西藏高校《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)體系改革探討

何軍杰 劉志林 白 軍

（西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院 水利土木工程學(xué)院，西藏 林芝860000）

1 引言

西藏自治區(qū)位于祖國邊疆，高校生源大部分為當(dāng)?shù)厣贁?shù)名族學(xué)生，生性活潑好動，動手實(shí)踐能力強(qiáng)，但由于數(shù)理化基礎(chǔ)較弱導(dǎo)致對理論知識的學(xué)習(xí)尤其公式的推導(dǎo)很難接受，在現(xiàn)在的教學(xué)環(huán)境下學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效率低下，因此課程教學(xué)改革顯得尤為重要。

《結(jié)構(gòu)力學(xué)》是水利類、土木類等工科專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課[1]，用于培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)分析計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，主要研究各類桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算理論和方法、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析和求解極限荷載。

2 課程教學(xué)現(xiàn)狀和問題

2.1 課程教學(xué)體系現(xiàn)狀

西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院開設(shè)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程的專業(yè)有：土木工程（80學(xué)時(shí)）、農(nóng)田水利工程（80學(xué)時(shí)）、水利水電工程（80學(xué)時(shí)）、農(nóng)業(yè)建筑與環(huán)境工程（80學(xué)時(shí)）、能源與動力工程（80學(xué)時(shí)）給水排水工程（48學(xué)時(shí)）。課程教學(xué)只有一個(gè)理論教學(xué)模塊，無任何實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.2 教學(xué)體系中存在的問題

（1）課堂教學(xué)模式陳舊，重講輕練[2]。本課程內(nèi)容繁多，老師為了將大量的知識講授出來，全部課堂時(shí)間均用于理論教學(xué)，很少有時(shí)間與學(xué)生溝通，更沒有時(shí)間讓學(xué)生自己思考。（2）本校學(xué)生基礎(chǔ)較差，后續(xù)學(xué)習(xí)吃力。結(jié)構(gòu)力學(xué)的先修課程是理論力學(xué)和材料力學(xué)，其彼此間的知識結(jié)構(gòu)體系聯(lián)系緊密。然而，純粹的課堂教學(xué)使得學(xué)生對概念認(rèn)識膚淺，致使多數(shù)學(xué)生為考試而學(xué)習(xí)。加之《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程知識較難掌握，造成學(xué)生對《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的學(xué)習(xí)較為吃力。（3）沒有實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識。受教學(xué)硬件條件制約，本課程在我校的開設(shè)中無實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐學(xué)時(shí)，更沒有相應(yīng)的實(shí)踐學(xué)時(shí)分配，導(dǎo)致學(xué)生在理論教學(xué)環(huán)節(jié)中所學(xué)的多種結(jié)構(gòu)無法實(shí)際應(yīng)用，如實(shí)際工程中的結(jié)構(gòu)如何運(yùn)用、施工及如何簡化成力學(xué)計(jì)算簡圖。學(xué)生學(xué)習(xí)的知識局限于書本及理論認(rèn)識，嚴(yán)重阻礙理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)進(jìn)程。（4）課程考核方式單一，學(xué)生疲于應(yīng)付理論考試，效果不理想。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的知識點(diǎn)繁雜、理論推導(dǎo)繁瑣，而結(jié)構(gòu)形式又千變?nèi)f化，理論考試內(nèi)容量小，不能較為全面地涵蓋課程知識體系。加之課程體系中無實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié)，對學(xué)生的感性理解、動手實(shí)踐以及創(chuàng)新能力無法考核，因而，現(xiàn)有的課程考核模式過于單一，不利于全面考核學(xué)生對本課程的掌握程度，更不利于學(xué)生對工程結(jié)構(gòu)思維方式的培養(yǎng)。

3 課程教學(xué)體系改革措施

3.1 改革課堂教學(xué)方法，提倡概念教學(xué)，提高教學(xué)效率

針對課堂教學(xué)模式陳舊，重講輕練的現(xiàn)狀，課堂教學(xué)應(yīng)遵循精講多練的原則，講理論知識時(shí)應(yīng)把基本概念講解透徹，思路應(yīng)便于理解，不要將問題復(fù)雜化。例如講授求解方法時(shí)，可以先不講注意事項(xiàng)，讓學(xué)生在理解概念的基礎(chǔ)上積極地去做練習(xí)，自己發(fā)現(xiàn)問題，從而避免了一味地灌輸式教學(xué)，有利于激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)獨(dú)立思維，可在很大程度上提高學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)熱情。

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程所涉及的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，結(jié)構(gòu)理論同樣豐富，但并不意味著課程多么的高深和難學(xué)，學(xué)習(xí)關(guān)鍵是對概念的理解是否透徹。在教學(xué)過程中一定要注重概念教學(xué)，一定要引導(dǎo)學(xué)生重概念理解而非死板記憶。例如，學(xué)了材料力學(xué)里的荷載集度與彎矩的微分關(guān)系可知：當(dāng)靜定桿段上橫向荷載為零時(shí)，桿件的彎矩方程為一元二次方程，對應(yīng)的彎矩圖為傾斜直線段，當(dāng)學(xué)到結(jié)構(gòu)力學(xué)面對三鉸剛架，水平梁上沒有橫向荷載，當(dāng)畫出鉸結(jié)點(diǎn)一邊的彎矩圖后，另一半變彎矩很多學(xué)生卻無從下手，其實(shí)僅需要運(yùn)用上述理論將已經(jīng)畫好的半邊彎矩圖保持斜率不變延伸至桿端就能正確畫出，既快速又準(zhǔn)確而不需要再去反復(fù)地列出平衡方程。在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，大量的計(jì)算分析由計(jì)算機(jī)去完成，并不會要求去手算某個(gè)結(jié)構(gòu)，而人要充分發(fā)揮人的作用是運(yùn)用力學(xué)概念快速準(zhǔn)確的分析出結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)并作出可靠的判斷，這個(gè)過程往往需要大量的時(shí)間[3]。教學(xué)時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生對概念的理解非常有利于對結(jié)構(gòu)理論的認(rèn)識和掌握。

在課程教學(xué)體系改革的范圍內(nèi)，課程教學(xué)內(nèi)容需要整合，應(yīng)以結(jié)構(gòu)分析計(jì)算為主線，以基礎(chǔ)理論側(cè)重使用為原則。結(jié)構(gòu)力學(xué)是以結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖為基礎(chǔ)進(jìn)行受力分析和計(jì)算，因此要把荷載特點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算和結(jié)構(gòu)的動力分析作為重點(diǎn)講授內(nèi)容。對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計(jì)算和極限荷載等后續(xù)專業(yè)課程內(nèi)容，可適當(dāng)講解。

3.2 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改善實(shí)驗(yàn)條件，健全課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力

我校沒有結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，其原因是地處邊疆，建設(shè)資金短缺、經(jīng)濟(jì)效益不佳等因素造成的。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)應(yīng)著眼于學(xué)生的未來發(fā)展，盡可能為其創(chuàng)造學(xué)習(xí)條件。可增加常見結(jié)構(gòu)模型，添設(shè)簡單實(shí)驗(yàn)平臺，在課程教學(xué)過程中增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)，開設(shè)相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對結(jié)構(gòu)模型的感性認(rèn)識及動手操作能力。

3.3 理論聯(lián)系實(shí)踐，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生工程思維，激發(fā)創(chuàng)新意識

結(jié)構(gòu)力學(xué)是與實(shí)際工程聯(lián)系甚密，且工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是力學(xué)知識。課堂教學(xué)時(shí)可根據(jù)工程結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)來重點(diǎn)講授相應(yīng)的理論知識點(diǎn)，例如在講授連續(xù)梁在跨中支座處的彎矩時(shí)，由于存在較大負(fù)彎矩，可結(jié)合實(shí)際情況，講述預(yù)應(yīng)力鋼絞線在支座處的安放特點(diǎn)，易于學(xué)生了解，因而學(xué)生在觀察實(shí)踐過程中就會積極的將工程實(shí)際問題與力學(xué)理論相聯(lián)系，學(xué)生的工程意識一定會在反復(fù)地觀察和思考學(xué)習(xí)中得到提高，其效果往往是普通的課堂教學(xué)所不能比擬的。

在教學(xué)過程中還可以推薦主流的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，例如PKPM、橋梁博士等專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，這樣不僅能使學(xué)生在校期間認(rèn)識計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的過程，又能拓展學(xué)生對國家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識，全面培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程思維，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

此外，為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，可在課余時(shí)間舉辦專業(yè)競賽類活動，如創(chuàng)新結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)、力學(xué)模型設(shè)計(jì)等相關(guān)競賽類專業(yè)活動，以激發(fā)創(chuàng)新思維。

3.4 豐富考核內(nèi)容和形式，全面考核學(xué)生對課程的掌握情況

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的傳統(tǒng)考核方式為閉卷考試且書本內(nèi)容為主，學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中沒有實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，考核缺乏對創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力的考察，造成學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度散漫，為應(yīng)付考試而考試，學(xué)生喪失了分析問題解決問題的機(jī)會，喪失的對工程意識的培養(yǎng)，這種教學(xué)現(xiàn)象違背了素質(zhì)教育的初衷，因此課程的考核形式應(yīng)多樣化，以全面評估學(xué)生的學(xué)生成果為目的，不能以單一的卷面分?jǐn)?shù)為主。建議新的考核方案調(diào)整如下：閉卷考試分上下兩個(gè)半學(xué)期各占總成績30%，實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`完成情況占總成績30%，平時(shí)成績占總成績10%，教學(xué)大綱外素質(zhì)拓展訓(xùn)練額外加分總分20分。

其中，閉卷考試內(nèi)容為課堂教學(xué)的重難點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)考核為實(shí)驗(yàn)操作完成情況或創(chuàng)新結(jié)構(gòu)模型制作水平和團(tuán)隊(duì)協(xié)作水平；實(shí)踐考核內(nèi)容為對新穎結(jié)構(gòu)形式的探討，并形成自己的意見；平時(shí)成績考察各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的出勤情況、作業(yè)完成情況和學(xué)習(xí)態(tài)度；素質(zhì)拓展內(nèi)容為教學(xué)大綱結(jié)構(gòu)理論現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用。

4 結(jié)論

4.1《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)體系改革應(yīng)從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面著手，要展現(xiàn)各種教學(xué)方法的優(yōu)勢和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，建立多元化的教學(xué)體系。

4.2課程教學(xué)體系的改革應(yīng)能提高教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情為主攻方向，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程意識為目的，以全面提高學(xué)生力學(xué)基本素質(zhì)為目標(biāo)，創(chuàng)新教學(xué)方式，綜合考評學(xué)生素質(zhì)為改革方案。

[1]李廉錕.結(jié)構(gòu)力學(xué)（第五版）[M].北京.高等教育出版社，2010.

[2]劉志林，白軍.西藏高校《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)體系改革探討[J].河南科技，2014（9），253-254.

[3]朱慈勉.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].北京.高等教育出版社，2009.