结构力学课堂教学改革的尝试

唐克东,傅 建

(华北水利水电学院,河南郑州450011)

结构力学课堂教学改革的尝试

唐克东,傅 建

(华北水利水电学院,河南郑州450011)

在实际教学中,注意依据学生的心理规律对课堂教学进行改革尝试,通过寓教于实激发学生的学习兴趣,通过寓教于形增强学生的理解力,通过诱导启发提高学生的自学能力和应用能力。取得了令人满意的效果。

心理规律;教学方法;教学效果

结构力学是大土木工程(水工、工民建等)专业学生重要的专业基础课。结构力学掌握的好与不好直接影响到后续钢筋混凝土、钢结构等专业课程的学习[1]。在目前教学改革课时减少的情况下,如何充分调动学生的学习兴趣,提高教学效果,在有限的学时内不仅讲授大纲要求的内容,还要让学生适当了解新的结构分析知识,是广大教学工作者需要不断探究的一个问题。夸美纽斯说:“寻找并找出一种教学方法,使得教师因此可以少教,但是学生却可以因此多学,使学校因此可以少些喧嚣、厌恶和无益的劳动,多具闲暇、快乐和坚实的进步。”有鉴于此,笔者特将几点课堂教学改革经验总结归纳如下。

一、寓教于实,切入学生的兴奋点

结构力学是和实际工程联系非常密切的一门课程,利用结构力学的知识可以解决水工结构、工业与民用建筑中的很多问题,把结构力学在实际工程中的应用适时地介绍给学生,可以极大地调动学生学习结构力学的积极性。学生一旦由“要我学”转变为“我要学”,其学习的积极性、学习的效率、学习的效果是截然不同的。夸美纽斯认为:“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一。”为此,在绪论部分通过视频介绍结构力学在实际工程中的应用来提高学生的学习兴趣[2]。布鲁纳说:“使学生对一门学科有兴趣的最好办法势必使之知道这门学科是值得学习的。”利用科研项目“黄河炳灵水电站厂房静力计算”案例来介绍如何将一个实际结构简化为计算简图,为什么可以将一个非杆系结构简化为一个杆系结构来计算。在讲授几何组成分析时,结合参与完成的科研项目“阿深线黄河双索面预应力斜拉桥”来介绍几何不变体系、几何可变体系[3-4]。在讲授静定结构弯矩图绘制时,通过实验室很容易看到的简支试验梁来说明土木类教材弯矩图画在受拉侧的原因,等等。以此增强学生对结构力学实用性方面的认识,从开始就让学生养成利用所学的知识尝试分析解决实际问题的好习惯,既提高了学生的学习兴趣,也培养了学生分析问题和解决问题的能力。这样,学生边学边应用,学习兴趣和学习积极性大大增加,取得了较好的教学效果。

二、寓教于形,增强学生的理解力

近年来随着现代化办公设备的不断增加,多媒体技术的快速发展,PPT教学课件、基于Authorware开发的多媒体课件、网络课件等各类多媒体教学课件层出不穷,但在实际应用中却出现了各种各样的问题。很多学生不愿教师使用多媒体课件上课,学生的思维跟不上画面的变化,容易疲劳,进而导致失去学习的信心和兴趣。但一些好的多媒体材料可以加强学生对一些抽象化概念的理解和记忆。

首先,充分利用“结构力学求解器”,增强学生的理解力。高等教育出版社出版的龙驭球院士主编的《结构力学I》书后附有一张合著者袁驷老师主编的“结构力学求解器”光盘,这张光盘凝聚了袁驷老师两项国家级课题的研究结晶,但很多学生不注意它,甚至根本没想过看它。笔者每次上“结构力学”课时,都会抽一点时间对它做一个简单介绍,既开阔了学生的视野,又可以使学生利用它理解一些抽象的概念,并在今后的学习以至工作中都可以充分发挥它的作用。例如,在讲几何组成分析时,一些学生对很多可变体系的可能运动方式理解不了,借助多媒体设备使用“结构力学求解器”演示该可变体系的变形动画,就能使学生直观清楚地看到变形情况,使问题变得容易理解和记忆,收到了很好的教学效果。

其次,充分利用“ANSYS商用软件”,增强学生的理解力。随着计算机技术的飞速发展和一个个国家级重点工程的不断建设,国内软件市场也得到了迅猛的发展,一些大型通用软件得到了很好的普及和推广,大型商用软件ANSYS就是其中之一。它强大的功能不仅被广泛应用于结构分析、多物理场耦合分析、电磁场分析等多个领域,为各行业的快速发展提供动力,如巧妙加以利用还可以为教学工作提供一定的帮助。如讲授影响线时,学生往往对移动荷载在梁上移动时杆件内力变化不易理解,并且很容易将影响线和内力图混淆,借助大型商用软件ANSYS制作移动荷载在梁上移动时杆件内力变化的动画,可以清楚地看到梁的各截面内力随荷载移动的变化情况,既形象又生动,既能充分调动学生学习的积极性,也能加深理解和记忆。

总之,扬多媒体之长,避多媒体之短,制作一些优良的多媒体课件,合理利用现代化教学设备,可以让一些抽象的概念形象化,既便于学生理解,也便于充分调动学生学习的积极性,达到通常粉笔加黑板难以达到的教学效果。一些公式推导过程还是传统的板书占有一定的优势,它便于学生跟着教师的思路理解、消化、吸收、记忆整个过程。因此,将多媒体教学手段和板书有机地结合在一起,优势互补,可以起到事半功倍的效果。

三、启发善诱,提高学生的自学能力和应用能力

课堂教学是学生获取知识的重要途径,因此课堂教学改革也一直是教学改革的热点问题。除了上面提到的借助优秀的多媒体课件提高教学效果之外,改变“满堂灌”的授课方式,采用启发式教学是改变课堂教学模式的主要方法。古人强调“善诱者,善导”。现代教育理论认为,教学的真正含义是变“学会”为“会学”。虽然启发式教学是一个老生常谈的话题,但真正做好启发式教学还应再下述几方面下足功夫。

第一,深刻理解启发式教学,提高学生的自学能力。启发的关键是充分调动学生学习和思考的积极性和主动性,使学生不仅要勤于学,还要勤于思。启发式教学应重在传授获取知识的思路和方法上,进一步提高学生的自学能力,以达到举一反三的目的。每节课后尽量留下思考的内容,以便有意识地促使学生进行思考。对于学过的知识,有意识地让学生提前预习,课上尝试讲解,以提高学生归纳总结的能力。例如,“结构力学”中有“梁的内力计算的回顾”一节内容,这部分内容是“材料力学”讲过的内容,笔者尝试让学生提前预习,然后在课堂上进行讲解。这样不但比较容易了解学生对这部分知识掌握的程度,也提高了学生的自学能力和提炼总结的能力。

第二,循循善诱,逐渐培养学生综合运用知识的能力。启发式教学要求教师对每一节课都要进行精心设计,明确每节课的重点和难点,设计好引出重点和难点的方式和方法,也就是要设计好引导的过程,从而使关键的知识点变得容易消化吸收。著名教育家赞可夫曾说:“教会学生思考,这对学生来说,是一生中最有价值的本钱。”例如,斜简支梁的内力计算可由水平简支梁过渡过来。在讲解力法求解超静定结构时,可让学生思考使用静力平衡条件是否还能求出全部支座反力和内力?引导学生在超静定结构和静定结构之间架起一座桥梁,进而找出解决问题的关键,从而掌握探寻未知世界的一种方法。

第三,师生互动,提高学生分析问题和解决问题的能力。真理越辩越清,越辩越明,知识也是如此。为此有意识地通过课堂提问、讨论、学生上台讲解等方式,让学生积极思考,通过直接回答或听取其他同学的回答,快速思索最准确的解答。特别应注意充分利用习题讨论课,鼓励学生积极主动发言,充分发表自己的见解,表达自己的分析过程;鼓励学生学习过程中说错也没关系,要勇于思考、敢于思考、勤于思考,只有及时发现问题才能及时解决问题。只有这样,学生才能在教师的引导下,通过自己的大脑思维,将知识越辩越清,分析问题和解决问题的方法将掌握得越牢。

四、情感交融,营造良好的学习氛围

德国教育学家第斯多惠说过:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”学生是学习的主体,教师的任务是将知识传授给学生。因此,注重与学生的沟通和交流,及时了解学生学习生活中存在的问题和想法,并及时予以帮助和解决,让学生从内心深处真正把老师不仅当作“良师”而且还当作“益友”,这样有助于营造一个良好的教学氛围,从而使学生对任课教师、对本门课程都充满感情,这必将使得学生从内心深处变得想学、爱学而且会学。

我国著名的教育家陶行知先生早就提出应按照各个学生的特点、才能、性格,在一定环境和条件下予以培养,这是教育成功的前提。苏联的教育家赞可夫也认为:“教师能否对每个学生的思想、情感、动机、愿望进行了解,并用正确的方式强化和转变,是教育成功的必要条件。”而只有通过与学生坦诚的沟通和交流,才能真正了解每个学生的特点、才能、性格,并根据学生的实际情况制定出更加合理的授课方案;通过交流才能真正发现需要帮扶的学生,以避免他们掉队;通过交流才能真正发现需要给尖子生额外布置一些更有挑战性的作业,以使他们飞得更高更远。

五、结语

教师不仅需要精通本专业知识,还应该懂得如何抓住学生的心理变化规律,依据其心理变化规律,采用不同的方式方法激发学生的学习兴趣、学习欲望。依据其心理变化规律,加以诱导,教会学生思考,使其能够在“学会”的基础上变为“会学”。注意和学生情感交流,使学生在快乐中学习,并在学习中得到快乐!

[1] 黄晓吉.《结构力学》课程教学实践的思考和教学方法的改革[J].华东交通大学学报,2007,(12).

[2] 唐寿高.《板桥力学》教学方法改革与实践[J].高等教育研究学报,2007,(6).

[3] 左晓宝.结构力学教学方法与实践[J].理工高教研究,2008,(5).

[4] 郑国栋.李校兵.《结构力学》教学改革初探[J].中国水运,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

河南省陶行知研究会“十一五”规划2009年度重点课题(HNTY090049);华北水利水电学院2009年教改立项项目(华水政〔2009〕134号)。

唐克东(1963—),男,河北文安人,华北水利水电学院副教授。

(责任编辑:宋孝忠)