高职路桥力学教学存在的问题与改革建议*

罗露露 叶 红 程玉华(武汉交通职业学院,湖北 武汉 430065)

高职路桥力学教学存在的问题与改革建议*

罗露露 叶 红 程玉华
(武汉交通职业学院,湖北 武汉 430065)

力学是一门理论性很强的学科,是高职路桥专业的一门基础课程,而目前高职路桥专业学生对力学学习兴趣不足,掌握效果差。针对此,文章提出力学教学应多利用力学小实验、力学模型、工程实例等,增强学生对力学的感性认识。同时,要注重学生创造力的培养;要选择合适教材,增加力学课程学时;要多利用现代化的教学手段,将力学知识生动形象展现给学生,不断提高力学课程的教学效果,提高人才培养质量。

高职路桥专业;力学课程;力学模型

力学于土木工程,是须臾不可或缺的重要理论基础课程。高职院校路桥专业,主要是为企业培养一线技术技能人才,与普通本科院校培养工程师人才相比,有其独特性和灵活性。然而,力学作为高职院校路桥专业的一门专业基础课,也是一门最难的课程。高职院校学生知识基础相对薄弱,对理论性强的专业课程学习兴趣不高,对力学知识的掌握程度差,不利于学生将来的职业发展[1,2]。在这种情况下,高职路桥专业教师如何对力学课程和教学进行改革,显得尤为重要。

一、高职路桥力学教学存在的问题

(一)学生基础薄弱,学习兴趣不足

相对本科生而言,高职学生大多文化基础较差,学习起点低,学习主动性、自觉性不够[3]。尽管很多学生平时很努力,但由于之前的学习基础薄弱,学习接受能力差,其对知识的掌握程度往往差强人意。另外,随着生源的不断减少,一些高职院校开始试行单独招生考试。由于单独招生考试主要针对中职学校毕业生,中职学校的学生文化基础大多不理想。而对力学这门理论性比较强的专业基础课,要想学好它,不仅需要学生一定的天赋及认真学习的态度,还需要学生有一定的基础知识,比如高中数学、物理等课程知识。这对原本考试成绩偏低,底子较薄弱的学生而言,在力学学习过程中难度相当大。

为更好地了解高职路桥专业力学课程的学习效果,笔者对某高职院校2012－2014级路桥专业学生的力学考试成绩进行分析,其结果如图1所示。

图1 某高职院校2012－2014级路桥专业学生力学成绩分析图

从图1可以看出,路桥专业学生力学成绩大多集中在60－80分之间。2012－2014级学生力学的平均成绩分别为71.1分、71.47分、68.65分;2014级路桥专业单招生的力学平均成绩为71.36分。而且笔者了解到,为了使多数学生能够通过考试,在考试题目的选择上,教授本门课程的教师基本上偏重于考察学生对于最基本知识的掌握,也就是说题目绝对是简单的。由此可见,力学对于高职路桥专业学生来讲,确实是一门偏难的理论课程。在学习过程中,学生很难听懂,逐渐产生了反感情绪,提不起学习兴趣,因而不愿意学习它。因此,如何让学生愿意学习并掌握这门课程,面临着挑战。

(二)教材选择不合理

目前市场上有不少高职力学课程的教材,但这些教材并非都是精品,有些是作者为完成任务而编写的,并没有认真进行斟酌和校核,使得教材中存在一些错误。另一方面,适用于高职路桥专业的力学教材,偏重于理论知识,学生看到大篇幅的公式或概念就会产生厌恶的情绪,从而失去学习的动力,这就使得学习力学的难度更大。而且很多力学教材适用于多个专业,对于路桥专业本身而言,针对性不强。

(三)课时安排不现实

高职院校路桥专业课程设置一般采用的是“2.5＋0.5”的教学模式,即在校理论学习两年半,毕业实习半年。在有限的时间内,所需要学习的课程很多,故力学这门课程在高职路桥课程安排上一般只有一学期。一学期内要让学生很好的掌握所需的力学知识是不现实的。

以某高职路桥专业所选用的力学教材为例,教材建议学时为100个学时,要完成力学基础、平面力学合成与平衡、轴线拉伸与压缩、圆轴扭转、平面几何组成、静定结构内力、梁弯曲应力、组合变形、压杆稳定、静定结构位移、力法、位移法及力矩分配法、影响线等13章的知识。基于高职学生的薄弱文化基础,基本上是无法完成的。

(四)教学模式过于单一

传统的教学模式,强调的是知识的传承,把传授知识当做教学的单一目标[4]。力学课程也不例外,多采用老师讲,学生听,“讲、学、考合一”。考试的内容多采用闭卷形式,主要是对结构的受力、变形等知识点的分析和计算。这种“填鸭式”教学,学生以应付考试为主要目的,把精力全放在死记硬背上,从而形成了“上课记笔记,下课对笔记,考试背笔记,考完忘笔记”的怪圈。这种教学模式,既不利于学生对知识的全面掌握和实际应用,也不利于教师教学水平的提高。

二、高职路桥力学教学改革的建议

(一)增强学生对力学的感性认识,提高学习兴趣

对于底子薄弱的路桥专业学生而言,力学课程的学习可以说是听天书。再加上力学这门课程偏重于理论,学生很难在课程的学习中得到比较感性的认识,这就使得学生逐渐对力学这门课程失去学习的兴趣。所以,教师教授这门课应结合学生的特点,多激发学生的学习兴趣。

1.加强实验室建设,加大实验在教学中的力度。学生通过一些力学小实验,进行集中性和专业性的学习,可以让他们感受到力的存在,增加他们对力学的认识,提高对力学课程的兴趣,同时也有利于培养他们的动手能力。

2.利用软件建立力学模型,直观反映结构在力的作用下的反应。随着科学技术的不断发展,研究力学的软件越来越多,如ANSYS,MIDAS, ABQUES等。教师可以利用这些软件,结合路桥专业的结构形式,建立几个典型的力学结构模型,给学生动态地展现这些结构在实际受力下的反应,相信学生对力学课程的兴趣也会随之增加。

以简支梁在均布荷载作用下的受力分析为例。通过理论计算和ANSYS软件两种方法计算,其结果如图2、3所示。图2表示直接利用力学理论计算的结果,图3代表利用ANSYS软件计算的结果。

图2 力学理论计算结果展示

图3 ANSYS模型结果展示

图2和图3对比,可以看出图3力学模型更为真实,且贴合实际结构。图3计算结果以彩色显示,更吸引眼球,给学生视觉冲激。另外软件还有很多动画展示的功能,给学生展示结构从受力到破坏整个过程,增加了学生学习力学的兴趣。

3.多收集一些工程中的实例。以工程设计、施工和后期使用过程中的力学相关的工程实例为基础,结合工程实例的图片、视频等,讲解相关的力学知识。学生在识图的过程中,增加感官上的认识,更能理解所学知识,并能够深刻体会到力学在路桥专业中的重要性,更愿意去学习力学这门课程。

(二)在提高学习兴趣的同时,提高学生的创造力

力学课程的学习,除了引导、讲授学生已知的知识外,还必须培养学生主动探索的精神,这是工程技术人员应该具有的基本素质。因此,在力学课程的教学中,教师应该结合学生的特点,让他们掌握基本的理论知识,培养和激发他们的创新意识。比如,可以通过力学实体模型承载力设计大赛,让学生根据所学力学知识,以身边的物品搭建力学实体模型,进行承载力的比拼;组织多种形式的力学设计比赛、力学实验设计比赛等,激发学生的创造力。学校可以建立创新实践团队,由一名团队负责人和指导老师共同管理。在指导老师的引导下,鼓励学生申请学校科研项目、省级及国家级大学生创新项目,让学生把所学的力学知识运用于科研项目之上。来自项目的压力和动力,更容易激发学生的创造力。

(三)选择合适教材,合理设置学时

教材的选择应当公开化,让学生参与。在选择的时候主要参考:(1)教材的学时数应与课程标准要求的学时数相适应;(2)所选择的教材与学生的实际水平相一致;(3)教材中不能出现错误;(4)教材的内容应该顺应时代的发展,符合现行的行业规范和标准;(5)有相应的课后习题和答案。另外,作为学校专业课的老师,可以结合学生特点和本专业的专业知识,试着编写专业特点更为突出、难度更适合路桥专业学生水平的教材。比如,在教材中以路桥专业的实际结构和工程实例为模型,抽象出力学的计算模型,让学生在力学的学习过程中,对自身所学专业的认识更为深刻,达到学以致用的目的。

关于学时的设置。确切地说,高职路桥专业学生在校有效学习时间只有两年半。虽然这个时间比较短,但是就力学在路桥专业课程中的重要程度,应该给力学课程多分配些学时,在多个学期开设力学课程,让学生能够更好地掌握这门基础课程,有利于他们今后的职业发展。

(四)应用现代信息技术手段,改革教学模式

传统的以教授知识为主的教学方式难以提高教学效率,而且学生的接受程度也有限。随着科学技术的高速发展,现代化的设备在教学中的运用也越来越广泛。力学这门课程,也应该跟上时代的步伐,采用现代化的教学手段,使学生能有视听结合的认识。教师应多采用视频、幻灯片等视觉教材,将力学的知识生动形象地展现给学生。

教师还可以采用探究式的教学模式,将启发互动并存于课堂之上,采用体验式、案例分析、项目结合等教学方法,并将这些教学方法有效的运用到力学课程的教学过程中。在具体的实施过程中,教师可以通过QQ、微信、微博等方式下发若干个与本节课有关的探讨式课题,学生自愿组成学习小组,小组中的每个成员分工合作或独立完成讨论课题。这样可以充分发挥学生的特长,实现优势互补。在整个探讨过程中,学生作为主体,教师作为引导者、协调者。这就对教师自身的水平提出了更高的要求,教师在安排每一节课内容时,需要充分收集资料,巧妙安排教学过程。只有这样才能充分调动学生的学习主动性,提高学生接受新知识的兴趣,使教学效果更加有效,还能在一定程度上锻炼学生独立完成任务的能力,提高学生自主学习的能力和创新能力。

三、结论

力学对高职路桥专业学生来说,是一门十分重要的基础专业课。如何将这门课程学好,需要教师和学生共同努力。教师要不断充实自己的理论知识和实践知识,并结合现代化的教学手段,让课堂变成气氛活跃、学生积极思考、师生互动频繁的场所。学生应积极主动地配合教师,成为课堂的主体,充分发挥主观能动性。这样,在力学学习过程中,学生不仅能学到理论知识,还能得到实际的锻炼,更重要的是学会如何主动学习,对其他专业课程的学习也将产生积极影响。

[1]王军.土建类高职专业开设力学课程的重要性[J].中国建设教育,2010,(5－6):35－36.

[2]陈燕.浅谈五年制高职《建筑力学》教学改革[J].现代企业教育,2013,(20):121.

[3]张莉,刘峰.论新形势下高职学生的特点及教育管理对策[J].学术研究,2012,(18):28－29.

[4]丛蕊,罗敏,唐有福.高职院校力学专业学生创新实践能力的培养策略[J].广西教育,2009,(36):23－28.

10.3969/j.issn.1672－9846.2015.03.019

G712

A

1672－9846(2015)03－0066－04

收稿日期:2015－05－08

武汉交通职业学院项目“以职业能力为导向对高职路桥专业教学改革研究”(编号:q2014006);全国交通运输职业教育教学指导委员会教研项目“路桥工程类专业中高职一体化人才培养的教学研究”(编号: JTJZW2014－122);湖北省高等学校省级教学研究项目“高职高专道路桥梁工程技术专业‘工学一体化’教学标准研究”(编号:2008382)。

罗露露(1987－),女,湖北襄阳人,武汉交通职业学院交通工程学院教师,主要从事道路桥梁工程技术教学与研究。

叶 红(1977－),男,湖北咸宁人,武汉交通职业学院交通工程学院副教授,主要从事边坡工程研究。

程玉华(1969－),男,湖北孝感人,武汉交通职业学院交通工程学院副教授,主要从事道路桥梁工程技术研究。