实践教学模式下《结构力学》课程的教学心得与思考

霍中艳

摘要：通过几年来的一线教学经历与教学实践的初步探索，针对我校工科专业实践教学改革、理论课时缩短的情况，着重对结构力学课程的授课方法与手段进行了思考与总结，力求提高课堂教学成效。

关键词：结构力学；授课方法；短课时

目前创新教育已成为教育改革的主题，为了提高高校学生独立思考能力、创新能力和实际操作能力，国内各高校对实践教学日渐重视，增加实践、减少理论学时和精简内容势在必行，在这一背景下，理论学时的减少和内容的精简是对传统课堂教学模式的挑战，在这一背景下，笔者根据自己对结构力学的授课经验，重点在授课方法与手段上，对如何提高授课成效进行了思考与总结，旨在起到抛砖引玉的作用。

1 课程内容和体系

结构力学在授课内容上大致分三块：经典结构力学、程序结构力学、定性结构力学[1]，经典结构力学是所有结构力学课程精简改造而成，包含最基础的部分，故目前大部分本科院校仍把重点放在经典结构力学的讲授上。近十年来，在力学教学领域获得较多探讨和实践；不同高校对其处理方式不同，有单独筹建开课，亦有将其穿插于经典结构力学授课之中的，有高校对定性结构力学授课效果的调查问卷[2]显示，绝大部分学生认为定性结构力学有必要开设、收获较大，近三成学生认可其作为独立内容单独授课，近半数学生认为定性分析应融合在经典结构力学课程各个知识点中。结构力学是工科类专业的重要专业基础课，若涵盖上述三块内容，理论学时设置较少时，注重基础培养的同时又保持内容的完整性，教学内容深度应适当降低。

2 授课方法与手段

通过几年来的一线教学经历与实践，笔者将授课方法与手段总结如图2所示，具体内容分述如下：

2.1 讲好绪论，提高结构力学趣味性

由于结构力学学分与内容相对其他课程较多，作业多需花费大量精力，与其他专业课程联系多，使学生在学习过程中感觉繁杂无头绪，逐渐丧失兴趣和信心，个人认为，绪论作为结构力学的开场白，是提升学生学习兴趣和宏观了解这门学科、理清头绪的关键一步。近年来，随着课时压缩，不少教师都是三言两语就打发了绪论；也有部分教师认为绪论没什么内容，忽视它，这其实都是非常错误的。初学者对所学内容都有一定求知欲和好奇心，到底这门课是干什么的、有什么用，本门课程在整个大学知识链中的位置，其来龙去脉，起源与发展等等这些宏观认识都需要绪论来传达，对后续学习有重要影响。绪论上的好不好直接反应一位老师的水平与专业阅历，对于能否因势利导进一步激发学生好奇心，有关键性作用。

2.2 引入工程或生活实际案例，培养学生工程意识与创新思维

在结构力学授课过程中，应引入相关工程实际案例，让学生在设身处地关注工程问题并寻求解决之道的同时，掌握结构力学的原理与计算方法，其实就是属于近年来提倡的定性结构力学范畴，不但培养学生素质与创新能力，让其感受到求知的必要与乐趣，也可使课堂气氛更轻松活跃。从实用性角度講，让学生了解结构力学在工程与生产实例中的应用，使他们明白知识不是为了考试，而是为在将来能直接或间接指导他们实践与创新，能增强学生学习的主动性；更重要的是，实际或工程问题对本门课程的初学者冲击性比较大，能激发其学习兴趣与创新思维，例如，为什么拱坝一般建在山区，两侧拱肩处基岩风化或者有软弱夹层会怎样，拱坝是凸向上游还是下游？这都是由拱形结构的内力特点决定的，其弯矩内力比同跨度的梁小很多，一部分荷载通过轴力的方式传递给了拱肩，拱肩处的支座反力比较大，在垂直向荷载作用下拱肩也会产生水平反力，因此，拱肩处对基岩质量要求高，不能有软弱夹层，拱坝一般比较适合山区河流；至于拱坝的方向，凸向上游时沿着坝轴线方向轴力均为压力，反之则为拉力，而混凝土材料的抗压强度远远大于抗拉强度，所以很显然，凸向上游才合理。

2.3 引入科技前沿成果，增强学生研究探究能力

钱伟长院士曾说过：“教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教育，没有灵魂的教育”[3]。没有创新精神的教师也不可能培养出有创新能力的人才，教师本人应该站在学科前沿，做科研的同时，将其引入教学；其实教与研是相长的，教学的同时，也是再学习与深入思考的过程。不过，在结构力学教学中，给学生介绍本学科前沿知识时，应视学生能力而定，尽量结合已学知识，深入浅出，简要讲清本质，不但让他们觉得有能力进一步研究与引用该成果，还引起学生兴趣，希望通过学习加入到该项研究中去，进而提高学生应用科研成果的创业创新能力。

2.4 合理设计实验，用以验证理论知识

力学实验是基础力学教学中不可或缺的一个环节，一方面能帮助大学生加深对基础力学基本理论和概念的理解，更重要的是培养他们分析问题、解决问题和独立工作的能力，以及提高他们的创新能力；但目前大多数高校结构力学是纯课堂授课方式，多的加以结构力学求解器上机操作，很少有进行实验教学的，为了加强学生综合实践操作能力、科学素养以及独立思维能力，有必要通过理论讲解结合实验的方式增强学生学习效果。目前，力学一般还是通过验证型实验培养学生素质与能力，为保证其与理论教学有机结合，保证实验效果，我校结构力学实验在授课安排上，采用理论课教师承担实验课教学、实验员从旁辅助的模式；实验项目进行过程中，教师需指导学生为实验目标进行大量实验前准备工作，包括实验原理学习、了解相关设备、耗材的使用方法。

3 结语

上述内容为笔者在结构力学教学过程中的一些浅见，随着我国高等教育的不断改革与发展，根据工科相关专业建设与课程培养计划的调整、完善，教师们应不断改进结构力学课程授课方式，以提高学生兴趣，调动其学习热情，增强学生实践能力、创业创新能力，从而适应社会对工程技术人员的需求。

参考文献：

[1]袁驷.一个基础，两座大厦——《结构力学》课程的改革思路与实践[J].力学与实践，1998，20：56-58.

[2]陈玉骥.“定性结构力学”教学问卷调查结果分析[J].中国建设教育，2011，3（5-6）：18-20

[3]廖瑛.工科结构力学学习方法探讨[J].高等建筑教育，2002（4）：29-30