西藏高校《結構力學》課程教學體系改革探討

何軍杰 劉志林 白 軍

（西藏大學農牧學院 水利土木工程學院，西藏 林芝860000）

1 引言

西藏自治區位于祖國邊疆，高校生源大部分為當地少數名族學生，生性活潑好動，動手實踐能力強，但由于數理化基礎較弱導致對理論知識的學習尤其公式的推導很難接受，在現在的教學環境下學生對本門課程的學習積極性不高，學習效率低下，因此課程教學改革顯得尤為重要。

《結構力學》是水利類、土木類等工科專業必修的技術基礎課[1]，用于培養學生結構分析計算和結構設計能力，主要研究各類桿件結構的組成規律、結構特點、結構內力和位移計算理論和方法、結構穩定性分析和求解極限荷載。

2 課程教學現狀和問題

2.1 課程教學體系現狀

西藏大學農牧學院開設《結構力學》課程的專業有：土木工程（80學時）、農田水利工程（80學時）、水利水電工程（80學時）、農業建筑與環境工程（80學時）、能源與動力工程（80學時）給水排水工程（48學時）。課程教學只有一個理論教學模塊，無任何實驗實踐教學環節。

2.2 教學體系中存在的問題

（1）課堂教學模式陳舊，重講輕練[2]。本課程內容繁多，老師為了將大量的知識講授出來，全部課堂時間均用于理論教學，很少有時間與學生溝通，更沒有時間讓學生自己思考。（2）本校學生基礎較差，后續學習吃力。結構力學的先修課程是理論力學和材料力學，其彼此間的知識結構體系聯系緊密。然而，純粹的課堂教學使得學生對概念認識膚淺，致使多數學生為考試而學習。加之《結構力學》課程知識較難掌握，造成學生對《結構力學》的學習較為吃力。（3）沒有實驗及實踐教學環節，學生缺乏感性認識。受教學硬件條件制約，本課程在我校的開設中無實驗及實踐學時，更沒有相應的實踐學時分配，導致學生在理論教學環節中所學的多種結構無法實際應用，如實際工程中的結構如何運用、施工及如何簡化成力學計算簡圖。學生學習的知識局限于書本及理論認識，嚴重阻礙理論聯系實際的學習進程。（4）課程考核方式單一，學生疲于應付理論考試，效果不理想。結構力學課程的知識點繁雜、理論推導繁瑣，而結構形式又千變萬化，理論考試內容量小，不能較為全面地涵蓋課程知識體系。加之課程體系中無實驗及實踐環節，對學生的感性理解、動手實踐以及創新能力無法考核，因而，現有的課程考核模式過于單一，不利于全面考核學生對本課程的掌握程度，更不利于學生對工程結構思維方式的培養。

3 課程教學體系改革措施

3.1 改革課堂教學方法，提倡概念教學，提高教學效率

針對課堂教學模式陳舊，重講輕練的現狀，課堂教學應遵循精講多練的原則，講理論知識時應把基本概念講解透徹，思路應便于理解，不要將問題復雜化。例如講授求解方法時，可以先不講注意事項，讓學生在理解概念的基礎上積極地去做練習，自己發現問題，從而避免了一味地灌輸式教學，有利于激發學生的自主學習興趣，培養獨立思維，可在很大程度上提高學生對本課程的學習熱情。

結構力學課程所涉及的結構形式多種多樣，結構理論同樣豐富，但并不意味著課程多么的高深和難學，學習關鍵是對概念的理解是否透徹。在教學過程中一定要注重概念教學，一定要引導學生重概念理解而非死板記憶。例如，學了材料力學里的荷載集度與彎矩的微分關系可知：當靜定桿段上橫向荷載為零時，桿件的彎矩方程為一元二次方程，對應的彎矩圖為傾斜直線段，當學到結構力學面對三鉸剛架，水平梁上沒有橫向荷載，當畫出鉸結點一邊的彎矩圖后，另一半變彎矩很多學生卻無從下手，其實僅需要運用上述理論將已經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，既快速又準確而不需要再去反復地列出平衡方程。在實際工程結構設計過程中，大量的計算分析由計算機去完成，并不會要求去手算某個結構，而人要充分發揮人的作用是運用力學概念快速準確的分析出結構的受力特點并作出可靠的判斷，這個過程往往需要大量的時間[3]。教學時注重培養學生對概念的理解非常有利于對結構理論的認識和掌握。

在課程教學體系改革的范圍內，課程教學內容需要整合，應以結構分析計算為主線，以基礎理論側重使用為原則。結構力學是以結構計算簡圖為基礎進行受力分析和計算，因此要把荷載特點、結點性質、結構特點、結構內力和位移計算和結構的動力分析作為重點講授內容。對于結構穩定計算和極限荷載等后續專業課程內容，可適當講解。

3.2 注重實驗教學，改善實驗條件，健全課程實驗教學體系，培養學生的動手能力

我校沒有結構力學實驗室，其原因是地處邊疆，建設資金短缺、經濟效益不佳等因素造成的。實驗室的建設應著眼于學生的未來發展，盡可能為其創造學習條件。可增加常見結構模型，添設簡單實驗平臺，在課程教學過程中增加實驗教學學時，開設相關課程實驗，提高學生對結構模型的感性認識及動手操作能力。

3.3 理論聯系實踐，增加實踐教學環節，培養學生工程思維，激發創新意識

結構力學是與實際工程聯系甚密，且工程結構設計的基礎是力學知識。課堂教學時可根據工程結構施工特點來重點講授相應的理論知識點，例如在講授連續梁在跨中支座處的彎矩時，由于存在較大負彎矩，可結合實際情況，講述預應力鋼絞線在支座處的安放特點，易于學生了解，因而學生在觀察實踐過程中就會積極的將工程實際問題與力學理論相聯系，學生的工程意識一定會在反復地觀察和思考學習中得到提高，其效果往往是普通的課堂教學所不能比擬的。

在教學過程中還可以推薦主流的結構設計軟件進行自主學習，例如PKPM、橋梁博士等專業設計軟件，這樣不僅能使學生在校期間認識計算機設計的過程，又能拓展學生對國家規范和行業標準的認識，全面培養結構設計工程思維，為今后的工作打下堅實的基礎。

此外，為激發學生的創新意識，可在課余時間舉辦專業競賽類活動，如創新結構模型設計、力學模型設計等相關競賽類專業活動，以激發創新思維。

3.4 豐富考核內容和形式，全面考核學生對課程的掌握情況

結構力學課程的傳統考核方式為閉卷考試且書本內容為主，學生在整個學習過程中沒有實驗、實踐學習環節，考核缺乏對創新能力和自主學習能力的考察，造成學生學習態度散漫，為應付考試而考試，學生喪失了分析問題解決問題的機會，喪失的對工程意識的培養，這種教學現象違背了素質教育的初衷，因此課程的考核形式應多樣化，以全面評估學生的學生成果為目的，不能以單一的卷面分數為主。建議新的考核方案調整如下：閉卷考試分上下兩個半學期各占總成績30%，實驗或實踐完成情況占總成績30%，平時成績占總成績10%，教學大綱外素質拓展訓練額外加分總分20分。

其中，閉卷考試內容為課堂教學的重難點；實驗考核為實驗操作完成情況或創新結構模型制作水平和團隊協作水平；實踐考核內容為對新穎結構形式的探討，并形成自己的意見；平時成績考察各個教學環節的出勤情況、作業完成情況和學習態度；素質拓展內容為教學大綱結構理論現學現用。

4 結論

4.1《結構力學》課程教學體系改革應從課堂教學、實驗和實踐教學兩個方面著手，要展現各種教學方法的優勢和特點，實現互補，建立多元化的教學體系。

4.2課程教學體系的改革應能提高教學效率，激發學生學習熱情為主攻方向，以培養學生的創新思維和工程意識為目的，以全面提高學生力學基本素質為目標，創新教學方式，綜合考評學生素質為改革方案。

[1]李廉錕.結構力學（第五版）[M].北京.高等教育出版社，2010.

[2]劉志林，白軍.西藏高校《機械設計基礎》課程教學體系改革探討[J].河南科技，2014（9），253-254.

[3]朱慈勉.結構力學[M].北京.高等教育出版社，2009.