三本院校土木工程专业结构力学教学改革研究

王百田 王文斌

摘 要： 本文结合商丘学院学生与教学客观条件，参考兄弟院校土木工程专业结构力学教学改革，针对土木工程专业结构力学教学提出改革思路和内容。

关键词： 教学改革 结构力学 三本院校

一、引言

三本院校是指本科录取批次和录取顺序处于第三位置本科院校，多数为民办院校，其经费来源不是来自国家拨款而是由学院的举办方通过各种方式筹集得到。商丘学院于2013年开办了土木工程专业，属于较晚开设的本科专业，需要在教学中不断积累经验，总结不足，本文就是在结构力学教学方面的总结和探索。

结构力学是土木工程专业的重要专业基础课。在“数学—力学—结构—施工”土木工程专业的课程系列中，其中“力学”是包括理论力学、材料力学和结构力学，结构力学是联系力学和结构的纽带，前置课程主要有数学、理论力学、材料力学，后置课程主要有混凝土结构设计、钢结构设计、工程抗震设计、桥梁工程、土木工程施工，是土木工程专业踏入专业领域的基石，也是土木工程专业灵魂[1]，同时是学生进行毕业设计的基础，为学生毕业后参加工程实践提供了强大的理论支撑，因此结构力学对于土木工程专业学生的重要性毋庸置疑。

二、三本院校土木工程专业结构力学课程教学特点

（一）授课对象

教师服务的对象是学生，三本院校的学生是本科录取批次和录取顺序处于第三位置录取的学生，因此相对一本、二本院校，学生的基础相对较差，自学能力不足，对于结构力学授课内容理解能力较差，但在实践能力方面并没有较大劣势，在结构力学教学过程中应注意学生的客观条件，积极改革教法和教学内容，弥补不足，发挥长处。基于学生的特点，相对一本二本院校结构力学的教学，三本院校应当更加注重学生实践能力的培养，强化结构力学概念的培养，更加注重培养学生定性分析的能力[2]。

（二）师资水平

基于客观条件的限制，三本院校教师和学生比例小，具有高级职称的教师比例相对一本二本院校较低，多为初级、中级青年教师，授课经验比较少，对教材的知识体系把握不深，授课技巧不足，但基本都具有硕士研究生以上学历。同时注意到大多数青年教师在硕士研究生期间跟随导师参加了大量工程计算和实践，对各种计算软件应用比较熟练，具有较强的理论联系实际的能力。因此，三本院校在师资方面应该不断增加高级职称的比例，加强青年教师的专业学习，提高教师授课技能，提升教学水平，在授课过程中更加注重学生应用能力的培养，提高概念理解能力，弱化计算，强调计算机软件在结构力学中的应用。

（三）教学内容

结构力学的主要任务是根据力学原理研究在外力和其他外界因素作用下的内力和变形，探索结构强度、刚度、稳定性及结构动力反应[3]。主要包括结构组成分析、静定结构受力分析、影响线、结构位移计算、力法、位移法、力矩分配法与结构动力学计算等，内容概念多，知识不集中，较为分散，不能很好地形成完整的知识体系。基于我校学生和教师的特点，结合我校实际，把静定结构受力分析、结构位移计算、力法、位移法作为重点讲述内容，重点培养学生的分析能力、概念理解能力和计算校核能力。但在教学过程中仍然发现教学内容偏多，教学课时偏少，学生接受能力差，教学进度缓慢，重要知识点无法展开，教学效果不太理想。

（四）教学方法

在教学方法上，由于客观条件的限制，仍然是以传统板书为主，多媒体教学较少，缺少实践教学环节。教师多为年轻教师，讲课方式比较单调、乏味，很难激发学生学习激情。对于如何进行实验教学还没有形成较系统的看法，针对学生实践能力的培养更是缺乏系统完整的理解。

三、教学改革内容

（一）教学内容

教师在教学内容方面应结合学生水平合理选择教学重难点，例如针对稳定性计算、动力学计算，着重培养学生对力学概念的理解能力，提高学生结构力学定性分析能力，适当安排较为简单同时能够说明问题的案例分析。在土木工程专业知识体系中应当注意结构力学和材料力学、理论力学的衔接，例如静定梁的内力计算可以重点放在材料力学上，为学生在结构力学打下良好基础。

（二）课时安排

我院结构力学的课程安排在一个学期，共68个课时。在实践中发现，学生接受能力弱，满足不了学生结构力学知识体系的形成需要。参考兄弟院校结构力学课程设置，基本都安排两个学期结构力学课程，因此在后期的土木工程培养方案中，准备将结构力学分两个学期上。同时为满足学生做毕业设计和考取研究生的需要，可以在大四上学期开设20-30个课时的结构力学教学，以满足学生备考研究生和毕业设计的需要。

（三）分类教学

把结构力学的按照教学内容分为以下几大类：

1.前置课程中讲述过的。例如，静定结构支座反力的计算、简支梁、悬臂梁支座反力、内力的计算，这部分内容已经在前置课程讲过，在结构力学讲述过程中仅仅做适当回顾。

2.结构力学基础部分。这一部分内容主要包括结构几何构造分析，静定结构，影响线，位移计算，力法、位移法、力矩分配法，这些是结构力学的最基本部分，能够满足后期学生学习相关专业课的需要。通过两个学期的结构力学的学习，希望学生能够达到90%以上的同学对基本部分有熟练的掌握。

3.强化和提高部分。这一部分主要包括矩阵位移法、结构动力学等知识，主要在第七学期讲授。主要满足学生考研和考证的需要，为学生更加深入学习奠定良好基础。

4.实践教学部分。这一部分主要通过软件学习实现，主要通过结构力学求解器、PKPM软件、有限元软件的学习加深学生对结构力学的定性理解。

5.结构设计竞赛。营造学生学习研究的氛围，培养学生坚实的专业素养和创新精神，提高学生对结构力学的兴趣，增强解决实际问题的能力，在课程作业环节实施组织学生进行结构设计[4]。

（四）教学方法

教学方法上从以下几个方面进行改革：（1）在教学过程中增强结构力学学习和工程实践的结合能力，可以穿插讲述混凝土结构设计中的力学计算的内容等；（2）适当增加现代多媒体教学课时，积极利用新技术新手段教学；（3）积极培养学生对结构力学的兴趣，可以通过结构设计竞赛、桁架模型试验提高学生的兴趣[5]。

（五）实践教学

主要通过以下几个方面：（1）强调学生对结构力学定性分析的能力，可以通过结构力学求解器、ANSYS软件、PKPM软件计算简单的力学模型，不做量的精确计算，分析弯矩的正负号、位移的形式等；（2）积极实施案例教学，在课堂上介绍一些国内外工程实际，进行形式的讨论，既开阔学生视野，又提高学生兴趣；（3）进行结构模型的设计和制作，通过模型设计和制作将力学的概念和工程实践相联系，既加深学生结构力学概念的理解，又提高学生的动手实践能力和兴趣；（4）完善考核体系，将实践项目按一定比例折算到结构力学总成绩上[6]。

四、结语

我院土木工程专业成立较晚，需要不断学习兄弟院校的经验，需要不断从实践改革中摸索经验，结合实际情况探索出一套适合三本院校土木工程专业结构力学教学的方法。

参考文献：

[1]袁海庆.结构力学概念加强和力学综合能力的培养[J].理工高教研究，2007，26（1）：103-104.

[2]李十泉，孟玮.以土木工程专业为例谈独立学院结构力学教学[J].山西建筑，2013，39（12）：253-254.

[3]龙驭球，包世华.结构力学教程（1）[M].北京高等教育出版社，2007.

[4]魏科丰，陈凯，孔来稳.独立学院结构力学课程分类教学的探索与实践——以长江大学工程技术学院为例[J].四川建材，2013，39（5）：246-248.

[5]石东艳，龙建旭.改进应用型本科结构力学课程的方法[J].科教文汇，2014，（268）：67-68.

[6]贾程.结构力学教学中工程实践能力的培养[J].山西建筑，2013，39（36）：266-268.