淺談土木工程研究生教學(xué)體會(huì)
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目前研究生入學(xué)形式也是多樣化，全日制研究生中的學(xué)術(shù)碩士、專業(yè)碩士的基礎(chǔ)和對(duì)待學(xué)習(xí)的積極性也不盡相同。導(dǎo)致以上問(wèn)題的原因，一方面是課程設(shè)置的不合理，既耽誤了老師和學(xué)生的寶貴時(shí)間，又無(wú)法取得好的效果；另一方面是有些學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，不注重課程的系統(tǒng)性和連續(xù)性，沒(méi)有良好的理論基礎(chǔ)，要想做好后續(xù)的科研工作并撰寫(xiě)出高質(zhì)量的學(xué)位論文是很難的。拋開(kāi)課程設(shè)置的問(wèn)題，就任課教師而言，該如何調(diào)動(dòng)研究生學(xué)習(xí)的積極性使其為后續(xù)科研工作打好基礎(chǔ)呢？
第一，在課上經(jīng)常提醒研究生：他們與本科生有層次上的區(qū)別。研究生階段與本科生階段最大的不同就是，本科生所接受的知識(shí)基本上是已經(jīng)被認(rèn)定為知識(shí)的知識(shí)，而研究生則要在廣泛接受既定知識(shí)的基礎(chǔ)上去尋找和創(chuàng)造尚未被認(rèn)定的知識(shí)。以此激發(fā)和鼓勵(lì)他們?cè)趯I(yè)學(xué)習(xí)方面的積極性和主動(dòng)性，并使其意識(shí)到這種求知欲和征服欲跟以后社會(huì)工作中的敬業(yè)精神和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)是一致的。
第二，在課上經(jīng)常提醒研究生：科學(xué)研究是一項(xiàng)艱苦而漫長(zhǎng)的工作，不但有隨時(shí)失敗的可能，而且研究工作的完成和結(jié)論的得出往往需要多次的反復(fù)。有些觀點(diǎn)的確立往往可能在自己的分析論證過(guò)程中又被自己推翻；有時(shí)連續(xù)幾天翻閱各種資料竟然一無(wú)所獲。鼓勵(lì)研究生要有戰(zhàn)勝這些困難的信心與決心，因?yàn)檫@種艱難和挫折是成功者的必經(jīng)之路。以此調(diào)動(dòng)其在專業(yè)學(xué)習(xí)方面的積極性，激發(fā)其成為社會(huì)精英人士。
第三，由于現(xiàn)在的教學(xué)都是采用多媒體，因此課件的制作也是吸引研究生課上注意力和提高其學(xué)習(xí)積極性的重要一環(huán)。課件的制作應(yīng)貫徹“少而精”的原則，明確教學(xué)目的，突出教學(xué)重點(diǎn)。研究生課程的一個(gè)主要特點(diǎn)是沒(méi)有單一的教材，研究生課程教學(xué)課件的設(shè)計(jì)除了基礎(chǔ)理論的講解外，也一定要體現(xiàn)出與國(guó)內(nèi)外研究前沿相結(jié)合的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，對(duì)于工程實(shí)例可加入一些代表性圖片進(jìn)行講解；對(duì)于理論發(fā)展過(guò)程及前沿研究可采用流程圖；遇到重要理論公式的推導(dǎo)可使用板書(shū)。
第四，通過(guò)研討式教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在課程教學(xué)過(guò)程中，除了教師講解學(xué)生要接受和理解已有研究成果和基本理論外，可以組織學(xué)生對(duì)一些不完全成熟的理論進(jìn)行討論，使研究生在課堂上成為真正的主角。通過(guò)交互式的教學(xué)方式可以激發(fā)研究生在自學(xué)過(guò)程中的探究與發(fā)現(xiàn)新事物的精神，培養(yǎng)其良好的思維方式和解決問(wèn)題的能力。比如作為結(jié)構(gòu)工程專業(yè)研究生先修課程的“結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)”主要講解基礎(chǔ)理論。而在與其相關(guān)的后修課程中，如“結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與健康監(jiān)測(cè)”，教師在授課時(shí)首先要給學(xué)生講解清楚該方面研究的發(fā)展歷程，然后引導(dǎo)學(xué)生閱讀國(guó)內(nèi)外前沿文獻(xiàn)，尤其是閱讀外文文獻(xiàn)，最后讓學(xué)生寫(xiě)報(bào)告并制作課件進(jìn)行課堂講解和討論。結(jié)果表明：學(xué)生對(duì)于課程知識(shí)及前沿動(dòng)態(tài)的掌握比直接聽(tīng)老師講授效果要好很多。另外，通過(guò)研討式教學(xué)還可以鍛煉研究生的表達(dá)能力。研討式教學(xué)要求研究生在掌握足夠的文獻(xiàn)資料并進(jìn)行充分的調(diào)研后，在課堂上就某個(gè)問(wèn)題或觀點(diǎn)發(fā)表個(gè)人的見(jiàn)解，并同他人進(jìn)行討論，這樣的過(guò)程給了他們充分展示自己的機(jī)會(huì)。并且要求研究生的論述要有邏輯性、概念準(zhǔn)確、表述清楚，因而有助于他們語(yǔ)言組織和表達(dá)能力的提高。
土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱，是具有很強(qiáng)的實(shí)踐性的學(xué)科，包括結(jié)構(gòu)工程、橋梁與隧道工程、巖土工程、防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程、市政工程等。其特點(diǎn)包括：特殊性，可描述性和可統(tǒng)計(jì)性很差；綜合性，影響因素眾多，如結(jié)構(gòu)、美觀、環(huán)境、社會(huì)文化、心理等；復(fù)雜性：非線性、隨機(jī)性、信息不完整性等；系統(tǒng)性：設(shè)計(jì)、施工、使用、維修是一個(gè)系統(tǒng)。近年來(lái)數(shù)值模擬技術(shù)在土木工程設(shè)計(jì)和分析中得到了越來(lái)越廣泛的重視，已經(jīng)成為解決復(fù)雜的工程分析計(jì)算問(wèn)題的有效途徑。常用的土木工程數(shù)值模擬商業(yè)分析軟件在結(jié)構(gòu)方面主要有Ansys、Marc、Abaqus、Adina等。這幾種軟件在解決結(jié)構(gòu)有限元相關(guān)問(wèn)題方面的功能十分強(qiáng)大。另外，數(shù)學(xué)軟件Matlab（一種可用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)計(jì)算語(yǔ)言）在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門(mén)已被廣泛用于科學(xué)研究和解決各種具體問(wèn)題，在工程界也已流行起來(lái)。無(wú)論工程方面的哪個(gè)學(xué)科都能在Matlab中找到相應(yīng)的功能。在土木工程相關(guān)科研工作中，Matlab也是導(dǎo)師越來(lái)越多用到的數(shù)值計(jì)算軟件，它可以用來(lái)解決現(xiàn)有商業(yè)有限元軟件的不成熟理論方面的問(wèn)題。面對(duì)數(shù)值模擬的迅猛發(fā)展，在土木工程專業(yè)的數(shù)值計(jì)算軟件相關(guān)課程或?qū)I(yè)課程教學(xué)中加入Matlab的應(yīng)用已經(jīng)是大努力所趨。因此筆者將Matlab的基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用融入結(jié)構(gòu)工程專業(yè)研究生課程“結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)”和“結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與健康監(jiān)測(cè)”的教學(xué)過(guò)程中，在課上講解及演示Matlab在解決專業(yè)問(wèn)題方面的應(yīng)用，使研究生提早進(jìn)入科研工作中，并多掌握一種解決問(wèn)題的手段。以Matlab在“結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與健康監(jiān)測(cè)”課程教學(xué)中的應(yīng)用為例，由于專業(yè)課的理論內(nèi)容相對(duì)較難，因此每次課可以分為兩段，前一段講解課程理論知識(shí)及工程應(yīng)用，后一段講解軟件的基礎(chǔ)知識(shí)及在專業(yè)中的應(yīng)用。這樣既能完成教學(xué)任務(wù)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)也相對(duì)輕松，容易接受，積極性較高。對(duì)于通過(guò)該軟件編程解決專業(yè)問(wèn)題，由于每個(gè)人對(duì)程序掌握的熟悉程度不同，因此寫(xiě)出來(lái)的程序效率也不同，因此可以在課上給學(xué)生講解什么樣的命令會(huì)使程序得到簡(jiǎn)化；在學(xué)生講解自己編寫(xiě)的程序時(shí)也有可能出現(xiàn)老師不常用到的命令；這種交互式的課堂學(xué)習(xí)討論，對(duì)學(xué)生掌握課程知識(shí)和科研手段以及對(duì)老師后續(xù)課程教學(xué)的調(diào)整都有很大幫助。
研究生課程教學(xué)是研究生培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。將教師在科研工作中常用的手段和方法融入課程教學(xué)中，結(jié)合研討式教學(xué)，注重提高研究生提出問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，可以充分發(fā)揮研究生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。對(duì)于土木工程專業(yè)的研究生而言，教師在日常教學(xué)中要經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生把握工程整體觀，講解數(shù)值模擬技術(shù)在土木工程中的實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生獲得一種工程意識(shí)，不斷加強(qiáng)理論與實(shí)踐結(jié)合的能力。通過(guò)學(xué)習(xí)新軟件使學(xué)生有了感性認(rèn)識(shí)，并開(kāi)闊了視野，同時(shí)也豐富了理論課程教學(xué)及土木工程數(shù)值模擬技術(shù)教學(xué)的內(nèi)容。通過(guò)讓學(xué)生編寫(xiě)程序解決專業(yè)問(wèn)題，并在課堂上講解運(yùn)行程序，不但使學(xué)生掌握了專業(yè)知識(shí)及相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)，并且克服了對(duì)編寫(xiě)程序的心理恐懼，為后續(xù)科研工作打好基礎(chǔ)，取得了良好的教學(xué)效果。（本文作者：劉佩 單位：北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院）