結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ教學(xué)方法改革初探

于通順 潘新穎 陶山山

（中國海洋大學(xué) 工程學(xué)院 山東 青島 266100）

結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ教學(xué)方法改革初探

于通順 潘新穎 陶山山

（中國海洋大學(xué) 工程學(xué)院 山東 青島 266100）

結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ是港口航道與海岸工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)及工程實踐有重要作用。本文從港航專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題出發(fā)，提出了若干有針對性的改革措施并進行具體實踐，提高了教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ 教學(xué)方法 教學(xué)改革 教學(xué)手段

港口、航道與海岸工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)在港航工程領(lǐng)域以及相關(guān)工程領(lǐng)域（水利工程、海洋工程和土木工程等）從事工程建設(shè)各方面工作的高級工程技術(shù)人才，因此材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)對培養(yǎng)目標(biāo)的達成有重要作用。結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ承擔(dān)了教授港航專業(yè)學(xué)生結(jié)構(gòu)動力學(xué)基礎(chǔ)知識的任務(wù)，是本專業(yè)結(jié)構(gòu)動力計算的基礎(chǔ)。在新的歷史條件下，要做好高等教育的持續(xù)發(fā)展，首先要進行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，提高教學(xué)質(zhì)量[1]。本文對目前港航專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，就如何提高課堂教學(xué)效果談一些體會和思考。

一、結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ教學(xué)中存在問題的原因

相對于結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ，結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ著重研究結(jié)構(gòu)對于動載荷的響應(yīng)（如位移、應(yīng)力等的時間歷程），以便確定結(jié)構(gòu)的承載能力和動力學(xué)特性，或為改善結(jié)構(gòu)的性能提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)動力學(xué)同結(jié)構(gòu)靜力學(xué)的主要區(qū)別在于它要考慮結(jié)構(gòu)因振動而產(chǎn)生的慣性力（達朗伯原理）和阻尼力。因此，結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ在教學(xué)過程中會涉及數(shù)學(xué)建模、演繹、計算方法和數(shù)值模擬等多個研究領(lǐng)域，同時具有鮮明的工程與應(yīng)用背景[2-3]。在課程學(xué)習(xí)過程中，大部分學(xué)生都對其中復(fù)雜的推導(dǎo)、繁瑣的公式、難以掌握的求解過程特別頭疼。由于授課學(xué)時緊張，教師在授課過程中對于某些概念無法透徹講解。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中理解不夠深刻，做題無從下手，考試時又感覺沒有掌握的知識點太多。綜合分析學(xué)習(xí)效果不好的原因，筆者認(rèn)為有以下幾個方面：

（1）結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ的先修的力學(xué)課程涉及到理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ，這幾門課程在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生普遍反映公式較多、理解不深刻、掌握難度大，基于自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ的學(xué)習(xí)存在著恐懼心理，因此在學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)動力不足，主動探索的積極性較低。

（2）高等數(shù)學(xué)也是結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ的一門重要的先修課程，要學(xué)好結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ必須要有扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。在課程設(shè)置上高等數(shù)學(xué)Ⅰ、Ⅱ作為所有力學(xué)課程的先修課程只能在大一學(xué)年講授，而結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ、Ⅱ作為理論力學(xué)、材料力學(xué)的后修課程只能在大三學(xué)年之后講授。因此到了大三學(xué)年高等數(shù)學(xué)掌握不夠扎實的同學(xué)對數(shù)學(xué)知識存在比較嚴(yán)重的遺忘，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ的學(xué)習(xí)。另外對結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ?qū)W習(xí)有重要幫助的數(shù)學(xué)知識如Fourier變換等在高數(shù)學(xué)習(xí)中作為了選學(xué)內(nèi)容，這也在一定程度上增加了結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ?qū)W習(xí)的難度。

（3）結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ?qū)W習(xí)課時有限，上課節(jié)奏比較快，需要學(xué)生課后復(fù)習(xí)鞏固課堂學(xué)習(xí)效果。但是大三學(xué)年專業(yè)課陸續(xù)開始學(xué)習(xí)，需要課后鞏固的專業(yè)課程比較多，有些學(xué)生壓縮了結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ的課后復(fù)習(xí)時間，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果比較差。

（4）教學(xué)過程中授課教師為提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，會不斷地幫助學(xué)生復(fù)習(xí)高數(shù)及基本力學(xué)知識，學(xué)生可能會把較多的精力放在數(shù)學(xué)過程推導(dǎo)、力學(xué)概念的理解上，忽略了結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ理論體系的理解和掌握。因此缺乏對習(xí)題舉一反三的能力，對于課堂講授的例題能夠理解，但是對于出現(xiàn)的新題型不能很好地解答。

二、對癥下藥、提出針對性的解決措施

鑒于以上原因，筆者對癥下藥、提出以下針對性的解決措施：

（1）整理結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ的教學(xué)內(nèi)容與理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ所學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系。每次下課都明確下次上課即將用的到基礎(chǔ)力學(xué)知識點，指出這些知識點對后期學(xué)習(xí)的重要性，督促學(xué)生在下次上課前復(fù)習(xí)并掌握。比如在進行“結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計算”這一章的學(xué)習(xí)前，提醒學(xué)生要復(fù)習(xí)好材料力學(xué)中“繞曲線微分方程的建立”這個知識點。通過提前復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)方式，減輕了學(xué)生對新知識學(xué)習(xí)的恐懼心理，避免了課堂時間的浪費，在課堂上可以充分利用有限的時間學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ的知識點，提高了學(xué)習(xí)的效率。

（2）整理結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ?qū)W習(xí)過程中可能會用到的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)知識，將下次上課時即將用到的數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識以作業(yè)的形式布置給學(xué)生，要求學(xué)生在上課前提交作業(yè)并掌握。比如在講授“單自由度體系的自由振動”和“單自由度體系的受迫振動”之前要求學(xué)生將“齊次微分方程”與“非齊次微分方程”的求解公式掌握。并在微分方程的求解過程中通過提問的方式增加學(xué)生的參與程度。通過布置作業(yè)的方式，使得學(xué)生對所學(xué)知識有了預(yù)習(xí)，無需在課堂上帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)高數(shù)知識，提高了學(xué)習(xí)效率。

（3）教師課下多與學(xué)生溝通交流，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，通過總結(jié)作業(yè)中出現(xiàn)的問題的方式掌握學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，對于普遍掌握不好的知識點及時鞏固。

（4）教師加強對備課工作的重視，梳理結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ整個理論體系的要點和難點，總結(jié)歷屆學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷提高對學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)效果。在解題過程中著重解題思路的培養(yǎng)，針對不同的題型，總結(jié)出相應(yīng)的解題過程，通過與學(xué)生的溝通，以最通俗的方式教授給學(xué)生知識點。

三、豐富教學(xué)方法與教學(xué)手段，提高學(xué)生興趣

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展也對高等院校對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此，結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ在講授過程中也應(yīng)該順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，在教材使用上、教學(xué)方法和教學(xué)手段上多做工作，提高學(xué)生興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。在教材使用上，結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ所使用的教材是龍馭球主編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ》[4]和《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ》[5]，這份教材比較經(jīng)典，是眾多高校普遍認(rèn)可的結(jié)構(gòu)力學(xué)教材，因此主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段三個方面，提高教學(xué)質(zhì)量。具體工作如下：

（1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)內(nèi)容與以前所學(xué)基礎(chǔ)課的聯(lián)系，突出教學(xué)重點。明確結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ在培養(yǎng)學(xué)生中的地位：課程的基本要求是什么，通過課程培養(yǎng)學(xué)生哪些能力和素質(zhì)等等。明確結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ與先修課程高等數(shù)學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ等的聯(lián)系，上課之前指明先修課程中需要提前復(fù)習(xí)的知識點，督促學(xué)生復(fù)習(xí)。

（2）改善教學(xué)方法。擬在現(xiàn)有知識點講解法基礎(chǔ)上，增加課上與學(xué)生互動，提高學(xué)生的參與度，調(diào)動學(xué)生的積極性。同時合理安排學(xué)生進行課下預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，使學(xué)生對所學(xué)知識有更好、更深刻的理解。

（3）豐富教學(xué)手段。多媒體教學(xué)技術(shù)是目前應(yīng)用比較多的教學(xué)手段，這種方式帶來了課堂效率的大大提高。通過多媒體技術(shù)的應(yīng)用，可以借助圖片、動畫、視頻等形象地展示結(jié)構(gòu)動力學(xué)中的一些力學(xué)概念和力學(xué)過程，使學(xué)生能更好的理解所講授的知識。在多媒體技術(shù)應(yīng)用中切記采用簡單的文字、公式介紹，在公式推導(dǎo)等方面可以結(jié)合板書，通過求解過程的一步步推導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生共同進行動力學(xué)過程的求解，增強學(xué)習(xí)效果。

四、結(jié)語

結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ是是一門難教難學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，要想取得良好的教學(xué)效果就要不斷探索，不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法、教學(xué)手段。課程教學(xué)改革中應(yīng)緊扣工程綜合能力培養(yǎng)的要求，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，提高學(xué)生的積極性與參與度，強化教與學(xué)相輔相成的關(guān)系，增強教學(xué)效果。

[1]賈書惠. 搞好課堂教學(xué)的幾個基本問題[J] .力學(xué)與實踐,2002, 24,(2): 54-56.

[2]李正熙. 提高工科學(xué)生工程技術(shù)能力的三個途徑[J].中國高等教育, 2002,(2):28-29.

[3]盛宏玉. “結(jié)構(gòu)動力學(xué)”課程教學(xué)實踐中的幾點認(rèn)識[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報: 社會科學(xué)版, 2007, 21,(6): 102-104.

[4]龍馭球, 包世華, 袁駟. 結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ——基本教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2012.

[5]龍馭球, 包世華, 袁駟. 結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ——專題教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2012.

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2095-3089（2017）27-0130-02