以學(xué)生為中心導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程實(shí)踐與思考

馬魁 劉慶貴

摘?要：結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程作為武昌工學(xué)院省級(jí)一流土木工程本科專業(yè)重點(diǎn)建設(shè)的一門課程。結(jié)合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，為了更好地提升結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。該課程堅(jiān)持以學(xué)生為中心導(dǎo)向，通過采用線上、線下混合式教學(xué)模式，改革考核形式，落實(shí)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)，做好教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程建設(shè)進(jìn)行一系列的探索與實(shí)踐。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的興趣，提升實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)具有愛國(guó)主義精神的新工科人才。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué)；考核形式；課程思政；教學(xué)團(tuán)隊(duì)

中圖分類號(hào)：G4?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.05.083

結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程為學(xué)校省級(jí)一流土木工程本科專業(yè)重點(diǎn)建設(shè)的一門課程。在土木工程專業(yè)課程體系中具有舉足輕重的作用。通過本課程的學(xué)習(xí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立開展工程結(jié)構(gòu)受力分析的能力，掌握工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、開展內(nèi)力以及位移的計(jì)算。本課程在整個(gè)課程體系中起承上啟下作用，通過該課程學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，不僅可直接應(yīng)用于工程實(shí)踐，解決工程實(shí)踐問題。同時(shí)又能為后繼相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定必需的理論基礎(chǔ)，對(duì)提高學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力及科學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有極其重要的作用。

1?堅(jiān)持以學(xué)生為中心導(dǎo)向

然而，在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)過程中存在著很多問題。學(xué)校作為一所地方應(yīng)用型本科高校，招收學(xué)生主要以中下游本科生為主。該層次學(xué)生大部分基礎(chǔ)比較薄弱、學(xué)習(xí)能力不足，尤其是自我約束管理、自主學(xué)習(xí)能力方面存在短板。而結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程具有理論性強(qiáng)、分析計(jì)算應(yīng)用相對(duì)復(fù)雜多變的特點(diǎn)。因此，在土木工程專業(yè)中，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程成了難學(xué)的代名詞。

在針對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)反饋中，一部分學(xué)生認(rèn)為課程還可以跟得上，另一部分學(xué)生認(rèn)為結(jié)構(gòu)力學(xué)太枯燥、太難學(xué)太難懂。該部分學(xué)生，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程提不起興趣，片面以為“及格萬歲”。上課積極性不高，導(dǎo)致期末考試成績(jī)并不理想。更有學(xué)生，為了在期末應(yīng)付考試，在準(zhǔn)備考試階段通過死記硬背來應(yīng)對(duì)，很顯然這與我們體現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的應(yīng)用能力而開展教學(xué)的目的相違背。由于學(xué)生個(gè)體基礎(chǔ)的差異性、自主學(xué)習(xí)能力及認(rèn)知能力的差異性，目前的教學(xué)形式很難充分照顧到每一位學(xué)生的需要，導(dǎo)致有些學(xué)生營(yíng)養(yǎng)不良，有些學(xué)生營(yíng)養(yǎng)過剩的現(xiàn)象。針對(duì)這些問題，在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)過程中，教師要轉(zhuǎn)變理念、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)習(xí)慣。對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程建設(shè)進(jìn)行一系列的探索與實(shí)踐，堅(jiān)持以學(xué)生為中心導(dǎo)向，通過采用線上、線下混合式教學(xué)模式，改革考核形式，落實(shí)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)，做好教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的興趣，提升實(shí)踐動(dòng)手能力，落實(shí)培養(yǎng)具有愛國(guó)主義精神的新工科人才。

針對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)改革首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下教學(xué)目標(biāo)：首先應(yīng)使學(xué)生獲得足夠的知識(shí)，并能將這些知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中，解決實(shí)際的生產(chǎn)問題；其次是使學(xué)生獲得一種嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的思維方式，能夠適應(yīng)未來任何的環(huán)境；再次是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)由被動(dòng)的學(xué)習(xí)行為轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革確實(shí)需要了解學(xué)生的需求，以大學(xué)生學(xué)習(xí)需求為中心出發(fā)進(jìn)行教學(xué)改革。以學(xué)生需求為中心的教學(xué)本質(zhì)就是：教學(xué)的重點(diǎn)就是教會(huì)學(xué)生如何進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)什么，應(yīng)該怎么學(xué)，教學(xué)生做到“快樂學(xué)習(xí)”“懂得學(xué)習(xí)”“善于學(xué)習(xí)”。其中“懂得學(xué)習(xí)”是關(guān)鍵，要掌握“會(huì)自己進(jìn)行學(xué)習(xí)、會(huì)思考如何進(jìn)行學(xué)習(xí)、通過學(xué)習(xí)提升自己的業(yè)務(wù)能力”。近年來，以學(xué)生為中心導(dǎo)向的教育理念已在各高校推廣應(yīng)用。我們只有在進(jìn)行課程教學(xué)改革時(shí)首先轉(zhuǎn)變觀念，堅(jiān)持以學(xué)生為中心導(dǎo)向的教育理念，在此基礎(chǔ)上，投入更多時(shí)間，完成教學(xué)的深度，才能提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，真正體現(xiàn)新工科應(yīng)用型人才最本真的內(nèi)涵。

2?線上、線下混合教學(xué)模式

以學(xué)生為中心的教學(xué)，針對(duì)學(xué)生個(gè)體基礎(chǔ)的差異性、自主學(xué)習(xí)能力及認(rèn)知能力的差異性，應(yīng)采用線上、線下混合式教學(xué)模式充分照顧到每一位學(xué)生的需要，充分調(diào)動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。一方面，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)起對(duì)學(xué)生出勤等的日常管理，分發(fā)接收資料、查閱作業(yè)等，節(jié)約其占用的課程時(shí)間。同時(shí)學(xué)生也可以利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)與老師實(shí)時(shí)進(jìn)行互動(dòng)，隨時(shí)提出自己的疑惑。網(wǎng)上平臺(tái)實(shí)時(shí)的記錄反饋了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提高了教學(xué)效率。另一方面通過網(wǎng)絡(luò)分享課程學(xué)習(xí)資源，如PPT、習(xí)題庫(kù)、視頻、課外學(xué)習(xí)資料等。在教學(xué)開始前，利用線上平臺(tái)發(fā)送預(yù)習(xí)相關(guān)資料組織學(xué)生開展預(yù)習(xí)。在教學(xué)進(jìn)行中，運(yùn)用平臺(tái)預(yù)設(shè)的思考討論等發(fā)起提問。動(dòng)態(tài)了解學(xué)生的情況，便于在課中及時(shí)地調(diào)整教學(xué)方式進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的進(jìn)一步補(bǔ)充。課后布置作業(yè)互動(dòng)，及時(shí)的檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的強(qiáng)化處理。利用網(wǎng)上豐富的工程教學(xué)資料向?qū)W生普及力學(xué)知識(shí)。放手讓學(xué)生動(dòng)手去做，去發(fā)現(xiàn)問題、去思考問題、來解決問題。通過線上布置一些有趣的實(shí)踐操作，讓學(xué)生解決工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題，體悟?qū)嵺`應(yīng)用提高學(xué)習(xí)的激情。

3?改革考核形式

以學(xué)生為中心的教學(xué)，在結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程教學(xué)改革過程中通過改革考核制度可強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知水平，實(shí)現(xiàn)透過考核數(shù)據(jù)反饋學(xué)生創(chuàng)新能力程度。為此，通過制定一套科學(xué)、合理、易于操作的成績(jī)考核體系，開展個(gè)性化評(píng)價(jià)考核。除了傳統(tǒng)的作業(yè)、考勤、期末考試指標(biāo)之外，引入結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核。全面考核學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)體系的完整認(rèn)識(shí)，客觀地檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，使成績(jī)考核數(shù)據(jù)更加有效。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠讓學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐，多角度的運(yùn)用力學(xué)知識(shí)、原理。將復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)問題通過建立計(jì)算模型，完善綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的能力，切實(shí)提高創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4?落實(shí)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

4.1?采用啟發(fā)式教學(xué)法

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中有許多基本概念。通過掌握梳理基本概念后，可以結(jié)合工程實(shí)際啟發(fā)學(xué)生思考計(jì)算簡(jiǎn)圖的簡(jiǎn)化、幾何組成與工程結(jié)構(gòu)的靜定關(guān)系、靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以及求解超靜定結(jié)構(gòu)的力法與位移法的聯(lián)系與區(qū)別等，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用工程思維來思考結(jié)構(gòu)力學(xué)問題。結(jié)構(gòu)力學(xué)的首要任務(wù)如何將三維空間的物體，進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，最終簡(jiǎn)化成有效的計(jì)算簡(jiǎn)圖，用于工程分析。為此，采用啟發(fā)式引導(dǎo)學(xué)生思考計(jì)算簡(jiǎn)圖的概念。工程結(jié)構(gòu)由于構(gòu)造復(fù)雜，因此往往不能直接對(duì)其進(jìn)行分析。在實(shí)際處理的過程中，通常會(huì)忽略掉次要的部分，對(duì)其主要的部分進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。經(jīng)過簡(jiǎn)化處理，得到的簡(jiǎn)圖稱為計(jì)算簡(jiǎn)圖。因此在簡(jiǎn)化的過程中，要分清主次，抓住重點(diǎn)?？偨Y(jié)做好結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化需要從以下四方面進(jìn)行簡(jiǎn)化處理：體系的簡(jiǎn)化、桿件的簡(jiǎn)化、支座的簡(jiǎn)化、節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化。又如在理解支座的簡(jiǎn)化后，通過對(duì)支座簡(jiǎn)化的認(rèn)識(shí)。請(qǐng)學(xué)生積極思考，跨越鐵路、河流而修建的轉(zhuǎn)體橋梁，采用哪種支座呢?？梢酝ㄟ^身邊的工程案例，如我們校園的教學(xué)樓，共6層，采用內(nèi)走廊的框架結(jié)構(gòu)形式。按照簡(jiǎn)化處理的基本原理如何進(jìn)行簡(jiǎn)化呢。啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考簡(jiǎn)化的要點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與到知識(shí)中來，通過分組討論校園教學(xué)樓的簡(jiǎn)化模型，總結(jié)結(jié)構(gòu)。在深入案例實(shí)施的過程中體悟知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用。讓學(xué)生獲得對(duì)知識(shí)的認(rèn)同，產(chǎn)生一種認(rèn)同肯定感，以更加積極飽滿的熱情融入結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程中，為教師開展思政教育打好基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際出發(fā)去分析解決工程實(shí)際問題，樹立良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ桃庾R(shí)，讓學(xué)生在實(shí)際的學(xué)習(xí)和工作中勇于探索、求真務(wù)實(shí)。讓學(xué)生不由自主的融入課堂中。學(xué)會(huì)將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來，提升創(chuàng)新能力。

4.2?案例教學(xué)法

結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析對(duì)象包含各種工程結(jié)構(gòu)?？梢粤信e歷史悠久的趙州橋、摩天大樓上海中心大廈、大跨度空間結(jié)構(gòu)鳥巢。我們可以以武漢的長(zhǎng)江大橋?yàn)槔?，?duì)桁架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和計(jì)算方法進(jìn)行分析，不僅僅可以激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情，同時(shí)還提供給學(xué)生充分的文化自信和民族自豪感。

4.3?實(shí)踐教學(xué)法

隨著學(xué)科的不斷發(fā)展，在開展結(jié)構(gòu)力學(xué)理論教學(xué)的同時(shí)，改革教師的教學(xué)方法以及學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算簡(jiǎn)圖，通過比較手算和軟件計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)一步分析結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，從而找出誤差的原因。在這個(gè)過程中，不斷地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，觀察分析問題的能力。通過開展多角度思考，反復(fù)實(shí)踐培養(yǎng)創(chuàng)造性思維素養(yǎng)。

4.4?發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法

以身邊的工程結(jié)構(gòu)為例，通過面對(duì)面的教學(xué)探索使學(xué)生參與其中，加強(qiáng)知識(shí)的理解。比如，在講解結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的過程中，以我們校園的教學(xué)樓為對(duì)象。共6層，采用內(nèi)走廊的框架結(jié)構(gòu)形式。思考總結(jié)簡(jiǎn)化處理的基本原理。站在學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)主席臺(tái)，望著主席臺(tái)屋頂，可以領(lǐng)略到空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提供的大空間，理解桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)總結(jié)新的知識(shí)點(diǎn)。

5?做好教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

課程專業(yè)任課教師要勇于反思總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。為了提高教師的創(chuàng)新能力和業(yè)務(wù)水平，改善教學(xué)效果，完善做好師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)。重視力學(xué)模塊教師交流小組的活動(dòng)。定期通過小組內(nèi)的課程教研討論活動(dòng)，分享交流課程的教學(xué)情況、方法、手段等方面內(nèi)容。對(duì)于教學(xué)過程中存在的問題，要積極地進(jìn)行問題的總結(jié)，深入探究和思考問題產(chǎn)生的原因并制定針對(duì)性的措施和方法解決存在的問題。為了確保及時(shí)地認(rèn)識(shí)到存在的問題，可定期開展教學(xué)調(diào)研。搜集團(tuán)隊(duì)內(nèi)其他老師的建議、分析思考學(xué)生的觀點(diǎn)和建議。另外，為了充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的力量，在團(tuán)隊(duì)內(nèi)要重視團(tuán)隊(duì)的協(xié)作發(fā)展，取長(zhǎng)補(bǔ)短。通過輪流、互動(dòng)聽課授課制度。吸收好的教學(xué)方法、風(fēng)格等的優(yōu)勢(shì)?？梢匀娲龠M(jìn)教師快速地成長(zhǎng)。同時(shí)，也能促使教師不斷地學(xué)習(xí)總結(jié)，思索改進(jìn)教學(xué)水平。通過以上途徑，可讓教師及時(shí)的發(fā)現(xiàn)容易忽視的問題，可更好地改善這些問題，并最終使課程教學(xué)改革走向積極的一面，實(shí)現(xiàn)真正意義上的提高教學(xué)質(zhì)量。為了持續(xù)的促進(jìn)教師業(yè)務(wù)水平的提升，小組教師可充分利用假期開展企業(yè)掛職鍛煉，了解行業(yè)新的發(fā)展動(dòng)態(tài)。同時(shí)積極參加學(xué)校及企業(yè)組織的相關(guān)會(huì)議及培訓(xùn)，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，學(xué)習(xí)先進(jìn)的知識(shí)和新技術(shù)，提高教師綜合業(yè)務(wù)水平。

6?結(jié)語

結(jié)合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，我們只有在進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程教學(xué)改革時(shí)首先轉(zhuǎn)變觀念，堅(jiān)持以學(xué)生為中心導(dǎo)向的教育理念，在此基礎(chǔ)上，投入更多時(shí)間。通過采用線上、線下混合式教學(xué)模式，改革考核形式，落實(shí)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)，做好教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)（一）課程建設(shè)進(jìn)行一系列的探索與實(shí)踐。完成教學(xué)的深度，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際來分析解決工程問題，樹立良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ桃庾R(shí)。讓學(xué)生在實(shí)際的學(xué)習(xí)和工作中勇于探索、求真務(wù)實(shí)，提升創(chuàng)新能力。才能提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，真正體現(xiàn)新工科應(yīng)用型人才最本真的內(nèi)涵。

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