西藏高校《结构力学》课程教学体系改革探讨

何军杰 刘志林 白 军

（西藏大学农牧学院 水利土木工程学院，西藏 林芝860000）

1 引言

西藏自治区位于祖国边疆，高校生源大部分为当地少数名族学生，生性活泼好动，动手实践能力强，但由于数理化基础较弱导致对理论知识的学习尤其公式的推导很难接受，在现在的教学环境下学生对本门课程的学习积极性不高，学习效率低下，因此课程教学改革显得尤为重要。

《结构力学》是水利类、土木类等工科专业必修的技术基础课[1]，用于培养学生结构分析计算和结构设计能力，主要研究各类杆件结构的组成规律、结构特点、结构内力和位移计算理论和方法、结构稳定性分析和求解极限荷载。

2 课程教学现状和问题

2.1 课程教学体系现状

西藏大学农牧学院开设《结构力学》课程的专业有：土木工程（80学时）、农田水利工程（80学时）、水利水电工程（80学时）、农业建筑与环境工程（80学时）、能源与动力工程（80学时）给水排水工程（48学时）。课程教学只有一个理论教学模块，无任何实验实践教学环节。

2.2 教学体系中存在的问题

（1）课堂教学模式陈旧，重讲轻练[2]。本课程内容繁多，老师为了将大量的知识讲授出来，全部课堂时间均用于理论教学，很少有时间与学生沟通，更没有时间让学生自己思考。（2）本校学生基础较差，后续学习吃力。结构力学的先修课程是理论力学和材料力学，其彼此间的知识结构体系联系紧密。然而，纯粹的课堂教学使得学生对概念认识肤浅，致使多数学生为考试而学习。加之《结构力学》课程知识较难掌握，造成学生对《结构力学》的学习较为吃力。（3）没有实验及实践教学环节，学生缺乏感性认识。受教学硬件条件制约，本课程在我校的开设中无实验及实践学时，更没有相应的实践学时分配，导致学生在理论教学环节中所学的多种结构无法实际应用，如实际工程中的结构如何运用、施工及如何简化成力学计算简图。学生学习的知识局限于书本及理论认识，严重阻碍理论联系实际的学习进程。（4）课程考核方式单一，学生疲于应付理论考试，效果不理想。结构力学课程的知识点繁杂、理论推导繁琐，而结构形式又千变万化，理论考试内容量小，不能较为全面地涵盖课程知识体系。加之课程体系中无实验及实践环节，对学生的感性理解、动手实践以及创新能力无法考核，因而，现有的课程考核模式过于单一，不利于全面考核学生对本课程的掌握程度，更不利于学生对工程结构思维方式的培养。

3 课程教学体系改革措施

3.1 改革课堂教学方法，提倡概念教学，提高教学效率

针对课堂教学模式陈旧，重讲轻练的现状，课堂教学应遵循精讲多练的原则，讲理论知识时应把基本概念讲解透彻，思路应便于理解，不要将问题复杂化。例如讲授求解方法时，可以先不讲注意事项，让学生在理解概念的基础上积极地去做练习，自己发现问题，从而避免了一味地灌输式教学，有利于激发学生的自主学习兴趣，培养独立思维，可在很大程度上提高学生对本课程的学习热情。

结构力学课程所涉及的结构形式多种多样，结构理论同样丰富，但并不意味着课程多么的高深和难学，学习关键是对概念的理解是否透彻。在教学过程中一定要注重概念教学，一定要引导学生重概念理解而非死板记忆。例如，学了材料力学里的荷载集度与弯矩的微分关系可知：当静定杆段上横向荷载为零时，杆件的弯矩方程为一元二次方程，对应的弯矩图为倾斜直线段，当学到结构力学面对三铰刚架，水平梁上没有横向荷载，当画出铰结点一边的弯矩图后，另一半变弯矩很多学生却无从下手，其实仅需要运用上述理论将已经画好的半边弯矩图保持斜率不变延伸至杆端就能正确画出，既快速又准确而不需要再去反复地列出平衡方程。在实际工程结构设计过程中，大量的计算分析由计算机去完成，并不会要求去手算某个结构，而人要充分发挥人的作用是运用力学概念快速准确的分析出结构的受力特点并作出可靠的判断，这个过程往往需要大量的时间[3]。教学时注重培养学生对概念的理解非常有利于对结构理论的认识和掌握。

在课程教学体系改革的范围内，课程教学内容需要整合，应以结构分析计算为主线，以基础理论侧重使用为原则。结构力学是以结构计算简图为基础进行受力分析和计算，因此要把荷载特点、结点性质、结构特点、结构内力和位移计算和结构的动力分析作为重点讲授内容。对于结构稳定计算和极限荷载等后续专业课程内容，可适当讲解。

3.2 注重实验教学，改善实验条件，健全课程实验教学体系，培养学生的动手能力

我校没有结构力学实验室，其原因是地处边疆，建设资金短缺、经济效益不佳等因素造成的。实验室的建设应着眼于学生的未来发展，尽可能为其创造学习条件。可增加常见结构模型，添设简单实验平台，在课程教学过程中增加实验教学学时，开设相关课程实验，提高学生对结构模型的感性认识及动手操作能力。

3.3 理论联系实践，增加实践教学环节，培养学生工程思维，激发创新意识

结构力学是与实际工程联系甚密，且工程结构设计的基础是力学知识。课堂教学时可根据工程结构施工特点来重点讲授相应的理论知识点，例如在讲授连续梁在跨中支座处的弯矩时，由于存在较大负弯矩，可结合实际情况，讲述预应力钢绞线在支座处的安放特点，易于学生了解，因而学生在观察实践过程中就会积极的将工程实际问题与力学理论相联系，学生的工程意识一定会在反复地观察和思考学习中得到提高，其效果往往是普通的课堂教学所不能比拟的。

在教学过程中还可以推荐主流的结构设计软件进行自主学习，例如PKPM、桥梁博士等专业设计软件，这样不仅能使学生在校期间认识计算机设计的过程，又能拓展学生对国家规范和行业标准的认识，全面培养结构设计工程思维，为今后的工作打下坚实的基础。

此外，为激发学生的创新意识，可在课余时间举办专业竞赛类活动，如创新结构模型设计、力学模型设计等相关竞赛类专业活动，以激发创新思维。

3.4 丰富考核内容和形式，全面考核学生对课程的掌握情况

结构力学课程的传统考核方式为闭卷考试且书本内容为主，学生在整个学习过程中没有实验、实践学习环节，考核缺乏对创新能力和自主学习能力的考察，造成学生学习态度散漫，为应付考试而考试，学生丧失了分析问题解决问题的机会，丧失的对工程意识的培养，这种教学现象违背了素质教育的初衷，因此课程的考核形式应多样化，以全面评估学生的学生成果为目的，不能以单一的卷面分数为主。建议新的考核方案调整如下：闭卷考试分上下两个半学期各占总成绩30%，实验或实践完成情况占总成绩30%，平时成绩占总成绩10%，教学大纲外素质拓展训练额外加分总分20分。

其中，闭卷考试内容为课堂教学的重难点；实验考核为实验操作完成情况或创新结构模型制作水平和团队协作水平；实践考核内容为对新颖结构形式的探讨，并形成自己的意见；平时成绩考察各个教学环节的出勤情况、作业完成情况和学习态度；素质拓展内容为教学大纲结构理论现学现用。

4 结论

4.1《结构力学》课程教学体系改革应从课堂教学、实验和实践教学两个方面着手，要展现各种教学方法的优势和特点，实现互补，建立多元化的教学体系。

4.2课程教学体系的改革应能提高教学效率，激发学生学习热情为主攻方向，以培养学生的创新思维和工程意识为目的，以全面提高学生力学基本素质为目标，创新教学方式，综合考评学生素质为改革方案。

[1]李廉锟.结构力学（第五版）[M].北京.高等教育出版社，2010.

[2]刘志林，白军.西藏高校《机械设计基础》课程教学体系改革探讨[J].河南科技，2014（9），253-254.

[3]朱慈勉.结构力学[M].北京.高等教育出版社，2009.