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研究型教学法在工程力学课程教学中的实践探索
论文关键词：研究型教学；工程力学；创新意识
论文摘要：本文结合教学实践的具体实例，探索了研究型教学模式在工程力学课程中的实践应用。实践证明：实施研究型教学培养了学生的创新意识和科研能力，并增强了学生的实践动手能力。
研究型教学作为一种新的教育教学思路和方法，是近年来高等教育理论和实践研究中的热点问题，受到广大高等院校普遍关注与认可，并在一定程度上开展了研究实践。
研究型教学是一种以学生为中心，教师为主导的教学模式，研究型教学要求在教学过程中体现“研究”的本质特点，侧重培养学生科学研究精神、意识、态度和能力等，从以传授知识为主要特征的“教学型”教学转变为以培养认知能力为主要特征的“研究型”教学，从而达到使学生由被动学习变为主动学习，提高创新思维和创新能力的目的。
我校工程力学教学团队以提高《工程力学》课程教学质量，促进学生知识、能力、素质及创新意识和科研精神发展为目标，在理论教学及实验教学中尝试采用研究型教学方法。通过组建研究型学习小组、开展科研训练、小型研讨课、指导性设计等方式，使学生从理解和接受式的被动学习转变为探索和研究式的自主学习，激发了学生的求知欲，培养了他们的创新意识和科研能力。这些尝试取得了一些有益的成果和初步成效。
1 组建研究型学习小组，开展科研训练
工程力学是一门注重实验的学科，在实验教学中无论是拉压、扭转、弯曲等基本实验还是各种组合变形实验，所用试件都是以低碳钢为主的金属材料，而对于其他材料涉及较少。许多学生对于日常生活中的各种材料的力学性能都比较感兴趣，尤其是随着各种全国性及省级结构大赛的开展，经常要用到绘图纸、乳白胶等材料，学生对这些材料的力学性能了解较少。因此我们组织学生成立了“纸工程力学性能研究小组”，指导学生研究目前市场上常见绘图纸的力学性能。首先引导学生利用网络、图书馆等资源查找文献资料，了解纸的一般物理性能，提出自己的研究问题，然后在教师的指导下设计方案，并进行多次实验，通过实验获得研究数据后，又引导学生对实验数据进行科学处理，得出研究结论，最后指导学生撰写研究论文。例如有组学生为了研究纸的抗拉性能，首先测定单层纸在纵向、横向的抗拉强度；进而测定不同层数纸张的抗拉强度；最后通过乳白胶将不同层数的纸张粘结在一起形成复合材料，并测定其抗拉强度。
通过这样类似于科研过程的训练，初步培养了学生的科研思维，激发了学生的研究潜能，在此过程中，我们欣喜地发现，学生表现出了较大的热忱和勇于攻关的科研精神，能够主动想办法克服实验过程中遇到的种种问题。对于学生科研来说，实验结果并不是最重要的，而培养良好的科研意识、科研思维、科研精神及科研能力将让学生受益终身。
2 开展指导性设计，举办纸构件抗弯性能比赛
由于常见的桥梁、房屋建筑中的各种抗弯构件的截面设计、配筋计算等都离不开工程力学课程中弯曲应力、弯曲变形等知识点，而这部分内容的学习对于学生而言比较抽象，较难理解。因此，我们在理论课程讲授了受弯构件的强度、刚度知识内容后，指导学生利用常见的绘图纸材料，制作不同截面形状和尺寸的受弯梁，并以载重比最大、截面形式最优为优胜标准组织了“纸梁抗弯性能比赛”。要求所有学生参加，优胜者可获得创新学分。这样就克服了研究型学习小组只适合少数学习程度较好的学生参加，普及面不够广的缺点。
为了充分调动学生的积极性，我们首先引导学生充分查找资料，在此基础上组织了一次小型研讨课，讨论并设计合理的截面形式和尺寸（此时学生充分利用了“纸工程力学性能研究”的结论）；然后由学生自己动手精心制作，做出了矩形、双矩形、组合工字形、组合T形、组合槽形、组合箱形等不同截面形式的纸梁。不少学生还动脑筋、想办法出人意料地制作出变截面梁、加筋肋梁和辅助梁等。最后通过在梁跨中施加单点静载的方式，确定出了载重比最大的纸梁模型。比赛后我们又组织了一次研讨课，引导学生对比赛结果进行分析讨论，学生积极踊跃地发言探讨受弯梁的合理截面形式，并对纸梁的破坏形式进行了深入分析，学生对于受弯构件强度破坏形式有了深入理解。
在指导性设计、制作、比赛过程中，学生面对具体的问题时，能开动脑筋想出解决问题的方法，并在实践中，动手制作出来，同时也培养了团队协作精神。通过这样的方式，既提高了学生的动手能力，又增加了学生对课程内容的深入理解和掌握，为专业课程的学习奠定了良好的基础。
3 改革实验教学内容，设置科研型实验项目
在实验教学中实施研究型教学模式，是培养学生自主学习意识，提高创新能力的重要手段。我们在传统的演示性和验证性实验基础上，开设了具有科研性质的设计性和综合性实验项目，如开孔构件受拉性能的研究、叠合梁实验、不同杆端约束和带中间支承的压杆实验等等。由学生自主选题，查阅资料，利用所掌握的综合知识，独立设计实验方案，在教师指导下，自主完成试件制作、实验数据采集处理，并对实验结果以及实验中的问题进行分析讨论，获得结论。
经过科研型实验项目的训练，学生的科研能力如创新思维、查阅和处理文献资料的能力、实验设计能力、操作能力、实验数据的处理能力及实验的总结能力等都有了显著的提高。同时学生对理论知识的学习兴趣也比以往提高了，从而达到理论学习与实践相互配合，相得益障的好效果。
4 结语
实践证明：研究型教学是培养学生创新意识、创新思维和创新能力的重要方法。同时发现，在研究型教学过程中，教师的作用由传统的“讲授者”，变为“指导者”：教师要启发、引导、指导、激励和评价学生进行研究型学习，带领学生发现问题、分析问题、解决问题。因此对教师的研究型教学水平提出了新的更高的要求，所以我们应不断进行积极探索与实践，并总结经验教训，循序渐进，提高自己的研究型教学水平。
参考文献
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