力學最難的課程?摘要:筆者從事力學公共課課程教學十餘年,授課的專業幾乎涵蓋了學校所有開設了力學課程的專業結合授課班級專業,對近十年來教授的基礎力學課程期末考試成績進行對比分析,以某班理論力學期末考試成績為例,探讨基礎力學課程學生覺得難學,以及“挂科率”高的原因,并提出幾點對策,接下來我們就來聊聊關于力學最難的課程?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!
摘要:筆者從事力學公共課課程教學十餘年,授課的專業幾乎涵蓋了學校所有開設了力學課程的專業。結合授課班級專業,對近十年來教授的基礎力學課程期末考試成績進行對比分析,以某班理論力學期末考試成績為例,探讨基礎力學課程學生覺得難學,以及“挂科率”高的原因,并提出幾點對策。
關鍵詞: 基礎力學課程 挂科率 材料力學 理論力學
一、引言
高等學校的基礎力學課程,包括理論力學、材料力學以及工程力學,主要針對土木、機械、水利、航天航空、船舶等工科專業開設。對于這些工科專業來說,基礎力學課程是很重要的專業基礎課,一般在大學一年級第二學期或(和)二年級第一學期開設,同時也是公共基礎課與專業課的一個過渡課程。
對于力學要求較高的專業,比如土木、機械等專業,一般都開設理論力學和材料力學兩門課程。理論力學為剛體力學,是基于牛頓三大定律建立起來的具有嚴密公理化體系的一門課程。理論力學主要分為靜力學、運動學和動力學三個部分,知識點分散,理論公式推導邏輯嚴密且多,要求學生具有較好的數學基礎和抽象的邏輯推導能力,也是幾門基礎力學課程中,學生反應較難且通過率較低的一門力學課程。材料力學是學生接觸最早的一門變形體力學,是在工程實踐基礎上進行合理科學假設建立起來的一門課程,其基本概念和分析方法對後續的結構力學和彈性力學的課程非常重要。
回顧這十餘年的力學教學,發現基礎力學課程的教學效果一直不是很理想,補考和重修的人數越來越多,“挂科率”居高不下,這讓我們力學教學工作者不得不思考其原因并思考對策。
二、基礎力學課程期末考試成績分析示例
我校力學課程的最終考核,期末考試筆試部分所占比例一般設置為60%-70%,筆者選了理論力學課程“挂科率”最高的一次期末考試成績為例。縱觀考試成績,兩級分化比較嚴重,全班有50人,90分以上同學有4位,其課堂到課率為100%,課堂認真聽講,按時完成作業且正确率高,課後經常通過QQ、微信等方式向老師請教問題,并時常能提出個人見解且與老師讨論。不及格的19位同學,大部分課後作業正确率不高,甚至不完成課後作業,上課曠課較多,平時也很少甚至不與老師交流,也有個别同學平時上課也認真,但考試成績不理想。
圖1某教學班成績分布直方圖
表1分析參數表
三、基礎力學課程挂科率高原因分析
對于基礎力學課程“挂科率”居高不下,筆者認為主要有以下幾個原因:
(1)力學課程總體偏理論,公式推導多且繁雜、概念多、邏輯性強,原理抽象深奧,學生容易感覺枯燥和疲倦,以至于慢慢失去了學習的興趣。
(2)大學開設的課程原來越多,但總的學時學分基本沒有改變,不得不壓縮課堂教學課時,教師為了完成大綱的教學任務,大部分隻針對抽象模型做分析,問題背景介紹得過少,對知識點的展開以及相關的實踐應用展開不夠,在引起學生興趣這塊做得不夠,同時學生課前基本不預習,課後自學能力不足。
(3)學生總體用功不夠。經過高考進入一本院校的學生無論是基礎還是自我學習能力都不差,但進入大學以後,大部分學生還停留在中學階段的被動接受學習方式,沒有完成中學的被動學習到大學的主動學習習慣的轉變。同時,失去在中學時代每天有老師監督作用的情況下,大部分學生用較多的時間花在社交、社團活動以及玩電子遊戲上,花在學習上的時間遠遠達不到完成課程學習所需時間。
(4)學習方式的轉變。高中階段的學習特點是“知識點”老師講得很透,并且督促學生反複練習,以被動接受為主;而大學課程多,每門課程的課時少,更多的需要學生利用課後的時間查找資料,做練習,以主動學習為主。很多學生沒有将學習方式改變過來,對基本概念的理解不透徹,還是停留在多做幾道題來掌握知識點,這也是非常重要的一個原因。
四、提高基礎力學教學效果的對策探讨
針對基礎力學課程及格率低,兩極分化的現象,筆者根據自己多年的教學經驗提出幾點應對措施:
首先,思想上重視。最核心和關鍵的是一定要讓學生從思想上重視到力學課程的重要性。
第一要強調力學課程在專業課程體系中的重要性,比如對于土木專業的學生來說,理論力學、材料力學、結構力學這三大力學課程的關系是一環套一環,前一門課程是後一門課程的基礎,前一門課程沒有學好,後面的課程就很難學好;并且這三門力學課程又是後續的混凝土等專業課程的基礎。就像我們建的房子一樣,下面基礎沒有建好或者基礎不牢固,上部結構怎麼可能穩穩的?
第二要從時間和經濟角度強調力學課程的重要性。力學課程的學分大部分比較高,重修需要支付的重修費用較高;另外現在大部分高校采取的是跟班重修,在大二大三學業比較繁重的時候,還要跟下一屆的班級跟班學習,課程時間難以協調,學生的精力也跟不上。
其次,激發學生的學習興趣。興趣是最好的老師,主動的學習往往比被動的學習效果好很多。對力學學習有了興趣學生才會主動的取學習,但如何引發學生的興趣是一個很難很有挑戰的事情。力學課程的特點是概念多、公式推導多,容易使學生産生枯燥感。對于數學思維強,喜歡邏輯推理的同學可以在課前布置一些重要公式的推導預習;而對于不喜歡純理論學學習的學生,可以布置一些讓他們收集理論知識在工程應用實例的作業,并利用課間時間相互分享。課堂教學在傳授知識的同時,要注意一定不能“滿堂灌”,多給學生提問,啟發他們思考,比如為儲油罐為什麼設置成圓柱體球形?為什麼走鋼絲的人要拿一根長長的杆子?這樣的思考其所以然,可以讓學生體會到知識帶來的樂趣。
再次,課程學習方式多樣化。除了傳統的課堂教學、課後完成作業這種授課方式,可以利用線上的網絡資源,線上線下混合式教學,豐富教學方式。有條件的力學教學團隊可以根據本校的專業和課程設置特點,建設相應力學課程的線上課程;沒有條件的力學教學團隊則可以對網上已有的教學資源進行刷選,給學生推薦好的線上課程,免得學生大海撈針,不知選哪個合适。課後除了完成習題作業,還可以給學生選定一些好的參考書,要求學生盡量抽時間多多閱讀,與教材進行對比式學習。
另外,考核方式或綜合評價多樣化。大部分高校基礎力學課程都是采取閉卷筆試的考核方式,最終成績一般包含考試成績、平時作業和到課率,且考試成績所占比重一般在60%及以上。課程考核應該根據專業和學科的特點采用多樣化的考核方式,比如部分開卷,将一些公式給出來,将筆試考察的重點在于學生能應用公式解題;平時作業除了習題作業,還可以選取相關的工程案例,要求學生把相關的理論知識以及如何設計解決該工程問題以小論文形式上交等方式,計入最終考核。增加這樣的考核的方式既有利于學生掌握力學理論知識,又有助于引導學生理論聯系實際,培養其解決實際工程問題的能力。
最後,從制度上改進。目前采取的學分制允許學生一邊重修一邊學習後續的課程,若能從制度上規定不修完前面的課程就不能選修與其相關的後續課程,允許淘汰,學生應該會更有壓力和動力來學好基礎力學課程和其他課程。
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