地方院校結構力學課程建設的探索與實踐

陳玉驥+張玉紅+魏陸順+彭可可

[摘 要]結構力學課程是土木工程專業的核心課程，在整個課程體系中處于承上啟下的核心地位。開展結構力學課程建設對推動教學改革、提高教學質量具有重大意義。結構力學課程建設的探索與實踐，要統一思想、提高認識。課程內容建設與科學研究相結合；課程內容建設與實際工程相結合；課程內容建設與計算機技術相結合。

[關鍵詞]結構力學；課程建設；探索；實踐

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）04-0160-03

隨著當代高等教育教學改革的不斷深化，培養適應國家現代化建設的應用型人才的任務也愈顯突出。為了順應這一時代要求，必須開展課程建設。實踐表明，進行課程建設，既可全面提高教學質量，強化學生的綜合素質，培養學生創新意識，又可促進師資隊伍建設、教學體系改革、教學條件建設等方面的工作，使教學水平得以迅速發展，使培養的學生滿足社會需要。

佛山科學技術學院（以下簡稱我校）是一所地方院校，辦學的主要目的是培養適應地方建設的應用型人才。土木工程專業是學校辦學歷史較長的工科專業之一，具有一定的專業建設基礎。結構力學課程是土木工程專業的核心課程，在整個課程體系中處于承上啟下的核心地位。結構力學課程教學質量的高低，直接影響土木工程學生在后續相關課程的學習以及學生專業素質的訓練，所以結構力學教學對培養合格的土木工程師有著舉足輕重的作用。

我校結構力學課程于2000年開始課程教學改革，經過多年探索與實踐，課程于2004年被批準為校級精品課程，2013年被評為校級優質課程。多年來，結構力學課程教師圍繞我校“以工為主”的辦學理念和“立足地方，面向基層”的應用型人才培養目標，結合我校辦學條件和學生情況，開展結構力學課程建設，取得了一定的成果。

一、統一思想、提高認識

在剛開始進行結構力學課程建設時，結構力學課程的各位教師在思想上存在一些誤區。有的教師認為，只抓課程建設，其他配套建設跟不上，這樣的建設對提高教學質量效果必定不佳。此外，有的教師擔心每年都面臨教學、科研的雙重壓力，若要抽出時間搞課程建設，是否會影響相關工作的開展，是否會影響年度考核等。鑒于此，課程建設負責人多次組織大家學習教育部和廣東省有關高等學校教學質量和教學改革工程文件精神，其他兄弟院校課程建設的材料以及我校課程建設的相關文件。通過學習與討論，大家充分認識到，課程建設并不是一項單純的教學活動，而是一個全方位的系統工程，包括師資隊伍建設、教材建設、教學質量建設、課程體系建設等。搞好課程建設，就能帶動教學及相關工作的全面開展，就能推動教學改革，不斷提高教學質量。在統一思想、提高認識的基礎上，根據學校定位與特色，我們制定了結構力學課程建設規劃，確定了將結構力學課程建設為“面向能力培養、面向信息時代、面向一流水準、面向工程實踐，建設教學隊伍強、教學內容新、教學水平高、教學效果好、體現地方特色的優質課程，在時機成熟時申報省級精品課程”的目標。

二、課程內容的改革

在結構力學課程建設的課程內容方面，我們主要進行了以下三個結合的實踐。

（一）課程內容建設與科學研究相結合

結構力學課程的教師歷來積極開展各類科研項目的研究，取得了一定的科研成果，為結構力學課程建設和教學提供了良好的科研基礎。如何把這兩方面有機結合起來，這是我們一直探討并付諸實踐的課題。通過把科研工作中碰到的形形色色的力學問題，引入課堂教學內容，能使學生開闊視野、提高學習興趣，培養學生嚴謹的治學態度、科學的思維方法。如，根據“鋼-混凝土組合結構計算理論與應用”的研究成果，讓學生了解鋼-混凝土組合結構的特點及其應用情況，了解鋼-混凝土組合結構及其剪力連接件的力學計算思路和分析方法，為今后學生從事鋼-混凝土組合結構設計奠定力學基礎。

（二）課程內容建設與實際工程相結合

按照土木工程專業學生的培養方向和培養目標，我校大部分學生將走向土木工程第一線崗位。因此，有必要在課程教學中強調各種類型結構的工程背景，培養他們在設計、施工、管理中分析問題和解決問題的能力。同時，結合教學內容引入一些實際工程中的力學問題，引導學生進行分析、探討解決方案，加強學生實際工作技能的訓練。如，在講授結構位移計算的目的時，給學生介紹目前橋梁結構施工中的掛籃施工法和這種施工過程中的施工監控工作以及位移計算在施工監控中的重要地位，讓學生充分認識到結構力學知識在工程中的重要性，有效提高學生學習的主動性。

（三）課程內容建設與計算機技術相結合

現代科技的發展以計算機的發展為代表，而計算機的發展又為結構分析提供了強有力的計算工具。培養學生利用計算機進行結構分析，是我們進行課程建設和教學的一個重點。為了確保學生熟練運用計算機進行結構分析，我們組織編寫了結構分析教學計算程序，并設計程序接口，布置學生自己用計算機語言編寫部分計算程序，并與主程序組合，提高學生的編程能力。同時向學生介紹現在通用的工程結構分析軟件，如MIDAS、ANSYS、BIM、廣廈等軟件的應用，為今后進行大型結構分析打下基礎。在學校的校園網上，我們建立了結構力學課程網站。學生既能在課堂上學習，也可以在宿舍或能上網的地方進行學習。學生在網站上可以了解與結構力學有關的知識，可以下載教學軟件和結構分析程序，可以發表學習結構力學的學習體會，也可以向教師提交問題，獲得幫助，構建了學生自主學習和師生互動的網絡資源與環境。同時，針對部分學生的“只要會操作結構分析軟件，原理懂不懂都沒有關系”的錯誤觀點，我們在課堂給大家舉了由于對軟件計算原理不熟而使設計出的結構在施工和運營過程中發生事故的例子，并告知學生任何軟件里面都有一些默認參數，這些參數在很多情況下不能用默認值；還有像材料本構模型的選取等方面都需要軟件應用者進行選取和設置，等等。在通過這些講解，讓學生認識到，要靈活用運用結構計算軟件進行結構設計和施工計算，掌握其中的理論原理是必不可少的。

三、師資隊伍的建設

在剛開始進行課程建設時，結構力學課程組的教師有兩人，職稱水平較低（沒有一個教授），學歷層次不高（最高僅碩士學位），年齡結構偏大（只有一名青年教師）。針對這一情況，我們制定了培養與引進相結合的政策，立足培養，重點引進，盡早規劃，分步實施。

首先，我們建立了青年教師導師制。專門指定身體健康、教學經驗豐富、教學效果好、認真負責、學術上有一定造詣且樂于當伯樂的老教師擔任指導教師，發揮老教師的傳、幫、帶作用。通過制定培養計劃，給予青年教師在教學和教書育人方面的指導，使他們盡快勝任教書育人的崗位，并建立起作為一名合格教師所應具備的師德師風的意識。其次，我們也加大引進人才的力度，通過引進高水平教授和博士研究生，充實我們的師資隊伍。同時，我們還十分重視人才引進后的使用和培養。不僅要引進優秀人才，還要用好人才，以此吸引更好更多的優秀人才，形成良性循環。通過培養與引進，使結構力學課程組出幾名學術造詣深、理論基礎雄厚、專業知識扎實、實踐經驗豐富的教師，形成一個具有良好政治思想素質、愛崗敬業、教書育人、治學嚴謹、結構合理、教學科研能力強、綜合素質高的教師群體。

近幾年，部分教師退休，同時我校又引進了3名博士（其中1名教授）。經過努力，1位教師晉升副教授，1為教師晉升教授。目前我們的教師梯隊中，有教授2人、副教授1人、講師1人，全部具有博士學位，3人年齡都在45歲以下，良好的師資隊伍為搞好結構力學課程建設奠定了堅實的人才基礎。

四、定性結構力學教學實踐

我校土木工程專業學生的畢業去向除少數考取碩士研究生外，大部分都是在基層單位，特別是工程單位工作，主要從事土木工程施工、監理、檢測等工作。這些工作對結構定量分析的要求往往不高，但對定性分析判斷能力卻有較高的要求。即使是在設計院從事工程結構設計以及在高等院校、科研單位進行科學研究，也會遇到概念設計、估算判斷、計算模型建立、定量計算的結果分析等問題，這同樣離不開定性分析。所以，結構力學定性分析在土木工程專業學生中的作用是不容忽視的，在學生中開展結構力學定性分析教學是十分必要的。

從2010年起，我們在土木工程專業的結構力學課程教學開始進行定性結構力學教學實踐探索。具體安排為，當結構力學經典內容講授結束后，花4個學時專門講授定性結構力學知識。目前已完成四屆土木工程專業學生的定性結構力學教學任務，收到了良好的效果。通過定性結構力學教學，使學生在學習經典結構力學和計算結構力學的基礎上，訓練和培養定性結構分析的意識與能力，在對結構充分理解和認識的基礎上，能夠正確靈活地應用各種方法解決實際工程的力學問題，為學生進行結構概念設計和概念分析理念奠定一定的力學基礎。

課后，我們在學生中進行了問卷調查（共12個有關定性結構力學教學問題）。從學生反饋的結果看，大部分學生認為該內容的開設很有必要，對此也很感興趣，不少學生感覺收獲較大，希望能加強這方面的教學。

基于以上幾屆定性結構力學的教學經驗，我們又充實和完善了定性結構力學教案，除對原來的10個案例予以深化提升外，又增加了30個工程案例。我們計劃2016年將定性結構力學的學時增加到16個學時，并獨立作為一門課程開出。

五、第二課堂活動

在抓好正常的課堂教學的同時，我們還積極開展結構力學第二課堂教學活動，豐富校園學術氛圍。結合學校和學院大學生科研訓練計劃和創新活動等，在土木工程專業學生中成立了結構力學工作室，重點培養學生的創新能力和實踐動手能力；依托校學生學術基金、開放實驗室項目和工程實際結合，鼓勵學生制作創新作品；舉辦“結構力學彎矩圖繪制競賽”，加強了學生基本力學技能的訓練，激發了學生的學習興趣。為了培養學生科研素質，我們吸收成績優秀、富有余力、有科研潛力的學生參與教師的科研項目的研究工作。如2006級土木的朱清亮同學、2007級土木的余知武同學參與了結構力學陳老師負責的石灣特大橋施工階段橫向穩定性試驗研究工作。其中，朱清亮根據所做的科研工作并結合學生基金項目，寫出了一篇科研論文《無側移結構內力計算的快速力矩分配法》，發表在2011年第18期的《科學技術與工程》期刊上。該同學在畢業后考上了中南林業科技大學的研究生，在讀研期間，表現出了較強的科研能力，得到了指導導師的高度評價。

值得一提的是，2013年和2014年我們成功地舉辦了兩屆依托結構力學課程的結構模型大賽，該大賽既培養了大學生實踐能力和創新能力，還激發了大學生學習基礎和專業知識的興趣，增進了學生對結構力學理論知識的了解以及綜合應用所學專業知識分析和解決實際問題的能力，為學生把書本知識運用于實踐提供了一個良好的平臺，為學生提供了展示自己創新才能的機會。賽后，學生都紛紛表示，這次活動使他們的收獲頗豐，不僅讓他們認識到書本知識的重要性，而且還培養了他們的動手能力以及理論聯系實際的能力，為他們人生旅途留下了一筆畢生難忘的精神財富。

六、結構力學課程建設的特色

經過多年的建設，結構力學課程教學形成了如下特色。

（一）以多種形式評定學生成績，客觀反映學生學習狀況

學生的課程總成績包含40%的平時成績，該部分成績根據學生在學習過程中的上課、作業、答疑情況以及參與結構模型大賽積極性、內力圖競賽成績和上機計算等方面予以綜合評定。這種評價模式具有能力考核與知識考核并重、普通學生和優秀學生兼顧、平時考核與集中考核相結合的優點，可以較為全面地反映學生的學習質量，對促進學生學風建設也有一定作用。

（二）開展多樣化課外教學活動，強化學生綜合能力的培養

以課外教學活動為主線，多種課外教學活動形式為載體，貫穿對學生學習能力、實踐能力、工程能力、科研能力、創新能力培養的探索與實踐。課外教學活動的實施，使課堂教學得到了延續，取得了教學相長的成效。這主要體現在以下幾個方面。

1.以課程知識競賽為載體，激發學生主動學習的積極性。

2.以結構模型大賽為抓手，培養學生的工程意識、實踐能力和創新精神。

3.以學生學術基金、實驗室開放基金為依托，培養學生運用課程知識的興趣與能力。

4.以縱橫向課題為平臺，吸引優秀學生在課外以及畢業論文中參與部分子課題的研究工作，培養學生的科研能力。

七、結語

自被列為學校精品課程以來，我們進行了多年的堅持和不懈的努力，結構力學課程組在課程建設方面獲得了一定的榮譽。在2012年度我校“我最喜歡的教師”評比中，課程組1位教師名列全校第23名；1位教師獲得了學校首屆十佳課程教學優秀教師。此外，還有1位教師獲得了2011年度佛山市首屆創新創業領軍人才，1位教師獲得2012年度佛山市教育系統優秀教師和2012年度廣東省教育系統爭優創先優秀黨員以及佛山科學技術學院多媒體課件評比一等獎。目前，結構力學教師共獲得校級教學成果獎3項，主持省級教改項目3項、校級教研課題6項，發表教研論文17篇。其中，核心期刊4篇，指導本科生發表論文5篇（學生為第一作者），編寫教材兩本，指導學生學術基金6項、實驗室開放基金4項、全國和廣東省大學生創業創新項目4項，指導學生參加了中南地區高等院校結構模型大賽、中南地區高校土木工程專業結構力學競賽、廣東省大學生科技節模型設計大賽、廣東省大學生結構設計競賽和廣廈杯結構大賽等科技競賽，并獲得多項獎勵。

結構力學課程建設是一項長期而艱巨的工作，是一個不斷實踐、完善的過程，需要廣大教師的共同努力。我們將腳踏實地地將這一系統工程長久堅持下去，為國家培養更多高質量、高素質的人才。

[ 參 考 文 獻 ]

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[2] 李永莉，劉增夕，李艷杰.淺談結構力學課程建設的實踐與體會[J].大學教育，2013（6）：60-61.

[3] 劉鳴，王新華，賈紅英.從土木工程專業培養目標看結構力學課程建設[J].高等建筑教育，2006（3）：68-70.

[4] 陳玉驥.“定性結構力學”教學問卷調查結果分析[J].中國建設教育，2011（5）：18-20.

[責任編輯：陳 明]