浅谈《结构力学》多维立体化教学模式的实践研究

【摘 要】对结构力学授课实施多维立体化教学是对传统教学模式的巨大变革，已被实践证明对学生学习效果的提高具有明显的优势。文章在总结结构力学传统教学的基础上，通过教学实践以及根据当前最新研究成果，本着积极探索的精神，针对学生学习能力的提高提出了结构力学课程建设具体的实施方法，同时给出了立体化教学的实践效果。

【关键词】结构力学；课程建设；立体化教学

1. 引言

结构力学是建筑工程专业一门重要的专业基础课，也是土木类各专业的主要专业基础课之一，在整个课程体系中处于承上启下的核心地位。由于该课程具有概念多、原理多，而且方法性、技巧性也非常强的特点，如果没有教师深入浅出的讲解和课后及时理解消化并进行一定数量的练习，学生很难学好这门课。这也是结构力学课程考试的不及格率在各门专业课中居高不下的主要原因。然而传统的教学方法、教学体系比较陈旧，老师讲学生听这样呆板的授课方式不但很难满足结构力学较高的教学要求，而且也不利于在知识性和趣味性上给学生积极的良性刺激。因此，有必要对结构力学现有的传统教学方式进行总结和提高，对已有教改成果进行整合和深化。

2. 结构力学多维立体化教学的具体实施方法

2.1 课前预习、精讲、作业、课后答疑、考试提高学生分析、计算能力。

（1）课前预习。

课前将本节课教案放到网上供学生下载学习，并进行网络教学预热，内容有：预备知识，本节核心概念，本节原理介绍，启发式思考题，课堂教学内容的重难点提示，在给学生的教案中列出例题但暂不给出答案。

（2）精讲。

针对基本概念、基本原理和基本方法，结合具体例题，讲清重点难点，讲清来龙去脉，使学生在理解的基础上掌握要领、学会应用；将传统课堂教学与网络教学、案例教学、设问教学这四种教学手段有机结合、合理搭配、科学有效地开展立体教学。

（3）作业。

结构力学课程的特点决定了解题对于本门课程的重要性。没有一定数量的解题训练，不可能使学生真正掌握必须掌握的知识。作业成绩计入平时成绩。作业也是教师了解学生学习情况的有效途径之一。针对完成作业中出现的普遍性问题，教师在上课时进行适当的习题讲解。

（4）课后答疑。

每周指定时间和地点由教师给学生答疑，及时解决学生在学习中碰到的困难和问题。答疑时间也可在课间休息和课后，还可以通过网络平台或电子邮件等形式进行答疑。

（5）考试。

进行课堂“一纸开卷”测试；每一章讲完后布置单元测试；结合工程实例介绍与科研前沿介绍布置小论文给出平时成绩；期末结合课程组针对本专业生源情况自主开发研制的“结构力学试题库”统一命题，基本保证了命题的科学性；学校对考试有严格的管理制度和相应的纪律；考试后统一评分标准、统一阅卷、教考分离，保证了阅卷和评分的公正性；根据试卷分析及时调整教学的重点难点。学生成绩评定依据平时成绩（作业、测验和考勤）和考试成绩，以考试成绩为主。

2.2 课外阅读、自学指导提高学生的自学能力。

（1）课外阅读。

将和课内相关的课外阅资料，包括国内外著名工程案例、科技前沿的相关力学知识放到网上供学生下载学习，鼓励学生将定期进行课外阅读的情况以读书笔记的形式进行课上交流。

（2）自学指导。

自学指导，针对教材中的部分扩展性的内容，略加解说，指出要点，留给学生课外自学，这既是学时减少后的必然，同时也有利于提高学生的自学能力。

2.3 课前案例、课堂讨论提高学生的表达能力。

（1）课前案例。

将抽象的力学概念与工程实践相结合，在理论知识与计算方法的介绍中，将工程中大量的实例和结构力学的教学密切结合起来，鼓励学生每人利用课前5分钟，为大家进行工程实例图文并茂的5分钟PPT介绍。

（2）课堂讨论。

课堂讨论，针对课程的重点内容，精选一定数量的问题，在课堂上指导学生边解题、边讨论，结合解题和讨论的情况，适时进行集中讲解和总结，使学生通过解题和讨论，加深理解、进一步掌握重点内容，及时巩固相关知识，提高分析问题和解决问题和表达能力，提高学习兴趣。

2.4 上机实验、课外讲座、研学活动提高学生的创新、实践能力。

（1）上机实验。

结构力学上机实验是培养计划中重要的综合性实践性教学环节。要求学生在教师的指导下综合应用所学基础知识和专业知识，独立地完成规定的结构计算任务，进一步加深对结构力学课程的理解和巩固；可以结合所学的计算机知识，提高其综合应用所学知识的能力。

（2）课外讲座。

定期邀请科研、设计、工程单位的国内外专家进行课外知识的趣味讲座，让学生实时接收前沿的科学理论和工程经验，不断的开阔视野，激发了学生学习结构力学的兴趣和热情提高创新意识。

（3）研学活动。

学生的课外研学活动主要包括参加“结构设计”、“挑战杯”等创新竞赛、SRTP（大学生课外研究训练项目）和老师的相关科研项目。这些活动不仅可以增强学生的理论知识应用能力，而且可以激发学生的学习兴趣，提高动手能力。通过向学生介绍力学模型的实际工程背景，结合教师的工程实践和科研成果进行专题讲座，弥补本科生较为薄弱的实践环节，克服教材的局限性和应试教育的弊端，调动学生对结构力学学习的主观能动性。让本科生也有机会接触科研，接触实践，领略专家与大师的风采，产生对专业的热爱与责任感，使命感。

3. 结构力学多维立体化教学的实践效果

（1）多维立体化教学应该是多种教学资源的组合，而不是文字、影像等单一形式的堆砌。在教学设计中，应发挥多媒体优势，精心设计多种不同的表现方式传达教学信息，集音响、图片、动画、阅读、交谈于一体，使学生既能看到又能听到，再通过讨论、交流，用自己的语言表达出来，这种立体教学的方式使知识的保持将大大优于传统教学的效果。

（2）布置启发式思考题能吊起学生的胃口，以设问问题为驱动力，使学生学习由被动变成主动，课上可以围绕这些思考题展开设问式教学，通过课堂提问互动，能掌握到设问教学对学生预习效果与听课效果的提高程度；案例式教学将枯燥的抽象力学与丰富多彩的工程实例相结合，将概念、理论的工程实践来源引入教学中，并将所讲计算方法应用回到实践中去，做到“从实践中来，到实践中去”；采用网络教学，既在上课之前给学生明确的指引，启发和点拨，事先让学生明确了课堂上的重点、难点所在，又在课后给学生及时的总结、答疑、练习、测试和提高，并将课上没时间讲的延伸拓展内容、实际工程和专业前沿知识介绍给学生，既增强学生的学习兴趣，又提高学生的学习效果；现场情景教学和课外研学活动将结构力学知识应用于结构设计、挑战杯等创新竞赛和SRTP，提高他们的工程素质和实践能力，极大提高了学生学习结构力学课程的兴趣（现场情景教学、案例式教学示例见图1）。

4. 展望

将传统课堂教学与网络教学、案例教学、设问教学、现场情景教学和课外研学活动科学的结合成一体而建立的适用于专业基础课程《结构力学》的多维立体化教学方法是一种全新的教学方式，将最新科研和工程应用成果不断融入教学，促成产-学-研立体化的教学体系；将课堂教学和课外研学实践有机结合，提高学生的知识应用能力和创新能力。随着经济、教育、文化发展的与时俱进，老师与学生的观念也比以前更加革新了，相信通过广大一线教师与教育工作者的群策群力、集思广益，通过各高校之间的沟通交流、互通有无，一定能把结构力学的课程建设推进到一个新的高度。

参考文献

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