基于应用型人才培养的结构力学课程教学改革的探索*

程丽红　顾连胜　胡艳香　高金贺　张敏思（东华理工大学建筑工程学院，江西南昌330013）



基于应用型人才培养的结构力学课程教学改革的探索*

程丽红顾连胜胡艳香高金贺张敏思
（东华理工大学建筑工程学院，江西南昌330013）

摘要：通过结合应用型人才培养目标，从整合和优化教学内容、改进教学方法、改进教学手段、改革考核方式这四个方面对结构力学课程教学提出了相应的对策，旨在提升人才培养质量和综合能力。

关键词：应用型人才；结构力学；教学改革

Abstract:The paper proposes corresponding measures by combining cultivation objects of practice-oriented talents from four aspects as follows:integrating and optimizing teaching contents，improving teaching methods，improving teaching means，and reforming assessment modes，which aims to enhance the quality of personnel training and comprehensive ability.

Keywords:practice-oriented talents；structural mechanics；teaching reform

“结构力学”是土木工程学科主要的专业基础课之一，旨在使学生掌握杆件体系内力与位移计算的基本原理，培养结构分析和计算的能力，并为其后续课程的学习及从事生产实践中的结构设计、施工等工作打下基础。因此，“结构力学”在整个专业培养计划中占有重要地位。［1］

在东华理工大学土木工程专业现有的培养方案中，“结构力学”课程理论授课学时为70学时，上机实践学时为6学时；相对而言，理论学时长、实践学时短。学生常有“理论易懂，题目难解”、“纯理论知识枯燥乏味”等反映。学生从受力的角度去理解、分析工程应用问题和在实际工程中提出力学问题的能力和素质明显不足。另外，随着结构分析软件的不断完善和发展，工程实际中复杂结构的定量分析计算大多借助于专业分析软件PKPM、广厦CAD等进行。因此，实际工程中需要的是力学概念清楚、工程思维能力强、结构创新意识浓厚、具有扎实的定性分析能力的优秀技术人才。

依据国家《中长期教育改革和发展规划纲要》［2］，按照教学服务型功能和应用型人才培养目标定位，课程建设应把服务专业作为建设的指导原则，专业基础课要结合专业，注重职业能力［3］。因此，为响应高等工程教育提出的培养应用型人才的要求，应主动转变教学理念，整合和优化“结构力学”教学内容，改进教学方法和教学手段，改革考核方式，实现课堂教学与工程实践的统一与结合。

一、基于应用型人才培养的结构力学课程教学改革具体对策和措施

（一）整合和优化教学内容

1.对教学内容有所侧重合理分配学时

“结构力学”内容分为静定结构和超静定结构两大块，这两大块涉及到的结构形式基本相同，分别有梁、刚架、桁架、拱、组合结构；“结构力学”主要任务是计算内力和位移。而超静定结构的计算是以静定结构的计算为基础，因此学生首先必须掌握静定结构的内力计算和位移计算，教师在授课中对教学内容要有所侧重，对重点掌握的内容多花精力和功夫讲授，让学生彻底掌握。

例如：在“理论力学”课程中已涉及到“桁架的内力计算”中的“结点法”，不必浪费大量学时重新详细讲解，只要回顾复习即可；对于“截面法”和“结点法与截面法的联合应用”这两种方法就需要详细讲解；着重从几何构造分析角度讲解桁架的组成、分类和不同类型桁架内力的计算方法和技巧［4］。静定多跨梁、静定刚架等结构内力的求解方法和内力图的画法与静定单跨梁的方法相同，尽管“材料力学”课程中学习了简支梁、悬臂梁等静定单跨梁的内力图的画法，在“结构力学”课程中同样重要，要求学生重点掌握。

2.将“结构力学”与建筑结构设计类课程知识深度融合

“结构力学”在大一大二的基础课和大三大四的专业课之间起着承前启后的作用。“结构力学”中的一些知识点在建筑结构设计类课程如《混凝土结构设计原理》、《钢结构设计原理》、《混凝土结构与砌体结构设计》、《钢结构设计》、《高层建筑结构设计》及相应课程设计中有进一步的应用。例如：将“结构力学”中“梁的轴力图、剪力图、弯矩图”和《混凝土结构设计原理》中“梁的设计”两部分知识教学结合起来，就能使学生对工程常用构件“梁”有一个完整的认识，也让学生的学习更有针对性，并且能让学生意识到结构力学知识的学习就是为了解决工程结构问题；从而让学生明白不仅仅要掌握构件的内力计算方法，更多的是引导学生学会从受力的角度去理解和分析构件的工程应用问题，因此有必要将力学与建筑结构设计类专业课程知识融合，从而学生的综合素质和能力得到了培养和提高。

3.将“结构力学”与执业资格考试接轨

教师在选取教学内容时，应考虑到学生的可持续发展，不要一味要求学生掌握高深的原理和复杂的计算。土木建筑行业已建立起比较全面的执业资格体系，注册工程师考试大纲要求具备必要的结构力学知识。因此，教师授课过程中可以突出“对证教学”，讲授考试真题。从而为学生以后的考证奠定基础，让学生体会到“结构力学”课程学习的重要性。

（二）改进教学方法

1.问题牵引式教学方法，吸引学生注意力

“结构力学”课程是与实践紧密结合的专业基础课，通过提出一些相关的工程问题，引出本节课的授课重点。例如讲授静定多跨梁时，引入跨海大桥工程图片，因其跨度很大，引导学生思考不适于建造成简支梁，可采用增加支墩的方法减少桥梁的计算跨度从而提高桥梁工程的承载能力。每增加一个支墩即增加了一跨，成为“多跨梁”，可能是“静定多跨梁”，也可能是“超静定多跨梁”。而“超静定多跨梁”的内力求解是以“静定多跨梁”的内力计算为基础。进而引出本节课要介绍的“静定多跨梁”这一授课重点，从而引发学生的学习欲望，把学生置于整个教学过程的主体位置，形成教师引导、师生互动的学习气氛，从而牢牢地抓住学生的注意力。

2.问题互动式教学方法，增加课堂趣味性

“问题”是教学互动得以开展的基础和条件。确保互动式教学的实施，教师课前必须根据人才培养计划和课程教学大纲，立足教学内容在“教学热点”、“教学重点”、“教学疑点”上精心设计互动问题。例如讲授“影响线的应用”这小节时，为突出其探讨的是移动荷载作用问题，区别于其它章节的固定荷载作用问题。可提出工程问题如吊车梁的设计，引导学生思考是以最大内力来设计截面和选配材料；要求出最大内力就必须知道荷载的最不利作用位置。而荷载的最不利位置的确定可以采用影响线这个强大的武器去寻找，从而得出吊车梁的最大内力。采取教师讲授与启发式提问相结合的“以学生为中心”、“动中学”的互动式教学方法，鼓励学生积极思考，踊跃发言，从而提高学生的学习主动性和积极性。

3.案例举证式教学方法，促进工程衔接性

在教学过程中要注意理论联系实际，培养学生解决实际问题的能力。如讲解“计算简图的绘制”时，分析常见的厂房、桥梁等实际结构，使结构力学原理深入浅出；介绍梁、刚架、桁架、拱和组合结构时，利用多媒体引入大量的工程图片，使学生对各种结构有一个充分的认识；讲解“力矩分配法”时，引入多层多跨的房屋结构为例，其因超静定次数很多不便于用已学习过的“力法”及“位移法”求解，详细介绍如何用本章的“力矩分配法”来求解。总之，将书本上的理论结合具体的工程实例深入分解工程项目，分解到学生学过的基本单元，帮助学生将所学知识由点连成线、面，以故事、经历的形式传递给同学，促进书本理论和工程实践的衔接。

（三）改进教学手段

1.传统教学手段与现代教学手段相结合

讲课提纲用板书表示：直观展示教学重点和难点，动态展现教学思路，强化学生记忆，加深学生印象，以引起学生注意；具体讲授内容用多媒体幻灯演示：利用计算机把文字、图像、声音、动画等多种媒体信息按一定的教学策略、教学方式组合成教学程序，把抽象的力学原理具体化、形象化、准确化，丰富教学内容和信息量，进一步激发学生的学习兴趣。

对于“结构力学”中典型例题的讲解，本人结合多年的教学经验，建议教师采取板书教学这种传统的教学方法将计算过程讲透彻，给学生足够的思考时间和做笔记的时间。

2.教师课堂讲解与学生课下自学相结合

结合课堂所学内容，提出相关问题，引导学生进行课下预习及利用网络、图书、图纸等多种形式，获取最新知识，形成教学相长的良好教学氛围。

（四）改革考核方式

“结构力学”当前普通采用的考核方式是期末闭卷考试，是在应试教育思想指导下进行的一种考试模式，不利于应用型人才的培养。“结构力学”作为土木工程专业基础课，其知识内容直接或间接地应用于大量的工程实践，一次期末考试往往不能客观地反映教师的教学水平和学生的学习效果。本着“重平实、重应用”的原则，从培养应用型人才的角度出发，有必要对一次性闭卷考核方式进行改革，以多种考核方式和期末闭卷考试相结合，共同考核学生对本课程的学习水平和工程实践能力。例如：

1.突出教学过程管理，考核学生的课堂表现如出勤情况、回答问题情况、作业完成情况等，并适时公布记录，这也体现了教师严谨的工作作风从而引领学生端正学习态度；

2.采取小测验的形式，对学生进行阶段性知识掌握情况考核，既让学生巩固阶段性知识，也为教师下一步的教学工作奠定基础；

3.注重实践应用能力培养，对工程应用性较强的授课内容，可采取布置大作业如设计结构模型的形式进行考核。

二、基于应用型人才培养的结构力学课程教学改革研究的意义

1.通过整合和优化教学内容，注重与相关专业课程的衔接与渗透，将教学内容与工程实际相结合，利用工程背景加强学生对结构力学概念和原理的理解和应用，既拓宽了学生的知识面，又提高了学生运用力学知识解决工程问题的能力。

2.通过改进教学方法，采用问题牵引式、问题互动式、案例举证式教学方法，形成教师引导、师生互动的学习气氛，从而牢牢地抓住学生的注意力，充分调动学生的学习积极性；与工程案例相结合教学，突出学生的技能培养。

3.通过改进教学手段，采用传统教学手段与现代教学手段相结合、教师课堂讲解与学生课下自学相结合，形成教学相长的良好教学氛围。

4.从考核方面加强平时考核力度，通过改进课程考核方式，可充分调动学生的学习积极性，有利于提高学生的开发创造能力、分析和解决问题的能力，也有利于提高学生的综合素质，从而提升人才培养质量。

参考文献

［1］付果，彭旭龙.“结构力学”课程教学改革与实践探讨［J］.中国电力教育，2013（10）：88-89.

［2］韩衍群.土木工程专业《结构力学》教学改革探讨［J］.长沙铁道学院学报（社会科学版），2014（4）：147-148.

［3］赵延林，高红梅，李长风，等.面向工程的结构力学课程教学模式研究［J］.山西建筑，2014（5）：244-246.

［4］郝艳娥，崔保龙.基于应用型人才培养模式下的结构力学课程教学方法研究［J］.科教文汇，2014（19）：44-45.

中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：2096-000X（2016）12-0134-02

*基金项目：江西省高等学校教学改革资助项目（编号：JXJG-14-6-7、JXJG-13-6-8、JXJG-14-6-24）；东华理工大学校级教改项目（编号：DHJG-15-01）。

作者简介：程丽红（1982-），女，汉族，江西临川人，硕士，讲师，主要从事土木工程专业力学类课程教学研究和高等教育研究工作。