以“理论—训练—应用”为主线的结构力学课程教学模式★

赵延林 李长凤 高红梅

(黑龙江科技大学建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022)

以“理论—训练—应用”为主线的结构力学课程教学模式★

赵延林 李长凤 高红梅

(黑龙江科技大学建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022)

以“厚理论，强应用”为培养目标，从教学体系、教学方法、教学手段及考核方法等方面入手，对结构力学课程的整体教学进行了改革与创新，经过近七年的探索与实践，形成了一种以“理论—训练—应用”为主线的结构力学课程新型教学模式，该教学模式可以使学生在掌握经典结构力学教学内容的基础上，能够应用手算方法与电算方法对较复杂的工程结构进行内力计算，从而提高了学生的工程结构分析能力。

结构力学，理论—训练—应用，教学模式

0 引言

结构力学课程是土木工程专业的核心基础课，它不仅为其他专业课程的学习提供了力学理论知识，而且为各专业课的课程设计、毕业设计以及工程结构设计提供了必要的力学分析与计算方法。因此，结构力学课程的教学既要使学生掌握扎实的力学理论知识，又要体现其服务于专业、服务于工程实际的宗旨[1-3]。

传统结构力学教学模式往往是以单一的课堂教学为中心、以传授知识为主线，忽视了理论与实践、课内与课外培养的一体化，这种教学模式已经不能完全适应应用型人才培养的需要[4-6]。因此，探讨一种“厚理论，强应用”的结构力学课程新型教学模式已势在必行。

本文结合黑龙江科技大学教改项目“面向工程的土木工程专业学生力学分析能力综合培养方式研究”“基于应用型人才培养的结构力学课程教学改革与实践”以及黑龙江省高等教育“十二五”规划课题“以项目为载体的结构力学课程‘1+0.5+0.5’全程式教学模式的构建与实施”，经过近七年的探索与实践，形成了一种较为成熟的、适应应用型人才培养的结构力学课程新型教学模式。

1 传统教学模式存在的问题

传统的结构力学教学模式是以课堂教学为中心，以理论教学为核心授课内容，这种教学模式已经不能完全适应应用型人才培养的需要，存在众多的缺点与不足。主要表现为：

1)只重视理论教学，教学中缺乏联系工程实际的内容，难以激发学生的学习兴趣与积极性。2)教学中没能讲清楚结构力学课程的主要知识点与其他专业课程的关系，使学生的学习存在一定的盲目性。3)对实际应用中常用的力学计算方法缺乏充分的训练，导致学生的工程实践能力较差。4)在各专业课的课程设计与毕业设计中，部分学生不能有效选择合理的力学计算方法对工程结构进行分析与计算。

2 “理论—训练—应用”教学模式的构建

以“厚理论，强应用”为核心指导思想，从教学体系、教学方法、教学手段及考核方法等方面入手，对结构力学课程的整体教学进行了改革与创新，形成了以“理论—训练—应用”为主线的结构力学课程新的教学模式。

2.1基础理论教学

以几何构造分析、静定结构内力与位移计算、力法、位移法、影响线及结构动力计算等内容为主，通过课堂教学，使学生掌握完整、扎实的结构分析与计算方法，并理解每一种计算方法的基本力学原理与适用条件。具体教学要求包括：

1)几何构造分析部分，在掌握结构几何组成分析基本规律的基础上，要着重强调其在具体结构分析中的应用，要求学生掌握几何组成分析的简化方法。2)静定结构内力计算部分，既要强调“截面法”的通用性与一般解题步骤，又要强调“截面法”在不同结构求解中的差异性与灵活性。3)力法与位移法部分，首先要讲清楚两种计算方法的基本原理和计算步骤，在此基础上，要教会学生如何对比选用两种方法对超静定结构进行内力计算。4)影响线部分，不仅要求学生掌握作结构影响线的基本方法，还要要求学生会应用影响线来解决力学问题，尤其要让学生理解和掌握连续梁最不利活荷载的分布规律。5)结构动力计算部分，在掌握结构动力分析基本方法的基础上，要求学生掌握结构自振周期与自振频率、结构最大动内力与最大动位移的计算方法。

2.2综合训练教学

以渐近计算与近似计算为主要内容，通过“课堂教学+课后大作业+课程设计”的方式，使学生在掌握渐近计算法与近似计算法的适用条件、基本原理与计算步骤的基础上，完成一定量的课后大作业，进而能够应用渐近计算法与近似计算法完成专业课课程设计中相应的结构内力计算任务，从而使学生掌握了复杂结构内力分析的有效计算方法。具体教学要求包括：

1)掌握渐近计算法与近似计算法的适用条件、基本原理与计算步骤。2)能够应用力矩分配法对连续梁进行内力计算。3)能够应用近似计算法对多层多跨刚架结构进行内力计算。4)应用渐近计算法与近似计算法完成三个课后大作业。5)应用渐近计算法与近似计算法完成钢筋混凝土与钢结构课程设计中相应的结构内力计算任务。

2.3工程应用教学

以电算为主要内容，通过“课堂教学+课后大作业+课程设计+毕业设计”的方式，使学生能够应用力学求解器与pkpm等计算软件对复杂工程结构进行内力分析。具体教学要求包括：

1)通过课堂教学，使学生掌握力学求解器与pkpm等计算软件的操作方法。2)应用电算方法对上述三个课后大作业进行电算分析，并将计算结果与手算结果进行对比。3)对钢筋混凝土与钢结构课程设计中相应结构进行电算分析，并将计算结果与手算结果进行对比。4)应用电算方法对毕业设计中的建筑结构进行内力分析，并将计算结果与手算结果进行对比。

通过以“理论—训练—应用”为主线的教学模式，使学生在掌握经典结构力学教学内容的基础上，能够应用手算方法与电算方法对较复杂的工程结构进行内力计算，从而提高了学生的工程结构分析能力，真正实现结构力学课程“厚理论，强应用”的培养目标。

3 实施效果

通过近七年的探索与实践，已经形成了较成熟的以“理论—训练—应用”为主线的结构力学课程新的教学模式。与过去的传统教学模式相比，该教学模式在教学过程中取得了较显著的教学效果，提高应用型人才培养的质量。

3.1基础理论教学效果

在本部分教学中，不仅夯实了学生的经典结构力学基本理论知识，使学生掌握了各种结构的内力与变形的计算方法，而且教会了学生如何灵活应用各种力学计算方法对结构进行内力分析，同时还介绍了结构力学各部分知识点与其他专业课程的关系。从而激发了学生的学习热忱与积极性，学生的期末考试成绩得到了较大幅度的提高，考试及格率达90%以上，并且每年有30%左右的学生在课程组教师的指导下参加了大学生科研立项活动。

3.2综合训练教学效果

通过本部分的教学，学生不仅掌握了渐近计算法与近似计算法等有效的结构内力计算方法，而且能够较熟练地应用其完成课后大作业、各专业课的课程设计与毕业设计，使各专业课的课程设计与毕业设计质量得到了较大的提高。依据近三年课程设计与毕业设计的统计数据，有不少于80%的学生能够独立、熟练地应用渐近计算法与近似计算法对课程设计与毕业设计中相应的建筑结构进行内力计算。

3.3工程应用教学效果

通过本部分的教学，学生不仅掌握了力学求解器与pkpm等计算软件的操作方法，而且能够应用其对各专业课的课程设计与毕业设计中相应的建筑结构的内力进行电算分析，从而实现对手算计算结果的电算化校核，提高了学生应用现代科技手段对工程结构进行内力分析与计算的意识与能力。依据近三年课程设计与毕业设计的统计数据，有近60%的学生能够应用力学求解器与pkpm等计算软件对课程设计与毕业设计中相应的建筑结构进行内力计算。

4 结语

与传统的教学模式相比，以“理论—训练—应用”为主线的结构力学课程教学模式，克服了传统教学模式中“重理论、轻实践”的通病，突出力学课程的工程实用性培养目标，使学生在掌握经典结构力学教学内容的基础上，能够应用手算方法与电算方法对较复杂的工程结构进行内力计算。从而提高了学生的工程结构分析能力，真正实现结构力学课程“厚理论，强应用”的培养目标。这种教学模式更适用于应用型人才的培养要求。

[1] 黄双华,罗 强.应用型本科结构力学课程建设及改革[J].攀枝花学院学报,2017,34(2):93-95.

[2] 王 宇,刘永军,宋岩升.基于“卓越工程师”计划的土木工程专业结构力学课程教学改革与实践[J].教育现代化,2017,14(5):17-19.

[3] 郭青伟,李玉涛.基于“卓越计划”的结构力学教学改革研究[J].黄河水利职业技术学院学报,2017,29(1):76-78.

[4] 覃荷瑛,霍婷婷,曾铁军.基于土木工程培养的结构力学教学方法与实践改革[J].高等学刊,2017,35(6):73-74.

[5] 严心池,盖京波.结构力学教学核心概念的精细研究[J].力学与实践,2016,38(4):453-455.

[6] 张添渊,杨亚平,赵伟东.结构力学课程教学改革与实践探索[J].教育教学论坛,2017,21(10):152-153.

Theteachingmodeofstructuralmechanicswiththeory-training-applicationasmainline★

ZhaoYanlinLiChangfengGaoHongmei

(CollegeofCivilEngineering，HeilongjiangUniversityofScience&Technology，Harbin150022,China)

With deep theory and powerful application as the training target, the teaching reform and innovation of structure mechanics course was carried out from the teaching system, teaching methods, teaching means, examination methods and other aspects. After nearly seven years of exploration and practice, a new teaching mode of structural mechanics with theory-training-application as main line has been formed. The teaching mode not only can make students master the teaching content of classical structural mechanics, but also can make students calculate the internal force of the complex engineering structure with hand calculation method and the computer method, and improve the students’ ability in engineering structure analysis.

structural mechanics, theory-training-application, teaching mode

1009-6825(2017)28-0236-02

2017-07-22★:黑龙江科技大学教学研究项目

赵延林(1971- )，男，博士，教授; 李长凤(1975- )，女，硕士，副教授; 高红梅(1978- )，女，硕士，副教授

G642.0

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