結構力學的創新在于實用
——“結構力學”精品課程建設體會

張延慶 (北京工業大學建筑工程學院)

結構力學的創新在于實用
——“結構力學”精品課程建設體會

張延慶 (北京工業大學建筑工程學院)

張延慶,北京工業大學建筑工程學院教授，博士生導師。1982年畢業于華東石油學院（現石油大學），后在力學教研室任教。1984年考入浙江大學力學系攻讀碩士學位；1987年考入中國礦業大學攻讀礦山建設專業博士學位。1990年獲得博士學位后在石油大學任教。1993年他被評為石油大學（華東）優秀中青年骨干教師；他的板殼有限元研究成果1994年獲得了中國石油學會青年科技成果獎；1995年擔任石油大學建筑工程系副主任；1996年被評為教授，1998年擔任山東省政協委員、力學學會理事、《工程力學》學報編委。1999年做為北京引進的優秀人才，先后擔任了北京工業大學建筑工程學院院長助理、副院長。負責省部級自然科學基金項目等科研項目近10項，發表論文近50篇。主編教材3本，主編石油科技論文集3部。

土木工程是伴隨著人類社會的進展而發展起來的，它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經濟、文化、科學、技術發展的面貌，是社會歷史發展的見證。遠古時代，人們就開始修筑簡陋的房舍、道路與橋梁，以滿足簡單的生活和生產需要。后來，隨著人類社會的進展，興建了城池、運河、宮殿、寺廟以及其他建筑物。許多著名的工程設施顯示出人類在這個歷史時期的創造力。例如，中國的長城、都江堰、大運河、趙州橋、應縣木塔，埃及的金字塔，希臘的巴臺農神廟，以及其他許多著名的教堂、宮殿等。

現代土木工程不斷地為人類社會創造嶄新的物質環境，成為人類社會現代文明的重要組成部分。21世紀的今天，隨著我國加入世界貿易組織、首都經濟建設步伐的加快，我國急需大量土木工程專業高級技術人才，集工程、經濟、管理、藝術和社會能力于一身的實用創新型復合人才是土木工程專業人才培養的目標。

土木工程是具有很強的實踐性的學科。在早期，土木工程是通過工程實踐，總結成功的經驗，尤其是吸取失敗的教訓發展起來的。隨著近代科學的發展和社會對土木工程的需求，將近代力學同工程實踐結合起來，逐漸形成以結構力學為主的結構分析學科，作為土木工程學科的基礎支撐學科，學好結構力學是成為一名合格的土木工程師的基本條件。

結構力學是土木工程類各專業的重要的學科基礎課，結構力學的教學質量直接關系到培養學生的基本知識和基本技能的成敗。結構力學是一個理論性非常強的學科，是土木工程學生進行專業學習的開始，學生在學習中難點較多，基本上每個章節均是全新內容，同時，由于對專業了解不夠，學生們頭腦中缺乏結構的概念，學習中比較吃力。為適應素質教育的要求，結構力學課程要逐步更新教學內容，緊密結合工程實際，加強基本概念、基本原理、基本公式訓練，培養學生宏觀工程素質和能力。

北京工業大學的結構力學課程一直受到學校各級領導的重視，建校之初成立結構力學教研室，2006年成立土木系，結構力學等基礎課程組建教學部。課程組結合學生需要和專業建設，對結構力學課程的教學內容、教材建設、教學手段、師資隊伍建設等方面做了大量工作，精心打造北京市精品課程，形成了我校結構力學課程的特色：

實用創新的理念：根據土木工程專業的培養目標及該校結構分析類課程體系改革的具體情況，提出“結構力學的創新在于實用”的理念。此理念貫穿于自編教材《結構力學》，并落實到教學的各個環節。

教學相長的理念：增加課堂上的師生互動，建立“以學生為主體、以教師為主導”的教學模式，教師既傳授知識，也激發學生的主動性，培養學生的自學能力。同時促使教師認真鉆研，提高業務水平。

注重理論聯系實際：與專業認識實習課程聯系，使學生盡早接觸工程實際；鼓勵任課教師指導學生畢業設計，增加任課教師的工程分析能力，以利于培養學生的工程素質和綜合應用知識的能力。

結合本校學生實際編寫實用創新教材。教材編寫中重點突出，將基本概念、基本素質和基本技能的培養放在首位，力求做到概念清楚、簡明扼要，在拓寬專業面的同時貫徹少而精的原則，同時注意了實用創新型系列教材的基本原則，吸取以往教學經驗和有關教材的長處，保持結構力學基本理論的系統性,在內容上滿足土木工程專業中的各個方向的教學要求，注重教材的實用性，采用了教學和自學相結合的學習方式，深入淺出，并將作者在工程結構分析中的新成果融入其中，注意培養學生的綜合分析能力和科學作風，為學習有關專業課程、為畢業后從事結構設計、施工和科研工作打好理論基礎。

在實際的課堂教學上，針對學生的特點改革教學方法與教學手段，為了使教學內容反映“寬口徑、厚基礎、重素質”的教育思想，在課程內容上滿足各個專業的需要，教研室全體教師對課程的每一章內容經過討論和研究，確定講授的內容、掌握的基本點、難點、講授方法等，本著以基

本原理、基本方法為主線增加課容量。為了增加學生的學習興趣，將工程應用的范例引入到課堂教學中。在課堂教學中，力爭做到精講多練，培養學生扎實的基本功。在教學過程中，注重理論聯系實際、注重培養學生的工程素質和綜合分析能力。在結構力學課程體系的改革中，既注重結構力學基本概念、基本理論和基本方法的講解，著重培養學生運用力學的概念去分析和解決問題的能力，同時有意識的增加結構分析在工程應用的內容，使學生了解和掌握結構分析領域更深層次的力學問題和解決方法，了解結構分析及設計的新方法。

通過深入的教學改革與實踐，我校結構力學課程取得了一系列的建設成果：

（1）更新理念，精心編寫實用教材

根據土木工程專業的培養目標及我校結構分析類課程體系改革的具體情況，提出“ 結構力學的創新在于實用”的理念，以此為指導，編寫實用創新型教材《結構力學》，由科學出版社于2006年出版，2008年獲北京市精品教材。

（2）聯系實際，提高學生綜合能力

將結構分析融入專業的認識實習，使學生盡早接觸工程實際，提倡任課教師指導學生畢業設計，增加任課教師的工程分析能力，以利于培養學生的綜合應用知識的能力。

通過結構力學精品課程的建設，探討靈活多樣的教學方法，提高結構力學課程的教學效果，使學生熟練掌握基本概念、基本理論和基本方法，具有快速、準確的計算和分析能力。在歷屆結構大賽和畢業設計中取得良好成績，教學效果得到授課學生和后續課程任課教師及用人單位的認可。

（3）教學相長，增強團隊整體實力

堅持“以學生為主體、以教師為主導”的教學模式，教師既傳授知識，也激發學生的主動性，培養學生的自學能力。同時促使教師認真鉆研，提高業務水平。主持的教學研究課題8項，作為骨干參加的教學研究課題7項，結構力學教材被評為北京市精品教材，3項成果獲2008年北京工業大學教育教學研究優秀成果一等獎，學生在國際國內一系列競賽中獲獎，更大比例的學生繼續深造，參加科研項目（含主持）30余項發表主要科研論文50余篇。

土木工程學科即是古老的學科，也是新興的學科，她伴隨著人類社會的進展而發展，它所形成的產品是社會歷史發展的見證。為了國家的興旺發達，為了社會的科學發展，培養實用創新型土木工程專業復合人才是我們的目標。在培養學生的過程中堅持“教學相長”的理念，提高自身結構分析的能力，促進結構力學學科發展，更好的支撐土木工程學科的發展。