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摘 要: 针对力学课程在中职学校中的重要性与独特性,作者探讨了提高中职学生对力学的学习兴趣的方法。提倡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: 中职学校力学课程 学习兴趣 多媒体教学 力学史 互动式教学
1.力学课程的重要性与独特性
中职学校力学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。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,也给广大力学教师提出了更高的要求。
2.提高学生的力学学习兴趣
“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。学生的学习兴趣,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益。
(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;在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式推导,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)介绍力学大师的典故
力学史的书籍已经给我们提供了大量的素材,我们只需要在课程讲解过程中适当地将这些素材插进去。这些例子会让学生认识到这些科学家的伟大,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《蒙娜利莎》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,既增加力学的学习兴趣,又增强民族自豪感。
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,可以讲述笛卡尔与莱布尼兹学派之争。顺便简介莱布尼兹: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,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,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,拿破仑称赞他为“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5mL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,采用互动式教学,可以提高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,我建议性地给出了三种方案,期望能够帮助同行更好地完成力学教学。
关键词: 中职学校力学课程 学习兴趣 多媒体教学 力学史 互动式教学
1.力学课程的重要性与独特性
中职学校力学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。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,也给广大力学教师提出了更高的要求。
2.提高学生的力学学习兴趣
“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。学生的学习兴趣,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益。
(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;在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式推导,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)介绍力学大师的典故
力学史的书籍已经给我们提供了大量的素材,我们只需要在课程讲解过程中适当地将这些素材插进去。这些例子会让学生认识到这些科学家的伟大,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《蒙娜利莎》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,既增加力学的学习兴趣,又增强民族自豪感。
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,可以讲述笛卡尔与莱布尼兹学派之争。顺便简介莱布尼兹: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,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,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,拿破仑称赞他为“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5mL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,采用互动式教学,可以提高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,我建议性地给出了三种方案,期望能够帮助同行更好地完成力学教学。