關于結構力學綜合實踐能力培養的教學改革方案研究
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摘要：針對目前結構力學課程面臨的課時量減少、理論性過強、缺乏實踐性的課程現狀以及社會人才類型需求的變化情況，從教學方法、教學內容、考核方式、教學大綱四大方面提出了相應的改革意見及實施方案，為本課程的改革提供思路和方向。
關鍵詞：結構力學;教學方法;教學內容;實踐;改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）19-0113-02
在所有專業課中課時量最多，且占學分最高。它以高等數學、線性代數和微分方程等數學課程，以及材料力學、理論力學等力學課程為基礎，在各門專業課程的學習中起著承上啟下的作用，在土木工程系列的結構、房建、橋梁、水利、道路以及地下工程等各專業的學習中都占有重要地位。隨著科技的不斷進步，整個社會對土建類人才的綜合能力有著越來越高的要求。然而各種新型專業課程的增加，使得許多傳統專業基礎課程的課時量明顯減少，對于結構力學此類核心課程，課時量的縮減必然加大了教學難度。如何在不影響教學質量的情況下完成教學任務，并且對以往教學過程中出現的學生工程實踐能力較差等問題進行改革完善，則是當下急需解決的問題。就上述存在的各項問題，從以下幾個方面探討結構力學課程的改革方法。
一、教學方法的改進與創新
1.多媒體軟件與傳統板書教學的結合方式。傳統結構力學課程多以板書的形式進行課堂教學。很多教師認為結構力學課程理論知識抽象難懂，計算復雜，倘若用PPT教學很容易造成課程進度過快，使得學生沒有足夠的時間進行思考和消化。但是隨著課時量的不斷縮減，如果繼續以傳統方式進行教學，必然無法完成教學內容。因此，PPT與板書相結合的方式才應是當下最合理的課程教學方式。通過運用幻燈片播放相應的工程實際應用圖片，可以使學生更加直觀的了解相關知識點在實際工程中的應用情況。此外，動態演示的功能，還可以讓學生更為直觀的了解結構的受力方式及變形過程，從而增加學生的學習興趣，降低學習難度。因此，通過節省畫圖和理論定義板書的時間，使得教學時間更為充裕，而具體計算則繼續沿用板書形式進行講解，使課堂時間的有效利用盡量達到最優化。近幾年來，多媒體教學平臺也一直在全國各高校進行推廣和普及工作。通過網絡教學平臺的融入，可以使我們的課程更加信息化。例如，上課點名、提交作業、優秀作業展示、查看共享的教學資料等，均可在網絡平臺上進行，不僅便捷環保，而且增加了師生間的互動，是一種很有前景的教學媒介。
2.計算機軟件的引入與應用。隨著信息化時代的迅速發展，各個領域都已離不開計算機技術的引入與應用，結構力學課程同樣也不例外。計算機的應用可以省去大量煩瑣的計算過程，不僅節省了時間和精力，而且計算結果準確度高，因此在具體實際工程當中應用極廣。目前，很多課本中都提到了結構力學求解器，學習如何使用結構力學求解器對具體實例進行計算，可以增強學生的實際操作能力。但這并不表示書本中的各種計算方法失去了學習的意義，手工計算是計算機計算最好的校核方法，由于實際工程當中，大多數結構都相當復雜，需考慮因素較多，因而計算機得出的計算結果有時會脫離實際，這時就需要通過手工計算對計算機計算結果進行校核，從而得出最終的正確結果。因此，對于實際大型工程問題的計算，計算機的引入是必不可少的，而手工計算則是最為基本的計算方法，只有兩者配合使用，才能真正解決各種現代化實際工程問題。
二、教學內容的適時改革
1.精簡重復知識點，增加實用性章節內容。為了順應國家培養綜合型實踐類人才的新時代目標，各高校不斷加入各類新興的專業課程使得傳統課程的課時量不斷減少，因此，如何高效的利用現有課時是目前的一大難題。以往的專業課程中，有些課程會出現知識點重復的現象，這種情況不僅造成了課時的浪費，而且很多知識點又因課時量不足而無法講授。例如，材料力學中，對靜定梁彎矩圖和剪力圖的做法已經給出了十分詳細的講解，因而在結構力學中相關內力圖的做法可以一帶而過，只需講明兩者不同之處即可。位移矩陣法這一章主要介紹計算機對結構體系進行內力位移計算的具體方法，這一部分在學生往后的實際工作中沒有很大的用途，因此可以忽略不上。目前由于結構力學課程在眾多高校中普遍存在課時量不足的現象，因此大多高校都沒有把動力學相關內容列入課程大綱中，然而這一章卻是考研學子必考的內容，很多工作崗位也會用到本章知識。于是，通過舍去其他課程中重復的內容不講，節省出更多的課時來講授對于學生更為有意義的知識章節，也應當是對本課程進行改革的重要舉措之一。
2.理論與實踐相結合的教學形式。目前，大多數高校僅開設結構力學理論課程，且課時量都進行了一定縮減，使得學生在學習過程中感到非?？菰锓ξ叮y學難懂，本應是在實際工程當中應用非常廣泛的課程，卻在教學過程中嚴重脫離實際，這是當下這門課程的教學水平處于瓶頸狀態的關鍵所在。對于目前各高校普遍存在的此類問題，可通過增設結構力學實踐課程及結構力學課程設計來達到改善教學質量的目的。實際上，本課程對實驗室場地，實驗設施，實驗材料等方面的要求并不高，無需大型設備，只需一定空間的場所，并采購一些制作模型所需的實驗材料和工具即可，所需費用不大，對場所要求較低，相對來說屬于易實施，花費低的教學改革方案。通過增設相關實驗課程，可以使得學生有機會通過親自動手制作模型，進行相關受力分析及位移計算，從而更加熟練的掌握結構的力學計算方法，增強學生創新實踐能力，也可為在校期間參與結構大賽等大型競賽活動打下非常堅實的基礎，培養出更加符合新形勢新要求的新型綜合性人才。
三、改進課程期末考核方式
對于結構力學這種理論知識繁多，計算量極大的專業基礎課程，尤其是書本中的計算公式數量很大，學生們往往在最后的備考階段把大量的精力用在了公式的死記硬背上，而這與我們培養分析能力強的綜合實踐型人才的目標是相違背的。學習這門課的目的是為了讓學生學會桿件與剛架的內力位移計算方法，并且在往后的工作中能夠靈活運用，而計算公式只是計算的工具，不應作為考核的重點要求之一，考核內容應當主要體現在考察學生的計算能力和知識運用能力上。因此，應當把實踐課成績、平時作業成績和最終考試成績按一定百分比進行分配作為最終的考試成績，并且期末考試可采用半開卷考試方式進行?！鞍腴_卷”考試的主要作用是增強學生歸納總結所學知識的能力，強化學生的理論分析能力和解決實際問題的能力。而這正好符合結構力學這門課程的教學目標。
四、針對專業特點制定相應的教學大綱及授課計劃
結構力學作為一門核心基礎課程，學習此課程的專業涉及廣泛，隨著科技的發展，除了傳統的土木方向專業需學習此門課程之外，現在越來越多的高校里，機械類專業、工程管理專業等課程的教學計劃中也見到了結構力學的身影。但針對不同專業的實際特點，結構力學課程的學習側重點也應當不同，因此對于不同的專業，結構力學的課程大綱及授課計劃也應當有所不同。例如，對于傳統土建類專業，梁、桁架及剛架的內力計算及內力圖的繪制應當是本門課程學習的重點，而對于道路和橋梁專業的學生，影響線的繪制則應當同樣作為重點內容加大課時篇幅。機械類專業由于專業特性，應當把平時很多高校都沒有加入課程計劃的動力學部分作為重點內容講授，而減少關于梁和桁架的受力分析部分。只有這樣因地制宜，靈活變通，才能培養出更多專業能力強的新時代人才。
五、結語
新時代的發展以培養高素質、能力強的實踐性人才為目標，因此，只有通過對結構力學這門基礎核心課程的教學方法、教學內容、考核方式、教學大綱進行上述改革，才能培養出滿足當今飛速發展的社會需求的復合型高水平人才。
參考文獻：
[1]龍馭球，等.結構力學教程[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2]溫中華，唐克東.《結構力學》教學改革的思路[J].華北水利水電學院學報（社會科學版），2011，27（6）：168-169.
[3]馮莉.充分利用多媒體，提高理論力學教學質量[M].北京：高等教育出版社，2007.
[4]劉京紅，何洪明，高宗章，等.結構力學教學中培養學生可持續發展能力研究[J].河北農業大學學報（農林教育版），2008，10（1）：56-58.
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