研究型教学法在工程力学课程教学中的实践探索

时间:2017-09-06 论文范文 我要投稿

  论文关键词:研究型教学;工程力学;创新意识
  论文摘要:本文结合教学实践的具体实例,探索了研究型教学模式在工程力学课程中的实践应用。实践证明:实施研究型教学培养了学生的创新意识和科研能力,并增强了学生的实践动手能力。
  
  研究型教学作为一种新的教育教学思路和方法,是近年来高等教育理论和实践研究中的热点问题,受到广大高等院校普遍关注与认可,并在一定程度上开展了研究实践。
  研究型教学是一种以学生为中心,教师为主导的教学模式,研究型教学要求在教学过程中体现“研究”的本质特点,侧重培养学生科学研究精神、意识、态度和能力等,从以传授知识为主要特征的“教学型”教学转变为以培养认知能力为主要特征的“研究型”教学,从而达到使学生由被动学习变为主动学习,提高创新思维和创新能力的目的。
  我校工程力学教学团队以提高《工程力学》课程教学质量,促进学生知识、能力、素质及创新意识和科研精神发展为目标,在理论教学及实验教学中尝试采用研究型教学方法。通过组建研究型学习小组、开展科研训练、小型研讨课、指导性设计等方式,使学生从理解和接受式的被动学习转变为探索和研究式的自主学习,激发了学生的求知欲,培养了他们的创新意识和科研能力。这些尝试取得了一些有益的成果和初步成效。
  1 组建研究型学习小组,开展科研训练
  工程力学是一门注重实验的学科,在实验教学中无论是拉压、扭转、弯曲等基本实验还是各种组合变形实验,所用试件都是以低碳钢为主的金属材料,而对于其他材料涉及较少。许多学生对于日常生活中的各种材料的力学性能都比较感兴趣,尤其是随着各种全国性及省级结构大赛的开展,经常要用到绘图纸、乳白胶等材料,学生对这些材料的力学性能了解较少。因此我们组织学生成立了“纸工程力学性能研究小组”,指导学生研究目前市场上常见绘图纸的力学性能。首先引导学生利用网络、图书馆等资源查找文献资料,了解纸的一般物理性能,提出自己的研究问题,然后在教师的指导下设计方案,并进行多次实验,通过实验获得研究数据后,又引导学生对实验数据进行科学处理,得出研究结论,最后指导学生撰写研究论文。例如有组学生为了研究纸的抗拉性能,首先测定单层纸在纵向、横向的抗拉强度;进而测定不同层数纸张的抗拉强度;最后通过乳白胶将不同层数的纸张粘结在一起形成复合材料,并测定其抗拉强度。
  通过这样类似于科研过程的训练,初步培养了学生的科研思维,激发了学生的研究潜能,在此过程中,我们欣喜地发现,学生表现出了较大的热忱和勇于攻关的科研精神,能够主动想办法克服实验过程中遇到的种种问题。对于学生科研来说,实验结果并不是最重要的,而培养良好的科研意识、科研思维、科研精神及科研能力将让学生受益终身。
  2 开展指导性设计,举办纸构件抗弯性能比赛
  由于常见的桥梁、房屋建筑中的各种抗弯构件的截面设计、配筋计算等都离不开工程力学课程中弯曲应力、弯曲变形等知识点,而这部分内容的学习对于学生而言比较抽象,较难理解。因此,我们在理论课程讲授了受弯构件的强度、刚度知识内容后,指导学生利用常见的绘图纸材料,制作不同截面形状和尺寸的受弯梁,并以载重比最大、截面形式最优为优胜标准组织了“纸梁抗弯性能比赛”。要求所有学生参加,优胜者可获得创新学分。这样就克服了研究型学习小组只适合少数学习程度较好的学生参加,普及面不够广的缺点。
  为了充分调动学生的积极性,我们首先引导学生充分查找资料,在此基础上组织了一次小型研讨课,讨论并设计合理的截面形式和尺寸(此时学生充分利用了“纸工程力学性能研究”的结论);然后由学生自己动手精心制作,做出了矩形、双矩形、组合工字形、组合T形、组合槽形、组合箱形等不同截面形式的纸梁。不少学生还动脑筋、想办法出人意料地制作出变截面梁、加筋肋梁和辅助梁等。最后通过在梁跨中施加单点静载的方式,确定出了载重比最大的纸梁模型。比赛后我们又组织了一次研讨课,引导学生对比赛结果进行分析讨论,学生积极踊跃地发言探讨受弯梁的合理截面形式,并对纸梁的破坏形式进行了深入分析,学生对于受弯构件强度破坏形式有了深入理解。
  在指导性设计、制作、比赛过程中,学生面对具体的问题时,能开动脑筋想出解决问题的方法,并在实践中,动手制作出来,同时也培养了团队协作精神。通过这样的方式,既提高了学生的动手能力,又增加了学生对课程内容的深入理解和掌握,为专业课程的学习奠定了良好的基础。
  3 改革实验教学内容,设置科研型实验项目
  在实验教学中实施研究型教学模式,是培养学生自主学习意识,提高创新能力的重要手段。我们在传统的演示性和验证性实验基础上,开设了具有科研性质的设计性和综合性实验项目,如开孔构件受拉性能的研究、叠合梁实验、不同杆端约束和带中间支承的压杆实验等等。由学生自主选题,查阅资料,利用所掌握的综合知识,独立设计实验方案,在教师指导下,自主完成试件制作、实验数据采集处理,并对实验结果以及实验中的问题进行分析讨论,获得结论。
  经过科研型实验项目的训练,学生的科研能力如创新思维、查阅和处理文献资料的能力、实验设计能力、操作能力、实验数据的处理能力及实验的总结能力等都有了显著的提高。同时学生对理论知识的学习兴趣也比以往提高了,从而达到理论学习与实践相互配合,相得益障的好效果。
  4 结语
  实践证明:研究型教学是培养学生创新意识、创新思维和创新能力的重要方法。同时发现,在研究型教学过程中,教师的作用由传统的“讲授者”,变为“指导者”:教师要启发、引导、指导、激励和评价学生进行研究型学习,带领学生发现问题、分析问题、解决问题。因此对教师的研究型教学水平提出了新的更高的要求,所以我们应不断进行积极探索与实践,并总结经验教训,循序渐进,提高自己的研究型教学水平。
  参考文献
  [1]李乐山.高等学校进行研究型教学的方法与意义.西安交通大学学报[J].2008(01):92-96
  [2]白福臣,尹萌.研究型教学模式及其推广研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估) [J],2009(06):66-68

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