三本院校土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革研究

王百田 王文斌

摘 要： 本文結(jié)合商丘學(xué)院學(xué)生與教學(xué)客觀條件，參考兄弟院校土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革，針對土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)提出改革思路和內(nèi)容。

關(guān)鍵詞： 教學(xué)改革 結(jié)構(gòu)力學(xué) 三本院校

一、引言

三本院校是指本科錄取批次和錄取順序處于第三位置本科院校，多數(shù)為民辦院校，其經(jīng)費來源不是來自國家撥款而是由學(xué)院的舉辦方通過各種方式籌集得到。商丘學(xué)院于2013年開辦了土木工程專業(yè)，屬于較晚開設(shè)的本科專業(yè)，需要在教學(xué)中不斷積累經(jīng)驗，總結(jié)不足，本文就是在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)方面的總結(jié)和探索。

結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。在“數(shù)學(xué)—力學(xué)—結(jié)構(gòu)—施工”土木工程專業(yè)的課程系列中，其中“力學(xué)”是包括理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)是聯(lián)系力學(xué)和結(jié)構(gòu)的紐帶，前置課程主要有數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)，后置課程主要有混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程抗震設(shè)計、橋梁工程、土木工程施工，是土木工程專業(yè)踏入專業(yè)領(lǐng)域的基石，也是土木工程專業(yè)靈魂[1]，同時是學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)，為學(xué)生畢業(yè)后參加工程實踐提供了強大的理論支撐，因此結(jié)構(gòu)力學(xué)對于土木工程專業(yè)學(xué)生的重要性毋庸置疑。

二、三本院校土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)特點

（一）授課對象

教師服務(wù)的對象是學(xué)生，三本院校的學(xué)生是本科錄取批次和錄取順序處于第三位置錄取的學(xué)生，因此相對一本、二本院校，學(xué)生的基礎(chǔ)相對較差，自學(xué)能力不足，對于結(jié)構(gòu)力學(xué)授課內(nèi)容理解能力較差，但在實踐能力方面并沒有較大劣勢，在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)注意學(xué)生的客觀條件，積極改革教法和教學(xué)內(nèi)容，彌補不足，發(fā)揮長處?；趯W(xué)生的特點，相對一本二本院校結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)，三本院校應(yīng)當(dāng)更加注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，強化結(jié)構(gòu)力學(xué)概念的培養(yǎng)，更加注重培養(yǎng)學(xué)生定性分析的能力[2]。

（二）師資水平

基于客觀條件的限制，三本院校教師和學(xué)生比例小，具有高級職稱的教師比例相對一本二本院校較低，多為初級、中級青年教師，授課經(jīng)驗比較少，對教材的知識體系把握不深，授課技巧不足，但基本都具有碩士研究生以上學(xué)歷。同時注意到大多數(shù)青年教師在碩士研究生期間跟隨導(dǎo)師參加了大量工程計算和實踐，對各種計算軟件應(yīng)用比較熟練，具有較強的理論聯(lián)系實際的能力。因此，三本院校在師資方面應(yīng)該不斷增加高級職稱的比例，加強青年教師的專業(yè)學(xué)習(xí)，提高教師授課技能，提升教學(xué)水平，在授課過程中更加注重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高概念理解能力，弱化計算，強調(diào)計算機軟件在結(jié)構(gòu)力學(xué)中的應(yīng)用。

（三）教學(xué)內(nèi)容

結(jié)構(gòu)力學(xué)的主要任務(wù)是根據(jù)力學(xué)原理研究在外力和其他外界因素作用下的內(nèi)力和變形，探索結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)[3]。主要包括結(jié)構(gòu)組成分析、靜定結(jié)構(gòu)受力分析、影響線、結(jié)構(gòu)位移計算、力法、位移法、力矩分配法與結(jié)構(gòu)動力學(xué)計算等，內(nèi)容概念多，知識不集中，較為分散，不能很好地形成完整的知識體系?；谖倚W(xué)生和教師的特點，結(jié)合我校實際，把靜定結(jié)構(gòu)受力分析、結(jié)構(gòu)位移計算、力法、位移法作為重點講述內(nèi)容，重點培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、概念理解能力和計算校核能力。但在教學(xué)過程中仍然發(fā)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容偏多，教學(xué)課時偏少，學(xué)生接受能力差，教學(xué)進度緩慢，重要知識點無法展開，教學(xué)效果不太理想。

（四）教學(xué)方法

在教學(xué)方法上，由于客觀條件的限制，仍然是以傳統(tǒng)板書為主，多媒體教學(xué)較少，缺少實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。教師多為年輕教師，講課方式比較單調(diào)、乏味，很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情。對于如何進行實驗教學(xué)還沒有形成較系統(tǒng)的看法，針對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)更是缺乏系統(tǒng)完整的理解。

三、教學(xué)改革內(nèi)容

（一）教學(xué)內(nèi)容

教師在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)結(jié)合學(xué)生水平合理選擇教學(xué)重難點，例如針對穩(wěn)定性計算、動力學(xué)計算，著重培養(yǎng)學(xué)生對力學(xué)概念的理解能力，提高學(xué)生結(jié)構(gòu)力學(xué)定性分析能力，適當(dāng)安排較為簡單同時能夠說明問題的案例分析。在土木工程專業(yè)知識體系中應(yīng)當(dāng)注意結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)、理論力學(xué)的銜接，例如靜定梁的內(nèi)力計算可以重點放在材料力學(xué)上，為學(xué)生在結(jié)構(gòu)力學(xué)打下良好基礎(chǔ)。

（二）課時安排

我院結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程安排在一個學(xué)期，共68個課時。在實踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生接受能力弱，滿足不了學(xué)生結(jié)構(gòu)力學(xué)知識體系的形成需要。參考兄弟院校結(jié)構(gòu)力學(xué)課程設(shè)置，基本都安排兩個學(xué)期結(jié)構(gòu)力學(xué)課程，因此在后期的土木工程培養(yǎng)方案中，準(zhǔn)備將結(jié)構(gòu)力學(xué)分兩個學(xué)期上。同時為滿足學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計和考取研究生的需要，可以在大四上學(xué)期開設(shè)20-30個課時的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)，以滿足學(xué)生備考研究生和畢業(yè)設(shè)計的需要。

（三）分類教學(xué)

把結(jié)構(gòu)力學(xué)的按照教學(xué)內(nèi)容分為以下幾大類：

1.前置課程中講述過的。例如，靜定結(jié)構(gòu)支座反力的計算、簡支梁、懸臂梁支座反力、內(nèi)力的計算，這部分內(nèi)容已經(jīng)在前置課程講過，在結(jié)構(gòu)力學(xué)講述過程中僅僅做適當(dāng)回顧。

2.結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)部分。這一部分內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造分析，靜定結(jié)構(gòu)，影響線，位移計算，力法、位移法、力矩分配法，這些是結(jié)構(gòu)力學(xué)的最基本部分，能夠滿足后期學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課的需要。通過兩個學(xué)期的結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生能夠達到90%以上的同學(xué)對基本部分有熟練的掌握。

3.強化和提高部分。這一部分主要包括矩陣位移法、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等知識，主要在第七學(xué)期講授。主要滿足學(xué)生考研和考證的需要，為學(xué)生更加深入學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。

4.實踐教學(xué)部分。這一部分主要通過軟件學(xué)習(xí)實現(xiàn)，主要通過結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器、PKPM軟件、有限元軟件的學(xué)習(xí)加深學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)的定性理解。

5.結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽。營造學(xué)生學(xué)習(xí)研究的氛圍，培養(yǎng)學(xué)生堅實的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)的興趣，增強解決實際問題的能力，在課程作業(yè)環(huán)節(jié)實施組織學(xué)生進行結(jié)構(gòu)設(shè)計[4]。

（四）教學(xué)方法

教學(xué)方法上從以下幾個方面進行改革：（1）在教學(xué)過程中增強結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)和工程實踐的結(jié)合能力，可以穿插講述混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的力學(xué)計算的內(nèi)容等；（2）適當(dāng)增加現(xiàn)代多媒體教學(xué)課時，積極利用新技術(shù)新手段教學(xué)；（3）積極培養(yǎng)學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)的興趣，可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、桁架模型試驗提高學(xué)生的興趣[5]。

（五）實踐教學(xué)

主要通過以下幾個方面：（1）強調(diào)學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)定性分析的能力，可以通過結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器、ANSYS軟件、PKPM軟件計算簡單的力學(xué)模型，不做量的精確計算，分析彎矩的正負號、位移的形式等；（2）積極實施案例教學(xué)，在課堂上介紹一些國內(nèi)外工程實際，進行形式的討論，既開闊學(xué)生視野，又提高學(xué)生興趣；（3）進行結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計和制作，通過模型設(shè)計和制作將力學(xué)的概念和工程實踐相聯(lián)系，既加深學(xué)生結(jié)構(gòu)力學(xué)概念的理解，又提高學(xué)生的動手實踐能力和興趣；（4）完善考核體系，將實踐項目按一定比例折算到結(jié)構(gòu)力學(xué)總成績上[6]。

四、結(jié)語

我院土木工程專業(yè)成立較晚，需要不斷學(xué)習(xí)兄弟院校的經(jīng)驗，需要不斷從實踐改革中摸索經(jīng)驗，結(jié)合實際情況探索出一套適合三本院校土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的方法。

參考文獻：

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