于通順 潘新穎 陶山山

（中國海洋大學 工程學院 山東 青島 266100）

結構力學Ⅱ教學方法改革初探

于通順 潘新穎 陶山山

（中國海洋大學 工程學院 山東 青島 266100）

結構力學Ⅱ是港口航道與海岸工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，對后續(xù)的專業(yè)學習及工程實踐有重要作用。本文從港航專業(yè)結構力學Ⅱ教學現(xiàn)狀及存在的問題出發(fā)，提出了若干有針對性的改革措施并進行具體實踐，提高了教學質(zhì)量。

結構力學Ⅱ 教學方法 教學改革 教學手段

港口、航道與海岸工程專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)在港航工程領域以及相關工程領域（水利工程、海洋工程和土木工程等）從事工程建設各方面工作的高級工程技術人才，因此材料力學、結構力學等專業(yè)基礎課程的學習對培養(yǎng)目標的達成有重要作用。結構力學Ⅱ承擔了教授港航專業(yè)學生結構動力學基礎知識的任務，是本專業(yè)結構動力計算的基礎。在新的歷史條件下，要做好高等教育的持續(xù)發(fā)展，首先要進行教學內(nèi)容和教學方法的改革，提高教學質(zhì)量[1]。本文對目前港航專業(yè)結構力學Ⅱ教學過程中出現(xiàn)的問題，就如何提高課堂教學效果談一些體會和思考。

一、結構力學Ⅱ教學中存在問題的原因

相對于結構力學Ⅰ，結構力學Ⅱ著重研究結構對于動載荷的響應（如位移、應力等的時間歷程），以便確定結構的承載能力和動力學特性，或為改善結構的性能提供依據(jù)。結構動力學同結構靜力學的主要區(qū)別在于它要考慮結構因振動而產(chǎn)生的慣性力（達朗伯原理）和阻尼力。因此，結構力學Ⅱ在教學過程中會涉及數(shù)學建模、演繹、計算方法和數(shù)值模擬等多個研究領域，同時具有鮮明的工程與應用背景[2-3]。在課程學習過程中，大部分學生都對其中復雜的推導、繁瑣的公式、難以掌握的求解過程特別頭疼。由于授課學時緊張，教師在授課過程中對于某些概念無法透徹講解。學生的學習過程中理解不夠深刻，做題無從下手，考試時又感覺沒有掌握的知識點太多。綜合分析學習效果不好的原因，筆者認為有以下幾個方面：

（1）結構力學Ⅱ的先修的力學課程涉及到理論力學、材料力學和結構力學Ⅰ，這幾門課程在學習的過程中學生普遍反映公式較多、理解不深刻、掌握難度大，基于自己的學習經(jīng)驗，學生對結構力學Ⅱ的學習存在著恐懼心理，因此在學習過程中學習動力不足，主動探索的積極性較低。

（2）高等數(shù)學也是結構力學Ⅱ的一門重要的先修課程，要學好結構力學Ⅱ必須要有扎實的數(shù)學基礎。在課程設置上高等數(shù)學Ⅰ、Ⅱ作為所有力學課程的先修課程只能在大一學年講授，而結構力學Ⅰ、Ⅱ作為理論力學、材料力學的后修課程只能在大三學年之后講授。因此到了大三學年高等數(shù)學掌握不夠扎實的同學對數(shù)學知識存在比較嚴重的遺忘，嚴重影響了結構力學Ⅱ的學習。另外對結構力學Ⅱ學習有重要幫助的數(shù)學知識如Fourier變換等在高數(shù)學習中作為了選學內(nèi)容，這也在一定程度上增加了結構力學Ⅱ學習的難度。

（3）結構力學Ⅱ學習課時有限，上課節(jié)奏比較快，需要學生課后復習鞏固課堂學習效果。但是大三學年專業(yè)課陸續(xù)開始學習，需要課后鞏固的專業(yè)課程比較多，有些學生壓縮了結構力學Ⅱ的課后復習時間，導致學習效果比較差。

（4）教學過程中授課教師為提高學生學習效果，會不斷地幫助學生復習高數(shù)及基本力學知識，學生可能會把較多的精力放在數(shù)學過程推導、力學概念的理解上，忽略了結構力學Ⅱ理論體系的理解和掌握。因此缺乏對習題舉一反三的能力，對于課堂講授的例題能夠理解，但是對于出現(xiàn)的新題型不能很好地解答。

二、對癥下藥、提出針對性的解決措施

鑒于以上原因，筆者對癥下藥、提出以下針對性的解決措施：

（1）整理結構力學Ⅱ的教學內(nèi)容與理論力學、材料力學、結構力學Ⅰ所學內(nèi)容的聯(lián)系。每次下課都明確下次上課即將用的到基礎力學知識點，指出這些知識點對后期學習的重要性，督促學生在下次上課前復習并掌握。比如在進行“結構的穩(wěn)定計算”這一章的學習前，提醒學生要復習好材料力學中“繞曲線微分方程的建立”這個知識點。通過提前復習的學習方式，減輕了學生對新知識學習的恐懼心理，避免了課堂時間的浪費，在課堂上可以充分利用有限的時間學習結構力學Ⅱ的知識點，提高了學習的效率。

（2）整理結構力學Ⅱ學習過程中可能會用到的高等數(shù)學、線性代數(shù)知識，將下次上課時即將用到的數(shù)學的基礎知識以作業(yè)的形式布置給學生，要求學生在上課前提交作業(yè)并掌握。比如在講授“單自由度體系的自由振動”和“單自由度體系的受迫振動”之前要求學生將“齊次微分方程”與“非齊次微分方程”的求解公式掌握。并在微分方程的求解過程中通過提問的方式增加學生的參與程度。通過布置作業(yè)的方式，使得學生對所學知識有了預習，無需在課堂上帶領學生復習高數(shù)知識，提高了學習效率。

（3）教師課下多與學生溝通交流，了解學生的學習動態(tài)，通過總結作業(yè)中出現(xiàn)的問題的方式掌握學生對所學知識的掌握程度，對于普遍掌握不好的知識點及時鞏固。

（4）教師加強對備課工作的重視，梳理結構力學Ⅱ整個理論體系的要點和難點，總結歷屆學生在學習過程中的經(jīng)驗教訓，不斷提高對學生學習的引導效果。在解題過程中著重解題思路的培養(yǎng)，針對不同的題型，總結出相應的解題過程，通過與學生的溝通，以最通俗的方式教授給學生知識點。

三、豐富教學方法與教學手段，提高學生興趣

現(xiàn)代科學技術的迅猛發(fā)展也對高等院校對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此，結構力學Ⅱ在講授過程中也應該順應時代發(fā)展的潮流，在教材使用上、教學方法和教學手段上多做工作，提高學生興趣，提高教學質(zhì)量。在教材使用上，結構力學Ⅱ所使用的教材是龍馭球主編的《結構力學Ⅰ》[4]和《結構力學Ⅱ》[5]，這份教材比較經(jīng)典，是眾多高校普遍認可的結構力學教材，因此主要從教學內(nèi)容、教學方法與教學手段三個方面，提高教學質(zhì)量。具體工作如下：

（1）優(yōu)化教學內(nèi)容，明確教學內(nèi)容與以前所學基礎課的聯(lián)系，突出教學重點。明確結構力學Ⅱ在培養(yǎng)學生中的地位：課程的基本要求是什么，通過課程培養(yǎng)學生哪些能力和素質(zhì)等等。明確結構力學Ⅱ與先修課程高等數(shù)學、材料力學、結構力學Ⅰ等的聯(lián)系，上課之前指明先修課程中需要提前復習的知識點，督促學生復習。

（2）改善教學方法。擬在現(xiàn)有知識點講解法基礎上，增加課上與學生互動，提高學生的參與度，調(diào)動學生的積極性。同時合理安排學生進行課下預習、復習，使學生對所學知識有更好、更深刻的理解。

（3）豐富教學手段。多媒體教學技術是目前應用比較多的教學手段，這種方式帶來了課堂效率的大大提高。通過多媒體技術的應用，可以借助圖片、動畫、視頻等形象地展示結構動力學中的一些力學概念和力學過程，使學生能更好的理解所講授的知識。在多媒體技術應用中切記采用簡單的文字、公式介紹，在公式推導等方面可以結合板書，通過求解過程的一步步推導，引導學生共同進行動力學過程的求解，增強學習效果。

四、結語

結構力學Ⅱ是是一門難教難學的專業(yè)基礎課程，要想取得良好的教學效果就要不斷探索，不斷優(yōu)化教學內(nèi)容，改進教學方法、教學手段。課程教學改革中應緊扣工程綜合能力培養(yǎng)的要求，充分發(fā)揮教師的主導作用，提高學生的積極性與參與度，強化教與學相輔相成的關系，增強教學效果。

[1]賈書惠. 搞好課堂教學的幾個基本問題[J] .力學與實踐,2002, 24,(2): 54-56.

[2]李正熙. 提高工科學生工程技術能力的三個途徑[J].中國高等教育, 2002,(2):28-29.

[3]盛宏玉. “結構動力學”課程教學實踐中的幾點認識[J].合肥工業(yè)大學學報: 社會科學版, 2007, 21,(6): 102-104.

[4]龍馭球, 包世華, 袁駟. 結構力學Ⅰ——基本教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2012.

[5]龍馭球, 包世華, 袁駟. 結構力學Ⅱ——專題教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2012.

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2095-3089（2017）27-0130-02