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问题式教学法在工程力学教学中的应用研究

时间:2022-11-28 19:25:03 来源:网友投稿

zoޛ)j首学习积极性,提高学生的自学能力,分析问题和解决问题的能力。

关键词:问题式教学;工程力学;逐层深入

中图分类号:G642.41     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2015)35-0148-02

一、引言

随着高等教育改革的不断深化,新的教学培养计划给工程力学这门课的学时逐步减少。目前国内高校工程力学教学普遍面临着教学时数减少,教学内容不变、甚至略有增加,而教学要求不断提高的困难[1,2]。为解决现代工程技术对工程力学知识要求的不断提高与学时减少的矛盾,必须要改革传统的教学方法。在现有的条件下,根据课程的特点和学生的实际情况,各高校的力学教师必须对新的教学方法和教学模式进行探索和研究。问题式教学法是以提出问题、分析问题、解决问题为线索的一种教学方法[3]。该方法以课程的教学内容和学生的知识积累为基础,以自然现象和工程案例为背景,引导学生运用知识自主的发现问题、分析问题。结合工程力学课程的特点,已有人从宏观上研究了问题式在教学法在工程学教学中的应用[4,5],本文将结合工程力学具体的教学内容、生活中常见的力学现象及实际工程问题探讨问题式教学法的具体实施过程。

二、问题式教学的实施

问题式教学法是以问题为中心开展的,问题的好坏直接关系到课堂教学效果。教师必须根据教学内容精心设计和安排问题,平时要注意收集日常生活中相关的力学现象和力学问题,同时还要密切跟踪国内外的最新研究进展,大量搜集课程相关资料,为课堂提供丰富而又实际的素材。通过对学生提出问题,引导其分析问题、解决问题,以便学生感悟工程力学与日常生活及实际工程的联系。

问题教学法在工程力学课堂教学中的实施应分阶段分层次的进行:

第一阶段主要是针对课程基本内容、重点、难点,根据教学需要选择适合问题式教学的章节进行问题情景设计(本文选取应力状态分析及强度理论为例,如表1所示)。问题的设计要紧扣课堂主题,设计问题时要由浅入深、由易到难,注意前后衔接,诱导学生思维逐步的深入。在授课过程中,淡化烦琐的理论推导和数学运算,强化定性分析,突出问题的分析思路和方法,突出问题的层层递进和相互衔接。整个授课过程就是引导学生发现问题,解决问题的过程。通过这种方式调动学生学习的积极性,避免“填鸭式”教学的弊端。

第二阶段在学生掌握了相关章节的基本知识之后,结合生活中常见的一些力学现象进行问题设计(如下页表2)。这样引导学生分析生活中一些常见的力学现象,让学生学会如何将一些生活中常见的现象合理地抽象简化为力学模型,再通过分析、比较、计算,之后进行归纳总结。以学生熟悉的生活实例或学生熟悉的诗词、故事为切入点,通过问题的设计、层层递进、引导学生解决问题。将原本较难的力学分析计算过程变成水到渠成的事。这样工程力学中原本枯燥、抽象的知识点将会变得生动、直观、一目了然。这样既能激发学生的学习兴趣,又可以提高学生的应用能力,将原本较难的力学分析计算过程变成水到渠成的事。这样工程力学中原本枯燥、抽象的知识点将会变得生动、直观,一目了然。这样既能激发学生的学习兴趣,又可以提高学生的应用能力。

第三阶段利用力学建模与工程案例相结合进行问题式教学研究。结合典型的力学案例,引导学生对工程实例进行力学建模。以“问题”为载体引导学生把一个工程实例力学模型化之后逐步引导学生自己解决实际问题,注重培养学生运用所学的基本理论和方法解决实际工程问题的能力。例如,针对1982年发生在美国堪萨斯州的凯越大酒店,舞会场上面的顶棚突然断裂这一工程事故可以设置以下问题。(1)顶棚是哪种破坏形式?(2)顶棚的力学简图是什么样的?破坏原因是什么?(3)有什么措施可以避免这种破坏的产生?经过查找资料发现顶棚主要是由于弯曲变形引起的强度破坏,顶棚可以简化为一多跨度梁来分析。而对于梁减少弯曲破坏的方法之一就是增加约束,结合工程实际问题,会场中可以适当地增加柱子。随着力学理论的发展和新材料的出现,为了保持会场足够开阔,也可以通过提高材料的性能来保证其安全性。通过引入工程实例教学,可以让学生意识到工程力学在实际工程中的作用,激发学生的学习兴趣,有针对性地培养学生分析和解决工程问题的能力。

三、结束语

问题式教学法的实施过程中,教师要注重从不同角度设计问题,引导学生的同时,尽可能体现问题的新鲜感和时代特色,以便引导学生从多种角度思考问题,从不同的方面寻找答案,从而发挥自己的创造性。教师通过巧妙地提问拓展学生思维的广度和深度,培养学生的良好的学习习惯,增强学生的主体作用。实践表明,问题式教学法增强了师生之间的互动性,活跃了课堂气氛。这种逐层深入最终探究问题中心的教学方法,可以充分调动学生的学习积极性,同时也可以提高学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力。

参考文献:

[1]刘新柱,王冬,等.基于创新能力培养目标的工程力学教学改革与实践[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2014,(1).

[2]夏平,陈莘莘,等.基于“卓越工程师”培养的工程力学教学改革研究[J].湖南工程学院学报(社会科学版本),2012,(4).

[3]游强,游孟.问题式教学法在《土力学与地基基础》教学中的实践[J].力学与实践,2012,(34):86-88.

[4]何春霞,朱煜钰,等.问题式教学法在工程力学课程教学中的应用[J].价值工程,2012,(31):233-234.

[5]司鹄,万玲.问题式教学法在工程力学教学中的运用与实践[J].高等教育研究,2003,12(2):55-56.

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