《结构力学》课程改革方案

鲁双 刘派 仲晓雷

摘要：随着我校向应用型技术大学转型工作的开展以及能源与水利学院工作过程系统化项目的推进，在课堂教学中“研”“学”“用”之间的矛盾已然成为培养专业型人才发展的阻碍。文章从课程培养目标出发，对《结构力学》课程的教学内容、教学方法以及考核方式进行重组，增加课内实验和上机教学环节，以培养学生理论联系实际的能力，对所学的知识点在工程上的应用有更突出的认识。

关键词：教学转型;《结构力学》;课程改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A      文章编号：1674-9324（2020）14-0181-02

一、前言

结构力学是水利水电工程及其相关专业的一门比较重要的专业基础课，通过这门课程的学习，拟培养学生将实际工程问题转换成力学模型的能力[1]，以及运用相应的力学知识分析求解实际工程问题的能力。但是在以培养应用型人才为目标的应用型本科大学中，此门课程现阶段的教学内容、教学方法以及考核方式存在诸多的不足之处，分析如下。

（一）课程教学内容

结构力学课程主要包括静定结构受力及位移分析和超静定结构受力及位移分析两部分内容，授课内容不仅包括有别于理论力学和材料力学的知识点，也包括大部分材料力学中的相关概念。由此造成了授课体系庞杂、内容涉及面广、知识点抽象等问题，在授课过程中易出现过于注重知识体系的系统性和完整性，而忽略了应用型人才培养的目的和要求的现象，也没有突出力学在工程实际中的具体应用。

（二）学生学情分析

要想系统完整的学习结构力学，就要求学生具备良好的物理和数学知识基础[2]，但是对于我校学生来说，学生普遍基础知识较为薄弱，因此在学习过程中，学生大多出现学习困难大、知识点理解吃力、学习兴趣薄弱等问题。

（三）教学方法与考核方式

以往授课教师过于注重公式推导和理论教学，理论知识与工程实际结合能力较差，缺乏实验课程，不能够使相关知识点融会贯通。因此造成了学生缺乏工程实际概念、上课积极性不高等现象。以往课程的考核方式采取的是闭卷考试为主的考核方式，且在考核中过于注重学生的计算能力和公式推导能力，与应用型本科院校的学生培养方针相悖。

二、课程改革实施方案

为了克服现阶段结构力学讲授过程中存在的问题，本文设计了一个系统归纳现有知识点、增加上机实践操作和实验教学环节的课程改革实施方案。

（一）教学内容改革

原有课程结构共分为四大部分，分别是平面结构机动分析、静定结构内力与位移计算、超静定结构内力与位移计算和影响线分析应用，整个知识体系庞杂，学生理解起来具有较大的难度。

本次课程改革拟将材料力学中所学习的知识点全部删除，只分析两者知识点的异同并着重讲解超静定结构分析计算。将原有四个部分共九章的知识点划分为三大部分，分别为平面体系的机动分析、静定结构位移计算和影响线分析和超静定结构位移计算。删除各知识点中冗长的公式推导，减轻学生在学习过程中的课业压力。增加课内上机实践和课内实验内容，培养学生软件操作能力和实际问题分析能力。

（二）教学方法改革方案

1.案例教学法。精选一些简单工程案例，提高学生学习兴趣并培养其理论联系工程实际的能力。例如在讲解结构的计算简图时，可以直接以教室中梁板柱结构进行举例分析;在讲解平面体系的几何机动性分析时，可以与数学中三角形具有绝对稳定性进行衔接，加深学生对几何机动性分析中三大原则的理解程度[3];在讲解拱内力计算时，可以先让学生思考为何大部分的桥都建成拱形，为什么在陡峭的山崖中修建拱坝更具稳定性，并带着疑问进行后续知识点讲解，提高学生课堂积极度。

2.对比教学。对比式教学可以加深学生对知识点的印象，活跃学生思维，因此在新知识点的教学过程中要凸显出结构力学与前序力学课程的不同之处。尤其是结构力学中弯矩图的画法，要讲清产生差别的原因。

3.实验教学与实践教学。为了培养学生的实践动手能力，加深对所学知识点的理解能力，可以在授课过程中阶段性的安排4—6学时的实验课程，以验证理论知识点的正确性。比如在平面体系的几何机动性分析时，可以让学生自己构建几何不变体系然后进行变形试验，观察所建体系的几何稳定性;在静定结构和超静定结构的内力计算部分，安排学生使用测力仪对梁、拱等结构的杆件内力进行测试，并与理论计算进行比较，对比数据的差异性并找出产生差异的原因。

在以往课程的学习中主要强调学生的手算能力以及公式分析能力，但是在科技快速发展的新时代，软件操作已逐渐代替手算，且我校为应用型人才培养院校，学习过多理论计算也与培养方案相悖。结构力学中主要使用的计算分析软件有BIM、Ansys、结构力学求解器、Midas、Abaqus等，在教学过程中将软件教学加入授课大纲要求，以最简单的结构力学求解器为例，可以安排6—10个学时对这个软件的使用以及内力计算和位移分析方法进行讲解。并根据授课内容的区别，阶段性的安排上机训练，培養学生软件操作能力。

（三）考核方式改革方案

本次课程改革的考核方式主要注重学生在学习过程中对知识的熟练掌握能力，淡化期末考核所占比重。评分指标分别为出勤、课内表现、实践教学、实验教学、作业考核、理论知识考核六部分，各占分值为10、10、25、25、15、15分。

三、结语

结构力学课程改革的目的在于提高授课质量，满足应用型人才培养要求。一方面要求教师以合适的教学手段将知识点深入浅出的教授给学生，另一方面也要求提高学生上课积极性，培养学生学习兴趣、创新及创造能力。时代在逐步发展，对人才的培养要求也在逐步转型，只有不断的改革教学模式，才能实现应用型人才培养的目的。

參考文献：

[1]阳令明，张俭民.地方院校结构力学课程教学改革探索[J].高等建筑教育，2016，25（01）：88-91.

[2]方娥.基于工作过程系统化的高职“建筑力学”教学改革思考[J].新课程研究（中旬刊），2017，（12）：92-93.

[3]刘晓洁，何宁，罗霄，王妍萍.基于eMsp实验平台的自动控制原理实验教学改革[J].实验室科学，2016，19（06）：112-115，119.

Abstract：With the implementation of transition to applied technology college，and the advancement of the systematic project of the working process of college of energy and water resources，the conflict between "research"，"learning" and "application" have become the hindrance of training the professional talents.With the requirements of the course training objective of the "Structural Mechanics"，the content of courses，teaching method and examination mode are rebuilt，adding experimental course and calculation software operation training course to train the ability，connecting theory with practice，and having a better understanding of the application of knowledge in engineering.

Key words：teaching transformation;"Structural Mechanics";curriculum reform