研究型教學法在工程力學課程教學中的實踐探索
論文關鍵詞：研究型教學；工程力學；創新意識
論文摘要：本文結合教學實踐的具體實例，探索了研究型教學模式在工程力學課程中的實踐應用。實踐證明：實施研究型教學培養了學生的創新意識和科研能力，并增強了學生的實踐動手能力。
研究型教學作為一種新的教育教學思路和方法，是近年來高等教育理論和實踐研究中的熱點問題，受到廣大高等院校普遍關注與認可，并在一定程度上開展了研究實踐。
研究型教學是一種以學生為中心，教師為主導的教學模式，研究型教學要求在教學過程中體現“研究”的本質特點，側重培養學生科學研究精神、意識、態度和能力等，從以傳授知識為主要特征的“教學型”教學轉變為以培養認知能力為主要特征的“研究型”教學，從而達到使學生由被動學習變為主動學習，提高創新思維和創新能力的目的。
我校工程力學教學團隊以提高《工程力學》課程教學質量，促進學生知識、能力、素質及創新意識和科研精神發展為目標，在理論教學及實驗教學中嘗試采用研究型教學方法。通過組建研究型學習小組、開展科研訓練、小型研討課、指導性設計等方式，使學生從理解和接受式的被動學習轉變為探索和研究式的自主學習，激發了學生的求知欲，培養了他們的創新意識和科研能力。這些嘗試取得了一些有益的成果和初步成效。
1 組建研究型學習小組，開展科研訓練
工程力學是一門注重實驗的學科，在實驗教學中無論是拉壓、扭轉、彎曲等基本實驗還是各種組合變形實驗，所用試件都是以低碳鋼為主的金屬材料，而對于其他材料涉及較少。許多學生對于日常生活中的各種材料的力學性能都比較感興趣，尤其是隨著各種全國性及省級結構大賽的開展，經常要用到繪圖紙、乳白膠等材料，學生對這些材料的力學性能了解較少。因此我們組織學生成立了“紙工程力學性能研究小組”，指導學生研究目前市場上常見繪圖紙的力學性能。首先引導學生利用網絡、圖書館等資源查找文獻資料，了解紙的一般物理性能，提出自己的研究問題，然后在教師的指導下設計方案，并進行多次實驗，通過實驗獲得研究數據后，又引導學生對實驗數據進行科學處理，得出研究結論，最后指導學生撰寫研究論文。例如有組學生為了研究紙的抗拉性能，首先測定單層紙在縱向、橫向的抗拉強度；進而測定不同層數紙張的抗拉強度；最后通過乳白膠將不同層數的紙張粘結在一起形成復合材料，并測定其抗拉強度。
通過這樣類似于科研過程的訓練，初步培養了學生的科研思維，激發了學生的研究潛能，在此過程中，我們欣喜地發現，學生表現出了較大的熱忱和勇于攻關的科研精神，能夠主動想辦法克服實驗過程中遇到的種種問題。對于學生科研來說，實驗結果并不是最重要的，而培養良好的科研意識、科研思維、科研精神及科研能力將讓學生受益終身。
2 開展指導性設計，舉辦紙構件抗彎性能比賽
由于常見的橋梁、房屋建筑中的各種抗彎構件的截面設計、配筋計算等都離不開工程力學課程中彎曲應力、彎曲變形等知識點，而這部分內容的學習對于學生而言比較抽象，較難理解。因此，我們在理論課程講授了受彎構件的強度、剛度知識內容后，指導學生利用常見的繪圖紙材料，制作不同截面形狀和尺寸的受彎梁，并以載重比最大、截面形式最優為優勝標準組織了“紙梁抗彎性能比賽”。要求所有學生參加，優勝者可獲得創新學分。這樣就克服了研究型學習小組只適合少數學習程度較好的學生參加，普及面不夠廣的缺點。
為了充分調動學生的積極性，我們首先引導學生充分查找資料，在此基礎上組織了一次小型研討課，討論并設計合理的截面形式和尺寸（此時學生充分利用了“紙工程力學性能研究”的結論）；然后由學生自己動手精心制作，做出了矩形、雙矩形、組合工字形、組合T形、組合槽形、組合箱形等不同截面形式的紙梁。不少學生還動腦筋、想辦法出人意料地制作出變截面梁、加筋肋梁和輔助梁等。最后通過在梁跨中施加單點靜載的方式，確定出了載重比最大的紙梁模型。比賽后我們又組織了一次研討課，引導學生對比賽結果進行分析討論，學生積極踴躍地發言探討受彎梁的合理截面形式，并對紙梁的破壞形式進行了深入分析，學生對于受彎構件強度破壞形式有了深入理解。
在指導性設計、制作、比賽過程中，學生面對具體的問題時，能開動腦筋想出解決問題的方法，并在實踐中，動手制作出來，同時也培養了團隊協作精神。通過這樣的方式，既提高了學生的動手能力，又增加了學生對課程內容的深入理解和掌握，為專業課程的學習奠定了良好的基礎。
3 改革實驗教學內容，設置科研型實驗項目
在實驗教學中實施研究型教學模式，是培養學生自主學習意識，提高創新能力的重要手段。我們在傳統的演示性和驗證性實驗基礎上，開設了具有科研性質的設計性和綜合性實驗項目，如開孔構件受拉性能的研究、疊合梁實驗、不同桿端約束和帶中間支承的壓桿實驗等等。由學生自主選題，查閱資料，利用所掌握的綜合知識，獨立設計實驗方案，在教師指導下，自主完成試件制作、實驗數據采集處理，并對實驗結果以及實驗中的問題進行分析討論，獲得結論。
經過科研型實驗項目的訓練，學生的科研能力如創新思維、查閱和處理文獻資料的能力、實驗設計能力、操作能力、實驗數據的處理能力及實驗的總結能力等都有了顯著的提高。同時學生對理論知識的學習興趣也比以往提高了，從而達到理論學習與實踐相互配合，相得益障的好效果。
4 結語
實踐證明：研究型教學是培養學生創新意識、創新思維和創新能力的重要方法。同時發現，在研究型教學過程中，教師的作用由傳統的“講授者”，變為“指導者”：教師要啟發、引導、指導、激勵和評價學生進行研究型學習，帶領學生發現問題、分析問題、解決問題。因此對教師的研究型教學水平提出了新的更高的要求，所以我們應不斷進行積極探索與實踐，并總結經驗教訓，循序漸進，提高自己的研究型教學水平。
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