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教育教学论坛刊文:培养创新能力的“结构力学”课程教学改革探索

来源:教育教学论坛     2021-4-9 13:45:41      点击:

张军锋 黄亮 郭院成

[摘 要] 在国家各行各业高速发展背景下,对于创新人才的需求正在逐步显现,为了顺应外部环境并谋求更好的发展,各所高校均加强了创新人才的培养力度,更是为此大刀阔斧地开启各项教学改革,一定程度上助力了高校快速、精准完成创新人才培养任务和使命。该文就围绕创新人才的培养和教学改革两方面展开深入探究,进一步阐述基于创新能力培养的土木工程专业“结构力学”课程教学改革策略,希望可以给相关院校和教师带去改革与育人的灵感和思路。

[关键词] 创新能力;土木工程专业;结构力学课程;教学改革

众所周知,土木工程关乎国家建设,且结构力学是土木工程专业中的一项基础课程,理应受到高度关注和重视,而通过“结构力学”课程教学改革举措达成培育创新人才目标,不失为一个较好的策略、值得深思的行为。如若可以将力学课程教学改革合理、科学实施,相信会产生不错的育人效果。相信到那个时候,高校培育、储备、输出土木工程专业创新人才将更具可能性和可行性。

一、基于创新能力培养而开启“结构力学”课程教学改革的意义

从宏观层面来说,培养具有创新能力的人才是大势所趋,是每一所高校都需要高度重视且努力达成的目标,亦是摆在每一所高校面前的发展课题和育人使命。因为创新寓意着改变,只有不断改变、求新才可真正将国家带入一个全新的发展境地,国家和社会在未来的发展才会更具可能性和潜力。而培育土木工程专业创新人才,只是培育创新人才战略中的一个缩影,想要完成这项艰巨任务,“结构力学”课程教学改革是可取的办法,亦是最为直接、效果最为显著的策略。由此使得基于创新能力培养的“结构力学”课程教学改革更具重要现实意义[1]。

微观层面来说,土木工程专业学生日常需要接触和学习很多的课程,如“土力学”“混凝土结构设计”“钢结构原理”“高层建筑结构设计”等,这些课程大多以概念为基础、以力学计算为辅助、以工程应用为背景,会跟随行业发展而做出调整,对于土木专业学生来说,教学时长占比重大、内容抽象不好理解。对于学生来说,是一项艰巨的挑战。以往教学、育人效果并不能令人满意,且在培养创新人才方面存在不足和缺陷。只有通过课程改革,才可快速地对学生产生影响,才有机会挖掘和激发学生的创新能力。不做出课程上的改变,是万万不能达成培育创新人才任务的[2]。

与此同时,通过“结构力学”课程的教学改革,可以真正明确培养土木工程专业创新人才的重要目标,才可真正意义上让创新人才培养各项机制落实到实际、作用于学生,更为今后教育教学工作的开展指明了方向,不失为课程改革创新、院校更进一步并实现高速发展的有效举措,因此,其改革意义不可小觑。

二、土木工程专业学生创新能力培养的必要性和重要性

当今时代,创新这个名词已经深深烙印在每个人的心中。创新不仅是国家、社会做出改变和实现逆袭的关键,同样也是每位土木工程专业学生工作、就业、发展的关键,培养土木专业学生创新能力是合情合理、顺应时代发展的[3]。

具体说来,创新就是在知识、经验基础上产生的新思想、新理论、新方法和新发明,这是一种能力的代指,是学生收获更光明的前途、国家实现巨大进步的关键因素。伴随铁路、港口、机场等大型建筑的崛起和工程高度、跨度及技术难度不断升级,使得培育创新人才成为解决当下难题、缩短与发达国家差距的最好办法。虽说不能短期见到成效,但是可为国家未来各项土木建设积蓄力量、做好准备,一样非常重要。

在《高等教育法》中,明确强调具有创新精神和实践能力的高级专门人才的培养任务,这也是高校对土木工程专业学生创新能力培养加以关注和重视的重要原因。只有认真完成改革等各项任务,高校才可实现更好发展;对于学生来说,创新能力是诸多能力中的一种,可成为学习路上的助力,也可成为择业、就业中的有利砝码,可确保从莘莘学子的激烈竞争中脱颖而出。总之,对于学生的重要性不言而喻,这也使得学生創新能力培养被当作一件紧要的事情,对其加强关注和重视自然理所应当[4]。

当然,上升到国家层面、社会层面,培养土木工程专业学生创新能力,有助于国家发展、社会进步,这是不言而喻且毋庸置疑的。总之,培养土木工程专业学生的创新能力于这个时代背景中是合情合理且具有重要性和必要性的,因此,值得倾注更多精力予以关注和重视。

三、基于创新能力培养的土木工程专业“结构力学”课程教学改革策略

培养创新人才作为一项长期且艰巨的任务,高校还需给予高度重视和十足支持,更要围绕“结构力学”课程做出多项改变和调整,从各个角度和方面渗透,方可让“结构力学”课程教学改革更具全面性和深入性。以下为个人经验下的“结构力学”课程教学改革策略,以供参考与借鉴。

(一)对课程内容进行改革

作为培养土木工程专业学生创新能力的最主要素材,有必要在全新教育教学目标下做出适当改变,除了要突出内容的实用性,也要促成其与工程实践的紧密结合,使得传统结构力学教学通过案例讲解、力学理论讲解来进一步深化学生的理解和提升学习成效,利于学生对“结构力学”课程改观并提高学习重视度[5]。如果例题和案例与工程实践结合的不够紧密,势必会让学生的思路更为局限化,很容易走进单纯学习理论知识的误区,不利于开阔学生视野和强化其认知,自然不易让学生朝向提高综合素养的道路前进,对于今后学生的择业、就业也会造成一定阻碍。

除了要加强内容与工程实践的紧密性,还要突出重点、讲解难点,要知道,难点和重点是学生实现深入学习的有利依托,且也是加深结构力学知识深刻理解的关键所在。只有攻克了难点和重点,才会逐步提升学习效率,这是显而易见的。除此之外,还要增加电算及工程实例的分析计算,这是计算机技术不断升级和广泛覆盖的结果,电算化也因此在结构力学计算中得到迅猛发展。以往教学中往往突出基本能力培养,而较大程度地忽视了电算训练和实践,为了弥补这方面的不足,理应在内容上进行这方面的填充,使得学生可以更好、更快、更熟练地进行计算机建模、进行编程,可为未来的择业、就业打下基础和做好准备。

(二)对课程教学模式进行改革

在教学改革中,教学模式的改革是重点,亦是培养学生创新能力的重中之重,还需高校不遗余力地促成教学模式全方位改革。当下土木工程专业的学生,往往思维发散、活跃,对于新鲜事物有着强烈的好奇心,自学能力较强。为此,还需改变以往枯燥、乏味的教学模式,围绕学生学习特点、年龄特点来探求现代化的教学模式,使得课堂教学更具新颖、创新特点。可经常性地在课堂中组织各项活动、促成各项讨论、展开各式各样的互动和发言,使得学生有机会展现学习上的权利,使得学生的主人翁意识得以培养,这些均有利于激发学生的学习热情、兴趣,可真正意义上让学生广开思路、解决实际问题,这便是创新能力培养的过程、铺垫的过程。

另外,要从单一的课堂讲授向多元化教学模式过渡。以往结构力学教学课堂中,往往采用单一的讲授方式来进行教学,这会让学生的课堂主体地位丧失、教师的课堂权利更大,不利于产生较好的教学、育人效果。可以这样说,学生的创新意识、思维会在无形中被遏制与扼杀,想要培养学生的创新能力,想必会有较大难度[6]。因此,有必要从单一的课堂讲授向多元化教学模式过渡,使得课堂教学更具灵活性,使得学生有机会在课堂中思考、分析、探究、讨论、想象、总结等,才能真正带领学生投身更深入的学习中,既可激发学生学习力学的兴趣,又可为学生创新意识的培养、创新思路的产生创造契机,利于学生创新能力一点一点获得提升。

为了让多元化教学模式产生更好的教学、育人效果,专业教师还可以匹配多媒体教学来达成双重任务,旨在吸引学生眼球、提高学生学习专注度,方可让学生的思考跟上教师的教学进度,利于降低抽象内容给学生造成的困扰。要知道,多媒体教学可让抽象内容更为形象化、直觀化,自然可让学生对学习内容一目了然并烂熟于心。值得一提的是,多媒体教学是具有灵活性的,可弥补传统教学的不足,自然可以弥补传统教学对学生创新能力的压抑缺陷,方可让课堂教学朝向理想化状态发展。

(三)对考核制度进行改革

在“结构力学”教学改革过程中,考核制度也需进行适当改革。只有如此,才可强化对学生学习水平的认知,才可透过考核数据探究学生创新能力程度,不失为一个培养具有创新能力的土木工程专业人才的较好改革办法。建议将学生课堂表现、日常成绩、学习积极性等做好记录,切实全方位地了解学生各方面状况。有了这份资料,方可提升创新能力培养精准度和针对性。

与此同时,也要积极筹备有关教师教学的考核制度,建议采取行为主导型的绩效考核方法,要以制定专业课教师工作中的行为标准或规范为参照,对专业课教师行为与高校行为标准做对照,从而清晰当下的“结构力学”课程教师的综合表现。有助于教师加强自身了解并做好定位,有助于提升教师的能动性,也有利于课堂教学中问题的挖掘和解决。

(四)对课后作业进行改革

要知道,作业是课堂授课的最主要补充手段,亦是巩固学生所学的最主要办法。应当将以往课后作业从“重理论、重难点”的单一制定范畴中抽离出来,切实加强课后作业与工程实际的紧密性,从而让课后作业更具灵活性、趣味性、实用性,才可更全面地对学生各项能力进行锻练,才可让学生的思维发散、展开想象和激发灵感。要知道,创新能力视域下,解题能力不是培养的重点,让学生发现解题规律、掌握和运用知识才是重点,这是在学生经验不断累积下的成果,也会对学生产生创新想法提供助力。只有这样,才可让学生经过思考、经过总结后的知识更具转化能力、应用能力,才可更好地为创新能力培养充当垫脚石,如此,学生创新能力提升才会更具可能性。

(五)对培训机制进行改革

这里的培训,有两方面内涵,一方面是学生培训,另一方面是教师培训。就学生培训来说,要避免以往单一的培训面貌,务必在全新时期对学生群体的理论知识、实践能力做到全方位培训,高校也可为此承办校内培训室,也可在企业助力下,共同开发实践基地,使得土木工程专业学生有机会积累较为丰富的实践经验。只有做好经验储备,才可激发学生更多创新思路、创新意识,才可将这些意识、思想层面的观点转化为实际行动,利于学生创新能力的不断提升。为了强化学生的创新能力,合作企业也可为学生实习创造机会,使得学生在真实的工作环境中开阔眼界、磨炼技艺、增长见识和激发创新意识,只有如此,学生的创新能力才可有条不紊地培养和提升。

对于教师方面的培训,高校不应将培训重点只放在专业教师知识层面、技能层面两方面,还应扩宽培训范畴,如培训创新能力、思想道德、教学能力等,使得结构力学专业教师在教学改革过程中得以焕然一新并为教学改革的成功做出突出贡献。要切实让土木工程专业的教师发挥出不可替代的推动作用,方可为培养土木工程专业学生的创新能力提升提供万全保障。

四、基于创新能力培养的土木工程专业“结构力学”课程教学改革的思考与建议

虽说当前很多高校均以高度的重视开启各项教学改革战略,但是教学改革成效千差万别,这与认知、改革方向等内容存在关联性。为了确保高校的“结构力学”课程教学改革朝向更好的方向发展,这里提出几点建议,希望可以助力高校顺利完成教学改革的重任。

首先,务必要将创新能力与动手能力贯穿整个教学过程,使得土木工程专业的学生能够边动手、边创新,使得学生能够朝向既定育人目标方向发展和进步。“结构力学”课程教师也要结合这个目标对课程时长、课程内容、培养目标、毕业要求等做好全面规划,更要循序渐进地推进各项工作,使得培育工作更具针对性和侧重点,切实突出创新能力、动手能力于其中的地位和意义。这里建议将土木工程专业学生的实践环节调整为每4周一次,每次实践时长为2周,确保学生能够通过长达2周的实践,来进一步了解材料性能、构件设计、构件加工等内容。要鼓励和引导学生以小组的形式完成实践任务,更要由每位小组组长分配每位组员的职责和具体任务,使得人人有任务、人人有优势、人人都有机会提升实践能力和创新能力。还可以通过小组间的优秀成果对比来进一步激发每个小组及组员的实践斗志,方可让创新能力培养更具高效性。

其次,“结构力学”课程专业教师。要勇于在教学改革过程中发现以往教学中的不足和缺陷,更要积极总结大大小小问题,深入问题中进行探究和思考,切实以更好的手段解决这些问题,从而减少结构力学教学改革中的阻力。为了确保教师将这些问题看得全面和彻底,可积极听取其他教师的建议、学生的观点和提议,方可让教师发现不容易发现的问题,才可更好地解决这些问题并助力教学改革走向成功。如当下常见的实践课程少、学生学习权利不受重视、课件内容简单等问题,都可成为教学改革道路上的助力和辅助,还需高校加强关注和重视。

最后,师资力量需要得到合理配置。要知道,师资力量只有得到合理配置,才可让“结构力学”课程教学改革更为顺利,因为师資力量是达成教学改革的关键因素,对教学改革的成功与否起到关键作用,因此,还需高度重视师资力量的合理配置,这会对学生产生较大的助益。

五、结语

综上所述,在创新人才备受欢迎和渴求的时代,各所高校都需紧锣密鼓地开展创新能力培养工作,依托教学改革达成该项任务不失为一个较好的思路和策略,还需高校为此付出较多的支持。就土木工程专业来说,是关注国家建设的重要科目,培养土木工程专业学生的创新能力自然不能马虎,可通过“结构力学”课程教学改革实现该目标。值得一提的是,教学改革的实现需要从多角度、多方面入手,方可让改革力度加强并产生更好的教学、育人成效,这些均是相辅相成的,相信在不懈努力之下,必将取得较好的改革成果。

参考文献

[1]张谦益.土木工程专业结构力学课程教学改革实践策略[J].中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2019(07):96-97.

[2]李九阳,张利,孙维东.基于创新能力培养的土木工程专业结构类系列课程教学改革探索[J].科教导刊(中旬刊),2019(03):68-70.

[3]李喆.土木工程专业结构力学课程教学改革研究与实践[J].山西建筑,2016,42(24):243-244.

[4]宋高丽.土木工程专业钢结构设计原理课程教学改革探索[J].高等建筑教育,2016,25(04):62-64.

[5]陈奕柏,高洪波,杜娟,等.课堂教学中创新能力培养的思考与实践——以本科结构力学课程为例[J].海南大学学报(自然科学版),2012,30(03):282-284.

[6]李娜.卓越计划引导下混凝土结构课程教学研究[J].太原城市职业技术学院学报,2011(07):112-113.


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