高等学校中工程力学教学中应加强习题课和课后

摘要：结合笔者的教学实践概述了在工程力学教学中加强习题课和课后作业的体会。为了适应21世纪高等教育人才培养的要求，提出了加强习题课和课后作业的重要性。根据工程力学的特点，结合工程实际，精选题目，通过采用一题多解、变换角色、归纳总结、灵活多变等方法强化知识，提高教学质量，培养创新人才。
　　关键词：工程力学；教学；习题课；作业
　　中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）29-0066-02
　　《工程力学》是工科众多专业的重要专业基础课，在基础理论课和专业课之间起着承上启下的桥梁作用。它既具有广泛的通用性和较强的理论性，又具有鲜明的实践性与工程性。为了培养造就适应我国经济社会发展需要的高质量、多样化的人才，伴随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的实施，工程力学已在课程体系、教学模式、教学内容等方面发生了很大的变化。在改革的浪潮中，课堂教学和实验教学作为主要教学环节无疑备受关注。但是，“课时少，内容多”是目前工程力学教学面临的一个主要矛盾。为了在有限的学时内达到大纲的教学要求，教师往往为了赶进度而强调速度，习题课和课后作业往往没有明确的规定而得不到足够的重视，极易使学生造成理论易懂、习题难做的困难局面。为了扭转上述的困难局面，适应高等教育人才的培养要求，提高学生的综合素质能力，笔者结合自己多年的教学经验，认为在工程力学教学中加强习题课和指导课后作业是必须的。
　　一、思想上和行动上高度统一，重视习题课和课后作业的不可替代性
　　在师生的双向教学活动中，优化且准确的信息反馈，能使教师及时准确地了解学生的学习情况，从而有效地调整、控制教学进程和教学活动。[1]课表中并没有专门规定要上习题课，但教学实践证明，学生学习的反馈方式多种多样，习题课和指导学生课后作业是培养学生灵活运用所学知识、对概念加深理解的重要环节，它提供了课堂讨论的机会，能综合地反映出学生在学习过程中出现的问题，调动学生的积极性和灵活运用知识的能力，同时也是学以致用、理论联系实际、对所学理论知识加深理解、巩固和熟练的学习过程，对学生的综合能力培养起着重要的作用。习题课对学生思维的锻炼是单纯讲课无法代替的。所以尽管面临学时压缩的困难，笔者仍坚持安排上习题课，习题课体现在每学期初每个教师根据各自的课程表填写的教学进程计划表中。教学经历也证明，把时间和精力花费在上好习题课和指导作业上是十分值得的。要使学生把听来的、看来的知识变成自己的，不经过他们亲自在实践中消化、运用甚至犯错误的过程是无法实现的，同时也更好地遏制和扭转了眼高手低、理论易懂、习题难做的局面。
　　二、联系工程实际，认真精选题目，讲求一题多解，能够举一反三
　　习题课教学虽然以讲解习题为主，但不能仅追求习题的数量，更要强调习题的质量。要严防题海战术。现在的大学生往往就怕作业布置得多。要联系工程实际，选出具有代表性和典型性的习题，通过讲解一道题可以懂得这一类题的求解方法。既能起到加深理解所学概念、定理、定律的作用，又能让学生感受到所学知识的有用性，提高兴趣。比如：讲授弯曲内力习题时，往往选取火车的轮轴、车削工件等工程实例的受力情况来进行讲解。并且通过根据受力图利用微分方程来画剪力图和弯矩图这种方法，懂得所有的弯曲变形内力图的画法，能够举一反三。[2]同时，一道题目采用不同的求解方法，有利于拓宽学生的解题思路。追求一题多解是培养和训练发散性思维的很好形式，从不同角度、不同方法观察解决问题，其特点是思路开阔，不拘一格，便于活跃思想，发散思维。比如：上述画内力图的方法就有好多种：可以利用截面法求出不同段上的内力方程，再利用方程来画内力图；可以利用微分关系来画内力图；也可以利用快速作图法来画内力图。对于汇交力系合成和分解的问题，既可以用解析法，又可以用几何法。[3]在学完理论力学之后，对于同一道题，可以利用动量定理、动量矩定理、动能定理或者机械能守恒定理等多种方法来求解。通过对多种解题方法进行比较分析，不仅可以把所学理论知识掌握得更扎实，理解得更透彻，运用得更灵活，而且可以得出问题最简单、最方便的解决方法，起到温故知新、融会贯通的作用。经常开展一题多解的分析讨论和求解，有助于培养学生的创新性思维，提升创新能力，培养创新人才。
　　三、通过变换角色，发挥主体能动性，锻炼综合素质能力
　　在平时的习题课上，往往可以通过变换角色，发挥学生的主体能动性，调动学生的学习热情。让学生主动走上讲台，给大家展示他自己做习题的思路或者方法，让大家来评价他自己做的正确与否，正确的地方给予肯定表扬，感受到成功的喜悦；错误的地方大家一起帮忙指出并改正。这样既巩固了所学的知识，加深了理解，又活跃了课堂气氛，同时还锻炼了学生的综合素质能力。诸如，语言表达能力、逻辑思维能力、自信心能力、大胆勇气，等等，为将来步入社会寻求工作早做准备。每个学生的这些表现，笔者都会记录在学生的点名册上，作为平时的考核成绩。受学时数压缩的限制，这样的方式有时虽然不免会造成时间上的延误，但是学生的课后感受还是印象深刻，反映良好，在教学活动中是可取的，只不过需要教师提前提醒学生上习题课的时间，好让学生有所准备。
　　四、运用归纳总结法，做好习题课和课后作业的归纳总结，让知识得以升华
　　根据教学进程计划安排，每周都要收取学生的作业，每次对所收的作业都要严格认真地及时批改（批改一次作业的时间往往多于上一次课的时间）。通过评语法或修正法使每个上交作业的学生能看到自己作业当中的问题和不足。对每次的作业批改进行总结归纳，共性的问题写在备课本上，反思自己的教学方式并及时调整，个别的问题批注在学生的作业本上，方便上课时及时提醒学生。同时针对学生作业中的共性问题，还要在习题课上统一纠正，并教会学生学会总结归纳。学生的作业反馈必须及时地构成闭环，才能更有利于教学的开展，得到学生的认可。学生的课堂评教足以说明此点。因此，学会并做好习题课和课后作业的总结，对于学生进一步掌握所学知识，明确解决问题的要点和思路，纠正习题演练中的错误，熟悉处理同类问题的一般方法，让知识得以升华等，都有着十分重要的作用。
　　五、加强习题课和课后作业应采用灵活多变的教学方法
　　学校开设工程力学课的专业有机制、车辆、交通、土木、机化等，在习题课教学中，应结合教学内容，根据学生的实际和对各个知识点的要求不同，采用灵活多变的教学方法。[4]对于较易理解，难度较小的题目，采用问——答——讲结合法，即教师在课堂上先提出问题，让学生来答，再通过分析总结讲解给学生，一般在课堂上即可完成作业，不需布置课后作业；对于具有一定难度且学生容易出错的题目，采用分析——讨论——总结结合法，即对一具体的问题，在教师的引导下，师生共同分析，对于不同观点处在全班展开大讨论，学生各抒己见，最后总结分析不同观点的正确或错误，得出正确结论，课后再通过作业练习得以巩固；对于难度较大的题目，往往采用讨论——探究结合法，这类题目往往只是少数学生有兴趣去研究，因此可有意识地训练此部分学生的深入钻研能力。[5]教学方式上可采用多媒体加黑板的模式，利用多媒体大大节约了画图的时间，通过黑板板书能详尽地展示教师的形体感染力和分析解决问题的全过程，避免了只用单一模式的缺陷。
　　总之，不管采用什么方式方法，教学的目的都是为了培养学生自主学习和分析、解决工程实际问题的能力，为培养创新人才，提高人才培养质量，尽教师的微薄之力。
　　参考文献：
　　[1]苏卫东，严宗毅.在流体力学教学中加强习题课与作业环节的体会[J].力学与实践，2001，23（2）.
　　[2]刘鸿文.材料力学（Ⅰ）第四版[M].北京：高等教育出版社，2004.
　　[3]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学（Ⅰ）第七版[M].北京：高等教育出版社，2009.
　　[4]段洁利等.工程力学教学方法的创新探索与实践[J].中国现代教育装备，2011，（7）.
　　[5]刘辉兰.关于力学习题课教学的几点思考[J].科技信息，2009，（4）.