以竞赛促进“结构力学” 课程教学改革.pdf

第26卷第1期2007年2月理工高教研究JournalofTechnologyCollegeEducationVol.26No.1February2007以竞赛促进“结构力学”课程教学改革华南理工大学魏德敏王勇摘要:总结第一届中南地区部分高校土木工程专业“结构力学”竞赛的经验,讨论力学竞赛的教育功能,就如何将创新教育体现在课程教学过程中展开了分析。中南地区各高校通力合作,成功举办了第一届中南地区部分高校土木工程专业“结构力学竞赛”(2005年5月)和“结构设计大赛”(2005年12月)。通过对竞赛的总结分析,各校对结构力学课程的重视程度有了进一步的提高。本文总结了这次“结构力学竞赛”的经验,论述了力学竞赛的教育功能,就如何将创新教育体现在课程教学过程中展开了分析。一、竞赛活动的组织情况第一届中南地区高校土木工程专业“结构力学竞赛”活动由华南理工大学、广州大学、武汉科技大学、湘潭大学、广西大学组成的竞赛组委会负责组织。竞赛的命题工作由教育部结构力学课程指导小组成员组成的专家组完成。试卷通过保密通道在规定时间送达各赛区,由专人负责接收保管,开考前当场拆封。每个省为一个赛区,有一所承办学校,负责组建本赛区的竞赛分组委会。广东、广西、湖南、湖北赛区的承办学校分别为广州大学、广西大学、湘潭大学和武汉科技大学。一个赛区一般设立一个考点,湖南赛区在湘潭大学和湖南大学设立了两个考点,湖北赛区在武汉科技大学和三峡大学设立了两个考点。由各赛区竞赛分组委会负责组织本赛区的报名、考场安排、初步阅卷工作。初步阅卷工作完成后,各赛区分组委会将排名前三分之一考生的试卷和成绩密封报送命题专家组,由专家组审定竞赛最终成绩,统一划定评奖分数线,确定获奖名单。第一届中南地区高校土木工程专业“结构力学竞赛”参赛学校22所,参赛学生600人,颁发一等奖15名,二等奖31名,三等奖39名,优秀奖76名,奖励情况详见表1。表1第一届中南地区高校土木工程专业“结构力学”竞赛获奖总体情况赛区广西广东湖南湖北小计一等奖465015二等奖4118831三等奖8189639优秀奖1525251176合计(人)31604725163二、竞赛试卷分析根据“结构力学”课程教学基本要求,本次竞赛内容分基本部分(占70%)和专题部分(占30%)。基本部分包括:几何组成分析、静定结构内力和位移计算、力法、位移法、影响线、力矩分配法；专题部分包括:结构动力学、矩阵位移法、结构稳定计算。难易程度接近硕士研究生入学考试。第1题分析静定刚架弯矩图,第2题求桁架部分杆件的轴力,第3题用力法计算连续梁某一截面处的弯矩,第4题作多跨静定梁支座反力的影响线,第5题用位移法计算刚架的内力和位移,第6题用1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.力矩分配法求解由支座沉陷和结点位移引起的结构内力,第7题计算刚架的自振频率,第8题用矩阵位移法的后处理法计算刚架内力,第9题计算对称刚架在对称荷载下的失稳临界荷载。表2广东赛区“结构力学”竞赛获奖学生试卷分析结果题号满分最高分最低分平均分平均分满分11515311.070.7382101009.070.9073121205.880.49046605.150.8585151508.650.5776121204.230.3537141402.420.17388803.930.49198801.500.188为了掌握各校“结构力学”课程教学和学生学习的情况。我们对本次竞赛的试卷进行了统计分析,广东赛区60名获奖学生的试卷成绩分析结果见表2。由此可知,不少学校对结构动力学和结构稳定分析部分的教学没有作要求,学生对静定结构的内力计算和影响线普遍掌握得较好,对超静定结构计算的力法、位移法和矩阵位移法掌握得一般,而力矩分配法掌握得较差。因此,各校结构力学课程需要进一步加强超静定结构计算的教学和实践。三、“结构力学竞赛”的教育功能“结构力学竞赛”的积极作用在于其内容具有趣味性和概念性,方式具有激励性和交流性等特点,契合学生思维活跃、参与欲强的心理特点。因此,有利于激发学生学习该课程的热情和与相关专业课结合的意识,激活与发展学生用力学概念进行结构设计的思维潜质,进而推动结构类专业课程的教学,也有利于发现力学基础好,有培养前途的优秀学生。另外,竞赛还能增进不同学校之间课程教学方面的交流。可以说,结构力学竞赛活动的适度开展对该课程本身及相关专业课的教学有积极的意义。但是,任何事物总具有两重性,并会在一定条件下向对立面转化,过头的竞赛活动,从某种程度上会影响到其他课程的正常教学。如何衡量“结构力学竞赛”的教育功能是值得认真探索的问题。对于“结构力学竞赛”的教育功能要有正确的分析和定位,把握好普及与提高的关系。应当认识到,“结构力学竞赛”只是专业教育的一个辅助部分,是课堂教学的一种补充方式。竞赛最重要的功能是发现教学中可能普遍存在的问题。在竞赛活动中,重要的是不同层次学生参与其中,并能得到不同程度的提高。由于有些竞赛内容往往是课程教学的要点和课程学习的难点,这就迫使任课教师正视自身知识和教学方法的不足,产生相互交流学习的迫切愿望,从而在教学相长的过程中推动课程教学研究活动的开展。事实上,通过中南地区部分高校第一届“结构力学竞赛”及“结构设计大赛”活动,这些高校土木工程专业学生学习结构力学课程的积极性有所提高,有些以竞赛促进专业教育创新的教研项目已经得到立项和经费支持,结构力学任课教师的校际业务交流有所增加。有土木工程专业的高校在结构力学授课学时和教学内容等方面达成了共识,在教学研究和教材建设方面形成了协作关系。另外,在许多学校的一致要求下,2007年上半年将举办第二届中南地区高校土木工程专业“结构力学竞赛”。创新高等教育需要落实到课程教学之中。而结构力学课程教学可以从改革课堂教学和开展课外活动两方面入手。在课堂教学中,如能在完成课程基本要求的基础上,适当联系竞赛和考研的知识点、技巧方法,既能活跃课堂气氛,开阔学生视野,提高课堂教学效果,又能培养学生的思维能力,提高学生的分析水平。而竞赛活动本身是一种课外活动方式,在活动中学生可以表现个性与特长,享受到成功的喜悦,增强信心,激励他们不断进取。以华南理工大学为例,在第一届中南地区高校土木工程专业“结构力学”竞赛中有40名学生参加,24名学生获奖,获奖比例40%。获奖学生中直接保送和应届考取研究生的有15人,比例达到获奖者的62.5%,达到参赛者的37.5%。“结构力学竞赛”活动不仅有利于课程本身的教学,对结构设计类课程也有积极的作用。在随后举办的学校结构设计竞赛和第一届中南地区高校土木工程专业“结构设计大赛”中,参赛学生在结构力学和结构设计课程教师的共同指导下,学会应用结构力学概念和结构分析软件进行初步设计方案的对比以及结构的优化分析,使学生的力学综合素质得到很大的提高,激发了学生的创造热情,培养了学生的创新意识。在科学发展的道路上,人类总要不断有所发展、有所发明。21世纪的教育应当是创新的教育,高等学校的教师应当是带头创新的榜样。只有用教师创造性的教,才能唤起学生创造性的学,教与学才能形成良好的结合,才能推动创新人才的培养。参考文献1龙驭球,包世华.结构力学教程M.北京:高等教育出版社,2000.2朱慈勉.结构力学M.北京:高等教育出版社,2004.3袁驷.程序结构力