　
　　一、加强建立力学模型的方法，培养学生运用理论解决工程实际问题的能力
　　
　　“力学模型”是联系工程力学知识与实际问题的桥梁，重视学生建立力学模型方法的培养，提高理论解决实际问题的能力，就是要使学生具有较强实践工作能力的具体体现。目前，教材多数只说明某个结构可简化为某个力学模型，而对为什么能简化，怎样简化，简化过程中应注意的问题，往往阐述不够。针对这一现象，我在教学中，坚持向学生传授工程力学模型的思想和建立方法，重点放在讲清楚各种铰链约束和固定端约束的结构特点及反力的区别，利用教具进行直观启发。各类空间约束对照实物进行讲解，使学生牢固认识各种约束的判别方法和各个约束反力的建立方法。进而引导学生对实际问题进行抽象、简化，学会建立力学模型。如，在直梁弯曲中，把如何建立力学模型放在首位，让学生通过对两人用扁担抬水、桥式吊车大梁的分析，掌握起简支梁的简化方法，再通过对比长短轴承约束的特点，加强对固定端和铰链约束的判别方法。并且引导学生对日常生活和实习工厂中常见构件的受力及约束进行简化，建立起力学模型，锻炼抽象概括能力，使他们掌握建立力学模型应注意的各项原则，指导学生把实际问题转化为力学问题的方法，既提高了学生对工程力学知识的应用能力，又提高了学生的学习兴趣。
　　
　　二、用思路图法进行总结，提高学生的逻辑综合能力
　　
　　“科学不但有实用价值，更重要的是它的训练价值。”这正像工程力学等学科的教学一样，不仅要传授学生知识，而且要培养学生逻辑思维能力和分析综合能力。在教学中我非常注重和强调对学生逻辑综合分析能力的培养，并总结了一种行之有效的方法：思路图法。
　　
　　在每个章节结束后，就将这一章的各个概念和知识的作用及它们之间的内在联系搞清楚，然后将这些零散的概念联系成一个整体，作出思路图，给学生一个高层次的概括性知识，让学生掌握这种学习方法，并灵活地应用它，使学生由被动接受知识向主动接受知识方向转换。如，通过材料力学中轴向拉伸和压缩学习后，给学生归纳出思路图。此图以构件、受轴向拉压的强度研究思路为主干线，引出研究过程中建立起来的各个概念、公式及计算方法，引导学生的思维从表层向深层纵深方向发展，从轴向外力引起的内力、应力导致构件拉压破坏，到材料抗力的研究目的、材料拉压的力学性能及工程实际情况的考虑，一环扣一环，逐步深入，最后建立起直杆拉压强度条件，解释强度条件的实质并阐明学科的任务，总结强度计算类型。再从观察到的表面现象，分析构件的内力、变形，寻找内力与变形间的内在联系，按照逻辑思路的方法进行总结归纳。顺利地沟通了此章的基本概念、思路，清晰地理解、记忆了本章知识和计算公式，改变了他们中学时代的学习意识——把学习当成被动地接受知识信息的过程，学会用有效的方法主动的消化知识。
　　
　　材料力学研究构件在各种变形形式下的强度和刚度的方法是相同的，因而课程各章均有着基本相似的思路图，只是因各章研究的变形不同，而导致知识内涵完全不同。在剪切、扭转、弯曲等章节结束后，让学生自己对所学知识进行分析和综合，总结、归纳出这一章的思路图。从学生所作的思路图中发现学生基本能够做到把书中各章零散的、自成体系的内容和计算公式、研究思路进行有序地排列组合，逐步深入的按逻辑进行推理，联系成有机的整体。思路图法不仅有效地提高了学生的逻辑综合能力，而且告诉了学生由“厚”变“薄”、由粗变精的消化知识的过程，让学生领悟如何在不断输入教学信息的基础上，用逻辑分析对各个概念及各种计算重新进行组合，派生出自己的新知识结构，从而培养自己良好的学习方法和正确的思维方式。
　　
　　三、不断创新课堂教学，培养学生独立获取知识的能力
　　
　　21世纪是科技知识爆炸的世纪，在有限的时间内给学生以终身享用不尽的知识是不可能的。我们必须培养学生学会学习，具有自我开拓和获取知识的能力。传统的教学方法是教师只管自己讲授，以科目为中心的“灌输式”单向教学，这使得相当一部分中专生独立性差，几乎无自学能力。为此，我在教学中常常改变这种教学方法，创造一个以学生为中心的具有创造性的教学环境。我首先对教学内容通过承上启下的方式提出问题，有意识地让学生带着问题自己钻研。例如，在“纯弯曲梁横截面上的应力”这一章，因应力公式推导方法与圆轴扭转应力公式推导方法相同，虽然有一定难度，但学生根据已有的知识完全能求解。为此，我让学生带着弯矩在横截面上如何分布这一问题进行自学，使每位学生进入角色，同时启发引导，以揭示和帮助学生进行理解。学生在独立思考和分析讨论的基础上回答各个问题，师生产生共鸣，把整个教室空间变为学生思维空间，全方位地驾驭和控制整个课堂，使得课堂气氛活跃，学生既提高了学习能力，亦锻炼了交流能力。有些较简单的内容，请学生走上讲台，自我教学，使他们成为教学过程中积极主动的参与者，大大提高学生独立获取知识的能力，更培养了学生主动学习、自觉钻研的精神和作风。同时对于掌握读书方法、分析问题的方法以及语言表达能力都起到相辅相成的作用，深受学生欢迎。
　　
　　总之，培养学生能力与教授学生理论知识两者可以完美地予以结合，并相互促进，形成良性循环。
　　
　　（作者单位 江苏省盐城市阜宁高等师范学校）

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