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案例教學于20世紀80年代由美國引入中國高校。案例教學法是指由教師提煉的現(xiàn)實生活中已經(jīng)發(fā)生的一些典型案例,讓學生把自己納入案例場景,通過討論來進行學習的一種教學方法。建筑力學課程是一門集理論分析、工程應(yīng)用于一體的專業(yè)基礎(chǔ)課程。將案例教學應(yīng)用于建筑力學課程教學,能因地制宜,因材施教。在很大程度上保證教學效果,提高學生積極性,培養(yǎng)學生的動手動腦能力。
一、建筑力學教學引入案例教學的必要性
近年來,隨著我國社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展,對技術(shù)應(yīng)用型人才的需求不斷增加,使職業(yè)教育大眾化的進程不斷加快,同時,也為職業(yè)教育的發(fā)展帶來了新的契機。由于單招生招生人數(shù)的增多,職業(yè)教育出現(xiàn)了新的隱患,大部分單招生文化基礎(chǔ)知識薄弱,自主學習能力和組織紀律性不強,曠課現(xiàn)象頻繁,沉迷網(wǎng)絡(luò),自我約束能力較差,自卑心理較重,學習的積極性不高,影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。建筑力學課程的理論性比較強,課程內(nèi)容包含三大力學,該課程公式推導涉及諸多數(shù)學知識,是大家公認的一門教與學難度均大的課程。目前建筑力學理論教學課時大幅度縮減,以前建筑力學教學主要是教師講,學生聽,學生剛開始學習這門課程時,因教師介紹了該門課程的重要性,學生開始興趣還比較高昂,由于教學過程中缺乏師生互動,不讓學生自己思考、分析與總結(jié),學生會慢慢感覺無聊、枯燥。以前的壞毛病又體現(xiàn)出來了。因此,在建筑力學的教學工程中如何使復雜的力學理論深入淺出,如何提高學生分析問題和解決問題的能力,如何激發(fā)學生的學習積極性,是本課程在教學過程中要解決的主要問題,而案例教學正是解決這一問題的最有效方法。
二、建筑力學教學中引入案例教學的作用
1.案例教學為學生提供自主學習的機會。傳統(tǒng)教學從書本到書本,從概念到概念的教學方式教給學生的是運用概念解決問題的現(xiàn)成答案,學生大部分時間只能被動地接受知識。案例教學將學生置身于真實的實際工程案例場景,改變了以往教師講學生聽的教學模式。案例教學十分注重學生學習的主體性與積極性。它通過師生互動,一起分析和討論工程案例,運用所學的力學知識解決案例中的力?W問題,從而使學生獲得了自主學習的方法和機會[1]。
2.案例教學能培養(yǎng)學生的責任心。學生缺乏學習自覺性,根本原因是缺乏責任心,而責任心是每個社會成員尤其是工程技術(shù)人員必須具備的一種基本素質(zhì),對學生進行責任心教育也是學校進行素質(zhì)教育的一個重要內(nèi)容。建筑力學的任務(wù)是解決結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟的矛盾,該課程有關(guān)內(nèi)容對學生進行責任心教育有其獨特的優(yōu)勢。工程事故案例,能提示啟發(fā)學生思考,除客觀因素外,從主觀因素來說其成因是什么?通過典型工程事故案例,學生們都能很好的認識到:“不負責任”,“水平低”。由此認識到培養(yǎng)責任心的重要,而培養(yǎng)責任心就應(yīng)從現(xiàn)在做起,首先對自己的學習負責,認真學習才是負責任。同時,也只有認真學習,才能提高“水平”[2]。
3.案例教學能將理論與實踐相結(jié)合。建筑力學課程不但要求學生要正確理解基本概念,而且要求學生要學會用所學內(nèi)容解決工程中的各種力學問題。建筑力學的主要任務(wù)可概括為解決工程結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟這對矛盾。工程事故案例包含有豐富的力學知識,它能幫助學生了解力學理論與實際工程的聯(lián)系,使學生認識到工程結(jié)構(gòu)的不同型式、結(jié)構(gòu)的不同幾何形狀與尺寸等均與力學知識有關(guān),從而使學生明確學習目的,提高了對力學課程的學習積極性。
4.案例教學是專業(yè)教師成長的階梯。案例教學過程中,雖然學生活動是處于主要地位,但教師卻起到了引導作用,如果沒有高水平的教師指導,學生獨立探討問題可能費時過多,亦容易產(chǎn)生盲目性和失去主動性。因而案例教學就要求教師具有精深的專業(yè)知識,具有豐富的教學與實踐經(jīng)驗,懂得將理論與實踐融會貫通。所以,作為教師的我們,不能把視野僅僅局限于教材,應(yīng)該利用身邊一切有益的媒體充實自己,不斷接受新知識、新理念,重視與外界交流[3]。
三、建筑力學案例教學應(yīng)注意的問題
1.案例教學作為建筑力學教學的一種教學方法,其本質(zhì)是為建筑力學教學目的服務(wù)的,案例教學應(yīng)與建筑力學的理論知識有直接聯(lián)系,如果案例與建筑力學內(nèi)容不相符,那么這樣的案例就沒有任何價值,這一點是建筑力學實施案例教學的前提條件。
2.由于很多高職生沉迷網(wǎng)絡(luò),所選案例應(yīng)具有新穎性,對所有學生應(yīng)具有吸引力,能夠吸引所有學生積極參與其中,這樣才能讓所有學生很好的掌握所學內(nèi)容,為今后的實踐打下扎實的理論基礎(chǔ)。
3.由于高職學生文化基礎(chǔ)水平較差,選擇的案例要注意案例中所涉及的力學知識不能太難,要讓每位學生都能參與分析與討論,讓他們從中體驗到學習的快樂。
四、典型案例分析
案例一:2008年1月,貴州及長江中下游地區(qū)長時間連陰雨雪,部分地區(qū)持續(xù)凍雨天氣,降雪降雨最終轉(zhuǎn)化為冰凌,隨著時間的推移,冰凌一層又一層地包裹高壓電線,致使電線上冰的厚度都超過了電線直徑的兩倍,最終被電線拉斷,鐵塔倒塌。
問題:連陰雨雪為何壓塌高壓線鐵塔?
分析:由于鐵的密度是7.8g/cm3,冰密度是0.9 g/cm3,而冰的厚度超過了電線直徑的兩倍,所以電線的自重相當于增加了0.5倍,電線的實際承受荷載超出了它的許可荷載而最終被拉斷。支撐高壓線的鐵塔被厚厚的冰塊包裹,加大了自重,并承受著比平時高若干倍的高壓電線拉力,而最終倒塌。
電線拉斷是軸向受拉破壞:電線因結(jié)冰而沿軸向的拉力增高若干倍,而電線由于熱脹冷縮已經(jīng)超出設(shè)計限度,抗拉強度大大降低。
鐵塔壓垮的主要原因是局部壓桿失穩(wěn)造成的:鐵塔是鋼結(jié)構(gòu)的桁架,主要由受拉構(gòu)件和受壓構(gòu)件組成。受壓構(gòu)件受到的軸向壓力不斷增加,超過其臨界力而局部失穩(wěn),從而導致整座鐵塔倒塌[4]。
案例二:甲乙兩隊進行拔河比賽,為了獲得比賽的勝利,各隊負責人在選擇參加比賽的隊員時,首先選擇一批力氣大的隊員,目的是有足夠大的拉力把對方拉過來;然后在力氣大的隊員中選擇體重大、鞋底表面較粗糙的隊員作為最后的參賽隊員,目的是有足夠大的摩擦力使腳不打滑。
問題:除了上述條件外,為了贏得比賽,為什么人體用力姿勢要往后傾斜?(如圖1所示)
分析:物體在力作用下,除產(chǎn)生移動效應(yīng)外,還會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應(yīng)。力使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應(yīng)是用力矩來度量,力矩的大小等于力的大小與力臂的乘積。本案例中摩擦力足夠,腳不打滑,只能保證人體不產(chǎn)生移動,但不能保證不輸。因為當作用在人體上的拉力與人體自身的重力不變的前提下,人體如果直立,則拉力的力矩大,重力的力矩小,由于力矩不平衡而導致人體向前傾斜(即轉(zhuǎn)動)。所以為了增大獲勝機會,人體用力姿勢必須適當往后傾斜。
案例三:四川汶川地震造成了大量磚混結(jié)構(gòu)嚴重破壞(如圖2所示)和人?T重大傷亡,令人痛心。從建筑和結(jié)構(gòu)上來說,磚混結(jié)構(gòu)建筑由于墻與梁、柱的相互約束較弱,這就決定了此類建筑強度低,抗震性能較差。
問題:同樣地震烈度下為什么磚混結(jié)構(gòu)破壞嚴重,而剛架結(jié)構(gòu)卻較少破壞或局部破壞?
分析:對結(jié)構(gòu)進行力學分析與計算前,為了使計算簡便,需將原結(jié)構(gòu)進行多方面的簡化,得到一個代替原結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計算簡圖,磚混結(jié)構(gòu)的內(nèi)部桿件相互約束較弱,桿件連接處通常簡化為鉸鏈連接(即鉸結(jié)點),鉸結(jié)點的受力特點是,不能承受彎矩與傳遞彎矩,所以對結(jié)構(gòu)強度起決定作用的內(nèi)力―彎矩分布不均勻,結(jié)構(gòu)上最大彎矩較大,由于梁橫截面上的正應(yīng)力與該截面上的彎矩成正比,所以結(jié)構(gòu)最大正應(yīng)力大,應(yīng)力越大,越接近材料的極限應(yīng)力,強度就越低,材料就越容易破壞。剛架結(jié)構(gòu)中梁與柱用鋼筋混凝土現(xiàn)澆相連接,這種連接點稱剛結(jié)點,其特征是,桿件連接牢固,結(jié)構(gòu)變形前后,匯交點處各桿之間的夾角不變。因此,結(jié)點可以承受和傳遞彎矩,因而在剛架中彎矩分布較均勻,最大彎矩相對于同樣尺寸的磚混結(jié)構(gòu)要小。所以其強度大于磚混結(jié)構(gòu),不易破壞。實際工程中的剛架結(jié)構(gòu),桿件用剛結(jié)點連接,屬于高次超靜定結(jié)構(gòu),具有若干多余約束,該結(jié)構(gòu)局部破發(fā)生破壞,一般不會引起結(jié)構(gòu)整體破壞。
【關(guān)鍵詞】課堂教學 學案導學 自學 討論 鞏固
新課標要求教師具備新的教育理念,轉(zhuǎn)變教學方式。但是,新的理念并不等于新的行為方式。一個精彩的理論報告可以沖擊教師傳統(tǒng)的教學觀念,但是真正理解并自覺地運用新理念來指導改變自己傳統(tǒng)的教學方式,還需要時間和空間,要允許教師在教學實踐中不斷嘗試,真正地讓新理念轉(zhuǎn)變成新的教學行為。為此,我們在歷史教學中一直實踐與探索貫徹學案導學課堂教學。
實施學案導學課堂教學的目的:一是改變當前逐專題逐課節(jié)的間斷性教學,建立一種以專題為環(huán)節(jié)的連續(xù)性教學,加強培養(yǎng)學生對歷史事物的整體性認識的能力。二是力求在課堂上建立一種學生預習、聽課和復習的全過程學習,提高課堂效益,同時減輕學生過重課業(yè)負擔。三是讓教師的教和學生的學更為緊密地結(jié)合.充分發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用。在課堂教學中,盡管多年來不斷提倡啟發(fā)式教學,但由于多種因素的制約,始終未能從根本上改變課堂上教師“包辦”的現(xiàn)象,學生真正參與課堂活動的機會不多,意識不強。學案導學課堂教學無論那一環(huán)節(jié)在發(fā)揮學生的主體性方面都有著積極的作用.它使學生的多種能力得到培養(yǎng)和訓練。
實施學案導學課堂教學的步驟大體上分三步走: 第一步:學生自學,主要是通過自學學案的形式。教師事先對教材以問題的形式重新加以編寫,先出示本節(jié)課的學習目標和重難點,然后是學習過程,在學習過程中,左邊是“導學提綱”右邊是“問題設(shè)計”,“導學提綱”與“問題設(shè)計”在編排上基本對應(yīng)并配上相對應(yīng)的平行性測試,對一些難理解的問題可通過“疑難解析”的形式出現(xiàn)并付之以小結(jié),這就是“學案”。然后放手讓學生根據(jù)學案去自學課文。自學后提出一些問題。學生的提問基本上可分為兩種類型,“二次提問”和“全新提問”?!岸翁釂枴笔侵笇Α皩W案”中的提問在自學課本的基礎(chǔ)上經(jīng)過一番思考后又產(chǎn)生一些新的疑問,或者是對“疑難解析”中有些不理解之處而提出的疑問?!叭绿釂枴笔侵冈谧詫W“學案”過程中通過獨立思考而提出的一些新問題,它與“學案”中的提問沒有直接的聯(lián)系。對在自學“學案”后提出來的問題分兩種形式處理:對簡單易解或是偏怪的提問就個別回答;對復雜難解或是富有創(chuàng)意或是有助于加深對課文重難點知識理解的提問放到下一步去解決,因為它具有普遍意義。“自學學案”有何意義呢?首先,幫助學生養(yǎng)成良好的自學習慣,讓學生達到“自律”,真正學會讀書。其次,學生通過自學掌握基礎(chǔ)知識。而知識又是能力的載體,為學案導學教學的第二步‘‘集體討論”奠定了基礎(chǔ)。再次,讓學生在自學“學案”后提出一些問題。這個過程有助于提高學生觀察能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神。如學生在自學“”一節(jié)后,針對的影響這一敘述,就提出了這么一個問題:既然產(chǎn)生一定的積極作用,那么它為什么會失敗呢?諸如此類具有較高思維含量的提問在學案導學課堂教學中屢見不鮮。
第二步:集體討論,在老師的引導下由學生對一系列問題集體展開討論。集體討論的問題由三部分組成:一是上文所述的,老師在學生提出的問題中篩選出來的一些具有普遍意義的問題。二是老師在學案之外自己重新設(shè)計的一些問題。這些問題的普遍特點是大而有一定難度,它往往涉及到幾段課文或是全文,甚至跨專題越課節(jié),即使是優(yōu)生一般也難以輕松作出全面回答,需要經(jīng)過集體討論后才可以得到完滿解決。如在學習“中國特色社會主義建設(shè)的道路”中,有學生就提出建國后中國經(jīng)濟發(fā)展的總體規(guī)律是什么?三是學生在共同討論中臨場提出來的問題??傊w討論的問題具有思維含量高而富有創(chuàng)意,伸展空間廣的特點。集體討論以分組的形式進行??稍鰪姼偁幰庾R,活躍課堂氣氛;通過相互討論,充分發(fā)揮集體智慧的作用,既求得問題的解決,又增強學生的團隊精神。其意義在于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,從而讓學生達到“自立”。但在實行過程中,由于老師自身的能力不同,必須慎重對待提出的問題,千萬別跑題。
1學習目標
目標的制定要明確,重難點突出,學生能做到心中有數(shù),制定學習目標不能過多,讓學生在課堂的開始就失去本節(jié)課的學習興趣。
2自主學習,合作探究
這是課堂教學的核心環(huán)節(jié),讓學生依照學案設(shè)計,先自學,再對學,最后群學,循序探究,最終領(lǐng)會知識,達到學習目標。
3展示提升
由“老師講”轉(zhuǎn)為“學生講”,教師適時點撥,及時評價。充分體現(xiàn)教師的主導作用和學生的主體作用。解放教師,提升學生的綜合能力,發(fā)揮最大效益。
4師生的課后反思
教師的課后反思就是每一節(jié)課教學完成后,對取得效果的好壞進行自我評價和原因分析,設(shè)計改進,以便及時調(diào)整教學方法。學生的課后反思就是把自己對課堂學習的經(jīng)歷、體驗、收獲進行總結(jié),包括本節(jié)學習到的知識、技能方法以及不足及改進措施等。
在實施“學案導學”的教改模式中,我們的實際課堂教學過程中存在著許多的不足之處。
5學習方式的轉(zhuǎn)變
對于這種轉(zhuǎn)變,學生存在著諸多不適,部分學生的自主學習性依然很被動。在今后的教學中,課下應(yīng)該對小組內(nèi)的優(yōu)生多做展講時的培訓。課堂上多關(guān)注普通學生,督促他們在學習上多互動。
6導學案的使用