谢军+阎杰+刘彦柱

摘 要：结构力学是土木工程专业中具有承上启下作用的一门核心课程。在“卓越工程师培养计划”体系下，提升学生的学习兴趣、理论应用于实践的能力，是结构力学课程改革中的重中之重。为此，依据“卓越工程师培养计划”，总结了结构力学的教学现状及现存问题，提出了课程改革的思路与实践。

关键词：结构力学；课程改革；卓越工程师

中图分类号：G4

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.08.093

在“十三五”期间，为推进高等工程教育适应我国新型工业化和创新型国家建设需要，培养合格工程师以适应新阶段国家工业化的发展，教育部在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》重大改革项目的贯彻执行中，提出了“卓越工程师培养计划”，是我国高等工程教育领域的一项重大改革。河北建筑工程学院作为建校60多年的老牌建筑类院校也积极参与“卓越工程师培养计划”，而土木工程作为省级品牌特色专业、国家级特色专业建设点，其师资队伍为省级教学团队、结构工程学科为省级重点学科、结构工程实验中心被评为省级实验教学示范中心，土木工程本科专业通过了国家住房与城乡建设部专业教育评估，具有坚实的基础和优势。

1 教学现状

我校土木工程专业的培养目标是面向建筑行业生产、建设、管理、服务第一线，培养具有建筑与土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识，掌握解决实际问题的先进技术与方法，具有创新意识，能够进行技术研发、工程设计、工程施工、工程管理，具备国家注册执业资格相关能力的高层次应用型人才。我校土木工程学院主要有建筑工程、桥梁与渡河工程、安全工程及岩土工程等专业，每专业都开设结构力学（上、下册），上册72学时，下册40学时，共计112学时，是非常重要的专业基础课。其前导课程包括高等数学、C++语言、大学物理等基础课，后续课程包括钢筋混凝土基本原理、混凝土结构设计原理、钢结构基本原理、钢结构设计、砌体结构、建构抗震设计等大量的专业课。结构力学课程的学习既要为后续的专业课奠定基础，又要把力学的理论应用于工程实践，处于土木工程专业的核心地位。基于此，作为结构力学教研室的教师深感责任重大，全身心投入结构力学课程的教学改革。

现存问题：

（1）缺乏创新性：结构力学课程理论性强，内容多，以传统的板书式理论教学方法为主，教师在课堂上重视理论的推导，学生“填鸭式”被动的接受，对老师的讲课产生依赖性。教学内容的重点和难点，在讲解基本概念、基本原理和基本方法，所采用的原理和方法与实际工程相差较远内容较抽象，学生理解起来较困难；结构力学的学习使学生觉得枯燥，毫无乐趣而言。这样难以提高学生的实践创新素质培养的要求。

（2）缺乏动手能力，理论不能应用实际：结构力学课程最终是要服务于实际工程的设计、施工和管理等各方面，但力学课程理论性强、概念抽象，目前课程设置方面缺少实践锻炼环节，那么学生很难运用理论联系实际，更不用说通过实际项目加深对原理的认知。这样难以使学生达到专门性应用型人才的标准，更难以成为卓越工程师。

（3）缺乏创新的考核方式，试卷题型老套：常规的考试题目，仍然是针对课程中的重点和难点，通过一定难度和题量的试题来考核学生对知识的理解和掌握情况。而且在全国研究生入学考试中绝大多数高校都将结构力学作为专业课进行考试。这这就使得学生对结构力学的计算能力，以及通过大量做题强化典型例题的求解。这也大大限制了学生的创新能力和发散思维。

2 课程改革思路与实践

2.1 增加结构力学的趣味性

在讲授结构力学课程的经典概念、重点和难点的过程中，增加一些趣味性的内容，调动学生的好奇心和积极性。比如增加“刚片替换法”分析复杂体系的几何组成分析；增加弯矩图的快速绘制方法，来求做静定刚架的内力图；增加单位力偶作用下的影响线的绘制。

2.2 引入工程案例

在相关理论、知识点和基本概念讲解后，通过实际工程案例加强学生对理论应用的理解，让学生学习结构力学的过程中具备工程头脑。比如利用影响线的概念解决建筑结构活荷载的最不利布置；利用位移法讲解框架-剪力墙结构的纵向剪力墙的布置原则。

2.3 制作结构模型，参加力学竞赛

为提高学生对结构力学概念的应用和工程实践能力，在课外教学中引入了结构模型设计与制作。我校从2013年开始连续三年组织学生参加全国大学生结构设计竞赛，每次作品均顺利通过动静荷载加载测试，并曾获得过二、三等奖各一项。在参加比赛和校内组织选拔赛的过程中，参加学生人数多、积极性高，形成了良好的结构力学的学习氛围，在竞赛中锻炼了学生的动手能力。

2.4 合理运用多媒体，使板书与多媒体有机结合

多媒体教学具有图、文、声、影像并茂的特点，尤其是利用动画可以生动演示结构力学课程中的力学现象，且多媒体教学的信息量大，教学效率高。因此应充分利用这一教学手段。对利用多媒体能形象直观表达的知识点，要充分地利用好多媒体课件。比如在进行几何组成分析、影响线应用部分移动载荷作用下内力变化的演示等。对一些必须使用板书才能讲解的更深入透彻的知识点，就要将板书与多媒体有机结合在一起，使学生的思路跟上老师的讲授，掌握理论的推导和公式的理解。比如在讲解矩阵位移法中的单元刚度矩阵和总刚集成时可采用课件与板书相结合的形式，由板书逐步讲解其中的推导过程并随时与学生进行交流，让学生慢慢地跟随教师把握其来龙去脉，放映的课件中只需要清晰地列出重要的中间公式及最后的结果即可，这样一步步采用互动形式可以让老师和学生同时专注于推导过程，能起到事半功倍的效果，对学生掌握理解矩阵位移法的实质和实现过程有良好的效果。

2.5 采用新型课程评价体系

目前，结构力学评价主要依据试卷考试成绩，考题与实际工程的相关度低，通过一定难度和题量的试题来考核学生对知识的理解和掌握情况。急需一套以提升学生素质为出发点、适应新时期社会需求的评价体系。比如可以将团队制作的力学模型的质量作为评价体系的一部分内容；将学生参加校内结构力学选拔赛以及参加全国大学生结构设计大赛的成绩记入评价体系；鼓励学生参加校外结构力学讲座、创造条件使学生参加校外工程实践，将讲座内容以及校外工程实践内容以报告的形式上交，报告的质量也纳入评价体系；降低期末试卷成绩所占的比重。形成讲座总结报告、项目实践报告、力学竞赛成绩、力学模型制作能力与期末考试相结合的立体式的评价体系，提高工程素质教育部分所占的比重。

3 结束语

“卓越工程师培养计划”作为我国高等教育重大改革项目，其课程改革目前仍然处于探索阶段。为实现卓越工程师的人才培养目标，还应该从课程设置、课堂教学等更多方面开展系统深入的教学改革，以适应卓越人才的培养要求。

参考文献

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究，2010，（4）：21-29.

[2]单建.趣味结构力学[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3]朱慈勉，张伟平.结构力学[M].2版.北京：高等教育出版社.2009.

[4]龙驭球，包世华.结构力学I——基本教程[M].2版.北京：高等教育出版社，2006.