基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的土木工程專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革研究

摘 要：結(jié)構(gòu)力學(xué)作為土木專(zhuān)業(yè)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)力學(xué)課在土木工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中起到基石作用，隨著我國(guó)卓越工程師教育改革的深入，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力成為土木專(zhuān)業(yè)教師需要思考的問(wèn)題。文章從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置等方面探討了結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的改革，為今后相關(guān)課程改革提供了一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)力學(xué)；創(chuàng)新能力；課程改革

0引言

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”要求高校培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才。其實(shí)質(zhì)就是要求高校根據(jù)社會(huì)需求培養(yǎng)出“基本功扎實(shí)，上手快，能力強(qiáng)”的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。這就要求高校在人才培養(yǎng)方面從專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課到專(zhuān)業(yè)課中自始自終貫穿對(duì)人才創(chuàng)新能力和工程能力的重點(diǎn)培養(yǎng)。而結(jié)構(gòu)力學(xué)作為土木專(zhuān)業(yè)最重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)土木工程專(zhuān)業(yè)課程體系中具有不容置疑的重要地位。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)的目標(biāo)，要從傳統(tǒng)的“會(huì)解題”，轉(zhuǎn)變?yōu)闀?huì)“解決問(wèn)題”，要從傳統(tǒng)的力學(xué)知識(shí)的掌握，提升為創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)。因此，有必要對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置等方面進(jìn)行研究和改革，真正提高學(xué)生力學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

1對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革研究

（1）教學(xué)內(nèi)容及講授例題與工程實(shí)踐緊密貼合。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)通過(guò)學(xué)習(xí)力學(xué)理論、講解例題來(lái)達(dá)到知識(shí)的掌握，對(duì)例題的選擇與工程實(shí)踐結(jié)合不夠緊密，學(xué)生學(xué)會(huì)了解題，卻很難提高解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。因此，有必要結(jié)合土木工程各類(lèi)典型結(jié)構(gòu)合理選擇各章例題，力求最大程度貼近工程實(shí)際，將工程實(shí)際問(wèn)題作為教學(xué)例題進(jìn)行分析講解和討論，如運(yùn)用力學(xué)原理分析工程事故、對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等等。由注重單一解題能力的培養(yǎng)向提高力學(xué)素養(yǎng)轉(zhuǎn)變，同時(shí)，與工程實(shí)踐的結(jié)合也將大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)也奠定了更有利的基礎(chǔ)。

（2）由單一的課堂講授向多元化教學(xué)模式的轉(zhuǎn)化研究。以前的結(jié)構(gòu)力學(xué)授課多采用課堂講授為主，整個(gè)課堂由老師唱“獨(dú)角戲”，學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)習(xí)效果不好。而真正要提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，就不能只由老師來(lái)唱“獨(dú)角戲”，也要由學(xué)生來(lái)“唱一唱”。知識(shí)聽(tīng)懂了，還轉(zhuǎn)化不成能力，只有在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)思考、總結(jié)和提高，才能一步步轉(zhuǎn)化為能力。因此，需引入多元化教學(xué)模式，注重學(xué)生興趣的激發(fā)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，尤其應(yīng)加強(qiáng)課堂討論環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考、總結(jié)，通過(guò)討論，加深對(duì)知識(shí)的理解和把握，從而提升能力。比如，在結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算相關(guān)章節(jié)，可以引導(dǎo)學(xué)生討論如何減小桿件的彎矩，如何調(diào)整連續(xù)梁的內(nèi)力，如何減小超靜定結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力等等。既激發(fā)了學(xué)生對(duì)力學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，又提高了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。除此，還可以采取學(xué)生講課、學(xué)生做分析報(bào)告等形式。

（3）結(jié)合工程實(shí)際合理確定各章節(jié)課后作業(yè)。作業(yè)是課堂授課的必要補(bǔ)充，只有切實(shí)認(rèn)真地完成課后作業(yè)，才能真正將力學(xué)理論應(yīng)用于解決問(wèn)題。為了提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，課后作業(yè)的選擇非常重要。課后作業(yè)應(yīng)貼近工程實(shí)踐，更重要的是，要由單一注重定量計(jì)算向提高學(xué)生運(yùn)用力學(xué)知識(shí)對(duì)比、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力培養(yǎng)方面進(jìn)行改革。傳統(tǒng)的力學(xué)作業(yè)注重解題能力，題解出來(lái)了，問(wèn)題就結(jié)束了，只解決了“會(huì)解題”的問(wèn)題，而要提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，不僅要注重加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，更要學(xué)生靈活掌握知識(shí)，學(xué)會(huì)活學(xué)活用。比如學(xué)生學(xué)習(xí)了位移的計(jì)算，課后作業(yè)可根據(jù)工程實(shí)踐進(jìn)行結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算，并要求分析哪些因素可影響位移值，若位移值不滿足要求，可采取哪些辦法等等。引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成思考問(wèn)題的習(xí)慣，比會(huì)解題更重要，只有經(jīng)過(guò)思考經(jīng)過(guò)總結(jié)，知識(shí)才能更快地轉(zhuǎn)化為能力，這也是提高創(chuàng)新能力的基石。

2師資力量的合理配置

為有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，可嘗試選擇土木工程的專(zhuān)業(yè)課老師擔(dān)任結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的授課工作。缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的力學(xué)老師，很難將力學(xué)知識(shí)與工程實(shí)踐問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，而土木工程的專(zhuān)業(yè)課老師一般均具有較高的力學(xué)素養(yǎng)，不僅能夠勝任結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)，同時(shí)又具有較高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，很容易將專(zhuān)業(yè)知識(shí)融入于力學(xué)教學(xué)中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生利用力學(xué)知識(shí)解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題有很大的幫助，對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)也起到很好的鋪墊作用。

3強(qiáng)化學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)改革

習(xí)題做的再多也是紙上談兵，因此，一定要鼓勵(lì)學(xué)生多接觸工程實(shí)踐，在實(shí)踐中提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。近年來(lái)，國(guó)家、省市及院系組織了很多力學(xué)競(jìng)賽及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，旨在提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。因此，應(yīng)積極鼓勵(lì)和組織學(xué)生參與這些競(jìng)賽。實(shí)踐證明，對(duì)于在校學(xué)生來(lái)說(shuō)，參與工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)很少，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽、力學(xué)競(jìng)賽等能大大提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力，是培養(yǎng)人才創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。在結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)中增加這類(lèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)，不僅能大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)的興趣，更能在動(dòng)手過(guò)程中提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

4由傳統(tǒng)的手算到手算與電算結(jié)合的改革研究

手算對(duì)學(xué)生培養(yǎng)清晰的力學(xué)思維有很大幫助，然而對(duì)于較復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題，手算將耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，還容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，工程實(shí)踐中多采用電算，為很好地與工程實(shí)踐接軌，在大學(xué)教育中應(yīng)注意手算與電算相結(jié)合。手算有助于對(duì)解題方法和步驟的理解，在力學(xué)的學(xué)習(xí)中不可或缺。然而大量而繁瑣的計(jì)算大可采用電算，且可運(yùn)用電算來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析等，雙管齊下，才能取得更好的效果。

5結(jié)語(yǔ)

要提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，要求我們真正把能力培養(yǎng)貫穿于整個(gè)結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)和實(shí)踐中，及時(shí)考察改革效果并不斷進(jìn)行改進(jìn)，只有這樣才能真正培養(yǎng)出符合市場(chǎng)需求的具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的土木工程人才。

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作者簡(jiǎn)介：

李銳（1975.9-），女，講師，工學(xué)碩士。