基于創新能力培養的土木工程專業結構力學課程教學改革研究

摘 要：結構力學作為土木專業傳統的基礎力學課在土木工程專業的教學和學生學習中起到基石作用，隨著我國卓越工程師教育改革的深入，如何培養學生的創新能力和實踐能力成為土木專業教師需要思考的問題。文章從教學內容、教學手段、實踐環節設置等方面探討了結構力學課程的改革，為今后相關課程改革提供了一定的借鑒。

關鍵詞：結構力學；創新能力；課程改革

0引言

教育部“卓越工程師教育培養計劃”要求高校培養造就一大批創新能力強、的高質量各類型工程技術人才。其實質就是要求高校根據社會需求培養出“基本功扎實，上手快，能力強”的高素質創新人才。這就要求高校在人才培養方面從專業基礎課到專業課中自始自終貫穿對人才創新能力和工程能力的重點培養。而結構力學作為土木專業最重要的專業基礎課，在整個土木工程專業課程體系中具有不容置疑的重要地位。結構力學課程教學的目標，要從傳統的“會解題”，轉變為會“解決問題”，要從傳統的力學知識的掌握，提升為創新能力和工程能力的培養。因此，有必要對土木工程專業結構力學課程從教學內容、教學手段、實踐環節設置等方面進行研究和改革，真正提高學生力學素養和創新能力。

1對結構力學教學內容和教學手段的改革研究

（1）教學內容及講授例題與工程實踐緊密貼合。傳統結構力學教學通過學習力學理論、講解例題來達到知識的掌握，對例題的選擇與工程實踐結合不夠緊密，學生學會了解題，卻很難提高解決工程實踐問題的能力。因此，有必要結合土木工程各類典型結構合理選擇各章例題，力求最大程度貼近工程實際，將工程實際問題作為教學例題進行分析講解和討論，如運用力學原理分析工程事故、對工程結構進行優化設計等等。由注重單一解題能力的培養向提高力學素養轉變，同時，與工程實踐的結合也將大大提高學生的學習興趣，對后續專業課的學習也奠定了更有利的基礎。

（2）由單一的課堂講授向多元化教學模式的轉化研究。以前的結構力學授課多采用課堂講授為主，整個課堂由老師唱“獨角戲”，學生被動接受，學習效果不好。而真正要提高學生解決問題的能力，就不能只由老師來唱“獨角戲”，也要由學生來“唱一唱”。知識聽懂了，還轉化不成能力，只有在此基礎上經過思考、總結和提高，才能一步步轉化為能力。因此，需引入多元化教學模式，注重學生興趣的激發和創新能力的培養，尤其應加強課堂討論環節，引導學生思考、總結，通過討論，加深對知識的理解和把握，從而提升能力。比如，在結構的內力計算相關章節，可以引導學生討論如何減小桿件的彎矩，如何調整連續梁的內力，如何減小超靜定結構的溫度應力等等。既激發了學生對力學學習的興趣，又提高了學生運用知識解決問題的能力。除此，還可以采取學生講課、學生做分析報告等形式。

（3）結合工程實際合理確定各章節課后作業。作業是課堂授課的必要補充，只有切實認真地完成課后作業，才能真正將力學理論應用于解決問題。為了提高學生解決問題的能力，課后作業的選擇非常重要。課后作業應貼近工程實踐，更重要的是，要由單一注重定量計算向提高學生運用力學知識對比、分析問題、解決問題能力培養方面進行改革。傳統的力學作業注重解題能力，題解出來了，問題就結束了，只解決了“會解題”的問題，而要提高學生的創新能力，不僅要注重加深學生對知識的理解和掌握，更要學生靈活掌握知識，學會活學活用。比如學生學習了位移的計算，課后作業可根據工程實踐進行結構的位移計算，并要求分析哪些因素可影響位移值，若位移值不滿足要求，可采取哪些辦法等等。引導學生養成思考問題的習慣，比會解題更重要，只有經過思考經過總結，知識才能更快地轉化為能力，這也是提高創新能力的基石。

2師資力量的合理配置

為有效培養學生的創新意識和實踐能力，可嘗試選擇土木工程的專業課老師擔任結構力學課程的授課工作。缺乏工程實踐經驗的力學老師，很難將力學知識與工程實踐問題結合起來，而土木工程的專業課老師一般均具有較高的力學素養，不僅能夠勝任結構力學課程的教學，同時又具有較高專業素養及工程實踐經驗，很容易將專業知識融入于力學教學中，對培養學生利用力學知識解決專業問題有很大的幫助，對后續專業課的學習也起到很好的鋪墊作用。

3強化學生綜合素質和創新能力培養的實踐環節改革

習題做的再多也是紙上談兵，因此，一定要鼓勵學生多接觸工程實踐，在實踐中提高分析問題和解決問題的能力。近年來，國家、省市及院系組織了很多力學競賽及結構設計大賽，旨在提高學生的實踐能力和創新能力。因此，應積極鼓勵和組織學生參與這些競賽。實踐證明，對于在校學生來說，參與工程實踐的機會很少，而結構設計大賽、力學競賽等能大大提高學生的動手能力和解決問題的能力，是培養人才創新能力的重要環節。在結構力學的教學中增加這類實踐環節，不僅能大大激發學生學習力學的興趣，更能在動手過程中提高實踐能力和創新能力。

4由傳統的手算到手算與電算結合的改革研究

手算對學生培養清晰的力學思維有很大幫助，然而對于較復雜的力學問題，手算將耗費大量的時間和精力，還容易出現錯誤。隨著計算機技術的飛速發展，工程實踐中多采用電算，為很好地與工程實踐接軌，在大學教育中應注意手算與電算相結合。手算有助于對解題方法和步驟的理解，在力學的學習中不可或缺。然而大量而繁瑣的計算大可采用電算，且可運用電算來進行結構的對比分析等，雙管齊下，才能取得更好的效果。

5結語

要提高學生的綜合素質和創新能力，要求我們真正把能力培養貫穿于整個結構力學的教學和實踐中，及時考察改革效果并不斷進行改進，只有這樣才能真正培養出符合市場需求的具有創新能力和實踐能力的土木工程人才。

參考文獻：

[1] 徐小麗陳靜等.《結構力學》課程教學狀況分析及改革研究.[J].中國科教信息，2012年06期

[2] 王偉等. 基于多元教學模式的結構力學課程改革與實踐.[J]. 中國輕工教育，2012年03期.

[3] 方祥位等. 結構力學課程教學改革探索與實踐.[J].高等建筑教育，2003年04期.

作者簡介：

李銳（1975.9-），女，講師，工學碩士。