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一、變學生的被動學習為主動學習
(一)課堂設計以往的土木工程概論課程教學都是以老師講解為主,雖然多媒體教學已取代了傳統的板書教學,但單純的幻燈片放映模式,純理論的講解,讓學生上課極易產生疲勞感,不能很好地帶動學生學習的積極性與主動性。針對上述問題,可以從以下幾個方面對課程進行設計:1.實踐教學在理論教學中加入實踐課時,將部分認識實習調劑到概論的教學計劃中,這樣老師可以利用課堂多媒體教學手段展示工程實例的內容,使學生直觀感受土木工程的偉大,激發學生課堂學習的積極性;2.互動式教學每一堂課都可以創設一些問題,在老師的引領下,由學生來回答,讓學生參與到課堂中來;3.合作教學對于一些比較簡單的的章節,比如,土木工程防災與減災,可以讓學生主講,老師補充的方式進行授課,這樣通過大量查閱資料,不僅加強了學生的自學意識,也能更好掌握本章知識點,也給學生提供了一次展示自己的機會;4.視頻教學在課堂中可以放一些視頻,比如世界最高建筑迪拜塔修建視頻,通過視頻,學生不僅可以了解建筑設計、施工、管理等方面的知識,而且可以感受土木工程的偉大,幫助培養期專業意識。
(二)改革考核辦法傳統的土木工程概論考試都是以閉卷方式進行,而且大多是對基本概念的考查,這樣容易出現學生考前死記硬背的現象,限制了學生的思維,不利于學生的長遠發展。結合本校土木工程概論課堂教學,我認為,土木工程概論的考試可以分期中、期末兩次進行,期中重點考查學生對概念的掌握情況,期中考試可以采取課堂競答、當堂計分的方式,在一個輕松愉悅的環境中進行,這樣新穎的考試方式可以提高學生學習的積極性,讓學生感受到學習的樂趣。期末考試可以采取論文或報告的方式進行,題目可以靈活多樣,在課程結束時提交。
二、加強校企合作,建立一支優秀的教學團隊
土木工程概論這門課程因其包含的內容比較寬泛,所以對授課教師的專業素養要求相對較高,這就要求我們建立一支優秀的教學團隊來共同承擔土木工程概論教學,發揮團隊的力量與優勢。這個教學團隊成員可以由學校專業教師及企業資深人士共同組成,學校專業教師可以主講各自專業方向的內容,企業資深人士實戰經驗較足,可以安排做一些專業方面的講座,以此加深學生對土木工程專業的認識。
三、對學生進行職業生涯規劃指導
土木工程概論是大一新生入學后接觸到的第一門專業課,這之前,學生對土木工程專業的認識并不多,往往在學習過程中出現迷茫,所以在概論這門課程中可以適當地增加對學生職業規劃設計的指導,明確自己的學習目標,并盡早規劃自己的大學學習及生活。
四、結束語
關鍵詞:土木工程概論 教學 工程美學教育
前言
為了配合教育部對本科土木工程專業課程設置的要求,土木工程專業在第一學期開設《土木工程(專業)概論》課,旨在對土木工程專業的新生進行專業啟蒙教育。幾年來,土木工程專業由單一的建筑工程正向著更廣泛的“大土木”工程方向發展,如何適應更高層次上的“大土木”工程的教學要求,需要進一步整合與擴展《土木工程概論》課程的教學內容,并積極改進教學方法與手段來提高教學效果,我們進行了不斷地探索與實踐。
1.在“大土木”工程基礎上構建合理的教學體系與教學內容
土木工程是建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱,包涵的范圍非常廣泛,如建筑工程、鐵路工程、道路工程、橋梁工程、地下工程、海洋工程、水利工程、港口、碼頭工程、環境工程等。在這一“大土木”工程范疇內,應構建更寬泛的知識結構體系。經過精心篩選,結合本校土木工程專業的特點,對教學內容進行了適當整合與擴展,形成了簡明、實用、合理的教學內容。主要有:土木工程專業概述、土木工程的內涵與發展歷史、土木工程中的材料、土木工程的力學與結構概念、各類土木工程概述、土木工程中的災害、木工程的展望、土木工程專業的教學安排與學習方法。這些教學內容安排由淺入深,逐步引導學生全面了解土木工程的類型及其各類工程領域的基本內容和發展情況,初步具備土木工程建設的基本知識;使學生清楚自己所學專業的人才培養目標、課程設置與進程安排,明確教學要求與努力方向,建立理論與實踐相結合的學習理念,為學生今后積極主動地學好本專業課程打下良好的基礎。
2.注重對學生工程意識與專業素質的培養
土木工程的綜合性、實踐性比較強,要求工程技術人員要具有很強的工程意識和專業技能。專業技能有待于日后不斷學習與實踐訓練得到充實,而工程意識的養成非一朝一夕之功,它是集專業知識、技能、經驗、甚至是教訓的不斷積累而逐漸形成的綜合素質。在現階段,學生還沒有積累足夠的專業知識與技能,主要是使學生建立完整的工程概念并從專業角度理性分析問題的意識。例如:在討論房屋工程的建設過程時,介紹它包括規劃、審批、勘察、設計(建筑、結構和設備)、施工、驗收、交付使用等階段,使學生清楚工程建設的過程是各部門、多工種全面協調合作的過程,牽一發而動全身,從而建立統籌整體、協同工作的大局意識。工程意識的培養關鍵在于教學過程中不能照本宣科,而要理論聯系實際,灌輸實際工程具有系統性和完整性的思想,使學生對土木工程有一個感性認識,形成一個完整的工程概念,樹立專業的思維方式,為工程意識逐漸形成日后的自覺行為打下堅實的基礎。
3.適當引入工程美學教育,突出“美學育人”的功能
當今中國理工科高等教育中美學教育缺失現象比較嚴重,人們一提到土木工程,就認為是“土”和“木”的簡單結合,仿佛我們培養的就是“又土又木”的工匠;土木工程冰冷、死板的外表使人們似乎處于鋼筋水泥的“叢林”中,缺少藝術氣息。其實,土木工程既是物質產品也是藝術品;工程技術的實踐過程也是藝術的創作過程,所以,在授課過程中應適當引入工程的美學教育。通過史詩般的土木工程發展史、大量豐富的世界著名建筑典范、千姿百態的橋梁工程、功績卓越的建筑大師與橋梁專家的不凡人生來激蕩學生的心靈,激發學生對本專業的熱愛及對美好未來的憧憬;這些靜止的建筑與橋梁工程猶如凝固的音樂,與人文歷史相結合,增加工程教育的“文化”內涵,突出“美學育人”的功能,學生從中既領略了工程博大精深的藝術內涵,又樹立了實用與審美、技術與藝術結合的工程設計理念。
4.改進教學方法與手段是提高教學效果的關鍵
《土木工程概論》課的內容繁雜,涉及面廣,圖片豐富,敘述性強,如果以課堂灌輸的方式教學,不僅教師講的口干舌燥,而且學生聽得枯燥乏味,為了提高教學效果,關鍵是要采取靈活多樣的教學方法與手段。
4.1 利用多媒體教學
以多媒體為載體,通過豐富的圖片、視頻和動畫等素材實現理論知識與工程實際的結合,使學生對土木工程的知識結構、應用領域和發展動態能夠有比較清晰的了解和感知。制作與教學內容相符的教學課件,通過大量直觀明了的圖像配合抽象內容的敘述,并結合參觀進行現場教學,如充分利用校內實踐教學基地(如土木工程模型室、材料樣品室、施工工藝操作實踐教學基地等);或者通過參觀校園內的現有建筑及建筑工地現場等進行現場教學,使學生的工程意識得到極大提高。其次,可觀看與土木工程有關的DVD錄像片,欣賞優雅聞名的悉尼歌劇院、令人驚嘆的埃及金字塔、氣勢恢宏的故宮建筑群、雄偉壯觀的萬里長城、融合最前沿技術的奧運場館(鳥巢、水立方)等,這些古今中外優秀的工程范例深深吸引著學生,激勵學生為之奮斗,既對學生進行了工程美學教育,也增強了學生的學習動力與社會責任感。
4.2 結合問題式教學,使學生養成查閱文獻的學習習慣
“填鴨式”的課堂教學使師生間缺少必要的互動與學生的獨立思考,況且學時有限,學習知識光靠老師課堂傳授是遠遠不夠的,采用問題式教學可啟發學生深入思考。如古代土木工程離我們較遠,講起來比較抽象、乏味,若提問:山西應縣木塔為何歷經多次大地震仍完好無損?埃及金字塔在歷史上有什么作用?古人是怎樣開采如此巨型石材的?又如何建造高程如此精確的工程的?這些問題既活躍了課堂氣氛,又能激發學生的學習興趣。教師也可留些問題讓學生課后解決,如在“土木工程中的災害”之“地震”一節中,在講解地震發生的原因、危害及抗震防震的方針及措施等問題后,聯系1906年美國舊金山大地震,1923年日本關東大地震,1976年唐山大地震,再讓學生回去查閱5.12四川汶川地震的發生原因、強度等級、危害范圍、社會影響(包括心理方面)等文獻,并思考今后如何防震減災,作為工程技術人員應肩負起哪些社會責任等。學生通過查閱資料將課本知識融會貫通,學會汲取前人或他人的知識,提升理性的思維能力;并通過撰寫讀書報告或總結報告,訓練學生寫作的能力,為今后書寫摘要、論文、報告等文章奠定寫作基礎,養成遇到問題查閱文獻的學習習慣。
5.結語
總之,《土木工程概論》課的內容十分龐雜,而實踐性、綜合性又強,需要在“大土木”工程要求的基礎上建立合理的教學體系和教學內容,引入工程美學教育,通過現場教學和參觀等實踐環節,采取靈活多樣的教學方法與手段,激發學生濃厚的學習興趣,使學生形成完整的工程脈絡,具備初步的專業知識,引導學生順利邁進專業的大門。
注:本文作者宿曉萍為在讀博士。
課題項目:本譚題得到吉林省重點學科建設項目支持,吉林省重點實驗室建設項目支持。
參考文獻:
【關鍵詞】土木工程概論;大土木;教學現狀;專業責任感;工程思想
《土木工程概論》是“大土木”各專業方向的入門性質的課程,是構建土木工程基本概念、基本內容和方法的專業基礎課。我校作為地方性教學研究型高校,其土木工程專業從為地方經濟建設服務出發,培養目標定位于:立足貴州,輻射西南,面向施工企業、面向基層、面向生產管理第一線,服務于土木建筑事業發展,培養具有創新精神的“會設計、能施工、懂管理”的工程應用型高級專門人才。《土木工程概論》作為土木工程專業學生入學后最早接觸一門專業課程,肩負著把完全外行的學生引入土木工程行業的大門,使其了解并熱愛這個專業、激發其學習興趣的重要使命,在培養應用型人才的過程中起著奠基與導向的作用。
1 課程開設的意義
1.1 課程開設背景
1998年教育部新修訂了《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》,新目錄中土木工程專業覆蓋了建筑工程、交通土建、礦井建設、城鎮建設等8個專業領域,成為一個寬口徑的大專業。
在“大土木”歷史背景下,高校教師迫切需要向學生介紹“大土木”的教育思想和“強基礎、寬口徑、多方向”的教育理念。土木工程具有內容廣、支系多、科目繁等特點,涵蓋領域極為廣泛。這就要求學生必須站在大土木的高度,對學科全局有充分認識與把握,畢業后能在房屋建筑、地下建筑、道路與橋梁、礦井等的設計、研究、施工、管理等部門從事技術或管理工作[1]。為滿足以上教學要求和人才培養目標,開設《土木工程概論》勢在必行。
1.2 課程定位與任務
《土木工程概論》的開設立足于“大土木”的理念,定位是必修的專業基礎課程。高校通過不斷動態擴充教學資源、持續開展教學研究,提倡教師“以學生為本”因材施教和創造性的教學工作,為學生的主動學習創造和提供平臺[2]。
該課程的任務是培養學生“大土木”的專業范疇:一是,使學生比較全面地了解土木工程所涉及領域的內容和發展情況,初步構建專業基礎知識;二是,為學生提供一個清晰和有邏輯性的工科學科的基本概念和方法。
2 課程教學現狀
2.1 內容多,學時少
作為一門引導性的專業基礎課程,其內容涉及到建筑工程、道路與橋梁工程、工程材料、水利工程、給排水工程、項目管理、防災減災、建筑施工等,涵蓋十分廣泛,其教學效果的好壞將直接影響到學生對后續專業課程的學習熱情及效果。經調查,《土木工程概論》一般設置在大一上學期,受到軍訓等入學教育的影響,授課學時最少的只有16學時,最多的是28 學時,多數介于兩者之間。較之一般課程的36學時,如此少的學時,是不能達到預期教學目標的。
2.2 對教師要求高
教育部要求: 要配備對土木工程有著深刻認識且具有豐富實踐經驗的教師來講授這門概論課。多數高校的實際情況是,實踐經驗豐富的教師往往承擔著更為繁重的教學任務或指導研究生作科研與生產,該課程只能由年輕的講師承擔。青年教師通常對自己的研究方向比較熟悉,而對于其它方向則知之甚少。由于實踐經驗的不足,講述工程實例時難以做到旁征博引、生動活潑、深入淺出[3],從而難以到達培養目標預期的效果。
2.3 幾點建議
鑒于上述問題,筆者認為:第一,合理取舍授課內容。任課教師須對教材內容進行取舍,在有限的課時講清楚基本知識、重點及難點;針對各校專業方向,有側重地詳細講授有關知識,使學生對所學專業的基本內容、性質和特點有系統的了解;授課內容盡可能反映該學科在近幾年所取得的新技術、新方法和新成績。第二,加強師資隊伍建設。該課程涉及工程領域較多,要求教師有豐富的教學經驗、扎實的專業背景、豐富的工程實踐經驗。因此,建立一支穩定的、高素質的“雙師型”隊伍是提高教學質量的關鍵。新開辦的學校應在中青年教師中培養一批專業知識廣、實踐能力強、教學基本功扎實的骨干教師,并定期的派出參加工程實踐培訓與學習,不斷提高自身的業務素質,實現“教師進工地,工程師進課堂”。第三,引導和鼓勵學生在課外利用資料室、圖書館或網絡收集相關資料,培養學生自主學習的能力,彌補課時過少的缺陷。
3 課程教學在人才培養中的作用
3.1 豐富教學方法,挖掘學生潛能,激發學生對專業學習的興趣
在平時的教學中,根據不同章節的內容采用不同的教學方法,激發學生對專業學習的興趣。一如,啟發式教學:讓學生將生活中遇到的土木工程問題提到課堂的層面上來進行討論。首先學生自己進行討論解決,實在有爭議的,再由老師進行提示解決。這種模式既能有效的防止思維上的定式,也能有效的激發同學們的學習興趣。二如,實景式教學:講授建筑物基本構件如板、梁、柱等時,引導學生觀察教室里基本構件的布置及形狀,讓學生根據自己的體會并結合荷載傳遞的基本路徑知識去理解和掌握荷載傳遞的基本原理、基本構件等有關知識。三感染式教學:讓學生了解國內外土木工程領域的一些重大工程和有重要影響的土木大師,提高學生的學習興趣,激發學生的專業榮譽感。例如,世界上第一大水利樞紐工程“三峽工程”的建設歷史與意義,耳熟能詳的“水立方”和“鳥巢”,茅以升老前輩如何修建錢塘江大橋‘梁思成的建筑思想等等。
3.2 分析工程事故案例,培養學生專業責任感
土木工程專業建設對象涉及到人類的生命財產安全。在課堂中可以引入一些實時的工程事故案例,特別是對人為造成的事故案例,讓學生時刻認識到事故造成的嚴重后果。對剛入門的新生灌輸專業責任感,使其入學開始就養成嚴謹的工程觀非常重要[4]。例如杭州地鐵工地塌陷(2008年);上海在建商住樓整體倒塌(2009年);遼寧撫順市月牙島西橋竣工前垮塌(2012年);遵義樓房倒塌半棟樓斷裂如懸崖(2015年)等等一些案例。通過工程案例的講授,讓學生自己分析這些案例中涉及到的問題,哪些是人為,哪些還是理論技術缺失造成的,并且發散思維提出這些問題的處理方案,培養專業責任感。
3.3 注入工程思想,培養大工程觀
現今的“大土木”范疇并不是之前土木相關專業的簡單歸并,而是更高意義上的整合與擴展。“大工程觀”的本質就是將科學、技術、非技術、工程實踐融為一體的,具有實踐性、整合性、創新性的“工程模式”教育理念體系[5],是以“整合、系統、應變、再循環”的視角看待大規模復雜系統的思想。
教師講授專業知識的同時,適合科學地灌輸工程思想,將歷史人文內容、哲理貫穿于教學過程,逐步建立基本的法律意識、風險意識、環境意識和人文意識,并樹立可持續的發展觀。工程思想教育一是幫助學生了解我國社會主義建設總任務、總目標和本專業學習的關系, 啟迪學生把祖國的前程與個人的歷史責任緊密聯系起來, 激發自己學習和成才的主動性;二是揭示本專業和工程事業對人才的全面素質要求, 使學生體會到社會發展對他們在知識、能力、觀念和心理品質等方面的需要;三是幫助學生在總體上認識學習的目的、方向、任務和規律, 認識各門課程在本行業和工程事業中的作用和地位[6]。
3.4 了解專業構成,方便學生職業選擇
近年來,各高校新開設的土木工程專業都屬于“大土木”的培養模式。一般而言,學生在大二或大三年后自然會選擇一個或兩個的學習方向,這些學習方向的形成,除了部分家長或老師指導外,多數由學生的興趣來決定的。而這種興趣又是建立在學生對大土木各方向的初步了解的基礎上。因此,教師應該針對不同專業方向的“專業課程、所需知識和就業前景”等系列問題進行詳細的講解,在目標的引導下調動學生的學習熱情與積極性,拓展專業知識面,促進學生更好的擇業與發展。
4 結語
《土木工程概論》教學任務的特殊性,以及涵蓋內容多、知識更新速度快的特點,決定了該門課程教學的重要性及意義。因此,只有對該課程的重要性進行認真分析,才能確立共同的教學目標;只有進行積極的教學改革和探討,才能促進該課程的教學發展,才能體現該課程在人才培養中的真正意義。
【參考文獻】
[1]王琰,等.對現代土木工程專業教育的幾點探討[J].高等建筑教育,2003(9).
[2]王清標,等.大土木背景下《土木工程概論》教學模式創新研究[J].當代教育理論與實踐,2012(4).
[3]方薇,等.《土木工程概論》教學現狀與課程改革[J].廣州化工,2014(7).
[4]顏榮濤.《土木工程概論》課程教學中的幾點思考[J].科技視界,2013(1).
由于經濟全球化的發展,高等工程教育的國際化趨勢也越來越明顯。根據國外工程教育的成功經驗,應積極組織學生參與國際交流、到海內外跨國企業實習,拓展學生的國際視野。而目前我國許多高等工科院校與國際交流與合作很少,學生幾乎沒有機會進行國際的交流和合作。
2教育改革的具體措施
結合“卓越工程師教育培養計劃”的特點和要求,在充分總結我校辦學傳統和特色的基礎上,提出我校土木工程專業基于卓越工程師教育改革的具體措施。
2.1改進教學方法和手段
在教學方法改革方面,注重授課藝術,進行啟發式、互動式、探究式的教學方法改革,使課堂氣氛更活躍,更具感染力。對陳舊落后的教學手段進行改革,充分利用現代化的教學手段,如多媒體、幻燈、投影、錄像等,擴大課堂教學的信息量,拓寬學生視野,有效提高教學質量。同時,改變“一張考卷定成績”的傳統考核方式,引進課程論文、平時測試,期中測試、大作業等注重自主獲取知識能力培養的成績評定方法。通過考試改革,強調對學生實際能力的考核與評價,引導學生自覺增強學習能力和探索精神。
2.2更新教學內容
在專業課程建設方面,加強多學科交叉綜合性課程建設,同時特別強化面向工程實際的案例教學。在教學內容改革時,應該注意夯實基礎知識,兼顧學科前沿動態,重視知識運用能力、創新能力的培養,以最有效的方式將一些基本原理、方法及技能傳授給學生,使學生在盡可能少的時間內獲得盡可能多的專業知識。
2.3強化實踐環節
按照加強實踐教學和創新能力培養的原則,制定培養方案時要統籌考慮實踐性教學環節,要正確處理好理論教學和實踐教學的關系,培養學生的創新能力。充分利用專業建設、學科建設和科研平臺的良好條件,建設校內實踐基地,強化實踐教育,為實施“卓越工程師教育培養計劃”打下基礎。積極組織和開展大學生創新項目、大學生科技活動、創新實驗課、實驗室科研項目等,進而提升學生的工程實踐能力與創新能力。注重學生的知識、能力和素質的協調發展,在傳授知識的基礎上注重全面素質與綜合能力的培養。
2.4加強與企業、行業合作
拓寬辦學途徑,保證專業進一步發展。積極開拓產學研聯合辦學的新途徑,加強與土木工程專業相關的科研院所、企業的密切聯系,與更多的企業簽訂聯合培養協議,明確雙方在卓越計劃中各自的權利和義務,共同設計培養目標、制定培養方案、實施培養過程,建立若干實踐基地。多渠道籌措建設資金,建立聯合實驗室,聘請有學術成就、科研成果、產品開發和經營管理經驗的研究、管理高級人才,參與專業建設和教學。
2.5開展國際工程教育交流與合作
積極組織學生參與國際交流、到海內外跨國企業實習,拓展學生的國際視野,提升學生跨文化的交流能力、合作能力和參與國際競爭的能力。同時要積極引進國外先進的工程教育資源和高水平的工程教師,借鑒他們的成功經驗,探索適合我國國情的“卓越工程師”培養模式,促進我國由工程教育大國向工程教育強國轉變。
3結論
(一)教師工程教育理念與工程實踐經驗缺乏
目前,我校大部分力學教師是在我國傳統教學模式下培養出來的畢業生,他們在接受高等教育時,經歷的就是“學科型”的培養模式,理論學習多、實踐訓練少,從而導致了他們理論知識較為扎實,而工程實踐能力和創新能力的“先天不足”;從學校畢業后,他們又直接到學校從事教師工作,很少有工程實踐的機會,這又造成他們工程實踐經驗與創新能力后天的“營養不良”。因此,從自身能力與教學模式上,他們習慣于傳統“學科型”教學模式,重視理論知識的傳授而弱化了工程實踐能力與創新能力的培養,導致培養出的學生同樣缺乏工程實踐能力與創新精神,這與“卓越計劃”人才培養目標對教師的要求存在著較大的差距。
(二)教學內容與工程應用脫節
企業需要的是力學概念清晰,能夠應用力學方法解決工程實際問題的人才,而傳統力學課程的教學過分注重理論知識的學習,忽視了力學知識在工程實際中的應用。教學內容以求解、求證為主,缺乏針對工程應用的內容設計,致使學生不善于將所學的理論知識應用于實際工程解決實際問題,從而導致畢業生理論聯系實際,解決工程問題的能力不足,創新能力欠缺,阻礙了專業人才的培養和成長。
(三)教學方法與手段不利于學生創新能力的培養
在授課學時減少,單位學時課堂信息量增加的形勢下,力學課程原有的教學方法和手段主要是黑板+粉筆+多媒體課件的教學模式,在課堂上以教師為主體進行填鴨式教學,學生沒有參與到教學活動中,只是被動、消極與盲從的學習知識,抑制了學生學習的主動性、積極性與創新性。
二、適應于“卓越計劃”的力學課程教學改革與實踐
(一)建立適應卓越工程師培養的教學團隊
力學課程教學團隊從展開卓越工程教育理念討論出發,以課程建設為突破口,堅持在力學課程中不斷開展適應于“卓越計劃”的教學改革與研究;在教育改革實踐探索中,團隊成員教育思想逐漸完成了“學科型”教育向卓越工程師人才培養的轉變,形成了適應卓越人才教育課程建設的理念與模式;通過學歷進修、深入實際工程體驗,加強產學研密切聯系與合作、開展面向工程實際問題的科學研究,參加指導學生實習和畢業設計等方式,疏通了團隊成員參加工程研究與實踐的渠道,拓寬了教師的知識面,提高了專業能力與實踐能力,建立了適應卓越工程師培養的教學團隊。
(二)以培養學生工程意識和應用能力為主線,改革與完善教學內容
1.按照“卓越計劃”培養目標要求,圍繞“卓越計劃”培養方案,在明確每門力學課程的地位、作用和相互聯系的基礎上,構建了力學系列課程教學新體系,對于土木工程專業,減少繁瑣的公式推證,注重應用能力培養,優化整合教學內容,構建模塊化教學體系,主要分為靜定結構的計算、應力應變分析、超靜定結構的計算三大模塊,避免了內容上的重復。如彎曲剪應力公式,在教學中不進行繁瑣的推導直接給出,主要講公式的應用,并配合多媒體教學,使學生對彎曲剪應力有感性認識,且具有對梁進行強度計算的能力。
2.使課程內容的編排體現科學性和適用性。從工程實際需要出發,凝練教學內容,強化概念理解與分析,注重結論的分析和實際應用。如在講到溫度應力時,通過案例分析計算,得到在超靜定結構中,溫度改變將會產生較大的應力。根據分析計算結論,告訴學生在鐵路鋼軌接頭處,以及混凝土路面中,通常需預留空隙;高溫管道隔一段距離要設一個“Ω”型彎,都是考慮溫度的影響,防止由于溫度變化產生應力而導致結構破壞或影響結構物的正常工作。這樣,學生就會加深理論與實際應用的聯系,在重視理論學習的同時,了解理論指導實際的作用。力學課程教學團隊成員編寫了力學概念分析典型案例與例題,繁瑣的理論推證的簡化,定理、公式及例題結論的工程應用,并應用于教學中。
3.開展課外科技創新活動,培養學生的創新能力及團隊合作的能力。力學課程教學團隊的多名教師指導學生參加“全國周培源大學生力學競賽”、“大學生結構設計競賽”、“大學生創新創業訓練計劃”及“材料力學綜合性、設計性實驗的研究與實踐”等科技活動。在這些活動中,學生將所學的力學知識應用于結構設計和科學研究中,加深了對力學原理的理解,提高了學生分析問題解決問題的能力;同時擴展了學生的視野,培養了學生的動手能力、創新能力及團隊合作的能力。
4.增加了《結構力學求解器》應用的教學內容,突出電算能力的培養。對于簡單結構,要求學生能進行手算,這有利于學生對基本概念、基本原理與基本方法的理解和掌握;對于超靜定結構的計算中遇到的復雜的計算問題,在教學中我們注重引導學生應用《結構力學求解器》進行計算,不僅增加了力學教學的趣味性,而且培養學生使用軟件分析工程實際問題的能力。同時使學生建立了使用計算機軟件對復雜的力學問題進行分析,把繁瑣的計算留給計算機的理念。
(三)利用多種教學方法和手段,提高教學質量
1.以實際工程為背景,加強工程案例教學,培養學生的工程意識每章內容學習之前我們都通過導入案例提出問題,引出本章要學習的內容,激發學生學習興趣;在教學過程中盡可能以工程實例為案例進行結構簡化、荷載收集、結構構件計算,培養學生的工程意識;注重定理、公式及習題結論的工程應用,更多地剖析實際問題的解決過程,再舉一反三,由一個問題展開到多個問題,培養學生解決實際問題的能力。如在講彎曲應力這一章時,導入長春市濱河小區陽臺坍塌事故案例:2006年9月8日,長春市濱河小區東區512棟3單元一側陽臺從一樓到七樓全部坍塌,二樓一女子不幸遇難。首先,讓學生畫出陽臺的計算簡圖,然后讓學生討論引發陽臺坍塌的可能因素,在此基礎上給出陽臺坍塌的起因:事發時天降大雨,該樓居民安裝的保溫陽臺的夾層內珍珠巖吸水后重量驟增,使陽臺根部上側混凝土承受過多拉力,加上鋼筋的位置不合理,銹蝕也比較嚴重,不能充分發揮其抗拉作用,由于混凝土的抗拉強度低,當其超過材料的許用應力時,混凝土開裂,使陽臺根部失去抗彎能力,形成鉸鏈,從而導致陽臺坍塌。通過該案例向學生說明,工程設計時不僅要有經濟意識,而且更要具備安全意識。由于學生對案例分析很有興趣,一旦發現今后工作中的問題能夠自己解決,將極大地提高學生的自信心與學習積極性。力學課程教學團隊成員編寫了力學在工程及生活中應用的案例及課程導入案例,并應用于教學中,讓學生在潛移默化中將工程思維滲透到力學課的學習過程中。
2.采用啟發式、對比式、討論式等教學方法,鍛煉學生的工程思維能力在教學過程中我們采用啟發、引導、互動的教學模式,以學生為主體,讓學生參與到教學中,掌握分析問題的思路、學習分析問題的方法,激發學生主動學習的意識。同時引導學生將新學知識與已學知識進行對比,使學生加深對新知識的理解、掌握對原有知識的記憶,有利于活躍學生思維、擴展知識。針對一題多解的問題,鼓勵學生開動腦筋,進行討論,主動地、創造性地探究和獲取知識。
3.傳統教學與多媒體教學及計算機網絡教學相結合,調動學生學習的積極性和主動性對于基本理論知識、例題等邏輯性較強的內容我們采用傳統的板書講解,有利于學生思考;對難以表達的知識點及工程實例我們利用多媒體通過圖片、動畫等形式生動地表現出來,有助于學生對基本概念和基本理論的理解。同時多媒體教學能夠豐富工程素材,增大課堂信息量,彌補課時的不足。為了適應網絡時代對教育發展與課程建設的要求,我們建立了力學課程網絡教學平臺,學生可上網學習,它對學生的課后自學有很大幫助。
三、結語