基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革的探索*

程麗紅　顧連勝　胡艷香　高金賀　張敏思（東華理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，江西南昌330013）

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基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革的探索*

程麗紅顧連勝胡艷香高金賀張敏思
（東華理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，江西南昌330013）

摘要：通過結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，從整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)方法、改進教學(xué)手段、改革考核方式這四個方面對結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)提出了相應(yīng)的對策，旨在提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和綜合能力。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；結(jié)構(gòu)力學(xué)；教學(xué)改革

Abstract:The paper proposes corresponding measures by combining cultivation objects of practice-oriented talents from four aspects as follows:integrating and optimizing teaching contents，improving teaching methods，improving teaching means，and reforming assessment modes，which aims to enhance the quality of personnel training and comprehensive ability.

Keywords:practice-oriented talents；structural mechanics；teaching reform

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”是土木工程學(xué)科主要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，旨在使學(xué)生掌握桿件體系內(nèi)力與位移計算的基本原理，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析和計算的能力，并為其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及從事生產(chǎn)實踐中的結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工等工作打下基礎(chǔ)。因此，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”在整個專業(yè)培養(yǎng)計劃中占有重要地位。［1］

在東華理工大學(xué)土木工程專業(yè)現(xiàn)有的培養(yǎng)方案中，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程理論授課學(xué)時為70學(xué)時，上機實踐學(xué)時為6學(xué)時；相對而言，理論學(xué)時長、實踐學(xué)時短。學(xué)生常有“理論易懂，題目難解”、“純理論知識枯燥乏味”等反映。學(xué)生從受力的角度去理解、分析工程應(yīng)用問題和在實際工程中提出力學(xué)問題的能力和素質(zhì)明顯不足。另外，隨著結(jié)構(gòu)分析軟件的不斷完善和發(fā)展，工程實際中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的定量分析計算大多借助于專業(yè)分析軟件PKPM、廣廈CAD等進行。因此，實際工程中需要的是力學(xué)概念清楚、工程思維能力強、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新意識濃厚、具有扎實的定性分析能力的優(yōu)秀技術(shù)人才。

依據(jù)國家《中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》［2］，按照教學(xué)服務(wù)型功能和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，課程建設(shè)應(yīng)把服務(wù)專業(yè)作為建設(shè)的指導(dǎo)原則，專業(yè)基礎(chǔ)課要結(jié)合專業(yè)，注重職業(yè)能力［3］。因此，為響應(yīng)高等工程教育提出的培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求，應(yīng)主動轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，整合和優(yōu)化“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法和教學(xué)手段，改革考核方式，實現(xiàn)課堂教學(xué)與工程實踐的統(tǒng)一與結(jié)合。

一、基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革具體對策和措施

（一）整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

1.對教學(xué)內(nèi)容有所側(cè)重合理分配學(xué)時

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”內(nèi)容分為靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)兩大塊，這兩大塊涉及到的結(jié)構(gòu)形式基本相同，分別有梁、剛架、桁架、拱、組合結(jié)構(gòu)；“結(jié)構(gòu)力學(xué)”主要任務(wù)是計算內(nèi)力和位移。而超靜定結(jié)構(gòu)的計算是以靜定結(jié)構(gòu)的計算為基礎(chǔ)，因此學(xué)生首先必須掌握靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和位移計算，教師在授課中對教學(xué)內(nèi)容要有所側(cè)重，對重點掌握的內(nèi)容多花精力和功夫講授，讓學(xué)生徹底掌握。

例如：在“理論力學(xué)”課程中已涉及到“桁架的內(nèi)力計算”中的“結(jié)點法”，不必浪費大量學(xué)時重新詳細講解，只要回顧復(fù)習(xí)即可；對于“截面法”和“結(jié)點法與截面法的聯(lián)合應(yīng)用”這兩種方法就需要詳細講解；著重從幾何構(gòu)造分析角度講解桁架的組成、分類和不同類型桁架內(nèi)力的計算方法和技巧［4］。靜定多跨梁、靜定剛架等結(jié)構(gòu)內(nèi)力的求解方法和內(nèi)力圖的畫法與靜定單跨梁的方法相同，盡管“材料力學(xué)”課程中學(xué)習(xí)了簡支梁、懸臂梁等靜定單跨梁的內(nèi)力圖的畫法，在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程中同樣重要，要求學(xué)生重點掌握。

2.將“結(jié)構(gòu)力學(xué)”與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程知識深度融合

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”在大一大二的基礎(chǔ)課和大三大四的專業(yè)課之間起著承前啟后的作用?！敖Y(jié)構(gòu)力學(xué)”中的一些知識點在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計類課程如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》、《混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》及相應(yīng)課程設(shè)計中有進一步的應(yīng)用。例如：將“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中“梁的軸力圖、剪力圖、彎矩圖”和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》中“梁的設(shè)計”兩部分知識教學(xué)結(jié)合起來，就能使學(xué)生對工程常用構(gòu)件“梁”有一個完整的認(rèn)識，也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更有針對性，并且能讓學(xué)生意識到結(jié)構(gòu)力學(xué)知識的學(xué)習(xí)就是為了解決工程結(jié)構(gòu)問題；從而讓學(xué)生明白不僅僅要掌握構(gòu)件的內(nèi)力計算方法，更多的是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從受力的角度去理解和分析構(gòu)件的工程應(yīng)用問題，因此有必要將力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計類專業(yè)課程知識融合，從而學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力得到了培養(yǎng)和提高。

3.將“結(jié)構(gòu)力學(xué)”與執(zhí)業(yè)資格考試接軌

教師在選取教學(xué)內(nèi)容時，應(yīng)考慮到學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展，不要一味要求學(xué)生掌握高深的原理和復(fù)雜的計算。土木建筑行業(yè)已建立起比較全面的執(zhí)業(yè)資格體系，注冊工程師考試大綱要求具備必要的結(jié)構(gòu)力學(xué)知識。因此，教師授課過程中可以突出“對證教學(xué)”，講授考試真題。從而為學(xué)生以后的考證奠定基礎(chǔ)，讓學(xué)生體會到“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程學(xué)習(xí)的重要性。

（二）改進教學(xué)方法

1.問題牽引式教學(xué)方法，吸引學(xué)生注意力

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程是與實踐緊密結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過提出一些相關(guān)的工程問題，引出本節(jié)課的授課重點。例如講授靜定多跨梁時，引入跨海大橋工程圖片，因其跨度很大，引導(dǎo)學(xué)生思考不適于建造成簡支梁，可采用增加支墩的方法減少橋梁的計算跨度從而提高橋梁工程的承載能力。每增加一個支墩即增加了一跨，成為“多跨梁”，可能是“靜定多跨梁”，也可能是“超靜定多跨梁”。而“超靜定多跨梁”的內(nèi)力求解是以“靜定多跨梁”的內(nèi)力計算為基礎(chǔ)。進而引出本節(jié)課要介紹的“靜定多跨梁”這一授課重點，從而引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，把學(xué)生置于整個教學(xué)過程的主體位置，形成教師引導(dǎo)、師生互動的學(xué)習(xí)氣氛，從而牢牢地抓住學(xué)生的注意力。

2.問題互動式教學(xué)方法，增加課堂趣味性

“問題”是教學(xué)互動得以開展的基礎(chǔ)和條件。確?；邮浇虒W(xué)的實施，教師課前必須根據(jù)人才培養(yǎng)計劃和課程教學(xué)大綱，立足教學(xué)內(nèi)容在“教學(xué)熱點”、“教學(xué)重點”、“教學(xué)疑點”上精心設(shè)計互動問題。例如講授“影響線的應(yīng)用”這小節(jié)時，為突出其探討的是移動荷載作用問題，區(qū)別于其它章節(jié)的固定荷載作用問題?？商岢龉こ虇栴}如吊車梁的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生思考是以最大內(nèi)力來設(shè)計截面和選配材料；要求出最大內(nèi)力就必須知道荷載的最不利作用位置。而荷載的最不利位置的確定可以采用影響線這個強大的武器去尋找，從而得出吊車梁的最大內(nèi)力。采取教師講授與啟發(fā)式提問相結(jié)合的“以學(xué)生為中心”、“動中學(xué)”的互動式教學(xué)方法，鼓勵學(xué)生積極思考，踴躍發(fā)言，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。

3.案例舉證式教學(xué)方法，促進工程銜接性

在教學(xué)過程中要注意理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。如講解“計算簡圖的繪制”時，分析常見的廠房、橋梁等實際結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)力學(xué)原理深入淺出；介紹梁、剛架、桁架、拱和組合結(jié)構(gòu)時，利用多媒體引入大量的工程圖片，使學(xué)生對各種結(jié)構(gòu)有一個充分的認(rèn)識；講解“力矩分配法”時，引入多層多跨的房屋結(jié)構(gòu)為例，其因超靜定次數(shù)很多不便于用已學(xué)習(xí)過的“力法”及“位移法”求解，詳細介紹如何用本章的“力矩分配法”來求解。總之，將書本上的理論結(jié)合具體的工程實例深入分解工程項目，分解到學(xué)生學(xué)過的基本單元，幫助學(xué)生將所學(xué)知識由點連成線、面，以故事、經(jīng)歷的形式傳遞給同學(xué)，促進書本理論和工程實踐的銜接。

（三）改進教學(xué)手段

1.傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合

講課提綱用板書表示：直觀展示教學(xué)重點和難點，動態(tài)展現(xiàn)教學(xué)思路，強化學(xué)生記憶，加深學(xué)生印象，以引起學(xué)生注意；具體講授內(nèi)容用多媒體幻燈演示：利用計算機把文字、圖像、聲音、動畫等多種媒體信息按一定的教學(xué)策略、教學(xué)方式組合成教學(xué)程序，把抽象的力學(xué)原理具體化、形象化、準(zhǔn)確化，豐富教學(xué)內(nèi)容和信息量，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

對于“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中典型例題的講解，本人結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗，建議教師采取板書教學(xué)這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法將計算過程講透徹，給學(xué)生足夠的思考時間和做筆記的時間。

2.教師課堂講解與學(xué)生課下自學(xué)相結(jié)合

結(jié)合課堂所學(xué)內(nèi)容，提出相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生進行課下預(yù)習(xí)及利用網(wǎng)絡(luò)、圖書、圖紙等多種形式，獲取最新知識，形成教學(xué)相長的良好教學(xué)氛圍。

（四）改革考核方式

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”當(dāng)前普通采用的考核方式是期末閉卷考試，是在應(yīng)試教育思想指導(dǎo)下進行的一種考試模式，不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)?！敖Y(jié)構(gòu)力學(xué)”作為土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課，其知識內(nèi)容直接或間接地應(yīng)用于大量的工程實踐，一次期末考試往往不能客觀地反映教師的教學(xué)水平和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。本著“重平實、重應(yīng)用”的原則，從培養(yǎng)應(yīng)用型人才的角度出發(fā)，有必要對一次性閉卷考核方式進行改革，以多種考核方式和期末閉卷考試相結(jié)合，共同考核學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)水平和工程實踐能力。例如：

1.突出教學(xué)過程管理，考核學(xué)生的課堂表現(xiàn)如出勤情況、回答問題情況、作業(yè)完成情況等，并適時公布記錄，這也體現(xiàn)了教師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)從而引領(lǐng)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度；

2.采取小測驗的形式，對學(xué)生進行階段性知識掌握情況考核，既讓學(xué)生鞏固階段性知識，也為教師下一步的教學(xué)工作奠定基礎(chǔ)；

3.注重實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)，對工程應(yīng)用性較強的授課內(nèi)容，可采取布置大作業(yè)如設(shè)計結(jié)構(gòu)模型的形式進行考核。

二、基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革研究的意義

1.通過整合和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重與相關(guān)專業(yè)課程的銜接與滲透，將教學(xué)內(nèi)容與工程實際相結(jié)合，利用工程背景加強學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)概念和原理的理解和應(yīng)用，既拓寬了學(xué)生的知識面，又提高了學(xué)生運用力學(xué)知識解決工程問題的能力。

2.通過改進教學(xué)方法，采用問題牽引式、問題互動式、案例舉證式教學(xué)方法，形成教師引導(dǎo)、師生互動的學(xué)習(xí)氣氛，從而牢牢地抓住學(xué)生的注意力，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；與工程案例相結(jié)合教學(xué)，突出學(xué)生的技能培養(yǎng)。

3.通過改進教學(xué)手段，采用傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合、教師課堂講解與學(xué)生課下自學(xué)相結(jié)合，形成教學(xué)相長的良好教學(xué)氛圍。

4.從考核方面加強平時考核力度，通過改進課程考核方式，可充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)造能力、分析和解決問題的能力，也有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，從而提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻

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中圖分類號：G642

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）12-0134-02

*基金項目：江西省高等學(xué)校教學(xué)改革資助項目（編號：JXJG-14-6-7、JXJG-13-6-8、JXJG-14-6-24）；東華理工大學(xué)校級教改項目（編號：DHJG-15-01）。

作者簡介：程麗紅（1982-），女，漢族，江西臨川人，碩士，講師，主要從事土木工程專業(yè)力學(xué)類課程教學(xué)研究和高等教育研究工作。