杜柏松

【摘要】論文討論了以編程為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)模式優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，從教和學(xué)兩種不同的角度去闡述了以編程為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)的利與弊。根據(jù)作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，作者認(rèn)為以編程為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)屬于精英教育模式，不應(yīng)該完全丟棄。

【關(guān)鍵詞】橋梁結(jié)構(gòu)電算；編程為主；編程能力；綜合能力

《橋梁結(jié)構(gòu)電算》是土木工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，這門課的教學(xué)難度非常大，參考教材量大，不僅需要非常寬廣的專業(yè)知識(shí)，還必須具備深厚的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。在90年代的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教材中，以編程為主，而在近年的新版教材中，教學(xué)內(nèi)容則逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖?yīng)用為主。論文是根據(jù)作者多年的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)實(shí)踐，從教與學(xué)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)兩個(gè)方面談?wù)勔跃幊虨橹鞯摹稑蛄航Y(jié)構(gòu)電算》教學(xué)思考。

1、教學(xué)缺點(diǎn)

1）程序調(diào)試難度大

以程序編制為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)難度非常大，要求從事教學(xué)的老師具備深厚的編程基礎(chǔ)，編程是一門藝術(shù)，也是一門學(xué)問，編程的過程涉及代碼編寫、代碼調(diào)試以及代碼優(yōu)化。沒有深厚的編程基礎(chǔ)，代碼調(diào)試是無(wú)法過關(guān)的，特別是在上機(jī)操作中，很多代碼是學(xué)生自己編寫的，如果里邊出現(xiàn)了錯(cuò)誤老師需要現(xiàn)場(chǎng)幫助學(xué)生調(diào)試程序，沒有扎實(shí)的編程基礎(chǔ)，老師很可能花很長(zhǎng)時(shí)間都無(wú)法發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致學(xué)生懷疑老師能力水平，教學(xué)效果也會(huì)大打折扣。

2）程序優(yōu)化算法復(fù)雜

眾所周知，不同的人編程思路不同，編制的代碼也不一樣，程序代碼的好壞是以程序運(yùn)行效率來評(píng)判的，這就涉及到程序代碼的優(yōu)化，優(yōu)化的代碼占用計(jì)算機(jī)資源少，運(yùn)行效率高，但是算法也相對(duì)復(fù)雜，不是每個(gè)模塊都能夠有良好的優(yōu)化算法。從實(shí)際教學(xué)上講，一般只要求學(xué)生能夠編制出程序即可，對(duì)算法并沒有過多的要求，也即是說不要求學(xué)生對(duì)代碼進(jìn)行高水平的優(yōu)化，從一定程度上降低了學(xué)習(xí)的難度。

3）需求學(xué)時(shí)多

程序教學(xué)是非常費(fèi)時(shí)的，特別是現(xiàn)在的學(xué)生編程基礎(chǔ)薄弱，并且在教學(xué)學(xué)時(shí)削減的大環(huán)境下，將《橋梁結(jié)構(gòu)電算》的程序講透是很難的，如果要保證80%的學(xué)生都能夠理解，教學(xué)時(shí)間可能更長(zhǎng)，少量的教學(xué)時(shí)間根本無(wú)法勝任。如果要學(xué)好《橋梁結(jié)構(gòu)電算》這門課光靠課堂講解肯定不行，還必須安排大量的上機(jī)學(xué)時(shí)，目前這課程的最低學(xué)時(shí)要達(dá)到48學(xué)時(shí)，含上機(jī)16學(xué)時(shí)，但實(shí)際學(xué)時(shí)很難滿足這種基本要求，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容無(wú)法完成，只能縮減教學(xué)內(nèi)容。

4）編程基礎(chǔ)要求高

編程為主的教學(xué)不僅對(duì)老師的編程基礎(chǔ)要求高，同樣也要求學(xué)生的編程基礎(chǔ)扎實(shí)，否則這門課的教學(xué)難度過大，不僅僅要教會(huì)學(xué)生編制橋梁結(jié)構(gòu)分析程序，還得首先教會(huì)學(xué)生編程語(yǔ)言，而現(xiàn)在很多學(xué)生在學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言的時(shí)候沒有達(dá)到基本要求，導(dǎo)致教學(xué)過程中還要抽時(shí)間復(fù)習(xí)編程語(yǔ)言，也間接增加了需求的教學(xué)學(xué)時(shí)。

5）專業(yè)課基礎(chǔ)要求高

《橋梁結(jié)構(gòu)電算》涉及到橋梁工程課程、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程、有限元課程以及程序語(yǔ)言，是一門交叉性的學(xué)科課程，不僅要求編程基礎(chǔ)高，同時(shí)具備扎實(shí)的專業(yè)課基礎(chǔ)，如果橋梁工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)和有限元課程中有一門不熟悉，就會(huì)增加教學(xué)難度和教學(xué)時(shí)間，先得花時(shí)間給學(xué)生講解欠缺橋梁工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)和有限元相關(guān)的知識(shí)。

2、教學(xué)優(yōu)點(diǎn)

以程序?yàn)橹鞯摹稑蛄航Y(jié)構(gòu)電算》在90年代非常流行，主要是當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)操作環(huán)境以DOS為主，并且計(jì)算機(jī)價(jià)格昂貴，能夠用于橋梁結(jié)構(gòu)分析的軟件極少，當(dāng)時(shí)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算主要以手工計(jì)算輔助自編程序進(jìn)行，因此，編制程序是當(dāng)時(shí)《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)的主流，當(dāng)然這種教學(xué)方式優(yōu)點(diǎn)也非常明顯。

1）編程能力強(qiáng)

學(xué)生在學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言的時(shí)候往往都是偏重于數(shù)學(xué)公式或者數(shù)據(jù)庫(kù)，而用于橋梁結(jié)構(gòu)分析方面的程序則完全類似于實(shí)戰(zhàn)，是對(duì)數(shù)學(xué)公式、力學(xué)理論和數(shù)據(jù)庫(kù)的詮釋，因此，學(xué)生的編程能力從理論走向了實(shí)踐，并且以實(shí)踐為主，這種大型的訓(xùn)練使得學(xué)生的編程能力得到極大的提升，很多學(xué)生甚至由厭惡編程變成喜愛編程。

2）專業(yè)能力強(qiáng)

編程是代碼、算法和專業(yè)理論的結(jié)合，在編程的過程中，學(xué)生對(duì)算法和專業(yè)理論的理解更深，有一點(diǎn)理論沒有理解透，就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，因此，編程之時(shí)必須深入的理解理論，在理論的理解過程中需要查閱大量的文獻(xiàn)資料，獲取了大量的專業(yè)理論知識(shí)，無(wú)形中也提升了學(xué)生的專業(yè)水平和學(xué)習(xí)興趣。

3）綜合能力強(qiáng)

可以說編程為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)是一種精英教育，因?yàn)榫幊淌菙?shù)學(xué)、力學(xué)及計(jì)算機(jī)的完美結(jié)合，在編程的過程中要求編程者具備數(shù)學(xué)和力學(xué)（專業(yè)）方面的深厚基礎(chǔ)，編程的同時(shí)學(xué)生不僅能夠復(fù)習(xí)橋梁工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)、計(jì)算機(jī)和有限元理論，還能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論的運(yùn)用，在編制程序的過程中也深入的理解了涉及到的專業(yè)理論知識(shí)，更好的掌握了橋梁結(jié)構(gòu)分析的機(jī)理和內(nèi)涵，這部分能夠?qū)W好《橋梁結(jié)構(gòu)電算》的學(xué)生最后的專業(yè)能力非常強(qiáng)，絕大部分學(xué)生的專業(yè)水平都會(huì)有所提高。

以編程為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》隨著時(shí)間的推移逐漸退出了教學(xué)的舞臺(tái)，但是這種教學(xué)模式培養(yǎng)出了很多的精英人才，他們開發(fā)出了很多商業(yè)化的橋梁專業(yè)軟件，而現(xiàn)在以軟件應(yīng)用為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》則重點(diǎn)在培養(yǎng)應(yīng)用型的大眾化人才。從我個(gè)人的角度講，我覺得完全丟掉以編程為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)模式非常遺憾，從這門課的教學(xué)角度講，從以編程為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖?yīng)用為主的《橋梁結(jié)構(gòu)電算》教學(xué)意味著學(xué)生的培養(yǎng)模式由精英培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娀囵B(yǎng)，培養(yǎng)出的學(xué)生能夠掌握軟件的應(yīng)用，但是對(duì)軟件內(nèi)部編程機(jī)制并不熟悉，增加了學(xué)生對(duì)所學(xué)軟件的依賴性。

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基金項(xiàng)目：論文由重慶交通大學(xué)教育教學(xué)改革研究課題（1202004）資助。