獨立學院結構力學教師課程教學改革與實踐探討

魏科豐

摘 要：在我院結構力學課程前一階段教學改革的基礎上，對存在的問題進行總結歸納，同時從優化授課內容、充分利用現代化教學手段、改進教學方法、探索新的考核方式等幾個方面進行了闡述，最后對整個教學改革過程中存在的問題進行逐一梳理總結，并針對存在的問題給出解決的辦法，提出獨立學院結構力學課程教學改革的方向。

關鍵詞：獨立學院；結構力學；教學改革

中圖分類號：F240 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）12-0237-02

結構力學課程是土木工程專業主要的專業基礎課之一，該課程在整個人才培養計劃中占有重要的地位，獨立學院的結構力學課程面臨著學時減少，學生基礎差導致提不起學習興趣等問題，因此對結構力學課程進行教學改革以提高教學效果顯得尤為重要。我院在本課程教學改革初期，筆者提出了將整個結構力學課程內容劃分為基礎、強化、實踐、競賽四個模塊，采取分類教學的方法在我院2010級土木工程專業學生中進行試驗，取得了一定的效果，但也存在一些問題，在以后的教學過程中將從以下幾個方面進行教學改革。

一、授課內容進一步優化

（一）弱化與其他課程重復的內容

結構力學課程在整個教學體系中起著承上啟下的作用，我院在減少理論學時、加強實踐環節的思路的指引下，理論學時由96學時減少為目前的64學時，如何在有限的時間里完成基本教學任務，這就需要對課程內容進行合理的優化和取舍。例如利用結點法和截面法進行桁架結構的計算在理論力學中作為主要內容講過，在結構力學中就可以不講這部分內容，繪制靜定梁、靜定剛架的彎矩圖和剪力圖在材料力學課程中講過，在結構力學的講課過程中就可以弱化這部分內容，可以多講一些內力圖的繪制技巧。矩陣位移法與結構動力學的內容專門在第七學期以選修課的形式利用32個學時進行講解，從上課的情況來看大部分是準備考研的學生，這樣既保證了結構力學課程體系的完整性又兼顧了學生的實際需要，從2013年上課和考研的情況來看，效果是比較理想的。

（二）加大實踐教學力度

結構力學實踐課程主要是通過結構力學課程設計的形式開展，時間為兩周，主要利用結構力學求解器和PKPM軟件進行結構的受力分析，將軟件計算的結果和理論分析計算的結果進行對比分析，以此檢驗理論計算的正確性。同時利用實驗室里面的剛架模型，每個班分組設計加載方案，實驗并計算出該鋼架模型的承載力和位移，與實驗測得的結果進行對比分析，以此來檢驗結構力學計算公式的正確性。2013年10月在武漢大學舉辦的湖北省第一屆結構設計大賽中我院參賽隊員就是利用結構力學求解器完成了所制作的模型的受力分析與計算，并取得了優異的成績。

（三）整合與調整

教學改革的目的在于適應獨立學院土木工程專業應用型人才培養的需要，為更好地體現因材施教，對于專科的學生我院在制定人才培養方案時整合了理論力學和材料力學這兩門課程，以一門工程力學課程來代替，同樣起到了夯實基礎的作用。對于本科學生則只上理論力學的靜力學部分，材料力學的教學內容也進行了合理的優化，這樣調整以后減少了重復教學環節，但整個力學課程的內容并沒有減少，將更多的課時用在學生的實踐環節，方便了學生以后的就業，實踐證明這樣的調整是有效的，是符合獨立學院學生的實際情況的。

二、充分利用現代化教學手段

（一）發揮多媒體課件的優勢

隨著學時數的減少，完全依靠傳統的板書教學是難以完成教學任務的，應用多媒體教學可以將圖片及講課的提綱直接顯示出來，節約了大量的時間。例如講到幾何構造分析的時候，大家對瞬變體系不好理解，筆者利用求解器將多種結構體系輸入計算后，利用求解器的動態顯示功能則能非常直觀地顯示結構的變形狀態；在講到拱、梁及各種剛架結構的時候，則可以引入實際工程的照片，使得大家能與這些結構進行近距離的接觸；在講到影響線的時候則可以將汽車在橋梁上運動引起橋梁結構的變形制作成Flash，這樣影響線的概念就好理解了，還可以用Flash動畫的方式演示包絡圖的形成和繪制，加深學生對相關知識的理解和掌握。

（二）網絡教學平臺的應用

除了傳統的課堂教學及課外輔導答疑外，教師可以將結構力學課件、教案、教學大綱、教學進度計劃表及相關的教學視頻放在網絡上，供學生下載學習，同時可以在網絡上開辟專門的學習交流平臺，學生將學習過程中遇到的問題發布到網絡上，教師及時地給以解答，形成良好的互動學習的氛圍。

（三）將傳統板書教學與現代化教學手段進行有機結合

多媒體課件播放速度較快，信息量大，學生無法完全接受，但是傳統的板書教學形式比較單一，講課過程中效率較低，如何取長補短，將兩者有機地結合呢？對于計算簡圖、實際工程圖片及結構內力的變化、結構的變形等利用多媒體可以很直觀地顯示出來，但是涉及到公式推導及講解例題時候則最好采用板書的形式，在一步步推導講解的過程中也能使教師和學生形成良好的互動，使學生在思維上跟上教師的節奏，提高學生的學習興趣。因此合理利用黑板板書和PPT課件，課堂才能真正活躍起來，學生和教師才能真正成為一個整體，雙方都能積極參與到教學過程中來，真正起到應有的教學效果。

三、改進教學方法提高教學效果

（一）在教學過程中引入實際案例

結構力學知識來源于工程實際，但與工程實踐又有很大的差距，在講課過程中引入實際工程案例不僅能增強課堂的趣味性，而且能幫助學生理解相關的理論知識，能極大地提高他們學習結構力學的興趣。但這對教師有了更高的要求，需要教師參與過一些實際工程，從而能站在一個比較高的點上去講解結構力學。例如在講解彎矩圖的繪制的時候，可以將框架梁和雨篷進行對比分析，根據它們彎矩圖不同的繪制方向說明彎矩圖畫在受拉測，也能說明為什么雨篷的受力鋼筋放在上部，而框架梁的受力鋼筋放在下部，在講解拱結構的時候，可以列舉不同時代的橋梁工程來對比分析，加深學生對拱結構的理解，從火車和汽車通過橋梁的問題引入移動荷載和影響線的概念等，這樣將實際工程與理論學習結合起來不僅能提高學生的學習興趣，而且能讓學生將所學知識前后連貫起來，取得了良好的教學效果。endprint

（二）通過舉辦競賽促進結構力學教學及學生學習

為了進一步營造校園濃厚的學習研究氛圍，提高學生的專業素養及培養學生的探索創新精神，激發學生學習結構力學的興趣和熱情，增強學生綜合運用結構力學知識解決實際工程問題的能力，促進我系人才培養質量的提高，由城建系舉辦的結構力學競賽于2013年6月6日晚上如期舉行，參加競賽的共有來自土木工程、工程管理、建筑工程技術專業的共206名學生參加，整個競賽從5月份開始籌備，5月中旬開始報名，在整個報名及競賽過程中同學們表現出了極大的參與熱情。2013年10月中旬參加了湖北省第一屆結構設計大賽，獲得了第三名，是獨立學院中唯一獲獎單位。通過參加這樣的比賽，學生的理論水平及動手能力都得到了提高，教師在教學過程中也可以有針對性地加強學生的練習及引導學生思考。

（三）有針對性地培養學生的創新意識

在教學過程中要注意引導學生思考，使得學生能獨立運用各種方法提出問題、分析問題、作出假設、驗證假設、得出理性認識上的結論，然后自己動手設計實驗方案，制作模型，將理論分析的結果與實驗結論進行對比分析，從而培養學生獨立地發現真理、獲取知識的能力。同時講課過程中多采用啟發式教學，不要一味地采取灌輸的方式，這樣有利于學生智慧火花的閃現和創造性思維的形成。

四、探索新的考核學生的方式

我院對結構力學課程的考核方式進行了多次改革，目前所采用的是除了期末閉卷考試外，在平時每章學完后都會有一次測試，學期中會進行一次期中考試，加上作業、考勤構成了學生的平時成績，在總評成績中占40%，閉卷考試成績占60%，這樣的改革實際上更加注重學生的平時學習，更加科學合理，為鼓勵學生多參加學科競賽，對于參加全國、全省及我院舉辦的結構力學競賽并獲得名次的分別在總評成績上給予15分、10分、5分的獎勵，這樣能促進學生的學習，取得較好的教學效果。

五、存在的問題及思考

在弱化與其他課程內容重復的過程中，內容的選擇及刪除范圍的合理幅度不好掌握，容易出現教師為方便自己教學而隨意刪除內容的極端現象。在實踐教學環節中，利用結構力學求解器及PKPM軟件進行結構受力分析及計算的時候，一定要保證每個人的題目不一樣，否則容易出現相互抄襲現象，在設計實驗方案的時候，教師要加強對過程的指導與考核，避免流于形式。在利用多媒體教學的時候，一方面要求教師精心制作課件，在課件中突出顯示重點難點內容，其次穿插一些工程案例及圖片，提高學生的學習興趣，最關鍵的是課件的切換方式要靈活多變，盡可能地與板書結合起來，取長補短，只有這樣方能取得較好的教學效果。

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[責任編輯 王玉妹]endprint