土木工程專業(yè)力學(xué)課程改革的研究與實踐

余紅玲

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?土木工程專業(yè)力學(xué)課程改革對培養(yǎng)現(xiàn)代化的土木工程專業(yè)人才起著非常重要的作用。土木工程專業(yè)人才作為現(xiàn)今建筑工程項目創(chuàng)新發(fā)展的人才類型之一，隨著工程項目建設(shè)難度和復(fù)雜度的提升，對土木工程專業(yè)力學(xué)人才要求也在不斷提升。這就需要積極促進(jìn)土木工程專業(yè)課程體系改革，不但要求力學(xué)人員掌握全新的專業(yè)理論體系，而且能夠在實踐操作上具有較強的技術(shù)水平?；谝陨戏治觯鎸Ξ?dāng)前土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)中存在重理論輕實踐、專業(yè)力學(xué)課程體系未能有效銜接、專業(yè)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容較為滯后的現(xiàn)狀，需要結(jié)合實際狀況實現(xiàn)創(chuàng)新改進(jìn)，旨在為實際土木工程專業(yè)力學(xué)教學(xué)水平整體提升提供一定的借鑒。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?土木工程;力學(xué)教學(xué);課程改革

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2020）07-0194-02

課程教學(xué)改革作為當(dāng)前高校教學(xué)體系創(chuàng)新建設(shè)的重要踐行方面之一，各個高校力圖通過課程教學(xué)改革提升專業(yè)人才培養(yǎng)水平，為社會經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)相符合的人才。且隨著現(xiàn)今我國在不斷倡導(dǎo)建設(shè)世界一流大學(xué)、提升人才培養(yǎng)水平，土木工程專業(yè)力學(xué)教育切實需要響應(yīng)實際號召，調(diào)動各方面資源促使力學(xué)專業(yè)課程實現(xiàn)改革創(chuàng)新，從而提升土木工程專業(yè)力學(xué)教學(xué)水平。此外，對土木工程施工建設(shè)而言，土木工程結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)分析和科學(xué)化分布是非常重要的。只有土木工程結(jié)構(gòu)從力學(xué)層面上保持平衡性，才能夠保證土木工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升工程結(jié)構(gòu)的運行壽命。相對這一方面而言，在土木工程結(jié)構(gòu)建設(shè)中，一旦某個方面應(yīng)力狀態(tài)改變，力學(xué)平衡被打破，那么極易導(dǎo)致土木工程出現(xiàn)塌陷的不良現(xiàn)象，造成不良的社會和經(jīng)濟損失。整體上而言，高校作為專業(yè)人才培養(yǎng)的重要平臺之一，無論是土木工程專業(yè)這一教學(xué)專業(yè)本身創(chuàng)新發(fā)展需求，還是順應(yīng)建筑市場發(fā)展需求，都應(yīng)積極促使專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)體系改革。以課程教學(xué)體系為載體，促使專業(yè)力學(xué)人才培養(yǎng)更加專業(yè)化，為社會經(jīng)濟發(fā)展做好土木工程專業(yè)力學(xué)人才儲備工作。

一、土木工程專業(yè)力學(xué)課程改革途徑分析

（一）優(yōu)化教學(xué)大綱，為實際教學(xué)發(fā)揮指導(dǎo)作用

土木工程專業(yè)開學(xué)課程改革工作落實中，首先能夠從教學(xué)大綱優(yōu)化層面上落實，為實際教學(xué)發(fā)揮有效的指導(dǎo)作用。具體而言，首先，針對專業(yè)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)優(yōu)化整合。這主要是針對部分土木工程專業(yè)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容存在很大重復(fù)的現(xiàn)象，尤其體現(xiàn)在原三大力學(xué)層面上。很多力學(xué)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)順序前后顛倒，與工程實際應(yīng)用思維存在相違背的現(xiàn)象。按照土木工程實際建設(shè)而言，對力學(xué)的應(yīng)用需要從明確力學(xué)概念、工程內(nèi)力分析和工程應(yīng)力分析以及應(yīng)變等方面實現(xiàn)分析管控。教材管理人員針對上述順序針對重復(fù)內(nèi)容實現(xiàn)調(diào)整處理，刪除重復(fù)的內(nèi)容，突出力學(xué)概念的教導(dǎo)[1]。此外，在力學(xué)內(nèi)容優(yōu)化中，重點針對靜力學(xué)和動力學(xué)部分實現(xiàn)專題研究，能夠促使學(xué)生明確認(rèn)識到各個力學(xué)與工程內(nèi)部建設(shè)之間的關(guān)聯(lián)性。其次，秉持提升學(xué)生能力的原則，創(chuàng)新完善課程教學(xué)內(nèi)容。在土木工程專業(yè)開學(xué)體系形成中，專業(yè)教學(xué)人員能夠明確社會經(jīng)濟發(fā)展對人才能力需求水平提升的要求。在全新的力學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建中，注重學(xué)生電算能力的提升，改變傳統(tǒng)的手算模式。如在土木工程專業(yè)力學(xué)教學(xué)中，結(jié)構(gòu)力學(xué)重點是針對超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力實現(xiàn)科學(xué)化計算的過程。但通過長時間的教學(xué)能夠發(fā)現(xiàn)，這一方法應(yīng)用是比較少的。在課程體系教學(xué)改革工作進(jìn)行中，教學(xué)管理單位能夠通過使用教學(xué)信息軟件的開發(fā)和使用，提升學(xué)生的專業(yè)編程能力，將工程設(shè)計和施工建設(shè)有效結(jié)合在一起。并且在信息化技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)體系中，能夠與市場發(fā)展前沿部分有效結(jié)合在一起，此時學(xué)生能夠切實認(rèn)識到關(guān)于土木工程專業(yè)力學(xué)應(yīng)用的最新知識信息，為專業(yè)人才深入到職業(yè)崗位中，提升崗位適應(yīng)性奠定基礎(chǔ)[2]。此外，在創(chuàng)新建設(shè)全新的教學(xué)體系中，教學(xué)團隊創(chuàng)新改革還要注重通過力學(xué)設(shè)計大賽等多樣化的活動激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性和模擬操作能力，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)土木工程受力狀態(tài)將力學(xué)行為全面模擬出來，提升技術(shù)整體操作水平。最后，教學(xué)創(chuàng)新改革要具有長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)，注重精尖人才的培養(yǎng)。在創(chuàng)新教學(xué)改革工作中，土木工程專業(yè)力學(xué)人才培養(yǎng)能夠形成卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)。在卓越工程師培養(yǎng)下，優(yōu)化教學(xué)大綱。在教學(xué)大綱優(yōu)化使用中，突破以往工程力學(xué)教學(xué)局限性，能夠注重教學(xué)大綱形成的連貫性。從力學(xué)體系基礎(chǔ)知識、平衡方程、平面體系的幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算、基本變形、組合變形、靜定結(jié)構(gòu)的位移計算、超靜定結(jié)構(gòu)等方面按照特定的邏輯順序?qū)崿F(xiàn)操作處理。在學(xué)習(xí)順序調(diào)整基礎(chǔ)上，增加工程實例的引入和使用。通過工程實例和實際教學(xué)內(nèi)容的有效結(jié)合，為學(xué)生進(jìn)一步明確力學(xué)操作相關(guān)知識點，提升整體的實踐操作能力奠定基礎(chǔ)。

（二）重視實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建更高水平的實踐教學(xué)平臺

在面對土木工程專業(yè)力學(xué)課程體系教學(xué)改革工作中，能夠突出實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建更高水平的實踐教學(xué)平臺。對土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)來講，要改變過去理論和實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，突出提升學(xué)生的實踐能力是非常重要的。具體如下：

首先，改革以往的教學(xué)理念，形成對實踐教學(xué)的科學(xué)化認(rèn)識。在土木工程專業(yè)力學(xué)實踐教學(xué)工作進(jìn)行中，需要先促使教學(xué)理念實現(xiàn)更新，只有工作人員認(rèn)識到關(guān)于實踐教學(xué)的重要性，明確實踐教學(xué)的真正內(nèi)涵，才能夠?qū)嶋H實踐教學(xué)工作有效落實發(fā)揮引導(dǎo)作用。在土木工程專業(yè)力學(xué)實踐教學(xué)改革中，應(yīng)該注重將實踐教學(xué)貫徹在理論教學(xué)的全過程中，圍繞學(xué)生科研能力、動手能力以及創(chuàng)新能力等方面落實，提升學(xué)生的綜合實踐素養(yǎng)。

其次，以培養(yǎng)卓越土木工程師為目標(biāo)，實現(xiàn)人才的科學(xué)化培養(yǎng)。在卓越土木工程人才培養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)化引導(dǎo)下，嚴(yán)格按照國家所規(guī)定的工程教育認(rèn)證體系，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、設(shè)計決策能力、實施能力以及土木工程專業(yè)信息收集和鑒別能力，并且能夠提升學(xué)生的職業(yè)道德和崗位素養(yǎng)，促使學(xué)生形成良好的團隊合作精神。在以上各方面能力提升基礎(chǔ)上，促使學(xué)生具有良好的資格認(rèn)證能力，引導(dǎo)學(xué)生參與到土木工程專業(yè)力學(xué)實踐學(xué)習(xí)中。

再次，優(yōu)化實踐操作環(huán)節(jié)，創(chuàng)新實踐操作形式。在土木工程專業(yè)力學(xué)實踐教學(xué)工作創(chuàng)新落實中，優(yōu)化實踐操作環(huán)節(jié)，采用多種方式創(chuàng)新實踐操作形式是非常重要的。實際土木工程專業(yè)實踐形式創(chuàng)新中，能夠嚴(yán)格以力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程項目施工為主要操作線，結(jié)合專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)思維認(rèn)知能力和課程學(xué)習(xí)重點，改革實驗教學(xué)體系。如學(xué)?？梢詫⑼聊竟こ虒I(yè)力學(xué)教學(xué)課程實踐課時擴展為18個課時，并且拓展為3個學(xué)期全過程實施[3]。通過延長實踐操作時間線，分層次、分級別促使學(xué)生參與到實踐操縱中，循序漸進(jìn)地提升自身的力學(xué)實踐操作能力。而在創(chuàng)新實踐操作形式中，能夠注重驗證性實驗和操作性實驗等的一同落實。在教師引導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生對土木工程的鋼筋抗彎性能和抗拉性能以及抗壓性能等實現(xiàn)實驗檢測，根據(jù)實驗結(jié)果明確鋼筋結(jié)構(gòu)力學(xué)性能是否穩(wěn)定。同時，還能夠通過超靜定鋼架內(nèi)力測試、單自由度系統(tǒng)自由衰減振動固有頻率阻尼比測定、單自由度系統(tǒng)強迫振動的幅頻特性測試等操作試驗，提升土木工程專業(yè)人員整體操作水平。以上力學(xué)教學(xué)體系的使用，不但能夠促使學(xué)生明確力學(xué)驗證性實驗和操作性實驗的區(qū)別，而且通過在多次的實驗中積累經(jīng)驗，為以后土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和相關(guān)操作奠定基礎(chǔ)。

最后，營造良好的實踐操作環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的實踐操作熱情。土木工程專業(yè)力學(xué)課程改革中，為了激發(fā)學(xué)生參與到實踐環(huán)節(jié)中的熱情，創(chuàng)新形成良好的實踐操作環(huán)境是非常重要的。一方面，學(xué)?？梢栽陧椖堪l(fā)布下，引導(dǎo)學(xué)生通過自身實踐可以自由組合，并且協(xié)作團隊自身也可以協(xié)調(diào)處理，具有較大的自主性，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性;另一方面，通過競賽活動的設(shè)計，在學(xué)分設(shè)置和實習(xí)平臺銜接下，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（三）創(chuàng)新構(gòu)建完善的評價方案，提升改革效果

無論是教學(xué)大綱的優(yōu)化還是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新完善都需要一個較為完善的評價方案。只有評價方案有效落實，才能夠保證前期一切改革工作切實落實，提升改革效果，為人才專業(yè)能力提升奠定基礎(chǔ)。在構(gòu)建完善的評價方案中，一方面，為了避免學(xué)生形成“臨時抱佛腳”的消極心態(tài)，需要注重學(xué)生日常參與力學(xué)理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)的表現(xiàn)。通過學(xué)生之間互評小組的成立，增強學(xué)生的團隊協(xié)作能力，并且激發(fā)學(xué)生內(nèi)心的自信心。另一方面，創(chuàng)新考試方式。通過試卷答題、實踐模擬操作以及綜合測試等方面測試，根據(jù)學(xué)生多個考試過程參與表現(xiàn)評估[4]。最后，根據(jù)學(xué)生日常參與土木工程專業(yè)力學(xué)設(shè)計大賽以及所發(fā)表的相關(guān)論文匯總到成績中，定期選出卓越工程師。通過以上全面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，提升課程改革學(xué)習(xí)效率。

二、土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革注重問題分析

（一）注重高水平的教師隊伍的建設(shè)

土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革工作進(jìn)行中，能夠注重高水平教師隊伍的建設(shè)對促使課程教學(xué)改革順利實現(xiàn)起著非常重要的保障作用。高水平的教師隊伍建設(shè)，一方面，要注重對現(xiàn)有教師人員的培訓(xùn)教育，學(xué)習(xí)前沿的、先進(jìn)的理論知識;另一方面，將某些大型建筑施工企業(yè)的工程師聘任為學(xué)校內(nèi)部實踐教師，并且與企業(yè)實現(xiàn)合作，輸送學(xué)生到工程項目施工中，跟隨工程師全過程操作學(xué)習(xí)，在直觀化的學(xué)習(xí)中提升自身的實踐操作水平。

（二）注重信息化技術(shù)的使用

土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革中，跟隨時代和社會發(fā)展變化，注重信息化技術(shù)的使用是非常必要的。學(xué)校根據(jù)信息化技術(shù)構(gòu)建專門的模擬操作平臺，通過模擬操作平臺的建設(shè)促使學(xué)生能夠明確力學(xué)各個測算和計算以及實驗操作過程，明確操作關(guān)鍵點，為實際落實到應(yīng)用中奠定基礎(chǔ)[5]。如將BIM技術(shù)學(xué)習(xí)和使用引入專業(yè)力學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生掌握該技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，為后期進(jìn)入崗位中，提升BIM技術(shù)整體操作水平奠定基礎(chǔ)。

綜上所述，土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革工作的實現(xiàn)對提升整體的教學(xué)水平起著非常重要的作用。在實際課程改革工作落實中，能夠從優(yōu)化教學(xué)大綱、突出實踐教學(xué)環(huán)節(jié)以及注重教學(xué)評估方案科學(xué)化形成等方面落實。同時，能夠注重高水平教師隊伍建設(shè)和信息化技術(shù)使用，全面提升土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)水平，培養(yǎng)與時代和社會發(fā)展相適應(yīng)的人才。

參考文獻(xiàn)：

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[5]陳孝珍，胡公哲.土木工程專業(yè)《理論力學(xué)》教學(xué)改革實踐與探索[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報，2017（12）.

◎編輯 原琳娜