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摘 要：针对“结构动力学”难教难学的现象，结合教学实践，寻求课堂教学改革与提高学生能力的突破口，探讨提高“结构动力学”课堂教学效果的最佳途径。指出备好课是上好课的前提条件。传统教学手段和多媒体教学相结合是培养学生学习兴趣，促进教与学矛盾双方转化的有效途径。启发式教学方法和工程实例法是培养学生分析问题、解决实际问题能力的重要手段。
关键词：结构动力学；教学实践；教学方法；综合能力
中图分类号：G423.02 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2011）3 -028 -02
“结构动力学”是一门技术性很强的专业基础课程，涉及数学建模、演绎、计算方法、测试技术和数值模拟等多个研究领域，具有鲜明的工程与应用背景[1]。绝大多数学生对这门课有一个共同的感觉：公式多而冗长、计算难而复杂、求解繁琐、涉及面广、不易理解。不少学生反映看书时经常理不清思路、做习题大多雅从下手、复习时往往找不到重点。面对这些问题，提高教学效果，进一步激发学生的学习热情，加强学生分析问题、解决问题能力的培养，显得尤为重要。基于此，笔者结合教学实践，对如何提高“结构动力学”课堂教学效果，谈谈一些教学体会和思考。
一、认真备课，提高教师驾驭教学内容的能力
备好课的前提条件是选择好一本合适的教材。目前，“结构动力学”教材可谓是五花八门，良莠不齐。一些高校选择的“结构动力学”教材，本科生、硕士生共用甚至博士生也在用，教学效果不尽理想。所以，选择一本好的教材非常重要。笔者结合中国矿业大学土木工程专业和学生实际情况，选择了由徐赵东编写、科学出版社出版的“结构动力学”。此教材内容相对较为简单且实用性较强，是一本非常适合本科生使用的教材。
备好课的第二步是应该认真通读教材，并查阅有关参考书及文献资料，优化教学内容，突出授课重点。经过分析，明确本门课程在培养学生中的地位：课程的基本要求是什么，提高要求又是什么，哪些是重点，通过课程培养学生哪些能力，通过什么环节和手段，课程教学提高学生哪些方面的素质等等。此外还要了解先修课程、后续课程及学生情况。如对课程重点的认识，也往往需要对课程内容的反复思考与提炼[2]。笔者在讲解“结构动力学”时，以结构动力学的基本理论体系为主线，避免重复，着重讲概念。采用层次法教学，在不同的阶段突出不同的重点。比如，讲过单自由度系统自由振动和受迫振动的概念后，在讲授多自由度系统和弹性体系的振动分析时，则重点介绍后者的振动特点以及与前者的联系和区别。这样既节省了时间，又抓住了主线。
二、丰富教学手段，培养学生学习的兴趣
教与学是矛盾对立统一的双方。教，是教学中的主要矛盾方面；教学设计控制着教学节奏、教学方向、教学过程、决定着教学目标的实现，教师在教学中起主导作用。学，是教学中的次要方面；尤其在课堂教学中学生始终处在被动一方。但教学目标的实现是要通过学生来完成，学生是教学活动的主体。辅助的教学手段可以促进矛盾双方的转化，使学生的被动学习转化为主动求教、主动探索、主动学习。所以好的教师、好的教学设计、应当在促进矛盾转化上下工夫。笔者在“结构动力学”的教学过程中也深刻感受到传统教学手段和多媒体教学相结合是培养学生学习兴趣，促进教与学矛盾双方转化的有效途径。
多媒体教学具有独特的优势，但同时也存在一定的局限性。利用多媒体教学，首先要做好课件。一个好的课件应该是简洁明了，条理清楚，重点突出，同时要图、文、声、像并茂，这样才能吸引学生的兴趣，激发学生的学习热情。同时这也是多媒体教学的优势。在教学过程中要正确认识到多媒体教学只是一种教学手段，不能取代教师，教师仍然是课堂的主导。一些年轻教师由于缺乏教学经验，做好教学课件之后，照本宣科，老师讲着雅劲，学生听着雅味，教学效果可想而知。因此，教师在利用多媒体教学时，要扔掉课件，要脱稿，围绕教学内容自由发挥，观察学生表情，注意快慢节奏，要和学生互动、交流，真正实现老师“教”与学生“学”的和谐统一。
传统的板书教学过程完全由教师控制，教师可按自己的思路授课，可以自由发挥，能够控制课堂氛围。“结构动力学”涉及诸多原理和典型例题的讲解，即会涉及许多的证明、计算过程。用多媒体方法就很难把证明、计算过程详细地表现出来，这样老师就很难讲得透彻，而且学生也没有足够的思考时间和做笔记的时间。对此，老师应采取传统的黑板板书教学来弥补其局限性。比如，在讲解多自由度体系中的振型正交性的证明时，用板书引领学生将证明过程详细的证明一遍，并启发学生应注意的问题，这样学生就能较轻松掌握这些知识点。因而达到良好的教学效果。
三、注重启发，培养学生分析问题的能力
启发式教学是指教师根据教学目标，遵循教学规律，在教学过程中依据学习过程的客观规律，通过引导、指导、开导、启示、激发学生的学习兴趣，使学生主动地、自觉地、积极地学习和思考，并主动实践的一种教学方法[3]。启发式教学的对立面是灌输式、填鸭式教学。课堂教学是师生的双边活动，教师要调动学生参与，促使他们主动积极地思考，并在此过程中培养推理、综合、创新等正确的思维能力。
实施启发式教学的一种方法是实例启发教学法。“结构动力学”课程涉及的学科、专业面广，学习过程中用到了结构力学、弹性力学、材料力学、复变函数、矩阵论、数理方程、有限元法等多门相关课程，因此，在教学过程中如何处理相关课程与教学内容之间的关系是一个难题。在教学过程中，笔者通过工程实践案例进行启发式教学。比如，在讲授弦的振动时，举例斜拉桥拉索、悬索桥吊杆张拉力的工程测试。实例启发教学法在教学过程中起到了意想不到的效果。
实施启发式教学的另一种方法是问题式教学法，即提出问题，解决问题。提出问题后可以让学生回答，开展讨论，也可以在学生思考的基础上教师自己解答。一堂成功的启发式讲课应该就像教师带领学生共同完成一个科研课题一样引人入胜。这里，关键在于所设计的问题。问题应该符合学生的实际，又能引起兴趣，可以来源于日常生活、工程实际或学科发展。学生对这些问题都饶有兴趣，并能热烈讨论，最后经过教师的总结讲解，学生对问题的认识自然地上了一个台阶。由于经过积极的思考后解决了问题，所以学生感到收获很大。
实施启发式教学的再一种方法是演示启发式教学法。实践证明，感性知识有助于提高学生学习的兴趣和积极性，可以促进学生对某一概念的深入理解，没有感性知识，则理性知识就缺乏基础，难以形成。演示启发式教学可以为学生提供必要的感性材料，启发学生空间想象力。例如，在进行弦的振动动画演示时，可以帮助学生理解振型特点，教学效果明显提高。
四、结合工程，培养学生解决实际问题的能力
在教学过程中，围绕课本主要内容，结合工程实践案例进行讲解和启发，培养学生解决实际问题的能力。比如，作者在讲授结构振动控制时，首先给出了工程实践中关于各种隔震的装置图片，用实例来分析隔震原理，然后启发同学们自己设计不同的隔震装置，培养学生的独立思考和动手能力。再比如，在讲解受迫振动时，结合中国矿业大学正在建设的逸夫实训楼工程实例，让同学们利用所学知识，计算地震烈度在八度时，实训楼框架底层的总剪力。这些工程实例使学生认识到了结构动力学原理对工程实践的指导作用，同时也收到了很好的教学效果。
除了课堂讲授以外，实验教学的创新也是非常重要的。如何将实验教学与工程实际紧密结合，启发学生将结构动力学知识应用到工程实践中去，是实验教学改革的发展方向[4]。笔者利用中国矿业大学要求本科生进实验室的良好契机，在实践教学中，结合自己的科研项目，把学生分成不同小组进行结构振动试验等相关研究。做实验之前，把研究课题给学生定好，先让学生针对问题查阅资料，独立进行研究，提出实验方案，并最终完成研究课题。一方面通过课题研究鼓励学生独立钻研，促进学习的自觉性，提升学生学习新知识和新方法的能力；另一方面，通过参加课题研究，有助于巩固和加深对理论知识的学习和理解，增强学生运用知识的综合能力和解决实际问题的能力。
结束语
总之，“结构动力学”是一门难教难学的专业基础课程，要想取得良好的教学效果就要不断探索，不断改进教学手段、教学方法。教与学是相辅相成的，教学效果的好坏不仅跟学生自身素质有关，更主要与教师的教学方式、教学态度、教学经验密切相关。因此，在教学过程中，要不断创新教学方法，根据不同的教学内容采用不同的教学手段和教学方式，增强教学效果，激发学生的学习兴趣，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
参考文献：
[1]盛宏玉.“结构动力学”课程教学实践中的几点认识[J].合肥工业大学学报：社会科学版,2001,21，( ):102-104.
[2]贾书惠.搞好课堂教学的几个基本问题[J].力学与实践,2002,24，(2):50-52.
[3]王道俊,王汉澜.教育学[M].北京:人民教育出版社,1993:55-5 .
[4]李玉兰,张永祥,樊小龙.材料力学课程教学方法和模式改革探讨[J].高等建筑教育,2010,19，( ): 8-10.
（责任编辑/石 银）
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发表于 2020-8-8 11:52:25
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