谈合作学习型教学在《 材料力学》中的应用

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  摘要合作学习型教学能改变传统课堂教学中的种种弊端,促进学生活泼主动全面的发展。本文阐述了合作学习型教学的内涵、适用性,并结合笔者的教学实际,提出合作学习型教学在《材料力学》中的的具体实施方法,论述了小组合作学习在《材料力学》教学中重要性。
  关键词合作 动机 互动 适用
  中图分类号:G424文献标识码:A
  
  新世纪的发展趋势对人才提出新的企盼,如今的青少年面临着一个日渐开放、崇尚合作的社会。他们不仅要“学会认知”,“学会做事”而且要“学会共同生活,培养在人类活动中的参与和合作精神。”《材料力学》教学中进行合作性学习,是体现小组学习关系的比较有效的学习方法。近年来笔者在《材料力学》课堂教学中, 经常采用小组的形式讨论问题或进行实验,取得比较理想的教学效果。
  1 合作学习型教学的内涵
  1.1 合作学习型教学的提出
  合作学习 (cooperative learning)作为一种现代意义上的新的教学策略,20世纪70年代初兴起于美国,迄今为止,合作学习在国外已有几十年的研究历史。从整个国际教育思潮来看,社会愈益走向民主的今天,在教育上提出合作和交往是必然的。合作学习型教学着眼于同伴人际互动的变革,将合作性的小组结构纳入到课堂教学当中,小组成员互相帮助、共用材料、合作研究一个共同的问题,构建了师生、生生之间多边、立体的互动结构。
  1.2 合作学习型教学和传统教学的比较分析
  合作学习型教学与传统教学模式相比,能够给学生提供更多的参与、反馈以及互动机会。这种模式让学生不再作为教学的被动接受者,而变成教学的积极参与者。它在改善课堂心理气氛,提高学生的学业成绩,促进学生良好非智力品质的发展等具有独特的优势。
  
  1.3 合作学习型教学的学习动机
  合作学习型教学的学习动机主要是指学生参加合作学习的兴趣、好奇心和探索欲望。促使学生产生合作学习的需要和意向,既要采取集体奖励等的手段,又要通过合作小组充分满足学生的交往、自尊、归属感和成就感等心理的需要,从而提高学生参加合作学生的积极性和自觉性。
  
  2 合作学习型教学的适用性
  合作学习型教学是课堂教学的一种重要学习形式,具有其他教学模式无法代替的优势。但不是所有教学内容都需要开展合作学习,因此教师必须要把握好《材料力学》教材内容和学生的实际,有效地应用合作学习。
  (1)适用于问题探究型教学在适当的小组规模内,面对一个问题探究型的学习任务,遵循学习小组整体产生合力大于个人之和的原则。例如“轴向拉伸与压缩时的内力”,要求学生掌握内力的概念及运用截面法求解内力。各组选用不同长度和截面尺寸的橡皮筋或弹簧进行张拉,观察实验体会变形,通过小组成员共同讨论理解了内力、材料变形等概念,并归纳出内力的步骤。
  (2)适用于认知互补型教学合作小组能储备每个人的智慧,通过取长补短进行认知的互补。例如 “材料在拉伸与压缩时的力学性能”,不同学生对“万能试验机所做的低碳钢拉伸试验”的观察角度和分析深度不同,有的擅长对拉伸图进行力学数据分析、有的擅长对拉伸过程中的材料变化进行总结、有的擅长进行力学公式的推导和变换,通过小组成员之间的认知互补,提高学习的有效性。
  (3)适用于分工合作型教学当教学内容涉及问题较多,通过各小组的分工协作可用少的课时完成重复性高的学习任务。例如 “平面弯曲梁的强度计算”,根据梁的正应力强度条件公式的变换,可以解决强度校核、设计截面尺寸和确定梁的许可荷载这三个问题。可把这些问题分配给各小组,每个小组研究其中一个问题。通过学生的分工协作可更有效地完成学习任务。
  3 合作学习型教学的课堂结构设计及实施
  
  【操作示例】结合《材料力学》中“梁的合理设计”的教学,对合作学习的有效实施进行初步探讨。
  (1)教师首先给学生呈现教学目标并对他们如何推进、保持所需完成任务的一致性给予指示。尽量提前告知学生所有的有关信息和要求(可公示在黑板、投影仪上,或者打印分发给学生),以减少中途打断学生活动的次数。小组学习任务的设置不能离开学生已有的知识结构,也不能超越学生当前的认知能力,只有当学生认识到任务是通过努力可以实现的,他们才会表现出学习的意向。
  
  (2)教师在充分考虑了学生的学习成绩和人际交往等方面的异质性,按照学生各方面的能力协调组建好异质小组(每组4~6人),为各组设置学习任务。然后对小组组员进行合理分工,每位组员担任特定的角色——组长、操作员、记录员、检查员、报告者,所有同学必须各司其职,实现了角色的互赖。
  (3)小组按照教师呈现的目标有序地开展合作学习。所有学生都纷纷开动脑筋,使用各种材料动手制作力学模型。有的小组用直尺制作“梁”,然后通过平放与竖放模拟不同截面的梁;有的小组用多张条形硬质卡片进行粘合成截面尺寸不等的“梁”;有的小组用一元硬币当做荷载对“梁”进行加载等等。学生们在这个活动中都非常积极活跃,没有太多来自教师的指导。在试验的过程中,教师鼓励学生睁开眼睛,认真观察试验过程,小组成员要互帮互助,各尽其职。学生通过实验发现以下现象:在荷载不变的情况下,“梁”平放比竖放更容易被压垮;把支座向“梁”的两边移动以及硬币(模拟荷载)集中放置在跨中比分散在整个“梁”上更容易被压垮。经过小组讨论得出结论 “合理选用截面形状、合理配置梁的荷载和设置支座位置,能提高梁的承载能力”,从而圆满地完成前两个学习任务。在小组学有余力的基础上可以开展“任务三”的讨论。小组成员除了认真完成自己的任务外,还要负起帮助、鼓励、支持队友的责任,使全组对教学任务达到整体的理解和把握。
  (4)在学习过程中,教师在各组间巡视,进行课堂管理。在因学生能力的差异而造成部分学生学习的垄断时,老师要及时平衡这种差异,促使每个学生在合作活动中得到锻炼和提高;当小组合作中因出现错误而无法完成任务时,教师要及时给予指导,帮助学生找出问题所在,指导学生解决小组内部无法解决的问题,并提供下一步获取成功的积极建议。
  (5)各组完成任务后选出代表发言,然后教师对各小组进行合作学习评估。教师的评估要基于整个小组合作的全过程,对于只有“小组”没有“合作”;学生的参与度不均衡;学生自己顾自己,没有团队意识等问题,必须要进行引导。教师对学习结果的评估要考虑学生的个体差异,对于力学学习较差,自信心较低的学生,应以表扬鼓励为主。学习评估与奖励要以学生的成绩是否在自己原有的基础上有进步、各小组在达成目标过程中的总体成绩为标准。
  实践证明,由于本课设计的任务与生活密切相关,任务的难度适当,而且学生可以自主设定荷载、选择材料,学生的学习动力、参与热情明显提高,课堂讨论热烈,尤其是一些平时学习较差的学生也积极投入到学习当中,学习效果明显优于传统的讲授式教学。
  4 合作学习型教学存在的问题及应对措施
  (1)在合作小组建立之初,成员的合作意识较为缺乏,合作技巧不足,如果只是简单地将国外的若干合作具体方式搬来照用,光对学生进行形式上的分组和空间排座是远远不够的,要使合作学习小组真正富有成效,要加强学生对合作技巧的训练和培养—诸如沟通技能、互动协调技能、自我控制技能等方面的能力。
  (2)教师们通常抱怨开展合作小组活动时教室里的噪音就开始升级,为了避免不必要的噪音,教师应该在小组学习开始之前就制定合作学习的规则和小组的行为规范。小组讨论的声音不能过大以免打扰到附近小组的活动。同时要注意小组内的学生表现出的紧张、生气或不友好的行为。这些情绪反应说明了可能爆发的挫折感和潜在的冲突,因而要较早地介入以免影响到合作学习顺利的开展。
  (3)在对合作学习型教学的尝试中,由于教材容量、班级规模、教室空间、教学课时、教学技术手段配置等方面的制约,可将《材料力学》的教材内容按单元或教学课时进行统筹安排,合理交替使用全班教学、合作学习型教学、个别教学这三种教学模式,并力图将各模式有机地结合起来。让学生在相对集中的时间和足够的空间内开展真正意义上的合作学习,进行合作探究。
  合作学习型教学有助于培养学生的合作能力,有助于提高学生的综合索质和实际操作能力。《材料力学》教学的自身特点是试验多、问题探究型的内容多、学生动手实践的几率高,与生产建设联系紧密,笔者认为引入合作学习型教学是完全必要而且有效的。《材料力学》中进行合作学习型教学的探索与实践,是一个教育研究的新课题,只要教师认真研究,并提高自身的课程资源整合能力、教学课堂管理能力及课程情景创设能力,一定能够促进学生的优质学习,提高教学质量。
  
  参考文献
  [1]盛群力,郑淑贞.合作学习设计[M].浙江教育出版社,2006.
  [2]张素兰.浅谈数学课堂中构建合作学习模式[J].科教文汇(中旬刊),2009(5).
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