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地方院校“结构力学”课堂教学改革的实践与成效 【摘要】结构力学是土木工程专业的一门重要的技术基础课，其课堂的教学质量，对学生后续专业课程学习和今后工作都有着巨大的影响。笔者从事多年的结构力学教学工作，积累了丰富的教学阅历，取得了肯定成果。本文基于多年的教学实践，探讨了在课堂教学上以第一堂课、结合工程和生活案例、教书育人、多种形式的教学共四个方面对“结构力学”教学开展改革的工作。实践表明，本文所述的改革是卓有成效的。 【关键词】结构力学 课堂教学 实践 改革 成效 【基金项目】广东省专业综合改革试点项目，广东省应用型人才培育示范专业建设项目，广东省教学团队建设项目，佛山科学技术学院2022年优质课程建设项目，佛山科学技术学院2022年创新强校教研项目。 【中图分类号】G420【文献标识码】A 【文章编号】2095-308902-0222-02 1.概述 结构力学是固体力学的一个分支，主要探讨杆系结构在荷载和非荷载因素作用下，所产生的内力、反力和位移的计算方法，结构的合理组成规律、结构动力特性和结构稳定性等力学问题1。由于这门课程的理论性、连贯性和技巧性都较强，所以始终以来被土木工程专业学生认为是高校期间最难学的课程之一。可见，加强结构力学课堂教学改革力度2-5，在有限的教学学时内，使学生能驾驭好结构力学理论并敏捷运用，对每一个结构力学任课老师而言，都是一项非常艰难而又重大的任务。笔者自到高校从教以来，已从事二十多年的结构力学教学工作，经过不断地探究与实践，在结构力学课堂教学上取得了肯定的阅历，现共享如下，请同行指正。 2.课堂教学改革的实践 2.1以高质量第一堂课为开端，树立学生学好结构力学的信念 土木工程专业有三大力学课程。这三门课，特殊是结构力学课，对地方院校的学生而言大都学得较为吃力。结构力学课通常是在第4或第5个学期才开，前期在学习先修的理论力学和材料力学课程中，同学都已经领教了力学课程的难度。由于基础薄弱等缘由，部分同学这两门力学课还挂了科。在还未起先学习结构力学以前，一批学生就已经有了犯难心情，甚至有少数同学有“破罐子破摔”混日子的想法。基于我校以上学生状况，结构力学第一堂课就显得尤为重要。为此，在第一堂课，我们以明代闻名文学家、军事家、画家徐渭的一个关于读书的对联“好读书，不好读书；好读书，不好读书”。清华高校龙驭球院士提出的读书的三个境界“读厚、读薄、读破”作为开场白，通过解读以上内容，让学生建立正确的学习看法。然后，我们通过一些土木工程前辈的话语，如“结构力学是土木工程师的看家本事”和我们毕业多年的校友所说的一些语重心长的话语以及“结构工程师取错一块砖导致整栋建筑倒塌”等工程事故，让学生了解结构力学对土木工程专业的重要性，不学好这门课将会对后续专业课的学习和今后从事专业技术工作带来极大的不利影响，由此引起学生对这门课的足够的重视。紧接着给大家将讲授结构力学学习方法和留意事项，并将结构力学课程的学习方法编成的口诀给大家共享：“学好结力并不难，自信满满是当然；上课用心把课听，独立做题必能行；艰难险阻无所拒，脑洞大开顿开悟；胜利喜悦挂心中，凤凰涅槃秀前程。”另外，我们还给学生翻译哈佛高校的图书馆的墙上的一条格言“To sleep at this moment， you will have a dream. But to study at this moment，you will interpret a dream.”，以此打消学生对这门课程的恐惊心理，并树立学好结构力学的信念。通过学生在后面的结构力学学习状况看，以上几个措施的实施，效果还是非常显著的。 2.2以工程和生活为背景，提高学生学习爱好与热忱 针对课程相关学问点，将工程案例和现实生活案例引入课堂，提高了学生学习的主动性，大大提高了课堂教学效率。如在讲授静定梁的过程中，提出一些生活方面的问题，如“大象过桥的策略”、“双杠立柱位置的确定”和大家所熟知的“一个和尚挑水喝，两个和尚挑水喝，三个和尚没水喝”问题，要求学生用结构力学方法解决分析这些问题，让学生依据该章所学学问对这些问题开展思索，加深对该章学问点的理解和相识。在超静定结构特性教学中，依据“超静定结构的内力反力只与各杆刚度的相对值有关”的特性，并结合汶川地震实例，讲授房屋建筑抗震设计中为何要求“强柱弱梁，强剪弱弯”的原理。又如，在结构动力学这一章的教学中，结合塔科马大桥垮塌事故、桥梁结构动载试验、音爆和蛇形摆等内容，讲授结构动力计算的重要性。振型和振型叠加是结构动力学的一个难点，为了让学生更好的理解这一概念，我们通过一些生活案例进行说明，如：把脉看病-观其脉症，知犯何逆；混血儿白人与黑人的孩子；颜色的组成基本色：红黄蓝；语音识别系统乡音难改，乡情难忘；人的两面性魔鬼与天使等。 2.3以教书育人为目标，进行为人处事教化 在课程教学过程中，通过一些与结构力学学问点相关名人的故事和名言，进行做事做人的教化。如在讲授图乘法的应用条件时，针对不少同学只关切公式的运用而对公式推导不关切的状态，给大家讲曾参在高校所说 “物有本末，事有始终，知所先后，则近道矣” 的道理。又如在讲结构弹性稳定后，通过将其与做人做事相联系，告知大家对于一个国家、一个社会、一个集体，整体要稳定，局部也要稳定，上层要稳定，下层也要稳定，只有稳定了才能安下心，才能去做好其它事情，覆巢之下无完卵。在整个结构力学的最终一堂课，通过将结构力学中概念串接起来，让学生对土木人生有所感悟：“要想当胜利的土木人，你必需能抗弯、抗剪、抗扭、抗压、抗拉、抗冲击、抗失稳、抗疲惫，有强度、有刚度、有柔度、有挠度、有自由度，有弹性、有塑性，会不变、常变及瞬变，会摆布软件，会“好读书、好读书”，经得起自由振动、受迫振动和共振，你还必需静定乃至超静定”，这段人生感悟被同学在整个土木工程专业的微信中传播，甚至传到了外校。 2.4以多种形式的教学为协助，活跃课堂气氛 课堂上，为提高学生爱好，加深印象和理解，在一些较难的学问点，将口诀、谜语、唐诗、小故事、成语、忠告等引入课堂。如在机动分析的总结时，结合前面所讲例题的思路给出了如下口诀：“机动分析，简化为先；去二元体，删繁就简；偷梁换柱，豁然开朗；移花接木，水落石出；三根支杆，地基靠边；空中楼阁，它很任性；支杆超三，脚踏实地；以地为刚，顺藤摸瓜；啥变体系，依规而定。”又如，在讲结构稳定问题时，通过狮身人面兽斯芬克斯提出的谜语“早上四条腿，中午两条腿，晚上三条腿”的谜底，深化大家对稳定概念的理解。通过成语“庖丁解牛”的思想，讲解做困难结构影响线的思路。让大家驾驭在结构较困难时，做影响线应如何下手，根据什么思路分析。在讲解超静定结构计算方法总结时，强调力法和位移法的求解思路都是“过渡法”，此处引入唐诗“新嫁娘词”：“三日入厨下，洗手做羹汤，未谙姑食性，先遣小姑偿”，告知大家其中也含有过渡的思想。在讲魁北克大桥坍塌事故与工程师之戒的内容后，以口诀的形式给大家提出了忠告：“世界那么大，很想去看看；魁北克大桥，千万别漏掉；工程师之戒，佩戴在手上；事故很惨痛，教训记心中；结构工程师，专业很重要；结力学得好，基础打牢靠；设计与施工，需精益求精；适可来创新，切勿乱冒进。”由此提示着大家今后走向工作岗位后，所需肩负的责任，恒久不要遗忘历史惨痛的教训和耻辱，要时刻牢记工程建筑合理设计的重要性和肃穆性。以上这些方式的实践，使学生除了获得“鱼”外，也得到了“渔”的方法。 3.课堂教学改革的成效 我校结构力学老师由于在课堂教学改革方面做了大量的探究，成效显著，课程负责人2022年被学校评为首届课堂教学十佳优秀老师。学校每学期都要求学生对老师的课堂教学打分，结构力学课程年年都获得了优秀的成果，得到了学生的充分确定。近两年，在课程结束后，不少同学给我们提交了学习体会。其中，对结构力学课程课堂教学给出了较高的评价。如，12土木专业的学生说：“人间自有真情在，课程结束有点快。不知不觉一个学期就过去了，还没来得及好好感受结构力学带来的激情就要结束了。学这门课真的很过瘾，一方面老师上课风趣幽默，虽然内容很难，但到了老师嘴里就变成了浅显的道理。另一方面，一道题从分析到被解决的过程真的很爽，很有成就感，有一种当侦探破案的感觉”，“说起老师的结构力学授课特点就是明朗概括，总结性强，会侧类旁通；课堂上有时会跟我们共享结构力学的趣事或有关建筑结构方面的历史，增加了课堂趣味，提高了我们学习的爱好。我们得到的不光是学问上的收获，一些在人生上的感悟、做人的道理同样让我更觉得非常宝贵”，“魁北克大桥与工程师之戒这堂课，让我深深地感受到，作为一个土木人肩上所负的重担有多么的重要！我们必需学好结构力学，在今后的工作中，要尽到自己应有的职责和义务”、“我觉得结构力学老师上课有时很风趣，谆谆教导，使得我们的课堂气氛非常活跃。但是，陈老师上课有时又很严格，这样使得我们能更加严格的要求自己，不会因为老师上课的幽默而松散了。还有就是老师的上课例题很丰富，能够使我们从不同方面深刻了解到结构力学的学问，把教材变薄了，将精华的东西呈现在我们面前。”，“老师的结构力学课讲的特别好，是我最满足的课程。跟其他老师不同，虽然是理科，但有时还会联系文科类学问讲解，比如顺藤摸瓜、庖丁解牛、野渡无人舟自横等，不跑题而且还会加深我们对学问点的了解，这是特别好的，有助于提高我们的学习效率”。13土木的同学在学习体会中写到：“这学期的结构力学课已经结束，我最大的感受是惊喜加快乐。三门力学当中，我上课最仔细，完成作业最仔细的就是结构力学了。对此，我可以总结为三个缘由：第一，第一堂课上老师讲的好读书不好读书；好读书不好读书和20%-80%规律提示了我，让我下定决心要好好学习结构力学；其次，结构力学课当中，老师总结了许多技巧，如，删繁就简进行机动分析、以软绳的变形比拟弯矩图的形态、用混血儿理解振型分解法，这让我们上起课来感觉比较好玩，理解起来也比较轻松；第三，老师上课讲的例题比较典型，总是能在例题里让我们弄懂重要的学问点”，“陈老师上课严谨，对我们细微环节的东西抓得严，授课有条理，有重点，对同学既热忱又严格，上课有时特别幽默，有时特别严格，有自己的风格，治学严谨，平易近人，注意启发和调动我们的主动性，课堂气氛活跃，特殊是讲的那些小故事和名人名言，能在学习课本学问的同时还能放松一下，又能让我们明白人生的大道理”，“陈老师的课无可厚非是很有质量的，特殊是抛砖引玉的课前学问思索探讨，一开场就紧紧地抓住每个同学的心，让人恨不得快点进入学习早点弄懂并驾驭这些学问”，“结构力学是一门特别有意思的课程。通过这学期对结构力学的接触，渐渐地能体会到结构力学的美。生活中许多的问题，许多的现象，都可以用结构力学的学问去说明。结构力学更是我们土木人的必备学问和必需去仔细学好的学问”，“我觉得陈老师的力学课很不错。陈老师是个很幽默的人，虽然对我们来说是父辈的人，但在上课的时候还是能感受到老师生动风趣的言语，就像是我们的同龄人一样。陈老师上课很有热忱，也是个很有耐性的人，常常会在讲完难点后给我们提问，帮我们解疑。很喜爱陈老师的课，点个赞！”，“结构力学老师是高端老师，深得人心。总体来说，老师表现出比其他老师更加优秀的一面，让我们在学习的过程中感受到了不一样的感觉，陈老师不仅仅在课堂传授学问，还利用力学学问去教育我们做人的道理，这就是不一样的感受”。 从最近几年学生的反馈状况看，结构力学课堂教学改革还是有肯定成效的。学生对结构力学课堂教学的这些热忱洋溢的评价是对结构力学老师的鞭策，也让我们更加坚决了把课堂教学改革不断完善提高的信念。 参考文献： 1李廉锟.结构力学M.北京：高等教化出版社，2022 2李国华，罗健，董军，戚承志.结构力学教学方法探讨J.高等建筑教化，2022，21：81-83 3陈玉骥.“比较教学法”在力学课程教学中的运用实践J.高校教化，2022，：121-123 4贾红英，刘鸣，王新华.结构力学教学采纳诱思探究法的实践J.理工高教探讨，2022，27：122-123 5付佳丽，韩有民.基于“卓越工程师”培育体系下的结构力学教学改革探讨J.科技创新导报，2022，：111，113 作者简介： 陈玉骥，男，海南省文昌市人，教授，博士，探讨方向：弹塑性理论及应用。 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页