【摘要】工程案例教學(xué)法直觀生動(dòng)，內(nèi)涵豐富。文章將工程案例教學(xué)法引入結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐中，從工程案例的選擇、講課技巧以及評(píng)價(jià)機(jī)制三個(gè)方面展開(kāi)論述，可以為相關(guān)課程的教學(xué)提供參考。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)力學(xué) ?工程案例 ?教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G424 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）40-0220-02

案例教學(xué)（Case Method）是由美國(guó)的克里斯托弗·哥倫布·朗代爾（C.C.Langdell）在1870年最先提出，后經(jīng)推廣傳播到世界各地，其代表了未來(lái)教育方向的一種成功教育方法。我國(guó)引入案例教學(xué)始于20世紀(jì)80年代。

案例教學(xué)，是一種開(kāi)放式、互動(dòng)式的新型教學(xué)方式。通常，案例教學(xué)要經(jīng)過(guò)事先周密的策劃和準(zhǔn)備，要使用特定的案例并指導(dǎo)學(xué)生提前閱讀，要組織學(xué)生開(kāi)展討論或爭(zhēng)論，形成反復(fù)的互動(dòng)與交流，并且，案例教學(xué)一般要結(jié)合一定理論，通過(guò)各種信息、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、觀點(diǎn)的碰撞來(lái)達(dá)到啟示理論和啟迪思維的目的。在案例教學(xué)中，所使用的案例既不是編出來(lái)講道理的故事，也不是寫(xiě)出來(lái)闡明事實(shí)的事例，而是為了達(dá)成明確的教學(xué)目的，基于一定的事實(shí)而編寫(xiě)的故事，它在用于課堂討論和分析之后會(huì)使學(xué)生有所收獲，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

由于工程案例的直觀性，學(xué)生可以從書(shū)本上的理論知識(shí)中脫離出來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生的積極性及興趣都可以得到很大的提高。

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木工程及其相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課[1]，對(duì)于相關(guān)專業(yè)的本科生來(lái)說(shuō)，該課程在所有課程中有著舉足輕重的地位，一方面，學(xué)好該門(mén)課程可以為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，另一方面，隨著考研熱的興起，結(jié)構(gòu)力學(xué)也是土木及其相關(guān)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的一門(mén)必考科目之一。通過(guò)學(xué)生的反饋情況來(lái)看，學(xué)生知道該課程的重要性，但又普遍感覺(jué)不太好學(xué)，有些學(xué)生甚至因此喪失信心，進(jìn)而影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，為了使學(xué)生從一開(kāi)始接觸就喜歡上這門(mén)課程，讓結(jié)構(gòu)力學(xué)變得簡(jiǎn)單易學(xué)，筆者在授課過(guò)程中將案例教學(xué)法引入課堂，學(xué)生都普遍感覺(jué)到受益匪淺，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣也大大提高，起到了非常好的效果。

通過(guò)近幾年的實(shí)踐，筆者認(rèn)為，要把工程案例真正完全引入到課堂實(shí)踐當(dāng)中去，需要做到以下幾個(gè)方面：

一、工程案例的資料收集

與課堂理論知識(shí)相對(duì)應(yīng)的工程案例的收集工作量大，需要教師查閱大量相關(guān)資料，更重要的是教師需要一定的判斷經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)こ贪咐龀稣鐒e判斷，找出真正適合所講內(nèi)容的工程案例，這樣才能起到真正的效果，否則就會(huì)適得其反。筆者在講授結(jié)構(gòu)概念部分時(shí)，拿國(guó)內(nèi)外的典型實(shí)際工程案例如鳥(niǎo)巢、水立方、悉尼歌劇院、哈利法塔等不同結(jié)構(gòu)類型作為對(duì)結(jié)構(gòu)概念的講解，在講授固定鉸支座和活動(dòng)鉸支座約束概念的時(shí)候，引入橋梁支座加深學(xué)生對(duì)支座約束概念的理解，在講解結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算這一章時(shí)，首先給學(xué)生觀看了1940年美國(guó)塔克瑪大橋風(fēng)震破壞的視頻資料，雖然涉及到復(fù)雜的橋梁動(dòng)力學(xué)的理論知識(shí)，但是將其作為結(jié)構(gòu)能真正“動(dòng)”起來(lái)的比較有力的證據(jù)則再合適不過(guò)，通過(guò)塔克瑪大橋的破壞案例自然地引入到結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)學(xué)習(xí)的必要性，激起學(xué)生的求知欲望，起到了良好的課堂效果。又如在講授阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響這一節(jié)時(shí)，為了讓學(xué)生更直觀的感受阻尼可以減少結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)時(shí)，拿倫敦千禧橋作為工程案例講授，通過(guò)加設(shè)TMD和粘滯阻尼器后這座長(zhǎng)達(dá)350 m的橋才能正常使用，讓同學(xué)們真正了解了阻尼所產(chǎn)生的效果。工程案例的選擇與甄別需要教師做大量的搜集工作，建立結(jié)構(gòu)力學(xué)授課工程案例庫(kù)，同時(shí)還要求任課教師具有較好的專業(yè)素養(yǎng)，能從工程案例中提煉出與課本知識(shí)相對(duì)應(yīng)的理論，因?yàn)橹挥羞x擇有針對(duì)性的工程案例進(jìn)行講授，才能真正起到讓學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際的作用，起到良好的課堂效果。

表1列出了課堂授課過(guò)程中采用的部分工程實(shí)例。

二、工程案例的課堂講授技巧

好的工程案例對(duì)課堂內(nèi)容起到了相當(dāng)大的補(bǔ)充作用[3][4]，教師應(yīng)針對(duì)工程案例多采用啟發(fā)式、設(shè)問(wèn)式的授課方式，讓學(xué)生積極主動(dòng)思考問(wèn)題，讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，這樣一方面活躍了課堂氣氛，另一方面也可以提高學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。比如在講解結(jié)構(gòu)自振頻率的內(nèi)容時(shí)，從學(xué)生熟悉的單擺自振頻率的測(cè)定講起，逐步過(guò)渡到上課所在教學(xué)樓結(jié)構(gòu)的自振頻率如何測(cè)定，讓學(xué)生自己琢磨方法，然后講解結(jié)構(gòu)自振周期測(cè)定的常用方法，讓學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了書(shū)本知識(shí)，還拓寬了視野，增長(zhǎng)了知識(shí)。又比如在講解超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，為了加深對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，選擇最為常見(jiàn)的橋梁結(jié)構(gòu)作為工程案例進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生分辨哪些是靜定橋梁哪些是超靜定橋梁，接著設(shè)問(wèn)超靜定橋梁為什么較靜定橋梁普遍采用的原因？最后通過(guò)受力分析和變形分析找出超靜定結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)采用一定的課堂講授技巧，教師可以從一個(gè)好的工程案例當(dāng)中引申出很多課堂外的知識(shí)，擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面，當(dāng)然這需要教師不斷學(xué)習(xí)并積累課堂經(jīng)驗(yàn)，對(duì)教師本人的素質(zhì)提出了更高的要求。

三、工程案例教學(xué)法的評(píng)價(jià)機(jī)制

目前結(jié)構(gòu)力學(xué)的評(píng)價(jià)基本上是以考試做計(jì)算習(xí)題為主，并且是總成績(jī)考核的主要組成部分（期末成績(jī)占80%，平時(shí)成績(jī)占20%），為了凸顯工程案例教學(xué)法的實(shí)際效果，平時(shí)成績(jī)中除課堂出勤，作業(yè)等占有一定的比重外，工程案例的課堂討論也有必要作為平時(shí)成績(jī)的一部分，對(duì)于對(duì)工程案例積極思考，踴躍發(fā)言的學(xué)生應(yīng)加大平時(shí)成績(jī)的分?jǐn)?shù)，改變期末考試結(jié)構(gòu)力學(xué)僅做計(jì)算習(xí)題的模式，可以適當(dāng)增加與工程案例有關(guān)的簡(jiǎn)答或計(jì)算習(xí)題，這些工程案例應(yīng)該在課堂上有所提及或案例內(nèi)容基本接近，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。另外還可以改變目前單一由期末成績(jī)和平時(shí)成績(jī)決定總成績(jī)的評(píng)價(jià)模式，增加實(shí)踐評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)接觸工程實(shí)例，回去制作實(shí)物模型或采用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算等，提高運(yùn)用軟件解決問(wèn)題的能力。

四、結(jié)語(yǔ)

采用以工程案例為核心的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程授課方法可以極大提高學(xué)生上課的積極性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程變得不再枯燥，艱深的理論知識(shí)與具體的工程案例相結(jié)合相得益彰，互為補(bǔ)充，讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，提高學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]袁駟，一個(gè)基礎(chǔ)，兩座大廈-結(jié)構(gòu)力學(xué)課程改革的思路與實(shí)踐[J]，力學(xué)與實(shí)踐，1998（4）：56-58

[4]孫慶巍，談結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)中的案例式教學(xué)[J]，中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010，NO.29

作者簡(jiǎn)介：

吳平川（1979年10月-），男，漢族，河北省曲周縣人，河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，博士研究生學(xué)歷，研究方向：結(jié)構(gòu)抗震與振動(dòng)控制。