以学生为中心导向的结构力学（一）课程实践与思考

马魁 刘庆贵

摘 要：结构力学（一）课程作为武昌工学院省级一流土木工程本科专业重点建设的一门课程。结合新工科人才培养目标需求，为了更好地提升结构力学课程的教学质量。该课程坚持以学生为中心导向，通过采用线上、线下混合式教学模式，改革考核形式，落实课程思政教学设计，做好教学团队的建设为出发点，对结构力学（一）课程建设进行一系列的探索与实践。激发学生学习结构力学的兴趣，提升实践动手能力，培养具有爱国主义精神的新工科人才。

关键词：混合式教学；考核形式；课程思政；教学团队

中图分类号：G4     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.05.083

结构力学（一）课程为学校省级一流土木工程本科专业重点建设的一门课程。在土木工程专业课程体系中具有举足轻重的作用。通过本课程的学习，旨在培养学生独立开展工程结构受力分析的能力，掌握工程结构的特点、开展内力以及位移的计算。本课程在整个课程体系中起承上启下作用，通过该课程学习到的理论知识，不仅可直接应用于工程实践，解决工程实践问题。同时又能为后继相关专业课程的学习奠定必需的理论基础，对提高学生的工程实践应用能力及科学创新能力的培养具有极其重要的作用。

1 坚持以学生为中心导向

然而，在结构力学课程教学过程中存在着很多问题。学校作为一所地方应用型本科高校，招收学生主要以中下游本科生为主。该层次学生大部分基础比较薄弱、学习能力不足，尤其是自我约束管理、自主学习能力方面存在短板。而结构力学（一）课程具有理论性强、分析计算应用相对复杂多变的特点。因此，在土木工程专业中，结构力学课程成了难学的代名词。

在针对结构力学课程的教学反馈中，一部分学生认为课程还可以跟得上，另一部分学生认为结构力学太枯燥、太难学太难懂。该部分学生，对结构力学课程提不起兴趣，片面以为“及格万岁”。上课积极性不高，导致期末考试成绩并不理想。更有学生，为了在期末应付考试，在准备考试阶段通过死记硬背来应对，很显然这与我们体现新工科人才培养目标需求，培养学生分析问题、解决问题的应用能力而开展教学的目的相违背。由于学生个体基础的差异性、自主学习能力及认知能力的差异性，目前的教学形式很难充分照顾到每一位学生的需要，导致有些学生营养不良，有些学生营养过剩的现象。针对这些问题，在结构力学课程教学过程中，教师要转变理念、转变传统习惯。对结构力学（一）课程建设进行一系列的探索与实践，坚持以学生为中心导向，通过采用线上、线下混合式教学模式，改革考核形式，落实课程思政教学设计，做好教学团队的建设为出发点，激发学生学习结构力学的兴趣，提升实践动手能力，落实培养具有爱国主义精神的新工科人才。

针对结构力学课程的教学改革首先应实现以下教学目标：首先应使学生获得足够的知识，并能将这些知识应用到工程实践中，解决实际的生产问题；其次是使学生获得一种严谨务实的思维方式，能够适应未来任何的环境；再次是培养学生自主学习的能力，使学生的学习活动由被动的学习行为转化为主动学习的过程。为了实现这些目标，结构力学课程教学改革确实需要了解学生的需求，以大学生学习需求为中心出发进行教学改革。以学生需求为中心的教学本质就是：教学的重点就是教会学生如何进行学习，学习什么，应该怎么学，教学生做到“快乐学习”“懂得学习”“善于学习”。其中“懂得学习”是关键，要掌握“会自己进行学习、会思考如何进行学习、通过学习提升自己的业务能力”。近年来，以学生为中心导向的教育理念已在各高校推广应用。我们只有在进行课程教学改革时首先转变观念，坚持以学生为中心导向的教育理念，在此基础上，投入更多时间，完成教学的深度，才能提高人才培养质量，真正体现新工科应用型人才最本真的内涵。

2 线上、线下混合教学模式

以学生为中心的教学，针对学生个体基础的差异性、自主学习能力及认知能力的差异性，应采用线上、线下混合式教学模式充分照顾到每一位学生的需要，充分调动培养学生的自主学习能力和创新能力。一方面，通过网络平台发起对学生出勤等的日常管理，分发接收资料、查阅作业等，节约其占用的課程时间。同时学生也可以利用学习通平台与老师实时进行互动，随时提出自己的疑惑。网上平台实时的记录反馈了学生的学习情况，提高了教学效率。另一方面通过网络分享课程学习资源，如PPT、习题库、视频、课外学习资料等。在教学开始前，利用线上平台发送预习相关资料组织学生开展预习。在教学进行中，运用平台预设的思考讨论等发起提问。动态了解学生的情况，便于在课中及时地调整教学方式进行相关知识的进一步补充。课后布置作业互动，及时的检验学生对知识的强化处理。利用网上丰富的工程教学资料向学生普及力学知识。放手让学生动手去做，去发现问题、去思考问题、来解决问题。通过线上布置一些有趣的实践操作，让学生解决工程结构的设计问题，体悟实践应用提高学习的激情。

3 改革考核形式

以学生为中心的教学，在结构力学（一）课程教学改革过程中通过改革考核制度可强化学生的学习认知水平，实现透过考核数据反馈学生创新能力程度。为此，通过制定一套科学、合理、易于操作的成绩考核体系，开展个性化评价考核。除了传统的作业、考勤、期末考试指标之外，引入结构力学实验考核。全面考核学生对结构力学知识体系的完整认识，客观地检验学生对知识点的掌握程度，使成绩考核数据更加有效。通过实验教学能够让学生理论结合实践，多角度的运用力学知识、原理。将复杂的工程结构问题通过建立计算模型，完善综合评价学生的能力，切实提高创新应用型人才培养质量。

4 落实课程思政教学设计

4.1 采用启发式教学法

结构力学课程中有许多基本概念。通过掌握梳理基本概念后，可以结合工程实际启发学生思考计算简图的简化、几何组成与工程结构的静定关系、静定结构与超静定结构的关系，以及求解超静定结构的力法与位移法的联系与区别等，让学生学会运用工程思维来思考结构力学问题。结构力学的首要任务如何将三维空间的物体，进行简化处理，最终简化成有效的计算简图，用于工程分析。为此，采用启发式引导学生思考计算简图的概念。工程结构由于构造复杂，因此往往不能直接对其进行分析。在实际处理的过程中，通常会忽略掉次要的部分，对其主要的部分进行简化处理。经过简化处理，得到的简图称为计算简图。因此在简化的过程中，要分清主次，抓住重点。总结做好结构的简化需要从以下四方面进行简化处理：体系的简化、杆件的简化、支座的简化、节点的简化。又如在理解支座的简化后，通过对支座简化的认识。请学生积极思考，跨越铁路、河流而修建的转体桥梁，采用哪种支座呢。可以通过身边的工程案例，如我们校园的教学楼，共6层，采用内走廊的框架结构形式。按照简化处理的基本原理如何进行简化呢。启发引导学生思考简化的要点，鼓励学生主动参与到知识中来，通过分组讨论校园教学楼的简化模型，总结结构。在深入案例实施的过程中体悟知识的实践应用。让学生获得对知识的认同，产生一种认同肯定感，以更加积极饱满的热情融入结构力学（一）课程中，为教师开展思政教育打好基础。引导学生结合实际出发去分析解决工程实际问题，树立良好的学习习惯和严谨的工程意识，让学生在实际的学习和工作中勇于探索、求真务实。让学生不由自主的融入课堂中。学会将所学的知识与实际结合起来，提升创新能力。

4.2 案例教学法

结构力学的分析对象包含各种工程结构。可以列举历史悠久的赵州桥、摩天大楼上海中心大厦、大跨度空间结构鸟巢。我们可以以武汉的长江大桥为例，对桁架结构的受力特点和计算方法进行分析，不仅仅可以激发学生的爱国热情，同时还提供给学生充分的文化自信和民族自豪感。

4.3 实践教学法

随着学科的不断发展，在开展结构力学理论教学的同时，改革教师的教学方法以及学生的学习方法。简化结构模型的计算简图，通过比较手算和软件计算的结果，进一步分析结构的受力特点，从而找出误差的原因。在这个过程中，不断地培养学生的创新精神，观察分析问题的能力。通过开展多角度思考，反复实践培养创造性思维素养。

4.4 发现式教学法

以身边的工程结构为例，通过面对面的教学探索使学生参与其中，加强知识的理解。比如，在讲解结构计算简图的过程中，以我们校园的教学楼为对象。共6层，采用内走廊的框架结构形式。思考总结简化处理的基本原理。站在学校运动场主席台，望着主席台屋顶，可以领略到空间网架结构提供的大空间，理解桁架结构的设计要点，启发引导学生积极主动总结新的知识点。

5 做好教学团队的建设

课程专业任课教师要勇于反思总结教学经验。为了提高教师的创新能力和业务水平，改善教学效果，完善做好师资团队建设。重视力学模块教师交流小组的活动。定期通过小组内的课程教研讨论活动，分享交流课程的教学情况、方法、手段等方面内容。对于教学过程中存在的问题，要积极地进行问题的总结，深入探究和思考问题产生的原因并制定针对性的措施和方法解决存在的问题。为了确保及时地认识到存在的问题，可定期开展教学调研。搜集团队内其他老师的建议、分析思考学生的观点和建议。另外，为了充分发挥团队的力量，在团队内要重视团队的协作发展，取长补短。通过轮流、互动听课授课制度。吸收好的教学方法、风格等的优势。可以全面促进教师快速地成长。同时，也能促使教师不断地学习总结，思索改进教学水平。通过以上途径，可让教师及时的发现容易忽视的问题，可更好地改善这些问题，并最终使课程教学改革走向积极的一面，实现真正意义上的提高教学质量。为了持续的促进教师业务水平的提升，小组教师可充分利用假期开展企业挂职锻炼，了解行业新的发展动态。同时积极参加学校及企业组织的相关会议及培训，转变教学理念，学习先进的知识和新技术，提高教师综合业务水平。

6 结语

结合新工科人才培养目标需求，我们只有在进行结构力学（一）课程教学改革时首先转变观念，坚持以学生为中心导向的教育理念，在此基础上，投入更多时间。通过采用线上、线下混合式教学模式，改革考核形式，落實课程思政教学设计，做好教学团队的建设，对结构力学（一）课程建设进行一系列的探索与实践。完成教学的深度，引导学生结合实际来分析解决工程问题，树立良好的学习习惯和严谨的工程意识。让学生在实际的学习和工作中勇于探索、求真务实，提升创新能力。才能提高人才培养质量，真正体现新工科应用型人才最本真的内涵。

参考文献

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