土木工程實用力學課程內容改革與創新

[摘要] 土木工程實用力學是由傳統的《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》三大力學整合而成，是建設水利類高等職業技術學院非常重要的課程。課程建設是高職人才培養重要內容之一，本文從課程定位構建課程服務體系、課程內容體系，改革創新內容，使土木工程實用力學課程職業特色更加鮮明，更好地實現以應用為目的、以夠用為度、對于開設大土木類力學課程的高職院校具有參考價值。

[關鍵詞] 改革 創新 力學課程 內容構建

土木工程實用力學是由傳統的《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》三大力學整合而成，是建設水利類高等職業技術學院非常重要的課程，在建筑設計技術、建筑工程技術，水利水電建筑工程、水利工程等專業廣泛應用。建設水利類高等職業技術教育培養的是適應社會主義市場需求的技術應用性人才，主要是在生產第一線或施工現場將規劃、設計、決策變換成物質形態的施工員、安全員、質檢員、監理員、造價員等、未來的職業規劃是建造師、監理工程師、造價師。專業設置、人才培養模式、課程體系、課程內容，應符合高等職業技術教育人才培養目標的要求，并應著重構建具有高等職業技術教育特色的課程內容。

一、課程內容構建的指導思想

課程內容構建是在原有的基礎上去粗取精、去偽存真，體現以應用為目的，以必需、夠用為度，以講清概念強化應用為重點，加強針對性和實用性，突出高等職業教育培養目標和人才規格的要求。

本課程作為建筑設計技術、建筑工程技術和水利水電建筑工程、水利工程等專業群的一門重要專業基礎課，其主要作用是為土木工程結構承載能力極限狀態計算、正常使用極限狀態驗算以及現代施工管理和技術應用打下堅實的基礎，對后續職業技術課程，如《建筑結構》、《建筑施工》、《地基與基礎》、《水工建筑物》、《水利水電工程施工》起到先導作用。對于土木工程結構的計算，50年代我國采用前蘇聯的設計標準即許用應力法，70年代我國采用半經驗半概率的設計方法，從80年代開始我國逐步完善規范，以概率理論為基礎，以可靠度指標度量結構的可靠度，采用分項系數的設計表達式進行結構設計。國內力學課程的教學內容在軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉、受彎構件、組合變形構件等強度計算，壓桿穩定計算中還在延用許用應力法去解決問題，這與我國現行規范的以概率理論為基礎的極限狀態設計法截然不同，已起不到力學課程為后續職業技術課程服務的目的。

通過對本課程深入調查研究和課程教學改革實踐，依據高職培養生產第一線技術應用性人才和“實用性、針對性、先進性”的教育特點，優化課程內容結構，整合課程內容，其課程內容體系突出以外力（荷載、約束反力）的平衡、內力的分布規律（軸力圖、剪力圖、彎矩圖）、應力的計算方法及分布和變形的計算。形成了與外力、內力、應力及變形“三力一變”為核心內容。課程內容改革將使職業教育特色更加鮮明，更好地實現以應用為目的，以夠用為度的人才培養；將使學生更好地掌握土木工程實用力學的基礎理論、基本知識、基本技能，為后續課程建立學習平臺打下堅實基礎。

二、課程內容體系的建立

1.依據建設水利類高等職業技術人才培養目標和教育特點，按土木工程實用力學課程在建筑行業專業群和水利行業專業群中服務的專業、課程和崗位，構建土木工程實用力學課程服務體系，見圖1。

2．依據高職培養目標和教育特點，構建了土木工程實用力學課程的理論教學、實驗教學和計算機機算實訓三位一體的課程內容體系，優化課程結構，整合課程內容，土木工程實用力學課程內容體系，見圖2。

三、課程內容改革與創新

土木工程實用力學主要任務是為后續課程技術應用建立學習平臺打下堅實基礎。土木工程實用力學課程內容歸納為三力一變，即結構外力分析與計算、結構內力分析與計算、結構應力分析與計算、結構變形分析與計算。上述課程內容是職業必需的知識和技能，是本課程內容改革真正意義是后續職業技術課程建立學習平臺，不再是解決構件或結構強度、剛度和穩定性問題。

1.結構外力分析與計算中增加了自重荷載的計算，使學生了解力的來源，也將力統一到工程術語荷載上。體積荷載、均布線荷載、均布面荷載的相互轉換；增加結構構件的簡化，并與約束類型結合起來，明確約束類型是由工程實際結構構件的簡化后抽象而來。

2.結構應力分析與計算是為結構承載力計算建立學習平臺，將原力學中的用前蘇聯的設計標準許用應力法計算軸向拉伸和壓縮、剪切、扭轉、受彎構件、組合變形構件等強度及壓桿穩定性計算略去。重點是應力在截面上的分布和應力大小的計算。

3.結構變形分析與計算是為結構正常使用極限狀態驗算建立學習平臺，把受彎構件變形計算與結構的位移計算進行整合，先介紹變形的概念、給出均質物體的最大撓度計算公式、受彎構件變形簡圖及不同荷載和支撐情況的S系數，這樣從簡圖中直觀看到變形的情況以及最大撓度值的位置，按正常使用極限狀態驗算受彎構件撓度。

4.軸向拉壓實驗、彎曲正應力實驗、彎曲變形實驗，這些驗證性實驗內容略去。這些內容都是仿效學科教學模式而來的，不適用高等職業技術教育技術應用型人才的培養，驗證性實驗投資大收效小，而且驗證性實驗往往采用標準試件、模型等脫離工程實際。對鋼筋進行檢測取代軸向拉壓實驗。鋼筋檢測主要檢測鋼筋的屈服強度、抗拉強度、延伸率、冷彎性能，便于對進場材料的質量進行控制，通過對鋼筋進行檢測使學生認識鋼筋應力應變的發展過程。

5.超靜定結構內力計算中創新了計算機機算實訓內容，主要培養學生建模的能力、建筑結構設計、建筑施工等解決工程計算問題的能力，為《建筑結構》、《建筑施工》、《地基與基礎》、《水工建筑物》、《水利水電工程施工》等課程建立學習平臺。使本課程實現傳統與現代、基礎與前沿、傳統教學與現代技術的優化結合。

土木工程實用力學課程體系打破常規的課程體系，更新了教學內容，加大課程改革力度，建立與培養目標緊密結合、面向實際，以應用技術為主線的新課程體系和教學內容。土木工程實用力學課程改革與創新后將使職業教育特色更加鮮明，更好地實現以應用為目的、以夠用為度、突出實用性的高職人才培養。

參考文獻：

[1]馬景善.工程力學與水工結構教材體系的建立及教學內容改革［J］.中國科技信息，2005

[2]中國教育部.關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見.教高［2006］16號

[3]馬景善，康麗娟.發展高職教育走工學結合之路教學做的探索［J］.中國科教創新， 2007.

[4]馬景善.土木工程實用力學［M］.北京大學出版社，2010.