摘? 要:根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程特征,該文在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)中將傳統(tǒng)中國(guó)文化和近年來(lái)我國(guó)取得的偉大成就與課堂教學(xué)相融合,解析基礎(chǔ)知識(shí)、培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)素養(yǎng);從工程事故案例中引發(fā)思考,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析事故原因,認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的重要性。同時(shí)結(jié)合蘭州大學(xué)力學(xué)專(zhuān)業(yè)的特色和定位,采取課堂教學(xué)與課后自學(xué)相結(jié)合、線上教學(xué)和線下教學(xué)相結(jié)合、統(tǒng)一性和差異性相結(jié)合的教學(xué)模式,對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程從教學(xué)內(nèi)容和授課方式方面進(jìn)行課程建設(shè)探索,以期提升結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量,以立德樹(shù)人為導(dǎo)向,為新時(shí)代的高等教育添磚加瓦。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)力學(xué);力學(xué)專(zhuān)業(yè);教學(xué)內(nèi)容;授課方式;教學(xué)改革
中圖分類(lèi)號(hào):G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? 文章編號(hào):2096-000X(2023)19-0095-05
Abstract: According to the course characteristics of structural mechanics, in the course teaching of Structural Mechanics, the traditional Chinese culture and the great achievements made by our country in recent years are integrated with classroom teaching. Based on the actual engineering structure, analyze basic knowledge and cultivate professional quality. In addition, we trigger thinking from engineering accident cases, use the knowledge learned to analyze the cause of the accident, and recognize the importance of studying Structural Mechanics. At the same time, combined with the characteristics and positioning of the mechanics major of Lanzhou University, a teaching mode combining classroom teaching and self-study after-school, online teaching and offline teaching, and unity and difference is adopted. The course construction of Structural Mechanics course is explored in terms of teaching content and teaching methods. It is expected to improve the teaching effect and teaching quality of Structural Mechanics. Meanwhile, contribute to strengthening morality education in the new era.
Keywords: Structural Mechanics; mechanics majors; teaching content; teaching methods; teaching reform
力學(xué)大師馮卡門(mén)指出,力學(xué)是用數(shù)學(xué)武裝工程科學(xué)[1]。力學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生不僅需要具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),還要擁有將實(shí)際工程問(wèn)題凝練為科學(xué)合理的力學(xué)模型的能力[2-3]。結(jié)構(gòu)力學(xué)是研究工程結(jié)構(gòu)的學(xué)科,旨在通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)方法和思維,將工程問(wèn)題轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型,以期解決實(shí)際問(wèn)題。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程在力學(xué)專(zhuān)業(yè)中起到了鏈接基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科的重要紐帶作用[4]。通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)習(xí),能夠幫助力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生提高結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算能力,培育工程思維能力,形成工程思維習(xí)慣,為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)、科學(xué)研究和工作奠定堅(jiān)實(shí)的能力基礎(chǔ)。
一? 力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生結(jié)構(gòu)力學(xué)課程現(xiàn)狀
結(jié)構(gòu)力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)分支,以桿件結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象,根據(jù)力學(xué)原理研究工程結(jié)構(gòu)在外力和其他因素作用下的內(nèi)力、位移、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題[5]。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣,理論性、邏輯性強(qiáng),所涉及的計(jì)算方法種類(lèi)繁多,課后習(xí)題對(duì)求解技巧要求高,整體理解掌握難度較大[6]。相較于土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,面向力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程課時(shí)少、學(xué)分低(以蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院為例,2021—2022學(xué)年結(jié)構(gòu)力學(xué)課程在土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)時(shí)為90,而在理論與應(yīng)用力學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)時(shí)為54),且缺少必要的工程實(shí)踐環(huán)節(jié),外加未來(lái)就業(yè)方向的反向影響[7],導(dǎo)致力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在課程思想重視程度、知識(shí)綜合運(yùn)用水平、工程思維能力培養(yǎng)等方面存在明顯不足。
從教學(xué)模式來(lái)看,在目前教學(xué)改革大背景下,結(jié)構(gòu)力學(xué)等專(zhuān)業(yè)課的課時(shí)被大幅壓減[8]。為完成教學(xué)任務(wù),結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)大都傾向于優(yōu)先完成經(jīng)典理論部分的教學(xué),壓縮甚至忽略如何進(jìn)行工程簡(jiǎn)化方面的傳授,存在“重理論、輕工程”的現(xiàn)象。然而從力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃、專(zhuān)業(yè)課程安排和未來(lái)就業(yè)情況來(lái)看,結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)是力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)工程思維的最佳窗口,旨為完成教學(xué)任務(wù)的應(yīng)試教育明顯無(wú)法完成這個(gè)使命。
從課程內(nèi)容來(lái)看,結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容涵蓋不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)成、受力分析及變形分析,部分理論比較抽象,涉及繁冗的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。在分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時(shí)需要理論力學(xué)作基礎(chǔ),在計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形時(shí)必須以材料力學(xué)為鋪墊,整個(gè)過(guò)程都需要用好高等數(shù)學(xué)工具,因此學(xué)好這門(mén)課程,學(xué)生必須能夠?qū)⒏叩葦?shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等理論性強(qiáng)的基礎(chǔ)課程融會(huì)貫通[9]。所以,夯實(shí)數(shù)理基礎(chǔ)是力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生花費(fèi)時(shí)間精力最多的部分,相比之下,如何在課程學(xué)習(xí)階段系統(tǒng)培養(yǎng)自己的工程思維能力,學(xué)生則基本毫無(wú)考慮。
從學(xué)生角度來(lái)看,結(jié)構(gòu)力學(xué)整體難度高且學(xué)習(xí)枯燥的課程特點(diǎn),勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的畏難情緒,出現(xiàn)厭學(xué)、怕學(xué)的心態(tài)。對(duì)于學(xué)生來(lái)講,假如失去了興趣這個(gè)最好的老師,結(jié)構(gòu)力學(xué)課程學(xué)習(xí)效果必定會(huì)大打折扣,甚至?xí)?duì)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響,出現(xiàn)“多米諾骨牌式的塌方”[10]。而且從近些年來(lái)看,力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生職業(yè)選擇大都傾向于科研崗位和教學(xué)崗位,這就導(dǎo)致一些學(xué)生片面認(rèn)為自己較工科學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)的運(yùn)用率低,忽視了結(jié)構(gòu)力學(xué)在力學(xué)專(zhuān)業(yè)中的地位作用,主觀上降低了結(jié)構(gòu)力學(xué)的重要性,課程學(xué)習(xí)滿足于應(yīng)對(duì)考試,不夠端正的學(xué)習(xí)態(tài)度勢(shì)必對(duì)課程知識(shí)綜合掌握水平產(chǎn)生影響。
從教學(xué)任務(wù)來(lái)看,新時(shí)代高等教育的根本任務(wù)是立德樹(shù)人,結(jié)構(gòu)力學(xué)作為力學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要課程,不僅專(zhuān)業(yè)性、理論性非常強(qiáng),而且具有與實(shí)際聯(lián)系緊密的應(yīng)用型特點(diǎn),所以結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)不僅要落實(shí)在傳道授業(yè)解惑的“樹(shù)人”責(zé)任的基礎(chǔ)上,還要主動(dòng)融入思政元素,將馬克思主義德育觀、習(xí)近平教育思想納入其中,承擔(dān)起為學(xué)生“立德”的使命,通過(guò)寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中,做到專(zhuān)業(yè)課與思政課同頻共振、相互促進(jìn)、協(xié)同育人。
針對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程特點(diǎn),各高校教師展開(kāi)了一系列研究探索,提出了諸多授課方式改革方案[11-15]。例如,王琳鴿等[11]所在的課題組通過(guò)自制錄屏視頻,對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程進(jìn)行了教學(xué)改革,實(shí)現(xiàn)了教師的角色轉(zhuǎn)換,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。鄭玉國(guó)[15]立足于教學(xué)、研究、教師、學(xué)生自身,提出一種“教→研→教”正向互動(dòng)的教學(xué)路徑,并以剛度分解法位移計(jì)算為例,闡述了采用該路徑實(shí)施課堂教學(xué)的有效性。隨著時(shí)代的發(fā)展,不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生課程差異日趨明顯,學(xué)生特點(diǎn)也各不相同,面向力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè),亟需結(jié)合力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生特點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容和授課方式等方面進(jìn)行改革,以期通過(guò)指向性強(qiáng)的精細(xì)化教學(xué),培養(yǎng)理論功底好、應(yīng)用能力強(qiáng)、道德品行端的力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生,適應(yīng)新時(shí)代背景下全員、全程、全方位育人的教育新格局[16]。
二? 面向力學(xué)專(zhuān)業(yè)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)探索
“為學(xué)須先立志。志既立,則學(xué)問(wèn)可次第著力。立志不定,終不濟(jì)事?!币蔀樯鐣?huì)主義建設(shè)者和接班人,必須樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀,把實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值同黨和國(guó)家前途命運(yùn)緊緊聯(lián)系在一起[17]。本次課程探索將在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上,著力構(gòu)建以知識(shí)鏈接、案例分析和思維訓(xùn)練為基本方法,教學(xué)模式貼合實(shí)際、思政內(nèi)容貫穿其中的教學(xué)模式,通過(guò)生動(dòng)有趣的方式將枯燥乏味的理論知識(shí)串聯(lián)起來(lái),將創(chuàng)新精神的培育和工程思維能力的培養(yǎng)融合其中,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)效果的同時(shí),培養(yǎng)其愛(ài)國(guó)愛(ài)黨愛(ài)校情懷。這樣不僅有助于提高本門(mén)課程的教學(xué)效果,而且能為新時(shí)代大學(xué)生思想道德建設(shè)發(fā)揮積極作用。
(一)? 教學(xué)內(nèi)容的改革
1? 從傳統(tǒng)建筑文化中汲取智慧,夯實(shí)理論基礎(chǔ)
中國(guó)古代建筑是中國(guó)傳統(tǒng)文化的重要組成部分,是先輩留下的豐富多彩的建筑遺產(chǎn),歷經(jīng)幾千年滄桑變遷,在世界上形成了獨(dú)特的建筑體系,是中華文明的綜合反映[18]。介紹各種結(jié)構(gòu)體系的中國(guó)古代建筑就是傳授結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)和弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)文化的最好結(jié)合點(diǎn)。在講授結(jié)構(gòu)力學(xué)基本概念時(shí),引入一些聞名于世的建筑實(shí)例,如在講授拱結(jié)構(gòu)時(shí),通過(guò)介紹趙州橋的歷史沿革和歷次修繕情況,解析拱結(jié)構(gòu)的基本組成、受力特點(diǎn)以及合理拱軸線設(shè)計(jì)等;在講授對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)時(shí),以故宮、木塔、天壇等為例,分析對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的變形、受力特征,總結(jié)該類(lèi)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算特點(diǎn);在講授靜定多跨梁時(shí),將中國(guó)橋梁之父茅以升以及其主持修建的錢(qián)塘江大橋作為課程引入內(nèi)容,讓學(xué)生了解錢(qián)塘江大橋的建橋背景、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、所承載的歷史文化。以傳統(tǒng)建筑為載體解析基礎(chǔ)知識(shí),以蘊(yùn)含其中的歷史文化為背景鏈接拓展知識(shí),這樣既能幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)教學(xué)目標(biāo);又能讓學(xué)生領(lǐng)略祖先智慧、了解祖國(guó)歷史,不斷提升民族自信、文化自信。
2? 從現(xiàn)代建筑成就中感受魅力,培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)
社會(huì)在發(fā)展,科技在不斷創(chuàng)新,許多新型基建拔地而起,巍然屹立的背后是現(xiàn)代科技的支撐。比巴黎埃菲爾鐵塔還高61米的世界第一輸電鐵塔[19]、能容納十萬(wàn)人的奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館鳥(niǎo)巢[20]、“鳳凰展翅”的北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓[21]、全球首屈一指的港珠澳大橋[22]和10天建成的可容納1 000張病床的火神山醫(yī)院等[23],這些基建項(xiàng)目高度、難度、速度的不斷增加,完美彰顯著現(xiàn)代建筑的發(fā)展水平與速度,展現(xiàn)著結(jié)構(gòu)工程的魅力與光輝。關(guān)于其結(jié)構(gòu)分類(lèi)、計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理選取、幾何構(gòu)造分析、變形及受力分析、荷載作用下的位移計(jì)算及穩(wěn)定性分析等問(wèn)題都屬于結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的范疇,將這些建筑案例融入到課程教學(xué)中,通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生解構(gòu)工程設(shè)計(jì)、剖析結(jié)構(gòu)組成、構(gòu)建力學(xué)模型,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣,訓(xùn)練學(xué)生的工程思維能力,激勵(lì)學(xué)生執(zhí)著于專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,勇于探索、積極創(chuàng)新,不斷推進(jìn)建筑行業(yè)向更高效、舒適、便利、環(huán)保的方向發(fā)展,以實(shí)際行動(dòng)爭(zhēng)做新時(shí)代中國(guó)奮起發(fā)展的踐行者和開(kāi)拓者。
3? 從工程事故案例中引發(fā)思考,錘煉工匠精神
工程事故是等比例、同條件的實(shí)體實(shí)驗(yàn),是多個(gè)因素疊加的結(jié)果。江蘇省無(wú)錫市高架橋橋面?zhèn)确?、福建省泉州市酒店樓體坍塌、河南省某廣播電視發(fā)射塔倒塌及廣西玉林市5層樓承重墻被敲穿導(dǎo)致倒塌等等[24-26],這些工程事故嚴(yán)重威脅人們的生命安全,造成重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失,給人們的社會(huì)生活帶來(lái)了嚴(yán)重后果。有些是因?yàn)檎J(rèn)知不足、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或設(shè)計(jì)缺陷造成;有些是溝通有誤、操作不當(dāng),人為的不安全行為所導(dǎo)致。從力學(xué)角度分析事故原因,可以發(fā)現(xiàn)一些事故的成因與結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)是契合的。例如,在建造加拿大魁北克大橋時(shí),工程師Cooper等未經(jīng)嚴(yán)密計(jì)算就擅自增加了橋梁主跨度,忽略了對(duì)橋梁重量的精確計(jì)算,在大橋即將竣工之際,由于橋梁自重過(guò)大使得大橋懸臂段的主弦桿受壓失穩(wěn),最終導(dǎo)致建造了四年之久的大橋在15秒鐘掉進(jìn)了圣勞倫斯河,帶走了75個(gè)人的生命[27]。在課堂上以這類(lèi)建筑工程事故為案例,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析事故原因、總結(jié)事故教訓(xùn),幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的重要性、培養(yǎng)工程思維能力的必要性、保持嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的關(guān)鍵性,以及作為力學(xué)人肩上擔(dān)負(fù)的責(zé)任與使命,激勵(lì)學(xué)生自覺(jué)將歷史使命感和社會(huì)責(zé)任感刻入骨髓、融入血脈,固化為世界觀、人生觀和價(jià)值觀。
(二)? 授課方式的改革
1? 課堂重點(diǎn)教學(xué)與課后自學(xué)相結(jié)合
結(jié)構(gòu)力學(xué)課程在蘭州大學(xué)理論與應(yīng)用力學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中設(shè)置為3學(xué)分(54學(xué)時(shí)),教學(xué)大綱共有八章,包含緒論、結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造分析、靜定結(jié)構(gòu)受力分析、影響線、靜定結(jié)構(gòu)位移計(jì)算的虛力法、力法、位移法、漸進(jìn)法及其他算法簡(jiǎn)述。面對(duì)“課程內(nèi)容多與課時(shí)少”的矛盾,可行的探索方向應(yīng)是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的合理取舍與整合。教師必須合理規(guī)劃每堂課的知識(shí)點(diǎn),選取極有價(jià)值的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容,圍繞關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行精講,達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。例如,在講幾何構(gòu)造的鉸結(jié)三角形規(guī)律時(shí),雖然規(guī)律本身是簡(jiǎn)單淺顯的,但規(guī)律的運(yùn)用則變化無(wú)窮。將直接分析方法、不斷擴(kuò)大剛片法、去掉二元體法、去掉約束法進(jìn)行精講,并通過(guò)例題展示不同結(jié)構(gòu)的剛片選取及聯(lián)結(jié)方式的分析技巧。又如在講力法的基本體系時(shí),可采用不同基本體系求解同一超靜定結(jié)構(gòu),講透基本體系選取的基本原則和不唯一性,對(duì)比計(jì)算量,總結(jié)規(guī)律,從而培養(yǎng)學(xué)生用力法解超靜定結(jié)構(gòu)的靈活性與創(chuàng)新性。當(dāng)然,在54學(xué)時(shí)內(nèi)詳細(xì)講解所有內(nèi)容是不現(xiàn)實(shí)的,也是不必要的。除了課堂精講內(nèi)容外,按照由淺入深循序漸進(jìn)原則,明確部分章節(jié)的部分內(nèi)容,由學(xué)生通過(guò)自學(xué)達(dá)到教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。例如,變形體的虛功原理、力法解兩鉸拱和無(wú)鉸拱等,這些內(nèi)容的課程教學(xué)目標(biāo)不高,但是需要學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容有所了解。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在前序內(nèi)容的基礎(chǔ)上自學(xué)這部分內(nèi)容,從而逐步培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)意識(shí)和能力,變讓我學(xué)習(xí)為我要學(xué)習(xí)。此外,采取課堂提問(wèn)、課后作業(yè)和考試測(cè)試方法,幫助學(xué)生檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果、發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題、優(yōu)化自學(xué)方式。
2? 線上教學(xué)和線下教學(xué)相結(jié)合
疫情影響下,傳統(tǒng)的課堂教育受限,“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”已成為大勢(shì)所趨,線上教學(xué)已經(jīng)成為教學(xué)的一部分。線上教學(xué)過(guò)程中,由于教師和學(xué)生不在同一空間,所以無(wú)法根據(jù)學(xué)情進(jìn)行實(shí)時(shí)管理與調(diào)整。為了保障線上教學(xué)效果,教師需要將“課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)”結(jié)合起來(lái)。通過(guò)建立課程學(xué)習(xí)微信群或QQ群,引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí),同時(shí)布置一些參考資料,供學(xué)生課前學(xué)習(xí)。線上授課過(guò)程需要全程運(yùn)用多媒體教學(xué)課件,教師在準(zhǔn)備教學(xué)課件時(shí),可以針對(duì)線上授課的特點(diǎn),捕捉富有時(shí)代氣息的教學(xué)內(nèi)容來(lái)充實(shí)和豐富課堂教學(xué),重組PPT內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)教學(xué)重點(diǎn)、解析教學(xué)難點(diǎn)。同時(shí),適當(dāng)增加三維圖、動(dòng)畫(huà),使課件圖、文、聲、像并茂,增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的趣味性,使一些枯燥乏味的知識(shí)點(diǎn)變得生動(dòng)有趣,將抽象知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗髢?nèi)容,提高課程的吸引力。課后,教師可以借助QQ、微信、學(xué)習(xí)通等軟件,實(shí)現(xiàn)不受時(shí)間和空間限制的教與學(xué)互動(dòng),與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)交流與指導(dǎo),為學(xué)生的答疑解惑提供便利,幫助學(xué)生更好地理解和接受教學(xué)內(nèi)容。圖1展示了筆者在疫情期間線上教學(xué)時(shí),采用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布課程安排、課后作業(yè)以及相關(guān)的資料上傳,以保證線上授課的順利進(jìn)行。圖2為筆者通過(guò)騰訊會(huì)議、QQ軟件協(xié)助完成結(jié)構(gòu)力學(xué)的線上教學(xué)。
3? 教學(xué)模式的統(tǒng)一性和差異性相結(jié)合
通過(guò)課程授課方式的統(tǒng)一性與差異性保證學(xué)習(xí)效果。八章課程內(nèi)容,有的注重理論(如靜定結(jié)構(gòu)的受力分析),有的注重方法(如機(jī)動(dòng)法繪制連續(xù)梁的影響線)。課程教學(xué)整體采用問(wèn)題分析、溫故、知新、解題、小結(jié)的流程化方法(如圖3所示),以保證課程整體學(xué)習(xí)成效;在講授單節(jié)知識(shí)時(shí),根據(jù)章節(jié)特點(diǎn)針對(duì)性采用啟發(fā)式引導(dǎo)、互動(dòng)教學(xué)、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、類(lèi)比學(xué)習(xí)等教學(xué)方法,以便將章節(jié)內(nèi)容講清析透,助力學(xué)生理解掌握。通過(guò)學(xué)生培育方法的統(tǒng)一性和差異性提升學(xué)習(xí)效果。學(xué)生基礎(chǔ)不同、態(tài)度不同,產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果就截然不同。高質(zhì)量開(kāi)展課堂集中授課,同時(shí),在課堂中給學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主探究空間,引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)發(fā)生的過(guò)程,幫助學(xué)生理解每堂課的重點(diǎn)內(nèi)容,保證班級(jí)的整體學(xué)習(xí)水平。針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)水平,設(shè)計(jì)靈活的、有難度層次的作業(yè)任務(wù),讓所有學(xué)生都能在體會(huì)成功喜悅的同時(shí)有所突破,保持對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和信心。每個(gè)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解和掌握程度是不同的,興奮點(diǎn)、疑難點(diǎn)也各不相同,因此教師可以針對(duì)學(xué)生的特殊性進(jìn)行精準(zhǔn)指導(dǎo),個(gè)別化輔導(dǎo),從而彌補(bǔ)班級(jí)授課制的缺陷,促進(jìn)個(gè)體的充分發(fā)展。另外,遴選、鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生積極參加結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等實(shí)踐活動(dòng),引導(dǎo)其將課本中的知識(shí)靈活運(yùn)用到專(zhuān)業(yè)相關(guān)的科研和實(shí)踐活動(dòng)中去,助力學(xué)有余力的學(xué)生提高綜合素養(yǎng),同時(shí)培養(yǎng)科研思維能力、動(dòng)手操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
三? 結(jié)束語(yǔ)
力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生將來(lái)必定是活躍在各大科研院所、高等教育平臺(tái)的主干力量,是建設(shè)富強(qiáng)民主文明和諧美麗中國(guó)的優(yōu)質(zhì)力量。結(jié)構(gòu)力學(xué)作為助力培養(yǎng)力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生工程思維的關(guān)鍵學(xué)科,課程設(shè)計(jì)必須緊跟新時(shí)代思想引領(lǐng),以培養(yǎng)有擔(dān)當(dāng)、有責(zé)任、有抱負(fù)的年輕一代為己任。本文從教學(xué)內(nèi)容和授課方式兩個(gè)方面探尋面向力學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革途徑,結(jié)合力學(xué)學(xué)生特點(diǎn)和課程的實(shí)際,將諸多工程實(shí)際引入到課堂教學(xué)中,以期能優(yōu)化結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的綜合能力,增進(jìn)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷,促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展;同時(shí)立足國(guó)情和學(xué)情,將課堂重點(diǎn)教學(xué)與課后自學(xué)相結(jié)合、線上教學(xué)和線下教學(xué)相結(jié)合、教學(xué)模式的統(tǒng)一性和差異性相結(jié)合,助力力學(xué)學(xué)生提高綜合素養(yǎng),進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。
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基金項(xiàng)目:機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題項(xiàng)目“石墨烯/PVDF復(fù)合材料力電特性理論研究”(SV2021-KF-08);蘭州大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金“0-3型磁電復(fù)合材料的磁電傳感機(jī)理研究”(lzujbky-2022-19)
作者簡(jiǎn)介:張娟娟(1986-),女,漢族,甘肅蘭州人,博士,副教授。研究方向?yàn)楣δ軓?fù)合材料,電磁固體力學(xué)。