三本院校力學(xué)教改深入探索

蔣玉飛 古 巍 方佳義

(四川大學(xué)錦江學(xué)院建筑與土木工程系，四川 彭山 620860)

0 引言

土木工程專業(yè)是實踐性較強的工科專業(yè)，突出“應(yīng)用”是土木工程專業(yè)應(yīng)用型本科教育的立足點，也是土木工程專業(yè)應(yīng)用型本科教育的核心與關(guān)鍵。根據(jù)學(xué)生的實際情況，應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是“能施工、會管理、懂設(shè)計”［1］。培養(yǎng)目標(biāo)強調(diào)施工能力，將施工能力的培養(yǎng)放在首位［2］。

“基礎(chǔ)力學(xué)”就應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)而言包括理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)。由于基礎(chǔ)力學(xué)是其他許多學(xué)科領(lǐng)域研究的理論依據(jù)，因其理論體系龐大，知識點多，許多學(xué)生反映學(xué)習(xí)難度較大，再加上部分學(xué)生對該課程認識不清，認為該類知識在未來工作中的直接應(yīng)用較少，從而產(chǎn)生懈怠心理。因此，如何改進教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，是當(dāng)前急需思考、研究和探索的問題。

1 目前應(yīng)用型本科基礎(chǔ)力學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 生源因素

根據(jù)筆者幾年來對應(yīng)用型本科學(xué)生的基礎(chǔ)力學(xué)以及其他專業(yè)課的教學(xué)感受，獨立學(xué)院的學(xué)生從總體而言，在理解能力、接受能力、聽課效率、學(xué)習(xí)自覺性、知識面等方面與一本及二本學(xué)生存在一些差距。

首先，獨立學(xué)院實行招生計劃單列，按第三批本科錄取，平均分數(shù)與母體學(xué)校第一、二批本科錄取的分數(shù)有一定的差距，介于專科與普通本科之間。據(jù)有關(guān)資料顯示，重點大學(xué)的三本與一本錄取分數(shù)相差80分～100分，與二本的錄取分數(shù)相差30分～80分，可見學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與“一、二本”學(xué)生有所差距，激勵響應(yīng)程度也會不同。其次，“三本”學(xué)生一般經(jīng)濟條件比較好，城鎮(zhèn)生源的比例和獨生子女的比例明顯高于其他院校，不少學(xué)生生活條件優(yōu)越，他們往往以自我為中心，過于強調(diào)個人喜好，其受到挫折后的調(diào)整能力以及吃苦的能力不高，以上這些非智力因素往往導(dǎo)致學(xué)生的綜合素質(zhì)偏低。

1.2 學(xué)時因素

當(dāng)前全國大部分高校的基礎(chǔ)力學(xué)課程較以往都有了大幅的縮減，以某高校土木工程專業(yè)的理論力學(xué)和材料力學(xué)為例，從1979年的120學(xué)時到1985年變?yōu)?00學(xué)時，1987年變?yōu)?0學(xué)時，最后到2000年變?yōu)?4學(xué)時，而且每學(xué)時只有45 min，相當(dāng)于只有最初的45%課時。實驗也只做拉、壓、彎、扭實驗，理論力學(xué)基本不做實驗。因此，目前力學(xué)教學(xué)面臨的一個重要難題就是“內(nèi)容多，課時少”。

為了在相對較少的學(xué)時內(nèi)完成大量的教學(xué)內(nèi)容，教師往往被迫加快教學(xué)速度，對有些知識無法展開，甚至刪減，快速的教學(xué)進度使學(xué)生課下很難及時消化，教學(xué)知識的連貫性也因此受到影響;而另一方面基礎(chǔ)力學(xué)習(xí)題種類繁多、靈活多變，學(xué)生普遍感到上課雖然能聽懂，但是課下做題很困難，以至于整個力學(xué)學(xué)習(xí)顯得很被動。

1.3 缺乏“對口”教材

當(dāng)前應(yīng)用型本科基礎(chǔ)力學(xué)教材仍然還在使用二三十年前“精英教育”模式下的經(jīng)典教材，針對三本學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差、學(xué)習(xí)自覺性不高的現(xiàn)狀，經(jīng)典教材難度偏大，教學(xué)效果很不理想。雖然近年涌現(xiàn)了大量應(yīng)用型本科基礎(chǔ)力學(xué)的教材，但教材內(nèi)容仍然過分強調(diào)系統(tǒng)性和完整性，偏重基礎(chǔ)理論知識，而對應(yīng)用知識的傳授卻不足，目前應(yīng)用型本科教材多而混亂，偶爾有一兩本優(yōu)秀教材，但是并未形成統(tǒng)一認可的教材體系。

1.4 教學(xué)內(nèi)容與工程實踐脫節(jié)

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)脫離工程實際，尤其注重習(xí)題的解答，學(xué)生有時會感到與實際相差甚遠，枯燥乏味，沒有興趣，甚至有時單純的認為會做題就可以了。然而工程中的許多結(jié)構(gòu)問題都可以間接轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型得以解決，由于教學(xué)內(nèi)容缺乏理論和實踐的銜接，造成了專業(yè)技術(shù)人員的力學(xué)應(yīng)用意識薄弱，往往使工程中簡單的力學(xué)問題得不到解決。

2 提高應(yīng)用型本科基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)水平的方法

2.1 改進教學(xué)方法

三本學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參次不齊，這不僅體現(xiàn)在高考入學(xué)分數(shù)上，更表現(xiàn)在學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法上。針對這種學(xué)習(xí)狀態(tài)，三本教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)恼{(diào)整自己的教學(xué)方法。

1)理論講解過程力求簡潔。三本學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱，并且其培養(yǎng)目標(biāo)為應(yīng)用型本科，因此在介紹理論知識部分的時候，簡明的講解基礎(chǔ)理論即可，這樣可以適當(dāng)降低難度，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。

2)結(jié)合工程實例教學(xué)。結(jié)合土木工程專業(yè)選用常見工程案例，將理論與工程設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析過程結(jié)合起來，更容易加深對力學(xué)原理、基本概念、計算方法的掌握和理解［3］。例如，講解桁架結(jié)構(gòu)時，可以引用桁架屋頂為工程情景，講解工程實際和理論模型之間的轉(zhuǎn)化，進而講解模型的受力和變形特征。這樣既能掌握分析方法，又能做到課堂理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，且在案例引入之后給學(xué)生幾分鐘思考時間，必要的時候進行適當(dāng)?shù)挠懻摚虒W(xué)效果會更好。

2.2 因材施教，根據(jù)學(xué)生能力不同，實施分層次教學(xué)

授課班級多為幾十甚至上百名學(xué)生，這些學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，每個學(xué)生的學(xué)習(xí)特點、學(xué)習(xí)習(xí)慣更是千變?nèi)f化，通常教師采用的策略是“面向大多數(shù)”，處在兩頭的學(xué)生有些“吃不飽”，有些“吃不了”。根據(jù)這種情況，我們承認并尊重學(xué)生存在的差異，根據(jù)學(xué)生的考試成績、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、接受能力、知識面等個性差異，將學(xué)生分為A，B，C三個層次。學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好，學(xué)習(xí)成績穩(wěn)定，學(xué)習(xí)自覺性強的學(xué)生分為A類;學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好，成績不穩(wěn)定，缺乏良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的學(xué)生分為B類;學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)自覺性差，學(xué)習(xí)成績不理想的學(xué)生分為C類。在教學(xué)過程中，對不同層次的學(xué)生針對性提出階梯型的教學(xué)要求，實施分級教學(xué)以便學(xué)生更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

分層教學(xué)在我系的實際操作中，A類學(xué)生已經(jīng)在新生報到時由學(xué)院統(tǒng)一選拔到了理科實驗班進行學(xué)習(xí)。這部分學(xué)生高考成績比較突出，在大學(xué)學(xué)習(xí)期間接受了專門配備的老師的授課與輔導(dǎo)，在學(xué)習(xí)的難度、深度及廣度方面均大于普通班的學(xué)生。所以這類學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)主要是使其有能力進入到更高層次的院校進行深造。B類學(xué)生則按照普通的教學(xué)機會進行培養(yǎng)。針對這類學(xué)生中比較拔尖有志繼續(xù)深造的學(xué)生，專門安排經(jīng)驗豐富的授課教師為他們開設(shè)難度和深度比正常教學(xué)計劃更大的《材料力學(xué)Ⅱ》和《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ》，為他們今后的繼續(xù)深造學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。針對C類學(xué)生，我系擬定了一個專門的培養(yǎng)方案，使這類學(xué)生在大學(xué)期間的學(xué)習(xí)內(nèi)容與A，B層次的學(xué)生有所不同。

1)在這個培養(yǎng)方案中，C類學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)課程所采用的教材將會有所不同，會盡量選用一些課時較少、難度不大的教材。

2)教師的授課方式也要有所不同，例如對計算公式一般不加以推導(dǎo)，只進行定性的描述;對于較難的計算題目只做大概的描述，不詳細講解，也不要求學(xué)生掌握。

3)取消或歸并難度較大的力學(xué)課程。例如《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》這兩門力學(xué)課的難度比較大，學(xué)生學(xué)習(xí)普遍比較吃力。所以針對C類學(xué)生，不再單獨開設(shè)這兩門課程，而是將《理論力學(xué)》里比較簡單的“靜力學(xué)”部分和《材料力學(xué)》里面比較簡單的基本變形和應(yīng)力分析幾章合并為《工程力學(xué)》進行教學(xué)。這樣既保證了他們能夠?qū)W到專業(yè)課所需要的基本知識，又大大的減小了他們的學(xué)習(xí)難度，做到了分層次教學(xué)的目的。

2.3 編寫應(yīng)用型本科的“對口”教材

組織具有豐富應(yīng)用型本科基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗的教師參與編寫教材，編寫內(nèi)容強調(diào)“三本”特點和“因材施教”特色。教材概念簡明清楚，確?；A(chǔ)理論，舍棄對某些專業(yè)問題的深入討論。教材內(nèi)容力求以工程實例為背景，突出應(yīng)用，注重與后續(xù)課程和工程實際密切結(jié)合，追求易教易學(xué)的效果。另外加強教材課后練習(xí)的整改，提煉經(jīng)典練習(xí)，不求難度，加大習(xí)題量，題目形式也可以多樣化，適量增設(shè)選擇題和討論題，重在幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識，另外建議課后習(xí)題的設(shè)置方式適當(dāng)與相關(guān)執(zhí)業(yè)資格考試掛鉤，增強教材的實用性。教材寫作形式上力求活潑新穎，多引用來自施工現(xiàn)場的照片，趣味生動，吸引學(xué)生。教材之中可以適量介紹一些新結(jié)構(gòu)、新模型，必要情況下對于復(fù)雜的計算可以引入計算機建模和求解。

2.4 傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合

“語言+板書”的傳統(tǒng)教學(xué)形式具有敘述清楚、邏輯嚴(yán)密、銜接自然等優(yōu)勢，但仍屬于一種單向交流教學(xué)。而現(xiàn)在多媒體技術(shù)的興起拓展了力學(xué)的教學(xué)方式。利用多媒體能充分創(chuàng)造出一個圖文并茂、有聲有色、生動逼真的教學(xué)環(huán)境，易懂、易學(xué)、易教，并能對學(xué)生感官產(chǎn)生多重刺激，為教師教學(xué)的順利實施提供了良好的保障［4］。例如在學(xué)習(xí)“約束類型”時，可以應(yīng)用超鏈接技術(shù)，先行播放工程實踐中常見的約束的三維動畫，例如講到固定端約束時可以播放飛機機翼與機體之間相互連接的動畫，以及建筑物中懸挑的雨篷與房屋結(jié)構(gòu)之間的固結(jié)關(guān)系。讓學(xué)生首先很形象的看到實際生活中的固定端約束是怎么樣的，再通過電子教案講解基本理論，這樣就可以取得良好的教學(xué)效果。

3 結(jié)語

由于基礎(chǔ)力學(xué)課程是土木工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，針對應(yīng)用型本科的特殊性，教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實際情況，最大限度的調(diào)動學(xué)生的積極性，在有限的學(xué)時里更好的提高教學(xué)質(zhì)量。綜合以上各種改革方法的應(yīng)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了教學(xué)質(zhì)量，滿足了對“三本”學(xué)生的教學(xué)要求。

［1］趙占彪，申向東.土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探討［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2007(2):92-93.

［2］厲見芬，劉愛華，魯業(yè)鴻.社會導(dǎo)向型土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式初探［J］.常州工學(xué)院學(xué)報，2008(2):17-18.

［3］徐杏華.基礎(chǔ)力學(xué)課程中的啟發(fā)式教學(xué)［J］.成人教育，2004(6):78-79.

［4］陶開宇.多媒體教學(xué)手段是一把雙刃劍［J］.航空教育，2003(12):58-59.