分組討論教學法在“材料力學”的應用
時間:2022-04-15 11:06:30
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摘要:為了適應高等教育多樣化的發(fā)展,充分調(diào)動學生在學習材料力學課程中參與教學的積極性,本文通過探討分組討論在“材料力學”教學過程中的存在的問題及優(yōu)勢,提出相應的解決方案,以提高該課程的教學質(zhì)量。
關鍵詞:分組討論;“材料力學”;教學質(zhì)量
應用型人才培養(yǎng)是我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和結(jié)構調(diào)整的迫切需要,也是高等教育大眾化進程的新要求。面對經(jīng)濟社會發(fā)展對應用型人才的大量需求,不同高校都提出了相應的教育改革工程,其目的在于提高教育教學質(zhì)量。大學培養(yǎng)的目標就是培養(yǎng)出對社會有用的綜合型人才。因此,越來越多的高校將傳統(tǒng)的教學方式轉(zhuǎn)向了“以學生為中心”,以培養(yǎng)學生能力為目的,讓學生具備發(fā)現(xiàn)問題、解決問題及自主學習的能力,以便更好適應社會發(fā)展需要。在傳統(tǒng)教學模式,學生大多都是按部就班學習,填鴨式教學模式使學生缺乏發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力,對于缺乏自我監(jiān)督能力和不會制定個人學習計劃的學生,如果在學習過程中遇到問題,也不去請教老師和其他學生,久而久之,易產(chǎn)生厭學情緒,以至于無法達到預期學習目標。目前,以分組討論為導向的教學方法[1],在多個學科的教學應用中都取得良好教學效果?!安牧狭W”課程是機械、土木等多個工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程,課程包含許多公式、定理及推理等,課程內(nèi)容具有較強的系統(tǒng)性和理論性,雖然課程包含許多力學模型,但大都是從實際工程中抽象出來。因此,課程要求學生不僅要掌握相關理論知識,同時也要與實際相結(jié)合,培養(yǎng)學生具有解決工程實際問題的能力。
1教學設計與實施
“材料力學”是一門聯(lián)系工程實際的學科,包含很多基本概念、基本公式和定理等,是機械、土木等多個工程專業(yè)的課程,也是學生以后解決基本的工程實際問題的基礎課程。通過對“材料力學”的學習,學生對構件的強度、剛度及穩(wěn)定性具有基本的認識,掌握了基本的力學概念、基本的與力學相關的計算能力和實驗能力,為后續(xù)課程的學習奠定了必要的力學基礎。傳統(tǒng)的教學過多地強調(diào)學生掌握“材料力學”的基本概念和基本計算方法,卻沒有給學生更多的思維時間,缺乏對學生創(chuàng)造力和想象力的培養(yǎng)。分組教學是將一個班級的學生分成多個小組[1-2],以每個小組為單位,每個小組相互合作共同完成一個特定的學習任務,如討論、PPT展示等,學習方式方式比較靈活。該學習方式動員了整個小組的學習積極性共同完成一次學習任務,可以培養(yǎng)學生團隊意識、有效檢驗學生學習效果,在完成任務過程中,發(fā)現(xiàn)自己的不足之處,可及時查漏補缺。與此同時,分組教學學習方式以學生為中心[3],極大調(diào)動了學生學習積極性。學生在任務實施過程中,需應用自己所學知識設計模型以及自主控制任務的完成進度。有利于培養(yǎng)他們的自律性和主動學習積極性,也有利于教師及時發(fā)現(xiàn)他們的學習問題,針對性地對學生進行單獨輔導。以分組為導向的教學模式在“材料力學”中的應用,可以充分調(diào)動學生自主學習的能力。學生可借助網(wǎng)絡、圖書館等資料,通過老師的指引下,自主完成每次分組的建模任務,并以PPT形式進行展示,隨后分組討論、答疑。不僅能提高學生自主學習的能力,鞏固所學的基本知識點,還鍛煉了學生邏輯思維、共同合作、口頭表達及溝通能力。教學具體設計如下:1)教學對象。選擇新疆大學2018級機械工程專業(yè)本科生120人為研究對象,該類學生完成理論力學或工程力學等相關課程的學習,具備基本的力學知識,將四個班學生通過簡單隨機分組法,在授課時,每班分為5組,每組6人左右。2)教學內(nèi)容及學時。選取“材料力學”中某章節(jié)的3個小節(jié);教學時數(shù)2學時。3)教學流程。課前準備:提前告知學生要建立的力學模型,并以PPT形式展示,將教學組班級分小組,使每個小組同學預習相關的知識點,可利用互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等多種途徑,查閱相關資料,比如:課本、相關專業(yè)書籍、專業(yè)文獻等資料,根據(jù)要求建立相關的力學模型,并要求每組成員合力完成PPT的制作;課堂PPT的匯報:每組推選一位同學進行PPT的匯報,時間15min~20min;課堂提問環(huán)節(jié):根據(jù)每組同學PPT的匯報,其他組同學向該組同學提出相關的問題,若回答正確對該組同學進行加分,若回答錯誤或沒能回答,則對提問組同學進行加分。PPT展示結(jié)束后,學生進行自由討論,提出問題,解決問題,分享學習心得及研究成果,教師做好引導及評價;課后總結(jié):課程結(jié)束后,進行課程總結(jié),對課程進行總結(jié)歸納,并對學生提出的問題進行答疑總結(jié)。
2教學效果評價
采用問卷調(diào)查形式在課程討論結(jié)束后,向每位同學發(fā)放課程教學調(diào)查問卷,確保每位學生填完后收回。共發(fā)出150調(diào)查問卷,收回150份,根據(jù)對調(diào)查問卷的整理,結(jié)果顯示如表1所示。
3討論
分組討論的前提是新知識在已有的知識體系上,以學生主動學習為主導,以小組討論為教學形式,在老師的輔助輔導下,圍繞某個與課程相關的力學模型進行研究,最終提出解決問題的方案,從而完成這一課程的學習。在傳統(tǒng)的教學過程中,教學模式大多數(shù)都以班級為單位進行相關的教學活動,老師在黑板上進行知識講解,學生被動地接受,在這種教學模式中,因一名老師對一個班級的學生,且課堂時間有限,很難確保讓每位學生都能主動參與整個教學過程。因此,該教學模式無法充分調(diào)動學生的學習主動性及積極性,也降低了學生自主學習的能力。另一方面,傳統(tǒng)教學注重理論,不注重實踐,學生的學習以被動學習為主,缺少問題的討論,問題答疑等學習環(huán)節(jié)[4]。盡管課程內(nèi)容與工程實際相結(jié)合,但學生不會運用現(xiàn)有的知識去解決相關的工程實際問題。因此,如何在課堂上盡可能提高解決問題的能力很重要,針對材料力學特點,采用分組討論教學方法[5],激發(fā)學生自主學習。上課前告訴學生進行小組討論時的要求—結(jié)合課程內(nèi)容建立相關的力學模型,并以PPT展示。在力學模型制作的過程中,每位學生都能參與其中,根據(jù)小組討論的環(huán)節(jié),發(fā)揮每位學生的優(yōu)勢。通過課后問卷調(diào)查,結(jié)果顯示76%喜歡該教學模型,86%的學生全程參與了該教學模式,82.3%的學生認為該教學模式對材料力學的學習有幫助,并有72.7%同學希望今后能繼續(xù)參加此類教學活動。注重實踐能力是以解決實際問題為導向的教學方法,將工程實際融入“材料力學”的教學過程[6],使學生結(jié)合自己所學的知識從實際問題出發(fā),將理論知識與實際問題相結(jié)合,讓學生體會到自己所學的知識可用于解決相關的工程實際問題。同時,在分組討論教學模式中,更多的通過學生之間互相討論、共同合作完成一次學習任務,在分組討論教學過程中,參與的主體由教師轉(zhuǎn)為學生,這樣可以充分調(diào)動學生的自主學習積極性,培養(yǎng)學生自主學習意識,使學生具備自主學習的能力,減少對老師依賴。通過分組教學在“材料力學”課程的應用,發(fā)現(xiàn)以下優(yōu)點:1)學生不僅學會了材料力學的理論知識,同時還掌握了如何應用自己所學的材料力學知識結(jié)合工程解決實際問題;2)該教學模式學習過程比較有趣,有利于提高學生主動學習的意愿;3)該學習模式有利于培養(yǎng)學生團隊意識和合作精神;4)該教學模式有利于教師發(fā)現(xiàn)學生的問題,可及時給與學生相應的輔導;5)以分組討論為主導的教學方法打破了傳統(tǒng)的授課方式,在模型準備過程中,學生不僅要查閱相關的資料,以此強化所學知識,也有助于他們開拓知識面,同時也使小組成員之間增強了合作意識,發(fā)揮各組成員的優(yōu)勢,有利于學習任務的盡快完成,并提高了學生處理問題的應對能力等;6)在分組討論過程中,每次討論都是解決工程實際問題的基礎,學生通過所學的理論知識與實際問題相結(jié)合,這樣有助于提高學生的動手能力和解決工程實際問題的能力。但該教學方法也有一定的缺點,如果在小組建模過程中,學生之間出現(xiàn)合作不佳,會影響各小組的任務完成進展,各個小組成員中的學生的學習成績也有差異,對于學習主動性較差的學生,可能達不到預期教學目標,進而無法共同進步。針對以上情況,可在分組時根據(jù)學生學習能力、學習條件、學生性格特點、自由組隊意愿等多方面原因綜合考慮,以確保各小組的實力均衡,以達到小組成員之間可以相互商量、相互幫助的效果,共同完成小組學習任務。
4結(jié)語
綜上所述,以分組討論為主導的教學方法在“材料力學”教學中可以有效調(diào)動學生學習的積極性和主動性,提高教學質(zhì)量,增強了學生的合作意識,可全面提高學生的綜合素質(zhì)。
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[6]秦楠.以解決工程實際問題為導向:淺談材料力學教學改革[J].科技風,2019(3):32.
作者:郭飛 陳坤 孫艷麗 單位:1.新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 2.新疆大學機械工程學院