結構力學課程“1+0.5+0.5”培養模式的構建與實施★

趙延林 李長風 高紅梅

(黑龍江科技大學建筑工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022)

結構力學課程“1+0.5+0.5”培養模式的構建與實施★

趙延林 李長風 高紅梅

(黑龍江科技大學建筑工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022)

以結構力學課程為核心，結合高層建筑結構課程、計算機輔助設計課程及各專業課的課程設計與畢業設計等實踐性教學環節，形成了“3+1”人才培養模式下，以“知識講授+綜合訓練+工程實踐”為主線的土木工程專業結構力學課程“1+0.5+0.5”全程式培養模式，以提高土木工程專業學生工程結構分析與計算能力。

結構力學，培養模式，課程建設

結構分析是結構設計中極其關鍵的一個環節，而結構力學就是為結構分析提供理論分析與計算方法的課程。因此，結構力學課程是土木工程專業一門重要的核心專業基礎課，具有較強的理論性和實用性[1]，它不但為后續專業課程提供了力學基礎，而且在課程設計、畢業設計等實踐性教學環節中也要反復用到結構力學的知識。依據國家和黑龍江省的《中長期教育改革和發展規劃綱要》，按照教學服務型功能定位和應用型人才培養目標定位，課程建設要把服務專業作為建設的指導原則，專業基礎課要結合專業，注重職業能力。要實現由教材體系向以專業為核心的能力體系轉變，由以傳授知識為主線和單一的課堂教學為主向以培養能力為主線，理論與實踐、課內與課外培養一體化轉化。

1 結構力學課程建設現狀

近年來，全國各土木工程類院校都投入大量的人力和物力對結構力學課程進行建設，取得了一系列的教學與科研成果[2]。目前，我國建成結構力學國家級精品課的高校共有五所，建成各省級結構力學精品課的高校有數十所，綜合分析其建設情況，可將我國結構力學課程的建設特點概括為：1)課程科學的模塊分割；2)教學內容改組；3)教學方法和手段的多樣化；4)教材編寫、修訂周期縮短；5)教學軟件和試題庫建設；6)網絡教材及教學建設。這些建設成果的取得，標志著我國結構力學課程的教學內容及教學手段開始向現代化、國際水平靠攏。但在原有人才培養模式下，結構力學課程的建設工作主要集中在課程的教學階段，沒有實現力學課程的縱深化與全程化建設，教學中存在著“重理論、輕實踐”的通病。具體表現為：1)課堂教學中缺乏工程實例分析，使理論教學與工程實際相脫節；2)在各專業課的課程設計中缺乏力學分析與計算方法的指導，使理論知識與應用訓練相脫節；3)在畢業設計中缺乏力學分析與計算的指導，致使學生在結構計算簡圖及工程實用計算方法的選擇上存在不足，造成工程應用能力較差的局面，嚴重影響了畢業設計的質量。

2 “1+0.5+0.5”全程式培養模式的構建

按照“以專業為核心，以知識為基礎，以能力為主線，以項目為載體，厚基礎，強能力”的原則，以結構力學課程為核心，以提高土木工程專業學生工程結構分析與計算能力為目標，通過多課程、多教學環節的綜合建設，最終形成“3+1”人才培養模式下，以項目為載體、以“知識講授+綜合訓練+工程實踐”為主線的土木工程專業結構力學課程“1+0.5+0.5”的全程式培養模式。該培養模式的核心內容包括：1)形成適應教學服務型大學建設與應用型人才培養模式需求的結構力學課程建設指導思想；2)突出課程的服務專業性與能力培養性；形成新型教學模式下經典結構力學、工程實用手算法與電算法教學內容體系；3)優化以項目為載體的結構力學課程課堂教學方法與手段，強化課堂實踐性教學環節的建設工作；4)改革各專業課課程設計的指導方案，提高“綜合訓練”實踐性教學環節的教學效果；5)改革畢業設計的指導方案，提高“工程應用”實踐性教學環節的教學效果。該培養模式是由課程組教師結合多年的結構力學課程教學及指導土木工程專業各實踐性教學環節的經驗，首次在國內提出的。其突出了培養學生解決工程實際問題的應用能力，可以有效解決土木工程專業結構力學課程教學中存在的“重理論、輕實踐”的通病。通過該教學模式的建設，將真正實現新形勢下結構力學課程“厚實基礎、服務專業、強化應用”的培養目標與縱深化和全程化建設。真正實現力學課程的工程實用性服務宗旨，提高土木工程專業應用型人才的培養質量。

3 “1+0.5+0.5”全程式培養模式的實施

3.1 建設的指導思想

通過調研，結合我校應用型人才培養目標，確定了結構力學課程建設的指導思想為：課程改革必須與科研及學科發展方向相結合，課程改革必須與實際工程相結合，課程改革必須與現代科技發展相結合，課程改革必須與學生的成才和就業相結合。

3.2 調整教學內容

1)經典結構力學。依據我校的人才培養目標，結構力學課程的教學要求應定位于在掌握基本原理的基礎上，學會處理工程實際問題的分析和計算方法[3，4]。具體在本課程內容上，就是掌握靜定結構的內力、位移計算方法，掌握用力法、位移法計算超靜定結構的基本原理，熟練掌握一種實用手算方法(漸進法)，能使用結構力學求解器進行結構計算，能對結構的受力進行初步的定性分析。2)工程實用手算法。在經典結構力學教學的基礎上，加強工程結構分析實用手算法的教學，具體內容包括：a.連續梁與無側移剛架內力計算的力矩分配法；b.豎向荷載作用下剛架內力計算的分層計算法與二次彎矩分配法；c.水平荷載作用下剛架內力計算的反彎點法與D值法。3)工程實用電算法。在掌握了經典結構力學與工程實用手算法的基礎上，加強工程實用電算法的教學，具體內容包括：a.應用結構力學求解器進行結構分析與計算；b.應用PKPM工程設計軟件進行結構分析與計算。

3.3 優化教學方法與教學手段

進一步優化課堂教學方法，完善課堂教學手段，實現以項目為載體的由教材體系向以專業為核心的能力體系轉變[5，6]；最終實現由以傳授知識為主線和單一的課堂教學為主向以培養能力為主線，理論與實踐、課內與課外培養一體化轉化。具體實施方法包括：1)通過多媒體課件，將實際工程搬進課堂，實現以項目為載體的課堂實踐性教學環節。2)通過布置大作業，實現工程實用手算法的“綜合訓練”。3)通過各專業課的課程設計，加強工程實用手算法與電算法的“綜合訓練”。4)通過畢業設計，提高工程實用手算法與電算法的“工程應用”。

3.4 實施效果

結合黑龍江科技大學土木工程專業本科生的結構力學課程教學，通過多年的實踐與探索，已基本形成了一套較成熟的以“知識講授+綜合訓練+工程實踐”為主線的土木工程專業結構力學課程“1+0.5+0.5”的全程式面向工程的結構力學課程新型教學模式。該教學模式以使學生掌握扎實的力學基礎知識為核心，突出了學生的結構分析、工程適用手算與電算等綜合實用能力的培養，可有效提高應用型人才培養的質量。其教學效果主要表現為：1)課程的教學內容體系更加適合于應用型人才培養模式的要求，“知識講授+綜合訓練+工程實踐”全程式培養模式提高了力學課程教學服務于專業、服務于工程的教學目的。2)該種教學模式，提高了課堂教學質量，調動了學生學習結構力學課程的積極性，期末考試一次及格率達95%，并有多名學生在省級結構設計大賽中獲得了一等獎、二等獎。3)激發了學生利用力學知識解決實際工程問題的興趣，近年來，平均每屆有近百名學生投身到大學生科研活動中，課程組教師平均每年指導大學生科研立項20余項。4)有效提高了學生的結構分析與計算能力，在課程設計與畢業設計中，85%的學生能夠較靈活地應用工程實用手算法與電算法對工程結構進行內力分析與計算。

4 結語

以“知識講授+綜合訓練+工程實踐”為主線的土木工程專業結構力學課程“1+0.5+0.5”的全程式教學模式，摒棄了原有人才培養模式下結構力學課程教學“重理論、輕實踐”，從而造成的理論教學與工程實踐嚴重脫節的通病，突出了力學課程的工程實用性培養目標，以新的人才培養模式為指導，把理論教學、實用訓練與工程應用有機地結合起來，實現力學課程的縱深化、全程化建設，提高土木工程專業學生的工程結構分析與計算能力，真正實現力學課程的工程實用性服務宗旨。

[1] 宋巖升,劉永軍.結構力學精品課建設實踐與思考[J].沈陽建筑大學學報(社會科學版),2011,13(4):500-502.

[2] 文國治,陳名弟,王達詮，等.結構力學精品課程建設成果回顧與展望[J].高等建筑教育,2009,18(1):74-76.

[3] 徐士代.教研型高校結構力學課程建設探析[J].高等建筑教育,2010,19(3):75-78.

[4] 袁端才,胡其高.《結構力學》分層教學的探索與實踐[J].高等教育研究學報,2012,35(2):77-79.

[5] 許 凱,陳朝峰,楊祖權.定性分析在結構力學教學中的應用研究[J].高等建筑教育,2010,19(6):98-11.

[6] 程 健,翟清翠,劉運生.結構力學教學應用歸納對比法的探索[J].高等建筑教育,2012,21(3):111-113.

Construction and implementation of “1+0.5+0.5” training model of structural mechanics★

ZHAO Yan-lin LI Chang-feng GAO Hong-mei

(CollegeofCivilEngineering，HeilongjiangUniversityofScience&Technology，Harbin150022,China)

With structural mechanics as the core, combined with the high-rise building structure, computer-aided design courses and the courses of the curriculum design and graduate design practical teaching, the “1+0.5+0.5” full program training mode with “knowledge lecture + integrated training+ engineering practice” as the main line was formed in the civil engineering structural mechanics courses teaching to enhance the engineering structural analysis and computing skills of the civil engineering students under the “3+1” application-oriented training model.

structural mechanics， training mode， curriculum construction

1009-6825(2014)30-0253-03

2014-08-14

★：黑龍江省教育科學“十二五”規劃課題(課題編號：GBC1211114)；黑龍江科技大學青年才俊培養計劃資助項目

趙延林(1971- )，男，博士，碩士生導師，教授； 李長風(1975- )，女，碩士，副教授； 高紅梅(1978- )，女，碩士，副教授

G642.0

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