提高课堂教学效果

张君华

摘要：本文根据近几年来上课的实践以及我校学生的实际情况，就提高材料力学的课堂教学质量谈谈自己的体会，希望对相关其他课程起到借鉴作用，对我校培养高素质应用型人才起到促进作用。

关键词：课堂教学；材料力学；高素质人才培养

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）39-0150-02

一、引言

针对我国工业化进程的现状和未来发展趋势，胡海岩院士指出，我国的高等工程教育体系应该是多层次的[1]，第一层次就是应用型工程师，即以应用现有技术为主的研制开发产品的工程师，并指出目前多数大学的主要任务是培养应用型工程师。北京信息科技大学的定位是以培养高素质应用型人才为主，而高素质的应用型人才需要有扎实的基础理论知识、较强的动手能力以及利用所学知识解决工程实际问题的能力。材料力学课程在培养工科学生上述能力方面起到非常重要的作用。目前我校机械类专业共有13个教学班，材料力学是一门非常重要的专业技术基础课，通过本课程的学习，要求学生掌握构件的强度、刚度问题的基本概念、基础知识，了解稳定性的概念，对工程构件强度、变形和刚度问题具有基本的计算能力，通过揭示知识发生的过程，培养学生解决问题的能力，以理论分析为基础，培养学生的实验动手能力。课堂教学是现在甚至以后较长一段时间内我国高等教育的主要途径，因此，提高材料力学课程课堂教学质量至关重要，如何提高课堂教学质量是摆在所有高校教师面前的现实问题。课堂教学活动应是师生互动和共同发展的过程，而不应是教师机械地向学生进行单向的信息传递[2]。笔者就提高材料力学课堂质量总结以下几点对策，希望对其他课程能起到借鉴作用。

二、讲好绪论第一课，激发学生的学习兴趣

每门课程第一次上课时都要讲绪论，主要讲解本课程的任务和主要内容、研究方法等，即回答为什么学、学什么、如何学的问题。讲好第一课会让学生产生浓厚的学习兴趣，调动学生的积极主动性，从对材料力学一无所知到在头脑中形成一个对这门课的清晰轮廓。我校材料力学在大二下学期开始开设，前一学期刚学完理论力学，可举如下的例子：上学期理论力学期末考试题恰巧有一道计算塔式起重机不会翻倒的条件及配重多少的问题，利用理论力学的知识可以计算支座反力，以及塔吊不翻倒需要的配重等。如果起重机吊起的重物太重就会存在安全问题，比如钢丝绳断掉、杆被压弯等，材料力学就是解决在保证安全和经济的情况下设计结构的尺寸及所用材料类型，如钢丝绳的绳粗、各杆尺寸、选取材料、杆是实心还是空心等，以及设计结构时如何保证既要安全又要合理用材。有些学生在学习理论力学时比较吃力，感到枯燥，我们就要告诉他们材料力学比理论力学生动得多，更贴近工程实际，激起他们的学习兴趣，讲清材料力学与理论力学之间的关系。

材料力学绪论需要讲清一些基本概念，比如强度、刚度、稳定性等，由于学生还没学这门课，对这些概念不好理解，每个概念讲的时候要举实例，可以列举一些古代建筑如万里长城、古代宫殿等，经历几百年甚至上千年还完好无损，而且还特别漂亮，说明它们有足够的强度，激发学生的爱国热情。此外，还可以谈及现代摩天大楼，既高又美观，这都与材料力学密不可分，可以激发学生的求知欲望。通过绪论的学习，使学生对材料力学的内容及研究方法形成大体框架。绪论讲好，会使学生爱上材料力学，为教学的顺利开展打下坚实的基础。

三、多举实例，使教学内容更生动

教师，尤其是青年教师一定要注意平时多积累，能够在讲课过程中对身边例子、工程例子信手拈来，跟学生一起分析工程事故，探讨事故发生的力学原因，这可以活跃课堂气氛，提高课堂教学效果，提高学生积极主动性和学习兴趣，使他们能够从更深层次理解课上所讲知识，利用所学知识解决实际问题。

比如，在讲压杆稳定时的稳定及平衡的概念比较抽象，以学生手中拿的铅笔[4]为例，如果拿根细线将铅笔尖系住吊起，铅笔会保持平衡，因为细线对铅笔的拉力和铅笔自身的重力是一对平衡力。如果想让笔尖向下立在水平桌面上，铅笔的受力仍然平衡，但却很难办到，这是为什么呢？学生的思维被激起，并给出各种回答，边分析答案边引出稳定的平衡与不稳定的平衡概念。笔尖向下不能直立是因为有微小的扰动存在，如空气流动、桌面微小振动等，使铅笔直立的位置有微小偏移。一旦偏移，重力作用线偏离支撑点，重力对支撑点的力矩使铅笔倒下，这种情况下的扰动被扩大，平衡状态被破坏，即为不稳定平衡。细线吊起的铅笔也存在空气流动、细线抖动等扰动，重力作用线也会偏离铅笔的捆绑点，而重力对捆绑点的力矩使铅笔回到直立状态，这种情况下的扰动没有扩大，平衡状态没有被破坏，属于稳定平衡。同时，理解“扰动”这个词会为后续学习压杆稳定打好基础。此外，还可以分析杂技演员顶碗的例子，引起学生的浓厚兴趣，简单介绍稳定控制（镇定）的问题，并与自己的研究课题相联系。

四、灵活运用各种教学方法，一切为提高课堂教学质量服务

在整个教学过程中，灵活运用启发式教学[5]等，尽可能地激发学生思维，启发他们自己思考，引出本节课的教学内容；启发他们主动利用所学知识，解释力学现象，分析工程问题，解决实际问题。

比如，讲扭转切应力公式推导时，以前的情况是一见到推导公式，半数学生低头不听，效果很不理想。这次，可以采用启发式和研究式的教学方法，激起学生的求知欲，效果会很好。对照轴向拉压变形，从直观的表面变形实验出发，通过一系列的设问，启发学生猜测出扭转变形的相应结果，如应力计算公式是内力除以截面尺寸元素形成的，边讨论边引出正确结果，引导学生从纵向和横向两方面观察变形，得出扭变形的变化量和不变量，引导学生从这些变形结果推测出平面假设、应力方向、应力分布等。利用表面变形实验的结果，加上简单推导得到的变形几何关系：γ■=ρdφ/dx，得到应力的计算公式。而变形与力连接的桥梁就是剪切胡克定律，即物理关系，这便把应力引进来。应力在截面上的合成结果便是内力扭矩，自然引入静力学关系，最终得到应力计算公式。采用多媒体与板书相结合的形式，将推导主线写在黑板上，这样使学生更深刻地理解通过变形几何关系、物理关系和静力学关系三种关系推得应力计算公式。

五、注重积累，规范行为，养成好习惯

教师要养成写教案的习惯。写教案相当于彩排，任何精彩的表演节目在正式表演前都要彩排好多次，上课就相当于正式演出，教师要注重积累，才能表演得精彩，才能更好地应对正式演出过程中出现的突发状况。教师要认真备课，不要忽略任何一个细节，写一本属于自己的教案，并在教学实践中不断地积累、改进、丰富教案。以学生为本，写教案前清楚了解学生的基础，包括先修的课程、课程学习程度等，基于后续要学的课程及学生的专业方向，调整本课程的切入点和侧重点，做到有的放矢，使学生顺利接受所学知识，为后续课程做好服务。写教案不是抄课本，而是以教学内容为框架，教学方法和实际例子为填充，不断改进和积累。教学有法但无定法，只有不断地改进教学方法，才能把知识讲活，切实提高课堂教学质量。大量的实例能激起学生的学习兴趣，使学生对所学知识理解得更加深刻，提高利用所学知识分析工程问题、解决实际问题的能力。教师在教案中不断地积累实例，才能做到在讲课过程中将身边的例子随手拈来、运用自如，使课堂更加生动。

教师帮助学生在学习中养成好习惯。教师要严格要求学生，现在的学生具有非常活跃、动手能力强、崇尚自由等特点，作为教师，要引领他们走正确的方向，才会取得很大进步。规范学生作业。任何事情都有规矩，无规矩不成方圆。作业要严格按照例题规范来写，注意书写格式和解题步骤。这种规范是让人一看就知道我们的解决问题的思路和所用方法非常清楚，因此必须严格按要求完成作业。教师要认真、及时地批改，及时发现作业问题，作为案例在课堂上及时纠正。对作业做得规范认真的典型和差的典型，教师要拍下来（匿名），放到课件中给大家看，顺便指出作业的问题，让学生努力改进自己。只有经过严格的训练，学生才会思路清晰、计算准确、书写工整，提高综合素质。

六、结论

总之，作为教师，要抓住每个细节，课前做好充分准备，认真设计每一堂课，课后认真反思，以求日后再改进，灵活运用各种教学方法，以学生为本，提高学生的主动性和学习兴趣，使课堂更生动，提高课堂教学质量。此外，教师要多与同行尤其是老教师交流，多听他们的课，学习教学方法，积累更多实例，不断丰富自己的知识，提高自身教学专业能力，为我校、为社会培养更多的高素质创新型应用人才。

参考文献：

[1]胡海岩.对力学教育的若干思考[J].力学与实践，2009，32（1）：70-72.

[2]楼军江.反思自觉：应用型高校教师教学立场的探索与建立[J].中国高等教育-队伍建设，2014，（2）：42-45.

[3]刘鸿文.材料力学[J].第5版.北京：高等教育出版社，2010.

[4]陈立群.稳定性漫谈[J].力学与实践，2015，37（1）：148-151.

[5]徐杏华，陈军权.基础力学课程中的启发式教学[J].成人教育，2004，（209）：78-79.