大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽的啟發(fā)與思考

夏雨 王家全 趙小蓮

摘 要 近幾年，大學(xué)生結(jié)構(gòu)建模大賽在全國(guó)及各省市開(kāi)展。通過(guò)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，大學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力都得到明顯的鍛煉和提高。結(jié)合幾屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽的經(jīng)歷，討論了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽對(duì)大學(xué)生素質(zhì)的提高。由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽的啟發(fā)，對(duì)大學(xué)本科教育改革提出一些有益建議。

關(guān)鍵詞 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 大學(xué)生教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

The Inspiration of Undergraduate Structure Design Competition

XIA Yu[1]， WANG Jiaquan[1]， ZHAO Xiaolian[2]

（[1] School of Civil Engineering， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou， Guangxi 545006；

[2] School of Materials Science and Engineering， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004）

Abstract In recent years， college structural design competition is carried out all through the country. Through the contest， the practical and the comprehensive ability to use knowledge has been significantly improved for every participant. The undergraduate benefits a lot from the contest. According to the inspiration in the design contest， it makes some useful suggestions for reform of undergraduate education.

Key words structure design； innovation； education for undergraduate

大學(xué)生建模是一項(xiàng)針對(duì)在校大學(xué)生的極富創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的科技競(jìng)賽，①大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽的開(kāi)展，推進(jìn)大學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，②也帶動(dòng)大賽使用相關(guān)材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作方法等各方面的研究，③④研究表明大賽激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，鍛煉了動(dòng)手能力，培養(yǎng)了強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。⑤在現(xiàn)在大學(xué)日常的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)的多是完全理論化的知識(shí)。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，缺少了一種學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，根據(jù)已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)自己思考問(wèn)題，自己解決問(wèn)題的這樣一個(gè)過(guò)程。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽則是常規(guī)教學(xué)非常好的一個(gè)補(bǔ)充。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽對(duì)大學(xué)生素質(zhì)的提高

我校積極參加國(guó)家級(jí)、多省份聯(lián)合及廣西區(qū)及建模大賽。在一系列結(jié)構(gòu)建模大賽的活動(dòng)中，能明顯感覺(jué)到學(xué)生的角色發(fā)生了重大變化：由過(guò)去的被動(dòng)去學(xué)，變?yōu)橹鲃?dòng)去思考、去嘗試解決問(wèn)題。在多次的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中曾經(jīng)獲得特等獎(jiǎng)、一至三等獎(jiǎng)等好成績(jī)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽使得學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力等有了很大提高。

（1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力得到了非常大的提高，特別是主觀能動(dòng)性。學(xué)生能夠非常主動(dòng)地去分析賽題，然后根據(jù)所學(xué)的知識(shí)來(lái)確定初步方案。并且在做好的方案測(cè)試中，能夠發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者去尋找老師，來(lái)解決初始方案中的問(wèn)題。學(xué)生的獨(dú)立性和主觀能動(dòng)性得到前所未有的鍛煉和提高。在模型試驗(yàn)的過(guò)程，通常學(xué)生提出的問(wèn)題有比較明顯的針對(duì)性，而且問(wèn)的問(wèn)題經(jīng)常切中要害。

（2）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中，學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)和理解。對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)中一些常見(jiàn)構(gòu)件的受力特性，有了更加全面和深入的掌握。能夠在結(jié)構(gòu)建模中，根據(jù)所學(xué)的力學(xué)知識(shí)來(lái)解釋所發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和一些問(wèn)題。這些都是任課教師在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中，一直想要達(dá)到的教學(xué)效果，在結(jié)構(gòu)建模大賽中都實(shí)現(xiàn)了。

（3）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。在模型制作過(guò)程中，最頻繁聽(tīng)到學(xué)生說(shuō)的一句話(huà)是：原來(lái)結(jié)構(gòu)力學(xué)挺有意思的。在結(jié)構(gòu)建模大賽中，無(wú)形中培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的興趣。

（4）通過(guò)參加這幾屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)建模大賽，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閱讀和理解能力有了更進(jìn)一步的提高。特別是有參加結(jié)構(gòu)建模大賽經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，能夠在看完賽題的第一時(shí)間，迅速發(fā)現(xiàn)模型要解決問(wèn)題的關(guān)鍵及可能涉及到的相關(guān)理論知識(shí)。建模大賽中，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性空前高漲。并且能夠通過(guò)多種渠道獲取自己想要的相關(guān)知識(shí)，比如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館，甚至找具有相關(guān)專(zhuān)業(yè)背景的老師去尋求幫助。

（5）在結(jié)構(gòu)建模大賽中，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)有了很大提高。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案中，總有各種非常有想象力的模型出現(xiàn)。能夠根據(jù)各種構(gòu)件受力特點(diǎn)，融合各種力學(xué)受力構(gòu)件的優(yōu)缺點(diǎn)，在模型中合適的受力位置，選擇合適的構(gòu)件形式。結(jié)構(gòu)模型樣式新穎，充滿(mǎn)朝氣和想象力。

（6）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽之后，一些學(xué)生養(yǎng)成了自己查詢(xún)所學(xué)課程方面所需資料的好習(xí)慣。能夠在平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中關(guān)注自己專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的一些新的技術(shù)和成果，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的興趣。

2 本科階段課程教學(xué)的改革

（1）增加學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)綜合應(yīng)用方面的教學(xué)環(huán)節(jié)或比賽。在課程教學(xué)方面，增加學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)運(yùn)用的環(huán)節(jié)。比如結(jié)構(gòu)力學(xué)課程里面，增加學(xué)生制作常見(jiàn)構(gòu)件（下轉(zhuǎn)第44頁(yè)）（上接第32頁(yè)）模型，并計(jì)算模型構(gòu)件受力等。可以在本科教育環(huán)節(jié)中，結(jié)合工作后可能會(huì)用到的知識(shí)和技能，推行一些其他類(lèi)似的對(duì)所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的比賽，比如測(cè)量比賽、CAD制圖比賽等。在應(yīng)用與比賽中積極培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能。

（2）在課程教學(xué)中理論一定要結(jié)合實(shí)際，對(duì)知識(shí)教學(xué)不能只停留在書(shū)本、圖片或視頻中。要讓學(xué)生接觸實(shí)際工程中相關(guān)的構(gòu)件，增加感性認(rèn)識(shí)。比如在力學(xué)課程中增加相應(yīng)構(gòu)件在工程中的參觀實(shí)習(xí)部分，可以更容易講解實(shí)際結(jié)構(gòu)和理想結(jié)構(gòu)之間的區(qū)別和簡(jiǎn)化原則。

（3）在課堂中增加教師與學(xué)生的交流部分，促進(jìn)教師與學(xué)生的溝通?？梢葬槍?duì)某個(gè)教學(xué)難點(diǎn)提前提出一個(gè)問(wèn)題給大家思考。然后在課堂上讓大家相互交流討論對(duì)該問(wèn)題的看法。也可以習(xí)題課的形式，讓學(xué)生來(lái)講解對(duì)一些教學(xué)難點(diǎn)的理解，出錯(cuò)的原因及如何避免出錯(cuò)等，鼓勵(lì)學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程。

（4）在課堂上引入競(jìng)賽機(jī)制，把學(xué)生分為幾組。每組提前準(zhǔn)備，在習(xí)題上針對(duì)所要復(fù)習(xí)的章節(jié)相互給對(duì)方組出考試題目，相互批改對(duì)方組試題答卷。教師根據(jù)每組出題目的水平及答案的水平給各小組打分，每個(gè)小組的分?jǐn)?shù)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。以此來(lái)考查學(xué)生對(duì)章節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)的掌握情況。

總之，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中，學(xué)生能夠通過(guò)自己主動(dòng)參與這樣一個(gè)活動(dòng)，能夠?qū)λ鶎W(xué)的知識(shí)靈活運(yùn)用，在鞏固所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，也提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。由此啟發(fā)我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，可以適當(dāng)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，改變由過(guò)去教師主動(dòng)教學(xué)而學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)課的局面，努力營(yíng)造一個(gè)學(xué)生能夠積極參與整個(gè)教學(xué)過(guò)程的教學(xué)方式。

本文章受到以下項(xiàng)目資助： 2013年地方高校國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201310594009），廣西大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)計(jì)劃，廣西研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃（JGY2013054，201110594R02）

注釋

① 吳思宇.淺談全國(guó)第二屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽[J].才智，2009（3）：192-193.

② 張炎圣，陸新征.大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中的計(jì)算機(jī)仿真分析[J].力學(xué)與實(shí)踐，2009（4）：1-11，102.

③ 劉承斌，王步宇，孫鳳鋼，賞星云.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽材料性能試驗(yàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007（10）：178-179，182.

④ 于洋，姜峰，司炳君，檀永剛.關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽中模型的設(shè)計(jì)與制作方法[J].科技資訊，2008（2）：201-202.

⑤ 傅軍.大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)的調(diào)查研究[J].中國(guó)電力教育，2009（12）：124-126.