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摘要:近年来,我国的土木工程建设有了很大进展,其对人才的需求也在不断增加。在材料力学的教学中,案例教学是一种行之有效的方法,可以激发学生学习的兴趣和主动性。当今主流的材料力学教材均以机械相关的结构或构件为教学背景,很少涉及土木工程案例。历史悠久的土木工程学科,拥有众多的建设成就,也存在众多的失败案例。如果作为教学案例展示给土木工程专业的学生,不仅可以让材料力学的课程教学充满活力,还可使学生更快接触专业知识。依据材料力学课程安排,列举了与土木工程相关的几个典型案例,分别对应材料力学课程中的相关章节,可为课堂教学提供参考。
关键词:土木工程;材料力学;教学研究;典型案例
引言
现在无论是高职院校、专科院校还是本科院校等几乎都开设了土木工程专业,让学生开始往建筑方面发展,当然,每年这个专业的报考人数也是十分可观的。当学生都进入学习阶段,这一专业最开始学习的就是基础知识,而且土木工程讲究的就是基础,就比如说建房子打地基,如果地基打的好,那么这个房子才算建造的成功;反之,如果这个房子的地基基础不好,那么无论最终的外观有多么的完美,从骨子里讲,这个房子始终是不完整的。由此可见,结构力学在土木工程专业中所占领的重要地位。
1结构力学课程教学的现状
实际上,学习结构力学对一部分学生来说是比较困难的,所谓的结构也就意味着涉及到了数学知识,所以,对于那些数学不是很好的学生来说就是一大难题。传统的结构力学教学方法一直都是不停的给学生灌输理论知识,让学生自己消化,自己理解,而且很少给他们实践的机会,这样,他们不仅在学习空间上受到了限制,更是在实践活动中也受到了限制。并且本身结构力学就需要学生足够的空间立体感,需要学生自发的结合理论知识画出图形,分析图形,最重要的是不能出现任何差错,就像解数学题一样,过程错了,结果也就错了;而结构力学的应用就是,开头错了,过程也就错了,结果就必然是错的。所以从一开始,就得步步为营,那么这样的前提条件就是把理论知识学好,多开展实践活动,让理论知识得到广泛的应用、充分发挥其作用。其次学习结构力学对学生的分析能力要求也是比较高的,尤其是在面对一些真实的工程项目建设时,要能够快速的分析出其原理和应用的知识,但是教师可能并没有意识到这一点,他们认为只要学生学会了理论知识,那么一切都没有问题,却没有考虑到,单凭理论知识而没有进行实际操作、甚至连参观都没有,又怎么能要求学生一应俱全呢。教师高估了学生的能力,也可以说是对自己学生的过分信任,导致遇到实际问题时手足无措。
2土木工程专业力学课程群的整合和优化探讨
2.1整合教学内容,引入工程案例
为满足地方性应用型人才培养要求及企业需求,教师的教学目标应更重视学生解决工程问题能力的培养。面对课时少,内容多这一突出问题,优化整合教学内容是解决这一问题的有效方法之一。比如单跨静定梁内力图画法是梁和刚架内力图绘制的基础,但在材料力学课程已作为主要知识点进行讲解,在结构力学课程中可作为复习内容,不需要重点讲解。另外,结构动力计算在进行结构设计或学生考研的时候用到,而从事结构设计工作一般需要研究生以上学历,所以这一部分可作为选修内容,有考研打算的学生可以进行选修。这样在有限的时间内进行教学内容的取舍,可以将学生必备知识讲透彻,便于学生消化与理解。在此基础上,可以更多地引入工程案例,比如,力法、位移法以及力矩分配法是求解超静定结构内力的三种方法,也是学生必学知识,对于这些知识一味地讲解解题步骤,可能让学生产生乏味,达不到预期教学效果。引入一个实际的单层两跨工业厂房或一层教学楼,让学生自己进行结构平面体系的简化并分别用这三种方法求解其内力,学生在掌握三种计算方法的同时,也能自己总结出实际工程问题中应用哪种计算方法更便捷。
这样,既可以提高学生学习兴趣,又可以将理论知识与实际工程相结合,培养学生主动分析及解决问题的能力,达到事半功倍的目的。
2.2合理分配课时,理论联系实际
将之前的每周前三节教师讲授,第四节习题课改为前两节为教师讲授,第三节为复习讨论习题课,最后一节为课外拓展。调整课时之后,原本三节讲授课被压缩为两节。这种情况下就需要教师根据大纲需求,有些内容精讲,有些内容就可以一带而过。采用多媒体教学充分利用课堂时间,信息量大的特点刚好弥补了教师授课时间压缩的情况。例如一些复杂的图形可以用多媒体来呈现,不仅减少了手工作图的时间,也使得呈现给学生的图形更加直观形象易于理解。第三节课留给学生。教师需要适当的引导学生复习讨论的内容,还可以给出一些与本节课内容相关的典型例题,让学生讨论作答,复习巩固知识点,这样也避免了一部分同学只是听懂不会应用的现象产生。加上适当的随堂小练习,学生从学习,到自主思考,再到应用所学知识解决问题的过程都有参与,这样学到的东西才真正是自己内化的理解。最后充分利用第四节课,结合大数据的时代背景和该课程领域的发展现状,通过媒体等多种形式向学生展示一些理论力学近期的学术会议和科技前沿,尽早培养学生的科研触觉和思想,调动学生学习的积极性。针对该课程理论与实践脱节的问题,教师可利用多媒体教学给学生展示一些和本节课主要内容相关的工程实例,通过视频、照片等形式清晰展示工地现场,给学生身临其境的感觉。同时也让学生在学习课程内容之前就清楚的认识到,所学的内容可以如何应用到工程实际中,增强学生理论联系实际的能力。
2.3加强双师型队伍建设
教师是知识的传播者,如何将正确的知识有效地传播给学生是每位教师都应具备的教学技能。作为一名工科教师,要想培养高技术应用型人才,不仅要传授课本知识,而且要传授与工程应用相关的技能与知识,结构力学课程组教师也不例外,进行结构力学课应用型课程建设应加强双师型队伍的建设。另外,随着社会发展,许多工程技术与知识都在不断改革与更新,教师应将土木工程行业前沿的技术与知识传授给学生。工地备课,是教师不断积累工程经验的有效方法,结构力学课程组教师可定期到地方企业或项目进行实地调研或学习工程经验,并将其消化,结合工程案例传授给学生。
结语
综上所述,随着时代的发展和社会的需要,我国需要的土木工程专业的人士越来越多,但是对于这方面人士的专业知识和能力要求都是比较高的,尤其是在《结构力学》这一基础知识的学习和应用上更是非常重视。所以学校和教师对结构力学的教学课程应该有所改善,让学生赢在起跑线上,不要等到真正使用时才发现什么都不会,因此教师的教学方法将会直接影响学生对结构力学的学习,要让学生能够结合理论知识解决实际问题。
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