应用型大学土木工程专业力学知识体系改造(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】2.2 “有边界”和“无边界”的差别 项目式教学的边界较为清晰,项目所提供的生产条件,使用的结构设计软件,以及所达到的标准都是明确的;使用的生
2.2 “有边界”和“无边界”的差别
项目式教学的边界较为清晰,项目所提供的生产条件,使用的结构设计软件,以及所达到的标准都是明确的;使用的生产技术基于具体生产条件,较为单一,注重当前的可行性,不需要将现有各种生产技术进行比较之后做最优选择。
高校传统力学知识体系的边界是不清晰的。因为高校的知识组织逻辑,除了就业外,还有知识本身的自组织逻辑的要求,需要解释大量技术方法背后的历史由来、原理、与其他技术手段的差别。这是一种高屋建瓴的俯视角度,希望尽可能囊括相关知识,体现出知识的严密性和全面性,因此高校传统力学知识体系的边界是外延的,模糊不清的。
2.3 “重可行性”和“重原理”的差别
项目式教学倾向于实践,可行性是最重要的,有些看似武断的安排,是为了生产流程的更加顺畅,避免歧义性的干扰。
高校传统力学教学过程中学生面对的不是非常具体的生产环境,而是具有假想性的多种生产环境。这种情况下,高校传统力学教学知识体系更加强调背后的原理,以便学生能够适应不同的生产环境。
2.4 “短闭环”和“长闭环”的差别
项目式教学中,实践和理论之间的闭环较短。项目式教学以一个个短期实践项目为主线,每个短期项目都能实现理论和实践之间的闭环。项目实践出现问题,很快就能得到反馈,并找到知识体系上的相应错误,迅速修正,进而指导新的实践。
高校传统力学知识体系中,前期进行大量的铺垫性讲解,然后隔了好几个学期才在课程设计、毕业设计等实践环节中做一个固定流程的涉及整体结构内力计算的简单案例,实践和理论知识之间的闭环较长。
2.5 “高内聚”和“高离散”的差别
项目式教学的知识环节之间是环环相扣的,是在一个共同的具体目标下组织起来的,无用的知识会在流程的运转过程中被弱化并逐渐淘汰,只有有用的知识才能被留存下来,知识点之间关系牢靠明确,具有高度的内聚性。
高校传统力学知识体系离散性非常高。高校传统教学方法的学习次序首先是基础课,然后是专业基础课,最后是专业课。看起来逻辑清晰、基础牢固、逐层递进,但在实际工作中,大量的原理性、推导性知识都被工具软、硬件屏蔽起来了,除非做科研或二次开发,一般来说普通工作人员只要会使用软件及硬件,并不需要深刻掌握其背后的原理,前后课程的理论逻辑关联并不那么重要,整个知识体系前后严密的逻辑联系被弱化了。
因此,很多毕业生告诫学弟学妹的学习经验就是哪些课程将来用不上,及格就行;哪些课程将来是安身立命之本,要认真学。这种知识逻辑关联的弱化不仅体现在学生对学业的要求上,也体现在教师的课程内容组织上,很多教师授课只从本课程的角度出发,对前期和后续专业课的渗透很少顾及。
综上,高校土木工程专业传统力学知识体系和项目式教学知识体系之间存在巨大差异,需要根据差异性对传统知识体系进行改革,方能适应项目式教学的要求。
3 依据项目式教学要求重塑应用型大学土木工程专业力学知识体系
3.1 以知识点为基本单元
首先要确定的是进行知识组织的基本单元。如果按照传统力学知识组织方式采用章节作为知识体系的基本单元,粒级过粗。以往的教学实践也证明,章节内部必须分出专题,并指明各专题的逻辑联系,学生才能深入理解;而且学生在应用力学知识的时候,也不是以章节为单位回忆的,而是采用具象性的联想回忆方式。因此,采用知识点作为力学知识组织的基本单元较为合适。
3.2 知识点采用具象性的表达方式
知识点的表达方式目前常见思路是采用人工智能的自然语言处理的语义网络方法,但该方法目前还难以应用于实践。语义网络在复杂知识体系的表达中会造成语义的组合爆炸,不具备可行性。另外语义网络事实上是人脑中某种全息信息加工的结果,是为了配合计算机功能限制的一种表达方式,人脑更擅长模糊化联想,对人脑而言往往全息信息本身更加高效。比如一张图,用语言清楚的描述可能需要几百字,而记忆图片本身比记忆几百个文字要容易得多,应用上也更加灵活,所以知识点采用具象性的表达方式进行比较合适。
如果为了严密性和完整性必须给出抽象的定义和定理,就要以具象性的例子作为引子,引导学生建立抽象语言描述,也就是说抽象必须以具象为基础。经验上看,一般5 min~10 min能够讲透的具象性内容,可以作为一个知识点,时长再多学生就容易注意力涣散。
文章来源:《应用数学和力学》 网址: http://www.yysxhlx.cn/qikandaodu/2021/0709/881.html
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