土木工程专业结构力学课程教学改革研究与实践

李 喆

(湖南科技学院土木与环境工程学院，湖南 永州 425199)



土木工程专业结构力学课程教学改革研究与实践

李 喆

(湖南科技学院土木与环境工程学院，湖南 永州 425199)

介绍了土木工程专业结构力学课程的特点，分析了结构力学教学实践中存在的问题，并从教学内容、教学方式、学习引导、实践教学等角度，探讨了该课程的教学改革策略，旨在实现课程的教学目标。

结构力学，教学改革，教学内容，工程实践

0 引言

结构力学是固体力学的重要分支学科之一，它主要研究的是杆件体系的受力及传力的规律以及如何对结构进行优化的学科。作为土木工程专业最重要的专业基础课，其课程的教学效果直接影响后续专业课程的学习。结构力学可作为多种实际工程项目结构设计时的内力分析方法，为结构施工提供必要的理论依据，因此该课程具有理论概念性强、方法技巧性高等特点。

结构力学主要任务是研究杆系结构在外荷载、温度等作用下的受力性能分析。然而随着近些年来高等院校的持续扩招，高等教育逐步普及，如何将与结构力学相关的专业知识高质、高效地传授于学生就显得格外重要[1]。

长期的一线教学实践证明，扎实的结构力学功底，对后续专业课程内容的学习和理解至关重要。在应用型本科人才培养计划的背景下，众多院校对结构力学课程改革进行了研究与尝试，并取得了一定成果，但仍存在一些问题亟待解决。因此，本文针对目前结构力学教学中存在的问题，在总结前人教学改革所取得的成果基础上，提出对该门课程教学改革的几点建议。

1 结构力学教学实践中的问题

在土木工程专业课程设置体系中，结构力学课程具有不容置疑的重要地位，是联系基础力学课程与工程设计课程的纽带，是从力学基本理论过渡到工程实际应用的重要桥梁[2]。然而，在构建大土木工程专业及教学的改革背景下，由于各专业课课时在一定程度上被削减，这对学生教学培养和课程设置引起众多问题。

1.1 教学内容的重复设置

目前，通识教育在国内各大高校的盛行，致使土木工程学科在专业课程设置上忽视了力学课程的整体性及综合性，而这将造成不必要的内容重复，缺乏相互的融合、贯通。

1.2 教学方法相对单一

现今，PPT教学授课方式逐步代替传统板书讲解，这虽然使得教师从机械、重复、繁琐的板书中解放出来，但是只通过单一地点击鼠标将板书、图标、计算图等瞬间显示在屏幕上，这种机械式地将知识点填塞给学生，在内容和方法上缺乏创新，不利于激发学生的学习兴趣。

1.3 弱化了学生能力培养和引导

结构力学课程因为课时的缩减，只为纯粹地达到教学要求，一些简化版或浓缩版的教材被选用在学生教学上，教材的过度压缩，不利于学生分析、思考和解决问题的能力培养，因此难以提高教学质量。

1.4 理论教学与工程实际联系不紧密

结构力学与其他基础力学类课程相比，其应该不仅仅只注重解答书本中的力学题目，更应该致力于解决建筑结构设计与分析、建筑结构施工、结构的加固与改造等工程实际问题。

结构力学涉及的领域相对较广，内容相对较多，且由于高度抽象的理论演绎，要传授学生熟练掌握、灵活运用结构力学知识确实不易，此外客观上还要求兼顾教学效率和教学质量，无疑给结构力学的教学又增加了难度。

2 结构力学课程教学改革探讨与实践

基于上述分析，结构力学教学改革应以充分激发学生学习兴趣为基础，围绕力学的基本概念及其科学运用这条主线，以工程实践为背景，工程思维与创新实践能力培养为根本目标[3]。为此，在经典结构力学教材内容与传统课堂教学方式的基础上，教学实践中可尝试一些改革举措。

2.1 重组教学内容，提升教学质量

结构力学的教学质量受到教学内容的重要影响。在教学课时缩减的情况下，应进行必要的课程内容的取舍和重组，以期体现力学教学的连贯性、系统性，从而提升教学质量。

其中，理论力学、材料力学作为结构力学的先修课程，同结构力学的部分章节有所重复，因此需要统筹现有教学的基本内容，对课程中重复设置的章节不做详细讲解，由学生自主学习。这样在一定程度上整合了教学资源，使得教学时间有效率地利用在其他重要的地方。

在结构力学的讲授内容的重组中，应舍去其中部分理论性较强而对学生思维能力培养作用不大的内容。在该部分的教学内容上应当注重学生基础知识的培养，引导而非填塞式教学，这样有利于激发学生的学习兴趣，提高学生的学习热情。

2.2 注重教学方式的多样性

应注重多媒体教学与传统教学两种模式的相互结合，避免形式的单一化。

结构力学传统的教学模式是以板书、教科书为载体，采取口授方式进行教学[4]。教师能够通过学生在课堂的表现及时了解学生的状态和情绪，并根据教学内容的难易程度及时的调整，控制授课的节奏，从而使得学生紧跟教师的思维。此种教学模式的优点显著，但是传统的教学模式受到板书和教科书的限制，承载的信息量十分有限，且由于推导公式过程复杂和繁琐，此种教学模式相对枯燥单调，效率相对较低。

随着信息技术的改革，多媒体教学方式的出现，使得抽象枯燥的教学内容通过图、文、声、像等形式展现，非常的生动具体，这有助于学生对基本概念和基本理论的理解和掌握。由于课件包含的信息量大，是调节教学内容多和教学课时少的有效途径。但是由于商业和市场模式的运作，大量的教学课件在内容上哗众取宠，质量上并没有得到保证，而这极大程度上限制了学生想象和思维的空间，弱化学习过程中以学生为主体的地位。

综上，在本门课程的教学中，应兼顾两种不同的教学方式，针对不同的教学内容采取适当的教学方式。

2.3 加强学习引导，培养综合能力

注重学生能力的培养是现代高等教育的一个重要特征，而这要求在结构力学的教学过程中，应将知识传授与能力培养融于一体。不仅仅要帮助学生打好扎实的理论基础，还要注重对学生能力的培养。这要求教师在授课过程中，采用适当的问题式、启发式等教学方式，引导并激发学生的学习热情，使其自主地深入学习。

结构力学是一门具有很强工程实践性质的基础课程，对于知识的掌握靠课堂教学是往往不够的，而这需要在课外搭建一个理论知识与实际应用相结合的平台来促进学生对知识的掌握。学生在命题的环境背景下，运用所学的结构力学知识，选用不同的材料，进行结构模型设计，使得结构能够通过模型加载，并引入“结构设计大赛”的评判标准。课外实践课平台能够充分调动学生的学习积极性和主动性，能加深学生对结构力学课程内容的理解。

为此，在课外实践平台的基础上，高校力学教研组可以创办一些比赛活动，在比赛活动中，学生们需要自行设计制作结构模型、建立分析模型，形成最后分析结果，并通过实验验证模型与力学分析过程的正确性。这些活动的开展都有利于学生思维的开阔和创造能力的培养。

2.4 结合工程实践，强化学习目的

兴趣是最好的老师，为了达到学有所思、学以致用的目的，在结构力学课程开展上，教师应当有意识的将各章知识点和基本力学概念与工程实践背景相结合，在传授新的知识内容前，通过工程实例图片、视频和动画等动态效果，创设实际工程情景，从而引出各章教学内容对应的工程任务，以充分激发学生的学习动机。

可以说现存的很多建筑工程事故与结构体系受力不合理相关，如果结构的力学问题处理好了，就能够极大程度上避免建筑工程事故。通过实际的工程实践案例分析，并对学生在学习过程中设置一些具体的要求，可以让学生在理解该门课程重要性的基础上，潜移默化地将工程一些思想概念渗透至结构力学的学习过程中，利于学生对知识的学习。

3 教学实际中机遇与挑战

自21世纪以来，高等教育的普及已经为我国输送了一批又一批的高素质、高水平的技术性人才，这些人力资源在社会的各个阶层和角落发挥着举足轻重的作用。但是，随着科学技术的高速发展，知识更新速度爆炸性增长，知识获取途径不再局限于课堂上的言传身教，人们迫切地需要一种高效的知识传授途径，因此教学改革的方式也倍受人们的争议。

授人以鱼不如授人以渔，能够做到寓教于乐，那么课程的教学目的也便达到了。结构力学的任课教师的专业背景有结构工程、桥梁工程、工程力学等，这些专业知识对于开展结构力学研究性教学都将会起到很大的作用。任课教师通过结合自己的专业背景，重新设计合理的教学方案，能够在结构力学授课的过程中让学生感受力学的华美与精粹，这之中老师所散发的独特魅力势必对学生今后的学习和发展有着深远的影响。不仅仅结构力学教学如此，其他课程教学也是相通的。

[1] 龙驭球，包世华.结构力学(Ⅰ，Ⅱ)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2] 周 臻，尹凌峰，缪志伟.基于首要教学原理的结构力学教学过程重构[J].高等建筑教育，2011(5)：59-64.

[3] 李国华，罗 健，董 军,等.结构力学教学方法研究[J].高等建筑教育,2012，21(1)：81-84.

[4] 杨从娟.结构力学多媒体教学的问题与思考[J].理工高教研究，2007，26(1)：131-132.

Study and practice on teaching reform of the construction ofStructuralMechanicsfor the civil engineering

Li Zhe

(SchoolofCivilEngineeringandEnvironment,HunanUniversityofScienceandEngineering,Yongzhou425199,China)

The paper introducesStructuralMechanicscurriculum features of civil engineering major, analyzes problems existing inStructuralMechanicsteaching practice, and explores the curriculum teaching reform strategies from aspects of teaching contents, teaching approaches, learning guiding and practical teaching, with a view to realize the curriculum teaching targets.

structural mechanics, teaching reform, teaching content, engineering practice

1009-6825(2016)24-0243-02

2016-06-19

李 喆(1986- )，男，助教

G642.0

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