結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂教學(xué)改革的嘗試

唐克東,傅 建

(華北水利水電學(xué)院,河南鄭州450011)

結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂教學(xué)改革的嘗試

唐克東,傅 建

(華北水利水電學(xué)院,河南鄭州450011)

在實際教學(xué)中,注意依據(jù)學(xué)生的心理規(guī)律對課堂教學(xué)進行改革嘗試,通過寓教于實激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過寓教于形增強學(xué)生的理解力,通過誘導(dǎo)啟發(fā)提高學(xué)生的自學(xué)能力和應(yīng)用能力。取得了令人滿意的效果。

心理規(guī)律;教學(xué)方法;教學(xué)效果

結(jié)構(gòu)力學(xué)是大土木工程(水工、工民建等)專業(yè)學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。結(jié)構(gòu)力學(xué)掌握的好與不好直接影響到后續(xù)鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)[1]。在目前教學(xué)改革課時減少的情況下,如何充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果,在有限的學(xué)時內(nèi)不僅講授大綱要求的內(nèi)容,還要讓學(xué)生適當(dāng)了解新的結(jié)構(gòu)分析知識,是廣大教學(xué)工作者需要不斷探究的一個問題。夸美紐斯說:“尋找并找出一種教學(xué)方法,使得教師因此可以少教,但是學(xué)生卻可以因此多學(xué),使學(xué)校因此可以少些喧囂、厭惡和無益的勞動,多具閑暇、快樂和堅實的進步。”有鑒于此,筆者特將幾點課堂教學(xué)改革經(jīng)驗總結(jié)歸納如下。

一、寓教于實,切入學(xué)生的興奮點

結(jié)構(gòu)力學(xué)是和實際工程聯(lián)系非常密切的一門課程,利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識可以解決水工結(jié)構(gòu)、工業(yè)與民用建筑中的很多問題,把結(jié)構(gòu)力學(xué)在實際工程中的應(yīng)用適時地介紹給學(xué)生,可以極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的積極性。學(xué)生一旦由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,其學(xué)習(xí)的積極性、學(xué)習(xí)的效率、學(xué)習(xí)的效果是截然不同的。夸美紐斯認為:“興趣是創(chuàng)造一個歡樂和光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一。”為此,在緒論部分通過視頻介紹結(jié)構(gòu)力學(xué)在實際工程中的應(yīng)用來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。布魯納說:“使學(xué)生對一門學(xué)科有興趣的最好辦法勢必使之知道這門學(xué)科是值得學(xué)習(xí)的。”利用科研項目“黃河炳靈水電站廠房靜力計算”案例來介紹如何將一個實際結(jié)構(gòu)簡化為計算簡圖,為什么可以將一個非桿系結(jié)構(gòu)簡化為一個桿系結(jié)構(gòu)來計算。在講授幾何組成分析時,結(jié)合參與完成的科研項目“阿深線黃河雙索面預(yù)應(yīng)力斜拉橋”來介紹幾何不變體系、幾何可變體系[3-4]。在講授靜定結(jié)構(gòu)彎矩圖繪制時,通過實驗室很容易看到的簡支試驗梁來說明土木類教材彎矩圖畫在受拉側(cè)的原因,等等。以此增強學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)實用性方面的認識,從開始就讓學(xué)生養(yǎng)成利用所學(xué)的知識嘗試分析解決實際問題的好習(xí)慣,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。這樣,學(xué)生邊學(xué)邊應(yīng)用,學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性大大增加,取得了較好的教學(xué)效果。

二、寓教于形,增強學(xué)生的理解力

近年來隨著現(xiàn)代化辦公設(shè)備的不斷增加,多媒體技術(shù)的快速發(fā)展,PPT教學(xué)課件、基于Authorware開發(fā)的多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課件等各類多媒體教學(xué)課件層出不窮,但在實際應(yīng)用中卻出現(xiàn)了各種各樣的問題。很多學(xué)生不愿教師使用多媒體課件上課,學(xué)生的思維跟不上畫面的變化,容易疲勞,進而導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)的信心和興趣。但一些好的多媒體材料可以加強學(xué)生對一些抽象化概念的理解和記憶。

首先,充分利用“結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器”,增強學(xué)生的理解力。高等教育出版社出版的龍馭球院士主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)I》書后附有一張合著者袁駟老師主編的“結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器”光盤,這張光盤凝聚了袁駟老師兩項國家級課題的研究結(jié)晶,但很多學(xué)生不注意它,甚至根本沒想過看它。筆者每次上“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課時,都會抽一點時間對它做一個簡單介紹,既開闊了學(xué)生的視野,又可以使學(xué)生利用它理解一些抽象的概念,并在今后的學(xué)習(xí)以至工作中都可以充分發(fā)揮它的作用。例如,在講幾何組成分析時,一些學(xué)生對很多可變體系的可能運動方式理解不了,借助多媒體設(shè)備使用“結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器”演示該可變體系的變形動畫,就能使學(xué)生直觀清楚地看到變形情況,使問題變得容易理解和記憶,收到了很好的教學(xué)效果。

其次,充分利用“ANSYS商用軟件”,增強學(xué)生的理解力。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和一個個國家級重點工程的不斷建設(shè),國內(nèi)軟件市場也得到了迅猛的發(fā)展,一些大型通用軟件得到了很好的普及和推廣,大型商用軟件ANSYS就是其中之一。它強大的功能不僅被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析、多物理場耦合分析、電磁場分析等多個領(lǐng)域,為各行業(yè)的快速發(fā)展提供動力,如巧妙加以利用還可以為教學(xué)工作提供一定的幫助。如講授影響線時,學(xué)生往往對移動荷載在梁上移動時桿件內(nèi)力變化不易理解,并且很容易將影響線和內(nèi)力圖混淆,借助大型商用軟件ANSYS制作移動荷載在梁上移動時桿件內(nèi)力變化的動畫,可以清楚地看到梁的各截面內(nèi)力隨荷載移動的變化情況,既形象又生動,既能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也能加深理解和記憶。

總之,揚多媒體之長,避多媒體之短,制作一些優(yōu)良的多媒體課件,合理利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備,可以讓一些抽象的概念形象化,既便于學(xué)生理解,也便于充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,達到通常粉筆加黑板難以達到的教學(xué)效果。一些公式推導(dǎo)過程還是傳統(tǒng)的板書占有一定的優(yōu)勢,它便于學(xué)生跟著教師的思路理解、消化、吸收、記憶整個過程。因此,將多媒體教學(xué)手段和板書有機地結(jié)合在一起,優(yōu)勢互補,可以起到事半功倍的效果。

三、啟發(fā)善誘,提高學(xué)生的自學(xué)能力和應(yīng)用能力

課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識的重要途徑,因此課堂教學(xué)改革也一直是教學(xué)改革的熱點問題。除了上面提到的借助優(yōu)秀的多媒體課件提高教學(xué)效果之外,改變“滿堂灌”的授課方式,采用啟發(fā)式教學(xué)是改變課堂教學(xué)模式的主要方法。古人強調(diào)“善誘者,善導(dǎo)”。現(xiàn)代教育理論認為,教學(xué)的真正含義是變“學(xué)會”為“會學(xué)”。雖然啟發(fā)式教學(xué)是一個老生常談的話題,但真正做好啟發(fā)式教學(xué)還應(yīng)再下述幾方面下足功夫。

第一,深刻理解啟發(fā)式教學(xué),提高學(xué)生的自學(xué)能力。啟發(fā)的關(guān)鍵是充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的積極性和主動性,使學(xué)生不僅要勤于學(xué),還要勤于思。啟發(fā)式教學(xué)應(yīng)重在傳授獲取知識的思路和方法上,進一步提高學(xué)生的自學(xué)能力,以達到舉一反三的目的。每節(jié)課后盡量留下思考的內(nèi)容,以便有意識地促使學(xué)生進行思考。對于學(xué)過的知識,有意識地讓學(xué)生提前預(yù)習(xí),課上嘗試講解,以提高學(xué)生歸納總結(jié)的能力。例如,“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中有“梁的內(nèi)力計算的回顧”一節(jié)內(nèi)容,這部分內(nèi)容是“材料力學(xué)”講過的內(nèi)容,筆者嘗試讓學(xué)生提前預(yù)習(xí),然后在課堂上進行講解。這樣不但比較容易了解學(xué)生對這部分知識掌握的程度,也提高了學(xué)生的自學(xué)能力和提煉總結(jié)的能力。

第二,循循善誘,逐漸培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力。啟發(fā)式教學(xué)要求教師對每一節(jié)課都要進行精心設(shè)計,明確每節(jié)課的重點和難點,設(shè)計好引出重點和難點的方式和方法,也就是要設(shè)計好引導(dǎo)的過程,從而使關(guān)鍵的知識點變得容易消化吸收。著名教育家贊可夫曾說:“教會學(xué)生思考,這對學(xué)生來說,是一生中最有價值的本錢。”例如,斜簡支梁的內(nèi)力計算可由水平簡支梁過渡過來。在講解力法求解超靜定結(jié)構(gòu)時,可讓學(xué)生思考使用靜力平衡條件是否還能求出全部支座反力和內(nèi)力?引導(dǎo)學(xué)生在超靜定結(jié)構(gòu)和靜定結(jié)構(gòu)之間架起一座橋梁,進而找出解決問題的關(guān)鍵,從而掌握探尋未知世界的一種方法。

第三,師生互動,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。真理越辯越清,越辯越明,知識也是如此。為此有意識地通過課堂提問、討論、學(xué)生上臺講解等方式,讓學(xué)生積極思考,通過直接回答或聽取其他同學(xué)的回答,快速思索最準確的解答。特別應(yīng)注意充分利用習(xí)題討論課,鼓勵學(xué)生積極主動發(fā)言,充分發(fā)表自己的見解,表達自己的分析過程;鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)過程中說錯也沒關(guān)系,要勇于思考、敢于思考、勤于思考,只有及時發(fā)現(xiàn)問題才能及時解決問題。只有這樣,學(xué)生才能在教師的引導(dǎo)下,通過自己的大腦思維,將知識越辯越清,分析問題和解決問題的方法將掌握得越牢。

四、情感交融,營造良好的學(xué)習(xí)氛圍

德國教育學(xué)家第斯多惠說過:“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng),而在于激勵、喚醒和鼓舞。”學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師的任務(wù)是將知識傳授給學(xué)生。因此,注重與學(xué)生的溝通和交流,及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)生活中存在的問題和想法,并及時予以幫助和解決,讓學(xué)生從內(nèi)心深處真正把老師不僅當(dāng)作“良師”而且還當(dāng)作“益友”,這樣有助于營造一個良好的教學(xué)氛圍,從而使學(xué)生對任課教師、對本門課程都充滿感情,這必將使得學(xué)生從內(nèi)心深處變得想學(xué)、愛學(xué)而且會學(xué)。

我國著名的教育家陶行知先生早就提出應(yīng)按照各個學(xué)生的特點、才能、性格,在一定環(huán)境和條件下予以培養(yǎng),這是教育成功的前提。蘇聯(lián)的教育家贊可夫也認為:“教師能否對每個學(xué)生的思想、情感、動機、愿望進行了解,并用正確的方式強化和轉(zhuǎn)變,是教育成功的必要條件。”而只有通過與學(xué)生坦誠的溝通和交流,才能真正了解每個學(xué)生的特點、才能、性格,并根據(jù)學(xué)生的實際情況制定出更加合理的授課方案;通過交流才能真正發(fā)現(xiàn)需要幫扶的學(xué)生,以避免他們掉隊;通過交流才能真正發(fā)現(xiàn)需要給尖子生額外布置一些更有挑戰(zhàn)性的作業(yè),以使他們飛得更高更遠。

五、結(jié)語

教師不僅需要精通本專業(yè)知識,還應(yīng)該懂得如何抓住學(xué)生的心理變化規(guī)律,依據(jù)其心理變化規(guī)律,采用不同的方式方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)欲望。依據(jù)其心理變化規(guī)律,加以誘導(dǎo),教會學(xué)生思考,使其能夠在“學(xué)會”的基礎(chǔ)上變?yōu)椤皶W(xué)”。注意和學(xué)生情感交流,使學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí),并在學(xué)習(xí)中得到快樂!

[1] 黃曉吉.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)實踐的思考和教學(xué)方法的改革[J].華東交通大學(xué)學(xué)報,2007,(12).

[2] 唐壽高.《板橋力學(xué)》教學(xué)方法改革與實踐[J].高等教育研究學(xué)報,2007,(6).

[3] 左曉寶.結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)方法與實踐[J].理工高教研究,2008,(5).

[4] 鄭國棟.李校兵.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)改革初探[J].中國水運,2007,(5).

The Structural Mechanics Reform of Classroom Teaching

TANG Ke-dong,FUJian
(North Ch ina Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power,Zhengzhou450011,China)

In practice,teaching,attention to the psycho logical law on the basis of student teaching reform attempts,through the Instruction in fact stimulate students interest in learning,th rough the Instruction in shape to enhance the students understanding,enhance students inspired by inducing self-learning ability and application of capacity.Has achieved satisfactory results.

Psycho logical law s;Teaching method;Teaching effect

G642.0

A

1008—4444(2010)01—0114—03

2009-09-25

河南省陶行知研究會“十一五”規(guī)劃2009年度重點課題(HNTY090049);華北水利水電學(xué)院2009年教改立項項目(華水政〔2009〕134號)。

唐克東(1963—),男,河北文安人,華北水利水電學(xué)院副教授。

(責(zé)任編輯:宋孝忠)