面向工程教育質量認證的結構力學課程教學實踐改革

程玲

摘 要：結構力學是土木工程專業的一門主要專業基礎課程，是聯系基礎力學課程與工程設計課程的紐帶，也是從力學基本理論過渡到工程實際應用的橋梁。傳統的結構力學課程強調結構定量計算和求解能力，與工程質量認證對學生能力培養的要求存在一定的距離。為適應“工程教育認證”及德育培養理念下對土木工程專業學生綜合能力和職業素養的要求，結構力學課程的教學理念、教學內容、教學方法及考核方式等方面都需要進行相應地改革。

關鍵詞：結構力學; 教學現狀; 教學理念;教學方式方法

引言

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認的重要基礎。“能力導向”是工程教育認證的核心之一，為適應工程教育認證的趨勢，土木工程專業學生在培養過程中應注重專業認知能力、自學能力、分析能力、計算能力等多方面培養。除能力需求外，社會對于學生的職業需求，還體現在道德品行，職業素養等德行方面的要求，例如“在工作中的奉獻意識”，“對待工作的態度、責任意識”等，基于此，在培養學生過程中，除注重學生綜合能力培養外，也要注重德育培養，保證學生在具備從事相關工作所需能力的同時更擁有高尚的職業操守和品行。

結構力學是土木工程專業的一門主要專業基礎課程，是聯系基礎力學課程與工程設計課程的紐帶，也是從力學基本理論過渡到工程實際應用的橋梁。傳統的結構力學課程強調結構定量計算和求解能力，與工程質量認證對學生能力培養的要求存在一定的距離。為適應“工程教育認證”及德育培養理念下對土木工程專業學生綜合能力和職業素養的要求，結構力學課程的教學理念、教學內容、教學方法及考核方式等方面都需要進行相應地改革。

1.? 結構力學課程教學現狀

1、內容多，學時少

結構力學是土木工程專業重要的專業基礎課，內容尤其寬泛，然而在課程設置方面由于一再壓縮學時[1]，導致學生對該課程的學習掌握情況并不理想，尤其在通過靈活運用所學知識進行定性分析的能力較差。

2、教學方式單一，重視計算能力，忽略綜合分析運用能力

該課程是一門內容尤為寬泛，且知識點特別廣的課程，傳統的教學方式過于集中在內力分析求解、力法、位移法等超靜定結構手算方法求解的講授，對于力學模型簡化、矩陣位移法為基礎近計算機編程求解等涉及較少，甚至沒有涉及。并且，結構力學的教學在有限的學時下仍多采用傳統的“老師講學生聽”的講授式教學模式[2]，課程安排緊，沒有給學生充分的理解運用的時間，所以僅僅通過聽老師講授，缺少學生通過復習或者經過仔細分析達到求解的過程，因此掌握不是特別理想。如果想把一個將所學的知識靈活運用，勢必要多引用工程案例，且要融會各個方面的知識，例如，在講授力學模型簡化部分內容[3]時，要想真正實現學生的理解和運用，最好的方式就是引用工程案例進行分析，然而學時有限，在該部分講授中，往往不能達到較好的效果。

3 考核模式不完善

課程的考核的不完善也是導致課程效果不佳的原因。該課程的考核多采用“一張試卷”及“作業”形式考核，做作業時，學生存在抄襲現象，而一張考卷，讓學生往往認為依靠考前的“突擊”就能應付，而忽略過程的學習和積累。結構力學的知識點關聯性很強，例如，體系幾何組成分析是進行內力分析的基礎，靜定結構內力內力分析是力法求解超靜定結構的基礎，位移計算是超靜定結構求解必須用到的知識，一環扣一環，缺少過程的監督，學生只要有一個環節落下，是不能完全實現課程的深度理解和運用的。

4? 忽略了結構力學與其他課程的結合

結構力學其實在課程設置中起到承上啟下的作用。承接了材料力學、理論力學、高等數學等課程的知識，為混凝土結構、鋼結構等課程的學習打下基礎。然而，在講授該課程時，目前更多的是專注于該課程，而未實現課程體系的整體承接，出現“學生在學習某個知識點時，前期基礎不扎實，難以理解，學完該知識點時，不知道用來做什么”的現象。

2. 結構力學教學理念的改變

結構力學是一門與工程實際有密切關系的課程，課程涉及的內容僅僅通過講授并不能給予學生直觀的印象，如能更好的結合工程實際，則課程的教學效果一定會較為理想，同時也滿足“工程質量認證”對于學生的能力需求[4]。對于土木工程專業學生的培養，重點在于滿足輸出的要求，而社會對于土木工學學生的要求之一就是解決能夠解決工程問題，特別是復雜工程問題的能力。因此，“理論聯系實際”以及“課程思政”的教學理念對于土木工程概論課程而言才是一個全面有效的教學理念。如何在教學過程中深入理解該理念，并基于該理念實現課程的完美轉變則需要通過課程教學模式、教學環節設計、考核方式等方面的改革與實踐。

3. 結構力學教學方式方法的改進

1）多樣化的授課方法

結構力學課程如果僅以課堂灌輸的方式教學，不僅老師講授要慢，學生聽起來也容易夾生，滿堂灌的范式，很容易讓溜號，為了提高教學效果，多樣化的授課方法和手段是必不可少的。

首先，教學中要重視現代化教學技能，通過課件、視頻、板書多個方面的有機結合，盡可能生動、立體、形象的展現出教學內容[3]。從以往的教學過程來看，每當為學生播放三維動畫力學模型簡化的視頻時，學生們都會表現出極高的性質，提高了學生學習探索的熱情。

此外，要注意課堂的啟發和引導，鼓勵學生獨立思考，自主學習[5]。“填鴨式”的課堂教學使師生間缺少必要的互動與學生的獨立思考，況且學時有限，學習知識光靠老師課堂傳授是遠遠不夠的，采用問題式教學可啟發學生深入思考。同時鼓勵學生課堂積極表達自己的看法和對所學相關知識的認識。例如，在推導過程中，可鼓勵學生自己查閱資料進行推導，在考察力法知識點方面，不要更集中于學生計算的準確性，而是鼓勵學生盡可能多的選擇基本體系，既實現了師生間的良好互動，又培養學生發散思維，開創能力。

2）注重網絡課堂、慕課等線上資源的利用率

結構力學知識點特別多，有限的學時內，僅通過課堂講授無法完全實現“理論知識與工程實際”的結合。針對該情況，僅僅通過增加學時是不夠的，應該廣泛利用課堂外的學習資源，“網絡課堂”、“慕課資源”無疑是較好的課下學習手段。老師可以通過網絡課程布置學生觀看指定視頻內容，查閱相關材料，完成網絡作業等，實現老師和學生的課下的良性互動。

3）重視課后作業對能力的培養

無論哪一門課程，“課后作業”都是有效鞏固學生課堂學習的手段，結構力學也不例外。本課程可以根據講授內容在布置一些客觀題目以外，可以適當布置一些綜合性的課后作業，并不一定僅限于計算類的題目，學生在解答該題目時實現了對所學知識的綜合運用。

4）考核方式的完善

單一的考察方式不利于學生良好學習習慣的培養，同時也不利于學生知識的積累，因此，結構力學課程應更豐富考核方法，可增加“綜合性大作業”、“課堂即時測試”，“學生講課”等考察環節，只有較全面的考評體系，才能督促學生養成良好的學習習慣，實現對學生綜合能力的考評。

5）注重與其他教學課程和環節的配合

結構力學涉及的知識與其他課程的的關系其實是十分密切的。因此，在指定大綱，指定授課計劃等環節，可以通過整個力學課程及專業課程的梳理進行編寫，實現課程體系知識點的統一和連續性。

6）注重講授的細節

課程講授環節應結合工程能力的要求調整重點和難點，并且課堂講授中注重工程專業名稱的使用，例如對于剛架結構中，水平桿件在講解時以“梁”來稱呼，豎直桿件，以“柱”來稱呼，使學生有工程上的概念。此外，在例題選擇上，應增加一些具有工程背景的題目，從而培養學生簡化工程問題，解決工程實際問題的能力。

4 結論

面向工程教育認證對于學生能力的需要，結合結構力學課程的特點，重點分析了當下結構力學中面臨的困境，包括：內容設置，講授方式、考核模式等。針對以上問題出現的原因進行了分析，同時針對所出現的問題，提出了教學方式方法的改進，包括授課方法多元化、網絡課堂、慕課資源的利用、課后作業布置改革、考核方式完善等有效的措施。堅持“理論聯系實際”的教學理念，不斷進行課程的改革和完善，促使該課程在培養滿足工程認證需求的專業人才培養方面發揮最大的作用。

參考文獻：

[1]李永莉，劉增夕，李艷杰.結構力學教學中存在問題的原因分析及改進措施[J].亞太教育，2015（19）：104.

[2]包世華， 辛克貴. 結構力學（第五版）[M]. 武漢： 武漢理工大學出版社， 2018.

[3]經緯.關于結構力學綜合實踐能力培養的教學改革方案研究[J].教育教學論壇，2019（19）：113-114.

[4]孔凡廣. 基于結構力學教學改革的學生綜合能力提高的有效方法及途徑探究[J]. 創新教育， 2019， 9： 193.