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“工程力学”课程的创意教学模式探索

关键词：工程力学；创意教学；课程改革

摘要：工程力学课程是工科院校一门理论性较强的专业基础课，传统的教学模式和单一的教学方法效果并不理想。基于创意教学理念，从工程力学的教学方法、教学观念、教学手段和考核方式等各方面进了行改革创新，学生的创造能力、实践能力、思维能力等方面都有了显著提高，收到了良好的教学效果。

工程力学课程是工科院校一门理论性较强的专业基础课，与工程实际问题联系紧密。主要研究物体机械运动规律以及构件强度、刚度和稳定性计算等问题。因此，学好该课程有助于提高学生分析问题、解决问题的能力，进而为后续课程的学习打下良好的基础。近年来，由于网络与多媒体的普及，大学生的观念与行为模式和十几年前相比已大不相同，学生对抽象思维的接受能力较低，使用传统的工程力学教学模式和单一的教学方法产生的效果不容乐观。国内众多专家学者已经开始进行了工程力学课程的改革或探索。[1-4]本文从创造力教育的观点出发，尝试结合创意教学理论，在工程力学教学上提供可行的创意教学策略，以期能将理论与实践相结合，提高学生的创新意识和研究能力。

一、创意教学的理念

所谓创意教学是指教师在教学过程中，能够采用多元活泼的教学方式和多样丰富的教学内容激发学生内在的学习兴趣，培养学生乐于学习的态度，提升学生的学习能力。[5]创意教学就教师而言，是鼓励教师因时制宜，变化教学方式。创意教学的主体是教师与学生，有创意的教师，可以让学生的学习更有效，思维更开阔，能力得以发挥。创意教学是创造力与教学相结合的体现，教师有创新的教学行为可以引起学生注意，产生有效的学习，就可以发挥更大的教学效果。创意教学是教师在教学中所展现的创造力，教学有创意，愿意追求专业成长，有利于解决教学中遇到的问题。在教学风格上活泼有创意，在教学过程中发现学生的潜力，在教学方法与策略方面善于引发学生的学习积极性、鼓励学生发现问题、鼓励学生勇于尝试、包容学生的失败、采取多元的评价方式、提供给学生更多的成功机会。本文主要从教学方法、教学观念、教学手段以及考核评价方式等四个方面阐述创意教学的理念。

二、创意教学的策略

1.创新教学方法

创意教学的目的在于教学生动活泼、富有创意，以激发学生的学习兴趣，所以教学方法应视教学内容和教学需要，灵活多变，采用多样的方法。在教学的过程中，教师必须扮演引导者的角色，鼓励学生勇于尝试，主动探索学习，并培养他们分析和解决问题的能力。创意教学不是教师被动地传授知识，而是教师鼓励学生积极参与教学活动，既要让学生有独立思考的机会，同时又要让学生在参与中提升学习能力。为了鼓励学生主动参与，教师除了提供丰富的学习内容之外，也要了解学生的个性，对性格较内向者多鼓励，参与过程中容许学生犯错误，多鼓励和赞美学生，少责备和批评学生，让学生能够充满自信地学习。创意教学，如果缺乏学生主动参与的意愿，则无法展现其功能。因此，主动参与是创意教学不可或缺的条件之一。

所以，在工程力学课堂上要以学生为中心，让学生学习过程中动脑、动嘴，也要动手，教师要真正把学习的主动权交给学生，学生学习过程中，教师要起到组织和领导的作用。在授课过程中教师尤其要注意联系工程实际。例如在工程力学讲授绪论时，就可以联系社会上的热点问题，如上海13层大楼的整体倒坍原因、2008年南方灾输电设施的破坏等。这些授课内容既帮助学生加深理解了学习力学的实际意义，又充分调动了学生思考的积极性。

工程力学的习题较多，对于习题课上的练习，需要给学生留出一定的时间思考、试做。然后随机让某位学生走上讲台，将自己的解题思路与过程讲给教师及其他学生听。在这个过程中，让学生们自己去发现问题、解决问题。同时，针对某一与工程力学有关的问题，让学生自由发言讨论，鼓励学生大胆质疑。这样既培养了学生分析和解决问题的能力，又锻炼了学生表达问题的能力，同时还可以激发学生的学习热情。

2.创新教学观念

创意教学需要教师在课堂中营造出活泼、自由、温馨的气氛，并以学生为主体、相互尊重，营造开放的教学情境，有利于师生的互动，相互的激荡，才能激发出学生的创造性思维。如果学生在紧张、压抑、权威的学习环境下学习，教学效果必将大受影响。

上课时，教师适当使用幽默诙谐的语言，通过联系生活实际，可以比较形象地讲解问题。这样不仅可以调节课堂的严肃气氛，而且能够使学生在笑过之后加深了理解。例如在讲到梁的弯曲强度时，教师可以让学生思考一块砖横放或竖放，哪种方式承受的荷载大。然后通过理论推导得出竖放方式可以承受更大的荷载。由此可以引申练气功用手劈砖的人横放时更容易成功。这样学生通过生动的生活实例，很容易地记住梁弯曲时的应力计算公

式。

每节课结束后，教师应加强与学生的联系和沟通，注意倾听学生的想法，虚心接受学生好的意见和建议，了解他们上课的感受和需求。在整个宽松和谐的课程学习气氛中，学生如果上课不再被动地接受知识，并且敢于发表自己的见解，则更加能集中注意力，处于最佳的心理状态，可以达到更好的学习效果。

3.创新教学手段

信息科技的发展对于教学创新提供了更多的舞台。相对于传统教学方式与教学素材而言，信息科技可说是一项教学利器。采用信息设备、网络教学、设置教学网页等可以说是教师运用于教学的创新产品，施展创意教学的实例。透过信息科技丰富了教材内容，对提高学生学习课程的兴趣、动力和学习效率起到了良好作用。所以创意教学不能忽视信息科技的影响力。

（1）精心设计教学课件，创建问题情景，营造出轻松活泼的课堂气氛。将抽象化的问题融入到学生熟悉的生活环境之中，并通过动画演示、教学录像等手段增加其可视性，让学生通过对熟悉事物的认知来理解理论知识，激发了他们的学习兴趣。

（2）利用网络课堂将课堂教学延伸到课外，使学生的学习不受时空的限制。通过开发建设了工程力学课程学习网站，其中课件教案、教学录像等网上课程资源提供给学生更加宽松的课程学习环境，弥补了课堂教学的局限，受到学生的普遍欢迎。

“工程力学”课程教学的探讨

关键词：工程力学教学创新

摘要：文中指出了工程力学课程教学过程中存在的问题，结合工程力学课程特点，对教学内容、教学方法、教学手段及学生创新能力的培养进行了探讨与实践。

工程力学课程是面向近机类和非机类各专业研究工程构件共性问题的专业技术基础课，其目的在于使学生掌握变形体力学分析中最基本的概念、原理和方法及其在工程设计中的应用。通过课堂教学和实践环节训练，使学生掌握构件的受力、变形的基础理论，培养学生判断工程中强度、刚度和稳定性问题的能力。在全校的基础课程体系中，工程力学占有重要地位，是构成诸多后续课程的基础性支撑平台之一。与大学物理学或理论力学不同，它并不是以质点和刚体为研究对象，而是引入了变形体的概念，并引入了诸如微元体、应变、应力等贯穿后续力学课程的基本概念。同时，它还涉及对学生基本研究素质和能力的训练，如：将具体的、复杂的研究对象抽象化、理想化，并建立正确的物理模型和数学模型的能力等。它是众多力学课程中的一个转折点，对学生后续课程的学习和知识结构的完善影响很大。

一、存在的问题

在工程力学的发展过程中，由于自身的特点，具有一些对培养创新型人才不利的因素。由于力学学科的历史悠久，传统知

识占的比重较大，课程的内容大多几代沿袭，知识陈旧、内容重复的问题更为突出，特别是计算技术已经对工程对象性态分析的方法产生巨大冲击，近年来虽对部分课程的教学内容进行了不同层次的改革，且增添了一些现代内容，但并不完善。因此，进行力学课程的综合改革势在必行。其二，力学学科既是基础学科又是技术学科，但由于长期以来受中国传统的重基础理论轻技术的思想支配，在力学的学习中重视的是对理论知识的掌握，学生的广义的工程素质培养不够。其三，现代力学的一般研究方法多为演绎法，反映在工程力学的教材与教学中，均是从已知的基本定律出发，进行理论分析，导出一些定理和推论，由此来对力学系统作出预示。这样，学生在学习中很少接触归纳法和发散性思维的训练，对学生创新思维的培养极为不利。为此，必须改革现有的教学内容和方法。

二、改革的探讨

1.优化教学内容

课程内容的体系结构与组织方式，是课程建设的重要组成部分。一个符合学生认识发展规律的课程体系和高效率的内容组织方式，对教师而言，是高水平教学效果的必要条件，对学生而言，是学生学习收益最大化的基本保证。本课程在教学内容方面着重于基本知识、基本理论和基本方法，在培养能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练，在教学内容安排上，要突出一条主线，即以力的平衡、变形的几何协调、力与变形间的物理关系的研究为分析研究工程力学问题的主线，贯穿全书，以利建立对力学的整体认识。在教学内容选取上，对传统的经典内容加以精选，删去传统教材中一些陈旧的和重复的内容，重新组织课程的教学内容。如静力学中传统教材中都是从平面汇交力系、平面力偶系到平面任意力系，最后到空间力系。每一种力系都反复简化、合成、平衡的过程很浪费学时。改革后我们可以直接从空间汇交力系、空间力偶系讲起，当把空间任意力系的平衡方程推导出后，其它力系的简化结果、平衡方程就迎刃而解了。在运动学、动力学中减少质点运动学和动力学的内容，通过贯通、融合和相互渗透，消除课程中的罗列现象，减少大学物理和工程力学两门课程之间的重叠内容，强化两门课程之间的有机衔接。在材料力学中按照构件变形的内力、应力、变形来讲既节省学时，又便于各种变形的同异处的比较。教学实践证明，新的教学内容和新的组织方式，不仅有利于提高课程的教学效率，而且有利于使学生学会如何寻找事物的内在联系，掌握工程力学课程的精华。

2.改进教学方法

转变教育观念，发展创新教育，就要建立教师起引导作用、学生起主导作用的启发式教学模式，在教学的各个环节中对学生全方位地进行创新思维训练，使学生具有触类旁通、自我开发新知识以及发现和解决问题的能力。在求解方法训练中，注重对学生应用与开发大型结构分析软件能力的培养。这样，以力学模型的建立和求解为核心，在向学生传授知识的同时，有效地进行创新思维训练，从同一力学模型出发，通过多角度、多形式、多层次的例题变换，构造点、线、面、体的立体思维网络，从而使学生学习方向明确，思维空间增加，最大限度地激发学生的创造潜力。

在课堂教学中，要善于提出问题，揭示矛盾，加强学生的联想能力、发散思维的能力，特别是培养学生发现问题的能力。结合工程力学课程的特点，可以这样提出问题、揭示矛盾：从简单问题引出复杂问题；从实验现象引出重要概念；从工程背景引出理论问题；从正问题引出反问题。在课堂讲授中淡化繁琐的数学推导与数字运算、强化定性分析，强化基于基本概念的直观判断，突出分析思路与分析方法。同时注重归纳思维方法。在讨论不同问题的个性（特点）时，突出共性的归纳。如不同基本变形应力分析方法的共性；静定问题与超静定问题的共性；不同材料物理模型下变形体力学分析的共性等。培养综合与扩散、求同与辨异等归纳思维方法。

加强课堂讨论，活跃课堂气氛。促进学生对于问题、模型、假设、结论等物理与几何意义及结论的正确性条件等的讨论与探究。每次课均精选有思考、讨论题，使学生参与互动，进一步深入理解并掌握基本概念、基本理论和基本方法，引导学生积极思维。

3．完善教学手段

传统的教学手段是一支粉笔、一块黑板，教师用这种方法讲课易于掌握讲课节奏，细节分析透彻，但也存在着明显的不足：这门课程结构图多，在传统的教学中画图要占用很多的课堂时间，图形效果也并不理想。多媒体教学轻易地就解决了这个教学问题。多媒体技术是当今现代教育技术有效的手段之一，它可以有效地增加课堂上的信息量，提高课堂信息传递的质量，所以多媒体教学是必不可少的。但又不能完全依赖多媒体教学。由于设备条件的限制，多媒体教学技术在提高教学效率的同时，也将教师局限在计算机附近，教师的神态、语调等不能充分展现，在一定程度上削弱了教学效果，既影响师生情感交流，又影响教学互动，不易达到最佳讲课效果。而传统的板书教学却可以弥补多媒体教学的不足，让教师充分展现授课的形体感染力，增强教学效果。因此应注重现代化教学手段与课程教学的整合，充分发挥多媒体形象具体直观、图文清晰规范、信息量大面宽的优势，又保留板书教学节奏可控、交流自如等特点，这样可发挥现代教育技

术在提高教学效率、提高教学质量方面的重要作用，使课程教学广泛采用多媒体技术，在主要教学环节全面实现多媒体化。教学实践证明，利用电子教案进行课堂教学可提高教学效率，教师可以有更多的时间进行课堂讨论，实现启发式教学，从而提高效果。单独的传统教学手段很难做到这一点。多媒体教学有利于教师主观能动性的发挥，不同的教师可以上出不同风格的课。

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