基础力学教学中学生创新能力培养探讨

　　摘 要：本文对基础力学教学实践中，如何培养学生创新能力培养进行了探讨。针对传统基础力学课程教学，革新教学模式、培养学生创新意识并将基础力学渗入到实践教学中，是培养具有坚实基础、富有综合实践能力和探究能力的创新性应用型人才的有效途径。

 

　　关键词：基础力学;教学模式;创新意识;综合实践

 

　　中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平近日在中南海同团中央新一届领导班子成员集体谈话并发表重要讲话时强调，青年一代有理想、有本领、有担当，国家就有前途、民族就有希望。作为新一代的大学生如何抓住当下，传承根脉，面向未来，至关重要。创新是一个人的希望、一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的动力。我国自改革开放以来，高等教育有了长足的发展与进步，教学条件和师资得到不断完善，教学质量也得到了显著提高。但与西方先进国家相比，我国大学生整体素质仍有欠缺之处，主要体现在缺乏创新意识和创造力薄弱。这主要因为我国现行的教学模式比较单一、实践教育和书本知识结合不够、评价学生能力的方法片面及激励引导机制的不合适等诸多不利因素 [1]。为适应全球信息化、智能化和学科强交叉等形势特征，高等教育必须从以往的单一授课模式中变革为以培养具有知识创新能力的新时代人才教学模式，提高大学生的创新意识和创新能力，建立有利大学生创新能力发展的良好模式和环境 [2]。

 

　　理论力学、材料力学等课程既是基础性学科，也是技术性学科，它们是众多技术工程学科的重要基础。长期以来，基础力学课程已形成了相对稳定的课程体系，理论架构严谨且逻辑缜密，兼具理论性和应用性，对提高学生的逻辑思维能力、模型提炼能力、分析及解决问题能力和钻研能力等方面都有着独特的优势和作用。在基础力学课程教学实践中，如何培养学生创新能力和创新意识对提高学生综合素质至关重要 [3]。本文将从教学模式革新、创新意识培养、探究方式教学、实验教学、综合实践应用等方面进行具体探讨，尝试找到有效培养学生创新能力的方法和教学模式，让学生在基础力学学习中既掌握具体基础力学理论知识，也获得创新思维和创新能力。

 

　　一 教学模式的革新

 

　　传统的教学模式多采用灌输式教学，其大量实践表明教学效果差，学生虽熟悉具体理论知识，但针对实际复杂问题时不能深入理解和灵活应用。为适应创新性教育要求，需要从教学模式和教学观念出发，对教学规律、教学过程、教学目的、教学原则等教学基本问题进行深入思考，明确教学方法创新的主题和宗旨，实现教学方法创新。

 

　　基础力学课程其理论性强、公式较多，与其它课程比相对枯燥难学，并且因多种原因与实践结合又比较少，导致往往不被学生重视且认为它没有实际用处。要改变基础力学课程的这种不利现状，一方面是要激发学生对这门课程的学习兴趣，另一方面要通过多种形式让学生树立起自信心，这些都需要在教学方法上做文章。在教学实践中，对重要理论知识的教学仍可采用传统的讲授教学方法，直接、快速的让学生熟练掌握基本知识和内容，为学生在实践中能更游刃有余的应用打好坚实的理论基础。在学生熟练掌握基础知识后，教师要通过案例教学法等在课堂中选择具有代表性的典型实际案例，让学生有针对性的进行梳理、分析和讨论，做出自己的判断和评价，发挥案例教学方法增强学生学习兴趣的有利优势。在课程中应用案例教学法，结合实践启发学生主动思考，提高学生的分析能力。在课堂教学中多采用研讨法，让学生分组形成团队进行学习，调动学生参与具体的集体任务。团队学习有利利用每一个小组成员的知识和技能，充分调动学生积极性和主动性，让学生在团队合作中掌握解决复杂问题的综合分析能力，提出创造性解决方案。

 

　　二 培养学生的创新意识

 

　　在现代高等教育中，如何将创新性教育融入到理论力学课程的教学过程中，使学生在理论力学课程的学习过程中提高综合素质一直是个难点。创新能力由多种能力构成，包括学习能力、分析能力、解决问题的能力、综合能力、想象能力、批判能力、创造能力、实践能力、组织协调能力以及整合多种能力的能力。基础力学作为基础性课程，是土木工程等应用专业教学中最基本的内容。基础力学中蕴含着许多创新思维方法——演绎法、归缪法、逆向思维法等，这些方法对其它学科的学习也具有广泛借鉴意义。基础知识的学习对专业方面的发展至关重要，但在学习基础力学课程过程中培养创新意识对学生以后的发展更加重要，影响也更加深远。爱因斯坦认为，想象力比知识重要，因为知识是有限的，而想象力概括了世界上的一切，推动着人类的进步，并且是知识的源泉。一个人的想象力决定了他们的创新思维和创新能力。因此，在教学中有意识地鼓励和引导学生提出问题，不断激发学生求知的兴趣和欲望，激发学生思考和创新意识。特别是鼓励学生敢于质疑问题，标新立异，启发学生从多角度看问题，多问为什么，在探索中归纳、总结、发现和解决新问题，不断形成强烈的创新意识。

 

　　三 培养学生的探究能力

 

　　创新是在坚实基础知识上延伸而得以实现，要求学生掌握必备的基础知识外，还应具备各方面的综合能力，特别是探究能力，这也是适应现代高科技发展的特殊要求。培养探究能力，要求学生首先养成自己发现问题与提出问题的能力，不同于传统教育中更关注于解决问题的教育理念 [4]。从培养创新能力角度来看，提出问题比解决问题更加有利于培养创新思维。为引导学生提出问题和养成良好探究习惯，教师应投入大量精力用于设计恰当的课时计划和学期计划，并采用创设精妙情境等形式启发与指导学生主动提出问题，然后再进行不断发散延伸引导学生提出更深入的新问题。培养学生探究能力对教师和教学条件提出更高要求，要求教师针对特定的探究任务考虑学生所需资料及各类教学实践工具等。其中最重要的是，教师需要发挥关键的引导作用，比如串联教学活动的主线过程。教师还需多采用灵活的模式引导探究，如探究过程中提出不同的或反向的意见来激发学生的思维活动，促使学生把探究活动与对学科知识的思考和理解结合起来，老师要促使学生带着“反思质疑”的态度去进行探究。让学生对一切事物有质疑的态度、敢于不拘一格、充分发挥想象力和联想能力，不断养成良好探究习惯。

 

　　四 加强学生实验教学

 

　　创新是对已有科学知识或技术等的推进和拔高，创新需要丰富素材和灵感，而实践正是创新的源泉。在基础力学教学中，经常出现精炼的力学理论知识和复杂工程应用问题的不匹配矛盾，以致学生解决工程实际问题能力不强，很难提出创新解决方案。为培养学生的创新能力，就应加强力学课程的实验方面的教学，弥补传统教学对力学实验课程的不够重视。基础力学教学不仅要开设基础力学实验，更要开展以学生自主进行的、探索性的力学实验教学活动，让学生自己动手和独立操作，特别注意鼓励学生自己寻找实验失败原因，失败实验更加有利促进学生发散思考和综合分析能力，对创新能力培养更为关键。教师还应结合基础力学教学要求巧妙设计新的实验项目，特别是研发设计具有较强应用背景的综合实验 [5]。在课程基础实验之外，教师还可以引导学生自行开发个性实验，指导学生查阅资料和提出问题，鼓励学生尝试创造性解决问题。这些也要求教学单位给学生提供良好硬件环境，如采取实验室开放管理模式。

 

　　五 培养综合实践能力

 

　　现代科技的一个重要特征是学科交叉越来越强，学科界限越来越模糊，实际问题复杂度越来越高。这些对学生能力提出更高要求，综合实践能力的培养显得更加必要和关键。在基础力学教学实践中，教师培养学生综合实践能力方面不仅需要夯实其理论教学基础，而且需要加强对学生专业课程实验和实践环节的设置，特别是综合实践课程设计和实践方面。实践教学是培养学生基本技能、实践能力、创新精神的有效途径，是指导学生运用所学理论与实践相结合，激发学生独立思考和创新的意识，解决复杂生产实际问题的重要途径，对巩固课堂理论教学，增强学生实际操作技能，提高学生的专业素质等具有重要的作用。同时，可以培养学生在今后工作中独立分析问题和解决复杂问题的能力，成为具有创新思维、开拓精神和综合实践能力的现代化高素质人才。

 

　　六 结语

 

　　教育不仅仅是传授具体知识，更重要的是培养思维和方法。学习知识的过程是继承前人的经验，更为重要的是在所学知识基础上有所创新，培养出创新思维，这样的人才是高等教育的教学目标。在进行基础力学课程教学时，采用灵活多变的教学方中心进行了实地考察，位于德克萨斯州休斯敦的莱斯大学和位于大学城的 A&M 大学都建立了规模较大的学生创新创业中心，中心面积超过 400 平米。中心有专职的职工和专用的资金支持，常用的设施配置齐全，如计算机、网络、打印机、多种型号的 3D 打印机、常用机床、机械、工具、测试仪表等，大学生就像使用图书馆一样可以免费使用中心设施，并能得到中心指导教师的帮助，也可以按需要提出新购设施申请，由中心出资采购、安装，以达到学生创新创业研究需求。

 

　　通过美国高校学生创新创业中心的考察，感受到美国高校对大学生创新创业能力培养比较重视，起步早，投资大，在大学生创新创业能力培养上已经发挥了重要作用。

 

　　“互联网 +”是传统专业发展的契机，大力发展 “互联网 +”，给学校专业学科发展创造了机会，鼓励大学生开展“互联网 +”大赛，通过“互联网 +”大赛作品创作，把传统专业与信息技术融合，构建起大学生创新能力培养的机制，开辟大学生创新能力培养的新途径。

 

　　参考文献

 

　　[1]　关春燕 , 罗美华 . 大学生科技创新能力课外培养模式的探索与实践 [J]. 教育教学论坛 , 2012(20):3-5.

 

　　[2]　张会霞 . 基于创新创业的专业课程教学改革研究 [J]. 教育教学论坛 ,2018(44):123-124.

 

　　[3]　田 里 . 构 建 高 校 教 师 激 励 机 制 的 策 略 选 择 [J]. 教 育 与 职业 ,2015,(11):55-57.

 

　　[4]　高凯 . 互联网 + 时代背景下学生管理工作创新研究 [J]. 教育现代化，2016，(39):115-116

 

　　[5]　田瑞芳 .“互联网 +”创业创新人才培养思考 [J]. 教育现代化， 2017，4(16): 1-2.

 

　　[6]　孙思桂 . 面对“互联网 + 教育”，老师你准备好了吗 [J]. 教育现代化，2017,4(15):51-52.

 

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