郝剛立 王維早 張書建
彈性力學(xué)是固體力學(xué)的一個重要分支,是高等學(xué)校機械、土木、水利等專業(yè)的一門理論性與應(yīng)用性都很強的技術(shù)基礎(chǔ)課程。目前國內(nèi)大多數(shù)院校的上述專業(yè)均將彈性力學(xué)課程作為本科學(xué)生的必修課,是一門既重要又難學(xué)的課程。近年來,隨著高校的改革和專業(yè)調(diào)整,很多學(xué)科根據(jù)本專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標、專業(yè)教育的基本模式和課程框架,實現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學(xué)基本要求,減少課時和精簡內(nèi)容已是必然結(jié)果。在現(xiàn)有有限學(xué)時下如何保證教學(xué)的基本要求和基本內(nèi)容,對教學(xué)內(nèi)容和形式作相應(yīng)的探索,研究用什么教學(xué)方法和手段達到既減少教學(xué)學(xué)時,同時又強化能力培養(yǎng),一直是彈性力學(xué)課程教學(xué)過程中的重要任務(wù)和認真思考的問題。
“彈性力學(xué)”課程目前由我校工程學(xué)院開設(shè),是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,學(xué)習(xí)彈性力學(xué)需具有高等數(shù)學(xué)、物理、工程數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等知識[1],它為解決專業(yè)問題提供直接的基礎(chǔ)理論依據(jù),并培養(yǎng)學(xué)生基本的計算分析能力,使學(xué)生初步學(xué)會運用彈性力學(xué)的基本方法分析復(fù)雜工程實踐中的力學(xué)問題。
作為固體力學(xué)的一個分支,彈性力學(xué)的任務(wù)是研究彈性體在外力等因素作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和位移,從而解決各類工程中所提出的強度、剛度和穩(wěn)定問題[2]。
很多學(xué)生反映在學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的過程中,發(fā)現(xiàn)書中很多語句不能真正讀懂,閱讀教材內(nèi)容覺得困難吃力。其實這是因為彈性力學(xué)在內(nèi)容的表述方面具有很強的理論性、抽象性和高度概括性的特點,另外,其求解過程對數(shù)學(xué)運算依賴性大,所以加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,大都認為彈性力學(xué)是一門既抽象、枯燥又難懂的課程。學(xué)生在學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的過程中找不到一個清晰的思路,完成作業(yè)時也只是套用例題。其實問題的根本在于學(xué)生在學(xué)習(xí)中沒有充分理解彈性力學(xué)的基本概念,加上對數(shù)學(xué)知識的遺忘等原因造成的。因此,我們必須對彈性力學(xué)教學(xué)進行一些改革,把學(xué)生對彈性力學(xué)的“恐懼”抹殺掉。
在講授彈性力學(xué)時,要采用循序漸進、先易后難的教學(xué)方式。講授重點放在對平面問題的研究,而對于空間問題,可以采取和平面問題相對比方法進行講解,這樣由二維問題轉(zhuǎn)向三維問題,學(xué)生接受起來比較容易。重視彈性力學(xué)基本概念的講解,力學(xué)概念清晰給學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ)。適當(dāng)介紹彈性力學(xué)在實際工程應(yīng)用方面的內(nèi)容,這樣可以明確學(xué)習(xí)目的,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。土木工程專業(yè)學(xué)生在實際工作中需要學(xué)會運用國家標準規(guī)范進行工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計,因此設(shè)計規(guī)范的學(xué)習(xí)和領(lǐng)會是十分重要的,是土木工程專業(yè)人員的主要技術(shù)依據(jù)。
對于一些重要的知識點和學(xué)習(xí)難點,除了課本上的例題外,教學(xué)中還適當(dāng)補充典型例題,以加深對理論的理解和消化。
計算機輔助教學(xué)(Computer assistedinst ruction2CAI),即用計算機展示教育計劃給學(xué)習(xí)者,通過學(xué)習(xí)者與計算機之間的相互作用,完成各種實際的教學(xué)功能[3],多媒體作為現(xiàn)代科技成果進入CAI領(lǐng)域后產(chǎn)生了一種新型的教學(xué)形態(tài),使其技術(shù)內(nèi)涵更加豐富。它可以充分發(fā)揮教師的積極性、主動性和創(chuàng)造性;它將一些在傳統(tǒng)教學(xué)手段下很難表達的教學(xué)內(nèi)容形象、直觀、豐富、生動地顯示出來,實現(xiàn)有音響、有圖形、有動畫演示的形象化教學(xué),比起黑板上的粉筆字要活潑有趣得多;它能做到信息集中、增加課堂信息量,提高教學(xué)效率,較好地解決學(xué)時矛盾,達到多講授教學(xué)內(nèi)容并提高教學(xué)質(zhì)量的目的;它能充分集中優(yōu)秀教育資源,可以加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識,加深學(xué)生對問題的理解,并為他們提供了一條應(yīng)用計算機的新途徑,也為未來工程實踐創(chuàng)造必備條件。
雖然多媒體教學(xué)是現(xiàn)在高校教學(xué)普遍采用的教學(xué)方法,但是對于彈性力學(xué)這樣一門理論性較強的學(xué)科,筆者認為完全采用多媒體教學(xué)是不適宜的。通過幾年的教學(xué)實踐,發(fā)現(xiàn)如果完全采用多媒體教學(xué),即使將演算的每一步都切換一次,由于不能像板書那樣留給學(xué)生足夠的思考和消化時間,會給學(xué)生的理解帶來一定的困難。這樣對學(xué)生的要求會相應(yīng)提高,要跟上教學(xué)的進度需要學(xué)生課前做好預(yù)習(xí),同時課后及時復(fù)習(xí)。對于學(xué)習(xí)中自覺性較強的學(xué)生是沒問題的,但對要求自己不嚴格的學(xué)生,教學(xué)效果就不太理想。筆者在教學(xué)中采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)相結(jié)合的方法。對一些復(fù)雜的表達式采用多媒體的方法,但是在講解公式推導(dǎo)的個別步驟、例題演算的分析推演,特別是習(xí)題課和作業(yè)講解時完全采用板書方式講授,這樣有助于學(xué)生的理解和吸收,可取得較理想的教學(xué)效果。
一門課程的緒論是新課的開始,是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié),它關(guān)系著學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性、主動性的調(diào)動。因此,在緒論課中,要針對所教學(xué)生的特點,讓他們了解本課程與所學(xué)專業(yè)的關(guān)聯(lián)性,以及該課程對于本專業(yè)的重要性。在課程的講授過程中,要結(jié)合實際工程來引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生對課程的求知欲。使用多媒體課件和板書相結(jié)合的教學(xué)方式,多媒體課件可以創(chuàng)造美好的教學(xué)情景,使學(xué)生的視野在短時間內(nèi)完成時空上的大跳躍,即提高了教學(xué)效率,對于一些與數(shù)學(xué)緊密相關(guān)的推導(dǎo),可以適當(dāng)采用板書的形式,使學(xué)生理解起來更加清晰。
彈性力學(xué)是一門理論性、實用性均較強的課程,是土木工程專業(yè)學(xué)生走上工作崗位后解決實際工程問題的有力工具。本文通過對彈性力學(xué)課程教學(xué)改革的討論,對彈性力學(xué)課程教學(xué)提出了若干建議,希望彈性力學(xué)教學(xué)向更高更好的方向邁進。
[1]徐芝綸.彈性力學(xué)簡明教程[M].第 3版.北京:高等教育出版社,2002.
[2]吳家龍.彈性力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2001:1-4.
[3]張曉曄,莫淑華.理論力學(xué)CAI的引入、特點及發(fā)展趨勢[J].黑龍江高教研究,1995(2):75-76.
[4]李曉蓮,時志軍,李靈君.材料力學(xué)課程教學(xué)方法探討[J].山西建筑,2009,35(30):194-195.