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加強力學教改培養(yǎng)學生能力
加強力學教改培養(yǎng)學生能力文/周加林
摘 要：在多年教學實踐與改革研究探索的基礎上，針對學生諸方面能力的培養(yǎng)，提出相應的力學教改措施。
關鍵詞：力學模型；思路圖法；邏輯綜合能力；創(chuàng)新能力
新時期的工程技術人員，不僅要有一定的理論知識，還必須具有較強的學習能力和實踐工作能力。然而各種能力的培養(yǎng)不是孤立的，不能僅僅局限于各類實習和畢業(yè)設計上，而應貫穿于學校教育的全過程，體現(xiàn)在各門課程教學和各個教學環(huán)節(jié)中。本文就力學教學改革中如何培養(yǎng)學生能力進行探討。
一、加強建立力學模型的方法，培養(yǎng)學生運用理論解決工程實際問題的能力
“力學模型”是聯(lián)系工程力學知識與實際問題的橋梁，重視學生建立力學模型方法的培養(yǎng)，提高理論解決實際問題的能力，就是要使學生具有較強實踐工作能力的具體體現(xiàn)。目前，教材多數(shù)只說明某個結構可簡化為某個力學模型，而對為什么能簡化，怎樣簡化，簡化過程中應注意的問題，往往闡述不夠。針對這一現(xiàn)象，我在教學中，堅持向學生傳授工程力學模型的思想和建立方法，重點放在講清楚各種鉸鏈約束和固定端約束的結構特點及反力的區(qū)別，利用教具進行直觀啟發(fā)。各類空間約束對照實物進行講解，使學生牢固認識各種約束的判別方法和各個約束反力的建立方法。進而引導學生對實際問題進行抽象、簡化，學會建立力學模型。如，在直梁彎曲中，把如何建立力學模型放在首位，讓學生通過對兩人用扁擔抬水、橋式吊車大梁的分析，掌握起簡支梁的簡化方法，再通過對比長短軸承約束的特點，加強對固定端和鉸鏈約束的判別方法。并且引導學生對日常生活和實習工廠中常見構件的受力及約束進行簡化，建立起力學模型，鍛煉抽象概括能力，使他們掌握建立力學模型應注意的各項原則，指導學生把實際問題轉化為力學問題的方法，既提高了學生對工程力學知識的應用能力，又提高了學生的學習興趣。
二、用思路圖法進行總結，提高學生的邏輯綜合能力
“科學不但有實用價值，更重要的是它的訓練價值�！边@正像工程力學等學科的教學一樣，不僅要傳授學生知識，而且要培養(yǎng)學生邏輯思維能力和分析綜合能力。在教學中我非常注重和強調(diào)對學生邏輯綜合分析能力的培養(yǎng)，并總結了一種行之有效的方法：思路圖法。
在每個章節(jié)結束后，就將這一章的各個概念和知識的作用及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系搞清楚，然后將這些零散的概念聯(lián)系成一個整體，作出思路圖，給學生一個高層次的概括性知識，讓學生掌握這種學習方法，并靈活地應用它，使學生由被動接受知識向主動接受知識方向轉換。如，通過材料力學中軸向拉伸和壓縮學習后，給學生歸納出思路圖。此圖以構件、受軸向拉壓的強度研究思路為主干線，引出研究過程中建立起來的各個概念、公式及計算方法，引導學生的思維從表層向深層縱深方向發(fā)展，從軸向外力引起的內(nèi)力、應力導致構件拉壓破壞，到材料抗力的研究目的、材料拉壓的力學性能及工程實際情況的考慮，一環(huán)扣一環(huán)，逐步深入，最后建立起直桿拉壓強度條件，解釋強度條件的實質(zhì)并闡明學科的任務，總結強度計算類型。再從觀察到的表面現(xiàn)象，分析構件的內(nèi)力、變形，尋找內(nèi)力與變形間的內(nèi)在聯(lián)系，按照邏輯思路的方法進行總結歸納。順利地溝通了此章的基本概念、思路，清晰地理解、記憶了本章知識和計算公式，改變了他們中學時代的學習意識——把學習當成被動地接受知識信息的過程，學會用有效的方法主動的消化知識。
材料力學研究構件在各種變形形式下的強度和剛度的方法是相同的，因而課程各章均有著基本相似的思路圖，只是因各章研究的變形不同，而導致知識內(nèi)涵完全不同。在剪切、扭轉、彎曲等章節(jié)結束后，讓學生自己對所學知識進行分析和綜合，總結、歸納出這一章的思路圖。從學生所作的思路圖中發(fā)現(xiàn)學生基本能夠做到把書中各章零散的、自成體系的內(nèi)容和計算公式、研究思路進行有序地排列組合，逐步深入的按邏輯進行推理，聯(lián)系成有機的整體。思路圖法不僅有效地提高了學生的邏輯綜合能力，而且告訴了學生由“厚”變“薄”、由粗變精的消化知識的過程，讓學生領悟如何在不斷輸入教學信息的基礎上，用邏輯分析對各個概念及各種計算重新進行組合，派生出自己的新知識結構，從而培養(yǎng)自己良好的學習方法和正確的思維方式。
三、不斷創(chuàng)新課堂教學，培養(yǎng)學生獨立獲取知識的能力
21世紀是科技知識爆炸的世紀，在有限的時間內(nèi)給學生以終身享用不盡的知識是不可能的。我們必須培養(yǎng)學生學會學習，具有自我開拓和獲取知識的能力。傳統(tǒng)的教學方法是教師只管自己講授，以科目為中心的“灌輸式”單向教學，這使得相當一部分中專生獨立性差，幾乎無自學能力。為此，我在教學中常常改變這種教學方法，創(chuàng)造一個以學生為中心的具有創(chuàng)造性的教學環(huán)境。我首先對教學內(nèi)容通過承上啟下的方式提出問題，有意識地讓學生帶著問題自己鉆研。例如，在“純彎曲梁橫截面上的應力”這一章，因應力公式推導方法與圓軸扭轉應力公式推導方法相同，雖然有一定難度，但學生根據(jù)已有的知識完全能求解。為此，我讓學生帶著彎矩在橫截面上如何分布這一問題進行自學，使每位學生進入角色，同時啟發(fā)引導，以揭示和幫助學生進行理解。學生在獨立思考和分析討論的基礎上回答各個問題，師生產(chǎn)生共鳴，把整個教室空間變?yōu)閷W生思維空間，全方位地駕馭和控制整個課堂，使得課堂氣氛活躍，學生既提高了學習能力，亦鍛煉了交流能力。有些較簡單的內(nèi)容，請學生走上講臺，自我教學，使他們成為教學過程中積極主動的參與者，大大提高學生獨立獲取知識的能力，更培養(yǎng)了學生主動學習、自覺鉆研的精神和作風。同時對于掌握讀書方法、分析問題的方法以及語言表達能力都起到相輔相成的作用，深受學生歡迎。
總之，培養(yǎng)學生能力與教授學生理論知識兩者可以完美地予以結合，并相互促進，形成良性循環(huán)。
（作者單位 江蘇省鹽城市阜寧高等師范學校）
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