楊鳳 劉軍 易萍華 梁炯豐

摘要：畢業(yè)設計是土木工程專業(yè)本科培養(yǎng)重要環(huán)節(jié)之一，其教學質(zhì)量的高低直接影響人才能力的提升程度。文章基于對東華理工大學土木工程專業(yè)畢業(yè)論文的調(diào)查，找出學生在畢業(yè)設計過程中存在的實際問題及其產(chǎn)生的原因，并提出相應解決方案，以

提高學生創(chuàng)新、獨立思考與工程實踐能力。實踐證明，重點加強力學基礎教學對土木工程專業(yè)畢業(yè)論文質(zhì)量提升有明顯成效。

關鍵詞： 土木工程；畢業(yè)設計；力學教學；理論知識；工程實踐

中圖分類號：TU-4；G642477 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909(2012)04-0126-03

土木工程專業(yè)畢業(yè)設計是培養(yǎng)計劃中最后且最主要的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，也是人才培養(yǎng)目標的重要階段之一。要求學生將大學此前所學的專業(yè)知識融會貫通，并應用于實際工程，培養(yǎng)學生綜合應用所學基礎理論和專業(yè)知識，以及獨立分析和解決實際工程問題的能力［1］。然而，土木工程畢業(yè)課題大部分涉及力學分析和計算，但從指導學生畢業(yè)設計中可以看出，學生普遍不能很好應用力學知識去分析、解決問題。為此，加強力學基礎教學改革和實踐，確保學生畢業(yè)設計論文質(zhì)量是高等院校面臨的一個重要課題。

一、土木工程專業(yè)畢業(yè)設計存在的問題

目前，土木工程專業(yè)本科畢業(yè)設計課題主要來源于工程建設類和研究項目的實際課題，但這兩類課題都涉及力學知識，若缺乏較強的力學分析和計算基礎則難以完成高水平的畢業(yè)論文。當前土木工程本科專業(yè)畢業(yè)設計存在的主要問題如下。

（一）缺乏解決實際工程問題的能力

房屋建筑結構方案設計方向論文內(nèi)容主要包括結構選型、結構布置、建立模型、擬定計算簡圖、內(nèi)力分析、內(nèi)力組合、截面設計、構造處理等。顯然，合理的建筑結構設計是以力學分析和計算為基礎，然而在指導學生畢業(yè)設計的過程中筆者發(fā)現(xiàn)，學生嚴重缺乏利用所學的理論力學、材料力學，尤其是結構力學相關知識分析和解決工程實踐問題的能力。已踏入工作崗位的學生反映，雖然已學習了理論力學、材料力學和結構力學，且在期末考試中也取得了較好的成績，但進入畢業(yè)設計階段仍無從下手。如：畢業(yè)設計涉及的力學知識也許不能完全用書本知識解決，但對于簡單的力學問題，學生往往感到毫無頭緒，只能在教師的指導下做出正確選擇。這說明學生還無法將專業(yè)基礎知識、基礎理論知識在頭腦

中形成統(tǒng)一體系［2］，學生在本科階段學到的力學基礎知識沒有真正起到基礎和鋪墊的作用。缺乏知識綜合應用，尤其是應用力學知識解決實際工程問題的能力是土木工程專業(yè)本科畢業(yè)設計最突出的問題。表1為筆者所在的土木專業(yè)二本學生近年來畢業(yè)設計題目。從表中和筆者教學實踐調(diào)查可以看出，由于學生力學水平較差，因此畢業(yè)設計大多數(shù)為施工組織設計以及巖土工程方向，而房屋建筑結構方案設計方向的論文偏少，研究型論文的畢業(yè)設計基本沒有。

（二）結構設計概念模糊，缺少方案論證

土木工程畢業(yè)設計的實施過程歸根結底是一個結構概念分析的過程。所謂概念設計一般是指不經(jīng)過具體的數(shù)值計算，主要依據(jù)整體結構體系與分體系之間的力學關系，根據(jù)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗得出基本設計原理和思想，從整體的角度確定建筑結構的總體布置以及抗震細部措施的宏觀控制，概念設計思想已逐漸被大范圍地推廣，并在結構的選型、布置、計算參數(shù)的確定等方面發(fā)揮越來越重要的作用。然而，目前的本科生由于力學基礎知識不牢固，工程實踐經(jīng)驗不足，加之計算機的大量使用，導致結構設計概念模糊。

從目前筆者所在專業(yè)的畢業(yè)論文看，論文中普遍缺少方案選擇、比較以及方案論證，基本按照既有模式進行計算，有的甚至連計算方法都未弄懂，導致畢業(yè)論文中往往在選擇結構方案時對受力是否合理缺乏考慮，結構整體把握性差，空間想象力不夠，理性分析偏弱。

（三）學生定性分析以及手算能力不足

計算機的普及和高速發(fā)展為結構分析提供了多樣化的選擇，培養(yǎng)學生利用計算機分析結構已成為課程建設和教學的重要內(nèi)容。為了培養(yǎng)學生利用計算機進行結構分析的能力，東華理工大學土木與環(huán)境工程學院在編制結構力學I課程教學大綱時重點增加了6個課時的上機操作，同時在課堂教學中增加了通用工程結構分析軟件介紹，如SAP2000，ANSYS等有限元分析軟件。然而，負面效應是學生過分依賴計算機分析軟件，當遇到必須通過手工計算才能解決的復雜結構時，大部分學生無法應對。另外，當計算出現(xiàn)錯誤或在使用過程中輸入錯誤參數(shù)時，學生無法較快地定性分析內(nèi)力圖是否正確，更不知如何手工校核。

（四）缺乏創(chuàng)新思維和獨立分析能力

本科畢業(yè)設計目的是重點培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和獨立分析能力。由于本科生知識面偏窄，限制了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展，學生獨立分析與解決問題的能力薄弱，畢業(yè)設計時力不從心。通過對本專業(yè)2006級畢業(yè)生情況調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，學生對所學的各門課程，特別是對三大力學的綜合運用能力不強；對實際工程了解模糊，在將實際工程轉化為計算模型時，方法實施不明確，加之對結構構造要求不熟悉，欠缺獨立查閱文獻的能力，造成了學生過分依賴教師的情況出現(xiàn)。

二、產(chǎn)生原因分析

（一）理論與實際脫節(jié)

力學與工程密切相關，是土木工程專業(yè)最重要的課程之一。力學概念、原理和公式相對枯燥，教學與實際工程脫節(jié)難以吸引學生注意力。例如：材料力學、理論力學、結構力學的教學學時相互分割，以單門課程為中心進行教學，對知識的相互滲透與銜接不夠，導致學生學習吃力，一味強調(diào)強調(diào)計算方法和技巧的訓練，忽視了基本理論在實際工程中的應用，導致拋開工程背景一味學習書本知識的現(xiàn)象成為普遍。

（二）定性結構力學學習不足

清華大學袁駟教授提出“一個基礎，兩座大廈”的結構力學課程體系改革方案，其中“一個基礎”指經(jīng)典結構力學，“兩座大廈”指程序結構力學和定性結構分析。定性結構分析的目的是強化和集中訓練學生定性分析和估算判斷能力。它與基于手算經(jīng)典結構力學和面向計算機的程序結構力學三者有機統(tǒng)一，相輔相成。力學是始于定性分析，終于定性分析，定性分析是力學的魂和神［3］。而大多數(shù)二本院校都未開設定性結構力學這門課，在教學中也一直忽略了該問題，導致學生遇到必需通過定性分析才能得出結論時，無法或難以正確解決。

（三）知識體系滲透融合不夠

課程體系是高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的關鍵，是一項復雜的系統(tǒng)工程。目前，大多數(shù)院校課程體系都存在以單門課程為中心開展的現(xiàn)象，缺乏對知識的相互滲透和銜接。

此外，學生學習相互獨立，力學之間，特別是力學與專業(yè)課程之間缺乏相互貫通、融合、滲透［4］。大多數(shù)學生都有

“邊學邊忘，學后完全忘”的切身體會。如學生學完結構力學，在后續(xù)基礎工程學習時，把力矩分配法求解結構的內(nèi)力計算方法完全忘記，更無法掌握在設計中常用到的反彎點法、D值法等知識。

三、解決方案

筆者依據(jù)清華大學范欽珊教授提出的，基礎力學課程教學應堅持“素質(zhì)教育、工程教育、創(chuàng)新教育緊密結合”，堅持“理論教學、實踐教學計算機分析相結合”，堅持相關課程的整合形成系列化的完整教學體系，堅持“課內(nèi)課外結合”的教學理念［5］，結合學校實際提出了相應解決方案。

（一）啟發(fā)式、研討式答疑教學法，加強理論與實踐相結合

力學課程來源于實踐，應用于實踐，在教學過程中不能局限于課本，應盡可能將課本知識與實際應用相結合。力學課程實踐教學中最常見、最難解決的問題之一就是“理論易懂，習題難做”，學生不善于將所學知識、理論及方法與實際工程應用聯(lián)系，分析解決問題的能力較差。解決的關鍵在于改革教學方法，加強對學生能力的培養(yǎng)，可采用啟發(fā)式教學，精講多練，研討式答疑等方式進一步推動理論與實踐結合［6］。例如，為激發(fā)學生對工程實踐的興趣，教師在課堂上通過一些工程實例引出該節(jié)主要內(nèi)容，并強調(diào)該知識點在哪些地方用到，然后啟發(fā)學生討論。此外，課外可安排一些來源于實際工程的綜合型大作業(yè)或課程設計以此幫助學生提高對力學知識的綜合運用能力，同時鼓勵學生到開放性實驗室根據(jù)自己的愛好設計創(chuàng)新性實驗，有條件的也可建模比賽提高學生的實踐能力。

（二）提高力學教師基本功，加強力學教學改革

力學教學非常重要，加強力學教學改革刻不容緩。煙臺大學的史文普教授提出“概念定義深解”“大問題分解成小問題”“設計力學實驗”“小題大做”“力學課程設計”“強化力學的畢業(yè)設計”等方法以適應現(xiàn)代教學改革目標和要求，提高學生興趣，增強力學教學和學習效果，從而提高畢業(yè)設計論文質(zhì)量。具體采取措施有：注重力學概念和定義的直觀解析；加強解題思路的訓練；提高實驗教學；注重力學小問題的教學；結合力學應用課程設計布置訓練任務；加強指導，力求創(chuàng)新［7］。

（三）加強課程間的相互滲透，強調(diào)定性結構力學，整合教學內(nèi)容

力學課程之間以及力學課程和專業(yè)課程之間銜接不夠，導致學生缺乏創(chuàng)新思維和獨立分析問題的能力。可將力學課程教學融入工程背景之中，在各門專業(yè)課中，拓展力學教學，真正做到力學課程和專業(yè)課程相互融合、相互滲透。在力學教學中強調(diào)定性結構力學的重要性，引導學生閱讀相關課外書籍，擴寬視野，提升論文質(zhì)量。お

參考文獻：

［1］彭亞萍,李云蘭,謝群.提高土木工程專業(yè)畢業(yè)設計質(zhì)量的措施與實踐［J］.高等建筑教育，2009,18(5):132-134.

［2］武江傳.從土木工程專業(yè)畢業(yè)設計看力學教學［M］.北京:高等教育出版社,2006:393-395.

［3］袁駟.定性結構力學——探索與實踐［M］.北京:高等教育出版社,2006:34-40.

［4］關罡,郝彤.土木工程專業(yè)課程與畢業(yè)設計改革研究［J］.高等理科教育,2004(4):117-119.

［5］范欽珊,陳建平.結合內(nèi)容和體系改革推進課程的研究型教學［J］.中國高等教育,2006(21):38-40.

［6］康穎.講求教學方法 力行情感育人［J］.中國高等教育,2004(21):18-19.

［7］史文譜,褚京蓮,張春萍,等.從畢業(yè)設計談力學教學問題［J］.理工高教研究,2007(2):112-113.

お

Teaching of mechanics foundation for graduation design of civil engineering specialty

YANG Feng琣, LIU Jun琤, YI Pinghua琣, LIANG Jiongfeng琤

(a.College of Civil Engineering;b. College of Nuclear Engineering Technology,East China Institute of Technology, Fuzhou 344000,

Jiangxi, P. R. China)

Abstract： The graduation design is the most important link in undergraduate training process of civil engineering specialty, and its teaching quality directly determines the improvement degree of talents ability. Hence, based on investigating the graduation thesis of East China Institute of Technology, this paper finds out some problems and causes of the low level of the graduation design. As well, some measures are proposed to solve these existed problems to improve the students mechanics ability, innovation ability, thinking independently ability, engineering practical ability and so on. Practice proves thatreinforcing the mechanics teaching can improve the quality of graduation thesis.

Keywords：civil engineering; graduation design; mechanics teaching; engineering practice

ぃū嗉 梁遠華）