工程教育認證背景下結構力學課程建設研究

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）14-0062-04

Abstract：Theconceptofengineeing educationcertification hasimportant guiding significance fortheimplementationofeducationpowerandcultivatinghigh-qualitytalentsundertheemergingengineringeducation.Basedonthebackgroundofengineeringeducationcertificationaimingattheconstructionof StructuralMechanicscuricuum，thispaperexplorestheteaching methodshatintegratecuriculumthoughtandpolitics，takestudentsasthecenter，takeproblemsastheorientation，andtake teachersastheinteractiveheuristicteaching.Fromtheaspectsof\"integrationofelementsofcuriculumideologyandpolitics\"，\" integrationofteoryithpractice，\"cuivationofmechanicalmodelabstractability\"，\"researchfeedingteaching\"and\"traingf inovativethinking\"，classroomteachingfeaturing\"applicationofknowledge，responsibility\"and\"probleminspirationandinteractivepractice\"isconstructed.Inthisway，theexistingteachingmodecanbeefectivelyimproved，theautonomyandexploration ofstudentslearningoftructuralMechanicsanbeinspired，andthepatrioticfelingsofstudentscanbecultivated，andtheabilityofcombiningthoywithpracticeandsolvingpracticalengineeingproblemscanbecultivated，soastofectivelyprove the comprehensive ability of engineering and technical talents.

Keywords：engineeringeducationcertification;structuralmechanics;teachingobjectives；curriculumthoughtandpoliticselements;course construction

2016年6月，我國正式成為《華盛頓協議》成員之一，標志著我國工程教育專業認證具備了國際實質等效性，通過認證專業的畢業生將具有國際互認質量標準的通行證。2022年，海南大學土木工程專業通過工程教育認證。在此背景下，該專業的培養目標、畢業要求、課程設置和考評體系等方面都進行了重新梳理與改革。

基于土木工程專業培養具有創新精神和實踐能力土木工程高素質專門人才的培養目標及要求，結構力學課程作為認證標準中多個畢業要求相應指標點的重要支撐，既是土木工程專業知識體系架構中起著承前啟后的專業基礎課程，又具有課程內容邏輯性強、內容抽象、理論推導復雜，并且直接面向工程應用的顯著特點[2-4]。

目前，許多學者針對工程教育認證背景下結構力學課程改革進行了不同層面的探索與實踐，取得了一定的研究成果[5-9]。海南大學結構力學教學團隊基于工程認證背景，從圍繞提升課程講授質量、促進專業人才培養角度，對結構力學課程教學改革開展了探索性工作。

一結構力學課程特點及課程現狀

（一） 課程特點

結構力學是傳統三大力學（理論力學、材料力學、結構力學）課程之一，其他兩門為其先導課程，作為土木工程專業承前啟后的專業基礎課，其主要任務是研究各類結構的組成規律和受力性能、在各種作用下的內力和變形、動力性能與穩定性。該課程著重培養工程從業人員的工程素質，提供解決工程問題的基本方法和原理，為后續專業課程提供必需的基礎知識和計算方法，是聯系基礎理論課和專業課的重要橋梁，重要意義不言而喻1。因此，建設工程教育認證背景下新時代符合專業認證的“思政融入、學生中心、成果導向、持續改進\"教育理念的課程建設勢在必行。

（二） 課程現狀

在結構力學傳統教學模式下，大多數講授該課程的教學狀況不容樂觀，主要存在以下幾個方面的問題[12]

1課程體系內容較多

理論力學與材料力學作為結構力學的先導課，此開設順序由簡到繁，三者既密不可分，又有內容上的區別，可有利于教師的講授及學生的理解，但三大力學課程的教學內容和解題思路重合面較多，約占三門力學課程總課時的 10% ，導致學生學習的積極性較低，且部分學生因理論力學及材料力學掌握程度較低，導致在后續學習結構力學時感覺無從下手，難以結合前兩門先導課的知識點開展結構力學課程的學習。

2課程理論性強、實踐性弱

結構力學作為理論聯系實踐的重要橋梁，但該課程的講授主要以理論講解為主，課外實踐較少，并且涉及的專業名詞及概念體系龐大，若僅是以課堂上的純文字敘述或圖片展示，而不輔助實際工程背景或工程實踐，學生難以真正掌握其內涵，并難以培養其工程意識，從而在“教師教、學生學\"這種單純輸出型的以教師為中心的傳統教學模式下，缺乏學生對教師輸出內容的反饋，必然導致學生缺乏學習的主動性及積極性，課堂教學效果難以取得預期的效果。

3其他存在的問題

除上述問題外，結構力學課程教學過程中尚存在教學內容與土木工程行業發展存在一定的脫節現象[13]。教師僅是重復強調結構力學在工程中具有重要的應用，但對其在工程中重要應用的具體表現，以及結構力學如何在當前土木工程行業新技術、新材料不斷被應用的背景下發揮其應有的作用，導致學生無法架構起專業知識整體的工程應用觀。此外，結構力學課程存在課程思政元素融入淡薄、考核評價方法單一等問題。

二課程建設具體措施

（一） 課程教學目標重構

基于工程教育認證理念，海南大學土木工程專業的培養目標主要是培養“寬口徑、復合型高級工程技術人才”，而結構力學是認證標準中支撐畢業要求下多個相應指標點的重要課程。打造多元化的教學模式，并根據培養目標及畢業要求，修訂教學大綱，明確結構力學課程教學應達到的具體課程目標，以及與畢業要求的對應關系。針對結構力學課程特點及培養方案與畢業要求，課程目標設置如下。

課程目標1：掌握平面桿件體系機動分析和結構計算的基本方法，并能夠快速、準確地完成靜定和超靜定結構內力分析和位移計算。

課程目標2：能夠基于力學基本知識，對多種工程結構問題提出多種解決方案、選擇不同計算方法，具有對計算結果進行校核，對結構內力分布的合理性做出定性判斷的能力。

課程目標3：掌握各類常見工程結構的受力特點，可將所學的結構力學基本理論準確地運用于工程實際。

（二） 課程建設重構

1課程思政元素融入

學以致用和責任擔當是結構力學課程思政的重要內容[14]。將課程思政元素潛移默化地融入結構力學教學全過程，圍繞“專業知識” + “思政元素\"開展教學，把握思政元素和課程知識之間的結合點，培養學生嚴謹的學習態度和負責的精神。通過介紹結構力學在工程中的具體應用，引導學生理解工程對社會、環境、經濟和人類未來發展的影響，培養學生的社會責任感、家國情懷和可持續發展的意識，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

基于結構力學的課程特點，結合教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》及海南大學《課程思政二十條》，可從以下三個方面開展課程思政元素的融入。

從歷史共性上，培養學生的家國情懷、社會責任感及民族自豪感等，堅定“四個自信”。可根據教學內容，介紹在結構力學相關研究領域取得重要成就的中國科學家及中國承建的重大工程，如錢學森、周培源等老一輩科學家，從他們身上使學生真正理解什么是為國奉獻、報效祖國及祖國逐漸強大的家國情懷及社會責任感，并使學生樹立起真正的國家責任感及歷史使命感，從而達到“為黨育人、為國育才\"的教育目標。

從時代特性上，培養學生的大國工匠精神及職業道德意識。在教學過程中，可向學生展示我國保存至今的歷史建筑及現代知名建筑，如應縣木塔、國家游泳中心（水立方）國家體育場（鳥巢）等，這些建筑均體現了我國勞動人民智慧的結晶，見證了中國土木業的發展，未來更需要像前輩那樣的土木人去為國家的發展貢獻自己的力量，以此培養學生不斷地踐行發揚不怕苦、不怕累的土木作風，傳承精益求精的工匠精神及良好的職業道德。

從區域特性上，培養學生海南自貿港精神。自海南自貿港的建設進入全面實施階段以來，在規劃總面積達到2.8萬 km² 內的自貿港內，各項工作穩步向前，而其中的工程建設如火如茶，從技術服務、專業人才培養、社會經濟等多個層面，這離不開土木工程專業的有力支持。在結構力學的教學過程中，教師可將結構力學在自貿港中發揮的基礎及關鍵技術作用進行案例教學，讓學生可直觀認識到結構力學是土木工程專業學習過程中較為重要的一環8，從而激發學生學習的積極性和主動性。

2理論聯系實際能力培養

通過教學案例、實驗和工程實例，幫助學生理解結構力學的基本原理和工程應用。鼓勵學生通過實踐來加深對理論知識的理解，提高學生解決實際工程問題的能力。可從以下三個方面開展。

在教學資源上，根據課程目標反推教學資源及教學內容的規劃，教學內容應緊密結合工程實際應用，引進行業學科最新的科學研究和工程案例進行教學。同時，可根據教學內容及特點建立結構力學各個知識點的案例庫，并不斷進行充實豐富，讓學生在學習基本理論的同時亦可直觀感受相關理論在實際工程的應用。如在授課過程中播放一些工程事故案例，引導學生運用所學結構力學知識分析事故原因、總結事故教訓，從而讓學生完成理論與實際工程的結合，并培養學生的工匠精神。

在教學方法上，應遵循“授人以魚，不如授人以漁”的教學理念。教學過程中不應僅僅讓學生會做幾道題或掌握幾個概念，而是增強學生結構力學分析與綜合應用能力，讓學生主動思考，主動學習，掌握整個知識體系，真正掌握解決問題的方法。這就需要教師引導學生發現工程結構中的力學問題，啟發學生“提出問題一分析問題一解決問題”，讓學生根據所學知識探索力學問題的本質，尋找解決問題的方法，在這個過程中讓學生從“要我學\"轉變為“我要學”，真正成為學習的“主人”。

在課程實踐上，應加大相關結構力學試驗的投入，如簡支鋼桁架非破損試驗，虛擬仿真實驗室等，讓學生直觀感受結構力學基本原理在實際結構中的表征。同時，可將相關力學競賽引入實踐教學環節，如全國周培源大學生力學競賽、大學生結構設計競賽（國家級、省級、校級）力學競賽（校級）等，鼓勵學生積極參加，并可根據比賽結果獲取相應的學分，筆者指導本科生獲得海南省大學生結構設計競賽特等獎，如此提高了學生參與競賽的熱情，培養了學生綜合運用力學知識的能力，提升了學生的創新能力，開闊了學生的學術視野。

3力學模型抽象能力的培養

當學生面對實際工程案例時，如何將其抽象簡化為所學的力學模型是結構力學由理論邁向實際應用的關鍵環節。

教師在教學環節中需積極引導學生通過觀察和分析實際工程結構，根據外界作用及邊界條件建立力學模型，將實際問題轉化為抽象的力學問題，從而讓學生更好地理解和掌握結構力學的原理和應用。具體可從以下三個方面進行。

注重力學概念與工程實際的結合。教師在講解過程中不能單單止步于將概念解釋了，學生也不能僅限于學過了。對于結構力學教學中較為抽象、專業性較強的理論知識，可配合生活或工程中的實例對其加以闡釋，幫助學生理解和提取其力學模型。如講解超靜定結構因溫度變化引起不均勻變形，導致結構內力和支座反力發生變化，可舉例夏天因溫度過高路面隆起的例子，并引導學生畫出相應的計算簡圖并進行計算。

結合工程案例進行教學。結構力學課程的開設是為了運用所學專業知識解決工程實際問題，這個過程中需要訓練學生如何將實際工程轉化為力學問題，建立相應的力學模型，其中的重點、難點是節點及邊界條件的確定。因此在教學過程中，教師在講解例題或布置習題時，應盡量給出與題目相對應的工程案例，加強學生對實際工程的認知力，以此增強學生力學模型的抽象簡化能力，為其將來能夠順利解決實際工程問題做出良好的鋪墊。

結構力學教具的研發。結構力學解決的問題源自實際工程，這為結構力學教具的研發提供了豐富的內容。結合教學改革項目，制作與課程內容相關的教具，如模型、實物樣品等，達到使學生牢固掌握結構力學課程基本概念和基本理論的目的。筆者指導本科生研發和制作教具，并申報了多項專利，極大地提高了學生學習的積極性。同時，可根據在校學生形象思維能力較強的特點，鼓勵學生動手制作力學模型，以獲取相應的學分，調動學生的積極性，培養他們的實踐能力和創新思維及將工程問題轉化為力學問題的能力。

4科研反哺教學

結構力學作為理論與工程實際緊密結合的課程，加強學生與最新科研進展的緊密聯系，可有效提高學生對結構力學在實際工程中發揮作用的認識[15。通過科研反哺教學的方式提高教學質量和培養質量，對于加快我國的應用型高等教育發展具有重要的戰略意義。

鼓勵學生參與教師的科研項目，從試驗試件的模型選取、加載制度的擬定到最終的加載方案的確定，讓學生直接參與到試驗中，了解實際工程問題和挑戰，并在解決問題的過程中提高學生的基本技能和知識儲備，從而培養學生的科研精神、創新思維與實踐能力以及理論聯系實際的能力。同時，參與科研項目還可以為學生提供機會與專業領域的專家、學者和業界人士交流和合作，從而加深學生對專業領域的理解。目前，本科生積極參加課題組的研發工作，發表了SCI期刊論文，申請并授權國家發明專利和實用新型專利共計20余項。

鼓勵教師將最新的科研成果轉化為教學內容，提升課堂教學的深度和廣度，擴展教學資源，豐富課堂教學手段及方法，使教學內容更加豐富和前沿，從而自然地將教學質量提升到更高的層次。教師在科研成果轉化為教學內容的過程中應考慮到本科生的消化吸收能力，轉化后的科研成果應通俗易懂，由簡入繁、由淺入深，逐步加深教學內容，培養具有創新精神和實踐能力高素質工程人才。

5創新思維培養

結構力學是注重對學生邏輯思維及科學素養進行培養的基礎學科。當前，講授經典理論知識依然以傳統的教學方式為主，而在以“學生為中心\"的教育理念下，教學過程中如何培養學生的邏輯思維及創新意識，并架構起傳統教學方法、經典知識與學生創新意識和思維的橋梁及知識體系，對于培養高素質復合型專業技術人才具有重要的意義[。

教師在教學過程中，注重給學生講解生活和工程中的工程力學原理與實例，注重通過實例引導啟發學生思考將力學原理應用于實際；對于講授的知識點，引導鼓勵學生提出新的想法和解決方案，使學生將課堂知識運用到工程創新中。同時，引導學生主動參與教學過程，分組式地開展探討式教學，可有效調動學生積極性，培養學生的創新能力及創新思維。

鼓勵學生參與創新活動及相關力學競賽活動。此類活動是培養學生力學思維和創新思維及能力的重要平臺，因此，積極引導、鼓勵學生結合結構力學所學知識，選擇某一個方向，申報相應的創新創業項目，撰寫創新創業項目申報書，并可獲取相應的學分，讓創業比賽融入教學環節中，可極大地提高學生的創新能力，以培養學生的創新意識。

三 結束語

在工程教育認證背景下，結構力學課程教學改革勢在必行。作為土木工程專業承前啟后的關鍵專業基礎課程，結構力學教學理念及教學模式應符合時代要求，不斷探索構建新時代符合專業認證的“思政融入、學生中心、成果導向、持續改進\"教育理念的課程建設。

本文以海南大學結構力學課程建設為例，探索了課程建設的具體措施，從教學目標的重構到課程建設的具體措施，實現教學內容與教學方法的不斷升級和優化，并分別從“課程思政元素融入”“理論聯系實際能力培養”“力學模型抽象的培養”“科研反哺教學”及“創新思維培養”五個方面進行了詳細闡述，從整體上提升學生自主學習意識，改進學習方法，培養學生的綜合能力，提高學生解決實際工程問題的能力，從而使其成為滿足社會需求的高素質復合型專業技術人才。

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