力学竞赛和工程力学课程教学改革关系探究,本文是有关教学改革研究生毕业论文范文跟工程力学和力学竞赛和教学改革相关自考毕业论文范文.
教学改革论文参考文献：
贾海朋,江春冬
(河北工业大学,天津 300130)
摘 要：以高等教育培养目标和工程力学课程在工程中的重要性为依据,论述了力学竞赛与工程力学教学改革之间的相辅关系.力学竞赛可以用来促进工程力学课程教学改革的推进,满足当前工程力学课程面临的课时少、内容多、理论强、实践性差的特点；同时工程力学课程教学改革也可以更好地为各专业的工程服务,促进力学竞赛上新台阶,对教师和学生的培养都大有益处.
关键词：工程力学；竞赛；教学改革
中图分类号：G642.0
文献标识码：A
文章编号：1002-4107（2016）08-0001-03
收稿日期：2015-11-12
力学作为一门最为古老的经典学科,是许多工程学的基石.物理学研究的“力热声光电磁”几大现象中,力学也是首当其冲的.回顾我们最初接触的初中和高中物理,都是从力学开始学起的.这些都体现了力学的基础作用.随着理论的成熟和技术的进步,力学也得到了极大的发展,形成了更为细致的门类.与其他学科的交叉融合,形成了许多力学交叉学科,如与热的结合形成了热力学,与电的结合产生电动力学和电流体动力学,与磁的结合形成磁流体力学,与生物学的结合形成生物力学等.人类社会进步和经济发展的需求不断促进力学与其他学科的交叉,力学发展不断进步,使力学一直保持着新鲜的生命力[1-2].
“工程力学”课程是高校许多工科专业学生都要学习的纽带课程,包括基本的理论力学和材料力学,因为它的基础性,该门课程一般在大学第三学期或第四学期开设,正常情况下由专门的力学专业教师讲授[3].由于力学与数学联系密切,公式推导较多,逻辑性强,课堂教学理论较强,缺少趣味性和实践性,好多学生学起来积极性不高且效果不好,全校每年都有五分之一的学生会在二力考试中中而影响到毕业.因此“工程力学”课程的教学改革一直在进行[4-5].随着高等教育的大众化,高校扩招带来的全球人才竞争激烈,科技的快速进步,促使高校诸多课程都在进行着不同程度的改革.工程力学基础教学的课时在被不断压缩,如何在紧缩的课时中培养学生基本的力学能力,近而提高学生创新能力,为后续学生进入社会完成相应的工程应用打下良好基础,是高校领导和任课教师孜孜以求的目标.作为检验高校基础力学教学成果之一的竞赛,为工程力学的教学改革提供了一个契机并指引了一个方向[6-7].
一、“工程力学”教学改革促进力学竞赛
1．高等教育的目的是培养创新型人才
高等教育的目的是培养综合能力强且具有创新精神的人才,以便更好地服务于创新型社会的需求.要想有创新,就需要培养学生独立思考独立解决问题的能力.爱因斯坦说过：“应当始终把发展独立思考和独立的一般能力放在首位,而不是获得专业知识.如果一个人掌握了他的学科的基础理论,并学会了独立思考和工作,他必定会找到自己的道路,而且比起那种主要以细节知识为培养内容的人来说,他一定会更好地适应进步与变化.”[8]
那么如何培养学生独立思考的能力呢？满堂灌的理论学习加理论验证教学方式只能使学生丧失学习兴趣,爱学习的学生也只能是强行记住一些公式,会解一些典型习题,大部分学生都是为了应付考试,考试之后就会几乎毫发无损地还给教师,达不到对大学培养和训练的目的.
要想培养学生独立思考能力,就要在基本理论学习的基础上,进行一定的工程实例的实验和实践训练.“工程力学”实验并不多,而且大多时候都是在教师的指导下进行,有的可能只进行演示,实现的只是对理论验证.如果把实验的基本内容给学生,让学生自己思考实验过程,再去进行实验,效果会大大提高[9].同时,由于扩招使学生增多,而高校的实验设备有可能没有及时补充,相对来说比较少,这也会影响到实验的效果.为了多方面锻炼学生的工程能力和独立思考能力,需要教师付出更多的精力和努力.可以在一个知识点讲完后,给学生提供一些生活中常见的力学实例让学生课下思考,如脚踏车时车架的受力分析,如四点式椅子和二梁式椅子的稳定性分析,如缝纫机工作时运动分析等,然后利用一定的学时检验学生解决问题的成果,并由其他学生和教师共同进行点评.学生在处理类似的问题时,需要定性地将系统或装置抽象出一个物理模型,然后根据相应材料原理进行建模,最后思考求解方法.这样,可以使学生认识到力学与生产生活的息息相关性,调动学生学习力学的积极性；还能够以小见大地锻炼学生的工程能力,促使学生进行独立思考；另外能够强化学生提升解决问题基本思路,在方法上积累惯性思维[10].
2. “工程力学”的教学改革能够更好地为各专业工程服务
“工程力学”课程教学改革要满足“学时少、内容新、水平高、效果好”的目的,就需要在有限的课堂学时内向学生传递更多的不断更新的知识信息.以往的教学模式要想做到这一点比较困难,因此要从教学内容和教学模式上全面进行改革探索[11].教学内容安排上,剔除与高等数学和物理学中重复的内容,从较高起点进行讲授,但又需要避免建立空中楼阁之嫌,不能让学生一开始就有云中漫步的感觉.教学改革如何平衡这两个看似互相矛盾的问题,需要教师不断思考[12].（1）先下手为强.上课之初,做好导论,使学生清楚该门课程在生产生活中的重要性和在课程体系中的地位,加强学生对课程的重视程度.强调课程的逻辑性,给出唾手可得的学习方法,让学生克服畏难情绪,增加学生的学习信心.（2）恩威并重.不同专业对该门课程的要求不同,尽管制定教学大纲时考虑到了全校工科专业多学生多的情况,但不能详细定出各个专业的纲要.而授课教师需要结合所授学生专业特点,进行教案准备和资料选择.理论方面不必讲得过深,本着够用就行的原则.重要的是掌握解决问题的思路和方法,结合生活中身边事例深入浅出进行讲授,先用简单例子进行讲解,再给出稍难些的实例让学生自己分析,遇到难点后再给予讲解.让学生紧紧配合课堂教学,虽经寒霜苦之过程,但最终会得到腊梅香之结果.（3）鼓励竞赛.鼓励学生参加各种涉及力学的竞赛.竞赛的题目往往比较新颖,与实际生活比较接近,会让学生深切感觉到工程力学的接地气.同时竞赛的题目可以开拓学生的视野,扩展学生科研思路,培养学生独立解决问题的能力.
3．“工程力学”的教学改革提升力学竞赛的水平和层次
“工程力学”的教学改革可以以竞赛作为导向之一,在取得良好教学效果后,也会促使力学竞赛水平得以提升.学生理论基础夯实了,工程思维形成了,那么简单的竞赛题目就不能满足学生的胃口了,就需要增加更深层次的工程实践问题进行比赛,使比赛上升一个新台阶.
二、力学竞赛推进“工程力学”教学改革
与“工程力学”相关的竞赛有许多,如结构设计竞赛、机械设计竞赛、大学生力学竞赛、大学生科技竞赛.其中全国周培源大学生力学竞赛是当前影响最大含金量高的与工程力学相关的竞赛,吸引了全国天南海北的大学生参加[13].
1．全国周培源大学生力学竞赛基本概况
全国周培源大学生力学竞赛从1986年开始酝酿,1988年开始第一届,之后,每隔四年进行一届,直到2007年,改为每隔二年进行一届,至今已经开赛9届.第十届竞赛于2015年5月31日在全国范围内举行.由于一直受到力学界的各层学者的关心,当前已经成为全国层次最高影响力最大的科技竞赛之一.竞赛模式也在不断更新,紧紧围绕最新最前沿的关键技术问题和常规工程及实际生产生活的细微之处,提炼基础力学问题作为赛题,使赛题更加接近地气[14].
竞赛规模上,从第一届的12个单位62人参加竞赛,到当前200多单位,几万人参加的竞赛,充分说明各高校大学生对该项赛事的认可和肯定,也表现了该项赛事的地位和影响力.
全国周培源大学生力学竞赛在中国力学学会和各地力学分会的支持下,已经开通了网站,*是http://zpy.cstam.org.cn.网站上的标语为“力学星空奥妙无穷,实践创新风光无限”和“今日竞逐力学知识海洋,明天托起国家创新蓝天”.网站上不仅能够了解赛事基本情况和及时的赛事信息,还有很多其他的力学竞赛信息,体现了力学工作者的良苦用心[15].
2．全国周培源大学生力学竞赛的特点
随着时代的发展,科技的进步,全国周培源大学生力学竞赛也与时俱进,体现了诸多的特点.
从竞赛题目上看,更加注重基础性、科学性、趣味性、灵活性、创新性.如第六届赛题“如何过独木桥”和“魔术师的箱子”、第七届的使用100双筷子设计“承重木塔”,从题目上就会引起参赛者的兴趣.而且,从2007年的第六届开始,大赛设置了的团体赛,使得比赛由原来注重理论的个人赛向前推进一步,更加注重动手能力和团体协作能力的团体赛.这样把学生实践能力提升到了与理论能力并重地位,使学生更深层次地理解理论,并使理论为实践服务,同时灵活的题目也促使学生独立思考,更容易创新[16].
从竞赛宗旨上看,大赛能够更好地服务于高校的人才培养.赛题的灵活性和创新性更有利于培养学生的创新能力,符合高等教育的目标,为创新型社会输送创新型人才提供保障.每届竞赛中由于都有力学界的大师级人物参与,鼓励参赛学生并对他们进行系列科普讲座,使学生了解到力学学科与工程前沿的问题,开阔学生眼界,为大学生打开了一扇通向高水平科学研究的大门.另外,通过积极与媒体配合,竞赛的影响力和观赏性也都得到了提高,从而吸引了更多学生和民众注意,有利于促进青少年科学素质的提高.
3．竞赛对“工程力学”教学改革的促进作用
传统的教学内容和教学模式在竞赛中受到了冲击,体现在参赛学生身上,表现为“重知识轻能力”“重解题轻问题”的特点.对工程中的实际的问题,难以确定出符合自己思路的明确条件,定性的问题解决不好,就谈不上建模,也谈不上求解了.此种现象促使教师对工程力学课程进行教学改革,在教学过程应该注重从工程实践出发,从始至终全程地对学生进行解决工程问题的训练,积累学生解决问题的经验,形成学生解决问题的思维,为培养出有真正能力的人才做出贡献[17].
（1）竞赛有利于促使学生能力的提升
竞赛题目的综合性和灵活性,促使学生在学习理论时要夯实基础,灵活运用.竞赛的题目往往不会像授课时所做的习题那样,只针对一个知识点进行训练,而是综合了可能跨度比较大的多个知识点.这就要求学生在学习理论时,要深刻理解工程力学的知识体系,打好基础,才能在使用时应用自如.另外,团体赛的设置需要参与者在理论支持下,具有较强的动手能力和协作精神,这种要求需要学生在课程学习中进行更多的实践练习,通过各种实验达到训练的目的.这样,学生实践能力和理论能力并重,整体能力会得以提高.
（2）竞赛有利于高等教育目标的实现
“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的建设内容中提到：继续开展大学生竞赛活动,重点资助具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动,激发大学生的兴趣和潜能,培养大学生的团队协作意识和创新精神.全国周培源大学生力学竞赛做到了这一点.竞赛为学生创新能力的培养提供了契机,而高等教育的目标是培养创新型人才,近而构造创新型社会,因此力学竞赛有利于高等教育目标的实现
（3）竞赛有利于提升工程力学教学成果
全国周培源大学生力学竞赛在推进工程力学的教学改革过程中,还可以促进优秀老师的培养.竞赛的影响力和赛题的设置,促使教师要时刻跟上时代步伐,改进教学内容和教学方法.可以将竞赛内容作为教学内容的补充,以竞赛促教学.对授课中的基础内容讲清讲精；延伸的内容要进行合理的筛选,给定的条件要进行合理的设置；拓展的内容要通过现代通信技术进行开放式的教学,提供难易程度不同的拓展内容对学生加以训练.教学改革过程中,通过出现问题解决问题,可以增加教学论文的数量和教学立项的数量,也可以提升教师的授课能力,有利用培养出更多的优秀教师.
创新型国家需要创新型人才,而高校的本科教育就是创新型人才培养的主要阶段.“工程力学”作为与工程接近的诸多工科专业学生都要学习的课程,能够为创新型人才培养添砖加瓦.有影响力的全国大学生力学竞赛能够促进“工程力学”课程的教学改革,为培养创新型人才提供促进作用.论文以高等教育的目标为根本,论述了“工程力学”教学改革与力学竞赛之间的互辅关系.
温家宝总理曾经说过,建设创新型国家需要有一批仰望星空的人.高等教育就是要培养出一批能够仰望科学星空的人.“工程力学”教师也要尽匹夫之力,与时俱进,把握时代脉搏,做好教学改革,提高教学水平,参与力学竞赛,为国家培养出更多仰望科学星空的人！
参考文献：
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作者简介：贾海朋（1971—）,男,山东德州人,河北工业大学机械学院教授,博士,主要从事拓扑优化研究.
该文总结：此文为关于工程力学和力学竞赛和教学改革方面的教学改革论文题目、论文提纲、教学改革论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
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