结构力学课堂教学改革措施研究★

沈 晓 梅

(嘉兴学院建筑工程学院，浙江 嘉兴 314001)

随着社会不断发展进步，教育改革也蓬勃发展，无论从“慕课”“可汗学院”，到“新工科”“复旦共识”“天大行动”，还是从《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020年)》实施，到《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》提出，这些都表明，传统的教育模式必须通过改革才能适应高速发展的社会。而课堂教育又是教育过程中的重点之一，因此现阶段进行课堂教学改革是极其重要的改革工作之一[1,2]。根据“天大行动”要求，课堂教学改革大致可以概括为：课程讲授框架及内容必须与行业发展同步，不断更新迭代，能够达到与时俱进的目的；同时教学方式、方法需要依托各类科学技术的发展，以提高授课和学习效率为目标。

作为三大力学课程之一的结构力学是一门专业核心基础课，它继承了材料力学中单一构件力学知识，并进一步与工程结构相结合，以结构体系的力学特征为研究对象，主要研究结构体系的约束反力、各个构件内力及结构重要节点的位移，是后续专业课程如混凝土结构、砌体结构、钢结构等的基础课程，在土木工程专业中具有极其重要的地位[3]。

1 结构力学课程教学存在的问题

传统结构力学课程存在如下三方面问题[4]：

1)课程内容系统性强，抽象概念较为密集，学生学习主动性较弱，难以适应传统教学方法；

2)课程内容及能力要求不断在提高，但课程课时数不断受到压缩，如果依然按照传统教学方法进行教学，势必无法完成相关教学任务；

3)传统教学方法培养能力较为单一，较少涉及主动学习的能力及解决实际问题的能力。

2 结构力学课程教学改革的内容

针对上述课程教学中出现的各类问题，进行总结归纳、分析验证，本课程从以下几个方面进行课堂教学改革。

2.1 启发式教学方法的应用

作为专业基础课的结构力学，其课程知识是后续专业课程的基础，因此，在教学过程中需要通过架构理论知识与实际工程案例之间的桥梁进行过度，这个过程将数学分析与力学理论有效的结合起来，用于解决实际工程中某个方面的力学问题。项目课题组教师根据所涉及的授课内容，将现实生活中耳熟能详的各类工程进行整合、对比，找到适合学生现有知识水平的工程，进行整理、整合、提炼，得到相关授课内容。有两个方面的优点：一方面，学生在学习过程中知道哪些力学知识在将来哪些工作中更可能遇到，有助于调动学生应用知识解决问题的积极性，也有助于提高学生学习效率；另一方面，提高学生模型化实际工程的能力，从而进一步加深对力学理论的理解与认知。

2.2 以工程应用为目标，重构应用型知识体系

近年来，随着我国基础设施稳步推进，国家、企业对具有创新观念的土木工程高层次人才需求量不断增加。而作为土木工程专业主干课的结构力学对于创新观念的培养具有不可替代的意义。这就要求我们必须从工程实际出发，以工程应用为目标，将相关章节知识体系进行拆分及整合，在完善课本知识体系基础上，通过工程应用，重构其中部分知识点，进而建立应用型知识体系，提高学生理论联系实际、分析具体工程问题的能力。如力矩分配法这一章构建的应用型知识体系如图1所示。

2.3 采用学习小组形式培养主动学习能力

传统的课堂教学方式是以教师为中心，进行知识的传承，重点在于教师的“教”，但忽视了学生“学”的一面，也就忽视了学生主动学习能力的培养。然而，随着终身学习时代的到来，学生作为学习主体，如果在学校内未建立起独立主动学习的能力，那可能就无法胜任未来工作，因此必须注意在教学过程中培养学生的主动学习能力。结构力学课程是理论力学和材料力学的后续课程，在计算约束反力、计算内力方面，有较多知识内容出现重合，在学习结构力学中相关内容的时候，以小组形式进行学习、讨论及回答问题，一方面在新旧知识之间，让学生主动有效的搭建过渡桥梁，完成知识的延伸；另一方面，较好地调动了学生学习的积极性，增强了参与感与成就感。

2.4 板书与多媒体教学方式相结合，课堂教学与在线学习相结合

板书作为传统的教学方式，在应用过程中具有较好的节奏性，在教师书写和学生抄写的过程中，学生有一定的时间来消化、理解相关步骤中所蕴含的意义，对于加深学生对课堂知识的理解程度有着非常重要的意义。但同时，由于力学课程所进行的分析对象都是基于工程结构抽象化以后的力学模型，因此学生学习过程中会产生所学内容与工程实际相差甚远的错觉。为了加强工程实际与课堂理论知识的链接功能，运用多媒体这一教学手段，可以较好地降低学生在接触新力学模型时候的畏难感受，有助于学生理解学习相关部分知识的实际意义，有助于学生增强学习动力及兴趣。例如，在课上相关力学模型引入时，用PPT可以生动形象的演示这一力学模型在工程实际中对应的工程结构，同时讲解其中“抓住主要矛盾，忽略次要矛盾”的模型化过程，经过几个模型的讲解，学生反映他们能逐步体会到这种模型化思维方式。而对于一些实际工程的认识，则以视频形式要求学生课余时间观看，选择这部分内容往往以知识框架性为主，从学生角度出发，能够较好的激发学生学习工程专业的学习兴趣，提高学习主动性；从教学角度出发，偏工程应用的教学视频能够进一步节省课堂时间，充分利用课余时间。

2.5 力学竞赛作用的发挥

“做中学”“理论联系实际”这些应用型教学标准要求我们要提高学生实验及实践活动的比例，进一步增强其解决实际问题的能力，但基于现阶段结构力学课程课时大幅缩减的情况下，课堂上进行大型实践活动的可能性较小，因此，注意将周培源力学竞赛、浙江省大学生力学竞赛及全国大学生结构设计大赛与相关课程内容进行结合，在激发学生兴趣的基础上，让学生运用所学知识主动解决实际问题，有助于学生对课堂知识的深入理解，有助于相关竞赛成绩的提高。事实证明，在教师和学生的共同努力下，近年来在竞赛上取得了较好的成绩。

3 结语

作为土木工程专业核心基础课的结构力学课，是土木工程人才培养的一门关键性课程，起到承上启下的作用。随着新工科教育和应用型教育的进一步推进，教师在授课过程中，需要以结构力学课程为研究对象，通过不断对新的教学方法、方式的教学实践探索，进一步激发学生学习的主动性，从而提高学生的综合实践能力，以更适应未来社会发展的需要。