結構力學教學中注重培養學生的研究能力和工程實踐能力

[摘要]高等學校是人才培養的主要陣地，21世紀的人才培養應具有厚基礎、強能力和高素質三個特點。本文是作者在吉林大學建設工程學院各專業結構力學課程教學中，進行教改和教學實踐的基礎上總結而成。主要闡述了結構力學教學中，課內開展創新教學，引導學生積極思考，激勵學生自主性學習、研究性學習和創造性學習，全面提高課堂教學質量。課外通過開展各種創新活動和實踐活動，培養學生的創新意識、動手能力和創造力，提高學生的綜合能力。

[關鍵詞]結構力學；創新教學；研究能力；實踐能力

1 引言

結構力學是高等學校工科土木工程類、水利工程類各專業的專業基礎課，在培養計劃中占有很重要的地位。但隨著高等教育寬口徑培養模式的實施，培養計劃總學時大幅度縮減的同時又增加了計算機和實踐學時比例，許多專業結構力學課程學時減少。結構力學由20世紀80～90年代的80～90學時，到目前已降至64學時，選修課降至42學時。學時減少但對學生的培養要求卻更高了，為此我們在結構力學教學方面做了一些相應的改革，不僅要求學生掌握結構力學課程的內容，而且在結構力學的教學中特別注重培養學生的研究能力和工程實踐能力。

2 教學內容整合

大學本科課程是相互關聯的，有些課程內容亦有重復，學生從一門狹窄的必修課到另一門必修課，很少能發現課程之間的聯系，看不到知識的總體。在結構力學教學內容的改革中，為避免和先修課的重復，保證與后修課的銜接，在教學內容上做了調整，刪減重復內容，亦注重知識與能力的切換。例如，靜定單跨梁和桁架的內力計算，在材料學中已經講過，因此在結構力學中只簡單一提并不做詳細的講解。在超靜定部分，因為目前工程上出現了大量的高次超靜定剛架，如果用力法計算十分麻煩，而位移法可用計算機計算高次超靜定問題，所以超靜定部分重點放在位移法。最后每個學生給四學時上機時間，學生獨立編題，用計算機計算。

從結構力學教學的角度來說，如何培養創新人才，培養學生的研究能力和實踐能力還是一個新課題。我們在實踐中體會到在教學內容的增刪整合上體現了與時俱進的思想，除了要精通教學內容和相關知識背景外，還要把與教學內容相關的科研創新的成功體驗與學生們交流。力求將書本知識直觀化、形象化、動態化、立體化，很受學生歡迎。學生在掌握基本的結構力學知識以后，就應自己確定要研究的問題領域或項目，并指導學生應用所學的知識來完成該問題。這些問題有可能是學科前言問題。對于學生來說，管理自己的項目比解答枯燥書本中的問題要有趣得多，有了自己控制學習的感覺。學生通過探索和研究獨立解決問題，研究能力日積月累悄然形成。

3 教學方法

主要采用啟發式教學，以提高學生的學習興趣。為避免“滿堂灌”，授課時采用設計提問、啟發思維的教學方法，調動學生學習的積極性。組織好習題課。在習題課中采用案例教學法，案例教學法擺脫了講授法的弊病，不急于給學生一個是和非的答案?！懊曰笮浴焙汀安淮_定性”為學生提供了發揮想象力和創造力的空間。和學生一起討論分析，讓幾個同學一起來做同一道題，提倡一題多解，既活躍了課堂氣氛，又引導了學生的三個欲望：求知欲望、競爭欲望和表現欲望。同時注意歸納總結，做好承上啟下，重點要反復強調，加深印象。

開設討論課。對于培養學生的想象力和激發學生的創造性，討論課的作用不能忽視。討論課把“一言堂”變為“群言堂”。激發學生對結構力學學習的興趣。強調舉一反三和知識的融會貫通，使學生通過結構力學的學習接受特定學科研究方法的訓練，因而有相當的深度。結構力學討論課應該圍繞那些能夠激勵并開闊學生知識視野的主題進行，要提供給學生機會在合作性的環境中通過求索、探索進行學習。

4 開展課外教學活動。培養學生工程實踐能力

結構力學是一門與工程實踐密切相關的技術基礎學科，培養學生的工程實踐能力，結構力學教學環節中也應該創造條件進行實踐，調動學生的學習積極性，有針對性的開展課外學習活動，吸引本科生參加教師的科研和教學研究工作，是一種行之有效的培養模式。

許多學生為了學習，進校后自己配備了計算機，針對一些同學們喜愛動畫制作、計算機繪圖，對軟件設計感興趣，引導學生參與基礎力學教師的課堂教學軟件制作、教學實踐裝置的相關零部件圖紙的繪制、力學實驗數據處理程序設計、工程結構強度計算等。同學們在這類工作中，即可復習和鞏固所學的力學知識，同時又能提高相關計算機知識的應用能力，而且能豐富和充實各自的業余生活。

組織學生撰寫力學課程小論文，小論文題目不大，篇幅不長，鼓勵學生在自己身邊尋找、發現力學問題，利用所學的知識分析、研究力學問題。為了更好地調動學生學習的積極性、培養學生綜合能力，我們對課程考核方法進行改革，充分考慮學有余力的同學的個性發展。對質量高的小論文可在課程成績中獲得額外加分，也可由學生自己提出申請，考試前安排課程小論文公開答辯，答辯委員會根據小論文的質量、答辯情況評定成績，此成績可作為期終考試成績，如學生不滿意，也可參加期終考試等等。

暑期的短學期教學過程中，建筑工程專業各年級同學分別有十天左右的認識實習和生產實習。這類實踐活動通常是學生接觸實際工程、鍛煉實踐能力的好機會。在這些實踐環節，同學們接觸的是實際結構與構件，與以往理論教學中抽象的概念大不相同。在這類教學過程中，可以把梁、板、柱等實際構件與理論知識有機的聯系起來，通過結構加深對概念的理解，利用理論分析解釋結構的受力和構造。這就極大地提高同學們利用理論知識解決實際問題的能力。通過實踐訓練后，同學們在畢業設計環節進入角色快，工作效率高，獨立工作能力強，也能保證畢業設計高質量完成。近幾年，我系每年都有一名同學畢業設計評為校級優秀畢業論文，三到四名同學畢業設計評為院級優秀畢業論文。

5 結語

在結構力學教學中注重培養學生研究能力和實踐能力方面，我們做了很多工作。我們深感作為基礎力學教師，在自身的教學活動中，將教學工作從課內引伸到課外，培養學生的自主學習能力、工作實踐能力、是進一步深化教學改革的任務，教師在這方面所做的工作和一切努力，一定會由同學們在今后各自的工作也集中體現出來。

近年來在力學教師的配合和廣大學生們的積極參與下，力學創新教學與課外實踐活動都取得了很好的效果。力學教師的教學水平和課堂教學質量明顯提高，學生學習的積極性和綜合能力明顯提高。2007年全國力學競賽中我院學生獲二等獎一名。獲三等獎二名，2009年獲一等獎3名，二等獎15名，三等獎17名。總之，培養學生綜合能力不僅是當今時代的需求，也是我們作為高級教師的責任和義務。從教師的角度應注意發揮主導作用，充分體現為創造性而教，并需要在教學方法上的不斷的探索研究和突破，當然也需要在教師與學生之間親密合作，以及授課之間的協調配合，其中涉及許多問題還有待于我們共同不斷去探索、去追求、去創新。