工程力学课程中问题式教学法的构建与实施

工程力学课程中问题式教学法的构建与实施

李香,陈淑清,杨秀丽,李伟

空军航空大学航空基础学院 吉林 长春130000

摘要：工程力学课程较为抽象，构建基于小班制下的问题式教学法，可以提高学生的理解及创新能力。本文结合当前工程力学课堂教学问题，认为在工程力学课程教学中，教师可通过营造情境、在重难点处设置问题、学生自主提出问题等方法来调动学生积极性，打造高效课堂。

关键词：工程力学；小班制；问题式教学

随着教育教学改革的发展，高校教育目标应该由之前的培养技能型人才到创新型人才转变，增强学生的学科素养。工程力学涉及众多的学科分支，比如材料力学、流体力学、实验力学等，属于理论性和实践性都非常强的学科，在教学中提升学生学习能动性非常重要。传统工程力学课程教学模式较为单一，“讲授+实训”模式限制了学生对工程力学课程的深入探究，遇到实际工程问题时难以快速解决，创新意识较少。问题式教学打破传统讲授式教学瓶颈，建立师生、生生双向交流平台，通常以小班模式进行，可以培养学生探索、创新精神。本文以工程力学课程为例，浅谈基于小班教学下的问题式教学法的构建与实施方法。

一、营造工程力学教学情境，问题紧扣主题

小班教学通常是指低于20人的班级课程，纵观世界著名高等院校，越重视本科教育学校，小班教学的比重也越大，哥伦比亚小班教学比例为82.9%，芝加哥达到了77%，耶鲁大学为75.2%，在小班制模式下，教师能兼顾每个学生，可根据学生的课堂表现及教学内容进行针对性提问。工程力学类课程较为抽象，在小班制教学中，教师要珍惜学生学习机会，通过营造工程力学情境，让抽象问题具体化，帮助学生消化吸收，而问题的构建一定要贴合学生实际，以提高学生的课堂参与度为出发点，难易结合，使大部分学生都能解决。比如在教学“刚体的平行运动”相关内容时，教学目标是让学生能用基点法、速度投影法等求平面图形上上各点的速度，学会用常见的平面机构进行速度分析。为了将这些抽象内容具体化，教师可用多媒体以简化图的方式各种刚体的平面运动形式，边讲解边引导学生用基点法、瞬心法等来求刚体平面图形上某点的速度并教会学生速度分析方法。在学生探究的过程中，教师可来回巡视课堂，随机提出问题：“在速度分析中，如何画出速度矢量图？”、“基点选择不同，对运动分解有何影响？”、“不同瞬时，速度瞬心在图形内的位置是否相同？为什么？”由于班级人数较少，这三个问题可以交给全体学生讨论，也可以分小组讨论，要求学生提出解决问题的思路，最后各组选定组长进行回答。通过营造情境和随机提出问题的方式，学生对工程力学内容掌握不再停留在简单的概念和公式上，而是互相合作解决问题，自主合作探究学习能力提升了很多。

二、在教学重难点处设置问题，培养学生工程力学思维

小班制问题教学的优势就是教师可照顾到每位学生，人人都有表现的机会，个个都是课堂的主角。同时在教学的过程中，教师能快速收集学生反馈信息，在讲课程重难点的时候，引导学生全面梳理知识点，让他们学会区分工程力学轻重主次，通过构建问题挖掘学生潜能，激发潜力。在教学中学生最难理解的地方，往往也是教学的重点和难点，教师要善于提出启发式的问题，促进学生思维发展，逐步突破这些重难点。而在学生探究中遇到困难的时候，教师可以发挥小班制教学的优势，让学生两两之间或者小范围之间讨论，快速得出结论，教师只需根据学生讨论结果来调整教学即可，从而做到因材施教。比如在教学“构件的承载能力”这部分内容时，教学重点是让学生理解内力和应力概念，掌握内力和应力分析及计算方法，教学难点则是理解组合变形基本概念及分析方法，并学会计算。在教学中，通过形象的构件受力分析，学生一般对内力和应力概念能基本理解，但是在变形组合计算中往往出现困难。为此，教师根据小班中学生的工程力学学习情况实施分层教学，将任务和问题安排给不同层次学生探究：①低层次学生：轴向拉伸与压缩变形时的构件承载能力计算。②中等层次学生：剪切与挤压变形时构件承载能力计算。③高等层次学生：弯曲变形时构件承载能力计算。每个层次的任务由易到难，分为任务描述、任务分析和任务解决三个过程，让每个层次学生掌握问题解决方法。因此，在小班制教学中，教师可在教学重难点处设置问题，分配给不同层次学生探究，这样不仅可以提升问题解决效率，也能让学生在问题解决中形成工程力学解题思维。

三、问题设计角度要新颖，培养学生发散思维

在小班制教学由于教师可兼顾每个学生，因此提出的问题不仅要基础和具体化，同时要根据不同类型学生要做到新颖化，逐渐培养学生发散思维。教师的角色也要适当转变，由过去课堂教学的主导者向引导者和策划者角度转变，将更多的时间留给学生探究，通过师生互动来引导学生找到问题的根源，从而提升学生创新能创造能力。比如在讲解“弯曲强度”这个小知识点时，教师可不必按照课件按部就班的介绍弯曲强度的概念、纯弯曲时的正应力等，这些抽象的文字可能会限制学生想象力，在课程的前25分钟，教师可让学生自主学习，要求每个人在学习完后提出5个自己不理解的问题，然后全班再一起讨论，在任务驱动下，学生会提出各种问题：①变形与应变应该如何理解呢？②惯性矩在计算的时候如何才能做到简便？③提高构件弯曲强度的措施有哪些？有的问题很简单，有的问题则很难，教师发动全班讨论，增强学生学习主动性，有效避免在学习一些工程力学概念、公式过程中学生出现死记硬背的情况，加深对工程力学问题的理解和应用。因此，在小班制问题式教学中，教师要从不同角度引导学生自己提出问题，让学生养成自主学习的好习惯，这对于发散学生工程力学思维具有很大帮助。

结语

综上所述，在工程力学课程中应用基于小班制的问题式教学模式，可以充分树立学生在学习中的主体地位，使得他们在整堂课学习中都保持高度注意力，学会合作探究解决问题。传统大班制工程力学课程教学由于教师不能兼顾每个学生，使得课堂效率较低，课堂很容易出现学困生，影响工程力学课程教学质量。下一步，工程力学课程教学要积极创新教学模式，将基于小班制的问题式教学巧妙融入课堂之上，突出学生问题思考意识，及时将学过知识用于工程力学现实问题解决中，形成较强学科素养。

参考文献

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