结构力学“一核三驱五翼”教学创新与实践

曾欢艳，游春华，王启云

（湖南工学院土木与建筑工程学院 湖南 衡阳 421002）

结构力学是土木工程专业的一门专业主干课程，在专业学习中占有重要的地位。结构力学的任务是研究结构的组成规律和合理形式及结构在外因作用下的强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法。通过本课程的学习，学生可以掌握平面杆件结构分析计算的基本概念、基本原理和基本方法，了解各类结构的受力性能，为学习有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础，为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好理论基础，培养结构工程分析和计算等方面的能力。

1 课程目标

根据湖南工学院“地方性、应用型”高校的办学定位，紧扣“胜任一般土木工程项目设计、施工和管理工作的高素质应用型人才”的培养目标，结合地方本科院校土建类学生基础薄弱的现状，本课程目标设置如下：

①知识层面上，了解各类结构的受力性能，熟练掌握静定平面杆件结构内力分析和位移计算方法；掌握力法、位移法和力矩分配法等超静定结构计算的基本方法；理解影响线理论在工程中的应用。

②能力层面上，具有利用结构力学基本原理、方法分析一般静定结构内力的能力，计算多层框架结构内力的能力；具有理论联系实际的力学思维能力，初步具备终身学习能力。

③素养层面上，具有“爱国、科学、严谨、务实”的作风；具有良好的团队协作能力和吃苦耐劳的精神。

2 痛点问题

经调查，结构力学学习者对该课程的一致反馈是“难”，而且经常有“学了有什么用”“一听就懂一做就错”“没意思不想学”等困惑，这其实也反映了结构力学课程教学中的痛点问题：

①理论与实践难以深度融合：理论模型抽象，与实际工程脱节，理论学习无工程背景依托，不知为何学，学了有何用；

②以“学”为中心的教学理念贯彻无力：单向性的知识传递方式及应试性的考核评价方式仍占主导地位，以学为中心的教学模式没有真正执行起来；

③学习内动力不足，自主学习难持续：学生对专业的认可度不高，缺乏专业楷模指引，对自己将来从事的职业缺乏了解；学习过程监督不到位。

3 创新理念及思路

针对以上痛点问题，结构力学教学团队经过探索，总结出了“一核三驱五翼”教学创新模式。即围绕学生为核心，以解决3 个教学痛点问题为驱动，从课程资源、实践应用、方法手段、评价体系、课程思政5 个方面着手，进行教学改革创新，总体思路如图1 所示。

图1 “一核三驱五翼”创新总体思路

图2 多角度挖掘课程思政元素，条理化整理汇集思政素材

4 创新方法及途径

4.1 课程资源上，自建素材库案例库，融实例

依据工程实例，借助PKPM、广联达、BIM 等工程设计软件，教学团队构建了工程实例、三维模型、计算简图与分析理论全过程的工程思维模式，实现了理论计算与工程设计的逻辑映射，做到了学习内容有载体，学习过程有依托，工程思维与工程能力贯穿教学全过程，顺利解决了理论与实践难以深度融合的痛点问题1。

4.2 实践应用上，构建多种实践场景，重应用

课后，教学团队为学生提供了丰富、难度递进的应用场景：组织学生参加工程训练综合能力竞赛、结构设计竞赛等8 个省级以上赛事、签约18 个实习基地，开放结构实验大厅、实验室和虚拟仿真中心等，支撑学生的实践探索，重视知识应用，从另一方面解决了理论与实践难以深度融合的痛点问题1。

4.3 方法手段上，落实混合式教学，强反馈

线上导入优质教学资源，动态掌握学情；线下工程实例研讨，典型例题讲解，借助信息化技术，创设多元化教学场景，增强学习的工程性、趣味性、创新性、线上线下混合教学双旋渐进贯穿教学全过程。

信息化教学有很好的时效性，而时效性对学生有很好的督促作用。学生上课的互动、视频学习、线上习题练习等学习进程均能及时转换为平时分，对认真的同学及时肯定，懒惰的同学及时惩罚。紧紧围绕学生为中心来开展教学活动，并根据学情及时调整教学活动，从根本上解决痛点问题2。

4.4 评价体系上，实施多元化评价，外施压

本课程采用专业知识定量和育人成效定性的评价方法，多元化课程考核贯穿教学全过程，从外施压，解决自主学习难以持续的痛点问题3。

专业知识上精细设计“1216”多元量化评价体系：线上学习测试（占10%），考查视频观看时长、课堂参与情况和章节练习正确率；随堂小考（占20%），紧随课程内容重难点，设置8 次随堂小考，用主观计算题的形式考查学生解决实际问题的能力；研讨作业（占10%），主观设计分析题的小组研讨，团队协作完成设计、分析与方案汇报过程；期末考试（占60%），设A、B 两套考卷，检验学生对力学基本概念的掌握情况和分析解决实际工程问题的能力。

近年来，课程团队对期末考试题型也进行了改革，在原有判断题的基础上增加了说明原因环节，在原有选择题的基础上，参照注册结构工程师考试模式，增加了分析环节，使这两类题型不能仅凭运气得分；增加了填空题，减少了大型计算题数量，把部分计算题转移到选择题中，换一种模式进行考查，增加了出题空间，使考查范围更加全面。

育人成效评定方式采用调查问卷和开放性答题两种模式进行，主要考核思政指标如吃苦耐劳、团队协作、科学严谨、奉献精神等。

4.5 课程思政上，培养社会主义核心价值观，内驱动

党的二十大报告中明确指出，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，明确实施科教兴国战略。本课程紧扣党的二十大精神，从多角度挖掘课程思政元素，思政点集中在科学思维方法、大国工匠精神、科技报国担当和工程伦理素养四大方面。结合专业知识点，采用类比法，适当引入工程案例、人物事迹，条理化整理汇集课程思政素材，助力学生了解专业前沿，树立正确的世界观、人生观、价值观，从内驱动，解决内动力不足、自主学习难以持续的痛点问题3。

5 创新成效

本课程创的新教学实践取得了良好的效果。

5.1 学生成绩明显提升

经统计，教学改革创新实施以来，土木工程专业学生的结构力学成绩明显提升，从每一届挑选一个班级进行对比发现，优秀率由之前的2.5%上升至13.9%，挂科率由63.4%降低至8.3%，学生整体成绩趋于正常化（图3）。

图3 近几届考试成绩对比

5.2 学生对课程的评价很高

经调查问卷调查，学生对本课程的满意度达100%，尤其对自制板书例题讲解视频、随堂小考等举措的评价很高，学生纷纷表示“随堂小考，非常刺激”“随堂小考很有趣”“随堂小考，调动了我们的学习积极性”。对课程思政教学的调查显示，学生对这部分内容的引入也很认可，有学生留言“能培养我们的科学精神，增强团队合作意识”。

5.3 催生出一系列教研教改成果

教学团队在进行创新教学的过程中，也催生出了一系列的教研教改成果。结构力学课程2021 年获批湖南省线上线下混合式一流课程、校级课程思政示范课程；基于课程研究申报校级教研教改项目2 项，省级教研教改项目1 项；获批校级课程思政优秀案例一项。课程团队以本课程为素材参加教学竞赛，获得教学综合能力竞赛二等奖1 项、信息化教学竞赛二等奖1 项、课程思政教学竞赛二等奖2 项。

5.4 学生参加各类竞赛屡获佳绩

学生近几年参加大学生力学竞赛、大学生结构设计信息技术大赛均取得很好的成绩。力学竞赛是由湖南省教育厅组织的一门“走高端路线”的学科竞赛，其含金量高、考试难、要求高，最能体现学生的力学建模思维；结构设计信息技术大赛主要考查学生利用所学专业知识解决实际工程设计问题的能力。这些成绩的取得，体现了学生综合素质的提升，也从侧面反映了课程改革取得了良好的成效。

6 结语

土木工程专业是关乎“住”与“行”的民生专业，结构力学作为助力培养土木工程专业学生工程思维的关键学科，课程设计必须紧跟新时代思想引领，以培养有担当、有责任、有抱负的年轻一代为己任。 本文从课程资源、教学内容、课程思政、方法手段和评价体系五个方面着手，探索结构力学教学改革创新途径，取得良好成效。教学团队将继续完善“一核三驱五翼”的教学创新模式，培养会学、好学、乐学的土木学子，贯彻落实党的二十大精神，培养勇担使命的时代新人。