三本院校土木工程專業結構力學教學改革研究

王百田 王文斌

摘 要： 本文結合商丘學院學生與教學客觀條件，參考兄弟院校土木工程專業結構力學教學改革，針對土木工程專業結構力學教學提出改革思路和內容。

關鍵詞： 教學改革 結構力學 三本院校

一、引言

三本院校是指本科錄取批次和錄取順序處于第三位置本科院校，多數為民辦院校，其經費來源不是來自國家撥款而是由學院的舉辦方通過各種方式籌集得到。商丘學院于2013年開辦了土木工程專業，屬于較晚開設的本科專業，需要在教學中不斷積累經驗，總結不足，本文就是在結構力學教學方面的總結和探索。

結構力學是土木工程專業的重要專業基礎課。在“數學—力學—結構—施工”土木工程專業的課程系列中，其中“力學”是包括理論力學、材料力學和結構力學，結構力學是聯系力學和結構的紐帶，前置課程主要有數學、理論力學、材料力學，后置課程主要有混凝土結構設計、鋼結構設計、工程抗震設計、橋梁工程、土木工程施工，是土木工程專業踏入專業領域的基石，也是土木工程專業靈魂[1]，同時是學生進行畢業設計的基礎，為學生畢業后參加工程實踐提供了強大的理論支撐，因此結構力學對于土木工程專業學生的重要性毋庸置疑。

二、三本院校土木工程專業結構力學課程教學特點

（一）授課對象

教師服務的對象是學生，三本院校的學生是本科錄取批次和錄取順序處于第三位置錄取的學生，因此相對一本、二本院校，學生的基礎相對較差，自學能力不足，對于結構力學授課內容理解能力較差，但在實踐能力方面并沒有較大劣勢，在結構力學教學過程中應注意學生的客觀條件，積極改革教法和教學內容，彌補不足，發揮長處。基于學生的特點，相對一本二本院校結構力學的教學，三本院校應當更加注重學生實踐能力的培養，強化結構力學概念的培養，更加注重培養學生定性分析的能力[2]。

（二）師資水平

基于客觀條件的限制，三本院校教師和學生比例小，具有高級職稱的教師比例相對一本二本院校較低，多為初級、中級青年教師，授課經驗比較少，對教材的知識體系把握不深，授課技巧不足，但基本都具有碩士研究生以上學歷。同時注意到大多數青年教師在碩士研究生期間跟隨導師參加了大量工程計算和實踐，對各種計算軟件應用比較熟練，具有較強的理論聯系實際的能力。因此，三本院校在師資方面應該不斷增加高級職稱的比例，加強青年教師的專業學習，提高教師授課技能，提升教學水平，在授課過程中更加注重學生應用能力的培養，提高概念理解能力，弱化計算，強調計算機軟件在結構力學中的應用。

（三）教學內容

結構力學的主要任務是根據力學原理研究在外力和其他外界因素作用下的內力和變形，探索結構強度、剛度、穩定性及結構動力反應[3]。主要包括結構組成分析、靜定結構受力分析、影響線、結構位移計算、力法、位移法、力矩分配法與結構動力學計算等，內容概念多，知識不集中，較為分散，不能很好地形成完整的知識體系。基于我校學生和教師的特點，結合我校實際，把靜定結構受力分析、結構位移計算、力法、位移法作為重點講述內容，重點培養學生的分析能力、概念理解能力和計算校核能力。但在教學過程中仍然發現教學內容偏多，教學課時偏少，學生接受能力差，教學進度緩慢，重要知識點無法展開，教學效果不太理想。

（四）教學方法

在教學方法上，由于客觀條件的限制，仍然是以傳統板書為主，多媒體教學較少，缺少實踐教學環節。教師多為年輕教師，講課方式比較單調、乏味，很難激發學生學習激情。對于如何進行實驗教學還沒有形成較系統的看法，針對學生實踐能力的培養更是缺乏系統完整的理解。

三、教學改革內容

（一）教學內容

教師在教學內容方面應結合學生水平合理選擇教學重難點，例如針對穩定性計算、動力學計算，著重培養學生對力學概念的理解能力，提高學生結構力學定性分析能力，適當安排較為簡單同時能夠說明問題的案例分析。在土木工程專業知識體系中應當注意結構力學和材料力學、理論力學的銜接，例如靜定梁的內力計算可以重點放在材料力學上，為學生在結構力學打下良好基礎。

（二）課時安排

我院結構力學的課程安排在一個學期，共68個課時。在實踐中發現，學生接受能力弱，滿足不了學生結構力學知識體系的形成需要。參考兄弟院校結構力學課程設置，基本都安排兩個學期結構力學課程，因此在后期的土木工程培養方案中，準備將結構力學分兩個學期上。同時為滿足學生做畢業設計和考取研究生的需要，可以在大四上學期開設20-30個課時的結構力學教學，以滿足學生備考研究生和畢業設計的需要。

（三）分類教學

把結構力學的按照教學內容分為以下幾大類：

1.前置課程中講述過的。例如，靜定結構支座反力的計算、簡支梁、懸臂梁支座反力、內力的計算，這部分內容已經在前置課程講過，在結構力學講述過程中僅僅做適當回顧。

2.結構力學基礎部分。這一部分內容主要包括結構幾何構造分析，靜定結構，影響線，位移計算，力法、位移法、力矩分配法，這些是結構力學的最基本部分，能夠滿足后期學生學習相關專業課的需要。通過兩個學期的結構力學的學習，希望學生能夠達到90%以上的同學對基本部分有熟練的掌握。

3.強化和提高部分。這一部分主要包括矩陣位移法、結構動力學等知識，主要在第七學期講授。主要滿足學生考研和考證的需要，為學生更加深入學習奠定良好基礎。

4.實踐教學部分。這一部分主要通過軟件學習實現，主要通過結構力學求解器、PKPM軟件、有限元軟件的學習加深學生對結構力學的定性理解。

5.結構設計競賽。營造學生學習研究的氛圍，培養學生堅實的專業素養和創新精神，提高學生對結構力學的興趣，增強解決實際問題的能力，在課程作業環節實施組織學生進行結構設計[4]。

（四）教學方法

教學方法上從以下幾個方面進行改革：（1）在教學過程中增強結構力學學習和工程實踐的結合能力，可以穿插講述混凝土結構設計中的力學計算的內容等；（2）適當增加現代多媒體教學課時，積極利用新技術新手段教學；（3）積極培養學生對結構力學的興趣，可以通過結構設計競賽、桁架模型試驗提高學生的興趣[5]。

（五）實踐教學

主要通過以下幾個方面：（1）強調學生對結構力學定性分析的能力，可以通過結構力學求解器、ANSYS軟件、PKPM軟件計算簡單的力學模型，不做量的精確計算，分析彎矩的正負號、位移的形式等；（2）積極實施案例教學，在課堂上介紹一些國內外工程實際，進行形式的討論，既開闊學生視野，又提高學生興趣；（3）進行結構模型的設計和制作，通過模型設計和制作將力學的概念和工程實踐相聯系，既加深學生結構力學概念的理解，又提高學生的動手實踐能力和興趣；（4）完善考核體系，將實踐項目按一定比例折算到結構力學總成績上[6]。

四、結語

我院土木工程專業成立較晚，需要不斷學習兄弟院校的經驗，需要不斷從實踐改革中摸索經驗，結合實際情況探索出一套適合三本院校土木工程專業結構力學教學的方法。

參考文獻：

[1]袁海慶.結構力學概念加強和力學綜合能力的培養[J].理工高教研究，2007，26（1）：103-104.

[2]李十泉，孟瑋.以土木工程專業為例談獨立學院結構力學教學[J].山西建筑，2013，39（12）：253-254.

[3]龍馭球，包世華.結構力學教程（1）[M].北京高等教育出版社，2007.

[4]魏科豐，陳凱，孔來穩.獨立學院結構力學課程分類教學的探索與實踐——以長江大學工程技術學院為例[J].四川建材，2013，39（5）：246-248.

[5]石東艷，龍建旭.改進應用型本科結構力學課程的方法[J].科教文匯，2014，（268）：67-68.

[6]賈程.結構力學教學中工程實踐能力的培養[J].山西建筑，2013，39（36）：266-268.