引論:我們為您整理了1篇力學專業論文范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
力學專業論文:工程力學專業課程設計論文
一、工程力學專業課程設計改革現狀
力學系列課程現行的教學方法大多是通過各種手段將這些課程的知識傳授給學生,通過考前復習和考試對其歸納提高。在此過程中,學生多數處于被動、應付狀態,難以擺脫從理論到理論,理論脫離實際模式的束縛。學生理論聯系實際、獨立分析問題、解決實際問題的能力差,這與培養2l世紀人才模式很不適應,力學系列課程的教學改革已是當務之急。目前國內外許多大學的力學相關課程設置了課程設計實踐環節,課程設計的數量有所增加。如中南大學的結構力學課程設計,吉林大學的材料力學課程設計,湖南大學的振動力學課程設計,美國的斯坦福大學在理論力學增設了實踐環節等,都取得了較好的效果。在增加課程設計數量的同時,一些高校更較重視課程設計內容的改革,如南京航空航天大學的有限元課程設計是針對實際的索拉橋進行分析,在提高學生理論聯系實際、獨立分析問題與解決實際問題的能力方面作了有益的探索。我校工程力學專業所設課程主要有CAD/CAM軟件應用、.net程序設計、理論力學、材料力學、流體力學、振動力學、機械設計基礎、結構力學、彈性力學、有限元和工程分析軟件及應用等課程,其邏輯性和系統性對于培養學生的分析問題的能力非常有利,但在力學學習過程中,教師和學生會經常遇到一些沒有見過的實際問題或力學模型,工程意識和分析、解決實際問題能力較弱的人,往往思前想后不得其解,以至于束手無策;反之,工程意識和分析、解決實際問題能力較強的人則往往能自如應對一切難題。為了培養和提高學生的工程意識和分析解決問題的能力,2006年開始,我校力學專業開設了課程設計實踐教學環節,如“有限元軟件應用課程設計”和“工程力學課程設計”,2011年又增設了“結構優化設計”和“CAM/FEM軟件應用課程設計”。但總的來講,力學專業的課程設計綜合性較差,特色不明顯,課程設計題目的難度、涉及的知識面、能力的培養均有待改進。
二、工程力學專業課程設計改革中存在的問題
目前我校課程設計改革中存在的問題主要表現在以下幾個方面:一是課程設計題目和任務書擬定方面,均由指導教師事先確定分派給學生,由于指導教師所掌握的工程資料有限,課程設計的內容和范圍局限性較大,題目類型較少,研究方向也較集中,學生并不能根據自身的特點和興趣愛好,去選擇他們感興趣的題目進行設計,而是一味進行強迫式學習,完成所謂的設計任務。學生目前經過課程設計后并不能應對就業后工作過程中復雜多樣的技術難題。二是課程設計研究內容與工程實際問題有偏差。課程設計都是承接基礎理論與工程實際的重要環節,學生非常希望將自己所學的理論應用于實際,在實際中檢驗自己的知識,但由于學生體會不到理論與實際的聯系,課程設計并不能充分調動學生學習主動性和創造性。三是課程設計時間在安排上與課堂教學存在一定的時間間隔。在課程設計過程中,對于理論知識不夠扎實的部分學生來說,會有一種懼怕且無從下手的感覺,很難投入足夠的精力和時間認真完成課程設計。而課程設計形式基本上是以小組為單位,小組成員圍繞一個核心題目完成不同方面的設計任務。由于學生的理論基礎和解決實際問題的能力存在差異,“能者多勞”的現象就會出現。如果指導教師指導不到位,檢查力度稍低,就很容易出現個別學生不做或少做設計內容,甚至還出現抄襲他人成果的現象。由此可見,工程力學專業課程設計改革的空間較大。
三、工程力學專業課程設計改進的思路與方法
一方面,課程設計應選取具有一定的工程或社會實際背景,體現應用性、先進性、綜合性的題目,可以使學生對工程實際問題的復雜性有一個初步認識,檢驗學生對該課程理論基礎知識的理解和掌握程度,培養學生通過綜合運用該課程和相關課程的基本理論知識來分析和解決工程實際問題的能力。另一方面,能使學生樹立起正確的設計思想,養成實事求是、嚴肅認真、高度負責的工作作風和嚴謹、謙虛的科學學風,更能使學生在自主性、探索性、創造性和合作性方面得到培養。
1.指導教師應該重視課程設計題目和內容的選擇。
斯滕豪斯明確指出:教師的身份是“和學生一起學習的學習者”,只有這樣,才能通過發現法和探究法而不通過傳授法進行教學。在課堂教學過程中,教師不僅要教授理論知識,還要注意理論聯系工程實際,通過列舉工程實例、設置問題情境等多種方法,讓學生感受到理論學習是手段,實際應用才是真正目的。隨著社會發展,各種資訊日新月異,教師不能仍保持傳統的觀念,而必須在教學生涯中通過不斷學習搜集和處理更多關于課程內容的相關資訊,熟悉教育改革趨勢和重點,更新補充專業知識,提高專業能力;了解該專業學生的學習特點和興趣愛好。這樣,教師才能根據課程內容確定適合教學目標和學生感興趣的課程設計題目,并且真正做到理論與工程實際的聯系、對知識的綜合應用、多方位的展開學生的思維和較大限度地解放學生的思想,才能充分調動學生學習的主動性、積極性和創造性,培養學生解決實際問題的能力和應變思維能力。
2.課程設計應與工程實際相結合,針對不同課程內容及培養目標采用多種形式的課程設計方法。
比如《理論力學》,它是一門理論性較強的專業技術基礎課程,教師在講解過程中多是針對抽象化理想的力學模型,學生在課堂學習中通常感覺理論知識很好懂,但自己動手練習的時候卻無從下手,理論和實際總是聯系不到一起。為此,教師在講授過程中可采用工程實例教學法,即選擇一些具有代表性、啟發性、時代性的實例,通過學習和討論,使學生對知識有更深層次的理解,從而激發學生應用知識的熱情。教師可以通過布置相關知識的小論文,學生通過查閱資料、撰寫小論文的形式,深刻理解力學知識和工程實際問題間的聯系?!恫牧狭W》課程除可設置實驗教學環節外,還可以確定一些簡單。的等值桿結構,讓學生從選擇材料到外形設計,從安全校核到經濟評價等實際操作過程中,去體會理論和實際問題間的聯系。而這樣的任務可以安排在學生課堂學習過程中完成。對于那些需要扎實的理論基礎知識,并且要有足夠的時間進行實踐的課程設計,可以安排在下一學期進行。由此實現理論與實踐的相互滲透、相輔相成,改變實踐活動與教學內容游離的狀況。
3.在課程設計中,強調學生為主體,充分發揮教師的引導作用。
通過學生選題、教師擬定任務書、小組討論確定設計方案及實施步驟來完成一次課程設計任務。教師可以根據學生設計的實際情況,適時安排一定時間的問題討論及進度匯報,通過師生及生生之間的經驗交流集思廣益,既可以培養學生合作互助的精神,又可以提高學生的競爭意識。對于學生在課程設計期間遇到的重點或難點,教師應該及時給予分析或講解,避免學生找不到教師的現象,因為教師的正確引導是學生圓滿完成課程設計的關鍵。在課程設計改革探索和實踐過程中,結合我校工程力學專業的優勢與學校的辦學特色進行建設,可操作性強,對從根本上提升工程力學專業學生的工程素質,提升學生駕馭實際工程的能力,增強學生就業競爭力具有重要意義。而課程設計實踐性教學是一個綜合性的問題,需要教師、學生、學校及社會的有關部門共同努力才能收到較好的教學效果。
作者:林金保 陳艷霞 崔小朝 馬崇山 單位:太原科技大學
力學專業論文:巖石力學專業中采礦工程論文
1巖石力學的基本特點
隨著時代科學技術的迅猛發展,人們對巖石的認識具有更深層次的理解:及時,巖石并不是固體力學中的一種材料,世界上的所有巖石工程中的巖石是一種天然地質體,具有復雜的地質結構和賦存條件,是一種天然的典型的不連續介質;第二,在巖體中存在地應力,這種作用力是由于地質構造和重力作用等因素形成的一種內應力。在開采巖石的過程中,開挖巖石引起的地應力的釋放,才會引起巖石工程變形和破壞。因此,巖石力學的研究思路、研究方法和材料力學的研究存在著本質的區別。在對巖石力學的研究時,研究者的思想不要根深蒂固于用傳統的研究方法來得到答案,要站在科學的高度來思考問題,學會靈活運用相關知識來研究。通過不斷地分析,得知自然環境賦予了巖石,在人類活動中,采礦工程是人類和大自然相結合的結果,因此,采礦工程的行為和功能與施工因素密切相關。根據以上的綜合分析,我們對巖石力學有了新的思考和認識,巖石力學是研究和控制采礦工程的科學。
2采礦工程中的巖石力學的重要性
在采礦過程中,地下采礦工程和露天采礦工程無論哪一種,都是以具有地質構造的巖石為對象。因此,巖石力學問題始終貫穿在采礦工程中的每一方面。其一:在采礦工程中的巖體都是地質體,它們在反復的地質作用下變形、破壞,形成具有一定巖石成分和結構的地質體,并且賦存于特定的地質環境中;其二:采礦工程是經過不停地勞動進行開挖的過程,是動態的非靜態的。開挖過程中巖體的力學性質也會隨著工程的尺寸和開挖的延伸方向的不同而發生變化,并且環境因素(例如地應力、水、溫度)也是影響巖體性質的一個重要方面,沖擊礦壓和煤與瓦斯突出主要是由地應力中的高地應力引起。巖體的力學性質特征包括了巖體的穩定性、強度性和變形性,它會隨著巖體內結構面形狀的不同而變化。因此,這些特征決定了采礦工程中的巖石力學問題具有極其復雜性。
3采礦工程中的巖石力學的應用
3.1預測采礦工程中的災害
在采礦工程的開展過程中任何人為和自然因素都會造成極大的危害,其中自然因素有地震、巖爆等危害,巖石力學在采礦工程中的應用,可以通過對采礦地點的土層地質分析來提前預測在采礦工程中會出現的災害,然后可以在工程設計中規避這些災害。
3.2測量采礦工程中的地應力
所謂的地應力就是指地底地質底層中自然產生的力量,在采礦過程中,由于開挖導致的周邊土層地質發生變化的根本原因就是地應力。要想制定完整且安全的采礦工程開采方案就必須首先運用巖石力學對采礦工程所在地的地應力進行測量,只有的了解采礦工程周邊的地應力情況,才能設置最正確、最合理的采礦方案,確保采礦工程的安全有效開展。
3.3優化深凹開采的邊坡設計
隨著深凹開采的普遍出現開采難度不斷增加,對于采礦工程的安全性和穩定性的要求也越來越高,這就要求巖石力學在開采過程中起到積極作用。通過巖石力學的測量,定量,充分的把巖石力學應用到采礦工作中來,在保障安全的基礎上,保障工程安全快速進行。
4結語
總之,隨著巖石力學在采礦工程中應用的不斷發展,如今我國的巖石力學已具備了世界先進水平。相關從業人員還應不斷結合實際,研究巖石力學在采礦工程中的新應用。
作者:楊仕俊 單位:貴州浙商礦業集團有限公司
力學專業論文:電力學院貿易專業國際貿易論文
一、特色國際貿易人才培養模式構建的思路
依據上海電力學院的“優基礎、強能力、重應用”人才培養目標定位,為適應我國改革開放深入發展對人才的新需求,依托學校電力、能源學科的優勢,上海電力學院國際經濟與貿易專業堅持“寬口徑、國際化、實用性、行業化”的電力特色人才培養目標,努力培養理論與實際相結合、專業基礎扎實、行業特色明顯、綜合素質高、應用能力強的有電力、能源知識背景的對外經貿專門人才。經過這幾年的探索與發展,目前上海電力學院國際經濟與貿易專業主要有以下特色。
1.注重學生專業綜合素質
培養的同時,突出強化專業外語的聽、說、讀、寫能力。近幾年來,為了適應我國對外開放的快速發展,尤其是上?!八膫€中心”建設對國際化人才的大量需求,我們加強專業基礎教育、專業技能教育,注重對學生綜合素質的培養以及拓寬學生的專業知識面,鼓勵學生參加多種多樣的課外活動,使其成為一專多能的綜合性人才的同時,更加突出強化學生專業外語的聽、說、讀、寫能力。除了基礎英語外,我們還開設雙語課程,并聘請外教上專業課,提高學生的英語應用交流能力。
2.注重學生專業基礎理論
知識學習的同時,更加突出強化貿易實務和金融證券業務等實踐操作能力。在考察、學習國內外各層次高校國際經濟與貿易專業的建設情況的基礎上,結合上海電力學院人才培養定位和服務面向,我們將人才培養定位為:“寬口徑、國際化、實用性、行業化”,基于這一定位,我們在注重學生專業基礎理論知識學習的同時,更加突出強化貿易實務和金融證券業務等實踐操作能力。在課程設計上,我們利用學院較為完善的各類實驗設施,開設了綜合性的大型作業“會計模擬操作”、“國際市場營銷”,還開設了“進出口貿易實務”、“進出口單證及結算”等國際貿易實踐類課程,同時還開設了股票、期貨、外匯等金融交易的模擬操作課程。
3.依托上海電力學院電力、能源的行業學科優勢
突出體現電力、能源貿易人才培養特色。作為電力、能源行業高校,學校要求從事教學的教師必須具有相應的電力能源行業經驗,不少教師都會安排專門時間在電力行業與電力企業掛職或兼職,通過校企合作模式,本專業學生每學期至少可以聽到6~8學時的具有電力、能源行業背景的專家講座。他們不僅為學生提供了電力能源經濟理論、電力國際化與電力行業產品國際貿易的相關政策,也提供了來自一線的電力能源貿易實踐案例。在課程設置上,本專業開設了多門“觸電”課程,比如電力發展概論、電力生產概論、電力金融市場、電力系統優化與決策、國際電力市場、電力國際貿易等。在實踐課程環節,安排和組織學生到電廠及電力公司等實習單位實習。通過以上途徑使本專業學生在學好國際經濟與貿易共性專業知識的同時,接觸、了解和掌握一定的電力、能源特色知識,從而提升專業學生的競爭優勢。
4.注重培養學生的創新思維,提升專業學生創新、創業能力
學生的創新思維是學生走出校門、適應社會、迎接挑戰、開創輝煌事業的基因。本專業從大一新生抓起,要求本專業學生必須踴躍參加學科競賽和創新創業活動,參與各課外興趣小組,參與教師科研,鼓勵學生積極參與第二課堂。在課程設計上,開設了大型實踐課程《創業之星》,讓同學們進行創業模擬實踐。經過幾年的努力,取得了驕人的成績,自2011年以來,每年至少有3個團隊參加大學生創新創業項目和全國性的學科競賽活動。自2011年以來,共有15項涵蓋校級、市級以及部級的創新和創業項目立項。
二、實施特色國際貿易人才培養模式現存問題
1.教師的科研能力和教學水平有待進一步提高
還缺乏本專業領域學術造詣深、知名度高的教學名師。大學肩負著人才培養的重任,人才培養質量取決于教師的業務素質,教學和科研水平是衡量教師業務素質最重要的兩個方面,兩者同等重要。教學是立足的根本,科研是保障。教學和科研應該相互滲透、相互促進、共同發展。經過多年的建設和發展,本專業教師在科研和教學上取得了驕人的業績,但依然存在一定的不足,在科研方面,表現為高質量的論文偏少,部級、省級的科研項目還比較少。尤其是還缺乏本專業領域學術造詣深、專家級的專業帶頭人。這種狀況的出現有主客觀兩方面的原因,主觀方面在于教師普遍缺乏科研的主動性和自覺性??陀^方面的原因在于,繁重的教學任務和大量的事務性工作使得他們很難抽出時間靜下心來關注學科發展前沿并從事科研,科研精力不夠。在教學方面,本專業存在的問題主要表現在教師教學的積極性不夠高,與學生溝通交流不夠充分,還沒有形成成熟的教學團隊,還沒有知名度較高的教學名師。這種狀況的出現也是有主客觀兩方面的原因。主觀上,教師對教學工作重視不夠,教師敬業、愛崗、樂教的思想覺悟有所降低;客觀上,面對商品經濟大潮的沖擊,大學教師的收入相對較低,影響教師的教學積極性。
2.專業實踐教學環節有待于進一步加強
校企合作缺乏深度。依據本專業人才培養“寬口徑、國際化、實用性、行業化”的定位,專業實踐教學環節已經給予了高度重視,但由于主客觀原因,這方面做得還不夠,仍需進一步加強。主觀上,本專業教師大多畢業于國內名牌重點高校,知識結構和思想觀念依然偏好理論教學,致使教學中自然而然偏重理論教學,而淡化實踐操作教學??陀^上,一方面課時總量有限制,扣除各類公共課、專業基礎課、專業課、留給實踐教學環節的課時非常有限;另一方面,實踐教學的場地、教學軟件、實習基地等條件有限,尤其是校企合作,目前大都流于形式,僅限于實地考察、聽報告,還沒有真正將合作融入專業實踐教學。
3.在培養學生獨立思考和解決實際問題能力方面仍缺乏經驗
“高分低能”是當前中國大學教育普遍存在的問題,其核心癥結就在于培養的學生缺乏獨立思考和解決實際問題的能力,主要是由于大學的教學還是填鴨式的教學模式,學生比較被動地在接受教育,缺乏積極主動性,教和學是相分離的,同時教學內容比較陳舊、不能與時俱進,在進行理論教學時不能很好地理論聯系實際。本專業在人才培養方面同樣存在這些共性問題,如何發揮教師教的指引作用和學生學的主體作用,在教與學的良性互動中培養學生獨立思考和解決實際問題的能力,仍是國際經濟與貿易專業今后亟需解決的問題。
4.專業建設經費的投入不是很充足,分配不均衡,使用不盡合理
目前普遍的看法依然是,社會科學類專業建設和發展不需要太多的經費投入就可以建好,尤其是在以理工科為主的高校,社會科學類專業會更加遭受建設經費投入的“歧視”。本專業作為上海電力學院中為數不多幾個文科類專業,在專業建設經費投入上還不是很充足,教師的辦公備課條件還不是很好。同時,有限的專業建設經費在使用上還不盡合理,體現在重硬件設施投入輕軟件投入,一方面,因為這是可以用定量化指標進行評價和考核的。另一方面,實驗室引進的部分教學軟件,與現實管理存在差距且需要進行二次開發研究。
三、解決特色國際貿易人才培養模式現存問題對策措施
針對以上不足及存在的問題,學院領導、專業負責人以及全體專業教師正積極尋求有效的對策和改進措施,主要包括以下幾個方面。首先,內部挖潛和校外引進相結合,千方百計提升本專業教師的教學和科研水平。其次,采取措施,強化實踐環節教學,并盡可能突出電力、能源貿易特色。一方面,借助學校的“雙師計劃”和“引智工程”,采取“走出去”和“請進來”雙管齊下的方式,虛心學習,深入企業,梳理并解決企業的核心問題,與電力行業(能源行業)有關企業建立更加密切的聯系,爭取與企業的深度合作,提高學??蒲衅放菩?,進一步豐富學校的校外實習基地。另一方面,在課程設計上,充分利用現有的實驗條件,進一步增加實踐環節教學的課時量。我們正通過積極申請橫向課題或與電力企業共同申請縱向課題的方式,爭取與電力行業有關的外貿企業建立更加密切的聯系,進一步落實和優化電力國際化的實習基地,使校企合作有實質性進展。再次,繼續探索新的教學模式,培養學生獨立思考和解決實際問題的能力。解放思想,大膽嘗試,努力探索新的、有效的教學模式。借助專業課程建設、教學改革項目和教學改革論文,繼續嘗試新的教學理念、方法,改變教和學的固有模式,通過啟發式教學,培養學生獨立思考和解決實際問題的能力。,開源節流,盡力爭取更多的專業建設經費,并合理配置和使用,提高經費的使用效率。教學建設經費是專業建設和發展的物質基礎,我們將通過內部挖潛,提升專業實力,開源節流,盡較大努力爭取更多的專業建設經費,同時,圍繞提升人才培養質量這一核心目標,合理配置和使用經費,提高經費使用效率。
作者:韓云昊單位:上海電力學院
力學專業論文:土木工程專業彈性力學課程教改思考
摘要:為提高土木工程專業彈性力學課程教學質量和效果,本文分析了土木工程專業彈性力學課程的教學相關問題,針對相關問題,探索了土木工程專業彈性力學課程的教學改進方法,為提高其教學質量和效果提供了參考意見。
關鍵詞:彈性力學;土木工程;教學;探索
彈性力學是高等學校土木水利等專業的一門理論性與應用性都很強的基礎課程,目前各高校很多學科根據本專業本科教育培養目標,實現寬口徑、厚基礎的教學基本要求,減少課時和精簡內容。另外,土木類專業所面臨的現代工程結構設計問題大多為非桿系的復雜結構體系,所以許多高等院校要求開設彈性力學和有限元課程,其目的是加強土木類本科生對復雜結構數值分析能力的培養,以提高他們從事科學研究和現代結構設計的能力。然而學生普遍認為彈性力學解決實際工程的能力遠不如材料力學和結構力學,而且彈性力學理論抽象,數學推導麻煩,課程枯燥乏味,提不起學習興趣。因此在現有的學時下如何保障教學的基本要求和基本內容,用什么方法和手段達到既增大信息量,減少教學時數,又能強化學生能力的培養,成為彈性力學教學中需要關注的問題。
一、高校彈性力學教學現狀
為了提高結構力學和彈性力學的相關教學水平和研究成果,教育部高等學校力學教學指導委員會力學基礎課程教學指導分委員會結構力學及彈性力學課程教學指導小組定期召開工作會議,2006年工作會議在武漢理工大學召開,2009年工作會議在成都西南交通大學舉行,2014年10月工作會議在北京工業大學舉行,各高校在每次會議中都對彈性力學的教學進行了教學改革成果和經驗交流,對教學實踐、課程建設和資源積累等問題進行了研討。北京工業大學在彈性力學的教學中也進行了很多研究和改革,北京工業大學彈性力學課程的設置和教學與國內其他高校具有類似特點與問題。2006年之前彈性力學作為土木工程本科專業的必修或必選課,學時一般為40學時左右,使用教材以徐芝綸《彈性力學簡明教程》為主要教學參考書。在2007版本科教學改革之后,彈性力學在土木工程專業本科中仍然設置為學科基礎必修課,但學時改為16學時,考試時采用閉卷考試,對學生學習要求較高,較多學生仍然認為太偏重于理論,理論抽象,數學推導煩瑣難以理解,并且其解決實際工程的能力遠不如結構力學。在2012版教學計劃后,課程性質以及學時都沒變,但考試時采用開卷考試,對學生的公式推導要求降低。改為16學時時,教師和學生的感覺都是時間太緊張,學習壓力大,所以在剛完成的2015版土木工程本科教學計劃中,彈性力學進行了很多變化,首先課程性質發生了改變,由學科基礎必修課改為學科基礎選修課,讓學生有選擇的空間,其次學時增加為24學時,讓選修彈性力學的同學能真正學習到彈性力學的主要內容。所以目前在現有的學時下,如何保障教學的基本要求和基本內容,用什么方法和手段達到既增大信息量,減少教學時數,又能強化學生能力的培養,成為教學中關注的問題,由此也產生了彈性力學教學內容多和學時少的矛盾。許多高校和研究者在彈性力學課程教學和研究上進行了教學改革,取得了較多有益成果,盡管如此,土木工程專業彈性力學課程在以下幾方面尚有待研究與改革:(1)教學對象上,彈性力學通常主要在工程力學專業開設,需要充分考慮結合土木工程專業的特點。(2)教學思路上,仍然偏向工程力學方法,在內容選擇上較偏向數學,主要是理論上的教學,對理論分析和數值分析結合對比方面缺少。(3)講課內容中未能充分引入彈性力學領域的近期進展,尤其是與土木工程結構相關進展,因此在彈性力學課程的教學方式、教學內容、考試形式等方面需要進行一些思考和探討,對彈性力學教學中的普遍與特殊問題進行研究與實踐,將促進學校土木工程學科力學教學的發展。
二、盡可能地提高學生的“計算分析”理論水平
根據高等院校土木類專業本科指導性專業規范以及2015版培養方案規定的學時,需要考慮在既有學時下,使學生的理論水平能達到當今土木類專業的培養要求。
1.重點突出彈性力學分析思路和概念。
在教學中,在分析思路上,一般重點講授彈性力學平面問題的相關問題,并且對彈性力學平面問題基本理論采取精講的形式,對空間問題基本理論采取和平面問題基本理論相對比方法進行講解。如果根據實際,直接從實際工程的三維問題,再到講授二維問題可能更符合思維過程以及實際工程問題,使得思路更加自然,并且能節省教學課時。另外,在講授方法思路中應突出思路、概念與結論。如彈性力學中的概念問題:彈性力學中應力的方向以及正負號的定義,平面應力問題和平面應變問題的區分,應力邊界條件和位移邊界條件的確定方法,處理局部邊界條件的圣維南原理,等等,這些都是講述平面問題基本理論中要熟練掌握的概念。
2.結合具體土木工程實例教學,附加一些分析程序和工具的介紹,拓寬學生分析方面的應用能力。
在介紹分析思路時,需要結合有實際工程背景的工程算例來分析,這樣可以明確學習目的,激發學生的學習動力。在理論分析完成后,還可以介紹相應的數值分析方法,介紹Matlab計算程序或有限元分析工具,對理論分析過程數值化,讓學生自己操作計算,分析結果。由于土木工程專業學生在實際工作中需要學會運用,可以結合一些設計規范進行學習,如:公路隧道設計規范(JTGD70-2004)建議采用彈性力學數值方法—有限元法計算圍巖的隧道支護結構內力和變形等,通過在理論分析結果和數值分析對比的同時,還可以通過規范要求進行驗算。
三、根據當今土木類本科生的培養要求,編寫適合土木工程專業學生使用的教材
就目前而言,對于土木類本科生的彈性力學課程,各高等院校所安排的教學內容、教學時數及選用的教材均存有不同。換言之,對教學內容、教學時數及教材均沒有統一的指定,仍處在各高校教師根據自己的教學經驗進行不斷地探索與總結。目前已出版的彈性力學教材有很多種,所使用的教材一般為《彈性力學簡明教程》,徐芝侖編,高等教育出版社出版。這本教材所涵蓋的內容較多、較,也比較深刻,對概念思路的解釋較為簡潔,但仍然有需要改進之處:(1)基本上從平面問題到空間問題到板殼一些特殊問題,分析講解思路可以變化,讓學生更快更容易的理解。(2)理論講解較多,實際土木工程案例的分析較少。(3)理論推導比較多,數值分析對比較少,數值分析工具的應用較少等,另外學生學習的課余指導用書比較少。為此,編寫更加適合土木工程專業的教材以及教材指導用書是有必要的。
四、改革單一的板書教學模式,研制《彈性力學》的CAI電子教案
作為一門強調理論與應用的課程,僅以單一的板書教學模式明顯不足。例如,本課程中復雜的理論推導數學演示,這些均可通過CAI電子教案的教學來表述。此項教改工作的目的是在教學時數不足的情況下,就如何實現課堂教學氣氛活躍、高效率地完成教學內容、突出理論聯系實際等方面而為之。根據本課程教學大綱中教學內容的要求及依據更加豐富的教材,可以編制本門課程的CAI電子教案。在實際教學中,采用多媒體與板書相結合的教學模式,預期可以達到較好的教學效果,授課學生能給出較好的評價。另外,課內教學是本課程的主要任務。但由于本門課程在土木專業上的應用性較強,學生的課程設計、畢業設計均會遇到實際結構問題的數值分析,對此需要課外指導,因此建立教師學生互動平臺和窗口也是有必要的。
五、結語
為了提高土木工程專業彈性力學課程教學質量和效果,本文分析了土木工程專業彈性力學課程的教學相關問題,并探索了土木工程專業彈性力學課程的教學改進方法。1.盡可能地提高學生的“計算分析”理論水平,使學生的理論分析水平達到當今土木類專業的培養要求。2.根據當今土木類本科生的培養要求,編寫適合土木工程專業學生使用的教材。3.改革單一的板書教學模式,研制《彈性力學》的CAI電子教案,并建立教師互動平臺和窗口。
力學專業論文:任務牽引式教學在合訓專業土質學與土力學課程中的應用
作者簡介:尹峰(1974-),男,解放軍理工大學國防工程學院講師,主要從事人防工程、巖土工程研究,(e-mail)。
摘要:以工程兵合訓學員未來任職崗位任務需求為牽引,以提升學員未來遂行多樣化軍事任務能力為目標,研究軍隊綜合性大學合訓專業土質學與土力學課程的教學模式改革,闡述了“任務牽引式”教學模式的內涵和總體設計思路,介紹了在課堂教學中的實際組織應用,并對實施效果進行了總結分析,有效解決了傳統工程技術課程教學與合訓專業人才培養目標之間的矛盾,可為以能力培養為目標的課程教學改革提供參考。
關鍵詞:合訓專業;課程教學;教學模式;任務牽引
中圖分類號:g642421文獻標志碼:a文章編號:10052909(2013)05007004土質學與土力學是解放軍理工大學道路橋梁與渡河工程專業的一門專業基礎課程,是研究土的基本力學原理和工程問題的學科。為更好適應軍隊綜合性大學多種人才培養目標,從2011年開始,課程組針對合訓專業土質學與土力學課程開展了教學改革研究,取得了一定成效。
一、合訓專業土質學與土力學課程的教學改革背景
(一)合訓學員專業業務培養目標分析
軍隊綜合性大學新的人才培養方案中,對合訓學員與非合訓學員這“兩類人才”的專業業務培養目標是有明顯區別的 [1] 。非合訓學員的專業業務培養目標是:比較系統地掌握本專業的基本理論、基礎知識、基本技能,滿足初級專業技術崗位任職需要,具有初步學術研究和技術創新能力。合訓學員的專業業務培養目標是:了解軍兵種相關業務,具有本專業的基礎知識和技能,能夠提出解決本專業實際問題的基本方案??梢钥闯?,對于合訓學員來說,其未來任職崗位是初級指揮軍官,所以對其專業業務能力的要求是“具有本專業的基礎知識和技能,能夠提出解決本專業實際問題的基本方案”。因此,在專業課程教學中,對合訓學員而言重要的是培養解決實際問題的能力,而非理論的探究和推導。
(二)土質學與土力學課程在遂行多樣化軍事任務中的作用
軍隊綜合性大學土質學與土力學課程教學目標與地方高校土木工程學科專業有明顯區別。一方面,信息化戰爭對作戰工程保障和工程防護能力提出了更高的要求,土質學與土力學課程教學內容與國防工程建設和戰場工程建設密切相關,掌握必備的土工知識是遂行作戰工程保障,進行防護工程建設的基礎。另一方面,由于近年來頻繁參與國家抗洪搶險、抗震救災、道路搶通等各種非戰爭軍事任務,在行動中客觀顯露出一些技術弱項,如道路的快速搶通保通技術,次生災害防護,克服管涌、固定滑坡、處置坍塌、排除漏洞的方法等。因此應強化工程兵專業技能訓練,特別是針對搶險救災這種特殊環境下工程作業的專項訓練,使指揮員能夠按工程設計方案組織指揮[2]。土質學與土力學課程內容可廣泛應用于解決江河潰壩決口、塌方塌陷、滑坡、泥石流等工程地質災害的產生、防治和救援任務,因此,課程在工程兵合訓學員未來遂行多樣化軍事任務中具有重要作用。
(三)合訓專業土質學與土力學課程教學面臨的挑戰
土質學與土力學課程作為傳統的工程技術課程,在長期培養工程兵技術干部和人防工程學員的過程中,已形成了比較完善的課程教學體系。但是,在面向土木工程大類的工程兵合訓學員對象時,其教學體系和教學模式面臨嚴峻的挑戰,主要表現在3個方面:一是長期從事工程技術課程教學的教員內在知識結構與合訓專業人才培養目標不相適應;二是傳統工程技術課程教學模式與合訓學員的核心能力素質教育不適應,不適應以“領導力、創新力、戰斗力”為核心素質能力的人才培養目標;三是合訓學員內在的學習動力與工程技術課程的教學內容不相適應。因此,有效解決傳統工程技術課程教學模式與合訓學員人才培養目標之間的矛盾非常迫切。雖然是學歷教育階段開設的課程,但依據土質學與土力學課程的特點,結合學員未來的任職需要,土質學與土力學課程應作為技能培養型的課程,從實戰需求出發進行教學模式設計[3]。
二 、合訓專業土質學與土力學課程的教學改革總體設計
(一)總體改革思路
在一些專業基礎課程教學中,“任務驅動”教學法得到了成功
應用?!叭蝿镇寗印苯虒W法以解決問題、完成任務為教學主線,促使學員通過完成任務而學到知識和技能。教員根據教學目標設計科學可行的任務,針對所設計的任務進行講解、分析,給出完成任務的思路、方法、操作和要求[4]。學員受任務驅動,在教員指導下,通過查閱資料、實踐操作、合作討論等多種學習探索方式完成任務,并從中體驗知識獲取的過程[5]。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
尹峰任務牽引式教學在合訓專業土質學與土力學課程中的應用
借鑒“任務驅動”教學法的成功經驗,創新延伸,進一步使教學重心前置,提出“任務牽引式”教學模式。其總體設計思路是以合訓學員未來任職崗位任務需求為牽引,以提升學員未來遂行多樣化軍事任務能力為目標,從教學內容、教學模式、教學條件等方面,重構合訓專業土質學與土力學課程的教學體系,系統解決傳統工程技術課程教學與合訓學員人才培養目標之間的矛盾。
(二)教學內容重構
在歷次搶險救災行動中,工程兵部隊通常被作為主力軍和突擊隊,用于重要部位和關鍵時刻,執行急難險重任務,是搶險救災中不可或缺的重要力量[6]。因此,與非合訓專業的課程知識教學目標不同,課程組重點研究了多樣化軍事任務對土質學與土力學課程的知識體系重構要求,完善課程標準,重新梳理面向合訓學員的課程教學內容,對教學內容有所取舍,弱化地基基礎工程設計理論以及設計規范的內容,強化土質學與土力學理論與工程地質災害的產生、防治和救援的聯系,構建了與工程地質災害、工程事故、潰壩決堤、應急加固等緊密相關的課程知識體系,使課程教學內容更貼近工程搶險的應用背景,從而滿足遂行多樣化軍事任務的實際需求。 (三)教學模式改革
在傳統的工程技術課程教學中,常用的“案例式”“研討式”等教學模式有助于學員對知識的理解和掌握,但并不能有效培養學員解決實際問題的能力,研究創新基于培養合訓學員解決實際問題能力的教學模式是非常必要的。課程組經過深入研討,在傳統的“案例式”教學模式基礎上改革創新,提出了“任務牽引式”教學模式,即把課程各章的主要教學內容與特定的未來崗位任務相聯系,假設一個未來任職崗位可能遇到的任務,學員通過完成該任務學習課程知識。通過兩個學期在4個專業的初步實踐,課程組逐步完善了“任務牽引式”教學模式的課堂教學組織。
(四)教學資源建設
為達到合訓專業的課程教學目標,還需要完善相應的教學條件,整合教學資源。一是建設以搶險救災為主題的教學視頻庫和案例庫,由教員和學員共同完成,使學員間接參與教學活動。學員參與搜集、整理資料,制作案例庫和視頻庫,借助查閱期刊、文獻、網絡新聞等手段,消化大量的工程案例,在過程中發現問題、思考問題和解決問題,可以使學員真切體會課程知識在指導工程實踐中的重要應用,大大拓展對課程知識的認知程度。二是編寫具有軍事土木工程特色的配套輔助教材,如《土力學工程案例解析》《工程地質災害救援技術》,拓展學員的知識視野和應用范圍。三是積極持續開展教學研究,把課程建設列入軍隊院?!?110三期”軍事土木工程學科重點建設領域項目,以及大學的教育教學改革課程,不斷提高課程的整體建設水平。
三、合訓專業土質學與土力學課程的教學改革實施
在前期充分研究論證的基礎上,課程組創新實踐了“任務牽引式”的教學模式,并制定了具體的實施計劃和步驟,在實際的教學過程中,是按照以下流程進行的。
(1)任務想定。根據各章內容,結合未來崗位任務需求,想定一個任務,在各章教學開始之前布置。想定的任務均具有軍事特色,體現軍事應用。例如:課程第二章“土中水的運動”想定的任務是“長江大堤管涌應急防治救援”,課程第三章“土的壓縮沉降計算”想定的任務是“巨型雷達基座沉降計算與變形監測”,課程第四章“土的強度計算”想定的任務是“部隊大型油罐地基承載力確定”。
(2)課堂理論講解。教員根據該章想定的任務,圍繞完成任務所需要解決的理論問題,優化本章理論教學內容,有針對性地講解理論知識,使課堂內容與任務的完成緊密結合,促進學員的學習自覺性。如任務之一“長江大堤管涌應急防治救援”的內容要求中,學員要想完成這一任務的解決方案,就需要學習土中水的滲流模型,掌握達西定律,以及土的滲透破壞原理和類
型等,這恰恰就是本章的核心理論知識。
(3)課外自主學習。學員為完成想定任務的解決方案,在掌握理論知識的基礎上,還需要相關實踐技術的保障。這部分內容是課本知識和課堂教學無法獲取的,依靠教員自身的知識積累也很難掌握,需要教員指導、學員自主完成,通過觀看網上視頻資料,閱讀相關專業技術期刊,網上查找技術解決方案等,補充完成想定任務所需的各種技術知識。
(4)撰寫解決方案。教學組織中,把學員分成若干小組,每組3~5名學員,共同完成想定任務的解決方案。教員需要提前規范撰寫解決方案的內容標準,每章想定任務的解決方案包括任務背景、任務要求、理論計算、技術保障措施、組織實施方法、任務小結、參考資料等模塊。方案形式包括文字方案和匯報內容,在編寫過程中,教員需要利用答疑時間到教室加以指導,幫助學員隨時解決問題。一般要求在各章課堂教學一節課之前上交任務解決方案,由教員預先從方案內容形式、理論應用、技術措施的選取等方面進行評價把關,遇到方案整體質量不達標的,提前交由學員小組繼續完善,以保障任務方案課堂匯報的質量。
(5)方案匯報。各章課堂教學的一節課作為學員方案的匯報課,由各組派出代表匯報本組的任務解決方案,匯報形式普遍采用多媒體,本組其他成員可以補充說明。在實際課堂組織中,一般一節課只能選擇2~3個小組的方案進行分享匯報,這需要教員在課前的方案評價中,選取有代表性的方案在課堂上匯報,并對其他方案一并點評。同時教員還要引導學員對其他組的方案進行質詢和點評,取長補短,知識共享。
(6)總結歸納與延伸拓展。學員編寫的任務解決方案是在初次理論學習,缺乏實踐背景的條件下完成的,在指標選取、條件假設、技術應用等方面難免有考慮不周全的地方。在課堂匯報分享時,也會出現不著重點、浮于表面的情況,這時就需要教員加以恰當的引導,甚至追問,挖掘問題的本質。對于學員之間互相的方案評價質詢,也要科學把控,引導學員善于發現其他小組方案的亮點。教員還需要對該章方案完成的整體情況進行點評歸納,回歸到本章的教學目標,并對沒有涉及的問題進行延伸,引導學員在學習之余繼續探究。
四、實踐效果與經驗總結
從2011年秋季學期開始,“任務牽引式”教學模式先后在道路橋梁與渡河工程、國防工程與防護等合訓專業的土質學與土力學課程教學中實踐應用,并引入評價機制,取得了積極效果。實踐表明,只要優化課程教學內容,創新課堂教學模式,傳統工程技術課程教學也可以體現軍事特色,教學目標可以從單一的工程技術理論教育向多種能力培養轉變,突破工程技術素養與軍事指揮能力培養的矛盾。
當然,“任務牽引式”教學模式在實際應用中也是需要不斷修正和完善的,主要注意了以下幾個方面。
及時,教員自身的知識儲備需要更新,教學組訓能力需要提高。由于長期從事專業技術人才的培養,課程組教員的知識儲備明顯與合訓專業的課程教學目標不匹配,需要及時更新。同時,“任務牽引式”教學模式還需要教員具有對教學內容的統籌能力、對學員分享的導調能力和精辟的總結能力。在學員課堂方案匯報分享時,教員需要整體掌控分享進程和討論問題邊界,巧妙啟發學生思路,歸納、提煉和總結,并引出教學核心內容,如此才能達到教學目的。
第二,各章想定任務的設計需要持續完善。一方面,想定的任務源于合訓學員未來任職崗位需求,這種需求不是一成不變的,各章任務可以不斷改進甚至重新設計,以便更貼近崗位實際。另一方面,任務本身的理論、技術難度和涉及知識點的廣度要盡可能與該章的基本教學目標一致,不要求一個任務就覆蓋本章全部的知識點,而應注重學員對核心理論知識的把握理解,進而實現對其他知識點的融會貫通。 第三,改革課程考核方式,加大任務完成方案的考核比重。改革之前的土質學與土力學課程考核由考試成績和平時成績構成,其中考試為閉卷考試,成績占70%,平時成績以課程作業和課堂回答問題評定,占30%。實施“任務牽引式”教學模式改革之后,以任務完成方案代替平時成績,完成方案和考試成績各占課程總成績的50%,增強了考核方式的科學性。
力學專業論文:建筑學專業力學課程教學改革研究
[摘要]建筑學專業的培養目標主要為適應國家建筑和社會發展需要,培養基礎扎實、知識面廣、綜合素質高,具備建筑師職業素養,并富有創新精神的國際化高級專門人才及專業領導者。針對建筑學專業學生力學概念普遍較弱的現狀,我們在教學中引入定性分析,轉變教學理念,優化、豐富教材內容,改革教學手段,激發學生的學習興趣。實踐表明:合理調整后的教學內容,綜合了概念解析、工程案例、定性研究等教學方法,學生對抽象的知識點易于理解,學習熱情高,更利于培養應用型綜合型人才。
[關鍵詞]建筑力學;定性分析;教學改革
建筑學專業的培養目標主要為適應國家建筑和社會發展需要,培養基礎扎實、知識面廣、綜合素質高,具備建筑師職業素養,并富有創新精神的國際化高級專門人才及專業領導者。為實現該目標需要學生具有較好的力學素養,建筑力學是針對此而設立的一門重要的專業基礎課,其設置的具體目的在于:通過該課程的學習,使學生掌握平面桿系結構內力和位移的計算原理與方法,了解常用結構的受力性能,為學習工程結構方面專業課程以及進行結構設計提供一定的力學基本知識,培養學生一定的結構分析與計算能力。傳統的建筑力學教學,其教學方法和教學內容與其他力學課程大同小異,主要以學生能夠掌握好書本上的理論和方法為培養目標,整個教學活動圍繞著教材開展,這樣封閉的教學模式很不利于創新型人才的培養,其原因在于給學生獨立思考的空間太小。隨著計算機技術的普及,力學研究從繁瑣的計算中解脫出來,但這似乎并沒有帶來學生能力的提高。事實上,對計算軟件的過度依賴,使得學生獨立思考的空間變得更小了,一些學生甚至對基本的理論與概念也模糊起來,并且,隨著課時數的壓縮,學生很難形成系統的知識體系。因此,如何在有限的課時中提高教學質量,培養出具備堅實理論基礎的復合型人才值得討論。力學課程的教學內容相對抽象。在以往的教學中教師往往只強調“力學計算”這一教學環節中的運算能力,忽略了學生直接的感性經驗和直覺思維,致使學生難以理解結構構件的力學性能,因此學生接受程度較差。同時,又由于學生普遍認為結構分析可以由結構設計師完成,因而對其重視度不足。而建筑設計與力的分析是密不可分的,所有設計都是通過對力進行分析,再去尋求簡單而又經濟地表達它們相互作用的造型。因此,對建筑學專業的學生強化力學基礎尤為重要。以電視塔為例(見圖1),將其簡化為懸臂構件,主要承受荷載水平風力作用,其內力主要體現為彎矩作用,其彎矩圖為拋物線,因而其合理的造型是上小下大按拋物線變化。對于建筑學的學生而言,端部彎矩具體大小不是關注的重點,但需要明確其彎矩圖的變化規律。而對于建筑師而言,定性的對結構物有整體把握非常重要。因此教學過程中教師應加強學生定性分析能力的培養,拓展學生的思考空間,使學生在學習經典力學的基礎上能夠進一步理解和運用力學的核心概念與基本方法去解決工程實際中的問題。
一、定性分析
所謂定性分析就是對研究對象進行“質”的方面的分析。具體地說是運用歸納與演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法,對獲得的結果進行思維加工,從而能去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里,達到認識事物本質、揭示內在規律的目的。定性主要是解決研究對象“有沒有”或者“是不是”的問題,是一種最根本、最重要的分析研究過程。建筑學專業設置力學課程的教學目的,在于使學生在掌握一部分理論知識的基礎上培養結構概念。因此,在認真分析和研究教材的基礎上,概要講授教材的重點和難點內容,根據建筑學專業學生的自身特點及學時限制的實際情況,在課堂上省略冗長繁瑣的公式及定理的推導過程,將教學重點放在學生運用公式和定理解決實際問題的能力上,學生課下通過自己看書能夠領會和理解的內容不做過多的解釋。同時,要加強力與建筑造型之間的關系的教學,重點培養學生的學習積極性和自覺性,逐步培養學生良好的自主學習習慣,從而提高學生的自學能力和領悟能力。
二、定性分析的內容構成
定性分析關注的是結構本身受力的特性分布,以往的定性分析強調的是由量變到質變,即通過大量的習題訓練后,歸納出相應的規律特征。這種方法需要花費較多精力。在課程改革過程中,我們將過程反轉,首先把相應的規律和特征拋給學生,通過習題進行驗證,避免了大量的習題訓練。它強調的是力學課程中各種方法與結論的綜合運用,即利用多種理論、多種研究方法來對事實做最真實最的描述。因而,教師在教學中不應將定性分析的內容孤立起來,而應將其融入課堂教學的全過程中。
(一)基于已知概念的定性分析
力學課程循序漸進,在每一章節都講述了相應的理論與計算方法。這些經典的解題方法不僅可以用于定量的計算,也是定性分析的重要手段。在教學過程中可以將定量計算與定性分析的內容結合起來,這既能加深學生對解題方法的理解,也能使學生養成定性分析的良好習慣。以封閉的框格為例(見圖2),上下受到荷載的擠壓作用,在對其進行內力分析時,這樣一個三次超靜定的結構,按照常規的方法進行計算,計算量較大??筛鶕Y構特性進行分析,由于桿件的微分關系,其中AB、CD桿無外荷載作用,因此其上彎矩為直線,又由于框格上下對稱,因此AB、CD段彎矩為等直線M。根據剛結點無外荷載作用時,其彎矩滿足等值同側的原則,A、B、C、D四點處彎矩應保持一致均為M,AD、BC段由于受到均布荷載作用,相應疊加簡支梁的彎矩,最終畫出結構的彎矩圖。
(二)關注結構體系特征
在桁架的內力求解中,桁架中零桿的判斷非常重要,但大多數學生僅是通過規則進行判斷,對于以下(見圖3)[2]桁架結構零桿的判斷方法,教學中通常采用節點法,根據特殊節點的受力特點進行判斷。除了這種方法,同樣可以根據合理的傳力途徑達到判斷零桿的目的。力的傳遞遵循最短路徑傳遞的原則,因此只有路徑上的桿件受力,而其余桿件均為零桿。當明確了力的傳遞路徑后,可快速的確定零桿。舉一反三,對各種結構進行對比分析也是定性分析的一種。如圖4所示,在進行靜定結構內力分析,學習完簡支梁的有關內容后,學生對于簡支梁內力分布已經明確。以此為基礎,對同跨度,等荷載的梁、三鉸拱以及桁架為例,其內力分布,梁為明顯的受彎構件,承受彎矩和剪力;三鉸拱則當其桿軸線滿足合理拱軸線時,僅受軸力作用;平行弦桁架中,當力作用在節點時,桁架均為二力桿。通過對比分析,明確了各種結構的受力特征,而采用定性分析的方法,則減少了大量的數學計算分析。
(三)應用疊加原理進行定性分析
考察結構受力時,除了直接對結構進行解析、分析,還可以應用疊加原理,將荷載分組,分別考察在單組荷載作用下,單工況下結構的受力特征,將各種工況疊加,從而得到各種工況的組合(見圖5)。
(四)結合有限元法的定性分析
計算機技術和現代數值計算方法的飛速發展進一步拓寬了力學的應用領域,工程師可借助有限元軟件分析更為復雜的結構。但是,計算機技術的普及也給學生帶來了重計算,輕分析的后果。龍馭球院士曾指出:在大型計算中,如果不會定性判斷,不會抓錯、改錯,那是很危險的。因此在教學過程中,應該重視學生定性分析能力的培養,使學生能夠認識到計算機技術是進行結構定性分析的重要工具,而定性分析更是計算機計算中不可或缺的環節。目前,結構力學課程的教學總學時數逐漸被壓縮,如何在有限的教學課時內,將計算機計算與定性分析的內容引入結構力學的課程教學中是很多力學教育工作者共同關心的問題。筆者在結構力學的課程教學中引入計算機仿真實驗內容,這既激發了學生學習的興趣,又拓展了學生的思維空間,使學生的分析能力與綜合素質得到了提高。計算機仿真實驗可以利用結構力學求解器,也可以利用一些通用的有限元計算軟件來完成。這些計算軟件結合多媒體技術為結構力學實驗提供了便利。對于這樣一個三次超靜定的結構,對于建筑專業的學生而言,其內力的求解是較難的內容,但剛架也是工程實際中最常用的結構,其內力分布的特點是必須要掌握的內容。借助通用的有限元計算軟件,可以得到梁/柱的剛度比分別=0,1,4,∞時結構的彎矩分布,隨著梁柱的剛度比的不斷加大,梁端所承受的彎矩逐步的增大,柱上的反彎點逐步降低(見圖6),結合有限元軟件,學生可以直觀的得到剛架內力的分布情況。將有限元軟件的計算融入課堂教學過程中,使計算機技術與定性分析相結合,可以更進一步培養學生定性分析的能力,幫助學生運用計算機技術去解決工程實際問題。同時,這也是開展研究型教學的一條非常有效的途徑。
三、工程實例分析
目前的課堂教學都是按照知識點的分布安排教學內容,僅在緒論中描述了從工程實際模型到計算簡圖的建立方法,而后續的學習均是采用計算簡圖進行分析,概念比較抽象,學生在學習過程中會覺得晦澀難懂,不易接受。尤其建筑學的學生,首先關注的是形狀特征,若能在實際的求解前,與建筑造型結合,跟實際問題聯系起來,有助于學生對相應結構的理解,而對抽象的計算模型,也應盡量都給出其實際對應的結構。在連續梁的教學中,可通過多媒體手段演示一些典型橋梁的實例(見圖7),使學生了解定性分析在橋梁初步設計中的應用。對此即可提出為什么采用這樣結構形式的疑問,回答這個問題就需要為學生講述簡支梁與連續梁的基本特點,比較不同支承方式對結構內力分布的影響,討論簡支梁與連續梁各自的優缺點與適用范圍,然后依據分析的結論,討論如何對結構的選型做出定性的判斷。經過對具體工程實例的定性分析,可以激發學生對力學課程的興趣,拓寬學生的視野,這樣不僅加強了學生對理論知識的理解和掌握,還能使學生學會運用新思想、新技術和新方法去研究和解決實際工程問題。
四、結語
通過教學改革,幫助學生在動態中去觀察、探索和發現結構構件的受力特征,使學生通過計算機從“做建筑力學題”轉變為多方位的掌握結構構件基本特性,從而為設計打下基礎。教學實踐表明,課程內容的及時更新,教學方法的多樣化,將定性分析的內容引入建筑力學教學的過程中,是培養學生創新能力,提高學生綜合素質的有效途徑。
力學專業論文:淺析工程管理專業 工程力學 課程教學改革的探討
論文關鍵詞:工程力學;工程管理;教學改革
論文摘要:《工程力學》是工程管理專業的一門主要的技術基礎課,在專業課程學習中起著承上啟下的重要作用,但是由于教學對象的特殊性,使得工程力學在工程管理專業的教學過程中遇到了很多問題:學生們對于課程的不重視、學生們覺得學習起來特別難、力學課堂容易沉悶、在較少課時內需要完成三大力學的教學內容……這些問題使得工程力學課程在工程管理專業學生的授課過程中往往不容易取得良好的教學效果,所以本篇文章就針對教學過程中容易存在的問題進行進一步的探討,提出相應的改革措施,以供大家參考。
《工程力學》是工程管理專業的一門主要的技術基礎課,在專業課程學習中起著承上啟下的重要作用,其任務是使學生具備解決工程實際問題所需的基礎知識。本課程涉及到的重要內容是研究物體的受力分析、平衡規律和各類構件承載力(強度、剛度、穩定性方面)的分析方法、計算理論;研究桿系結構的組成與受力特點,及求解桿系結構內力與變形的方法,其教學內容里包含了很多力學理論推導和計算過程,這些知識在傳授給工程管理專業學生的過程中,他們通常覺得接受起來比較有難度,所以根據多年的教學經驗,對工程管理專業《工程力學》課程進行一定的教學改革探討是非常有必要的。
1工程管理專業對《工程力學》課程的特殊要求
工程管理專業的力學課程與工民建專業的力學課程有很大的不同。工民建專業的力學課程將《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》分為三大課程分別講授,將每種力學理論的推導原理和計算過程都講解的非常詳細,對學生掌握程度的要求也比較高,因為工民建的學生未來很多要從事結構設計工作,力學知識對于結構安全性的設計起著至關重要的作用。而工程管理專業和工民建專業的學生未來從事工作的性質有很大不同,他們未來的工作可能從事項目的管理工作,或者監理的工作,也可能從事工程造價的工作,而力學知識在這些工作中的應用不會像在專業設計工作中那么多。所以,工程管理專業的學生對于工程力學知識的要求也必然和工民建的學生有所不同,如果按照同一個標準進行教學,勢必會影響針對工程管理學生的教學效果。目前,大多數工程管理專業的力學課程僅設置一門《工程力學》(授課學時為64-80),并在這一門課程中貫穿了理論力學、材料力學、結構力學這三大力學的理論計算知識,如何在這么短的時間內將三大力學的理論計算知識有效的傳遞給學生,是一個值得思考的問題。
另外,在從事工程管理專業《工程力學》課程教學工作的過程中,我發現學生們對于本門課程的重視程度不足,這就直接影響了學生們對于本課程的接受程度。工程管理專業的學生常常會覺得力學課程在未來的工作中應用不多,沒必要學,所以在學習的過程中往往不愿意動腦筋去領會復雜的力學理論原理,僅僅是為了應付考試而對步驟進行簡單的死記硬背,這就使得本門課程的教學效果大打折扣,如何選擇更有用的教學內容調動學生們的學習積極性也是一個很重要的問題。
2工程管理專業《工程力學》課程的改革建議
2.1教學目標的調整課程教學的目標決定課程的教學方向,如果力學課程的教學目標定得過于側重力學理論原理的講解,則對于工程管理專業學生的針對性不足,畢竟他們將來主要從事生產及時線的施工、安裝、管理、設備維護等技術工作,對于他們而言,真正涉及到力學計算的地方可能不多。所以我們在確定教學目標的時候要“弱化理論分析”,轉而側重講述力學知識的應用,讓工程管理專業的學生能很快地理解掌握力學知識在建筑結構方面是如何應用的,這能夠增加力學課程對于工程管理專業學生的針對性。另一方面,由于力學課程的特殊性,除了教學方向上制定的目標外,還應該更加側重對學生思維能力的培養,通過力學體系、授課案例的合理設置,增強學生的邏輯分析能力和嚴密的思維,有助于將來更好的從事工程管理工作。
2.2教學內容的調整
2.2.1圍繞主線精選教學內容以研究結構體系的力平衡和變形協調以及二者之間的物理關系為主線,貫穿全書,建立對工程力學的整體認識。在理論力學部分通過重點講解平面力系給出力學平衡的知識,并進一步引申到空間力系,讓學生對于力學平衡有整體系統的認識;在材料力學部分通過重點講解結構構件的內力和應力給出內力和變形的知識,并且進一步灌輸內力和變形在強度、剛度和穩定性中的應用;在結構力學部分通過重點講解力法和位移法的內容深入理解力平衡和變形協調的物理關系在結構體系中的應用。按此教學線路去均衡的安排教學時數,適當刪減不必要的理論內容,側重內容的應用性[1]。
2.2.2教學內容結合工程結構分析從工程的角度講,力學知識如果脫離了工程結構和施工去講解,則失去了它的實用價值,工程管理的學生日后經常要和房屋的搭建以及相關的施工器械打交道,教學的內容多結合結構骨架和施工機械會起到非常良好的效果。比如談到鉸接和剛接的問題時,可以聯系到工廠的承重體系,并且涉及到承重體系基礎的問題,通過分析不同廠房承重體系基礎形式的不同,讓大家了解鉸接和剛接的區別,進一步了解排架和剛架承重體系的區別。這樣,學生就不會認為學習力學是沒有的,就會感覺到力學和大家從事的行業有著緊密的關系[2]。
2.2.3教學內容結合施工分析在教學內容中結合學生在工地上的上所見所聞,專業思想教育和職業道德進行滲透,以培養高素質的工程技術人員。比如受力分析中的彎矩問題可以聯系到塔架結構或者吊車的平衡分析,當學生初到工地看到塔吊的時候,肯定也會疑問為什么高處的吊車臂除了吊需要的結構材料以外,還有一些吊塊懸于空中,那么可以通過力學知識給大家提供解釋,告訴大家吊車可以通過該變平衡重的重量來控制吊車的載重,以免吊車翻轉。如果把這樣的問題放到講解彎矩內容的過程中,會增加學生們的學習興趣。
2.3工程管理專業《工程力學》課程教學方法的改進工程管理學生《工程力學》的教學不能單一的側重理論講解過程,而應采取靈活的教學方法調動學生的積極性。
2.3.1精講多練由于工程力學要在比較少的學時里給大家交代三大力學的內容,所以要非常精的選擇教學內容、案例和作業,并且課上多練習,及時發現問題,及時糾正學生在學習過程中存在的問題。比如,我在多年的授課過程中,發現一個問題,就是老師講的再多學生不練習也仍舊不會,尤其是力學這門課程,學生們普遍認為是非常難學的課程,這樣就更需要加大練習的力度。在課堂時間的安排上要更多的安排學生練習的時間,讓學生當堂到黑板上做題,老師會在這個過程中及時發現學生學習方面存在的問題,有針對性地解決學生學習中的不足之處,教學效果會更好。
2.3.2啟發思考力學課程很重要的一方面目標就是要培養學生的思維能力,所以教師要經常通過提問讓大家思考,并鼓勵學生發現問題,養成善于思考的習慣。教師可以通過給學生講解實驗或實際工程等例子,逐步引導大家思考,引出重要的概念和理論;通過比較不同的例子,讓大家思考理論之間的關聯性;通過總結讓大家更清晰的看到問題的本質。比如,在講授如何繪制梁的內力圖時,可以拿出一個作用有分布荷載和彎矩作用的簡支梁,讓大家分別用列方程法、簡易規律法和疊加法繪制彎矩圖,這樣在解答這道題的過程中,不僅復習了求解支座反力的知識,而且將繪制彎矩圖的幾種方法對比的應用到一個案例,讓大家不僅對這部分知識記憶深刻,而且理解認識也會更深一層??傊?,通過一系列的啟發教學,培養大家的思考能力、聯想能力、歸納能力,甚至發散思維等等[3]。
2.3.3課堂討論課堂討論往往是英語等課程常用的教學手段,在力學課程當中很少有應用,可是通常的力學課特別容易讓人感覺沉悶,所以可以考慮把這種靈活的教學手法應用到力學的教學中。拿出一個案例讓大家討論可以用什么樣的力學理論去解答,或者拿出一個案例讓大家討論可以用幾種力學方法解答,這些討論案例的設置不僅會增加學生們的學習興趣,而且會讓學生們對于所學的內容印象非常深刻。
工程力學課程是后續課程的重要基礎課程之一,為將來的結構課程和施工課程的學習打下了重要知識基礎,教學中進行了上述教學目標、內容、方法的改革研究和實踐操作,必定能大大提高了學生的學習熱情,使學生們對于工程結構和施工具有一定的初步了解,激發他們對工程方面知識的學習興趣,并能把力學知識用到實處,培養出新時代的復合型人才。
力學專業論文:獨立學院土木專業材料力學課程實驗教學研究與探討
摘要:針對獨立學院本科培養應用型人才的定位要求,總結傳統教學中存在的不足,結合獨立學院學生的特點,有針對性地探討改善實驗課教學質量,提高實驗課教學效果的解決方法,探索適合獨立學院學生力學實驗課程的教學方法。
關鍵詞:材料力學;實驗課;教學方法;獨立學院
材料力學作為土建類學科的一門技術專業基礎課程,其教學直接影響專業課的學習。材料力學實驗課程是材料力學課程的重要組成部分,通過實驗課程可以更好地把理論與實踐緊密結合。學生通過自主動手,現場操作實驗,用所得的實驗數據與理論值進行對比,對公式進行驗證,了解不同材料的力學特性,可培養學生獨立思考問題、處理問題、以及實踐動手的能力,同時也可加深學生對材料力學理論內容的理解[1]。
然而,材料力學實驗課程的教學在許多院校得不到重視。部分學生認為,實驗課可有可無,做實驗只是抄抄數據,寫寫實驗報告。學生對動手做實驗失去興趣,只看不做,或者隨意操作,應付了事。長此以往,隨著學生對實驗課重視程度的降低,開出的實驗課也難以達到預期的目的[2]。如何增強學生對材料力學實驗課的重視程度,激發學生的積極性,讓學生在實驗過程中開動腦筋、鍛煉分析解決問題和實際動手的能力,是材料力學實驗課程改革的方向和目的。
一、各類高校材料實驗課程開展現狀
材料力學課程是土建類專業的基礎課程,全國相關院校相關專業普遍開設該門課程。由于各高校辦學培養目標和生源的差異,各類院校開設該課程的具體情況也不盡相同。985、211等重點大學,整體師資力量雄厚、辦學歷史悠久,力學實驗教學方案相對成熟。獨立學院招收的學生一般為三本生源,進校分數線與一二本學校生源存在差異,培養目標也不盡相同,如果生搬硬套他們成功的經驗,往往事與愿違,達不到預期的教學效果,相反還會導致拔苗助長,不符合獨立學院的人才培養目標。在一些重點大學,材料力學由理論課教師和實驗課教師分別教授。雖然這樣可以減輕教師的工作強度,發揮各自的專長,但是在實施過程中,往往會出現由于教師之間溝通不暢,導致理論教學與實踐有所偏差。
高職高專學校的人才培養目標是培養面向生產一線的技能型應用型人才,由于該類學校定位側重于學生實踐技能的培養,通常只要求學生掌握具體的實驗操作方法和技能,與實驗相應的理論基礎教學部分往往被忽略[3]。
獨立學院是由普通本科高校(申請者)與社會力量(合作者,包括企業、事業單位,社會團體或個人和其他有合作能力的機構)合作創辦的進行本科層次教育的高等教育機構。由于社會經濟發展迅速,普通一本、二本院校的教學資源已不能滿足社會需求,為了普及大學本科教育,提升國民教育水平,提高整體國民素質,獨立院校順應時展應運而生。
獨立學院的培養定位介乎于一本、二本院校和高職高專之間。如何根據自身特點,形成自身的課程體系尤為重要。目前獨立學院材料力學實驗課主要存在如下問題。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
張旭光,等獨立學院土木專業材料力學課程實驗教學研究與探討
其一,獨立學院主要側重于培養應用型人才,動手能力的培養尤其重要,但又有別于高職高專只重視實際操作的做法。大多數獨立學院辦學時間較短,在很多方面沿用母體學校的教學模式,教師過分強調理論闡述,而忽視了在實驗中培養學生的動手能力[4]。所開設的實驗課程大多屬于驗證性實驗,以至于學生知道實驗的目的是驗證某一定律,然后根據相應實驗步驟按圖索驥得出實驗結論,無論最終實驗數據正確與否都不會改變實驗結論的正確性。在這種現實情況下,學生對實驗操作漸漸沒有了預期,積極性也隨之降低。
其二,獨立學院辦學時間較短,招生規模大,部分課程安排不夠仔細,同24小時內有可能連續做幾門課程的實驗,學生在短時間內難以消化,加之實驗室建設不夠完善,相應實驗課的配套儀器不齊全,使得大多數時間學生只能看,不能動手操作,力學實驗直接變成演示性實驗,嚴重影響實驗課的教學效果。
隨著科技的進步以及時代的發展,材料力學實驗也應該相應改善。傳統單一式的教學方法已遠遠不能滿足現代教學的需求,需要對實驗進行適當創新,探索適合獨立院校實驗課教學的新路。
二、獨立院校材料力學實驗課的探索
獨立學院材料力學實驗課程改革首先需要改革實驗內容、教學手段和方法,應該與母體學校及高職高專有所區別。基于獨立學院培養目標的定位要求,筆者經過實踐調查,初步探索了一些行之有效的教學方法,在實踐教學中收到了良好的效果。
(一)實驗內容的改革
一般傳統的材料力學教學實驗內容主要針對低碳鋼和鑄鐵的拉壓試驗,但是對于土木工程專業,今后工作將面臨的不僅有低碳鋼和鑄鐵這兩種材料,還會接觸大量的非金屬材料,如混凝土、木材、石材等。這些材料的力學性能實驗對于學生學習專業課程以及今后從事相關工作意義重大,因此,筆者建議在材料力學實驗教學中增加混凝土抗壓實驗,以滿足學生專業課程學習的需求[5]。
(二)問題式實驗教學方法的實踐
獨立學院的定位要求側重于培養學生的動手能力。根據相關理論知識,通過學生自主動手達到突出實踐操作、理論與實踐相結合的效果。下面以低碳鋼拉伸試驗為例闡述如何達到該效果。
低碳鋼拉伸試驗是傳統的教學實驗,是通過測定低碳鋼的屈服極限、強度極限、延伸率和面積收縮率等各項參數指標,繪制應力應變曲線圖,通過曲線圖了解材料在受拉時力與變形的關系(如圖1)。在材料力學課程中,對低碳鋼的力學性能作了詳盡的講解,學生在實驗前就了解低碳鋼在受拉時其變形要經歷彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段等4個階段,實驗可以讓學生更為直觀地看到低碳鋼拉伸時的這種力學性質。因此,實驗往往以觀看實驗結果為主。為此,設計了問題式實驗教學方法,以期在這一實驗過程中培養學生的觀察能力、分析能力和動手能力。 圖1低碳鋼應力應變曲線
在實驗課開始初,首先布置課前預習作業:“思考低碳鋼拉伸實驗目的是要驗證哪些力學特性,通過觀察哪些參數指標進行驗證,并將它們一一列舉?!苯又?,讓學生詳細閱讀理論內容,自己分析總結,然后分組提問。由于學生對理論內容已經非常熟悉,因此及時問題很容易回答。對于后一個問題,正確的答案是通過對屈服極限、強度極限、延伸率和面積收縮率等指標進行測定,繪制相應曲線來觀察其中的關系。而學生的回答通常不夠,漏掉某個指標參數。這些問題反映出學生對理論知識不夠熟悉或者理解不夠深入,針對此要著重加以講解。以上兩個問題在材料力學教材中都有詳細的介紹,通過課前提問的方式,既可以進一步熟悉理論知識,有針對性地答疑,又避免了面面俱到的講解,節約了時間[6]。
接下來,進一步追加提問:“在實驗過程中怎么獲取這4個指標參數?”并讓學生分組討論。此問題是對此實驗原理的進一步升華。如果學生通過思考,分組討論,最終能夠很好地回答出該問題,那么此次實驗就達到了應有的效果。
為了讓學生更好地掌握實驗儀器的操作方法和相關注意事項,教師首先應親自演示實驗操作過程,讓學生知道通過實驗操作獲取相應指標,以便學生在自己動手操作時可以有重點的、有目的地進行觀察[7]。
首先,開動電源,打開液壓式萬能實驗機。在夾具上安裝試件,同時明確告知學生:“當液壓式萬能試驗機的上下夾具夾好鋼筋后,禁止開動上下升降按鈕”,并讓學生思考原因。該問題直觀性很強,只要認真觀察都能回答。學生通常都是圍繞“對儀器或者是試件有損壞”等進行回答。然后給出正確答案:由于萬能試驗機的夾具在夾緊鋼筋后,按上下升降按鈕會使得夾具瞬間損壞,甚至由于鋼筋的突然斷裂導致不可預知的危險,所以禁止開動上下升降按鈕。
接下來開啟送油閥。在送油的過程中,提示送油速度的快慢對所加荷載的影響,然后讓學生著重注意軟件上圖像在4個階段的變化情況。在彈性階段,可以提問:“為什么曲線呈線性?”由于教材中已經作出相應解答:“此階段試件所受拉力在彈性范圍之內,所以形變基本成線性;如果去掉外力,則試件會恢復到原來長度?!苯^大多數學生能馬上回答出答案。此問題可以加深對彈性階段圖像的認知。在屈服階段,可以讓學生思考“曲線為什么呈上下波動狀態”。經討論后給出正確答案:荷載相同的情況下,由于試件突然變長,使桿端出現了微
位移,導致圖像出現微小波動。這樣大大加深學生對曲線形狀的理解。同時要引導學生關注此階段圖上應變值明顯增加的位置,讓學生回憶此點是什么點。有學生回答:“屈服點”。然后接著問:“屈服點有什么作用?”學生開始回憶理論知識,想到屈服點所對應的應力就是屈服極限,進而解決了及時個參數指標“屈服極限”如何獲得的問題。在強化階段,重點觀察曲線的轉折位置,以同樣方法讓學生找到“強度極限值”。當進入頸縮階段后,立刻讓學生觀察鋼筋的變化,此時,會看到鋼筋慢慢變細,最終被拉斷。
在實驗操作過程中,通過提問、思考、回答的方式已經解決了如何觀察“屈服極限”“強度極限”兩個參數指標。接下來重點引導學生如何獲取剩余兩個參數指標。首先提問:試件延伸率的定義是什么?學生回答:延伸率是試件斷裂的長度和原長度的百分比。追加提問:根據這一定義怎么獲取數據?學生思考:由于原試件標距已知,只要獲取斷后試件標距即可。此時只需提醒游標卡尺的用法以及斷后試件標距的測量方法。面積收縮率也可用同樣方法獲得。這樣通過有針對地提出問題、重點觀察實驗、引導思考方向、學生自主回答四個步驟,既可輕松獲取了4個參數指標,又達到了教學相長、相互促進的目的。之后,還可以繼續提問:“低碳鋼拉伸實驗為靜力實驗,必須要保障所加荷載均勻,那么用什么方法可以達到均勻的效果?”這個問題剛開始看來似乎沒有頭緒,但實際并不難回答,在演示過程中已經給了相應提示,部分學生通過回憶可以想到“送油的速度影響荷載的大小”。那么,稍加思考便可以進一步得到:“只要送油速度均勻,荷載便可以均勻增加?!蓖ㄟ^這些方法既讓學生牢記了實驗過程中的注意事項,又加深了對實驗理內容的理解。
接下來讓學生自由分組自行實驗,由于之前的演示實驗已經把相關問題及注意事項用問答的方式解決,學生印象十分深刻,因此,在自己動手操作實驗時就相對容易。分組實驗后,接著讓學生根據所測數據,繪制相應曲線圖。此時發現,每一組所繪制的圖像與理論圖像都存在差異。可以讓學生思考:“為什么有差異?”并作為課后思考題,在下節理論課前給予正確答案。學生經過思考,大多圍繞儀器操作誤差(送油的速度)和所測實驗數據誤差等方面進行回答。除了這些原因之外,重點提示材料本身的質量問題,使得最終答案更為。通過這些方法既可以延續學生思考實驗的熱情,又避免了實驗課學生盲目、隨意的情況發生。
三、結語
問題式教學主要是針對獨立學院的學生特點探索出的一條行之有效的方案,它不同于一二本大學教師單邊講授、學生單邊實驗的方式,也不同于高職高專只注重動手,而忽視理論教學的模式。通過提出問題——思考問題——回答問題的方法,不僅增進了教師與學生之間的互動,同時也鍛煉學生的動手能力和思考能力,大大改善了獨立院校材料力學實驗的教學效果。
力學專業論文:應用型本科工程造價專業力學課程改革與實踐
摘要:工程造價專業主要培養學生對工程造價的控制、工程的預算概算決算能力,他們畢業后不做設計,不搞施工,對力學課程的要求低,只需看懂圖紙進行算量。本文根據工程造價專業學生的培養目標,針對應用型本科院校該專業力學課程的改革和實踐進行探討,教學過程中融入建模大賽和BIM的應用,從教學內容、教學方法、實踐環節等方面進行研究,力求找到一些學生感興趣、知識點容易掌握的途徑。
關鍵詞:應用型本科;工程造價專業;力學課程;改革;實踐
一、前言
S著社會對人才需求的改變,教育部將本科院校劃分成研究型和應用型兩大類。應用型本科與研究型本科在教學計劃、課程設置、教學內容、教學方法、教學效果等方面有明顯截然不同的區別。應用型本科教育屬于較高層次的技術教育,主要培養適應生產、建設、管理、服務及時線需要的高等技術應用型人才。工程力學作為應用型本科工科專業的一門重要專業基礎課,具有很強理論性和實踐性。
二、工程造價力學課程在教學中存在的問題
(一)課程特點
力學課程是工程造價專業必須開設的專業課程,以先行課程《高等數學》《建筑材料黑工程制圖》等為基礎,為后續課翟土建概預算》《安裝概預算》等專業課的學習奠定基礎。力學課程主要包括理論力學、材料力學和結構力學三大部分,它是一門經典的、內容體系非常成熟的課程。工程造價專業人才培養方案將三大力學整合成一門課,一個學期開設,每周6學時,共%學時,這樣課時減少了1/3。在極少的課時內要完成教學任務必須要求教師提煉教學內容,講速非??欤珜W生接受能力有限,學習效率低,在極短的時間內學生理解不了大量的教學內容.95%學生普遍反映學習難度大。對期末考試成績進行分析發現,50%左右的學生出現不及格的現象。
(二)教材方面
力學課程教材中的結構體系、理論框架、基礎知識等方面已經相當成熟,最近兒十年沒有太大變化。教材中所舉的例題和習題都比較經典,大多都是理想化、抽象化的,沒有其工程背景的介紹,學生更是不明白學這對于以后的就業有什么用,不知道這些跟自己的專業有何聯系,因此經調查發現70%學生缺乏學習的興趣。
(三)教學方面
力學課程傳統的教學方法大都以教師課堂講授理論知識點為主,在有限的課堂教學時間內,教師為完成教學內容大多會采用滿堂灌的填鴨式教學方式。這種傳統的教學方法重點講解理論知識,實踐環節嚴重缺失,不能提高學生分析問題和解決問題的能力,這樣的教學跟不上社會的發展,適應不了人才需求的變化。
三、改革措施及實踐成果
(一)更新教材,重構教學內容,符合應用型人才的需要
目前大多應用型本科院校還采用和一本院校一樣的教材,已經不能適應應用型本科發展的需要。編寫應用型本科教材并且在應用型本科院校應用已經成為必然的趨勢。教材中聯系工程實際,重點介紹工程背景,從實際工程中理解力學問題,從而解決實際問題。例題及習題都與工程實踐相關。現代社會的發展已經離不開計算機的使用,在力學的教材中可以加入計算機在力學中的應用,增加一些力學分析工具,例如力學求解器的應用等方面知識。
(二)理論夠用,加強實踐環節
應用型本科更培養學生的動手能力,實驗、實踐教學環節更為重要。除了教材中具有的典型經典的試驗外,增加一些書本上沒有的力學試驗。在教學的過程中,為了增加學生的學習興趣,增強動手能力,我們組織了建筑力學與結構建模大賽,學生自己動手制作建筑模型,分析受力,探討最合理的受力方式。通過這種方式,使學生產生極大的專業學習興趣,變被動學習為主動學習。
(三)改變教學方式
教學的方式應力求多樣化,高質量的多媒體課件PPT制作,以及課件的有效使用,增加更多的圖片分析,從視覺上打動學生。在教學的過程中,適當加入一些相關的工程視頻、工程動畫。
在教學的過程中,講解相關力學專家的故事,工程專家老前輩的工程故事等。給學生介紹相關的重大工程的歷史背景、施工過程等。增加學生學習的興趣。在教學的過程中每隔一段時間帶領學生深入工地現場,書本所學知識和現場一線進行結合教學。在施工現場使學生真實感受下工作的環境,同時向學生介紹相關的力學知識,例如腳手架安裝和受力、塔吊的受力模型、受力分析等。隨著互聯網技術的發展,要充分利用網絡,利用微信、微博進行教學,課后習題,課后討論。積極探索微課在該課程中的發展和應用。
(四)BIM在該課程中的應用
建筑信息模緞BuildingInformationModeling),簡稱BIM,是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立,通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。BIM可以實現在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行信息的共享和傳遞,使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對,為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎,在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。
當前,BIM已經開始在各大高校應用,采用計算機軟件進行模擬建筑的規劃、設計、施工、使用的全過程。在力學的課程教學中引入BIM,利用計算機模型模擬建筑物各個部位的受力.利用模型進行力學的簡化和分項.使學生對學習內容一目了然。
(五)改革成果
經過上述一系列教學改革,工程造價專業學生的動手能力和學習成績都得到了很大的提高。以某校2014級工程造價1班60人為例,教改前和教改后的成績分布如表1所示。通過對學生的問卷調查發現,雖然課程的課時減少了,但是學生學習的效率明顯提高,教學內容學生容易接受,上課聽不懂的人數大大減少,課堂氛圍明顯改善。
(六)小結
合理調整教學內容,密切聯系工程實際,在教材上、教學講授過程中、實踐環節時時刻刻聯系工程實際,避免枯燥無味的教學。增加實踐環節,組織建筑力學與結構建模大賽,增加學生對專業的學習興趣,培養學生的動手能力。充分利用計算機和互聯網資源,在建筑力學課程中應用BIM,利用計算機軟件分析建筑模型的受力,使該課程簡單易懂,學生容易接受。通過改革,課程的課時雖少,但學生學習的效率明顯提高。學生成績不及格百分率山51%降到10%,大多數學生能夠理解授課內容,產生學習的興趣。
四、結語
在國家普通高校向應用型人才培養轉型的政策下,工程造價專業本身的定位就是培養應用型人才,為了適應應用型本科的轉型,工程造價專業力學課程進行了一系列改革,收到了積極的效果。我們要繼續研究和探索有效的開放實驗教學方式,實現開放式實驗的持續健康發展,為社會培養更多的創新人才。
力學專業論文:《流體力學》專業基礎課程教學改革的思考
摘要: 流體力學是材料成型、機械等學科的專業基礎課程,理論性強,內容抽象難掌握。本文針對課程特點,結合實際的教學經驗,進行了教學內容、教學方法、教學考核等方面的思考,以期提高整體的教學效果,最終提高教學質量。
關鍵詞: 流體力學;實踐教學;教學改革
流體力學是材料成型、機械、航空航天、土木、化工等多個學科的專業基礎課程,主要研究生產、生活中遇到的流體平衡和運動規律的問題。流體力學具有理論性強、公式推導和基本概念多、對學生的數學物理知識要求高、應用廣泛等特點。熟練掌握流體力學這門專業基礎課程,對解決工程實際問題有著重要的意義。
結合實際的教學經驗,目前的流體力學課程教學中存在如下問題。首先,大量的基本概念、定理、公式和理論模型需要學生掌握,抽象復雜,教師滿堂灌輸,學生被動接受,導致“教師難教,學生難學”的現象。其次,流體力學雖理論性較強,但與工程實際息息相關,課堂習題和課后練習往往與工程實際脫節,學生缺乏理論聯系實際,不能很好地將所學知識應用于實際工程問題。再次,流體力學課程實驗多為演示實驗,學生不能主動設計實驗并加以驗證,不利于培養學生思考問題、分析問題、解決問題的能力。
針對流體力學課程特點和存在的問題,本文從教學內容、教學方法、教學考核等方面,對流體力學教學改革進行探討。
一、 優化理論和實驗教學內容
流體力學理論應該以掌握概念為基礎,以分析計算為手段,以加強應用為目的來展開。教學過程中,應對教學章節劃分輕重主次,進行合理取舍,課堂中引入工程實際問題,進行習題練習和思考分析,提高思考和解決問題的能力,培養出應用型人才。在內容選擇上,根據專業人才培養方案的思路和流體力學自身規律,優化選取教學內容,注重點面結合。在完整介紹基礎知識的前提下,實時穿插介紹流體力學近期科研成果、科學研究熱點和具體的工程應用實例。在理論教學內容安排方面,應該遵循由簡到繁,由易到難的原則,明確課程主線的基礎之上,突出重點的基本概念、掌握基本方法和技巧、培養學生的思維方式。
在流體力學實驗教學環節,學生可以加深對基本概念的理解和對重要公式的應用。實驗教學內容分為三類:必開實驗模塊、選開實驗模塊和自主設計實驗模塊。在必開實驗中,應該圍繞流體力學最重要的理論內容,進行理解和掌握,去粗取精,探究核心內容。在選開實驗中,應該結合流體力學科研熱點和科研動向,整合實驗教學資源,理論聯系實際,進行工程應用的培養。自主設計實驗模塊從無到有,應該增大次模塊比例,適當增加學生人數,培養學生自主創新和研發的能力,學生的實驗作品,可進行展覽或參賽,激發學生的創新熱情,提高綜合素質。
二、 改進教學方法和手段
流體力學課程內容復雜枯燥且抽象,對于高等數學的要求較多,大部分學生學習困難較大。為了培養學生學習興趣,激發創造力,我們應該對教學方法進行探索和改進。
為了豐富課堂內容,教師應該巧妙地設計身邊有趣的問題,將問題拋進課堂,啟發學生的思維。例如,介紹伯努利方程之前,可以搜集吹紙片和吹風機吹乒乓球等有趣的伯努利現象,向學生提出問題,引入相對枯燥的課程內容,從而提高學生的學習興趣。在課堂教學過程中,適當介紹近期的研究成果和研究熱點,可以調節課堂氣氛,極大地豐富了學生的知識面,提高學習積極性。例如講解動量方程時,可以介紹軍艦的不同推進方式,增加學生對流體力學用于軍事裝備的了解,增強了學習動力。教師講解課堂內容時,不能僅限于內容本身,應該引入研究背景、科學家的研究思想和發展進程。通過此類介紹,使學生學會在實際工作中發現問題、提出問題、分析問題和自主解決問題,通過理論聯系實際,從而達到培養綜合能力的目的。最重要的是,教師講解應該形成清晰的立體空間,講解知識點的過程中,注意點線面相結合,形成清晰的脈絡,有利于學生對課程的掌握。
三、 完善課程考核方式
考核的目的在于考察學生掌握程度,檢驗教學成果,從而促進教學方法的改M和課程的優化改革。因此,流體力學的課程考核應該在一定程度上反映學生的主觀能動性,這樣有助于營造良好的課堂氛圍,促進教師與學生之間的互動和交流。相比于期末考試成績占百分之百比重的傳統考核方式,目前綜合考核的方式更加人性化、合理,操作起來也更加復雜。
目前,我院主要采用平時成績和期末成績綜合考核的方式進行課程評價。平時成績包括課堂考勤、作業和實驗報告,每一個部分占一定的成績比例。平時成績是學生對該課程的學習狀況、掌握情況的重要反映,也是教師及時了解教學整體情況的重要途徑,平時成績應該是考核中最重要的內容。在平時成績考核過程中,教師應該對作業和實驗內容進行精心設計和優化,不能盲目采用題海戰術,應分輕重主次,讓學生對各章節的學習有的放矢,有利于調動學生學習積極性,進行綜合素質的培養。期末考試可以采用開卷、半開卷的新形式,著重考核學生利用知識分析問題的能力和創新能力。
結束語:
流體力學對后續專業課程的學習和解決實際工程問題是非常重要的,教師應該在教學過程中不斷發現問題、分析問題和解決問題,不斷改善教學方法,最終提高教學質量,培養學生的綜合能力。
力學專業論文:采礦專業巖石力學課程教學改革研究
摘要:巖石力學是采礦工程專業本科生的專業基礎課程,理論性、實踐性強且教學內容繁雜。通過分析巖石力學教學的現狀,指出課程教學中存在的問題,探討了巖石力學課程建設及教學改革的必要性,從教學手段、教學內容和考核方式方面提出教學改革思路與方案。研究成果對巖石力學課程的教學改革具有指導與借鑒意義。
關鍵詞:巖石力學;教學改革;教學方法
一、引言
巖石力學是主要研究巖石的力學性質和巖石對各種物理環境的力場產生效應的一門理論學科。對于具體的巖土工程,也涉及巖體在力場作用下的強度、變形與破壞以及巖體穩定性問題[1]。巖石力學是礦業學科的理論基礎,是一門涉及地質和力學兩學科的交叉學科。
巖石力學是內蒙古科技大學采礦工程的核心專業基礎課,在《內蒙古科技大學2012版采礦工程專業人才培養方案》中占有重要地位,為我校培養采礦工程本科生和研究生奠定堅實的理論知識基礎。巖石力學是反映采礦工程特色的標志性課程,通過本課程學習,采礦工程專業學生能夠運用巖石力學知識解決采礦工程中的常見巖石力學問題,為后續進一步學習礦山地壓與巖層控制、露天礦邊坡、煤礦地下開采、金屬礦開采等專業課程打下理論基礎。部分礦業類高校將其列為考研專業課,重要性略見一斑。
二、課程存在的問題
采礦工程是內蒙古科技大學的傳統特色專業,為內蒙古等西部地區礦業領域培養了大量工程技術人才。由于地域因素和經濟發展水平的制約,教學基礎及師資力量薄弱,普遍存在一些問題。
1.課程教學內容陳舊,礦業特色不明顯。當前r石力學教材內容單一陳舊,新巖石力學問題和實踐技術工藝在教材中很少涉及,部分教學內容滯后于現場礦山生產現狀。
采礦工程專業目前使用的教材主要是河海大學主編的《巖石力學》,該教材是依據教育部1998年頒布的大土木專業要求編寫,與采礦工程專業聯系較少、未能充分體現課程的礦業特色[2,3],需要增加含礦山工程中常見或典型礦山巖石力學問題,如采動應力場、淺埋深采動巖體力學、煤礦采場圍巖控制、沖擊地壓等。這些問題已引起自治區教學工作者和現場工程人員的注意。
2.課堂教學模式落后。課堂教學中以教師講授為中心、以傳授書本知識為主的傳統教學模式根深蒂固,其教學方法和教學手段單一,未能充分運用先進的教育理論與手段。在講授知識時,采用“填鴨式”和“滿堂灌”方式,學生逐漸喪失學習的興趣與動力,學生上課睡覺和作業應付的現象日趨嚴重,這必然影響學生對專業知識的系統掌握,背離了該課程的教學目標。
巖石力學是一門力學理論與礦山工程實踐緊密相結合的課程,知識體系復雜且相對零散。由于受教學場地、經費和工程條件等因素制約,本校巖石力學教學體系與生產實踐缺乏必要的結合,教師只能以課堂講授為主,與實際礦山工程的聯系較少,影響了學生解決復雜工程問題的實踐能力培養。
3.考核手段單一??荚囀欠答亴W生學習效果的重要途徑,也是檢測教育目標達成度的重要工具。目前,巖石力學考核成績是由期末考試成績和平時成績簡單組成,考查內容主要體現在書本知識的記憶掌握程度,較少反映學生獨立思考、分析解決問題能力,也阻礙了學生學習的積極性。同時,僵化單一的考核模式也妨礙了教師的主觀能動性。
三、巖石力學教學改革思路
隨著礦山開采深度的增加,礦產資源賦存環境不斷惡化,如高地壓、高地溫、高瓦斯等問題,采礦工程領域將涌現許多新的復雜研究課題。在一個較短學期,如何既能強化力學基礎,又將這些課題之上的采礦巖體力學新知識加入教材,引入課堂,并且在教學過程中培養學生在以后工作中解決類似復雜工程問題的能力,這是課程教學迫切需要解決的一道難題。因此,“巖石力學”課程教學改革勢在必行。
1.明確大綱,整合優化教學內容。根據自治區采礦工程專業綜合改革試點要求和新版人才培養方案,圍繞礦業精英教育教學體系建設目標,認真修訂巖石力學教學大綱,體現礦業學科特色。新版的教學大綱應具有科學性、系統性和可操作性,更加適應培養目標和教學計劃要求,并能反映學科近期前沿研究成果。在新版巖石力學教學大綱指導下,有利于學生對課程內容的掌握和理解,重新編排教學內容,突出教學重點。
先將巖石力學課程內容分為基礎篇和特色篇兩部分。及時部分基礎篇包含巖石的物理力學性質、巖體力學性質和地應力三章基礎內容,基礎篇重在強化力學基礎。第二部分特色篇體現礦業特色,調整增加礦山工程與巖石力學相關知識內容,如露天礦邊坡的穩定、采場與巷道圍巖控制等。在特色篇的編排中,首先給出巖石力學問題的常見解決方法,如力學理論分析、數值模擬計算和力學試驗等,然后結合分析礦山工程實例,把相近的礦山工程問題建模分析,提出解決方案。
2.知識案例化,豐富教學手段。巖石力學部分知識內容抽象難理解,因此可以根據課程重難點部分,采用詳細講解的方式,通過一個或若干個設計實例或工程案例,引導學生對問題的思考和分析,有利于調動學生的主動性。課前,學生應該研讀工程案例并認真分析案例材料,圍繞案例進行相關力學方面思考,找出其中的關鍵性問題,弄清案例的關鍵問題和隱含問題,進而產生新的設想。例如在講授高地應力內容時,可以引入當前煤礦深井開采所涉及到的巷道圍巖控制等案例。
靈活運用現代教學技術工具來增加課堂信息量,增強教學效果。對于必須掌握的基本力學理論和公式推導,仍采用傳統“板書”的教學手段,讓學生理清思路、掌握推導過程;對于大量的實物圖形、三維空間概念、操作規程等較難口述的信息,尤其是結合礦山工程的案例,可充分運用多媒體、互聯網等先進教學技術,通過圖片、視頻和動畫等多種表現手段,增加傳授信息量[4]。例如在講解非圓形巷道圍巖應力分布規律時,利用FLAC數值模擬軟件建立非圓形巷道斷面模型,然后在課堂上演繹此數值計算模型。
3.改善考查方式,培養學生綜合能力素質。調整增加考試內容,由過去的兩部分增加調整為4部分:平時出勤、分階段性小測驗、專題講演和期末測試,其中平時出勤及作業完成情況占10%,分階段性小測驗成績占總成績的10%,自主選擇的專題講演成績占總成績的15%,期末考試及大論文作業成績占總成績的65%。采用這種考核方式能更加公平合理地評價學生學習成績,調動學生學習興趣,培養學生自學能力,加深對本課程的理解,開闊視野。學生缺課嚴重的情況得到根本改善,考核效果更加真實地反映學生學習情況。
四、結語
巖石力學最早源于采礦實踐活動,作為采礦工程專業的一門專業基礎課,其行業特色鮮明,必須改革傳統教學模式,加強理論與礦山工程實踐的聯系。需要結合自身教學實踐活動,通過開展課程教學改革研究,不斷提高采礦專業巖石力學課程的教學質量和教學效果。
力學專業論文:石油工程專業管柱力學本科教學改革探索
摘要:石油管柱力學是石油工程非常重要的基礎學科。針對石油管柱力學本科教學過程中存在的教材適用性不強、學生課堂積極性不高和考核難以起到評教效果的問題,分析其原因,以“溫故、啟示、鞏固”為教學準則,綜合考慮該學科的特殊性以及與其他專業學科的相關性,對教學內容、教學形式和考核方法提出了一系列改革措施并進行實踐探索,取得了良好效果。
關鍵詞:管柱力學;油氣井工程;研討式教學;教學改革
石油管柱作為石油鉆采的重要工具,在鉆井、完井、采油以及增產的各個階段都起到至關重要的作用。它是地面信息向井下傳遞的渠道,也是井下物質傳輸到地面的通道,石油管柱之于油氣井工程,猶如脊柱之于人體。石油管柱力學課程本科教學按排在鉆進工程、采油工程專業課之后,是為了作為各個專業課的橋梁,使學生能夠對所學知識觸類旁通,融會貫通,更好的掌握專業知識。但從長期的教學情況來看,學生對該課程的學習流于形式,沒有達到預期的教學目的。本文針對石油管柱力學在教材內容、課堂現狀、教學方法以及考核評估環節存在的問題,提出了一系列的改進措施,并在實際教學中進行了實踐,為提高該課程教學效果作出了有益的探索。
一、石油管柱力學本科教學存在的問題
長江大學石油管柱力學本科教學計劃設置在第六學期或第七學期,課程計劃為5周,共30個學時,長期以來,由教授、副教授、講師教研團隊擔任主講??偨Y任課教師和學生反映的教學情況,該課程主要存在以下問題。
1.參考教材各個章節側重點、難點不同,理論教學與生產實際脫節。石油管柱總體分為鉆柱、套管柱、油管柱、抽油桿柱四大部分,部分教材和專著主要介紹鉆柱的運動與受力分析,另外一部分教材和專著則主要介紹套管和油管的服役條件和失效模式,由于教材的側重側重點不同,沒有跟其他學科關聯,失去了輔助性教材的實際意義。石油管柱力學是一門數學和力學的交叉學科,相關教材部分章節公式復雜,在進行理論講解和習題分析過程中需要用到微積分、常微分方程等高等數學知識,這些內容有些學生當初就沒有學好,有的學生即使當時學好了,在用時也已經遺忘或者不能靈活運用,學習時就會感到困難,不愿聽下去,失去學習的興趣。
石油管柱技術處于不斷發展中,尤其是非常規頁巖氣連續油管壓裂技術、稠油熱采井的注采一體化管柱技術等都遇到常規管柱力學沒有遇到的問題,使得常規管柱力學在解決這些特殊問題時,顯得捉襟見肘。因此需要在管柱力學教學中引入新技術介紹章節,開拓學生視野。
2.W生學習動機不同,課堂難以調動學生學習積極性。學生方面的情況大概可以分為兩類,一類主要是面臨大四畢業學分不足,需要選修課增加學分;一類是求知,為了獲取更多的知識。前者抱著“混學分”的態度,對課堂理論教學不重視,特別是教師在講解復雜公式的時候,基本上就不聽講,后者主要是對新知識的探求,注重課堂知識的汲取,但對公式不感興趣,更側重于知識面的拓展。他們的共同點就是知識面的拓展,對知識的求知欲。
3.考核難以收到教評效果。作為一門選修課,管柱力學如何考核一直是困擾教師的難題。如果最終考核成績根據平時成績來定,那么這門課的學習因為失去了考核的約束力,就會流于形式,失去教學意義;如果按照必修課考核方法進行試卷考試,又容易讓這門課的學習陷入上綱上線的老套,使學生失去學習的積極性。如何讓考核與課堂教學相結合,收到教學與考核互相促進,相互評價的效果,是我們要面對的難題。
二、管柱力學本科教學改革措施
課程內容既要考慮到石油管柱力學與其他專業學科的相關性,又要考慮該課程自身的特殊性,在此指導思想上,從三方面進行教學改革。
1.授課教材做到重點突出,關聯其他學科,理論聯系實際。在授課中對現有教材進行了遴選,在重點講述原有教材共同包含的部分,如鉆柱屈曲載荷分析、井底鉆具動力學等的同時,增加了稠油熱采管柱受力及失效預防措施、海上噴射導管鉆井技術、非常規連續油管壓裂技術章節。同時對每一部分做適當的修改,力爭做到增加廣度,減少深度,增加趣味性,減少理論性,結合工程實際,加深學生對專業的理解。對含有大量復雜公式的章節,適當采用簡化計算,淡化公式的復雜性。
2.引入實驗教學,嘗試研討式教學,促進教學形式多樣化。課堂教學不能只限于PPT授課,也可加入其他形式的教學手段,如實驗室教學與理論教學相結合。筆者在講述套管失效機理時,就結合室內數顯式液壓材料試驗機(WZS-100D),進行管材試樣應力應變實驗。事實證明,學生對實驗非常感興趣,部分學生親自上機進行實驗測試,對不同載荷作用下管材的應力應變曲線和性能變化有了更深入的理解,這極大地激發了學生的學習興趣。
研討式教學起源于德國,是以學生為主體,由教師設定討論主題,通過交流、研討形式來研究某一課題的一種教學方式。通過研討式教學可培養學生自主學習、研究能力。課堂上強調學生的主人翁意識,才能調動學生的學習積極性。筆者曾在課堂中布置了“非常規壓裂中管柱受力模型及失效原因”的論題,大部分學生都在充分調研的基礎上積極發言,陳述己見。有的學生指出滑套壓裂技術存在的弊端,這與涪陵頁巖氣部分氣井增產改造措施由滑套壓裂改為射孔聯作壓裂的現場情況吻合。充分說明研討式教學可以開啟學生思維,充分調動學生學習能動性,培養學生自主研究能力。
3.注重反芻教學,在課堂中進行考核評估。石油管柱力學公式多,須反復練習才能掌握??己说哪康恼菫榱烁玫卣莆者@些知識點。因此課堂教學以“溫故、啟示、鞏固”為準則,注重學習過程的積累消化,反芻教學正是針對這一點而設計的,在教學引入反芻教學,對前面的知識點,在后面應用時重新回顧,并注重對前面知識點與現在知識點的結合應用。對重要的知識點,在課堂中進行隨堂考核,可以給學生一定學習壓力,又利于知識點的融會貫通,還能起到考核的目的。
三、實踐效果
筆者在2014至2015年兩年期間對石油管柱力學教學進行了一系列嘗試性改革,其中引入科技前沿技術,與非常規開發接軌的教學內容受到學生的喜愛,擴展了學生的視野,讓學生進一步了解到所學學科與工程應用的關系。研討式教學因為學生基礎和重視程度的不同,部分學生表現良好,也有部分學生參與熱情不高,從文獻資料上生搬硬套觀點,并未達到開啟思路的教學目的,因此該教學方式改革還需要進一步探索。反芻教學能夠強化知識點吸收,加強了所學知識點的運用能力。
四、結論
本文針對目前石油管柱力學本科教學存在的教材適用性不強、學生課堂積極性不高和考核難以起到評教效果的問題,從注重教材理論聯系實際、教學方式多樣化和加強反芻教學三方面進行改革,取得了一定教學效果。實踐表明:注重教材適用性,理論聯系實際,調動學生的課堂積極性,才能使選修課起到教學輔助的教學目的。教材研討式教學和強化反哺教學,能夠促進知識點的吸收,加深知識的理解,并能擴寬學生的視野,雖然有一些的地方還需完善,但對提高學生的理論水平和從實際生產角度分析解決問題的能力有極大幫助,有利于培養石油類工程型人才和研究型人才。
力學專業論文:面向材料類專業的量子力學教學探索
摘要:量子力學是材料類專業本科生的核心課程,在整個知識體系中占有非常重要的地位,然而因為其需要前期課程基礎、邏輯推理內容比例大,一直以來都是工科院校本科教學的教和學雙方都感到困難的學科。本文針對材料類專業的學科特點,結合自身教學實踐經驗,分別從專業特色、前沿學科發展和教學手段三方面提出一些關于量子力學的教學方法的探索,有效激發學生學習興趣、提高教學水平。
關鍵詞:量子力學;材料類專業;教學探索
對于普通高校的材料類本科教學來說,要求學生具有數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識,掌握材料設計、性能挑選、工藝優化的原則,以及材料的組成、結構和性能關系。這就需要學生具有材料學科的完整的知識體系,量子力學是半導體、固體物理以及計算材料學、材料測試表征技術等學科的基礎,在材料科學體系中有著非常重要的地位。然而其由于本課程的學習是基于高等數學、大學物理、數學物理方法等前期課程學習的基礎之上的,學生對這些基礎課程的掌握情況參差不齊,而大部分學生對前期課程多有遺忘,課程內容的學習過程中需要理解的知識點很多,所以要學好這門課程需要充分發揮學生的主觀能動性,及時復習前期基礎課程和預習相關知識。由于知識間銜接緊密,需要邏輯推理內容非常多,學生稍有走神或缺課就會跟不上教師的教學進度,從而對后續知識的學習也喪失信心。此外,對于工科大環境下的學生群體來說,學生普遍對實用的專業課程較感興趣,而對基礎理論課程不夠重視,認為學習非??菰镆矝]有大多的用處。種種原因造成了在工科大環境下的理論物理教學特別是量子力學課程的教學困難重重,因此將理論教學與專業特色相結合,探索具有專業特色的量子力學的教學方法具有重要的意義。如何消除學生對本課程的畏懼心理,如何調動學生的學習積極性,讓學生在課堂上有收獲的同時也要自覺利用好課余時間學習是解決本課程教學的關鍵。本文結合材料類專業的綜合情況,經過實踐探索,總結幾點較為實用的教學方法。
一、與專業課程體系相結合,突出課程的重要性
備課之前先熟悉所授課專業的培養方案,了解學生的已修課程、同學期開設的專業課程以及后續的專業課程。材料類專業的量子力學課程一般在第四學期開課,在此之前學生已經修完了高等數學、大學物理、線性代數、數學物理方法等前期課程。同時學生開始接觸一些材料類的專業課程,例如材料科學基礎、高分子物理、物理化學等,在之后的第五以及第六學期將有大量的學科專業課,如材料分析測試技術、計算材料學等。教師在對本專業的課程設置以及知識框架有了整體的了解以后,有針對性地翻閱一下一些核心專業課程的教材,將專業課程當中涉及量子力學基礎的內容篩選出來以備用。在給學生講授及時堂課時既將本課程的重要地位告知學生,哪些課程在后續課程種會涉及到相關知識,哪些領域會用到本課程的知識,以及量子力學對本專業以及相關專業的研究生入學考試以及繼續深造時的必要性。讓學生一開始對本課程的學習有心理上的重視。在具體教學的過程中,注意將量子理論與專業內容相結合,包括已修課程和后續課程。通過多學科的滲透將整個材料學專業的課程內容進行貫穿,凸顯出量子理論的重要性和實用性,讓學生意識到量子力學并不是高高在上毫無用處的理論公式,同時也使得量子力學的教學更加豐富和生動。
二、與前沿科學相結合、活躍課堂氣氛
當下的高校教師除了教學很大一部分時間精力都用于科學研究。平時實驗或看文獻時可以將所涉及的一些前沿科技成果加以搜集,課堂上通過多媒體以圖片、音響等直觀的方式將其進行簡要的介紹。活躍課堂氣氛的同時有可以加深對該理論的理解,激發學生的學習積極性。在給學生講解理論知識的同時注重結合理論的應用領域,結合材料學科的特點以及學校的特色。作者所在的本校是有著交通特色專業背景,本校材料類專業也有水泥混凝土、瀝青混合料等工程材料方面的課程,學生就業也有很大比例在交通相關領域。結合本科的這一特征,教師講課時可以作一些前沿材料在交通領域的近期進展。在講解知識基礎的同時穿插該部分知識的應用方面的展望,展示過程中采用借助多媒體以圖片、音響和板書講解相結合的方式。通過多種途徑讓量子力學這種看似“高大上”的學科也有“接地氣”的一面,不至于全是枯燥的理論和生硬的公式,有利于對學生學習動力的激發。對于自己的科研課題也可以作一些介紹,還可以挑選部分基礎較好的感興趣的本科生參與到課題的研究或者參觀學習,零距離的接觸前沿科學,對調動學生的學習積極性也有一定的幫助。
三、多種教學手段相結合,調動學生的學習積極性
在教學的過程中采用多種教學手段相結合。鑒于量子力學的理論抽象、知識量大、數學推理公式繁多,在教學過程中教師的講授以基本概念的理解、基本物理思想的和基本的物理模型的建立為主,對于需要推理演算的部分可以引導學生利用課余時間自學。首先可以拓展多樣化的考核方式。課程考核的成績以期末考試為主但是學期內平時的表現也是必要的??梢钥紤]適當增大平時考核的分數比例,便于調動學生充分利用課余的時間。其中平時表現又可以分為多個方面來考核,充分調動學生的自主學習激情。課堂教師講授為主,適時設問作為課外思考作業,作業以書面形式或者學生在下一次課作簡短的展示的方式。才外還可以給學生布置小論文,鼓勵學生多進圖書館,查閱相關文獻書籍寫一兩篇小綜述。在及時堂課即向學生說明考核的方式和比例,在考分的壓力下學生自然會積極準備相關內容。在應對這些平時作業的過程實際上就是學生自主學習的過程中,既鞏固了量課程知識,又鍛煉了學生自主學習的能力和思維。在教學當中采用多媒體和傳統的板書相結合的方式,多媒體信息涵蓋量較大,對一些復雜又必須的推導過程可以采用PPT作快速的展示,而對于一些重要的公式及定理則需要采用板書加以強化,通過教師邊書寫邊口訴講解,學生有足夠的時間消化理解。同時可以采用多媒體多展示一些圖片、動畫等內容,盡量在枯燥的理論講授過程中增添一些有趣的小插曲,例如該理論提出的科學家的肖像及簡介、名言名句,小故事等。在W習原子的波爾理論以及氫原子模型的時候,使用PPT展示基本公式和理論,再輔以教師在黑板上作圖的方式講解??梢詫⒃觾入娮拥倪\動類比于在操場跑步以及天體的運動,在做計算近似時甚至可以將近似級類比于上課教室內的座次對個人學習效果的影響、人際關系的親疏對個人情感生活的影響程度等。此外還可以鼓勵學生多接觸一些科普書籍以及近期出版的一些學術專著,例如上帝擲骰子就是很通俗的前沿物理科普書籍。通過多種渠道將量子力學枯燥難懂的教學過程生動化、有趣化。
作為材料類專業核心課程的量子力學一直都是教和學雙方都感到很困難的課程。由于量子力學的理論性較強,學習過程相對枯燥,學科的實用性不是很明顯,學生容易厭學。教師在教學過程中需要不斷的探索適合本專業學生的教學方法。通過與專業課程相結合,與學校特色想結合,采取多種教學手段,結合近期的前沿科學研究,多方面入手使理論知識深入淺出,使教學過程生動有趣、調動學生學習熱情,對提高教學質量有非常有益的幫助。
力學專業論文:分級教學在聽力學專業英語教學中的應用初探
摘要:通過聽力學專業英語的教學實踐,發現如今大學生英語基礎水平差異化明顯,采用以往的統一標準的專業英語的教學模式已經不能適用于提高在校大學生對專業英語的應用能力。在學生英語水平參差不齊的情況下,要提高聽力學專業英語的教學效果和學生對專業英語應用能力,就必須將分級教學的方法應用到聽力學專業英語的教學當中。
關鍵詞:聽力學;專門用途英語;分級教學;教學改革
隨著各行業在世界范圍內的交流和合作日益頻繁,要求各領域的專業人才具備相應的外語應用能力。教育部高等教育司頒布的《大學英語教學課程教學要求》明確指出各高校應根據具體實際情況:“將綜合英語類、語言技能類、語言應用類、語言文化類和專業英語類等必修課程和選修課程有機結合,以確保不同層次的學生在英語應用能力方面得到充分的訓練和提高。既要保障學生在整個大學期間的英語語言水平穩步提高,又要有利于學生個性化的學習,以滿足他們各自不同專業的發展需要?!盵1]要求高校在開展通用英語教學的基礎上,開設各專業的專業英語課程教學。但是目前專業英語教學存在諸多問題,并不能取得很好的教學效果。近年來,分級教學的方法應用到大學英語教學改革中初見成效。但是分級教學在專業英語教學中的應用少有報道。本文以中山大學新華學院的聽力學專業英語教學為例,探討分級教學在專業英語教學中的應用。
一、我國大學專業英語的教學現狀
專門用途英語(English for special purpose,ESP),是指與某種特定職業或學科相關的英語。是根據學習者特定目的和需要而開設的英語課程。[2]專業英語是屬于ESP其中的一種。目前我國對專業英語的定位大概分兩種情況。商務英語、醫學英語和新聞英語等這些具有行業英語特點、對專業知識背景要求不是很高的課程主要由大學英語教師開設;而科技英語、生物英語和法律英語等專業性較強的課程則主要由專業教師開設。行業英語和專業英語的區分,不僅僅是兩者的專業性強弱不同,它們目的也有所區別:前者要求掌握行業基本知識,從而能用英語很好開展本崗位工作,應用性更大一點;而后者主要要求學生掌握本專業領域中的詞匯、句法和篇章結構,能閱讀和寫作專業相關文獻,學術性要更強一些。[3]本文要探討的聽力學專業英語正是屬于后者。
目前,我國專業英語教學普遍存在的問題是:學校對專業英語教學不夠重視,組織管理制度不健全,教學評估缺失。課程設置不合理。任課教師能力參差不齊。缺乏合適的教材。缺乏統一管理和組織測試。[4]此外,教學形式過于單一,絕大多數專業英語課的授課內容是以翻譯為主,教學手段滯后,聽、說、寫訓練難以開展。加之學生的英語基礎水平不一,這種統一教學的要求和方式并不能使每個學生專業英語應用能力得到真正的提高。
二、分級教學法在英語教學中的應用
分級教學是“因材施教”的具體體現。針對不同基礎的學生采取分級、分層、分類的教學管理措施,注重每個學生的發展。近年來分級教學的方法在大學英語教學中逐漸得到應用。[5]《大學英語課程教學要求(試行)》指出:“我國幅員遼闊,各地區以及各高校情況差異較大,大學英語教學應貫徹分類指導、因材施教的原則,以適應個性化教學的實際需要。”這一闡述為分級教學提供了依據和有力的政策支持。[5]因為以往教學過程只能關注學生的總體水平,教學過程中,也只有基礎較好的學生才會主動參與、配合教師教學,基礎差的學生往往會被忽視。時間長了,基礎較差的學生就會失去學習的興趣;基礎特別好的學生也會因為無法實現自我超越而導致學習積極性下降。只有滿足不同學生的不同需求的分級教學,才能是有效的教學,才能有助于學生實現自我能力的提升。
三、聽力學及聽力學專業英語概述
聽力學是研究人類生理和病理條件下聽功能的科學。涉及聽覺功能評估,聽力障礙的診斷、治療、康復,以及研究環境因素對人耳危害等方面的內容。根據2006年全國殘疾人抽樣調查數據顯示,聽力殘疾人口高達2780萬人,7以下兒童80萬人,每年有3萬新增的新生兒有聽力殘疾。我國需要聽力服務的人數如此巨大,但是我國專業的聽力從業人員還不足1萬人。[6]為了滿足行業需求,我國多所高校已經開設了聽力學專業,培養聽力學及相關領域從事耳聾預防、聽力言語康復、教學、科研及助聽、聽力設備的研發等高級專門人才。
聽力學專業英語是中山大學新華學院聽力與言語科學系旨在培養聽力與言語康復專業學生在聽力與言語康復專業領域里獲取前沿信息以及從事學術交流的能力而開設的英語課程。該課程在學生已學習過相關的專業課程后開設。課程以聽力學專業內容為主線?;谝耘囵B學術交流為目的的聽、說、讀、寫、譯的訓練貫穿于每章的教學內容。
四、分級教學與聽力學專業英語教學相結合
以中山大學新華學院聽力與言語康復專業本科生為例,聽力學專業英語教學過程中存在的問題是學生英語基礎差異明顯。50%的學生仍未通過大學英語四級考試,5%的學生已通過大學英語六級考試。按照學生的總體英語水平統一設計聽力學專業英語教學并不能調動學生學習專業英語的興趣。英語基礎差的學生課堂參與度低。對于英語基礎好的學生會認為沒有挑戰性,無法實現自我突破。根據往屆學生反饋的結果,在學習結束后收獲甚少,對聽力學專業英語的應用能力沒有得到提高。針對這種情況,我們把分級教學的方法應用到聽力學專業英語教學當中。從兩個維度進行分級:(1)按學生的英語基礎水平從高到低把學生分為A、B、C三級。(2)給每級分別設定多級階段性目標。在課堂上教學內容的設置也要對應不同層次的能力要求來設計,如詞匯讀寫、短文閱讀翻譯、聽說訓練等多個教學部分。保障課堂參與率。例如,對于A級學生,他們基本已經具備基礎英語的聽說讀寫能力。在及時個階段我們會著重培養他們專業英語的表述方法,怎樣用專業英語的邏輯去表達觀點;而對于C級學生,有些連簡單的單詞都不會讀的學生,我們及時個階段會著重訓練他們讀寫專業術語的能力;對于B級的學生,培養目標是在掌握專業術語讀寫基礎上培養其閱讀理解能力。在每個階段學習達標后再進階到下一個階段。這樣不同基礎水平的學生都能保持學習的熱情,最終每個學生在聽力學專業英語的聽、說、讀、寫、譯方面都實現了自我突破。在期末考核中按照聽、說、讀、寫、譯的要求采取統一的考核標準,良好(80分以上)以上比例達到44.44%,中等(70―79分)達到38.89%。
五、結語
分級教學是能體現“以人為本”的教育理念的一種教學方法。它是改善教學質量、提高教學效率的有效措施。針對基礎不同的學生的具體實際情況,采取分級教學的方法,既照顧了起點較低的學生,又為基礎較好的學生創造了較好的發展空間。在客觀條件不允許一對一教學的情況下,采用分級教學無疑是提高教學效果最理想的解決方法。分級教學與專業英語教學相結合的教學模式,給專業英語教學找到了有效的方法。
力學專業論文:淺談水利水電專業土力學課程教學改革與實踐
摘要:《土力學》是土木工程專業一門重要的專業基礎課,覆蓋土木工程專業下屬的建筑工程、道路與橋梁工程、巖土工程等專業方向。同時,也是我院水利水電專業必開的專業基礎課。本文針對土力學課程傳統教學中存在的問題,對土力學課程教學改革進行了探討,強化實踐性教學在土力學教學中的重要性。
關鍵詞:土力學;課程改革;實踐能力;實踐教學
1土力學教學中存在的問題
1.1 傳統土力學課程的教學目標本門課程主要講述土的形成和分類方法,土的基本物理力學性質,土的物理指標含義與換算,土體滲流理論,土的壓縮固結理論和強度理論;任務是要求學生掌握土體滲流計算與分析、地基應力計算與沉降計算、地基承載力計算、土壓力計算和進行土坡穩定分析;掌握常規的土工試驗技能和確定計算參數的方法,達到能自由運用土力學的基本原理和方法解決實際工程中與土體有關的穩定、變形和滲流等工程問題,最終要求學生初步具有分析和解決工程問題的能力,為以后從事專業工作和進行科學研究打下基礎。
1.2 傳統土力學教學目標中存在的問題傳統的課程教學目標十分注重知識的傳授,對學生能力的培養則稍顯薄弱,由于各種條件的限制,土力學教學仍然以課堂為主,教師把大部分時間放在土力學理論教學方面,而輕視或忽視了與實際工程的聯系與教學。由于學生很少接觸巖土工程實踐,對與專業有關的工程實踐內容比較陌生,所以他們感到老師課堂講授的內容非常抽象。教學計劃中開設的試驗課時又相對比較少,有的學期甚至沒有開設試驗課,這樣實踐教學環節與理論教學內容嚴重脫節,教學效果不理想。
2土力學教學模式改革與實踐
2.1 教育理念的轉變在專業課教學中我總發現有些學生認為在大學所學到的東西并不一定就能夠直接用于工作中,因為大學的學習不只是知識的學習,更重要的是能力的培養。針對這種情況,我在教學中再三提醒學生:“在大學,學習知識是一方面,學會分析問題、解決問題的思維方法更重要”。在講課中我一般都按照“教、學、做”這條線進行講授,學生的思維將能夠從聽課中一次次得到鍛煉和加強。學生在大學里既有較寬的專業知識,又有較強的分析問題、解決問題的能力,這樣學生走出校門,無論參加的工作與所學專業相關性大還是小,都能很快勝任。
2.2 教學方式的改革土力學課程知識點多、重要公式多、復雜例題多、圖形圖表多,使用傳統的課堂教學方式,由于板書速度慢,很多重要的內容、復雜公式的推導、例題的講解都很不方便,課時少、內容多、內容復雜與以板書為主的課堂教學手段表現力差使土力學教學面臨尷尬。多媒體輔助課堂教學提供了解決這一問題的手段。多媒體具有圖文并茂,可以使用聲音、視頻等特點,表現力豐富。對于加大教學信息,解決教學難點、重點十分適宜。多媒體輔助課堂教學把大量的文字、圖形等信息的輸入工作從課堂上寫板書移到了課前,大大提高了課堂效率。
在土力學教學中積極利用多媒體課件與板書相結合的教學手段,在土力學課件制作中要充分發揮多媒體技術的優點,在教學中將工程圖片、施工過程、土力學模型、模擬實驗等用動畫生動形象地演示出來;課堂講解需要的插圖、繁雜公式的具體推導過程等可以用多媒體課件一步步展現出來,這樣課堂上就不用再寫,直接演示講解即可,可以增強趣味性和形象性,提高學生的學習興趣,加深學生對理論知識的掌握,還可節省大量時間,提高課堂效率。但我們同時強調多媒體教學只是一種教學輔助手段,應該有選擇性地去利用,在課堂教學中也不宜用多媒體教學代替傳統教學方法。
2.3 教學內容的改革更新現有教學內容也是更新教學理念的一個重要方面,土力學這門課理論性和實踐性都較強,教學內容主要取決于所使用的教材,為了增強土力學教學的時代性,力求教材版本新、質量高,我院學生現在使用的教材是高職高專水利水電類專業規劃教材,是我院教師針對土力學課程改革編寫的教材,教材將工程案例、土力學基本理論、土工試驗、土工技術有機的融合為一體,充分體現本學科的實用性。每一章內容相對自成體系,與其相關的理論、試驗到土工實踐的知識可以獨立完成一項土工任務。同時,各章節之間又是緊密聯系的整體,共同形成完整的土力學知識框架,使知識內容系統化。教師在教學中力求結合教材從土工實用技術返塑理論支撐點,從土工理論、土工實驗、土工設計和施工技術三方面入手講解,以拓寬學生的視野,激發了學生對這個領域的興趣。
土力學是一門與工程實踐結合較強的課程,學生在學習階段就應培養較強的實踐能力,以便畢業后能夠較快地適應工作要求,在努力抓好課堂理論教學的同時,強化學生實踐能力。
一是組織學生在學校土力學實驗室開展“土的含水率試驗、液塑限實驗、滲透實驗、壓縮實驗、直接剪切實驗和三軸實驗”等室內實驗,實驗中做到每人必須動手操作,邊做實驗邊講解基本原理;二是組織學生參加老師的科研和工程設計項目,并請現場工程技術人員講解設計和施工的技術要點,讓學生熟悉圖紙,以便對實際工程有較好的感性認識,同時,注重結合書本知識促進相互的理解;三是組織學生到生產設計單位以及實習基地進行生產和畢業實習,我院曾組織水利水電專業學生參與大頂子山航電樞紐工程施工,學生在第五學期去企業頂崗實習,實習過程中請企業里有經驗的工程師“傳”、“幫”、“帶”,提高了學生現場工程技術水平,然后讓學生獨立負責現場技術問題,并在現場工程師和教師指導下對新技術新問題和書本知識結合起來進行研究,增強了理解力,擴大了學生的知識面。
總而言之,土力學課程的教學改革與實踐是一項系統工程,涉及到專業要求、教學內容、教學手段及學生自身能力等各個方面。在整個教學過程中,教師要將培養學生的基本理論知識和工程實踐能力放在首要位置,加強與科研生產設計單位的聯系與合作,加強土力學教師自身理論水平和實踐水平的提高,不斷推進教學改革,促進我院水利水電專業合格人才的培養。
力學專業論文:淺談高職學院水利水電專業土力學教學改革
摘要:隨著社會形勢的發展,工程項目對經濟社會發展的影響起著舉足輕重的作用,我國十二五規劃又將水利事業放在了國計民生的重要位置,所以說水利水電工程事業又將迎來一個新的春天,然而,隨之而來的將是水利人才的緊缺現象,抓好人才的培養是高校義不容辭的責任,試圖就土力學教學改革作一較為的闡述。
關鍵詞:高職;土力學;教改
研究土力學教學改革,首先要研究土力學理論與專業課教學的關系,土力學課程的教學要根據學科特點和高職高專院校的培養目標,根據高職院校土力學課程的教學實踐,從土力學的特點、土力學教學內容、教學方法、實驗教學等方面探討土力學課程的教學模式。
土力學是一門涉及土木工程、水利工程、市政工程等多學科的專業基礎課,是從事工業與民用建筑工程、水利水電樞紐建筑和道路與橋梁工程、地下工程、巖土環境治理、工程管理等必備的基礎理論知識。土力學課程特點是理論多與解決實際問題有關,具有理論繁多、應用具體、實踐性強、內容的連貫性相對較差、應用公式多、推導公式的假設條件多等。土力學.研究對象復雜,土是長期自然風化的產物,具有不均勻性、多相性,其物理力學性質不確定性大;土工實驗所占比重較大。由于土的過程性質千差萬別,必須通過室內試驗和現場實驗測試土的各項物理性質指標和力學指標。土力學理論是隨著工程實踐的發展而發展的,其工程應用性強;因此,土力學有很多半經驗、半理論的知識內容,理論知識與實際往往存在一定的差距。高職土力學課程教學過程中應強調基本概念,弱化公式推理、注重工程應用。教師如何把握高職土力學課程的特點,在有限的教學課時內高質量的完成土力學的教學任務,這對高職院校土力學教師來說是一個值得研究實踐的課題。
針對土力學的特點,結合高職學生的學習要求和學習特點,需要將課程內容按照土工技術的要求進行優化整合,使其符合高職教學的特點,是教師教好這門課的前提。首先要為學生選用或自編教材,并配備各種教輔資料(包括工程實例、工程錄像、工程圖片以及教輔課件等等)、習題以及為學生的自主學習指定有效的文獻資料等。其次教師必須吃透教材,能夠靈活處理教材內容。教師要參閱大量的參考資料,掌握教材的實質,弄清基本原理、基本理論的來龍去脈,做到融會貫通,講課中先提出問題,后給出分析解決問題的思路、思維方法,加強學生對基本概念、基本原理的理解,然后引導其轉入工程應用。高職院校教學注重應用能力的培養,就要求教師本身就有很強的實際工作能力。
傳統的教育方式“滿堂灌”、“填鴨式”的教學方式,根本無法提高學生學習的積極性和保障學習效果。任何一門課程的教學都要尊重學科本身的特點和學生的個性,采取不同的教學方法和手段來進行。啟發式教學首先體現在教師在課堂教學方面的整體設計上。教學時以學生為主體,教師為主導,把握內容的脈絡,突出分析思路和分析方法,站在學生的角度自問自答,課堂自始至終使學生大腦處于興奮狀態,在講清課程重點難點的基礎上,引導學生積極思維,把問題留給學生,讓學生通過自學、思考尋找答案。同時,注意各章節知識的聯系,讓學生掌握要點。再通過基本原理的工程應用或工程實例,引導、啟發學生向更深層次、更寬范圍思考。應用現代教育技術是隨著計算機輔助教學的發展,將實物模型和掛圖制作成多媒體課件,能夠加強學生的感性與理性認識,并且使課程教學的組織、設計多樣化,從而增強教學效果。如:將收集整理的工程圖片、資料加入到所講的理論知識中,將枯燥的理論轉換為直觀形象的圖片,也可把一些實驗制作成錄像。會大大方便教師教學,也可供學生反復學習。
隨著校園網絡的發展普及,學生可以在不同時間地點觸及到網上的信息資源。將可以提高學習效率的教學課件、難點剖析、實例講解、專題講座等各種資料制作成播放軟件,通過網絡。學生可以有針對性的進行學習復習,隨時解決學習中的難題。除利用教材后的練習外,還要增加土力學單元測試題。練習的題型多種多樣,同一個問題可以采用不同的方式提出,做到舉一反三。學生的基礎不一,理解能力參差不齊。為了讓每個學生跟上課程進度,可對其進行強化練習,這將有助于保障整體教學質量。營造開放實驗室,加強實驗教學,學院要建設完善的實驗室,試驗儀器設備配比情況符合本校學生的需求。將固定時間、固定實驗的這種實驗上課模式調整為開放的、自由的上課模式,學生由被動變為主動,營造開放的實驗室,學生可以根據修課時間及自身的學習情況自愿組合并選擇實驗項目,然后與實驗室老師約定實驗時間。這種模式學生既可重復進行課堂教學中的實驗,也可拓展教學大綱以外的實驗項目。教師則根據學生的實際情況協助他們進行實驗項目和實驗內容的設計,并對實驗操作加以輔導,對實驗成果進行整理,并且在試驗結束后,針對報告中的試驗結果進行誤差分析。結合實際工程教學,高職教育目標是培養技術應用型人才,教師是否在教學中將理論知識與工程應用緊密結合,是高職土力學教學能否成功的關鍵。
土力學課程的教學模式探討是一項系統工程,涉及到專業技術要求、教學內容、教學方法及教學手段和學生的學習情況等各個方面。在整個教學過程中,教師要將培養學生的工程實踐能力放在首要位置。針對土力學課程的特點,在教學中靈活應用多種方法進行教學活動,充分利用現代教學手段,增強學生分析解決實際問題的認知能力;加強土力學實踐教學,充分調動學生的積極性和學習熱情,使他們真正成為教學過程中的主體,充分發揮學生的主觀能動性,增加學生的創新意識。