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(shí)踐性較強(qiáng)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(diǎn)，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(shí)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(huì)管理、懂設(shè)計(jì)”［1］。培養(yǎng)目標(biāo)強(qiáng)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(shí)點(diǎn)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(duì)該課程認(rèn)識(shí)不清，認(rèn)為該類知識(shí)在未來(lái)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(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)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(wèn)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(lái)對(duì)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(dú)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(jué)性、知識(shí)面等方面與一本及二本學(xué)生存在一些差距。

首先，獨(dú)立學(xué)院實(shí)行招生計(jì)劃單列，按第三批本科錄取，平均分?jǐn)?shù)與母體學(xué)校第一、二批本科錄取的分?jǐn)?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(diǎn)大學(xué)的三本與一本錄取分?jǐn)?shù)相差80分～100分，與二本的錄取分?jǐn)?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(lì)響應(yīng)程度也會(huì)不同。其次，“三本”學(xué)生一般經(jīng)濟(jì)條件比較好，城鎮(zhèn)生源的比例和獨(dú)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(guò)于強(qiáng)調(diào)個(gè)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(shí)因素

當(dāng)前全國(guó)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(shí)到1985年變?yōu)?00學(xué)時(shí)，1987年變?yōu)?0學(xué)時(shí)，最后到2000年變?yōu)?4學(xué)時(shí)，而且每學(xué)時(shí)只有45 min，相當(dāng)于只有最初的45%課時(shí)。實(shí)驗(yàn)也只做拉、壓、彎、扭實(shí)驗(yàn)，理論力學(xué)基本不做實(shí)驗(yàn)。因此，目前力學(xué)教學(xué)面臨的一個(gè)重要難題就是“內(nèi)容多，課時(shí)少”。

為了在相對(duì)較少的學(xué)時(shí)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(duì)有些知識(shí)無(wú)法展開，甚至刪減，快速的教學(xué)進(jìn)度使學(xué)生課下很難及時(shí)消化，教學(xué)知識(shí)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(gè)力學(xué)學(xué)習(xí)顯得很被動(dòng)。

1.3 缺乏“對(duì)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(duì)三本學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差、學(xué)習(xí)自覺(jué)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(guò)分強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和完整性，偏重基礎(chǔ)理論知識(shí)，而對(duì)應(yīng)用知識(shí)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(rèn)可的教材體系。

1.4 教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐脫節(jié)

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)脫離工程實(shí)際，尤其注重習(xí)題的解答，學(xué)生有時(shí)會(huì)感到與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)，枯燥乏味，沒(méi)有興趣，甚至有時(shí)單純的認(rèn)為會(huì)做題就可以了。然而工程中的許多結(jié)構(gòu)問(wèn)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(shí)踐的銜接，造成了專業(yè)技術(shù)人員的力學(xué)應(yīng)用意識(shí)薄弱，往往使工程中簡(jiǎn)單的力學(xué)問(wèn)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(jìn)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?jǐn)?shù)上，更表現(xiàn)在學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法上。針對(duì)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(guò)程力求簡(jiǎn)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(shí)部分的時(shí)候，簡(jiǎn)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(shí)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(jì)、結(jié)構(gòu)分析過(guò)程結(jié)合起來(lái)，更容易加深對(duì)力學(xué)原理、基本概念、計(jì)算方法的掌握和理解［3］。例如，講解桁架結(jié)構(gòu)時(shí)，可以引用桁架屋頂為工程情景，講解工程實(shí)際和理論模型之間的轉(zhuǎn)化，進(jìn)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(shí)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(shí)間，必要的時(shí)候進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠懻摚虒W(xué)效果會(huì)更好。

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

授課班級(jí)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(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、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(rèn)并尊重學(xué)生存在的差異，根據(jù)學(xué)生的考試成績(jī)、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、接受能力、知識(shí)面等個(gè)性差異，將學(xué)生分為A，B，C三個(gè)層次。學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好，學(xué)習(xí)成績(jī)穩(wěn)定，學(xué)習(xí)自覺(jué)性強(qiáng)的學(xué)生分為A類;學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好，成績(jī)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(jué)性差，學(xué)習(xí)成績(jī)不理想的學(xué)生分為C類。在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)不同層次的學(xué)生針對(duì)性提出階梯型的教學(xué)要求，實(shí)施分級(jí)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(shí)際操作中，A類學(xué)生已經(jīng)在新生報(bào)到時(shí)由學(xué)院統(tǒng)一選拔到了理科實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行學(xué)習(xí)。這部分學(xué)生高考成績(jī)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(jìn)入到更高層次的院校進(jìn)行深造。B類學(xué)生則按照普通的教學(xué)機(jī)會(huì)進(jìn)行培養(yǎng)。針對(duì)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(yàn)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(jì)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(duì)C類學(xué)生，我系擬定了一個(gè)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(gè)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(huì)有所不同，會(huì)盡量選用一些課時(shí)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(duì)計(jì)算公式一般不加以推導(dǎo)，只進(jìn)行定性的描述;對(duì)于較難的計(jì)算題目只做大概的描述，不詳細(xì)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(duì)C類學(xué)生，不再單獨(dú)開設(shè)這兩門課程，而是將《理論力學(xué)》里比較簡(jiǎn)單的“靜力學(xué)”部分和《材料力學(xué)》里面比較簡(jiǎn)單的基本變形和應(yīng)力分析幾章合并為《工程力學(xué)》進(jìn)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(shí)，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(duì)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(yàn)的教師參與編寫教材，編寫內(nèi)容強(qiáng)調(diào)“三本”特點(diǎn)和“因材施教”特色。教材概念簡(jiǎn)明清楚，確?；A(chǔ)理論，舍棄對(duì)某些專業(yè)問(wèn)題的深入討論。教材內(nèi)容力求以工程實(shí)例為背景，突出應(yīng)用，注重與后續(xù)課程和工程實(shí)際密切結(jié)合，追求易教易學(xué)的效果。另外加強(qiáng)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(shí)，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(qiáng)教材的實(shí)用性。教材寫作形式上力求活潑新穎，多引用來(lái)自施工現(xiàn)場(chǎng)的照片，趣味生動(dòng)，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(duì)于復(fù)雜的計(jì)算可以引入計(jì)算機(jī)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(yǔ)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(shì)，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(gè)圖文并茂、有聲有色、生動(dòng)逼真的教學(xué)環(huán)境，易懂、易學(xué)、易教，并能對(duì)學(xué)生感官產(chǎn)生多重刺激，為教師教學(xué)的順利實(shí)施提供了良好的保障［4］。例如在學(xué)習(xí)“約束類型”時(shí)，可以應(yīng)用超鏈接技術(shù)，先行播放工程實(shí)踐中常見的約束的三維動(dòng)畫，例如講到固定端約束時(shí)可以播放飛機(jī)機(jī)翼與機(jī)體之間相互連接的動(dòng)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(shí)際生活中的固定端約束是怎么樣的，再通過(guò)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(yǔ)

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(duì)應(yīng)用型本科的特殊性，教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，在有限的學(xué)時(shí)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(duì)“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(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2007(2):92-93.

［2］厲見芬，劉愛(ài)華，魯業(yè)鴻.社會(huì)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(bào)，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.