《結構力學》課程改革方案

魯雙 劉派 仲曉雷

摘要：隨著我校向應用型技術大學轉型工作的開展以及能源與水利學院工作過程系統化項目的推進，在課堂教學中“研”“學”“用”之間的矛盾已然成為培養專業型人才發展的阻礙。文章從課程培養目標出發，對《結構力學》課程的教學內容、教學方法以及考核方式進行重組，增加課內實驗和上機教學環節，以培養學生理論聯系實際的能力，對所學的知識點在工程上的應用有更突出的認識。

關鍵詞：教學轉型;《結構力學》;課程改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? ?文章編號：1674-9324（2020）14-0181-02

一、前言

結構力學是水利水電工程及其相關專業的一門比較重要的專業基礎課，通過這門課程的學習，擬培養學生將實際工程問題轉換成力學模型的能力[1]，以及運用相應的力學知識分析求解實際工程問題的能力。但是在以培養應用型人才為目標的應用型本科大學中，此門課程現階段的教學內容、教學方法以及考核方式存在諸多的不足之處，分析如下。

（一）課程教學內容

結構力學課程主要包括靜定結構受力及位移分析和超靜定結構受力及位移分析兩部分內容，授課內容不僅包括有別于理論力學和材料力學的知識點，也包括大部分材料力學中的相關概念。由此造成了授課體系龐雜、內容涉及面廣、知識點抽象等問題，在授課過程中易出現過于注重知識體系的系統性和完整性，而忽略了應用型人才培養的目的和要求的現象，也沒有突出力學在工程實際中的具體應用。

（二）學生學情分析

要想系統完整的學習結構力學，就要求學生具備良好的物理和數學知識基礎[2]，但是對于我校學生來說，學生普遍基礎知識較為薄弱，因此在學習過程中，學生大多出現學習困難大、知識點理解吃力、學習興趣薄弱等問題。

（三）教學方法與考核方式

以往授課教師過于注重公式推導和理論教學，理論知識與工程實際結合能力較差，缺乏實驗課程，不能夠使相關知識點融會貫通。因此造成了學生缺乏工程實際概念、上課積極性不高等現象。以往課程的考核方式采取的是閉卷考試為主的考核方式，且在考核中過于注重學生的計算能力和公式推導能力，與應用型本科院校的學生培養方針相悖。

二、課程改革實施方案

為了克服現階段結構力學講授過程中存在的問題，本文設計了一個系統歸納現有知識點、增加上機實踐操作和實驗教學環節的課程改革實施方案。

（一）教學內容改革

原有課程結構共分為四大部分，分別是平面結構機動分析、靜定結構內力與位移計算、超靜定結構內力與位移計算和影響線分析應用，整個知識體系龐雜，學生理解起來具有較大的難度。

本次課程改革擬將材料力學中所學習的知識點全部刪除，只分析兩者知識點的異同并著重講解超靜定結構分析計算。將原有四個部分共九章的知識點劃分為三大部分，分別為平面體系的機動分析、靜定結構位移計算和影響線分析和超靜定結構位移計算。刪除各知識點中冗長的公式推導，減輕學生在學習過程中的課業壓力。增加課內上機實踐和課內實驗內容，培養學生軟件操作能力和實際問題分析能力。

（二）教學方法改革方案

1.案例教學法。精選一些簡單工程案例，提高學生學習興趣并培養其理論聯系工程實際的能力。例如在講解結構的計算簡圖時，可以直接以教室中梁板柱結構進行舉例分析;在講解平面體系的幾何機動性分析時，可以與數學中三角形具有絕對穩定性進行銜接，加深學生對幾何機動性分析中三大原則的理解程度[3];在講解拱內力計算時，可以先讓學生思考為何大部分的橋都建成拱形，為什么在陡峭的山崖中修建拱壩更具穩定性，并帶著疑問進行后續知識點講解，提高學生課堂積極度。

2.對比教學。對比式教學可以加深學生對知識點的印象，活躍學生思維，因此在新知識點的教學過程中要凸顯出結構力學與前序力學課程的不同之處。尤其是結構力學中彎矩圖的畫法，要講清產生差別的原因。

3.實驗教學與實踐教學。為了培養學生的實踐動手能力，加深對所學知識點的理解能力，可以在授課過程中階段性的安排4—6學時的實驗課程，以驗證理論知識點的正確性。比如在平面體系的幾何機動性分析時，可以讓學生自己構建幾何不變體系然后進行變形試驗，觀察所建體系的幾何穩定性;在靜定結構和超靜定結構的內力計算部分，安排學生使用測力儀對梁、拱等結構的桿件內力進行測試，并與理論計算進行比較，對比數據的差異性并找出產生差異的原因。

在以往課程的學習中主要強調學生的手算能力以及公式分析能力，但是在科技快速發展的新時代，軟件操作已逐漸代替手算，且我校為應用型人才培養院校，學習過多理論計算也與培養方案相悖。結構力學中主要使用的計算分析軟件有BIM、Ansys、結構力學求解器、Midas、Abaqus等，在教學過程中將軟件教學加入授課大綱要求，以最簡單的結構力學求解器為例，可以安排6—10個學時對這個軟件的使用以及內力計算和位移分析方法進行講解。并根據授課內容的區別，階段性的安排上機訓練，培養學生軟件操作能力。

（三）考核方式改革方案

本次課程改革的考核方式主要注重學生在學習過程中對知識的熟練掌握能力，淡化期末考核所占比重。評分指標分別為出勤、課內表現、實踐教學、實驗教學、作業考核、理論知識考核六部分，各占分值為10、10、25、25、15、15分。

三、結語

結構力學課程改革的目的在于提高授課質量，滿足應用型人才培養要求。一方面要求教師以合適的教學手段將知識點深入淺出的教授給學生，另一方面也要求提高學生上課積極性，培養學生學習興趣、創新及創造能力。時代在逐步發展，對人才的培養要求也在逐步轉型，只有不斷的改革教學模式，才能實現應用型人才培養的目的。

參考文獻：

[1]陽令明，張儉民.地方院校結構力學課程教學改革探索[J].高等建筑教育，2016，25（01）：88-91.

[2]方娥.基于工作過程系統化的高職“建筑力學”教學改革思考[J].新課程研究（中旬刊），2017，（12）：92-93.

[3]劉曉潔，何寧，羅霄，王妍萍.基于eMsp實驗平臺的自動控制原理實驗教學改革[J].實驗室科學，2016，19（06）：112-115，119.

Abstract：With the implementation of transition to applied technology college，and the advancement of the systematic project of the working process of college of energy and water resources，the conflict between "research"，"learning" and "application" have become the hindrance of training the professional talents.With the requirements of the course training objective of the "Structural Mechanics"，the content of courses，teaching method and examination mode are rebuilt，adding experimental course and calculation software operation training course to train the ability，connecting theory with practice，and having a better understanding of the application of knowledge in engineering.

Key words：teaching transformation;"Structural Mechanics";curriculum reform