淺析力學(xué)課程中實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重要性的論文
論文關(guān)鍵詞：力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)科學(xué)素養(yǎng)創(chuàng)新能力
論文摘要：力學(xué)課程是工程技術(shù)人才所必須學(xué)習(xí)的課程之一，由于課程的概念性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，課程中實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置是必不可少的，而且實(shí)驗(yàn)對課程的學(xué)習(xí)有著非常大的促進(jìn)作用，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是培養(yǎng)工程技術(shù)人才科學(xué)素養(yǎng)，創(chuàng)新能力的有效途徑，我們在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)加深對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)的探索，提高實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的課時比率，提高力學(xué)教學(xué)水平，促進(jìn)教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新。
1前言
力學(xué)課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課，大部分的工科專業(yè)的學(xué)生都要進(jìn)行學(xué)習(xí)。按照學(xué)生層次、專業(yè)類別、力學(xué)知識深度的不同，力學(xué)課程包括《建筑力學(xué)》、《工程力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《理論力學(xué)》等。對于建筑，機(jī)械，航空等這些與工程結(jié)合密切的專業(yè)來說，力學(xué)課程是及其重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是這些專業(yè)學(xué)生學(xué)好專業(yè)課的一個重要前提。力學(xué)課程的特點(diǎn)就在于它所研究的問題都是與工程實(shí)際相結(jié)合的，是在生產(chǎn)生活中實(shí)實(shí)在在所遇到的問題。我們知道，實(shí)驗(yàn)也是解決實(shí)際工程問題的方法之一，因此力學(xué)課程的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)就有了不可分離的關(guān)系。在力學(xué)課程中加開實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，就成了學(xué)好力學(xué)課程的有效方法。力學(xué)課程的學(xué)習(xí)離不開實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，加入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是學(xué)好力學(xué)課程的最直觀，最有效的方法。所以，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在力學(xué)課程中的作用是十分重要的。
2實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)課程的興趣
興趣是推動人認(rèn)識活動行為的重要動機(jī)，在課堂上，如果學(xué)生對所學(xué)的知識懷有興趣，便會抱積極的態(tài)度、以愉快的心情去參與進(jìn)去，從而體驗(yàn)到學(xué)習(xí)是一種無窮的樂趣。而力學(xué)理論的學(xué)習(xí)是枯燥無味的，課程內(nèi)含力學(xué)相關(guān)基本概念和術(shù)語，有很多易混淆的名詞，力學(xué)作用情景抽象，實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)，如果不加以正確有效的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，會很容易讓學(xué)生知難而退，放棄對課程的學(xué)習(xí)。因此必須針對力學(xué)課程概念性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)，應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)對學(xué)生進(jìn)行一步一步的引導(dǎo)，這就需要力學(xué)實(shí)驗(yàn)的配合進(jìn)行。力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)，結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)課程的重點(diǎn)難點(diǎn)設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。比如在材料力學(xué)部分，材料的拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)等內(nèi)力的概念在學(xué)生中有很多疑點(diǎn)，必須給予明確而有說服力的解釋，否則不利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、思維能力。講解每一概念后，到實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)，對實(shí)驗(yàn)后的試件破壞形式和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，使學(xué)生對相關(guān)的內(nèi)力概念有一個深刻的理解。從而解決了力學(xué)課程概念性強(qiáng)，情景抽象的問題。對于力學(xué)課程實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)這個特點(diǎn)，這就要求在講課過程中必須加入工程實(shí)際問題的舉例。比如說，在材料的軸向拉伸和壓縮試驗(yàn)中，做實(shí)驗(yàn)的目的是什么，在工程實(shí)際中的作用是什么，這個實(shí)驗(yàn)可以對機(jī)械零件，建筑材料進(jìn)行檢測，是研究材料性能，設(shè)計(jì)新零件等所必須要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，比如說:起重裝置中載重件的設(shè)計(jì)、減速器中傳動軸的設(shè)計(jì)等都需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，都需要經(jīng)過周密的科學(xué)的計(jì)算才能設(shè)計(jì)尺寸選取材料。在力學(xué)課程的教學(xué)中根據(jù)課程的這些特點(diǎn)，有針對性的開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生們對力學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成從實(shí)驗(yàn)方面解決問題，在快樂中學(xué)習(xí)的習(xí)慣，教師應(yīng)充分利用力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)條件為課程服務(wù)，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決學(xué)生在力學(xué)學(xué)習(xí)中的問題。
3實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
科學(xué)素養(yǎng)(scientificliteracy)主要包括人們對于科學(xué)知識達(dá)到基本的了解程度;對科學(xué)的研究過程和方法達(dá)到基本的了解程度;對于科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響達(dá)到基本的了解程度等三方面，科學(xué)素養(yǎng)是公民基本素質(zhì)的一部分。當(dāng)今培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)已成為時代呼喚高科技人才的需求，已成為今后社會進(jìn)步、國家生存發(fā)展對公民綜合素質(zhì)的普遍要求�，F(xiàn)在努力培養(yǎng)掌握科學(xué)技術(shù)的新世紀(jì)的公民就意味著將來提高國家的國際地位和綜合國力�？茖W(xué)教育的目標(biāo)有兩個特點(diǎn):一方面是把如何學(xué)習(xí)科學(xué)納人科學(xué)教育的目標(biāo);另方面是強(qiáng)調(diào)學(xué)生個性和潛能的發(fā)展。因此為了適應(yīng)國家建設(shè)、科技事業(yè)發(fā)展的需要，創(chuàng)新型人才應(yīng)該具備良好的科學(xué)素養(yǎng)，應(yīng)該具備必要的科學(xué)知識，科學(xué)的思維方式，對科學(xué)的理解，科學(xué)的態(tài)度與價值觀，以及運(yùn)用科學(xué)知識和方法解決問題的意識和能力[1]。力學(xué)知識作為工程技術(shù)人才的所必須具備的知識，力學(xué)課程的教學(xué)也就顯得格外的重要，在教學(xué)過程中，必須要把對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高作為教育的一個基本目標(biāo)。學(xué)生經(jīng)過高等學(xué)校的學(xué)習(xí)，理工科的學(xué)生應(yīng)該具備良好的道德品質(zhì)、豐富的知識和技能、具有創(chuàng)造性思維和分析問題解決問題的能力，具有誠信的態(tài)度和健康向上的精神，成為國家建設(shè)的'棟梁。為了達(dá)到教育目標(biāo)，需要靠教育過程中的各個教學(xué)環(huán)節(jié)來體現(xiàn)，而實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)起著重要作用。對于理工類的許多學(xué)科和專業(yè)，力學(xué)是主修骨干課程，它既有一條發(fā)展的主線，又與其它課程有著密切聯(lián)系。
通過對力學(xué)專門知識的系統(tǒng)的深入的鉆研和專業(yè)工程中的應(yīng)用訓(xùn)練，學(xué)生逐步掌握廣博深入的力學(xué)知識，學(xué)會正確的思維方法，獲得分析和解決工程中與力學(xué)有關(guān)問題的能力。實(shí)驗(yàn)又在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中處于承上啟下的重要階段。力學(xué)實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)至關(guān)重要。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行過程中讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行有意義的建構(gòu)，通過使用先前所學(xué)的力學(xué)理論去進(jìn)行有意義的建構(gòu)當(dāng)前試驗(yàn)內(nèi)容，如果遇到問題需要課后找資料自學(xué)，這就培養(yǎng)了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，即學(xué)會學(xué)習(xí);同時在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過一個完整的科學(xué)研究過程的訓(xùn)練，初步瞳得如何從事科學(xué)研究，培養(yǎng)了實(shí)踐能力，即學(xué)會做事;在實(shí)驗(yàn)中，與指導(dǎo)老師的溝通，與同組同學(xué)的溝通與合作，在全班同學(xué)面前的表達(dá)能力等，既學(xué)會協(xié)作;同時，學(xué)會力學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐操作技能，掌握技術(shù)，適應(yīng)生存。在這一系列的過程中，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)在慢慢的培養(yǎng)起來。
4力學(xué)實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)際結(jié)合緊密，是培養(yǎng)工程技術(shù)人才的必要手段
實(shí)驗(yàn)在各個學(xué)科中的地位都是十分重要的，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，離不開實(shí)驗(yàn)，不經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的理論，也僅僅是空頭理論。力學(xué)課程的教學(xué)過程更是離不開實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在力學(xué)發(fā)展的道路上，許多科學(xué)家的發(fā)明、創(chuàng)造都是靠大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)而得到的結(jié)果，因而實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υ谂囵B(yǎng)現(xiàn)代工程技術(shù)人才中，占有重要的地位。在力學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中，肯定會遇到很多困難，結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)是一個十分有效的方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種智力與能力，理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)活動。其功能是鞏固加深對力學(xué)基本概念，基本理論的理解，并使學(xué)生在接觸和熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的使用過程中掌握基本測試技能，了解科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論綜合分析問題和解決實(shí)際問題的能力，有利于養(yǎng)成學(xué)生手腦并用，細(xì)心觀察事物的習(xí)慣，讓學(xué)生了解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是解決工程問題的有效手段。所以，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，與理論教學(xué)是相輔相成的。要培養(yǎng)出優(yōu)秀科技人才，離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
5力學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)
創(chuàng)新能力是能夠創(chuàng)造出具有社會價值的新理論和新事物的各種心理特點(diǎn)的綜合，是指能獨(dú)創(chuàng)性解決問題的能力。主要包括創(chuàng)造性思維與創(chuàng)造性想象，而以創(chuàng)造性思維為創(chuàng)造性心理的核心。創(chuàng)造性思維是人類思維的綜合，是智力發(fā)展的高級表現(xiàn)形式。當(dāng)人類進(jìn)入了21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是日新月異，國家之間，行業(yè)之間的競爭越來越激烈，其中，人才的競爭更是愈演愈烈，說到人才的競爭歸根結(jié)底是創(chuàng)新能力的競爭。在培養(yǎng)工程技術(shù)人才的教育過程中，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分必要和重要的。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是各個學(xué)科教育的重要目的，學(xué)科發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開創(chuàng)新能力[2]。力學(xué)學(xué)科的教育更是應(yīng)該注重對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這就要求在教學(xué)過程中通過多方面的訓(xùn)練提高學(xué)生的思維能力，發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的求知欲，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。力學(xué)實(shí)驗(yàn)就是一個很好的訓(xùn)練手段。工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)作為工程力學(xué)課程的組成部分，它對學(xué)生實(shí)際操作技能的訓(xùn)練，動手能力的培養(yǎng)，創(chuàng)新思維的形成等都有重要作用。在力學(xué)實(shí)驗(yàn)包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)熟練掌握了儀器、設(shè)備的使用方法和工作原理，完成教學(xué)大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)技能。之后，再通過進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生把相關(guān)的知識用實(shí)驗(yàn)的方法結(jié)合起來去解決問題，提高學(xué)生對知識的綜合認(rèn)知水平。最后，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，此類實(shí)驗(yàn)才是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵所在，實(shí)驗(yàn)者的設(shè)計(jì)思想和動手能力將在這一階段集中地體現(xiàn)出來。讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)所用儀器，實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)原理等，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將成為實(shí)驗(yàn)研究的主角，通過專業(yè)基礎(chǔ)知識與工程實(shí)際相結(jié)合，一定能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造性，尤其是提供了所學(xué)知識的縱向和橫向擴(kuò)展與創(chuàng)新的舞臺，既加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解和應(yīng)用又訓(xùn)練了學(xué)生解決問題，處理問題的能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。
6小結(jié)
力學(xué)教學(xué)具有理論性、工程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中必不可少的，實(shí)驗(yàn)對教學(xué)的作用也是十分明顯的，但是，現(xiàn)階段我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)還不是很成熟，有些院校對力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時比率設(shè)置較低，或者借課改減少其所占比率。我希望廣大的力學(xué)教育工作者繼續(xù)加深對力學(xué)教學(xué)方法的探索，尤其是對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，提高力學(xué)教育的水平，多多培養(yǎng)出具有良好科學(xué)素養(yǎng)，創(chuàng)新能力強(qiáng)的新時代工程技術(shù)人才!
參考文獻(xiàn):
[1]鐘啟泉.國外科學(xué)素養(yǎng)說與理科課程改革[j].比較教育研究，1997(1):16—21.
[2]唐曉雯.改革材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力[j]高等建筑教育，2003，(4):83-84.
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