原创《结构力学课程教学改革和实践》
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结构力学课程是土木工程、水利水电工程等专业重要的专业基础课,一方面它以高等数学、理论力学、材料力学、程序设计等课程为基础；另一方面,它又是钢结构、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础、高层建筑结构、建筑结构抗震设计等专业课的基础.该课程不但为后续课程和课程设计、毕业设计提供了必需的基础知识和计算方法,同时也是土木工程师必备的专业基础技能.结构力学在整个课程体系中处于承上启下的核心地位,然而由于课程本身既注重理论又面向实践,以及以往教学中存在的一些问题,致使部分同学学习效果不够理想,因此提高结构力学课程的教学质量显得尤为重要.
一、现行教学中存在的问题
结构力学是一门传统的经典课程,在以往的教学中,教师大部分时间采用“满堂灌”的形式进行授课,虽然传统教学有其优点存在,但依然存在一些问题需要改进.
1.重理论教学,轻实践环节.结构力学课程本身具有理论性强、注重计算方法掌握的特点,所以不少教师只注重理论及计算方法的灌输,忽略了其在工程实践和实际生活中的应用,这种教学方法虽然可以使学生学会解决课本上的习题,但对方法的掌握不够牢固,在后续的课程或者今后的工程实践中应用的时候,往往需要再次学习.
2.学生学习积极性差.在以往的教学中,教师占绝对主导地位,学生则完全处于一种被动学习的状态,需要教师去督促学习,课堂上经常出现学生睡觉、玩手机,教师自说自话或者学生之间交头接耳；课下存在大批学生抄袭作业,拼凑完成教师布置的任务,甚至出现逃课等现象.这些现象充分说明学生主观能动性没能得到发挥,学习没有积极性,对课程没能产生兴趣.
3.两极分化现象严重.结构力学课程最终的成绩在许多班级呈现出严重的两极分化现象,一部分学生甚至在课程后期处于放弃状态,考试计算题“交白卷”现象也时有发生；学生在明知道该门课程在本专业中的重要程度的情况下,依然会出现这种现象,值得我们教师进行深入分析,加以解决.导致班级学习成绩两极分化现象严重的原因,从教师方面来说是因为其所采用的教学方式不得当,没有全面了解学生的学习状况,对学生缺乏耐心；从学生方面来说是因为其缺乏正确的学习方法,学习习惯比较差.
4.考核方式单一.在以往的教学中,结构力学课程成绩组成以最终的期末考试为主,然而期末考试往往是书面闭卷形式,这就给学生造成了很大的压力和侥幸心理,同时也不利于学生创造性和主动性的发挥,阻碍了创新思维的培养与发展.虽然结构力学是一门注重理论和计算的课程,期末考试必不可少,但是这种形式太过注重结果而忽视了过程.针对于教师或者学生考核,单一的考核方式无法充分了解教师的教学能力和学生对于该课程的掌握情况,该课程作为一门大学时重要的专业课程,关注个学习过程中的学习情况是很有必要的.
二、教学改革的主要内容
1.注重各章节内容之间的联系.结构力学课程内容较多,课时量大,各章节之间联系比较密切.教师在授课时如果注重各章节之间的联系,并将其归纳梳理清楚,既可以帮助学生对繁多的内容形成清晰的知识脉络,又能灵活应用不同方法来解决问题,加深理解.例如：几何组成分析,可以帮助判断结构是静定还是超静定；静定结构内力分析中弯矩图的绘制在后续图乘法、超静定结构的求解当中进行应用；图乘法在力法求解以及结构自振频率计算中又有重要的地位；等等.
2.理论讲解联系工程实际.结构力学的理论和计算方法与实际结合是非常紧密的,所以在讲授新内容之前,教师可以通过介绍相关的工程实例,并通过分析或者提出疑问的方式来激发学生对新知识的兴趣.例如：在讲解建立力学模型时,多举一些身边的建筑作为实例进行简化,如所在的教学楼等；在讲授力矩分配法时,拿一些土木工程专业毕业设计中的结构计算书来举例说明；在学习共振时,让学生先观看桥梁因风荷载破坏的视频资料.学生在接触结构力学等专业课之前,一直在学习数学等理论性课程,不乏学生产生所学东西用不到的想法,所以在教学时,积极应用工程实例能够改变这种观念,并能极大提高学生的学习积极性.
3.师生互动营造良好的课堂氛围.活跃融洽的课堂氛围,既能使教师发挥出自己的教学水平,又能使学生提高学习热情,不会感觉到课程的枯燥.营造良好氛围的主体在教师,教师一方面要通过制作精良的多媒体课件、语言表达、教态动作等方式来吸引学生的注意；另一方面,要加强和学生的互动交流.例如：创设一些能引发学生思考的问题进行讨论；让学生参与到教师的教学过程中来；讲评学生的作业,并指出出现的问题；等等.
4.经常关注学困生的学习状态.分析两极分化现象的原因,既有学生的原因,也有教师的原因.如果教师只按照自己的思维和进度去讲课,不关注学生的掌握情况,就可能导致课堂脱节,所以教师要实时掌握学生的动态,特别是学习能力较差学生对知识的掌握情况,进而调整讲课进度.另外,还可以通过作业、课堂练习、小测验等形式进行了解.在和学困生的交流中,教师要有耐心,平心静气的与他们进行学习问题的沟通,切勿急躁,并且要注意照顾学生的自尊心,引导其慢慢恢复自信心,从而提起对课程的兴趣,以达到提高学习成绩的目的.
5.改革考试考核方法.作为一门注重计算方法的课程,期末考试在考核中的主导地位不可动摇,因为通过最终的期末考试才能较为完整地掌握学生的掌握程度,但是只注重期末考试也会有很多弊端,所以需要教师去丰富考核手段.
在重要章节讲授完毕时,可以进行阶段性测试,加强对知识的掌握,这样可以将漫长的课程变成阶段化,防止部分学生在课程后期跟不上或者产生怠慢情绪.比如在讲完静定结构内力计算后,可以进行“弯矩图过关考试”,实践证明,这样可以有效提高学生在后续图乘法和力法学习中的学习效果,对提高及格率和防止两极分化现象效果明显.
分组布置能够结合实际的大作业,例如：可以让学生去计算学校操场的单杠或者篮球架在人的重量下发生的变形,让学生自己搜集相关数据,建立计算模型,算出结果.这种方式可以提高学生的解决问题能力和团队合作能力,同时能增强学生的学习兴趣,使学生从被动接受转变成主动学习.鼓励学生参加结构设计大赛、本科生创新性实践项目等活动,主动去应用学到的知识,提高实践能力,也可以将成果反映到平时成绩当中去.
三、结语
经过教学实践证明,通过加强章节间的联系,积极引入工程实例,注重营造课堂氛围,关注学生学习状态,应用阶段性考试以及大作业等考核方式,能够很大程度地调动学生的学习积极性,培养学生的知识应用能力、主观能动性和合作意识.结构力学在土木工程专业的地位至关重要,对该课程的教学研究和改革还需要不断探索和发展.
教学改革论文参考资料：
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