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【摘要】結(jié)合土木工程專(zhuān)業(yè)材料力學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題,從卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā),把CDIO教學(xué)理念引入到材料力學(xué)教學(xué)體系中,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、考核評(píng)價(jià)等方面提出來(lái)了有效的教學(xué)改革措施,建立了基于CDIO理念的材料力學(xué)教學(xué)模式。該教學(xué)模式對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐和創(chuàng)新能力有積極意義,是解決目前土木工程專(zhuān)業(yè)在力學(xué)教學(xué)中遇到問(wèn)題的一個(gè)很好的借鑒途徑。
【關(guān)鍵詞】CDIO教育理念;材料力學(xué);教學(xué)改革;課程考核體系
0引言
材料力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,是研究各類(lèi)工程結(jié)構(gòu)中普遍存在的受力和變形現(xiàn)象的學(xué)科,著重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力。一直以來(lái),我國(guó)大學(xué)中所講授的力學(xué)課程內(nèi)容大多由前蘇聯(lián)引進(jìn)的內(nèi)容,內(nèi)容陳舊、枯燥、抽象、重理論輕實(shí)踐。教學(xué)方法多采用灌輸式教學(xué),造成課堂氣氛死板,有時(shí)甚至枯燥無(wú)味,大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這些問(wèn)題不但加劇了學(xué)生的學(xué)習(xí)惰性,也影響到其它課程的學(xué)習(xí)狀況。針對(duì)以上問(wèn)題,如何為實(shí)際工程提供合格的力學(xué)人才;如何在材料力學(xué)教學(xué)中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性;在目前有限的課時(shí)下,如何對(duì)舊有材料力學(xué)課程體系進(jìn)行合并、篩選等工作已經(jīng)成為教學(xué)改革工作不可回避的事實(shí)。CDIO工程教育理念提倡在實(shí)踐中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中實(shí)踐,這為該問(wèn)題的解決提供了一種思路。
1CDIO工程教育模式
CDIO模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO模式強(qiáng)調(diào)與社會(huì)大環(huán)境相協(xié)調(diào)的綜合的創(chuàng)新能力,同時(shí)更關(guān)注工程實(shí)踐,加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,因此CDIO工程教育模式是提高大學(xué)生的創(chuàng)新和動(dòng)手能力、推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)以及加強(qiáng)學(xué)生參與交流與合作能力的有效途徑。
2基于CDIO模式的材料力學(xué)教學(xué)大綱設(shè)計(jì)
CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面,大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。材料力學(xué)課程既包括專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí),又強(qiáng)調(diào)應(yīng)用能力的提升,根據(jù)這一教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)的教學(xué)大綱如表1所示。
3改革方案設(shè)計(jì)
3.1教學(xué)內(nèi)容的改革
對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)中的基本概念、原理和方法,我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該重視,可為了拓寬學(xué)生的視野和運(yùn)用力學(xué)知識(shí)建模的能力,我們又應(yīng)該對(duì)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新的理論、新的學(xué)科、新的計(jì)算工具和計(jì)算方法、新的試驗(yàn)方法不斷涌現(xiàn),在教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)增加這方面的介紹和練習(xí),可以拓寬和增強(qiáng)學(xué)生系統(tǒng)解決實(shí)際工程的能力。此外,學(xué)生普遍對(duì)繁瑣的理論推導(dǎo)缺乏熱情,因此有必要在教學(xué)中加入實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)或模型演示環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)教學(xué)與實(shí)踐的結(jié)合,從而提高學(xué)生對(duì)力學(xué)課程的興趣。
3.2教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)思考,如何加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,如何實(shí)現(xiàn)“在實(shí)踐中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中實(shí)踐”?顯然單純的課堂教學(xué)很難實(shí)現(xiàn)這些目的。首先,材料力學(xué)應(yīng)把課堂教學(xué)與案例教學(xué)或現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)結(jié)合起來(lái),并配合一定形式的課堂討論。這樣學(xué)生就能比較生動(dòng)地、直觀(guān)地去學(xué)習(xí)基本理論,并且可以明確學(xué)習(xí)的目的性。例如:彎曲問(wèn)題可以在施工現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合梁的配筋布設(shè)講解;組合變形可以在實(shí)驗(yàn)室用模具演示教學(xué)等等。另一方面,CDIO教育理念重視個(gè)人能力及技能的同時(shí),強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與交流,因此可以在教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展分組專(zhuān)項(xiàng)研討。專(zhuān)項(xiàng)研討任務(wù)以小組為單位,每組3~5人,讓學(xué)生到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研,結(jié)合工程實(shí)際確定材料力學(xué)研討主題,然后針對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題建立力學(xué)模型,通過(guò)小組探討解決工程問(wèn)題,從而鍛煉學(xué)生收集信息、主動(dòng)獲取新的知識(shí)、解決問(wèn)題和創(chuàng)新的能力。再一方面,還可以在教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。在教學(xué)手段上也應(yīng)結(jié)合新技術(shù)、新方法的發(fā)展,在傳統(tǒng)的板書(shū)基礎(chǔ)上,融入PPT、Flash動(dòng)畫(huà)、仿真數(shù)值模擬等教學(xué)手段。一方面加強(qiáng)學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)力學(xué)知識(shí)的理解,另一方面,新的教學(xué)手段可以豐富教學(xué)內(nèi)容,貼近工程實(shí)踐,拓寬學(xué)生的視野。例如:PPT相對(duì)于板書(shū),可以發(fā)揮信息量大的優(yōu)點(diǎn),讓學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)完成更多的課上練習(xí);Flash動(dòng)畫(huà)可以在課堂上展現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者工程實(shí)際現(xiàn)象,這有助于學(xué)生對(duì)抽象力學(xué)概念的理解等等。
4課程評(píng)價(jià)體系改革
課程的考核評(píng)價(jià)體系和考核方法主導(dǎo)著學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和方向,其改革必須匹配材料力學(xué)課程的CDIO教學(xué)大綱,起到引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)開(kāi)展專(zhuān)業(yè)能力鍛煉的目的。材料力學(xué)課程成績(jī)包括三部分:書(shū)面理論考試、匯報(bào)答辯、實(shí)驗(yàn)報(bào)告,權(quán)重為0.4、0.4、0.2。書(shū)面理論考試主要以基本概念、基本理論、基本技能為主。匯報(bào)答辯要求學(xué)生對(duì)小組研討專(zhuān)項(xiàng)做成PPT,圖文并茂的在講臺(tái)上向老師和同學(xué)做報(bào)告,并回答老師和同學(xué)對(duì)改組項(xiàng)目提出的問(wèn)題,考核重點(diǎn)在:調(diào)研的充分性、CDIO綜合能力的展現(xiàn)性、技術(shù)和理論的結(jié)合度、團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力等方面。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要體現(xiàn)自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的選題調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、實(shí)物開(kāi)發(fā)和交流評(píng)比等環(huán)節(jié)。
5結(jié)束語(yǔ)
基于CDIO的材料力學(xué)教學(xué)模式著手改革課程體系和教學(xué)模式、創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段、調(diào)整教學(xué)考核體系,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)思考動(dòng)力、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流能力、加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,讓學(xué)生“在實(shí)踐中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中實(shí)踐”。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李為虎.一種工科理論力學(xué)教學(xué)模式的構(gòu)思與實(shí)踐[J].力學(xué)與實(shí)踐,2010(3):126-127.
[2]李庚英,趙曉華,熊光晶.土木工程材料CDIO模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].高等工程教育研究,2009(5).
[3]林建.面向“卓越工程師”培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究,2011(5).
[4]胡志剛,任勝兵,吳斌.構(gòu)建基于CDIO理念的一體化課程教學(xué)模式[J].中國(guó)高等教育,2010(22).
[5]陶勇芳,商存慧.CDIO大綱對(duì)高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國(guó)高教研究,2006(11).
作者:賈磊 單位:石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院勘查技術(shù)與工程學(xué)院