從大學生結構競賽看結構力學本科教學改革的探索和創新

侯文崎

摘要：大學生結構設計競賽的開展，給予結構力學設計專業學生營造了相對活躍的學習探究氛圍，對于提升學生利用理論知識，提升結構力學教學素質和效益來講，都是很有幫助的。文章倡導積極從大學生結構設計競賽的視角去審視當前結構力學本科教學現狀，找到其中存在的缺陷和不足，以采取針對性的措施實現結構力學本科教學改革，并以供參考。

關鍵詞：大學生結構力學設計競賽；結構力學；本科教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）52-0175-02

自2005年第一屆全國大學生結構設計競賽開展以來，其受到了很多結構力學專業學生和教師的青睞，并且以高度的熱情參與到實際的比賽過程中去，在賽場上充分展示了結構力學專業學生的設計創新能力，其已然成為當前全國范圍內權威性較高的學科競賽。在這樣競賽活動如火如荼進行的背景下，我國結構力學本科教學改革也開始了嘗試和探索，因此探究大學生結構力學設計競賽給予結構力學本科教學改革帶來的啟示，顯得尤為必要。

一、全國大學生結構設計競賽概況

全國大學生結構設計競賽是由高等學校土木工程學科專業指導委員會與中國土木工程協會聯合主辦的，由各個高校輪流承辦的，旨在培養結構設計專業大學生的創新精神、團隊意識和實踐能力的高水平的學科競賽。全國性大學生結構設計競賽已被教育部列為大學生九大科技競賽之一，旨在通過對所學知識的綜合運用和團隊精神，提高學生的動手能力與思維能力，突出創新精神，強調團隊精神，旨在將理論知識轉化為解決問題的能力，通過結構設計大賽可以很好地將課堂理論與實踐緊密結合起來。

全國大學生結構設計競賽有著明確的競賽章程，從2005年第一屆全國大學生結構設計競賽到2015年第九屆全國大學生結構設計競賽，已經成功舉辦了九屆全國性的結構設計競賽，其在促進結構力學本科教育事業發展、營造良好的學習探究氛圍等方面發揮著積極作用。

二、全國大學生結構設計競賽給予結構力學本科教學改革的啟示

倡導從全國大學生結構設計競賽的視角去審視結構力學本科教學改革工作，需要深入挖掘大學生結構設計競賽的歷程，探究其中體現出來的現代教育理念，從而引導推動結構力學本科教學改革工作的發展和進步。此處筆者選擇以第九屆全國大學生結構設計競賽題為例，對于競賽題的內容進行全面分析。首先，本次比賽題目選擇以1938年滇緬公路的修建為背景，當時的滇緬公路是中國與外部世界實現聯系的唯一地面運輸通道，由于多數地區處于崇山峻嶺之中，修建難度很大，很多時候都是在缺乏物資、機器和人力的基礎上來進行的。接著提出山地橋梁結構設計的總體模型，分析了山體模型、橋梁模型和承臺板連接的基本要求，明確對應的材料和工具，對于模型制作時間、模型加載和評判進行分別說明，最后對于評分標準進行明確說明。

對于上述比賽題目的分析來看，可以給予當前結構力學本科教學改革工作以啟示的有以下幾點：其一，結構力學專業課程是實踐性很強的學科，應該高度重視實踐教育工作的開展，一方面營造良好的結構力學學習研究氛圍，另一方面在實踐比賽過程中實現了學生動手操作能力和創新能力的提升。其二，注重理論聯系實際，結構力學專業課程知識學習得再好，筆試成績再優秀，一旦到了實踐應用的時候，卻難以將學習到的知識靈活運用到實踐中，這是不成功的結構力學教學，因此應該對于當前本科結構力學專業課程評價模式進行調整改善。其三，注重學生行為主體意識的激發，避免以“灌輸式”教育的方式來主導結構力學課程，由此使得學生漸漸習慣于去聽取教師的意見和建議，而不是自己積極主動的去探究和學習，久而久之也就失去了自主創新的意識和能力。總而言之，當前結構力學本科教學體系不健全，教學方法單一，教學內容呆板，教學考核機制不合理，這些與大學生結構設計競賽的基本精神之間存在很大的沖突，應該將其作為今后結構力學本科教學改革的主要方向，以便打開結構力學本科教學的創新格局。筆者也長期從事結構力學本科教學，且擔任2015年大學生結構設計競賽小組的指導教師。通過這次指導學生的結構模型設計，深感在結構力學本科教學中，要著重提高課程的應用性和實踐性，以提高學生對該課程的學習興趣和積極性，以便引導結構力學本科教學改革工作朝著健康的方向發展和進步。

三、結構力學本科教學改革創新的策略

從大學生結構設計競賽的視角去審視我國結構力學本科教學工作存在的缺陷和不足，并且由此找到教學改革的方向，從而引導我國結構力學本科教育事業的可持續發展。對此，筆者認為需要積極做好以下幾方面的工作。

1.建立健全高效的結構力學課程體系。建立健全高效的結構力學課程體系，本著培養應用型人才的目的，實現當前結構力學課程內容的調整和改善，是當前結構力學本科教學改革過程中首先要做好的事情。依照大學生結構設計競賽的基本精神，筆者認為我們可以做好以下幾方面的工作：其一，遵循結構力學實踐性強的學科特點，實現對于教學課程內容的重新塑造，摒棄其中過于復雜的理論講述，將應用型內容作為教學重點；其二，注重結構力學計算方法的教學，引入多媒體資源的方式，構建對應的教學案例，以實現結構力學課程體系的不斷豐富；其三，關注當前結構力學相關行業的發展現狀，引入當前國內外的結構力學設計案例，將其作為課堂拓展內容，使得學生能夠接觸到最前沿的結構力學案例，由此激發學生積極去思考和探究的熱情。

2.實現結構力學教學方法和手段的調整。針對于當前結構力學教學方法單一、“灌輸式”教學理念明顯等問題，應該積極采取對應措施來進行調整改善。具體來講，在選擇結構力學教學方法和手段的時候，要注意做好以下幾方面的工作：（1）結合不同結構力學教學課程內容的特點，選擇靈活多樣的教學方法，嘗試將提問教學法、歸納對比教學法、小組討論教學法和案例教學法融入其中，以實現對于學生潛能的激發，使得學生形成獨立思考問題的習慣。（2）重視多媒體教學資源的利用，在講解部分復雜理論的時候，可以以動態化、形象化的多媒體方式來呈現，使得學生更加容易去理解，以實現知識理論教學的有效性，使得學生能夠在最快的時間內實現對于相關結構力學方面知識的掌握。（3）在結構力學教學過程中要處理好理論教學與實踐教學之間的關系，在做好理論教學之后，應該在較短的時間內開展實踐性課程，避免兩者之間的時間差，保證其可以迅速的進入到實踐階段，以實現對于理論知識的鞏固，以及學生的動手操作能力得到全面提升。當然對于不同的學生、不同的課程，我們選擇的教學方式是不一樣的，這就需要教師去探究和分析。

3.改變傳統的結構力學學科評價機制。當前很多高等院校在對于結構力學本科學科進行評價的時候，往往會采用以學科考試成績為主導，以實踐課程成績為輔助的評價方式，雖然其的確將學生知識應用能力的考察納入到評價考核體系中去，但是并沒有將其作為重點考察內容，存在一定的偏失，這與當前大學生結構設計競賽的基本精神是不吻合的。因此，應該積極改變傳統的結構力學學科評價機制。對此，筆者建議做好如下工作：（1）樹立綜合素質提升的教學理念，保證教學考核的全面性，實現對于當前考核體制的改革，保證其與當前大學生結構設計競賽基本精神是保持一致的。（2）注重日常教學管理工作的融入，將平時學生的課堂出勤率、作業完成情況、課堂表現情況納入到學生綜合成績考核體系中去。（3）實現當前筆試內容的調整，增加應用類型的題目，減少理論知識類型的題目，使得筆試也進入到應用能力考核的狀態，并且合理規定筆試的比重，將其納入到對應的學生考核成績中去。（4）增加結構設計實習階段成績的比重，以精細化的管理態度去面對實習工作，從定量和定性的角度對于實習結果進行分析和評價，由此將其納入到學生成績體系中去。

4.注重學生結構學科興趣的全面激發。興趣是學生最好的老師。針對于當前結構力學的本科生對于課程內容不感興趣的情況，筆者認為教師應該積極采取措施來調整改善。具體來講，以注重學生結構學科興趣的全面激發為出發點和落腳點，做好以下幾方面的工作：（1）實現課程內容的科學設置，結合學生的興趣實現對應結構力學課程內容的調整，以激發學生對于結構力學學科的感興趣程度，最好實現結構力學學科與未來職業規劃之間的融合，使得學生能夠以較大的熱情參與到實際教學過程中去。（2）多開展結構力學實踐競賽，無論是班級內部、學校內部，還是區域的，都鼓勵學生積極參與進去，在參與這樣實踐活動的過程中，學生對于結構力學知識的掌握程度不斷提升，成就感不斷展現出來，自然而然就會以更大的熱情參與到學科學習中去。（3）積極發揮學校內部結構力學協會的效能，加大對于協會活動的支持，鼓勵學生以參與結構力學協會的方式去參與各項相關活動，從而充實學生的課余生活，使得其在課余生活中利用各種契機去探究結構力學方面的知識。

四、結語

綜上所述，大學生結構設計競賽雖然僅僅是作為一種全國性比賽的方式對于結構力學專業教育發揮著一定的積極促進作用，但是設計競賽的目的更加明確，關注于學生實踐能力的提升，希望在參與這種應用活動的過程中，學生可以實現結構力學知識的應用，這種教學思維是正確，是值得本科教學改革者去思考的。因此，高度重視當前本科結構力學課程體系的重構，實現教學方法和手段的調整改善，以全新的結構力學教學評價體系來對于當前結構力學的效果進行考查，以推動結構力學教育事業的健康發展和進步，是當前每一個結構力學課程教師應該積極參與的事情。

參考文獻：

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