鄭玉瑩+謝偉

【摘要】結(jié)構(gòu)力學(xué)課程應(yīng)面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)進(jìn)行改革。本文提出應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生工程師思維，基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐能力的教學(xué)模式。首先結(jié)構(gòu)力學(xué)在教學(xué)方法上應(yīng)進(jìn)行改革，嘗試在課堂上采用多種教學(xué)方法，將趣味性貫穿教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。其次在課堂外將教學(xué)和競(jìng)賽、實(shí)踐相結(jié)合。最后就改革的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)力學(xué) 教學(xué)思路 教學(xué)方法 教學(xué)實(shí)踐

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）08-0199-02

結(jié)構(gòu)力學(xué)以工程力學(xué)為基礎(chǔ)，后續(xù)聯(lián)系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)課程和教學(xué)環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)力學(xué)比之前的課程更面向工程實(shí)際，又是后續(xù)課程的基礎(chǔ)，能否將工程實(shí)踐帶入課程培養(yǎng)，結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門起到承上啟下關(guān)鍵作用的土木工程專業(yè)課[1]。要轉(zhuǎn)變思想培養(yǎng)應(yīng)用型人才，促進(jìn)高校改革人才培養(yǎng)模式，結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)也應(yīng)在結(jié)構(gòu)力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革，注重工程思維的培養(yǎng)，探索使學(xué)生能夠同時(shí)掌握基本知識(shí)和實(shí)踐能力的創(chuàng)新教學(xué)模式。

一、結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)方法改革

1. 抓住備課環(huán)節(jié)注重學(xué)生學(xué)習(xí)方式的培養(yǎng)

陶行知先生說(shuō)：“教師的責(zé)任不在教，而在學(xué)，而在教學(xué)生學(xué)”[2]。認(rèn)真設(shè)計(jì)教案，不應(yīng)該只是教學(xué)內(nèi)容的羅列，應(yīng)該進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。在教案中應(yīng)該體現(xiàn)教學(xué)目的，教學(xué)進(jìn)程可以包括復(fù)習(xí)提問(wèn)、引入新課、新課內(nèi)容及步驟和方法、時(shí)間分配，總之是整個(gè)完整的教學(xué)過(guò)程的劇本設(shè)計(jì)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)應(yīng)以教學(xué)目的為根本，考慮希望學(xué)生學(xué)到哪些內(nèi)容，怎么學(xué)，怎么最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，并為學(xué)生自學(xué)留下空間。

2.課堂教學(xué)要抓住重點(diǎn)

（1）抓住教學(xué)主線

結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容比較多，學(xué)時(shí)雖然多但是細(xì)細(xì)講解學(xué)時(shí)仍然非常緊張，每一章計(jì)算方法又都不同。教師對(duì)整個(gè)教學(xué)內(nèi)容先進(jìn)行歸納總結(jié)，找到教學(xué)主線，也可以說(shuō)是一種結(jié)構(gòu)力學(xué)解題思維。教師幫助學(xué)生建立分析思路。靜定結(jié)構(gòu)部分包括靜定梁、靜定剛架和靜定桁架，內(nèi)容很多但是解題思路是一樣的：先進(jìn)行幾何組成分析，確定計(jì)算順序→求解支座反力→求控制截面內(nèi)力→作內(nèi)力圖；超靜定結(jié)構(gòu)：未知結(jié)構(gòu)→已知結(jié)構(gòu)→列典型方程→求解。在每部分開(kāi)始章節(jié)幫助學(xué)生抓住解題思路，可以講解的細(xì)致一些。然后參照這個(gè)思路，針對(duì)章節(jié)解題特點(diǎn)進(jìn)行講解即可。

（2）弱化計(jì)算能力方面的培養(yǎng)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生分析能力的培養(yǎng)

弱化計(jì)算能力的培養(yǎng)絕不是說(shuō)聽(tīng)懂原理就可以了，不需要進(jìn)行解題計(jì)算，而是說(shuō)不需要進(jìn)行大量的課堂練習(xí)、習(xí)題、作業(yè)，用題海戰(zhàn)術(shù)來(lái)掌握課程內(nèi)容。而應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，如看到實(shí)際結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)化成計(jì)算簡(jiǎn)圖，選擇合理的計(jì)算方法等。

目前很多專家提出了概念結(jié)構(gòu)力學(xué)，通過(guò)定性分析得到問(wèn)題的大致結(jié)論，這種方法在實(shí)際工程中非常有用[3]。在工程技術(shù)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，不一定需要內(nèi)力的具體數(shù)值，只要明確內(nèi)力圖的大致形狀，就可以通過(guò)構(gòu)件設(shè)計(jì)使整個(gè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。如利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性直接可以判斷出受對(duì)稱荷載作用的框架結(jié)構(gòu)中柱沒(méi)有彎矩。

3. 課堂教學(xué)注重方式方法和趣味性

（1）從案例出發(fā)，引入教學(xué)內(nèi)容

很多學(xué)生對(duì)課程不感興趣是因?yàn)椴恢缹W(xué)習(xí)該內(nèi)容有什么用處，能否對(duì)他們以后的工作有所幫助。開(kāi)始上課時(shí)明確結(jié)構(gòu)力學(xué)的工程實(shí)際運(yùn)用，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這就是案導(dǎo)式教學(xué)[4]。在課堂上可以從實(shí)際案例出發(fā)引出教學(xué)內(nèi)容。特別是有些結(jié)構(gòu)形式學(xué)生日常生活也比較熟悉，如框架結(jié)構(gòu)為何能夠?qū)崿F(xiàn)大開(kāi)間，因?yàn)閮?nèi)力重新分布彎矩峰值減小了，很多工業(yè)廠房需要大空間的生產(chǎn)空間經(jīng)常選用框架結(jié)構(gòu)。學(xué)生知道自己學(xué)習(xí)的是什么內(nèi)容，今后可能用于哪些實(shí)際，學(xué)習(xí)的時(shí)候不再盲目。

（2）提高課程教學(xué)的趣味性

提高結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂學(xué)習(xí)的趣味性首先在于采用多種教學(xué)手段，教學(xué)并不是只有講解這一種方法，可以通過(guò)多媒體圖片、示范演示；也可以小組討論。單建教授提出了學(xué)科的趣味性[5]，他的“三十六計(jì)”用來(lái)總結(jié)幾何組成分析的技巧，形象有趣又容易理解。

教師授課時(shí)也應(yīng)言語(yǔ)幽默有趣味性，這樣可以活躍課堂氣氛，學(xué)生也感到學(xué)習(xí)的輕松和愉悅記憶的更為深刻。教師可以在日常注意積累一些形象的類比，或是解題技巧的口訣，如圖1多跨靜定梁的傳力分析圖可以形象的比喻為雜技，而位移法結(jié)點(diǎn)的剛臂可以比喻為自來(lái)水的開(kāi)關(guān)，這些形象的總結(jié)有趣又容易理解，孔子說(shuō)過(guò)“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者”。

（3）發(fā)散學(xué)生思維，提高學(xué)生創(chuàng)新能力

課堂教學(xué)還可以巧設(shè)疑問(wèn)，巧設(shè)懸念，巧設(shè)矛盾，通過(guò)提問(wèn)激發(fā)學(xué)生思考。提一些開(kāi)放性的，甚至可以是偽命題一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)論讓學(xué)生來(lái)反駁。深度思考是真正能掌握知識(shí)的非常重要的決定性因素，思考才能掌握知識(shí)的本質(zhì)，而不僅僅是理解這一題為什么這么求解。就像開(kāi)篇所述，教學(xué)是教學(xué)生學(xué)，從這個(gè)意義來(lái)說(shuō)，課堂教學(xué)要留白，教師不能滿堂灌一定要留給學(xué)生思考的空間。好的提問(wèn)促進(jìn)學(xué)生思考發(fā)散學(xué)生思維，如趙州橋橫跨37米，若是你在古代負(fù)責(zé)建造趙州橋，那矢高比多少最合適呢？學(xué)生才會(huì)感興趣，才會(huì)有思想的火花。創(chuàng)新思維不是天馬行空，只有深度思考才可能有新的思路。

二、結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)實(shí)踐

除了課堂教學(xué)進(jìn)行改革外，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生主動(dòng)認(rèn)知的能力。

1.以競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)習(xí)

結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)競(jìng)賽通過(guò)給定材料設(shè)計(jì)并制作出滿足比賽題目要求的模型進(jìn)行加載，較全面的訓(xùn)練了學(xué)生的分析和計(jì)算能力，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)了力學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐的結(jié)合，深化了學(xué)生的理解。結(jié)構(gòu)力學(xué)創(chuàng)新大賽可以激發(fā)學(xué)生的想象力，以學(xué)生掌握的力學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，創(chuàng)造出形式各異各具特色的各種結(jié)構(gòu)作品，團(tuán)隊(duì)成員之間相互探討，在思維的碰撞中產(chǎn)生靈感，團(tuán)結(jié)合作也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神?？偟膩?lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)力學(xué)競(jìng)賽發(fā)散了學(xué)生的思維，鞏固了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，鍛煉了學(xué)生的利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。因此本院設(shè)置了學(xué)生創(chuàng)新小組組織各種創(chuàng)新活動(dòng)，除本系學(xué)生外還有很多他系學(xué)生都踴躍參加，創(chuàng)造了很濃厚的結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)氛圍。還可以將和教學(xué)章節(jié)有關(guān)聯(lián)的模型帶到課堂增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。并要求學(xué)生就模型破壞形式結(jié)合課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行分析的小報(bào)告作業(yè)。

2.實(shí)踐活動(dòng)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

我院努力為學(xué)生提供實(shí)習(xí)場(chǎng)地和實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，和一些企業(yè)簽訂了實(shí)習(xí)實(shí)踐基地的協(xié)議，可以給部分學(xué)生提供實(shí)習(xí)實(shí)踐的機(jī)會(huì)?？梢圆贾么笞鳂I(yè)，題目來(lái)源于實(shí)踐基地的實(shí)際工程，完成計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取確定，手算結(jié)果可以和電算相比較。通過(guò)這種鍛煉可以提高學(xué)生處理實(shí)際工程問(wèn)題的能力和綜合素質(zhì)。學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題也可以采取小組討論的方式使其他學(xué)生有所了解。

三、總結(jié)

盡管我系在課程設(shè)置、教學(xué)方法、學(xué)科競(jìng)賽和實(shí)踐活動(dòng)等等方面都進(jìn)行了改革，并且進(jìn)行了大膽的實(shí)踐，取得了一定的成績(jī)，但應(yīng)該在教學(xué)過(guò)程中不斷實(shí)踐和改善，從以下幾個(gè)方面繼續(xù)努力促進(jìn)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程改革：①完善結(jié)構(gòu)力學(xué)校內(nèi)競(jìng)賽制度，題目難度適中，吸引和鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽，可以請(qǐng)教師對(duì)結(jié)構(gòu)破壞形式進(jìn)行講解，充分發(fā)揮競(jìng)賽效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；②多媒體教學(xué)應(yīng)和板書(shū)相結(jié)合，不能過(guò)于依賴現(xiàn)代教學(xué)手段，板書(shū)更有利于和學(xué)生交流，給學(xué)生留有一定的思考時(shí)間，促進(jìn)師生交流；③結(jié)合實(shí)踐布置大作業(yè)，題目可以是和實(shí)際工程相似的計(jì)算題目或者是分析受力的小論文。

參考文獻(xiàn)

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[5]單建. 趣味結(jié)構(gòu)力學(xué)[M]，高等教育出版社，2008.endprint