在工程力学教学中加强对学生素质的培养

摘要：结合工程力学的教学实践，提出在教学的各个环节中，对学生进行素质培养的关键性问题。

关键词：工程力学　教学　素质培养

中图分类号：G64　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)0070162-02

工程力学是土木工程、机械工程类专业学生必须学习的-一门重要的专业基础课，课时多，内容杂，且课程本身具有基础性和技术性的特点，其研究问题和解决问题的方法在科学研究和工程应用方面具有代表性：为以工程实例为背景，以力学理论为基础，加以简化提出力学模型，然后使用数学工具解决问题。但是由于该课程理论性强，知识点繁多，学生觉得枯燥且由于自身的专业知识尚不丰富的，很难体会力学与后续课程及工程实践的联系，容易产生畏难和厌学的情绪，教学难以达到理想的效果。

近年来，世界各国综合国力的竞争，越来越注重对各国劳动者素质的提高。原教育部副部长周远清说：“素质是在人的先天生理基础上，经过后天的教育和社会环境的影响，由知识化而形成的相对稳定的心理品质”。十分明显，以人才为支撑点的科技进步已经成为各国经济增长的主要动力。

随着科学技术的飞速发展，新学科、新技术、新知识层出不穷，使得教师在教学的过程中，必须充分发挥指导作用，调动学生学习的积极性，培养学生“终身学习”的能力，指导学生提出问题、分析问题及解决问题。采用启发、讨论等多种教学方式指导学生对所学知识的灵活运用，使学生提高研究和解决工程实际问题的能力，只有这样才能适应社会发展对人才培养的要求。

1　目前素质教育的误区

(1)学校制订的规章制度，教师的教学过于控制人的个性的发展，即过于鼓励学生安分守己、循规蹈矩、专心听讲的“好学生”角色行为，抑制学生独立思考、独立思考的能力；

(2)以为开发智力就是素质教育的最重要内容，或是全部内容，并有意无意的地用开发智力来代替培养学生的创造力，认为在教学法中多没计一些问题，多启发学生思考，开发学生的智力就是素质教育。其实创造力与智力不同，创造力包含许多非智力因素，如人的个性和独立性等。创造力强的人智商一定高，但智商高的人不一定创造力就强，4就是说，培养创造力一定要开发智力，但开发智力却不等于培养创造力，因此，混淆开发智力与培养创造力的区别，用开发智力代替培养创造力是素质教育的一大误区。

(3)认为“素质教育”是培养学生的技能，把“教”变成了“训练”。“教”和“训练”是两具不同的概念：“教”的内容是深邃丰富的且许多内容是没有唯一答案的，没有错与对、好与坏之分。素质教育所提倡的是“教”的方式，点到为止地把知识或技能传给学生，强调的是学生的主动性；“训练”则是有计划有步骤地使受训者具有某种特长或技能，忽视受训者的主动性。许多教师没有区别“教”和“训练”，把教混用于“训练”，甚至把“教”变成了“训练”，把学生训练成掌握某种技能或训练成考试高手。

(4)学校或教师只注重评价学生学习的结果，而轻视学习的过程、学习方法及解决问题的独特性。

2　教学中加强对学生自觉学习能力的培养

工程力学一般在大学二年级开设，此阶段的学生，大部分已完成了中学到大学的转变，体会到学习的知识从广度到深度上都远远超过中学，但是课堂教学的时间却并没有相应增加，学生在课后自学的时间要远远大于课堂学习的时间，因此学生面临如何分配空闲时间的问题。由于在大学学习过程中，家庭对学生的影响减弱，学生在没有家庭约束的情况下学习，因此能够自觉学习成为十分迫切的要求。并且从学生的长远发展来看，工科学生毕业后，将会面对很多新的任务和挑战，也许这些任务是在大学中从未遇到过的，这就要求他们必须在工作岗位上不断补充新的知识和方法，以适应工作的需要，因此在大学阶段应该尽早地培养起学生的自觉学习意识和自学能力，将会有利于学生未来的发展。

工程力学课程的内容具有基础性和技术性的特点。力学涉及到工程世界的各个领域，如机械工程、加工和工艺以及整个土木和交通工程等。力学研究问题的一般过程为：将工程实际现象进行简化，形成力学模型，然后使用数学工具解决问题。在这样一个过程中，体现了物理及数学思维。

在绪论教学中，教师需要应用大量的工程实例，使学生理解工程力学可直接解决工程问题，从而重视力学学习，特别是增加土木工程领域中工程事故的例子，使学生意识到力学是指导实践的重要理论。比如引入2009年6月发生在上海莲花南路莲花河畔小区一幢在建13层楼房倒塌的事故，向学生讲述：在设计时，桩基础原本是用来抵抗上部结构传来的竖向荷载，而并非抵抗侧向土压力；由于错误的施工组织，使桩的作用变成了承担土压力的挡土墙，违背了设计原理，使得基桩被水平向的土压力剪断。类似这样的工程事故的介绍，激发学生的学习兴趣，课后主动查阅相关专业文献，实现变被动学习为主动学习的目的。

在教学过程中，还需要加强学生对数学知识的应用，引导学生复习己学过的知识。虽然学生刚刚学完高等数学，由于在大学低年级，较少将数学应用在技术基础课中，所以在教授质点动力学的基本方程第二类基本问题一已知作用于力求质点的运动时，在求解微分方程过程中，碰到很多困难。此时需要引导学生复习数学的相关知识，说明学科之间的联系，帮助学生建立自己应用所学知识解决问题的观点。

3　教学中加强对学生创造性思维的培养

有人认为，创造性思维是指思维活动过程中，通过直觉、美感、猜想、类比、联想、推广和推理去洞察事物的本质揭示其内在规律，探索新的问题，发现新的东西，对事物的发展趋向具有前瞻性、预见性的高层次的思维能力。。创造性思维是创造性人才的主要特征。创造性思维是人类思维的高级形态，是智力活动的高级表现：它是根据一定目的，运用一切已知信息，在新异情况或困难面前采取对策，独特地、新颖地且有价值地解决问题的过程中表现出来的智力品质。任何创造、发明、革新、发现等活动都离不开创造性思维。。

创造性思维属于思维的范畴，具有以下和特点。：

(1)综合性。创造性思维不是单纯运用一种思维形式，一种思维方法能实现的，而是多种思维形式，多种思维方式的综合运用。

(2)新颖性。创造性的认识事物，解决问题，在于不局限原有的经验，独立的创造出新观点、新经验、新理论和新方法。这些可以是对原有理论的扩充或是扩展，也可以是在理论和实践上开辟新领域。

(3)灵活性。不受束缚，不循规蹈矩，而是思路处于灵活变动中。一种思路行不通时，能迅速转换思路。创造性思维不恪守一种稳定的有序性，允许思维的自由跳跃。

理论力学的运动学及动力学习题中，往往存在着一题多解的现象。在讲述这类习题时，要注重启发，引导学生的发散性思维，处理好思维定势与发散思维的关系。积极的思维定

势能促进学生对问题产生联想，从而迅速找到解决问题的方法。但是，在认识新事物和解决新问题的过程中，常需要新方法和新思路，此时，思维定势就会成为难以突破的束缚，使人难有所创新。因此，在教学中，教师应通过各种不同的方法，引导学生多角度多方位地思考问题，使学生的思维沿着不同方向去选取和重组信息，寻求思维的发展。例如，在刚体的平面运动求点的速度问题，可以用基点法、速度瞬心法和速度投影法，但是每种方法都有其自身的适用性和优缺点，这是需要在讲述时向学生重点阐明的。同样，在动力学问题中，这种现象更普遍，一个问题可以同时使用动力学普遍定理和达朗伯原理去解决。教师需要抓住重点，剖析重点例题，使学生能真正融会贯通、举一反三、触类旁通。

在教学的过程中还需要注意将传统板书与现代化的多媒体结合起来。虽然多媒体可以将文字、图形、图像、声音结合起来，直接明了的向学生展示机构的运动特征和动点的运动轨迹，可以达到吸引学生注意力的效果，调动学生学习的积极性，并且提高课堂教学的效率和效果。但是在讲授习题时，由于幻灯片信息量过大，大部分学生难以跟上老师的思路，解题过程太快，也就让学生失去了自我思考的机会，学习也就成了“信息发布会”，变得被动起来。如果在这时，采用板书与多媒体相结合的方式，用板书解释解题过程，注意大部分同学的思维，同时利用PPT对同一类题型快速讲解，会让学生在精读一题之后，又能了解到更多的题目，取得更好的教学效果。

4　教学中加强对学生研究性学习习惯的培养

所谓研究性学习是指学生在教师的指导下，通过选择一定的课题，以类似科学研究方式，进行主动探究的一种教学方法。研究性学习主要围绕问题的提出和解决来组织学生的学习活动。研究性学习的过程是探究的过程，它从提出问题开始，并围绕着分析问题、解决问题来进行。研究性学习非常重视学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。

例如，在讲述动量定理时，可引入美国911事件世贸大楼的粉碎性倒塌的实例，向学生提问：“建筑物只是上半部受到了冲击荷载的作用并产生断裂，为什么会导致整个建筑物的倒塌”?引导学生对建筑物倒塌的原因产生思考，进一步分析出是由于上部结构由于飞机撞击使之与下部结构分离，上部结构在自重的作用下，极短时间内动量产生了变化，使之对下部结构产生了巨大的铅直方向的力。通过这种方式，让学生模拟学者的研究过程，用到归纳、类比、猜想、探索性演绎等思维方法，激发学生的学习兴趣，引导他们进行思考。

5　结论

在工程力学教学过程中，教师一方面要注意自身专业知识的学习，还要借鉴国内各级精品课程的优点，这样就能紧跟科学前沿，发现自身不足，调整讲课技巧。此外，如果教师能够结合自己的科研经历，将自己的科研体会与学生分享，那么学生可以直接感受到理论知识的重要性，理论是可以指导实践的，从而进一步提高学习兴趣。教师通过工程实例和适当引导，是可以培养学生的自学能力、创造性思维及研究性学习习惯的。希望学生用力学的眼光和方法来欣赏这奇妙的世界。

注释：

①孙霓．谈中等职业学校语文教学与素质教育[D]．华中师范大学，2007

②徐广华，喻玮．加强开发性问题的教学，培养创新思维能力 [J]．数学通讯，2001(7)：5—8

③唐瑞芬，朱成杰．数学教学理论[M]．上海：华东师范大学出版社，2001

④张芸．对创造性思维的探索[D]．中央民族大学，2004．