結(jié)構(gòu)力學教學中創(chuàng)新能力培養(yǎng)

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摘要：

大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是我國教育改革的一個重要目標，對于我校土木工程專業(yè)的大學生，創(chuàng)新能力較低，提高學生的創(chuàng)新能力勢在必行。文章通過對結(jié)構(gòu)力學的課程改革，采用啟發(fā)式教學、系統(tǒng)化教學、多樣化教學和項目式教學等多種教學手段，來達到激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新意識，提高學生創(chuàng)新能力的目的。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；結(jié)構(gòu)力學；課程改革

創(chuàng)新能力是社會進步的能源、是經(jīng)濟發(fā)展的動力。目前社會技術(shù)、經(jīng)濟發(fā)展的程度，與其說是由于人才基本素質(zhì)的提高，不如說是人才的創(chuàng)造力的提高所致。1919年，教育學家陶行知先生把“創(chuàng)造思想”引入近現(xiàn)代教育領(lǐng)域，指出培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是一個國家富強和民族興亡的關(guān)鍵。1998年，同志關(guān)于“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力”的講話，奠定了我國教育改革的基礎(chǔ)。同年，教育部將大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為教育改革的重要目標，在教育界引發(fā)了一次對創(chuàng)新能力的內(nèi)涵、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的影響因素以及方式方法的大討論。2010年提出的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”也把強化培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力作為一項重要指標。對于土木工程專業(yè)的大學生，創(chuàng)新能力是較低的，該專業(yè)屬應用性專業(yè)，大量的實際工作使土木專業(yè)的學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維受到抑制。許多學生在大學期間，沒有明確的定位及奮斗目標，往往僅滿足于畢業(yè)后能考取研究生或是找個相對好一點的工作，這使得大學生缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新欲望。在長期的固定思維模式培養(yǎng)下，大學生缺乏創(chuàng)新興趣，在接受教育階段，沒有很好地開發(fā)創(chuàng)新思維能力。另外，部分學生雖然有一定的創(chuàng)新興趣，也希望在學習和實踐過程中產(chǎn)生新思想或提出新理論，但他們對創(chuàng)新想法實施能力不夠，主動作用發(fā)揮不足，投身實踐的勇氣和能力欠缺。在學生創(chuàng)新過程中，暴露出了這樣一些問題：專業(yè)基本功不扎實，面對一個哪怕很小的實際工程問題都束手無策；解決問題思維模式固定，缺乏發(fā)散性思維；設(shè)計計算手段單一，缺乏電算能力等。針對這些問題，在結(jié)構(gòu)力學教學過程中，我們采取了以下改革措施，以保護學生的創(chuàng)新能力并使之不斷提高。

一、啟發(fā)式教學，激發(fā)學生興趣

興趣是最好的老師，但是對土木工程專業(yè)的學生來說，結(jié)構(gòu)力學是一門重要又相當難學的課程。學習結(jié)構(gòu)力學是一部分學生的噩夢，根本無樂趣可言。然而，結(jié)構(gòu)力學其實是一門相當有趣的課程，其趣味性來自于研究對象的多樣性、研究內(nèi)容的系統(tǒng)性、研究方法的邏輯性、解題思路的靈活性和貼近工程的實踐性。這種趣味性，僅靠學生自己是很難發(fā)現(xiàn)的。所以在教學過程中，我們改變了過去僅是教師單方面講授、填鴨式教學模式為主的教學方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)學生對結(jié)構(gòu)力學知識學習的主動追求、自主學習上來，通過教師與學生課堂互動，課后通過QQ、微信等軟件課后輔導，學生講題、看誰解題方法多等方式把課程的趣味發(fā)掘出來，調(diào)動學生的學習興趣，讓學生積極參與教學過程，以使學生從被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，激發(fā)學生獨立思考和創(chuàng)新的意識，培養(yǎng)他們在自主的基礎(chǔ)上增強創(chuàng)新能力。結(jié)構(gòu)力學課程具有知識面廣、涵蓋范圍大、前后知識環(huán)環(huán)相扣、聯(lián)系緊密，具有嚴密的科學性和邏輯性的特點。這要求教師在課前必須進行精心準備與設(shè)計，合理組織教學內(nèi)容，認真梳理教學程序，設(shè)計好教學環(huán)節(jié)。在課堂講授中，根據(jù)每堂課的知識重點和內(nèi)在關(guān)系，圍繞關(guān)鍵性問題，不斷地通過提問，由淺入深地引導學生去思考、討論并解決，達到學習知識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。例如，在講解多跨靜定梁的影響線時，先引導學生回憶、復習多跨靜定梁在固定荷載作用下的內(nèi)力分析，然后再討論固定荷載和移動荷載作用下受力的不同，使學生自然而然地從固定荷載作用下的內(nèi)力圖過渡到移動荷載作用下的影響線，并對內(nèi)力圖和影響線進行比較，得到它們之間的異同并加深印象。

二、系統(tǒng)化教學，培養(yǎng)學生系統(tǒng)思維能力

結(jié)構(gòu)力學是一門邏輯性、系統(tǒng)性非常強的課程，在結(jié)構(gòu)力學教學過程中，要注意不同專業(yè)方向的性質(zhì)，進行系統(tǒng)化教學，積極引導學生對已學過的知識體系進行全面的、系統(tǒng)的整理、總結(jié)和概括，以形成對整個力學知識體系的認識。通過這種認識，把學到的東西舉一反三、活學活用，應用于解決實際工程問題中來，提高學生的系統(tǒng)思維能力、解決實際問題的能力。在學習結(jié)構(gòu)力學課程之前，學生已經(jīng)學習了理論力學和材料力學的基礎(chǔ)知識，因此較易形成系統(tǒng)化的思維模式。例如，在整個力學課程的計算方法，歸根結(jié)底就是三個條件（平衡條件、幾何條件、物理條件）的運用問題，只是滿足的次序和方式不同而已。根據(jù)這一點，在授課過程中，就可以引導學生對各種不同方法在其計算過程中如何實現(xiàn)三個條件的要求進行系統(tǒng)的總結(jié)和分析，以形成系統(tǒng)的全面的認識。

三、多樣化教學，培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力

結(jié)構(gòu)力學課程的解題方法非常靈活，絕大多數(shù)問題的解決方法都不止一種。在學習過程中，學生普遍遇到的問題是聽課容易做題難。因此，教師應結(jié)合學生的這一共同問題采用多樣化的教學方式進行課堂教學。這就需要教師課堂講授要精練，留下足夠的習題課時間，通過習題課、分析討論課、課后作業(yè)講解等多種方式，并進行角色互換，請學生走上講臺，為學生創(chuàng)造一個活躍的、能主動參與的課堂環(huán)境，充分調(diào)動學生學習的積極性，引導學生對同一問題采用不同的方法去解決，培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力。另外，有發(fā)還要有收，在學生討論、發(fā)散的過程中，還要發(fā)揮教師的作用，引導學生進行對各種不同方法進行比較、分析和總結(jié)，培養(yǎng)學生的綜合分析能力。例如，在講授平面體系的幾何組成分析時，三個基本組成規(guī)則非常簡單，但是同一道題可以應用不同的組成規(guī)則、不同的思路去分析。因此，怎么去正確、靈活地應用組成規(guī)則進行分析，對初學的學生來說卻很難。所以，在這一章要安排習題課，鼓勵學生積極思考、討論，并請學生到黑板上做題、講題。在此過程中，發(fā)現(xiàn)每位學生的解題思路都不一樣，出現(xiàn)的錯誤也各不相同，做完以后馬上進行評講，分析錯誤的原因，及時澄清模糊概念，糾正錯誤，從而使學生對三個基本組成規(guī)則的異同有更深的認識，并能更好地掌握什么情況下采用什么規(guī)則更為簡便。這樣，學生會在質(zhì)疑、釋疑中增長知識、啟發(fā)思維，激發(fā)了學習興趣，并且培養(yǎng)了創(chuàng)新的能力，同時也使學生在知識掌握、問題探索、語言表達和歸納總結(jié)等方面的能力得到了充分鍛煉。

四、項目式教學，提高學生綜合素質(zhì)

培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，無論是培養(yǎng)的目的、方式方法，還是最終結(jié)果，都需要實踐來驗證。結(jié)構(gòu)力學課程源于工程實踐又應用于工程實踐，故在教學過程中要堅持理論聯(lián)系實際，通過項目式教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性、項目構(gòu)思設(shè)計及實施能力，使學生思維、意識更加貼近工程實踐，有了實際項目，就會促使學生查閱相關(guān)資料、咨詢相應的專業(yè)課教師，提高了學生查閱文獻的能力及交流能力，全面提升了學生的綜合素質(zhì)。項目主要包括兩種方式，即力學模型制作試驗和實際工程力學分析。在講課過程中，結(jié)合課程內(nèi)容，鼓勵學生動手制作結(jié)構(gòu)模型，以便對所學內(nèi)容有一個直觀的認識。例如在講授平面體系的幾何組成分析時，預制一系列長、短不同的兩端有圓孔的桿件及螺栓，鼓勵學生制作與教材例題、習題相同的模型，觀察其幾何構(gòu)造性質(zhì)，以驗證幾何不變體系的基本組成規(guī)則、掌握體系瞬變與常變的特殊條件。另外，積極開展第二課堂活動，鼓勵并指導學生參加各級各類結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽，鼓勵學生參加老師的相關(guān)科研項目；聯(lián)合專業(yè)實驗教師，組織學生參加結(jié)構(gòu)實驗和檢測，引導學生將所學結(jié)構(gòu)力學基本理論知識運用到實驗過程中，從而提高分析和解決工程問題的能力。除此之外，還開設(shè)了結(jié)構(gòu)力學電算實習的課程，加強學生電算能力，并將其應用于結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)實驗檢測中，以更好地服務(wù)于工程實際。結(jié)構(gòu)力學是土木工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，學生不僅要能掌握本課程的學習，還應將本課程與后續(xù)的專業(yè)課如結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、橋梁工程、高層建筑等課程結(jié)合起來，而且應具備將結(jié)構(gòu)力學知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。這就要求授課教師加強自身的知識積累和工程實踐經(jīng)驗，在授課過程中采用啟發(fā)式教學、系統(tǒng)化教學、多樣化教學和項目式教學等多種教學方法，激發(fā)學生的自主學習興趣和創(chuàng)新思維，提升學生的創(chuàng)新能力和解決問題的綜合能力。

參考文獻：

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［5］寇素霞.結(jié)構(gòu)力學［Z］.北京：清華大學出版社，2014：6.

作者：寇素霞 張愛民 左宏亮 王鈞 單位：東北林業(yè)大學