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材料力學(xué)性能課程改革思考論文
1建構主義理論及學(xué)生特點(diǎn)
1.1建構主義理論
建構主義理論創(chuàng )始人著(zhù)名心理學(xué)家皮亞杰認為，學(xué)生是教學(xué)關(guān)系中的主體，教學(xué)應以學(xué)生為中心，教師應引導學(xué)生積極主動(dòng)的探索、發(fā)現和對知識意義的主動(dòng)構建[1]。皮亞杰認為，教師是學(xué)生學(xué)習的促進(jìn)者，學(xué)生的學(xué)習是積極主動(dòng)且不斷地建構認知和知識結構的過(guò)程。建構主義理論認為學(xué)習是學(xué)生在原有經(jīng)驗的基礎上主動(dòng)進(jìn)行意義建構的過(guò)程，這種過(guò)程要在實(shí)踐中或者在學(xué)生與環(huán)境的相互作用中通過(guò)新舊知識間反復的相互作用而建構成的。在教學(xué)中教師不能把對知識的理解傳遞給學(xué)生，而是從學(xué)生原有的知識經(jīng)驗出發(fā)，引導學(xué)生從原有的知識經(jīng)驗中生長(cháng)出新的知識經(jīng)驗，即教學(xué)的關(guān)鍵是向學(xué)生展示這些結論是如何得到的[2]。
1.2分析學(xué)生特點(diǎn)
現在的本科生自幼開(kāi)始接受傳統的以教師為主體的“填鴨式”教學(xué)，基本未接受過(guò)“啟發(fā)式”教學(xué)等新的教學(xué)方法。他們在經(jīng)過(guò)嚴格的應試教育和慘烈的高考競爭后進(jìn)入大學(xué)，逐漸放松了緊繃的神經(jīng)，普遍失去了奮斗的目標并且對學(xué)習漸漸放松。學(xué)生的狀態(tài)大體分為三類(lèi)[3]：(1)少數同學(xué)有長(cháng)期的規劃和學(xué)習目標，能夠自覺(jué)努力地學(xué)習。(2)多數同學(xué)比較茫然，沒(méi)有規劃也沒(méi)有努力的方向，隨波逐流，學(xué)習上敷衍了事。(3)極少數同學(xué)徹底放松，對學(xué)習和未來(lái)前途都漠不關(guān)心，認為到了大學(xué)就應該輕松自在地享受生活，花費大量時(shí)間和精力去玩游戲或者談戀愛(ài)，對學(xué)習完全是應付甚至厭學(xué)情緒嚴重，即使不能畢業(yè)也毫不擔憂(yōu)。離開(kāi)了家長(cháng)的呵護和老師的督促，多數學(xué)生不能合理的安排自己的學(xué)習和生活，更不能保證學(xué)習態(tài)度和學(xué)習熱情。習慣了接受教師“消化”加工好的知識和方法，學(xué)生在大學(xué)的學(xué)習過(guò)程中對知識的歸納、總結能力以及在舊知識的基礎上生長(cháng)新知識點(diǎn)的建構能力和知識的遷移能力比較差。鑒于學(xué)生學(xué)習能力、學(xué)習狀態(tài)和學(xué)習目標大不相同，本課程在講授過(guò)程中，務(wù)必不能采用傳統的灌輸式教學(xué)，應該積極探討新的適合本課程的教學(xué)方法和手段。
2改革教學(xué)方法及評價(jià)考核
2.1樹(shù)立新的教學(xué)觀(guān)
現代教育學(xué)倡導“以教師為主導，以學(xué)生為主體”的新型教育觀(guān)，對大學(xué)教育也同樣適用。在教學(xué)過(guò)程中，如何把以教師為主導的“教”與以學(xué)生為主體的“學(xué)”有效結合起來(lái)；老師如何能夠引導學(xué)生在已掌握的知識和已有的生活經(jīng)驗的基礎上構建起新的知識增長(cháng)點(diǎn)；結合本門(mén)課的特點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)，怎樣能夠更有效的引導學(xué)生學(xué)習本課等問(wèn)題都需要教師深刻思考。
2.2采用多種教學(xué)方法
本課程工程應用性較強，單純的講授知識點(diǎn)，會(huì )增加學(xué)生理解的難度。多媒體課件的制作尤其重要，大量圖片、動(dòng)畫(huà)的運用，能夠對視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)形成有效沖擊，有助于學(xué)生將枯燥的知識形象化。在講解本門(mén)課程時(shí)，應較多的結合生活實(shí)際和工程實(shí)際，采用“舉例法、對比法”等教學(xué)方法，引導學(xué)生構建新的知識要點(diǎn)。例如在講解脆性的章節時(shí)，可以列舉二戰期間，美軍8艘自由輪因脆性斷裂問(wèn)題失事等歷史事件，形象具體的描述脆性的產(chǎn)生原因及危害，給學(xué)生直觀(guān)的印象。根據各部分的教學(xué)目標和教學(xué)內容，精心設定題目請同學(xué)來(lái)回答，也可以布置作業(yè)來(lái)引導學(xué)生完成，從而考查學(xué)生對知識的掌握程度。在這個(gè)步驟上可以“因材施教”，即對于學(xué)習目標明確、學(xué)習能力突出的學(xué)生，給他們的題目或作業(yè)可以適當拔高，難度或深度更加突出；對于多數同學(xué)來(lái)說(shuō)，采用數量、難度普通的題目；對于厭學(xué)或者對學(xué)習漠不關(guān)心的學(xué)生來(lái)說(shuō)，即要努力培養其學(xué)習積極性，又要嚴格作業(yè)的規范，明確告之不能完成作業(yè)就會(huì )影響期末成績(jì)的考核規定。由于《材料力學(xué)性能》涵蓋的概念較多，也可在進(jìn)行了一定的教學(xué)內容后總結各知識點(diǎn)，有利于學(xué)生深入理解。
2.3改革評價(jià)考核
對學(xué)生的評價(jià)考核，既要體現學(xué)生的學(xué)習能力的差別，又要體現其學(xué)習態(tài)度及平時(shí)表現的差別。這樣的評價(jià)考核要求僅憑期末一張試卷是不能完成的。對學(xué)習態(tài)度端正、學(xué)習目標明確、學(xué)習能力突出的同學(xué)，考核成績(jì)應對其有所肯定；對于學(xué)習目標不明確、隨大流的學(xué)生，在調動(dòng)其學(xué)習積極性的同時(shí)，應有平時(shí)表現的約束，督促其保持學(xué)習習慣；對于完全沒(méi)有學(xué)習目標的同學(xué)，在培養其學(xué)習興趣、督促其平時(shí)表現的同時(shí)，教師要經(jīng)常找其談心，幫助他們培養學(xué)習習慣。筆者根據多年教授《材料力學(xué)性能》課程的經(jīng)驗，建議期末試卷中增加附加題，得分以附加題目分值的40%計入總分；增加平時(shí)表現分數，建議占總分30%比例，70%比例為卷面成績(jì)。增加平時(shí)出勤率的檢查，該門(mén)課教學(xué)時(shí)長(cháng)內累計曠課次數達5次及以上的同學(xué)，建議取消考試資格，重修后再參加考試。這些措施對優(yōu)秀學(xué)生有鼓勵作用，并且能督促學(xué)生出勤、端正其學(xué)習態(tài)度。
3優(yōu)化教學(xué)內容
很多版本的《材料力學(xué)性能》教材是基于金屬材料板塊編寫(xiě)的，已經(jīng)不再適應材料一級學(xué)科的教學(xué)要求，優(yōu)化教學(xué)內容需要對三方面進(jìn)行改革。
3.1修訂教學(xué)大綱
復合材料是一種較為新興的材料，與金屬材料和無(wú)機非金屬材料息息相關(guān)。隨著(zhù)復合材料的進(jìn)一步發(fā)展，它與高分子材料的關(guān)系也會(huì )越來(lái)越密切。修訂復合材料專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱，既要滿(mǎn)足兼顧復合材料、金屬材料、無(wú)機非金屬材料和高分子材料的共性要求，又要滿(mǎn)足以介紹金屬材料和復合材料特性為主、以介紹無(wú)機非金屬材料和高分子材料特性為輔的教學(xué)要求，且需要將各類(lèi)材料有機的協(xié)調起來(lái)并融合到各個(gè)章節中去。在學(xué)習本門(mén)課程之前，學(xué)生應該學(xué)習了《材料科學(xué)基礎》《材料力學(xué)》和《工程力學(xué)》，對于已學(xué)知識可以略講或不講，達到節約課時(shí)的目的。
3.2編寫(xiě)適合本專(zhuān)業(yè)的《材料力學(xué)性能》教材
《材料力學(xué)性能》所包含的概念公式較多，公式推導步驟也很繁瑣。在編寫(xiě)教材的時(shí)候，既要注意到本課程與其他課程的聯(lián)系，又要減少公式的推導步驟。太多的公式推導不利于學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，不必要求學(xué)生掌握公示的推導過(guò)程。編寫(xiě)適合本專(zhuān)業(yè)的教材，難點(diǎn)是如何體現知識點(diǎn)的實(shí)際應用。例如講授冷脆性時(shí)，可結合《金屬材料與熱處理》中鋼的常存元素為開(kāi)篇導語(yǔ)，復習五種常存元素對力學(xué)性能的影響。另外，還可以配圖且采用小號字做知識延伸，將與材料力學(xué)性能有關(guān)的著(zhù)名歷史事件和日常生活的事例與本課程結合起來(lái)。例如泰坦尼克號的沉沒(méi)，就是由于當時(shí)冶煉技術(shù)落后，鋼板中的硫元素過(guò)多從而造成材料具有較高的冷脆性，在船體撞擊冰山后導致了船體破碎、快速沉沒(méi)等內容。這些看似不重要的知識延伸能都夠直白的展現各知識點(diǎn)的工程背景，使知識不再抽象，調動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習積極性。
3.3整合實(shí)驗課程內容
現行教材中涉及材料力學(xué)性能的實(shí)驗總共三個(gè)，“拉壓實(shí)驗”、扭轉實(shí)驗和彎曲實(shí)驗。這樣的實(shí)驗安排容易使學(xué)生將材料的各種性能割裂開(kāi)來(lái)，認為各種力學(xué)性能的檢測方法是彼此獨立的[4]。雖然各種力學(xué)性能檢測方法的適用范圍、操作方法不同，但可以起到相互補充的作用。只有將不同的測試方法有機的結合起來(lái)，才能更好地理解材料力學(xué)性能。所以，該課程將三個(gè)實(shí)驗合并為“材料性能綜合實(shí)驗”，安排在整體課程之后。此外，精心設計實(shí)驗過(guò)程，合理安排實(shí)驗報告的知識點(diǎn)等，都有助于調動(dòng)學(xué)生實(shí)驗課的積極性，從而形象直觀(guān)的理解《材料力學(xué)性能》。
4結語(yǔ)
《材料力學(xué)性能》課程改革進(jìn)行了多年，收效甚微。深化該課程的教學(xué)改革，不能僅停留在某一方面。探討行之有效的教學(xué)方法，就要全面分析現在學(xué)生特點(diǎn)、結合現代教育理論、結合現代教學(xué)手段并對課程內容和教學(xué)大綱進(jìn)行相應的調整。經(jīng)過(guò)兩年的探討和教改嘗試，復合材料專(zhuān)業(yè)《材料力學(xué)性能》的課改已經(jīng)取得顯著(zhù)的成效，學(xué)生的學(xué)習積極性和對知識的掌握程度都有明顯提高。在后續的教學(xué)過(guò)程中，我們將對新發(fā)現的問(wèn)題繼續進(jìn)行改革，并以此課程為試點(diǎn)，逐漸推廣并形成一套成熟完善的教學(xué)體系。
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