結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革與探討*

包恩和蔣驊劉博陳宜虎

（1、桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，廣西桂林5410042、桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，廣西桂林541004）

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革與探討*

包恩和1蔣驊2劉博2陳宜虎1

（1、桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，廣西桂林5410042、桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，廣西桂林541004）

文章通過闡述筆者在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)中所遇到的一些問題，并針對這些問題在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面進(jìn)行了思考，最后對課程的教學(xué)改革提出了自己的一些看法。

結(jié)構(gòu)力學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

前言

結(jié)構(gòu)力學(xué)是高校土木工程專業(yè)最重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課之一，在整個(gè)土木工程專業(yè)教學(xué)中不但具有承上啟下的核心地位，而且貫穿于整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)的過程。結(jié)構(gòu)力學(xué)的先修課包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、工程力學(xué)等，作為土木工程學(xué)科主要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，它是聯(lián)系基礎(chǔ)力學(xué)課程與工程設(shè)計(jì)課程的紐帶，是從力學(xué)基本理論過渡到工程實(shí)際應(yīng)用的重要橋梁。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量直接決定了后續(xù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等課程的教學(xué)效果，同時(shí)也是學(xué)生今后在設(shè)計(jì)或施工工作中解決工程問題的基礎(chǔ)。因此，想要學(xué)生將大學(xué)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)扎實(shí)，結(jié)構(gòu)力學(xué)這門課程必須學(xué)好，這就對我們結(jié)構(gòu)力學(xué)的教室提出了更高的要求。本人在結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)了一些教學(xué)上所存在的問題，文章將從這些問題著手，提出一些解決問題的方法，并對該課程的教學(xué)的改革提出幾點(diǎn)自己的見解。

一、結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中存在的問題

（一）課時(shí)少

在教育部大力推行“大土木”專業(yè)背景下，學(xué)生的課程數(shù)量大幅增加，導(dǎo)致各專業(yè)課分配到的課時(shí)不可避免的減少，結(jié)構(gòu)力學(xué)也不例外。而結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究桿系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，具有內(nèi)容較多，理論性強(qiáng)，概念較為抽象，解決問題的思路多樣化等特點(diǎn)。有很多重要的內(nèi)容必須細(xì)細(xì)講授，要耗費(fèi)大量課時(shí)，課時(shí)少與內(nèi)容多的矛盾相當(dāng)突出。因此，必須增加結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)時(shí)。

（二）內(nèi)容繁瑣、零亂

在目前的結(jié)構(gòu)力學(xué)的培養(yǎng)方案中，有一些內(nèi)容較為繁瑣、零亂。例如在理論力學(xué)中，桁架桿的內(nèi)力計(jì)算已經(jīng)被講授過，而結(jié)構(gòu)力學(xué)又要重新再講一次，內(nèi)容得不到很好的銜接，導(dǎo)致學(xué)生上課一頭霧水。而像矩陣位移法這類本科學(xué)生今后在工作中很少被運(yùn)用到的內(nèi)容，大綱卻要求重點(diǎn)講授，不僅浪費(fèi)課時(shí)，也浪費(fèi)學(xué)生學(xué)習(xí)的精力。因此，教學(xué)內(nèi)容改革勢在必行。

（三）內(nèi)容抽象

結(jié)構(gòu)力學(xué)研究計(jì)算的是結(jié)構(gòu)在各種效應(yīng)作用下的響應(yīng)，包括內(nèi)力的計(jì)算及位移的計(jì)算。由于內(nèi)力看不見，摸不著，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中缺乏感性的認(rèn)識，學(xué)生很容易將內(nèi)力等概念混淆，造成對知識點(diǎn)的模糊。且由于課程的內(nèi)容抽象，這就造成學(xué)生在接觸到這門課程時(shí)容易產(chǎn)生畏難情緒，再者由于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有明確的目的性，“怎樣去學(xué)習(xí)”、“知識點(diǎn)該如何運(yùn)用”、“如何分析力學(xué)模型”等問題普遍存在，導(dǎo)致學(xué)生不能學(xué)以致用，自然而然缺乏對結(jié)構(gòu)力學(xué)這門理論性較強(qiáng)的課程的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生學(xué)習(xí)后不知道學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)對今后工作有何幫助。

（四）缺少課程間的銜接

結(jié)構(gòu)力學(xué)作為一門基礎(chǔ)專業(yè)課，既有其理論嚴(yán)密、系統(tǒng)完整、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，又存在其作為土木工程相關(guān)專業(yè)課基礎(chǔ)的作用，因此與其他課程，如鋼結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)，混凝土設(shè)計(jì)原理等專業(yè)課程密不可分。從實(shí)際教學(xué)與調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)習(xí)的好壞，直接影響上述課程的學(xué)習(xí)效果。更為嚴(yán)重的是，結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)不好，大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)也很難著手。但如今的教學(xué)中，教師過分強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)力學(xué)這門課程的獨(dú)立性，忽視了它與其它專業(yè)課的關(guān)聯(lián)。

二、結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革

（一）增加課時(shí)

鑒于目前結(jié)構(gòu)力學(xué)課時(shí)較少的問題，可將這門課程的課時(shí)由原來的64個(gè)課時(shí)增加到80個(gè)課時(shí)。增加課時(shí)，教師可以將課程中的重點(diǎn)難點(diǎn)打散細(xì)細(xì)講授，使學(xué)生更易于理解，有利于提高學(xué)生對知識的掌握，還可利用增加的課時(shí)，進(jìn)行課程的創(chuàng)新與改革。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

針對課程中一些較為繁瑣的內(nèi)容，可根據(jù)實(shí)際情況，對教學(xué)的順序進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儯瑢Σ煌n程間相似的知識點(diǎn)進(jìn)行穿插教學(xué)，減少教學(xué)的冗雜。例如，在結(jié)構(gòu)力學(xué)中已被講授過的桁架結(jié)構(gòu)桿的內(nèi)力計(jì)算，可將結(jié)構(gòu)力學(xué)中的這部分內(nèi)容放在理論力學(xué)中講授。而“靜定梁與靜定剛架內(nèi)力圖”的這部分內(nèi)容，材料力學(xué)也有詳細(xì)講述，內(nèi)容大致相同，只是側(cè)重點(diǎn)不同，可將其放到材料力學(xué)中講授。這樣不僅可以節(jié)省出不少課時(shí)，還有利于學(xué)生對知識點(diǎn)的聯(lián)系，有利于學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握。而例如矩陣位移法這類本科學(xué)生今后在工作中很少被運(yùn)用到的內(nèi)容，可以將其作為選修課來上。而動(dòng)力計(jì)算的內(nèi)容在教材中設(shè)計(jì)較少，在今后的建筑結(jié)構(gòu)中，這方面的內(nèi)容會越來越多的被用到，教學(xué)時(shí)可增加相應(yīng)的內(nèi)容。

（三）改進(jìn)教學(xué)方法

1.現(xiàn)代化教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合

結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門理論性、邏輯性很強(qiáng)的課程，更需要通過生動(dòng)活潑的教學(xué)手段來展現(xiàn)課程內(nèi)容［1］，以激活學(xué)生的學(xué)校興趣。運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，可以將一些抽象的，學(xué)生難以想象的，教師難于用言語表述出來的內(nèi)容，通過PPT、圖片、FLASH等展示給學(xué)生，這樣不僅可以有效提高學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和掌握，同時(shí)減少了書寫板書的時(shí)間，提高了授課的效率。而對于一些難度較大，較為復(fù)雜的內(nèi)容，如力法、位移法的公式推導(dǎo)與計(jì)算等，只有通過板書的細(xì)細(xì)講解，逐步推導(dǎo)，并且?guī)熒g的相互交流，才能使學(xué)生易于理解，加深記憶。因此，將傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，揚(yáng)長避短，可真正做到既提高課堂教學(xué)效率又提高教學(xué)質(zhì)量［2］。

2.引入案例式教學(xué)

學(xué)生學(xué)習(xí)知識，主要服務(wù)于今后的工作，而結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容較為抽象，學(xué)生很難將所學(xué)的知識與實(shí)際工作結(jié)合起來，這就需要教師引入案例式教學(xué)。根據(jù)這一情況，在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教授過程中，可以將實(shí)際工程案例引入到教學(xué)中來，授課教師可以對課堂上講授的每一個(gè)章節(jié)、每一個(gè)知識點(diǎn)都能夠找出相對應(yīng)的工程應(yīng)用案例，針對實(shí)際工程案例，授課教師應(yīng)著重講述本章學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際案例之間的緊密聯(lián)系，例如在講授受彎構(gòu)件時(shí)，如何將建筑中的梁、荷載、支座簡化為力學(xué)模型來進(jìn)行受力分析，利于學(xué)生在思考問題時(shí)可以結(jié)合實(shí)際，將抽象的概念具象化。通過這種方式，潛移默化地讓學(xué)生意識到結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)對解決工程實(shí)際內(nèi)容起著至關(guān)重要的作用。除此之外，在例題、討論題與課后習(xí)題方面，同樣可以引入工程實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際案例簡化力學(xué)模型，比如普通大橋?qū)?yīng)多跨靜定梁，廠房對應(yīng)剛架，鐵路橋?qū)?yīng)桁架等等。

3.采取“一頁開卷”考試模式

結(jié)構(gòu)力學(xué)當(dāng)前普遍采用閉卷考試的方式進(jìn)行考核，考試時(shí)間往往安排在結(jié)課后兩周內(nèi)。由于結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容量大，知識點(diǎn)多，各個(gè)公式較為復(fù)雜，學(xué)生很難在有限的時(shí)間內(nèi)將這些公式記熟，將知識點(diǎn)理解透徹，導(dǎo)致這門課程的掛科率偏高。目前，“一頁開卷”考試模式逐漸被各高校所接受，即允許學(xué)生自帶一頁A4紙進(jìn)考場，可以用來寫重要公式、歸納知識點(diǎn)、平時(shí)易錯(cuò)的地方、解題思路等［3］，結(jié)構(gòu)力學(xué)也可采用這樣的考核方式。這樣的考核方式好處在于，首先，學(xué)生可以不必死記硬背許多課本上復(fù)雜的公式，而將精力放在對知識點(diǎn)的理解及運(yùn)用上；其次，準(zhǔn)備這一張A4紙的過程，就是對知識點(diǎn)系統(tǒng)性地進(jìn)行歸納、提煉、總結(jié)的過程［1］，學(xué)生的復(fù)習(xí)效率更高，對知識點(diǎn)的掌握更牢固，這也正是考試的目的。

三、結(jié)束語

結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專業(yè)較為重要且難度較大的一門專業(yè)課，由于其與其他課程間聯(lián)系緊密，其教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到學(xué)生對這門課程及與之關(guān)聯(lián)的數(shù)門課程的知識的掌握程度，乃至?xí)绊懙綄W(xué)生將來的工作情況。因此，各結(jié)構(gòu)力學(xué)的教師都必須認(rèn)真、負(fù)責(zé)地將這門課程上好。筆者根據(jù)在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的一些問題，提出了對課程教學(xué)改革的一些膚淺的看法，希望能對結(jié)構(gòu)力學(xué)這門課程教學(xué)質(zhì)量的提高有所幫助。

［1］耿翠珍.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)改革初探［J］.浙江樹人大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，3：44-48.

［2］程健，尹曉文，榮華.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)改革與探索［J］.吉林教育，2013，25：49.

［3］李慧英.高職《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐［J］.職業(yè)時(shí)空，2009，7：62-63.

The paper sets forth some problems which exit in the teaching of structural mechanics and then thinks about them in teaching content and methods.Finally，the author puts forward some suggestions to the educational reform of this course.

structural mechanics；teaching method；educational reform

G642

A

2096-000X（2016）20-0154-02

土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究（編號2016JGA423）。

包恩和（1975-），男，蒙古族，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，副教授。蔣驊（1990-），男，漢族，廣西桂林人，桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，助教。