那是2023年9月的一个普通力学课堂,我像往常一样站在讲台上,滔滔不绝地讲解着杆件体系的几何构造分析。不经意间扫视台下,眼前的景象却如同一盆冷水,浇灭了我讲课的热情。有的学生头枕着《结构力学》课本,睡得正香;还有的低着头,手指在手机屏幕上不停划动。那一刻,我的心猛地刺痛起来。我深知,如果不能让这些工程管理专业的学生明白力学原理与建筑工程之间千丝万缕的联系,这门课注定会成为学生眼中“无用的水课”,而他们也很难成长为优秀的工程师。

一、破冰:力学理论的工程化应用
传统的力学教学,一直是教师在讲台上口若悬河,学生在下面被动听讲,就像被填鸭一样。力学,这门抽象又晦涩的课程,让学生们陷入了“公式+练习”的无尽循环。看着他们被大量计算折磨得愁眉苦脸,我知道,必须做出改变了。于是,我拉上教研室的伙伴们,开启了一场艰难的改革之旅。我们的第一步,是重构课程体系。大家围坐在会议桌前,对着一堆教学资料,反复研讨,整合教学内容,努力构建一个“认知理论-实践技能-综合应用”层层递进的全新体系。为了让抽象的理论变得直观,我们借助了各种教具,例如利用梁弯曲承载原理演示教具,向学生们演示了梁弯曲弯矩、剪力的平衡机理和变形机理。

在讲解“几何构造分析”时,我们又增加了模型制作与分析综合实验。学生们热情高涨,分组设计并制作模型。他们小心翼翼地搭建,眼神中满是期待。随后,结合虚拟仿真软件对体系进行几何构造分析。当看到自己设计的模型分析结果与理论一致时,他们欢呼雀跃,那种成就感溢于言表;而当模型因为设计不合理“坍塌”时,他们没有气馁,而是主动凑在一起,仔细检查,寻找问题,一心要确保自己设计的体系稳固可靠。就这样,课堂慢慢发生了变化,学生们不再是昏昏欲睡,而是积极投入到学习中,而我们的力学课程改革,也在这条探索之路上,逐渐走出了困境,迈向新的方向。
二、破维:思辨能力的培养
在逐步打破传统教学僵局后,我深知,要全方位提升学生的综合能力,培养他们的思辨能力是关键一环。课堂不再只是知识的单向传递,而是充满思想碰撞的舞台。在力学课堂上,我开始精心设计每一个授课环节,着重引导学生运用辩证法去观察、分析、提出并解决问题。
有一次,在讲解计算结构内力的案例时,我察觉到学生们陷入了思维定式,习惯性地使用复杂繁琐的常规方法。我决定借此机会打破他们的固有思维。我引入了“厚薄互换”的学习方法,引导他们关注结构受力平衡与变形协调之间千丝万缕的紧密联系。我在黑板上一步步推演,将原本复杂得让人望而却步的内力计算,通过巧妙的转换,用简单、快捷的方法呈现出来。当学生们看到原本需要耗费大量时间精力的难题,竟能如此轻松解决时,他们眼中满是惊讶与兴奋。那一刻,我知道,他们开始学会用不同的视角去思考问题,思维的边界正在被打破。此后,课堂上时常能听到学生们激烈的讨论声,他们积极地运用新学到的思辨方式,去剖析各种力学问题,逐渐成长为有独立思考能力的学习者。
三、破茧:让力学精神照进现实
力学精神无处不在。力学精神,不应只停留在书本和理论中,更要融入学生的内心,照亮他们前行的道路。在课堂上,当讲到桁架结构时,我给学生们讲述了钱塘江大桥的故事。我详细描述着茅以升先生在建造大桥过程中面临的重重困难,以及他凭借着敢为人先的科技创新精神和排除万难、勇往直前的奋斗精神,最终成功建成这座伟大桥梁的艰辛历程。学生们听得入神,眼中闪烁着敬佩的光芒,他们被茅以升先生的事迹深深打动,也第一次真切地感受到力学精神的强大力量。这种精神的滋养,在学生们后续的实践活动中展现出了惊人的效果。2024年6月,我指导的学生团队参加了第十四届”挑战杯“山东省大学生创业计划竞赛。起初,学生们如同懵懂的小白,对竞赛的规则、流程以及如何将所学知识运用到实际项目中,一头雾水。但他们没有退缩,在备赛过程中,一步一个脚印,不断摸索。他们积极查阅资料,反复讨论方案,遇到问题就主动向老师和同学请教。终于,
他们成功冲出校赛,并获得了省级铜奖的好成绩。看着他们拿着获奖证书时灿烂的笑脸,我由衷地感到欣慰。更让我欣喜的是,学生们发生了翻天覆地的转变。他们从以前被动接受知识的学习者,变成了如今主动探索的求知者。同年10月,学生们主动要求申报山东省大学生创新创业训练计划项目,经过不懈努力,最终获得了省级创业训练计划项目立项。他们用实际行动诠释了力学精神,实现了从“茧”中破出,展翅飞翔。
四、重构:教育是唤醒更是重塑
经过这场教学改革的洗礼,我深刻地认识到,在新工科背景下,工程教育绝不能再延续“填鸭式”的陈旧授课模式。我们必须打破常规,更加注重培养学生的实践创新能力,要让学生在真实的工程场景中成长为“复杂问题解决者”。为了让课堂充满活力,我想尽办法增加课堂趣味性,设计了各种让学生能够参与其中的课堂活动。比如模拟工程事故场景,让学生运用所学力学知识去分析原因并提出解决方案;组织小组竞赛,比拼谁能更快更准确地运用力学原理优化建筑结构设计。学生们的积极性被极大地调动起来,课堂上充满了欢声笑语和思维碰撞的火花。
实践证明,当我们将力学课程与工程实践深度融合时,那些曾经抽象得让人头疼的力学概念、基本理论和计算公式,不再是冷冰冰躺在纸面上的文字,而是化作了支撑学生职业发展的钢筋铁骨。学生们不仅学到了扎实的专业知识,更培养了创新思维、实践能力以及面对困难时勇往直前的精神品质。这场改革,不仅唤醒了学生内心对知识的渴望,更重塑了他们的学习态度和职业理想,为他们未来的职业生涯奠定了坚实的基础。


作者简介:矫兴姿,建筑工程学院工程管理专业教研室主任,硕士研究生,副教授,烟台理工学院优秀教师、优秀班主任、双师双能型教师,二级建造师,主持参与教育部协同育人项目,山东省高校科研计划项目、烟台市社科、校级青年基金项目、校级教科研项目10余项,主持参与校级应用型课程2门,山东省一流本科课程1门,获得烟台市社会科学优秀成果奖、校级教学成果奖一等奖各1项,发明专利1项,实用新型专利2项,指导学生参加学科竞赛、职业规划大赛、科技创新大赛、创新大赛、挑战杯等获奖10余项。