结构力学的创新在于实用——“结构力学”精品课程建设体会

张延庆 (北京工业大学建筑工程学院)

结构力学的创新在于实用
——“结构力学”精品课程建设体会

张延庆 (北京工业大学建筑工程学院)

张延庆,北京工业大学建筑工程学院教授，博士生导师。1982年毕业于华东石油学院（现石油大学），后在力学教研室任教。1984年考入浙江大学力学系攻读硕士学位；1987年考入中国矿业大学攻读矿山建设专业博士学位。1990年获得博士学位后在石油大学任教。1993年他被评为石油大学（华东）优秀中青年骨干教师；他的板壳有限元研究成果1994年获得了中国石油学会青年科技成果奖；1995年担任石油大学建筑工程系副主任；1996年被评为教授，1998年担任山东省政协委员、力学学会理事、《工程力学》学报编委。1999年做为北京引进的优秀人才，先后担任了北京工业大学建筑工程学院院长助理、副院长。负责省部级自然科学基金项目等科研项目近10项，发表论文近50篇。主编教材3本，主编石油科技论文集3部。

土木工程是伴随着人类社会的进展而发展起来的，它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，是社会历史发展的见证。远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道路与桥梁，以满足简单的生活和生产需要。后来，随着人类社会的进展，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他建筑物。许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如，中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的巴台农神庙，以及其他许多著名的教堂、宫殿等。

现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。21世纪的今天，随着我国加入世界贸易组织、首都经济建设步伐的加快，我国急需大量土木工程专业高级技术人才，集工程、经济、管理、艺术和社会能力于一身的实用创新型复合人才是土木工程专业人才培养的目标。

土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。随着近代科学的发展和社会对土木工程的需求，将近代力学同工程实践结合起来，逐渐形成以结构力学为主的结构分析学科，作为土木工程学科的基础支撑学科，学好结构力学是成为一名合格的土木工程师的基本条件。

结构力学是土木工程类各专业的重要的学科基础课，结构力学的教学质量直接关系到培养学生的基本知识和基本技能的成败。结构力学是一个理论性非常强的学科，是土木工程学生进行专业学习的开始，学生在学习中难点较多，基本上每个章节均是全新内容，同时，由于对专业了解不够，学生们头脑中缺乏结构的概念，学习中比较吃力。为适应素质教育的要求，结构力学课程要逐步更新教学内容，紧密结合工程实际，加强基本概念、基本原理、基本公式训练，培养学生宏观工程素质和能力。

北京工业大学的结构力学课程一直受到学校各级领导的重视，建校之初成立结构力学教研室，2006年成立土木系，结构力学等基础课程组建教学部。课程组结合学生需要和专业建设，对结构力学课程的教学内容、教材建设、教学手段、师资队伍建设等方面做了大量工作，精心打造北京市精品课程，形成了我校结构力学课程的特色：

实用创新的理念：根据土木工程专业的培养目标及该校结构分析类课程体系改革的具体情况，提出“结构力学的创新在于实用”的理念。此理念贯穿于自编教材《结构力学》，并落实到教学的各个环节。

教学相长的理念：增加课堂上的师生互动，建立“以学生为主体、以教师为主导”的教学模式，教师既传授知识，也激发学生的主动性，培养学生的自学能力。同时促使教师认真钻研，提高业务水平。

注重理论联系实际：与专业认识实习课程联系，使学生尽早接触工程实际；鼓励任课教师指导学生毕业设计，增加任课教师的工程分析能力，以利于培养学生的工程素质和综合应用知识的能力。

结合本校学生实际编写实用创新教材。教材编写中重点突出，将基本概念、基本素质和基本技能的培养放在首位，力求做到概念清楚、简明扼要，在拓宽专业面的同时贯彻少而精的原则，同时注意了实用创新型系列教材的基本原则，吸取以往教学经验和有关教材的长处，保持结构力学基本理论的系统性,在内容上满足土木工程专业中的各个方向的教学要求，注重教材的实用性，采用了教学和自学相结合的学习方式，深入浅出，并将作者在工程结构分析中的新成果融入其中，注意培养学生的综合分析能力和科学作风，为学习有关专业课程、为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好理论基础。

在实际的课堂教学上，针对学生的特点改革教学方法与教学手段，为了使教学内容反映“宽口径、厚基础、重素质”的教育思想，在课程内容上满足各个专业的需要，教研室全体教师对课程的每一章内容经过讨论和研究，确定讲授的内容、掌握的基本点、难点、讲授方法等，本着以基

本原理、基本方法为主线增加课容量。为了增加学生的学习兴趣，将工程应用的范例引入到课堂教学中。在课堂教学中，力争做到精讲多练，培养学生扎实的基本功。在教学过程中，注重理论联系实际、注重培养学生的工程素质和综合分析能力。在结构力学课程体系的改革中，既注重结构力学基本概念、基本理论和基本方法的讲解，着重培养学生运用力学的概念去分析和解决问题的能力，同时有意识的增加结构分析在工程应用的内容，使学生了解和掌握结构分析领域更深层次的力学问题和解决方法，了解结构分析及设计的新方法。

通过深入的教学改革与实践，我校结构力学课程取得了一系列的建设成果：

（1）更新理念，精心编写实用教材

根据土木工程专业的培养目标及我校结构分析类课程体系改革的具体情况，提出“ 结构力学的创新在于实用”的理念，以此为指导，编写实用创新型教材《结构力学》，由科学出版社于2006年出版，2008年获北京市精品教材。

（2）联系实际，提高学生综合能力

将结构分析融入专业的认识实习，使学生尽早接触工程实际，提倡任课教师指导学生毕业设计，增加任课教师的工程分析能力，以利于培养学生的综合应用知识的能力。

通过结构力学精品课程的建设，探讨灵活多样的教学方法，提高结构力学课程的教学效果，使学生熟练掌握基本概念、基本理论和基本方法，具有快速、准确的计算和分析能力。在历届结构大赛和毕业设计中取得良好成绩，教学效果得到授课学生和后续课程任课教师及用人单位的认可。

（3）教学相长，增强团队整体实力

坚持“以学生为主体、以教师为主导”的教学模式，教师既传授知识，也激发学生的主动性，培养学生的自学能力。同时促使教师认真钻研，提高业务水平。主持的教学研究课题8项，作为骨干参加的教学研究课题7项，结构力学教材被评为北京市精品教材，3项成果获2008年北京工业大学教育教学研究优秀成果一等奖，学生在国际国内一系列竞赛中获奖，更大比例的学生继续深造，参加科研项目（含主持）30余项发表主要科研论文50余篇。

土木工程学科即是古老的学科，也是新兴的学科，她伴随着人类社会的进展而发展，它所形成的产品是社会历史发展的见证。为了国家的兴旺发达，为了社会的科学发展，培养实用创新型土木工程专业复合人才是我们的目标。在培养学生的过程中坚持“教学相长”的理念，提高自身结构分析的能力，促进结构力学学科发展，更好的支撑土木工程学科的发展。