分组讨论教学法在“材料力学”的应用

摘要：为了适应高等教育多样化的发展，充分调动学生在学习材料力学课程中参与教学的积极性，本文通过探讨分组讨论在“材料力学”教学过程中的存在的问题及优势，提出相应的解决方案，以提高该课程的教学质量。

关键词：分组讨论；“材料力学”；教学质量

应用型人才培养是我国经济转型和结构调整的迫切需要，也是高等教育大众化进程的新要求。面对经济社会发展对应用型人才的大量需求，不同高校都提出了相应的教育改革工程，其目的在于提高教育教学质量。大学培养的目标就是培养出对社会有用的综合型人才。因此，越来越多的高校将传统的教学方式转向了“以学生为中心”，以培养学生能力为目的，让学生具备发现问题、解决问题及自主学习的能力，以便更好适应社会发展需要。在传统教学模式，学生大多都是按部就班学习，填鸭式教学模式使学生缺乏发现问题及解决问题的能力，对于缺乏自我监督能力和不会制定个人学习计划的学生，如果在学习过程中遇到问题，也不去请教老师和其他学生，久而久之，易产生厌学情绪，以至于无法达到预期学习目标。目前，以分组讨论为导向的教学方法[1]，在多个学科的教学应用中都取得良好教学效果。“材料力学”课程是机械、土木等多个工程专业的重要专业基础课程，课程包含许多公式、定理及推理等，课程内容具有较强的系统性和理论性，虽然课程包含许多力学模型，但大都是从实际工程中抽象出来。因此，课程要求学生不仅要掌握相关理论知识，同时也要与实际相结合，培养学生具有解决工程实际问题的能力。

1教学设计与实施

“材料力学”是一门联系工程实际的学科，包含很多基本概念、基本公式和定理等，是机械、土木等多个工程专业的课程，也是学生以后解决基本的工程实际问题的基础课程。通过对“材料力学”的学习，学生对构件的强度、刚度及稳定性具有基本的认识，掌握了基本的力学概念、基本的与力学相关的计算能力和实验能力，为后续课程的学习奠定了必要的力学基础。传统的教学过多地强调学生掌握“材料力学”的基本概念和基本计算方法，却没有给学生更多的思维时间，缺乏对学生创造力和想象力的培养。分组教学是将一个班级的学生分成多个小组[1-2]，以每个小组为单位，每个小组相互合作共同完成一个特定的学习任务，如讨论、PPT展示等，学习方式方式比较灵活。该学习方式动员了整个小组的学习积极性共同完成一次学习任务，可以培养学生团队意识、有效检验学生学习效果，在完成任务过程中，发现自己的不足之处，可及时查漏补缺。与此同时，分组教学学习方式以学生为中心[3]，极大调动了学生学习积极性。学生在任务实施过程中，需应用自己所学知识设计模型以及自主控制任务的完成进度。有利于培养他们的自律性和主动学习积极性，也有利于教师及时发现他们的学习问题，针对性地对学生进行单独辅导。以分组为导向的教学模式在“材料力学”中的应用，可以充分调动学生自主学习的能力。学生可借助网络、图书馆等资料，通过老师的指引下，自主完成每次分组的建模任务，并以PPT形式进行展示，随后分组讨论、答疑。不仅能提高学生自主学习的能力，巩固所学的基本知识点，还锻炼了学生逻辑思维、共同合作、口头表达及沟通能力。教学具体设计如下：1）教学对象。选择新疆大学2018级机械工程专业本科生120人为研究对象，该类学生完成理论力学或工程力学等相关课程的学习，具备基本的力学知识，将四个班学生通过简单随机分组法，在授课时，每班分为5组，每组6人左右。2）教学内容及学时。选取“材料力学”中某章节的3个小节；教学时数2学时。3）教学流程。课前准备：提前告知学生要建立的力学模型，并以PPT形式展示，将教学组班级分小组，使每个小组同学预习相关的知识点，可利用互联网、图书馆等多种途径，查阅相关资料，比如：课本、相关专业书籍、专业文献等资料，根据要求建立相关的力学模型，并要求每组成员合力完成PPT的制作；课堂PPT的汇报：每组推选一位同学进行PPT的汇报，时间15min～20min；课堂提问环节：根据每组同学PPT的汇报，其他组同学向该组同学提出相关的问题，若回答正确对该组同学进行加分，若回答错误或没能回答，则对提问组同学进行加分。PPT展示结束后，学生进行自由讨论，提出问题，解决问题，分享学习心得及研究成果，教师做好引导及评价；课后总结：课程结束后，进行课程总结，对课程进行总结归纳，并对学生提出的问题进行答疑总结。

2教学效果评价

采用问卷调查形式在课程讨论结束后，向每位同学发放课程教学调查问卷，确保每位学生填完后收回。共发出150调查问卷，收回150份，根据对调查问卷的整理，结果显示如表1所示。

3讨论

分组讨论的前提是新知识在已有的知识体系上，以学生主动学习为主导，以小组讨论为教学形式，在老师的辅助辅导下，围绕某个与课程相关的力学模型进行研究，最终提出解决问题的方案，从而完成这一课程的学习。在传统的教学过程中，教学模式大多数都以班级为单位进行相关的教学活动，老师在黑板上进行知识讲解，学生被动地接受，在这种教学模式中，因一名老师对一个班级的学生，且课堂时间有限，很难确保让每位学生都能主动参与整个教学过程。因此，该教学模式无法充分调动学生的学习主动性及积极性，也降低了学生自主学习的能力。另一方面，传统教学注重理论，不注重实践，学生的学习以被动学习为主，缺少问题的讨论，问题答疑等学习环节[4]。尽管课程内容与工程实际相结合，但学生不会运用现有的知识去解决相关的工程实际问题。因此，如何在课堂上尽可能提高解决问题的能力很重要，针对材料力学特点，采用分组讨论教学方法[5]，激发学生自主学习。上课前告诉学生进行小组讨论时的要求—结合课程内容建立相关的力学模型，并以PPT展示。在力学模型制作的过程中，每位学生都能参与其中，根据小组讨论的环节，发挥每位学生的优势。通过课后问卷调查，结果显示76%喜欢该教学模型，86%的学生全程参与了该教学模式，82.3%的学生认为该教学模式对材料力学的学习有帮助，并有72.7%同学希望今后能继续参加此类教学活动。注重实践能力是以解决实际问题为导向的教学方法，将工程实际融入“材料力学”的教学过程[6]，使学生结合自己所学的知识从实际问题出发，将理论知识与实际问题相结合，让学生体会到自己所学的知识可用于解决相关的工程实际问题。同时，在分组讨论教学模式中，更多的通过学生之间互相讨论、共同合作完成一次学习任务，在分组讨论教学过程中，参与的主体由教师转为学生，这样可以充分调动学生的自主学习积极性，培养学生自主学习意识，使学生具备自主学习的能力，减少对老师依赖。通过分组教学在“材料力学”课程的应用，发现以下优点：1）学生不仅学会了材料力学的理论知识，同时还掌握了如何应用自己所学的材料力学知识结合工程解决实际问题；2）该教学模式学习过程比较有趣，有利于提高学生主动学习的意愿；3）该学习模式有利于培养学生团队意识和合作精神；4）该教学模式有利于教师发现学生的问题，可及时给与学生相应的辅导；5）以分组讨论为主导的教学方法打破了传统的授课方式，在模型准备过程中，学生不仅要查阅相关的资料，以此强化所学知识，也有助于他们开拓知识面，同时也使小组成员之间增强了合作意识，发挥各组成员的优势，有利于学习任务的尽快完成，并提高了学生处理问题的应对能力等；6）在分组讨论过程中，每次讨论都是解决工程实际问题的基础，学生通过所学的理论知识与实际问题相结合，这样有助于提高学生的动手能力和解决工程实际问题的能力。但该教学方法也有一定的缺点，如果在小组建模过程中，学生之间出现合作不佳，会影响各小组的任务完成进展，各个小组成员中的学生的学习成绩也有差异，对于学习主动性较差的学生，可能达不到预期教学目标，进而无法共同进步。针对以上情况，可在分组时根据学生学习能力、学习条件、学生性格特点、自由组队意愿等多方面原因综合考虑，以确保各小组的实力均衡，以达到小组成员之间可以相互商量、相互帮助的效果，共同完成小组学习任务。

4结语

综上所述，以分组讨论为主导的教学方法在“材料力学”教学中可以有效调动学生学习的积极性和主动性，提高教学质量，增强了学生的合作意识，可全面提高学生的综合素质。

参考文献：

[1]BarrowsHS.ATaxonomyofProblem-BasedLearningMethod[J].MedicalEducation,1986,20(6):481-486.

[2]RichardsJ,RenandyaW.Methodologyinlanguageteaching:ananthologyofcurrentpractice[M].CambridgeUniversityPress,2002.

[3]Page.ApproachesandMethodsinLanguageTeaching[J].2000.

[4]徐然，尚超，石文君，等.LBL与PBL教学模式在胸外科医学教学中的应用效果对比[J].中国继续医学教育，2017，9(7)：9-10.

[5]戢华.分组教学、以生教生,全面提高学生素质[J].剑南文学(经典教苑)，2012(1)：257.

[6]秦楠.以解决工程实际问题为导向：浅谈材料力学教学改革[J].科技风，2019(3)：32.

作者:郭飞 陈坤 孙艳丽 单位:1.新疆医科大学第一附属医院 2.新疆大学机械工程学院