基于案例分析的《结构高等分析》课程教学

刘龙

摘要：《结构高等分析》是我校机械工程研究生教学中一门重要的专业基础课。为了提高学生效果，引入实际工程案例教学模式，起到了较好的教学效果。通过解决这些鲜活的工程案例，提高了学生学习积极性，提升教师自身知识积累，做到教学相长。

关键词：案例教学，研究生教学，结构分析

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）14-0165-02

一、引言

机械工程是我校传统特色优势学科，以培养从事物流装备设计制造、技术开发、应用研究的复合型、高层次港航工程技术人才为目标。《结构高等分析》课程作为专业必修课程，以港口物流装备结构研究为工程背景，要求学生掌握结构动力学分析方法、材料疲劳断裂力学理论、结构稳定性分析原理等，从而为结构设计及安全评估等提供理论依据和手段。

在实际教学中，发现一些问题，主要有以下幾点。

1.本课程理论性强，知识点多。例如在结构动力学方面，不仅涉及一般的弦、杆、梁的动力学特性分析，也需要掌握板壳等结构的响应分析方法。如果单纯理论讲解，学生普遍感觉压力较大，不易掌握，应与实际案例相结合，充分调动了学生的积极性。

2.研究生学科背景不同，应体现专业特色。研究生大部分来源于外校，对于起重机械不熟悉。如果能在课程讲授基本理论知识的基础上，与研究生课题研究相结合介绍专业特色的案例教学，将会起到一举多得的效果。

3.教师积累一定数量的工程案例，具备实行案例教学的条件。课程授课教师具有多年与行业企业的丰富经验，这为系统性地引入案例教学提供了良好的基础。学生具有解决企业实际问题的经历，对于他们毕业后进入相关企业可以起到很好的促进作用。

综上所述，《结构高等分析》课程进行实际案例教学，具有很强的现实意义，也具备案例库教学的基础。

二、案例教学的教学思路与方案

在《结构高等分析》课程案例建设过程中，将依照以下思路。

1.目的性。围绕教学大纲，以解决工程结构问题为主线，结合教学内容，体现教学的重点和难点，以达到案例教学的目的。

2.典型性。所选案例要能够体现物流起重运输行业特色，并能作为同类问题的代表，有助于学生对相关知识点的理解和融会贯通。

3.难度适宜性。选择案例选择采取由易到难、逐渐深入的顺序。基础知识点的案例以解决教学难点为重点，帮助学生理解。后期可以引入较复杂的实际案例，要求学生运用多个知识点来分析解决问题。

4.定性分析与定量分析相结合。既要有定性的分析，操作性较强的案例，也要有一定的定量分析。从而使得客观描述的事件过程、数据及相关资料清晰明了。

根据以上教学思路，在具体案例设计过程中采取以下方案。

1.明确的案例教学目标。每个案例都明确对应的知识点，通过该案例的教学，学生应该达到了解什么、掌握哪些能力等。

2.设计启发思考题。围绕该案例的教学目标，教师应设计一系列渐进的启发思考题，引导学生找准案例分析的切入点，启发学生更多的思考和探索。

3.案例的实效性。随着时间的推移，案例取得了新的发展或产生了新的变化，要对相关内容作出修正，以保证案例的有效性。每隔一学期补充一定数量新案例入库，剔除价值不大的老案例，以体现案例的新鲜度。

4.教学过程设计。课前应先告诉学生前应该掌握哪些知识或相关资料；教学过程中，教师通过多种方式引导学生进行思考，分析案例，实现掌握知识点、解决问题的目的；课后则要求学生以分析计算报告等形式进一步给出具体的解决方案。

5.案例教学考核方式。结合具体案例，采用计算书、讨论报告、文献综述等形式，对学生学习效果进行考核。

三、案例教学的实施

经过搜集整理材料，组织了30个案例，可以保证每个研究专题约3—5个案例。具体案例如表1所示。

例如在讲到疲劳裂纹扩展时，就通过起重机平衡梁出现裂纹的案例来讲授。首先提供实际应力测试数据和相关标准，要求学生根据实际结构确定疲劳寿命计算模型各项参数，编写计算程序，计算疲劳寿命，并与实际结构疲劳循环次数对比。整个过程设计数据处理、资料查阅、编程计算、结果分析等过程，学生可以体会实际结构寿命分析的整个过程，更扎实的掌握了理论知识，充分体现了学以致用，取得了较好的教学效果。

四、小结

《结构高等分析》是一门理论性较强的研究生专业基础课程，在教学过程中引入案例教学模式，起到了较好的教学效果。

首先体现在丰富教学内容，提高学习积极性。通过这些鲜活的工程案例，培养这些未来工程师以严谨求实的科学态度解决问题，为他们终生学习和今后发展打下坚实的基础，达到了大学素质教育的目的。

另外，也显著提升教师教学水平。通过工程案例的搜集整理，拓宽知识领域，增强了教师自身的知识积累，对学科理论有了更深刻的理解。同时，教师也能从学生提问和讨论中得到启发，真正做到教学相长。

在实际教学中，案例搜集要注意丰富典型，与时俱进。例如，可选取近期发生的国内外有重大影响的工程案例。

参考文献：

[1]R.克拉夫，J.彭津.结构动力学（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]程靳，赵树山.断裂力学[M].北京：科学出版社，2006.

[3]邹强，吴亚林.教育学案例教学[M].武汉：湖北教育出版社，2011.

Abstract："Structural Higher Analysis" is an important course for graduate students of Mechanical Engineering in our university. In order to improve studying effect，case analysis of practical engineering is introduced，and it has played better teaching effect. By solving these fresh engineering cases，students' learning enthusiasm are improved and teachers' knowledge is enhanced.

Key words：Case analysis；Graduate teaching；Structural analysis