張曉萌

[摘要]本文針對21世紀教學(xué)改革與創(chuàng)新,提出了結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂教學(xué)要讓學(xué)生帶著問題圍繞中心展開教學(xué),注重知識的融會貫通,開展討論課,聯(lián)系工程實際,加強其它環(huán)節(jié)的輔助教學(xué),指出了一題多解是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力與競爭意識的重要舉措。

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué) 方法手段 創(chuàng)新

1 結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂教學(xué),首先要做到“一個中心,幾個基本點”“一個中心”,即該堂課的主題,是教師融合該堂課的一個主要知識點,要精要、簡練,而不一定是教材上出現(xiàn)的章節(jié)標題。“幾個基本點”,即是指本節(jié)課的“重點”、“難點”和相關(guān)“知識點”。教師以“一個中心,幾個基本點”抓住主干線,再一個問題接一個問題沿著分支展開教學(xué)。教師講解要言簡意賅,突出重點、難點,強調(diào)原理、方法、步驟,抓住問題的本質(zhì),選例不在多而在精,要典型,有代表性,教師要精講,講深、講透,便于學(xué)生能對內(nèi)容進行拓展和延伸,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維與開創(chuàng)能力?！耙粋€中心,幾個基本點”,可以用以下兩種方式提出:

(1)課前先預(yù)習(xí)幾分鐘,讓學(xué)生自己在上課一開始時就提出來,并要求學(xué)生哪些內(nèi)容是要掌握的,那些內(nèi)容是要理解的,打在屏幕的“頁眉”處(或?qū)懺诤诎宓囊唤?,時刻提醒學(xué)生,由學(xué)生的被動聽課轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃椭鲃勇犝n。學(xué)生帶著問題聽課,對教師講解的知識面就具有針對性,能準確有效地攝取信息,理清思路,高效率地獲取課堂知識,抓住重點,弄清楚難點,聽課時還會不斷提出新問題、新觀點。小的問題他們“竊竊私語”,一邊聽課一邊私底下與同桌解決了。若碰到自己解決不了的大問題就會舉手,與老師展開討論。學(xué)生是一個強大的接受教育的群體,群體之間對知識的領(lǐng)悟能力差別較大,提出的問題也五花八門,層出不窮。成績好、領(lǐng)悟力強的學(xué)生提出的問題往往不容忽視,有些內(nèi)容、觀點等,有獨到的一面,非常有創(chuàng)意,涵蓋的范圍也很廣,一定程度上給教師引起進一步的深思。經(jīng)常和這樣的學(xué)生展開討論、交流,教師也會從中受到不同程度的啟發(fā)而受益,這就是所謂的“教學(xué)相長”。教師答疑時不能傷學(xué)生的自尊心,要顧及學(xué)生的心理,從學(xué)生的立場來考慮問題。一些學(xué)生理解能力強,接受與反映信息快,一點就通;個別學(xué)生喜歡“較真”,鉆牛角尖,教師要有耐心,重在“點化”,講清原理、方法,擺足道理,打比方,引例子,循循善誘。問題多了,課間的十分鐘,相互討論、交流的氣氛十分活躍,學(xué)生不休息,教師也沒有休息時間,但一樣很快樂。

(2)以總結(jié)的方式結(jié)束該堂課,可以是教師總結(jié),有時間也可以讓學(xué)生自己總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生歸納、反思問題的能力,課后令人“余味無窮”,下一堂課前要求學(xué)生回顧,開挖舊內(nèi)容,引出新知識,一樣有“畫龍點睛”之妙,收到極佳的教學(xué)效果。不帶問題聽課,學(xué)生顯得盲目、被動,精神渙散,教學(xué)效果差。如果學(xué)生沒有充分參與到教學(xué)活動的過程當(dāng)中,盡管教師口若懸河,滔滔不絕,也不算是一堂成功的教學(xué)。 “一個中心,幾個基本點”讓學(xué)生帶著問題自主學(xué)習(xí),集中了學(xué)生的精力,充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性,高效性,培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的習(xí)慣,提高了學(xué)生歸納、總結(jié)、探索問題的能力。

2 注重知識的融合,多角度解析問題,加強引導(dǎo),提高學(xué)生的理解能力與創(chuàng)新能力

2.1注重《結(jié)構(gòu)力學(xué)》各章節(jié)知識的相互融合、貫通,提升學(xué)生綜合運用能力《結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)內(nèi)容基本上分為四部分:基本知識面、提高認識層面、研究深化面、運用實踐面?；靖拍睢⒒驹?、定理、方法等都歸結(jié)為基本知識面?；局R一定要熟練掌握,并能消化吸收,在此基礎(chǔ)上,才能談提高認識、研究深化和運用實踐。而為了便于內(nèi)容的分塊教學(xué),編者按知識點分章節(jié)編排內(nèi)容。這從一定程度上限制了學(xué)生綜合運用知識的思維與能力。工程上的實際結(jié)構(gòu)問題不是單一的、片面的、孤立的力學(xué)問題,力學(xué)條件復(fù)雜,力學(xué)形態(tài)多樣,這就需要教師不但要教授學(xué)生豐富的理論知識、廣博精深的專業(yè)知識,還要注重教學(xué)過程中各章內(nèi)容的相互滲透性、綜合開放性,鼓勵學(xué)生參與具體的實踐活動,培養(yǎng)學(xué)生合理建立力學(xué)模型的能力,培養(yǎng)學(xué)生具有綜合運用解決實際問題的能力,在教學(xué)活動中進一步提高學(xué)生的認識活動,并就某一專題加以研究深化,激發(fā)學(xué)生的潛能,開創(chuàng)學(xué)生思維,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、追求真理、追求卓越的優(yōu)良品性。幫助學(xué)生提高效率,提升解決實際問題的能力,徹底摒除“書到用時方恨少,事非經(jīng)過不知難”的局面,培養(yǎng)即學(xué)能用的高素質(zhì)的專業(yè)人才,是每一個教師的使命。

2.2注重力學(xué)各門課程之間知識的融合與滲透,加強引導(dǎo)結(jié)構(gòu)力學(xué)是理論力學(xué)、材料力學(xué)的后繼課程,三門課程內(nèi)容相互聯(lián)系,相互補充,不可分割。結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂教學(xué),要重視各門課程之間知識的融合與滲透,碰到相關(guān)問題要及時指出,便于學(xué)生的回味與思考,多角度解析問題,加強學(xué)生對內(nèi)容的理解與運用,同時要加強引導(dǎo),開發(fā)學(xué)生潛力,鼓勵學(xué)生積極探索解題方法與技巧,大膽構(gòu)思,充分施展聰明才智,提高學(xué)生解決實際問題的運用能力以及開拓創(chuàng)新能力,培養(yǎng)綜合運用型人才。教師對力學(xué)各門課程內(nèi)容的相互融合,其實也從側(cè)面反映了教師對于教學(xué)內(nèi)容的組織、歸納與運用能力。教師對某一問題進行講析,加強學(xué)生的理解,在此基礎(chǔ)上進行延伸、拓展,不但增強了學(xué)生的信心,將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動研究型學(xué)習(xí),還能訓(xùn)練學(xué)生能舉一反三,實事求是地具體問題具體分析、突破教材約束、能靈活變通的能力。

3 開設(shè)習(xí)題討論課,加強學(xué)生自主分析、解決問題的能力結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門習(xí)題量較多的課程,學(xué)生聽懂了,并不代表能做對題目。加強一定數(shù)量的習(xí)題練習(xí),是學(xué)習(xí)理工類工程計算學(xué)科的重要環(huán)節(jié),能對基本概念和方法有更細致深入的理解,在此基礎(chǔ)上,才能談開拓、創(chuàng)新。教師在每一章、節(jié)內(nèi)容講完以后,可根據(jù)學(xué)生實際情況結(jié)合工程實踐與社會生活專門安排習(xí)題討論課,激發(fā)學(xué)生的主觀能動性,從討論活動中將知識升華。課堂教學(xué)中,可采用“一對一”幫扶制,以班為單位,全班分為幾個小組,成績好的與成績差的相互搭配,各小組進行討論交流,解決未曾弄清的問題,鞏固所學(xué)知識,加深概念印象,加強內(nèi)容理解,拓寬思路,培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)、自我解決問題的能力。學(xué)生是一個強大的智慧團體,教師要挖掘?qū)W生潛力,開啟智慧之門,鼓勵學(xué)生多思考,敢于向教師挑戰(zhàn),向權(quán)威挑戰(zhàn),在討論的學(xué)習(xí)過程中尋求新的思想靈魂,從理論和實踐中尋求問題的真諦。狄德羅說:“精神的浩瀚、想象的活躍、心靈的勤奮:就是天才?！彼伎记叭宋丛氲降膯栴},探索前人未曾涉及的領(lǐng)域,尋求更加廣闊博深的前景,培養(yǎng)學(xué)生勤動腦,勤思考,養(yǎng)成不斷探索問題并能解決問題的良好習(xí)慣,為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新型人才的智囊團體。這種“一對一”幫扶制,不僅用于課內(nèi),還可用于課外。不但學(xué)生學(xué)到了知識,開創(chuàng)了思維,活躍了課堂教學(xué)氣氛,還加強了教師與學(xué)生之間的溝通,學(xué)生與學(xué)生之間的交流與合作,為將來的團隊合作精神奠定了基礎(chǔ)。此外,教師在講完當(dāng)堂課內(nèi)容以后,也應(yīng)針對課程內(nèi)容的重點、難點以及相關(guān)知識點結(jié)合工程實踐、社會生活布置思考練習(xí)題。教材上的課后思考練習(xí)題,大多理論分析計算的多,因此,為不斷滿足學(xué)生的求知欲望,適應(yīng)時代改革創(chuàng)新的節(jié)奏,教師很有必要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,選編相關(guān)習(xí)題。習(xí)題集是對教材的一種補充和消化,可以幫助學(xué)生快速有效地理解基本概念、掌握基本原理、計算方法,延伸與拓展教學(xué)內(nèi)容,提升學(xué)生的計算能力與水平,為學(xué)生考研、考博等繼續(xù)深造打下了堅實的基礎(chǔ),也為學(xué)生接觸實際工程問題作好了基礎(chǔ)理論、計算能力的鋪墊;《計算力學(xué)》常選用工程實例,并要求學(xué)生先建立力學(xué)模型,探求邊界條件,模擬實際條件假定荷載進行編程計算或選用諸如ANSYS工程軟件進行計算,既增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又大大提高了學(xué)生掌握理論知識的水平,提高了解決工程實際問題的能力。

4 一題多解,開發(fā)學(xué)生智力,培養(yǎng)學(xué)生思維能力,提升學(xué)生創(chuàng)新能力一題多解,可以開闊學(xué)生知識視野,活躍學(xué)生的思維,充分給學(xué)生想象的空間與自由,培養(yǎng)學(xué)生從不同角度用不同的方法解決問題。一題多解,將學(xué)生的被動式解題轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃椭鲃犹剿?既鍛煉了學(xué)生求異性、跨越性、綜合辨證的思維能力,又克服了學(xué)生單一思想、固化模式與僵化思維;既深化了學(xué)生對于基本概念、原理的理解,又融合了不同內(nèi)容、形式、方法的運用,加強了學(xué)生對知識的融會貫通能力。在李廉錕教授主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)》(第四版)118頁中的習(xí)題,是用圖乘法求c截面處豎向線位移。這道題看起來很簡單,但做錯的學(xué)生不少。原因是沒有弄清楚“標準拋物線”的定義。教師要講清楚“標準拋物線”的定義:頂點分布在端點或中點,頂點處的切線平行底邊,或由彎矩與剪力的微分關(guān)系可知:頂點處剪力為零。而要找出該頂點的剪力極其容易,問題便迎刃而解。類似的一題多解例子很多,比如在力法一章中,本著“超靜定次數(shù)不變,但基本體系可以有多種形式”原則,針對李廉錕教授主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)》(第四版)教材127頁圖7-5,學(xué)生選取了八種不同的基本體系,既鞏固了第二章所學(xué)的“平面體系的機動分析”,又提高了學(xué)生興趣,鍛煉了他們的思考能力,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神,可謂是一舉多得。多種方法從不同角度、不同層面解析問題,讓學(xué)生對各種方法進行比較,加深了學(xué)生對知識的理解與深化,活躍了學(xué)生的思維,開發(fā)了學(xué)生智力,激發(fā)其學(xué)習(xí)動力與熱情,提升學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力,加強了學(xué)生靈活應(yīng)對問題的變通能力,培養(yǎng)了學(xué)生的開放、競爭、淘汰、優(yōu)選意識。當(dāng)今時代,行業(yè)競爭激烈,“一題多解”不失是為社會培養(yǎng)充滿生機與活力的具有強烈競爭意識的優(yōu)秀工程技術(shù)人才的一項重要舉措。

5 輔助教學(xué)

5.1多媒體輔助教學(xué)多媒體課件,既不是講稿的重現(xiàn),也不是板書的代替,而是起到教輔作用,教師可合理取材,充分運用科研前沿課題和最新成果來啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性:增加相關(guān)工程圖片資料,動畫制作;根據(jù)實際工程增設(shè)相關(guān)典型例題、練習(xí)題,拓寬學(xué)生思維;演示公式推導(dǎo),強調(diào)定理、原理、方法等。借助于課件,可以使先進的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和方法得到實現(xiàn)和發(fā)揮;借助于多媒體輔助教學(xué),可以節(jié)省課時,加大信息量,豐富和充實教學(xué)內(nèi)容,提高效率;多媒體課件內(nèi)容既要與教材同步,又要能緊密聯(lián)系工程實際;適當(dāng)增加動畫效應(yīng),讓學(xué)生感覺直觀、形象、生動有趣,既活躍了課堂氣氛,又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能;有利于重點的突出、難點的解析;有利于知識點的重現(xiàn)回放,加深學(xué)生印象,進一步鞏固知識;有利于歸納、總結(jié),便于學(xué)生記憶;有利于問題的提出,有效引導(dǎo),加強師生互動;有利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),提供練習(xí)和參與機會;有助于因材施教,求異思維,促進研究性學(xué)習(xí);有助于縮小學(xué)校與社會的距離,提高學(xué)生的適應(yīng)能力。如在影響線一章中,若借助于多媒體課件進行教學(xué),則給學(xué)生呈現(xiàn)出直觀、形象、生動的描繪影響線的機動作法,達到極為理想的教學(xué)效果。

5.2實驗教學(xué)與CAI計算機輔助教學(xué)開設(shè)簡支鋼桁架非破損實驗,在教師的指導(dǎo)下設(shè)計試驗方法,通過比較確定試驗方案,使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)靜載試驗常用儀器、設(shè)備使用方法,了解其主要性能指標;通過等量加載方式用應(yīng)變片等對桁架節(jié)點位移、桿件內(nèi)力進行測量,把握桁架結(jié)構(gòu)的工作性能以及計算原理與方法,通過實驗進一步理解相關(guān)理論知識點,分析數(shù)據(jù)誤差出現(xiàn)的原因,學(xué)會數(shù)據(jù)的整理,得出有價值的結(jié)論,通過分工、協(xié)作,培養(yǎng)團隊的合作精神,培養(yǎng)嚴謹、求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度與作風(fēng),增強了學(xué)生動手能力和解決實際問題的能力。CAI計算機輔助教學(xué),是對結(jié)構(gòu)力學(xué)理論教學(xué)、習(xí)題綜合訓(xùn)練等方面的補充。它有效地培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的習(xí)慣,提升了學(xué)生計算速度,加強了運用基本原理、方法解決問題的能力。此外,還可以靈活變換教學(xué)形式,諸如留10分鐘左右的時間進行隨堂小考等方式;要求學(xué)生寫學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的心得體會;就某一方面撰寫小論文;舉辦結(jié)構(gòu)力學(xué)知識競賽;參與到教師的自然基金項目或課題研究之中,走進社會生活與工程實際、制作模型等科普活動等形式來進一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革與創(chuàng)新活動正在展開,需要我們持續(xù)不斷地為之努力。目前正在制作網(wǎng)頁,打造結(jié)構(gòu)力學(xué)精品課程,加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等環(huán)節(jié),進一步推動結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的改革與創(chuàng)新,培養(yǎng)具有推動社會進步的優(yōu)秀人才。

參考文獻:

[1]王桂堯,徐望華,楊建玲,王紅.規(guī)范院系管理,提高教學(xué)質(zhì)量.長沙理工大學(xué)高等教育研究,2007,7:39-43.