提高力学教学效果方法探讨

来源:用户上传      作者: 班书昊　蒋学东　李晓艳

　　摘要：针对力学课程的重要性与独特性，探讨了如何提高学生对力学的学习兴趣。建议使用多媒体与板书相结合的方式教学，提高学生的主动性；适当增添力学大师的典故，使力学课程注入新的活力；采用互动式教学，培养学生的学习兴趣。
　　关键词：多媒体；板书；力学典故；师生互动
　　中图分类号：G424　文献标识码：A　文章编号：1672-3198(2009)14-0195-01
　　
　　1 力学课程的重要性与独特性
　　
　　力学专业的基础课程主要包括理论力学、材料力学与工程力学(由理论力学的静力学部分和材料力学构成)。其中，理论力学是经典力学的基础，是力学类各专业的一门重要基础理论，是培养工科技术人才必修的基础课程，其基本理论可以直接用于解决某些工程问题，也可与其它专门知识结合解决较复杂的工程问题。而材料力学是固体力学专业学生必修的专业基础课，也是工科高校机械、土建、土木工程等专业学生必修的技术基础课，其内容紧密联系工程实际，实用性很强，是学生进入大学校门后最早接触工程领域的课程之一。力学课程，尤其是理论力学，其内容较多，公式推导比较繁琐，计算结果比较复杂，常常导致学生对此课程产生厌学情绪，以致上课感到“害怕”，最终大量同学考试不及格。
　　如何将这门课程讲活。引起学生的兴趣，是一个难度很大的问题，也给高校力学教师提出了更高的要求。
　　
　　2　提高学生的力学兴趣
　　
　　“兴趣是最好的老师”，兴趣也是进行积极思维活动，探索事物真谛的动力源泉。学生学习兴趣的大小，直接影响到学习的效果。在学习力学之前，多数学生不了解力学的内容，基本没有什么兴趣。因此，教师在讲授绪论时，要采用板书和多媒体相结合的教学，使学生对力学的主题思想、总体内容有一个清楚的了解，从而培养学生对力学学习的兴趣。在教学过程中，要多讲一些工程实例，采用多种教学手段，保持并增加学生的学习兴趣，进而提高学生的学习效果。
　　(1)采用多媒体与板书相结合的方法。
　　多媒体技术为现代教育提供了便利。利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像和动画进行综合处理，能够创造出一个生动逼真的教学环境，为教师教学的顺利实施提供良好的保障；利用多媒体技术可以提高学生的学习兴趣，大量地减轻教师板书的工作量，使教师能腾出更多的时间，采用灵活的教学方法进行教学；一定程度上突破时间和空间的限制，充实直观内容，丰富感知材料，能够较彻底地分解知识技能信息的复杂度，减少信息在大脑中从形象到抽象。再由抽象到形象的加工转换过程，充分传达教学意图，并可以通过计算机的丰富表现手段突出教学重点。
　　针对力学课程，建议采用多媒体与板书相结合的方式进行教学。针对重要的公式，用板书进行相应的公司推导，带领学生进行同步思考。即使学生以前相关的内容忘记了，也能进行相应的补充。针对具体概念，相关工程实例，可以采用多媒体的方式进行播放，向学生提供声、像、图、文等综合性刺激信息。这样学生不会感觉太抽象。相反会在大脑中针对具体的力学概念留下深刻的印象。
　　(2)贯彻力学大师的典故。
　　力学史的书籍已经给我们提供了大量的素材。然后我们要在课程适当的地方将这些素材插进去。这些例子会让学生认识到这些大科学家的伟大，同时也感受到学科交叉的必要性，从而受到人文气息与科学精神的双重熏陶。例如，讲材料的最大剪应力破坏准则时，可以讲述整个历史的来龙去脉：最早对材料的强度破坏问题产生兴趣的是文艺复兴时期的巨人达・芬奇，虽然他对材料的破坏做了一些实验，但是并未提出合理的强度准则。随后，意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家，也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”的伽利略进行了进一步研究。他对于材料进行了弯曲试验，但是得到的破坏准则是错误的。直到1864年，由法国的工程师屈雷斯加(Tresca)提出了“最大剪应力”准则。才与实验结果一致。这个理论也称为“Tresca准则”，也就是材料力学上讲到的第三强度理论。
　　在讲述破坏准则的发展历史时，也可适当增加一些历史学者的简介，比如达・芬奇。他是世界上最伟大的艺术家之一，他的两幅画《蒙纳利莎》和《最后的晚餐》是人类文化的瑰宝；是世界上最早设计飞机的人。要强调我国学者在强度理论方面做出的大量工作，例如，西安交通大学的俞茂宏教授提出了“双剪切理论”，已经被写进教科书。总之，听了这些力学史料，学生将会被故事所吸引，既增加了力学的学习兴趣，又增强了民族自豪感。
　　虽然理论力学偏重于基础，注重于推导公式，但是可以补充史料。例如在讲动量、动能时，可以讲述笛卡儿与莱布尼兹学派之争。顺便简介一下莱布尼兹：他比牛顿小四岁，是那个时代最博学的人；精通法律、外交、数学、物理、哲学、化学、冶金以及曾经设计过计算机；最早区分了动量与动能，认为用“活力”mv2来表征动能更加合适。在讲流体动量的时候，也可以聊聊欧拉：欧拉是有史以来四大数学家之一，晚年双目失明。但还是非常刻苦地工作，一共写了1000多篇论文。有人称赞他做计算，“就像鸟在空中飞翔，像鱼在水里游泳，像人的呼吸一样自然。”而与欧拉同时代的拉格朗日则将理论力学的研究推上了高峰。他的《分析力学》一书没有一个图形，全部是公式的推导。鉴于拉格朗日的学术贡献，他被拿破仑称赞为“一座耸立的高峰”。
　　(3)增加课堂的互动性。
　　互动式教学不是单向灌输，而是对话、理解的过程、创新能力形成的过程，在力学教学中，教师应多采用问题导人、案例讨论、自学习题课等方式能有效的实践互动式教学方法，比如讲到材料力学均匀性假设时，可以这样类比：体检抽血5 ml化验，化验的结果能代表全身血液的性状。引导学生思考，加深对均匀性假设的理解。讲到泊松比，引导学生思考；材料的泊松比能否取负数?这样会出现什么样的反常现象?然后举例子；碳纳米管类“负泊松比材料，在拉伸过程中出现体积膨胀的反常现象。总之。才用互动式教学，可以激发学生认识自然的能力，培养力学的学习兴趣，引导学生创新性思考问题。
　　
　　3　结语
　　
　　力学的学习既重要，又枯燥。如何激发学生的力学学习兴趣，提高学生的学习能力，将成为力学教学的一个挑战。结合自身多年的教学经验，建议性地给出了三种方案。以此期望能够更好地完成力学教学。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-620286.htm