淺析問題教學(xué)法在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中的應(yīng)用

蔣亞瓊 李丹

摘要：問題教學(xué)法是課堂教學(xué)常用的方法，結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本文結(jié)合問題教學(xué)法在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：問題教學(xué)法;土木工程;結(jié)構(gòu)力學(xué);人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）21-0188-02

一、引言

問題教學(xué)法在我國古代早有論述，如朱熹的“讀書無疑者，須教有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)”。問題教學(xué)法的核心是問題設(shè)置，通過問題誘發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的欲望，培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，通過循環(huán)往復(fù)不斷優(yōu)化自主學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的教學(xué)方法[1]。教學(xué)論專家馬赫穆托夫認(rèn)為問題性的課堂為：在課堂上，教師有意地創(chuàng)設(shè)問題情境，組織學(xué)生的探索活動，讓學(xué)生提出問題并解決這些問題（問題后置，較高層次）;或由教師自己提出這些問題并解決它們，在此同時向?qū)W生說明在該探索情境下的思維邏輯（問題前置，較低層次）[2]。因此，問題教學(xué)法也可以認(rèn)為是課程知識點(diǎn)以問題的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，在教學(xué)活動中，以“問題”為線索，可以讓學(xué)生在尋求和探索解決問題的思維活動中，學(xué)會思考，學(xué)會創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造思維的發(fā)展。

二、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木工程專業(yè)多學(xué)時的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它基于材料力學(xué)的基本思路和基本方法，將研究對象拓展為桿系結(jié)構(gòu)。設(shè)置此課程的目的是使土木類學(xué)生系統(tǒng)地掌握桿系結(jié)構(gòu)的幾何組成規(guī)律和合理形式，及桿系結(jié)構(gòu)在外因素作用下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的計(jì)算原理和方法，為后繼課程如鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程、工程結(jié)構(gòu)抗震等課程的學(xué)習(xí)奠定必要的力學(xué)基礎(chǔ)，為畢業(yè)后從事土木工程各類工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、檢測等工作提供必要的理論知識和基本計(jì)算方法。

大部分土木類本科院校均在第四學(xué)期開始開出結(jié)構(gòu)力學(xué)課程，在此階段，學(xué)生基本已經(jīng)融入到大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中，對專業(yè)也有了更加深刻的認(rèn)識，同時由于社會的不斷發(fā)展，學(xué)生對高層次學(xué)歷的追求也在不斷增長，絕大部分高校把結(jié)構(gòu)力學(xué)課程作為土木工程學(xué)科碩士研究生入學(xué)考試初試的科目，因此教師和學(xué)生在統(tǒng)一認(rèn)識的基礎(chǔ)上，更加確定了該課程的重要地位。

三、問題教學(xué)法在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中的實(shí)施

傳統(tǒng)的問題教學(xué)是以教師提問為主的教學(xué)活動，即問題前置，這種教學(xué)方式方便課堂的把控。通過問答互動，在一定程度上提高了學(xué)生的課堂參與度。其實(shí)，明確的問題，答案往往也是明確的，學(xué)生難以獲得獨(dú)立的見解，在一定程度上學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性被抑制了[3]。如何讓學(xué)生主動提出問題，變“求解”為“學(xué)問”，讓學(xué)生積極進(jìn)行探究和創(chuàng)造性思維活動，讓“主體”真正“主動”起來呢？比較好的方法是將問題前置和問題后置結(jié)合起來，課前授課教師給予宏觀問題，要求學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中提出具體的新的疑問并記錄在課堂筆記本中，最后授課教師組織討論、點(diǎn)撥、解答，此過程可作為平時成績評價的手段。當(dāng)下，伴隨著教學(xué)信息化改革的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教育資源豐富，微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等多元化的教學(xué)方式正是在問題教學(xué)法的基礎(chǔ)上解決了這個難題。

以結(jié)構(gòu)力學(xué)幾何組成分析一章為例。課前，教師可以提出三個問題：什么是幾何組成分析？為何進(jìn)行幾何組成分析？怎樣進(jìn)行幾何組成分析？讓學(xué)生帶著問題去讀書，那么學(xué)生在讀書的過程中會發(fā)現(xiàn)，體系分為幾何不變、幾何常變和幾何瞬變?nèi)N情形，三種情形各自又該如何判定？判定的原理是什么？如此等等，牽一發(fā)而動全身，眾多具體的、直指教學(xué)重難點(diǎn)的問題就會一一浮現(xiàn)，學(xué)生通過深思熟慮過后才得到的結(jié)論顯然比直接被告知的來得深刻。一旦品嘗到了求知的樂趣，學(xué)生就會樂此不疲了。

問題教學(xué)法在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中的實(shí)施還需注意以下三點(diǎn)：

其一，注重問題設(shè)計(jì)的針對性。針對性一方面指問題應(yīng)遵循教與學(xué)的實(shí)際需要而定，圍繞教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時，還要針對學(xué)生的學(xué)習(xí)心理特征，問題要能夠啟動學(xué)生心理上的新需求，能夠觸發(fā)學(xué)生潛在水平到現(xiàn)實(shí)水平的最近發(fā)展區(qū)[4，5]。如靜定剛架的內(nèi)力計(jì)算問題，重點(diǎn)是要求學(xué)生掌握內(nèi)力的具體計(jì)算和剛結(jié)點(diǎn)的性質(zhì)，剛架是由多根桿件通過部分或全部剛結(jié)點(diǎn)連接而成，那么，求解的思路就是，能否把剛架離散成一個個單跨梁來進(jìn)行分析呢？在離散過程中，從哪里斷開比較合適呢？合適與否由什么來決定？事實(shí)上在剛結(jié)點(diǎn)處斷開和打斷梁式桿是等同的。隨著問題的深入，剛結(jié)點(diǎn)的特性也就總結(jié)出來了。同時還可追問什么樣的外力會在桿件中引起彎矩？什么樣的外力會在桿件中引起剪力？什么樣的外力會在桿件中引起軸力？通過對結(jié)構(gòu)內(nèi)力特性的定性分析，使得學(xué)生對單跨梁的理解進(jìn)一步加強(qiáng)。

其二，注重問題的啟發(fā)性。問題設(shè)置水平的高低，一個重要的衡量因素就是問題是否具有啟發(fā)性。具有啟發(fā)性的問題不是非此即彼的問題，而是具有開放性，這樣才能使學(xué)生放飛思緒，調(diào)動思維的積極性。如在力法求解超靜定結(jié)構(gòu)中，基本未知量的確定是通過去除多余約束來確定的，因?yàn)槎嘤嗉s束不是唯一確定的，顯然，基本結(jié)構(gòu)的選取也不唯一，如何優(yōu)選基本結(jié)構(gòu)呢？好與不好的區(qū)別就在于是否方便計(jì)算。由于個人習(xí)慣不同，不同的同學(xué)可能會選擇不同的基本結(jié)構(gòu)，授課教師通過對不同形式基本結(jié)構(gòu)的求解過程進(jìn)行對比，可以初步幫助同學(xué)們樹立優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想，即使條條大路通羅馬，便捷的道路總是讓人青睞的。

其三，注重問題的效果導(dǎo)向。課堂教學(xué)有課時的限制，也有教學(xué)內(nèi)容的限制。因此課堂上不可能無限延展，事事都琢磨，教師在設(shè)計(jì)問題時要預(yù)期學(xué)生掌握什么知識點(diǎn)，獲得什么能力，設(shè)計(jì)能夠起到事半功倍的問題，以達(dá)到不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。如超靜定結(jié)構(gòu)含斜桿剛架的位移法問題，關(guān)鍵問題是結(jié)點(diǎn)的線位移的確定，因此，問題需要圍繞結(jié)點(diǎn)線位移的定性與定量兩個層面展開。

四、結(jié)語

問題教學(xué)法的實(shí)施，教師是總設(shè)計(jì)師，在這樣一個充滿探究的學(xué)習(xí)模式里，教師的工作任務(wù)會更加繁重，不僅要備好課，還要有一整套完整的問題教學(xué)設(shè)計(jì)，教師需要具有深厚的專業(yè)知識功底和豐富的教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，才能有效地進(jìn)行問題設(shè)計(jì)和處理教學(xué)中可能遭遇的種種意外情況，在特定的時間內(nèi)完成特定的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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