三本院校力学教改深入探索

2012-08-15蒋玉飞方佳义

山西建筑 2012年19期

蒋玉飞古巍方佳义

(四川大学锦江学院建筑与土木工程系，四川彭山 620860)

0 引言

土木工程专业是实践性较强的工科专业，突出“应用”是土木工程专业应用型本科教育的立足点，也是土木工程专业应用型本科教育的核心与关键。根据学生的实际情况，应用型本科土木工程专业的培养目标应该是“能施工、会管理、懂设计”［1］。培养目标强调施工能力，将施工能力的培养放在首位［2］。

“基础力学”就应用型本科土木工程专业而言包括理论力学、材料力学和结构力学。由于基础力学是其他许多学科领域研究的理论依据，因其理论体系庞大，知识点多，许多学生反映学习难度较大，再加上部分学生对该课程认识不清，认为该类知识在未来工作中的直接应用较少，从而产生懈怠心理。因此，如何改进教学方法，提高教学质量，增强学生学习积极性，是当前急需思考、研究和探索的问题。

1 目前应用型本科基础力学的教学现状

1.1 生源因素

根据笔者几年来对应用型本科学生的基础力学以及其他专业课的教学感受，独立学院的学生从总体而言，在理解能力、接受能力、听课效率、学习自觉性、知识面等方面与一本及二本学生存在一些差距。

首先，独立学院实行招生计划单列，按第三批本科录取，平均分数与母体学校第一、二批本科录取的分数有一定的差距，介于专科与普通本科之间。据有关资料显示，重点大学的三本与一本录取分数相差80分～100分，与二本的录取分数相差30分～80分，可见学生学习基础与“一、二本”学生有所差距，激励响应程度也会不同。其次，“三本”学生一般经济条件比较好，城镇生源的比例和独生子女的比例明显高于其他院校，不少学生生活条件优越，他们往往以自我为中心，过于强调个人喜好，其受到挫折后的调整能力以及吃苦的能力不高，以上这些非智力因素往往导致学生的综合素质偏低。

1.2 学时因素

当前全国大部分高校的基础力学课程较以往都有了大幅的缩减，以某高校土木工程专业的理论力学和材料力学为例，从1979年的120学时到1985年变为100学时，1987年变为80学时，最后到2000年变为64学时，而且每学时只有45 min，相当于只有最初的45%课时。实验也只做拉、压、弯、扭实验，理论力学基本不做实验。因此，目前力学教学面临的一个重要难题就是“内容多，课时少”。

为了在相对较少的学时内完成大量的教学内容，教师往往被迫加快教学速度，对有些知识无法展开，甚至删减，快速的教学进度使学生课下很难及时消化，教学知识的连贯性也因此受到影响;而另一方面基础力学习题种类繁多、灵活多变，学生普遍感到上课虽然能听懂，但是课下做题很困难，以至于整个力学学习显得很被动。

1.3 缺乏“对口”教材

当前应用型本科基础力学教材仍然还在使用二三十年前“精英教育”模式下的经典教材，针对三本学生学习基础差、学习自觉性不高的现状，经典教材难度偏大，教学效果很不理想。虽然近年涌现了大量应用型本科基础力学的教材，但教材内容仍然过分强调系统性和完整性，偏重基础理论知识，而对应用知识的传授却不足，目前应用型本科教材多而混乱，偶尔有一两本优秀教材，但是并未形成统一认可的教材体系。

1.4 教学内容与工程实践脱节

传统的课堂教学脱离工程实际，尤其注重习题的解答，学生有时会感到与实际相差甚远，枯燥乏味，没有兴趣，甚至有时单纯的认为会做题就可以了。然而工程中的许多结构问题都可以间接转化为力学模型得以解决，由于教学内容缺乏理论和实践的衔接，造成了专业技术人员的力学应用意识薄弱，往往使工程中简单的力学问题得不到解决。

2 提高应用型本科基础力学教学水平的方法

2.1 改进教学方法

三本学生学习基础参次不齐，这不仅体现在高考入学分数上，更表现在学习态度、学习方法上。针对这种学习状态，三本教师应该适当的调整自己的教学方法。

1)理论讲解过程力求简洁。三本学生基础比较薄弱，并且其培养目标为应用型本科，因此在介绍理论知识部分的时候，简明的讲解基础理论即可，这样可以适当降低难度，提升学生学习的自信心。

2)结合工程实例教学。结合土木工程专业选用常见工程案例，将理论与工程设计、结构分析过程结合起来，更容易加深对力学原理、基本概念、计算方法的掌握和理解［3］。例如，讲解桁架结构时，可以引用桁架屋顶为工程情景，讲解工程实际和理论模型之间的转化，进而讲解模型的受力和变形特征。这样既能掌握分析方法，又能做到课堂理论与实践相结合，提高学生学习兴趣和积极性，且在案例引入之后给学生几分钟思考时间，必要的时候进行适当的讨论，教学效果会更好。

2.2 因材施教，根据学生能力不同，实施分层次教学

授课班级多为几十甚至上百名学生，这些学生的学习基础参差不齐，每个学生的学习特点、学习习惯更是千变万化，通常教师采用的策略是“面向大多数”，处在两头的学生有些“吃不饱”，有些“吃不了”。根据这种情况，我们承认并尊重学生存在的差异，根据学生的考试成绩、学习基础、接受能力、知识面等个性差异，将学生分为A，B，C三个层次。学习基础好，学习成绩稳定，学习自觉性强的学生分为A类;学习基础较好，成绩不稳定，缺乏良好学习习惯的学生分为B类;学习基础差，学习自觉性差，学习成绩不理想的学生分为C类。在教学过程中，对不同层次的学生针对性提出阶梯型的教学要求，实施分级教学以便学生更好地完成学习任务。

分层教学在我系的实际操作中，A类学生已经在新生报到时由学院统一选拔到了理科实验班进行学习。这部分学生高考成绩比较突出，在大学学习期间接受了专门配备的老师的授课与辅导，在学习的难度、深度及广度方面均大于普通班的学生。所以这类学生的培养目标主要是使其有能力进入到更高层次的院校进行深造。B类学生则按照普通的教学机会进行培养。针对这类学生中比较拔尖有志继续深造的学生，专门安排经验丰富的授课教师为他们开设难度和深度比正常教学计划更大的《材料力学Ⅱ》和《结构力学Ⅱ》，为他们今后的继续深造学习打下基础。针对C类学生，我系拟定了一个专门的培养方案，使这类学生在大学期间的学习内容与A，B层次的学生有所不同。

1)在这个培养方案中，C类学生基础力学课程所采用的教材将会有所不同，会尽量选用一些课时较少、难度不大的教材。

2)教师的授课方式也要有所不同，例如对计算公式一般不加以推导，只进行定性的描述;对于较难的计算题目只做大概的描述，不详细讲解，也不要求学生掌握。

3)取消或归并难度较大的力学课程。例如《理论力学》《材料力学》这两门力学课的难度比较大，学生学习普遍比较吃力。所以针对C类学生，不再单独开设这两门课程，而是将《理论力学》里比较简单的“静力学”部分和《材料力学》里面比较简单的基本变形和应力分析几章合并为《工程力学》进行教学。这样既保证了他们能够学到专业课所需要的基本知识，又大大的减小了他们的学习难度，做到了分层次教学的目的。

2.3 编写应用型本科的“对口”教材

组织具有丰富应用型本科基础力学教学经验的教师参与编写教材，编写内容强调“三本”特点和“因材施教”特色。教材概念简明清楚，确保基础理论，舍弃对某些专业问题的深入讨论。教材内容力求以工程实例为背景，突出应用，注重与后续课程和工程实际密切结合，追求易教易学的效果。另外加强教材课后练习的整改，提炼经典练习，不求难度，加大习题量，题目形式也可以多样化，适量增设选择题和讨论题，重在帮助学生掌握基础理论知识，另外建议课后习题的设置方式适当与相关执业资格考试挂钩，增强教材的实用性。教材写作形式上力求活泼新颖，多引用来自施工现场的照片，趣味生动，吸引学生。教材之中可以适量介绍一些新结构、新模型，必要情况下对于复杂的计算可以引入计算机建模和求解。

2.4 传统教学与多媒体教学相结合

“语言+板书”的传统教学形式具有叙述清楚、逻辑严密、衔接自然等优势，但仍属于一种单向交流教学。而现在多媒体技术的兴起拓展了力学的教学方式。利用多媒体能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，易懂、易学、易教，并能对学生感官产生多重刺激，为教师教学的顺利实施提供了良好的保障［4］。例如在学习“约束类型”时，可以应用超链接技术，先行播放工程实践中常见的约束的三维动画，例如讲到固定端约束时可以播放飞机机翼与机体之间相互连接的动画，以及建筑物中悬挑的雨篷与房屋结构之间的固结关系。让学生首先很形象的看到实际生活中的固定端约束是怎么样的，再通过电子教案讲解基本理论，这样就可以取得良好的教学效果。