大学基础力学课程互动式教学法分析

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摘要：提出基础力学课程互动式教学法：通过课前沟通交流、授课讲解释疑、课上讨论辩析、课终总结升华四个环节，提高基础力学教学质量．

关键词：基础力学课；教学质量；课堂互动

力学课程是理工科专业学生的必修课程，互动式教学是提高基础力学课程教学质量的关键因素之一．互动教学包括课前沟通交流、授课讲解释疑、课上讨论辩析、课终总结升华四个环节，其核心是以教学中要解决的具体问题为牵引，通过师生之间的互动，变单向灌输为双向交流，启发学生主动思考问题、积极解决问题．

1课前沟通交流：双方交互设疑，提出相关问题

课前沟通交流是课堂互动教学的第一个环节．一般在课前一至两天内，师生双方围绕具体教学目标和教学主题，通过交互设疑明确课堂教学要解决的重点及难点问题进行．授课教师可根据教学内容提出课前思考题，学生也可通过课前预习提出自己的困惑和疑问．如在学习理论力学《振动》内容之前，授课教师可提出以下思考题：今年五一假期，广东省的虎门大桥主航道桥桥面发生起伏晃动，振幅较大，导致大桥封闭．请学生思考“是谁晃动了虎门大桥”？师生双方如此交互设疑，既能充分调动学生的参教积极性，又能使授课教师有的放矢地组织教学［1］，为课堂上进行高效率的教学互动做好了充分准备，打下了坚实基础．教师应做好三方面工作：一是根据班级规模，把学生划分为若干学习互动小组并任命组长；二是教师提供学习资料、组织学习、收集相关问题；三是精心备课，根据教学计划、所学内容的重点、知识模块的难点以及学生的疑点，做好授课准备并设计好课堂互动的重点话题．学生要做好两个方面的工作：一是课前预习．学生通过浏览课本，熟悉学习资料，自主查询有关信息，围绕教学互动主题深入思考，形成自己的认识看法，并主动与授课教师进行面对面或键对键沟通．二是提出问题．学生提出质疑，小组长归纳组员的观点，向授课教师反映疑难问题．

2授课讲解释疑：运用实例分析，解决基本问题

授课讲解释疑是课堂互动教学的第二个环节，也是关键环节，是决定学生能否参与问题讨论互动的前提和基础．这一环节教师精讲教学内容，解答学生课前反映的共性问题．授课教师在这一环节运用案例分析法讲解释疑，以有效解决学生理论认识水平、科学分析能力等基本问题．一般而言，学生提出的困惑问题往往因各自理论基础、认识水平和分析角度的不同而大相径庭，既有“是什么”的记忆性问题，也有“为什么”的理解性问题，还有“怎么办”的现实性问题．但无论是哪类问题，归根结底，实质上都是学生在力学理论或分析方法上还比较欠缺．授课教师要针对学生提出的具有共性的困惑问题，利用网上丰富的教学资源，精选若干关联度紧密的工程实例，把这些问题嵌入其中并以多媒体形式生动呈现出来．例如，讲解理论力学《物体的受力分析》时举例：2019年农历春节上映的科幻电影《流浪地球》是名噪一时的优秀影片，它讲述了太阳即将毁灭，不再适合人类生存，面对绝境人类开启“流浪地球”计划，带着地球一起逃离太阳系，寻找人类新家园的故事．在该计划执行过程中，由于行星发动机熄火，地球被木星吸引，一旦穿过洛希极限，地球将会分解．此处可介绍基本概念：洛希极限是指引潮力（大天体引力和惯性力的合力称之为引潮力）等于小天体引力的临界状态．引入力学问题：考虑两个天体，一大一小，小天体围绕大天体运动，为了更具一般性，假设小天体被大天体吸引，呈螺旋状坠向大天体，如图（1）所示．进行力学分析：小天体（地球）上任意两个物体的受力情况，如图（2）所示．地球表面的物体分别受到木星和地球的引力（F，G），由于加速度存在导致的惯性力（FI）（注：这个惯性力并不真实存在）以及地球表面的支撑力．根据洛希极限的定义，地球上的物体进入到木星的洛希极限，当其引潮力大于地球的引力，这时候支撑力为负，即这个物体脱离了地球，被木星吸引过去了．如图（3）所示，物体A进入洛希极限．图1如果A是流体，那么，就会出现图（4）所示的画面．物体A很大，随着物体A进入洛希极限，已经进入极限范围的流体飞了起来，在临界点处则是正要起飞，在尚未进入洛希极限范围内的流体则依旧被地球引力所束缚．整个画面，正如《流浪地球》中地球大气被木星吸引的画面一样．这个实例引起学生对力学知识的兴趣，进而把基本概念、力学分析等教学内容串讲清楚，还可以通过对实例前因后果、来龙去脉的分析，引导学生以长远的眼光深刻认识问题，以辩证的思维全面分析问题，以实践的观点正确解决问题［2］，帮助学生掌握分析问题、解决问题的科学理论依据和正确思维方法，促使学生对生活中的力学问题进行更深入思考和自我解答．这一环节是课堂互动的前半部分，既完成了对教学内容的讲授，又解决了基本问题，更强化了学生独立思考和科学分析问题的能力．

3课上讨论辩析：搞活课堂讨论，辩析重点问题

课上讨论辩析是课堂互动教学的第三个环节，也是最具创造力和灵活性的互动环节［3］，可以根据不同教学内容组织各种形式的课堂讨论，对一些重点、难点问题以及实际的各种力学问题进行深入解析．因为课堂讨论是“一种充分地体现自主学习、合作学习和探究学习的新课程理念”，所以，搞活课堂讨论的关键是采取恰当的互动形式“因题制宜”．对社会或网上备受关注的热点力学问题开展“焦点访谈”．让各学习互动小组推选出善表达、反应快的学生骨干，到台上接受现场访谈，与台下的学生进行广泛交流．例1．对学习内容中的难点问题举行“难题辩析”．比如“桥动缘起于风”吗？各代表队在正反双方针尖对麦芒的思想交锋和妙语连珠的唇枪舌战中对疑难问题进行深刻解析．现场学生当评委，实施有效的思维引导．例2．对于身边的力学问题，让学生扮演相关责任人，研究解决问题的对策措施．各小组集思广益，形成相应的方案或提案，现场公布，评判优劣，锻炼学生分析解决问题的能力，并增强其社会责任感．［4］例3．对生活中的力学问题，如机械设计制造或土木工程设计等问题，组织“专题研讨”，让学生在相互学习交流中加深认识理解．授课教师在这一过程中扮演优秀“主持人”角色，把话语权交给学生，既不越俎代庖、自问自答，也不宜妄加评论、横加指责．如果说授课过程中，授课教师要发挥的是真理的力量，那么，课堂讨论中授课教师应展现的则是人格魅力，所要做的是启发学生思考、集中学生智慧、把握主题方向、引导互动进程．

4课终总结升华：创设主题情境，凝聚思想共识

课终总结升华是课堂互动教学的最后一个环节，也是贯彻关于课程思政的有力举措的最佳时机．授课教师对学生的意见观点进行总结点评和理性概括，促进师生双方之间以及学生之间的相互理解，以最终形成统一的思想认识、道德观念和价值追求．［5］首先，要创设情境氛围．授课教师可利用网络多媒体，在现场播放一些符合教学互动主题的图画、音频、视频等作为教学背景，进而创设一定的教学情境并营造浓厚的教学氛围，给学生以潜移默化的影响．比如，播放新闻：“在经历接连两次火箭发射失利后，我国长征五号B运载火箭发射获得极大成功！2020年5月5日18时，长征五号B带着两款新型载荷从我国文昌航天发射场腾空而起，直指苍穹．这两个载荷是新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，它们是中国空间站实验项目一部分，专门用来负责运送宇航员、生活物资及试验物资，是中国空间站与地面往返的重要“交通工具”．5月6日下午有一条坏消息传出———从近地轨道弹道载入的柔性充气式货物返回舱试验舱在返回过程中出现异常．具体是在哪个环节出现了异常呢？我国专家正在对异常原因分析和排查之中，暂时还未向外公开数据，但我们相信这个问题很快就会被解决．在航天领域中，充气热盾返回技术可以说是当今一项新技术，世界上没有几个国家掌握该技术，只有超级大国的美国曾经进行过一些试验，但获得的技术和经验还处在保密之中．所以我国首次测试充气热盾技术可以说没有任何的借鉴经验而言，出现测试失败也在所难免．失败并不可怕，最重要的是从失败中吸取教训，找出失败原因，从而向成功迈进．在一些高精尖领域，还有很多力学问题有待于学子们去探索、研究和解决．为了实现伟大的“中国梦”，力学人任重而道远！至此，课堂互动虽然结束了，但授课教师仍可以把课堂互动中产生的新观点、新见解、新问题吸收到教案和课件中去，上传到自己的博客中，供学生自学浏览，学生则通过积极参与网上交流体会、分享收获感受．［6］

5总结

如何有效提高基础力学课的教学质量，始终是力学教学中普遍关注的话题之一．本文结合工作实践，对当前大学生的学习心理进行分析研判，对力学教学特点规律进行归纳总结，科学地提出大学基础力学课程互动式教学法．笔者认为，搞活课堂氛围是提高基础力学课程教学质量的关键因素之一，其行之有效的办法就是开展互动式教学．课堂互动教学包括课前沟通交流、授课讲解释疑、课上讨论辩析、课终总结升华四个环节，其核心是以教学中要解决的具体问题为牵引，通过师生之间的互动，变单向灌输为双向交流，启发学生主动思考问题、积极解决问题．施行这样的互动教学，能够更好地发挥学生在力学学习中的主观能动性，从思想上意识到要为“中华之复兴”而读书．

参考文献

［1］关丽．分层教学模式研究及实施［J］．牡丹江师范学院学报：哲学社会科学版，2009（5）：99－101．

［2］刘艳．哲学解释学视野下的对话教学［J］．牡丹江师范学院学报：哲学社会科学版，2007（3）：65－67．

［3］倪秀英．基础力学课的教学互动初步研究［J］．力学与实践．2007（05）：70－71．

［4］刘景燕．工程力学课改革应着重学生能力的培养［J］．辽宁教育行政学院学报．2007（12）：157－158．

［5］汤可可．贯穿力学史主线的经典力学教学探讨［J］．力学与实践．2019（03）：320－322．

［6］赵培勇．高校高等数学课程体系改革分析［J］．智库时代．2018（48）：111－113．

作者：崔智丽 单位：安徽理工大学 力学与光电物理学院