結構力學課程教學改革探索

夏雨+李亞春+余穎燁+潘文軍

摘要：本文從結構力學課程教學實際出發，然后針對目前存在的問題，從教學內容、教學手段、學習質量監控及評估體系三個方面對結構力學教學改革進行了探索并提出改革措施，以促進結構力學教學改良和發展。

關鍵詞：結構力學；教學改革；教學質量

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0115-02

一、前言

結構力學課程是土木工程專業的一個重要的基礎課程。該門課程是在高等數學、線性代數、理論力學、材料力學等課程結束才開始學習的課程，同時結構力學也是鋼筋混凝土結構和砌體結構、土力學與地基基礎、鋼結構和結構抗震設計等核心專業課的力學基礎，是連接基礎課和專業課的紐帶，在整個專業培養計劃體系中占有舉足輕重的地位。結構力學教學效果的好壞不僅直接影響到學生對專業課程的掌握，而且還會影響到學生在實際工程中分析問題和解決問題的能力。學生在課程設計、畢業設計的過程中也要反復用到結構力學的知識。如何提高結構力學的教學質量，提高學生運用所學力學知識分析和解決實際工程問題的能力，是結構力學課程教學改革需要主要解決的問題。

二、教學內容改革

1.整合教學內容，提高教學質量。結構力學教學內容一般包括：結構體系的機動分析、靜定結構的內力和位移計算、靜定和超靜定拱、靜定結構的影響線、力法、位移法、力矩分配法、矩陣位移法、結構動力學和結構力學求解器、塑性極限分析、結構的靈活性和穩定性。結構力學在專業課與基礎課之間起著橋梁作用，但隨著新學科的發展，越來越多的課程開放實踐，結構力學的時間減少，所以建議在理論力學知識，如桁架梁結構的靜態和靜態力計算。矩陣位移法在本章中因為內容復雜，一般沒有足夠的時間進行講解，需要把握好重點、難點，對課程內容進行適當提煉。用最少的課時，達到要求的教學效果。有些學校不是關于動態內容，而是動態計算，是現代結構計算的重要組成部分，也是大多數高校研究生和注冊結構工程師考試的內容，因此應該是教學的重點。

2.增加實踐環節。結構力學的課程主要是理論研究，但它可以使學生了解抽象的、困難的和難以掌握的知識。例如，結構設計和開放實驗，讓學生創造性的設計房屋和橋梁模型，分析幾何組成，計算結構的強度、剛度和穩定性，并通過試驗測定了結構模型的強度、剛度和穩定性。同時，對實驗和理論之間的差異進行了分析，并提出了優化方法。結構模型設計和制作的趣味性和概念性，大大拓展了學生的視野，學生可以把理論與實際結合，激活其用力學概念進行結構設計的潛質，鍛煉其工程思維能力，從而取得良好的教學效果。

三、教學手段改革

1.重視傳統教學與多媒體教學的有效結合。教師在黑板上解釋和寫的過程中向學生傳達課程信息。隨著計算機的廣泛使用，多媒體技術在課堂教學中的應用越來越廣泛。多媒體技術為現代教育提供了方便，利用多媒體技術對圖像、聲音、動畫、文本、圖形、線條等進行處理，可以提高學生的學習興趣。但在抽象理論的解釋中缺乏優勢。例如，在計算結構力學公式時，如位移計算中的乘法公式、位移法等。如果直接用PPT演示，推導過程講解太快，不宜于學生的理解和接受。教師在黑板上用文字說明，只有通過口頭的、循序漸進的推導，并與學生互動，才能讓學生在思考和速度上跟上節奏。可以引導學生同步思考，吸引學生的注意力，引導學生的思維，也可以使學生和教師產生教學良性互動，使教學效果達到最佳。因此，教學方法是充分利用自己在黑板上的寫和多媒體相結合，從而提高教學質量。

2.重視網絡教學的應用。網絡教學已成為21世紀教學平臺的一個組成部分，教師將課堂上討論的問題在網站上展示，引導學生預習、復習和學習，從而提高課堂效率，豐富學生的力學知識有較強的自學能力，滿足學生的求知欲，提高教學效率。網絡是一個搭建溝通中心的平臺，在以上問題的師生，讓學生參與進來，通過溝通、討論，消除混亂，加深對知識的理解和升華，取得良好的教學效果。

四、建立全過程學習質量監控及評估體系

建立全過程的學習質量監控體系，把學生的學習質量把控在整個教學過程。良好的質量評估體系會激勵學生全程參與課程教學，讓學生從被動學習到主動學習，從而成為課程主體，讓學生從一開始上課就全心投入直至課程結束，保持課程知識體系的連續性。

建設質量監測評價體系的研究，應遵循“雙評價、教與學、教與學”的互動評價體系，對教師和學生都有好處。確保質量的指導思想，樹立以人為本、監控平臺的結構和功能，根據監測對象的多維監控系統分為監控中心，可以快速響應各種學習活動的教學科目的學習跟蹤、主體認識、指導、監控的要求，給出評價結果。多維監測的實施，學生做到全程、全員、全方位的監控，過程因素的教學和學習活動的識別，識別的影響教學質量的因素及該項目的主要內容學習。首先是出勤率。結構力學課程知識具有很強的連續性。經常性的缺課會讓學生在下次課聽課時，無法理解本節課講述的內容，無法跟上講課進度。為了避免學生不必要的缺課，可以進行課堂隨機點名，課堂考勤作為平時成績的一部分，保證學生課程學習知識的連續性。然后就是課堂提問。課堂提問一方面可以了解課堂的知識，另一方面可以在學生的監督中發揮作用。把課堂提問的問題回答情況計入平時成績。學生為了得到一個較好的平時成績，必須回答正確課堂的問題，這就需要在課堂上認真聽講。再者就是作業監控。因為結構力學課程的特點，學生必須在課下完成一定的作業，以此來檢查對所學知識的掌握情況。作業是檢查學生學習結構力學效果的一個重要工具，但是結構力學課程作業抄襲現象比較普遍。為了避免學生抄襲，可以增加作業題庫容量，針對同一類型的習題，讓學生完成自己學號最后兩位對應的相應題目。對教師來說，要提前建好作業題庫，而且還要建立比較完整的題目解答過程，方便教師的作業批改及課后對題目中錯誤的改正。這樣，任課教師的工作量就比較繁重。最后是階段性小測驗。當所學知識成為一個小體系時，可以針對階段所學內容，出一份試卷隨堂考試來檢驗學生階段的學習效果，及時發現學生課程學習中的問題。

以上幾種方法均作為學生平時成績的依據，最好能夠明確各部分所占平時成績的比例及平時成績換算方法，讓學生在接觸課堂后就能了解如何來獲得平時成績，并且把平時成績每兩個星期公布一次，在考試前把平時成績全部公布。讓學生在學習過程中知道自己的學習情況及平時成績的多少。這樣引導學生把課程學習盡量在課堂上完成，通過每節課、每次作業、每次測驗來監控學生的學習情況，避免普遍存在的在考試前集中突擊的現象，讓學生在學習中真正掌握課程知識。

五、結語

結構力學課程因為其教學內容的抽象、課堂容量大、課時緊，要在有限的時間內提高教學效果不是一件容易的事情，因此需要在實際教學活動中不斷探索和發展。一方面，現代教學方法應充分利用；另一方面，充分調動了學生的主動性和積極性。結構力學課程教學改革任重道遠，需要任課教師在授課過程中不斷的發現和總結，針對教學中的問題來提出改革的有效措施。

參考文獻：

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