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1、同化教学理论在结构力学中的应用举例 组织者教学策略动身，将“渐进分化，融会贯穿”教学原则运用于静定结构位移分析的教学实践中，将教学理论和教学实践合理结合，有助于提高课堂效率。 【关键词】同化；先行组织者；渐进分化；结构力学 中图分类号： G633.41 文献标识码： A 文章编号： 2095-245731-0140-002 DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2022.31.068 【Abstract】According to the characteristics of structural mechanics course and Problems founding
2、 in teaching， basing on the assimilation teaching theory and the Advance organizer teaching strategy， The author tries to Applying the teaching principle of gradual differentiation and integration to the teaching practice of static structural displacement analysis. Reasonably combine teaching theory
3、 with teaching practice， Which helps to raise the class efficiency. 【Key words】Assimilation； Advance organizer； Gradual differentiation； Structural mechanics 0 引言 結构力学作为土木工程专业的必修基础课之一，与砼结构、钢结构、桥梁结构等专业课相关内容联系紧密，学生对该课程的驾驭程度将影响到专业课的绽开和进行。同时，由于该课程理论性较强，可操作性相对较弱，涉及概念较多且方法迥异，分析过程逻辑性强，在教学过程中学生普遍反映独立面对时举手无措
4、，不知从何处入手分析问题，特殊针对相像问题不清晰采纳哪一种分析方法，究其缘由是没有完全把新学问整合在自身的学问体系中，故很难做到敏捷运用。本文从奥苏贝尔的同化教学理论动身，以静定结构位移分析为例，浅谈“渐进分化，融会贯穿”教学原则及“先行组织者”的教学策略在结构力学课程中的应用1。 1 同化教学理论简介 奥苏贝尔认为，学习者能够主动主动地从自己原有的认知结构体系中找出与新学问存在某种联系的旧学问，然后利用这种联系将新旧学问整合形成新的学问体系，这才是有意义的学习。此过程是改变的，结果使学习者的认知学问结构不断壮大和发展，新旧学问相互作用的过程称为“同化”2。依据同化理论，有意义学习的实现必需具
5、备两个条件：学习者本人具备主动学习的意愿和动机；学习任务能够与学习者原有的认知结构中的学问储备发生非人为的必定的联系3。 如何帮助学生进行有意义地学习呢？作为授业者，除了从情感角度引导学生树立主动的学习动机之外，更须要立足于课堂帮助学生建立这种必定的联系。奥苏贝尔在有意义学习理论的基础上，主见“渐进分化，融会贯穿”教学原则，即教学过程遵循从一般到个别，先从最一般，概括性强的概念或学问动身，然后依据详细条件再细化，通过对不同细化的新学问进行类比、分析，找出它们各自的适用条件，对一般新学问和细化新学问进行整合，引导学生主动探讨各个学问点之间的异同，能够举一反三，活学活用。为了遵循此教学原则，将“先
6、行组织者”教学策略运用在教学过程。在学习新学问之前，老师依据学习任务供应给学生一个简短的学习材料，最好是学生已熟知的学问和材料，该材料简明概括，且简单被理解，称之为“先行组织者”，它为新学问的学习供应可以利用的联系点，说明新旧学问之间存在的共同性；同时明确新旧学问之间的本质区分，说明新旧学问之间的存在的差异性4-5。 2 同化教学理论在结构力学中的应用以静定结构位移分析为例 在第4章静定结构的位移计算6教学过程中发觉，由于本章内容涉及到多个位移计算公式，学生对不同的静定结构进行位移分析时简单混淆不清，即使同一种结构，外作用不同，如荷载作用，温度变更作用或支座移动作用不同，学生也不能够对相应的位
7、移分析方法做出合理的选择。针对这种状况，尝试实行同化教学理论进行分析。 2.1 引入“先行组织者”虚功原理 对于虚功原理，并不侧重它的推导过程，这样可能会加重学生的心理负担，从能量转化和守恒的角度阐述，物体外力做功转化储存在变形体内部，即外力所做的虚功之和等于内力所做的虚功之和，即W外=W内，学生对能量的概念非常熟识，在中学已经接触过，并且也简单理解能量的守恒。在此强调力状态和位移状态是相互独立的，没有因果关系，真实的位移状态包括未知位移K、支座位移ci及轴向位移、剪切位移、弯曲变形三种变形位移；假设一个力状态，即外力包括单位荷载PK=1和支座反力Ri，内力包括截面弯矩M、剪力Q和轴力N，故得
8、PKK+Rici=？蘩Ndu+？蘩Md+？蘩Q？酌ds。由此引出本章的教学重点单位荷载法求解静定结构位移。 2.2 逐级分化，融会贯穿一般到个体 本章内容呈现的依次为一般位移公式到详细位移公式，体现了一般到细化的原则。由“组织先行者”得到一般位移公式如下：K=？蘩Ndu+？蘩Md+？蘩Q？酌ds-Rici，适用于随意的静定平面杆系结构在外作用下的位移分析。一般位移公式高度概括新学问所包含的内容，是相关内容的精华所在，具有抽象性、概括性、简洁性的特点，刚起先学生不简单很快理解和驾驭，因此，采纳逐级分化的方式，从一般到个体，依据外作用条件不同和结构形式不同进行细分。 依据结构所受外作用类型不同，分
9、化为以下三大类。 1）只有外荷载作用，无温度改变和支座移动的状况下，杆件内部的变形位移由外荷载产生，利用内力与位移之间的物理关系，可得位移公式如下： 在此基础上细化结构类型，在外荷载作用下，针对不同的平面静定结构，依据主要受力和变形特点，采纳的位移分析公式又细化为以下三类。 2）只有支座位移作用，无荷载和温度改变作用的状况下，静定结构不会产生变形位移，只有刚体位移，故W内=0，结构位移公式简化为：K=-Rici。由此可知，刚体虚功原理来源于变形体虚功原理，是一种特别变式。 3）只有温度改变，无外荷载作用和支座移动状况下，静定结构主要产生轴向变形和弯曲变形的，此变形和温度变更有关，而与内力无关，
10、故针对一般公式，须要将支座位移项和剪切变形两项去掉，位移公式变为： 通过以上分化，呈现了结构位移分析方法的一般性到详细状况详细分析的特别性，由浅至深，实现了新学问由一般性到个体性的转化与迁移，逐步完善学生的学问系统。综合对比分析不同条件下的结构位移分析公式得知，明显它们应用的外界条件不同，在选择每一种分析方法时要依据详细条件来推断，总结发觉这些不同的位移分析方法也存在共同性，即来源于虚功原理，所以，在教学实践中强调不能死记硬背这些公式，真正做到融会贯穿，真正使学生实现有意义地学习。 2.3 巩固强化新学问实例练习 以上步骤从理论上分析了不同结构在不同作用下的所采纳的位移分析方法。针对每种细化的
11、分析方法，进行举例说明。 譬如，如图1所示结构杆件内外温度发生改变，分析A截面竖向位移。让学生自主选择所需位移计算公式，并说出理由，最终在老师引导下做出正确的选择。 3 结束语 笔者在结构力学教学中尝试运用同化教学理论来呈现课堂教学，效果显著，多数学生能够根据先行组织者的引导材料，逐步融入新学问，通过对一般学问的推导、分化、类比和总结，实现“渐进分化，融会贯穿”的教学原则，有助于训练学生缜密的逻辑思维，逐步构建完善的学问结构和认知结构。在今后的教学工作中，针对其他专业课程也可合理地应用同化教学理论，提高课堂效率，实现有意义地教学。 【参考文献】 1苏毅严，翟云会，段淑娥等.概念同化策略在高校无
12、机化学教学中的应用以酸碱质子理论教学为例J.广东化工，2022，43：225-226. 2李璐，云年奉.当代学习理论十三讲M.北京：中国商业出版社，2022. 3吕鹏飞.基于认知同化理论下的高校英语词汇教学J.语言艺术与体育探讨，2022，3：325-326. 4张大均，郭成.教化心理学M.北京：开明出版社，2022.10 5于江雁，熊士榮.奥苏贝尔认知同化学习理论在化学教学导入课中的运用J.科技视界，2022，8：51-52. 6胡兴国，吴莹.结构力学M.武汉：武汉理工高校出版社，2022. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页