【摘要】《結(jié)構(gòu)力學(xué)》是土木工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，《結(jié)構(gòu)力學(xué)》作為一門內(nèi)容較抽象的力學(xué)課程，教學(xué)過程中存在很多問題亟待解決，如教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)生理解難度大，力學(xué)理論與工程實(shí)踐聯(lián)系不直觀等。本文通過對(duì)學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容的分析研究，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核模式等方面對(duì)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)改革進(jìn)行探討，提出了相應(yīng)的改革方法，并在教學(xué)實(shí)踐中得到了較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)力學(xué) 教學(xué)改革 應(yīng)用型

【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）31-0247-02

引言

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，在學(xué)生進(jìn)行了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上，為后續(xù)房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)原理、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供支持，在本科生的課程體系中起承前啟后的作用。本課程的內(nèi)容主要是由靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算分析構(gòu)成，其學(xué)習(xí)效果的好壞直接關(guān)系到后期土木工程其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，必須對(duì)本課程的教學(xué)質(zhì)量有較高的要求，并不斷改革完善。本課程內(nèi)容相對(duì)較多，共分為十個(gè)章節(jié)，在土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案中安排了64個(gè)課時(shí)。同時(shí)，本課程的教學(xué)內(nèi)容較為抽象，是以研究結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的力學(xué)問題為主，與工程實(shí)際的聯(lián)系不夠直觀。如何在有限的課時(shí)里，讓學(xué)生更好地掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)，并且滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，是每位授課教師亟需考慮的重要問題。作者結(jié)合近年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)土木工程專業(yè)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考試考核等方面的改革和實(shí)踐，談一下心得體會(huì)。

1.結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)的主要問題

1.1學(xué)生特點(diǎn)分析

隨著時(shí)代的發(fā)展，大學(xué)生的時(shí)代特征在不斷變化，根據(jù)對(duì)當(dāng)代大學(xué)生的觀察可以發(fā)現(xiàn)，他們普遍存在如下特點(diǎn)：

（1）目前00后已經(jīng)步入大學(xué)校園，他們的思想相對(duì)來說更加獨(dú)立，個(gè)性也比較突出；

（2）學(xué)生在信息化時(shí)代成長，電腦網(wǎng)絡(luò)的普及率已經(jīng)很高，但同時(shí)也存在一定的城鄉(xiāng)差異；

（3）學(xué)生在中學(xué)接受應(yīng)試教育為主，考試時(shí)能夠運(yùn)用公式，但有一部分不懂其中的原理。

本課程主要面向土木工程專業(yè)學(xué)生，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍存在以下特點(diǎn)：

他們已經(jīng)具有理論力學(xué)和材料力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，具有初步的土建類實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)專業(yè)課知識(shí)比較感興趣。但同時(shí)他們也存在接受能力水平參差不齊、基礎(chǔ)知識(shí)較薄弱、理解能力較差、對(duì)公式推導(dǎo)較厭煩、學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性、出現(xiàn)畏難情緒等問題。

由此可見，應(yīng)當(dāng)結(jié)合大學(xué)生思維活躍的特點(diǎn)，利用網(wǎng)絡(luò)科技的優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更好地理解、掌握知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)積極性。

1.2課程內(nèi)容分析

本課程將教學(xué)內(nèi)容主要分為靜定結(jié)構(gòu)分析與超靜定結(jié)構(gòu)分析兩大部分，其中靜定結(jié)構(gòu)分析部分包括緒論、幾何構(gòu)造分析和靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算三個(gè)板塊，超靜定結(jié)構(gòu)分析部分包括超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算兩個(gè)板塊。

由于結(jié)構(gòu)力學(xué)是在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算的，與實(shí)際工程有一定差距，有些內(nèi)容如虛功原理、力法、位移法等比較抽象，給學(xué)生的理解和掌握帶來一定的難度。所以，在教學(xué)過程中應(yīng)該注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過實(shí)例讓學(xué)生加深對(duì)知識(shí)和方法的理解。

2.主要的改革方法

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

本課程的五個(gè)板塊中，靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算和超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算是重點(diǎn)板塊，需要安排較多章節(jié)。靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算分為靜定結(jié)構(gòu)的受力分析、影響線和結(jié)構(gòu)位移計(jì)算三章，超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算分為力法、位移法、漸進(jìn)法和矩陣位移法四章，其他板塊中每個(gè)板塊只安排一章。所以，本課程的教學(xué)內(nèi)容總共分為十章。

針對(duì)應(yīng)用型的培養(yǎng)目標(biāo)，用更多的學(xué)時(shí)講解幾何構(gòu)造分析、靜定結(jié)構(gòu)的受力分析、結(jié)構(gòu)位移計(jì)算、力法、位移法、漸進(jìn)法等重點(diǎn)章節(jié)，并注重課后習(xí)題的解析和總結(jié)。在教學(xué)過程中，對(duì)于一些公式，弱化理論推導(dǎo)部分，主要從公式中各參數(shù)的物理意義方面講解其對(duì)公式結(jié)果的影響，使學(xué)生更容易理解和掌握相關(guān)公式的意義和用法。對(duì)于矩陣位移法和動(dòng)力計(jì)算等難點(diǎn)章節(jié)，由于實(shí)踐應(yīng)用中使用較少，所以只介紹基本原理即可。

2.2 教學(xué)手段的改革

本課程以講授為主，采用多媒體輔助教學(xué)手段；課堂講解與課后作業(yè)結(jié)合；教師講解與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合。在課堂講授過程中，常使用如下方法手段，幫助學(xué)生理解結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)和分析計(jì)算方法：

（1）舉例教學(xué)法

以教室門上的合頁為例，解釋“鉸結(jié)點(diǎn)”的概念。以美國塔科馬海峽大橋在風(fēng)中扭曲破壞為例，講解共振的危害性。

（2）多媒體動(dòng)畫教學(xué)法

對(duì)于主振型的概念，教材中只有簡(jiǎn)單的雙自由度振動(dòng)體系主振型插圖，通過數(shù)值模擬軟件可以得到復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的主振型，并生成動(dòng)畫，便于學(xué)生理解主振型的概念。

（3）現(xiàn)場(chǎng)演示法

對(duì)于結(jié)構(gòu)中彎矩和軸力哪種內(nèi)力更加危險(xiǎn)的問題，可以在授課過程中用粉筆模擬石材、混凝土等脆性材料，現(xiàn)場(chǎng)演示其受彎破壞和受拉壓破壞的特點(diǎn)。

2.3 考核模式的改革

本門課程考核總成績由平時(shí)成績和期未理論考核成績組成。其中，平時(shí)成績包括出勤、作業(yè)、課堂問答、期中考試等，占總成績的30%；期未理論考試全面考核十個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，占總成績的70%。針對(duì)應(yīng)用型的培養(yǎng)目標(biāo)，在期末考試命題時(shí)，盡量避免記憶類題目，增加“知識(shí)應(yīng)用類題目”和“綜合應(yīng)用類題目”所占比例。“知識(shí)應(yīng)用類題目”指運(yùn)用某一章節(jié)所學(xué)的知識(shí)解決問題的題目，“綜合應(yīng)用類題目”是指綜合運(yùn)用本課程所學(xué)的多個(gè)章節(jié)的知識(shí)解決實(shí)際問題的題目。同時(shí)，采用一頁開卷的考試形式，即考試時(shí)允許考生帶一頁紙的“小抄”入場(chǎng)，相當(dāng)于進(jìn)行半開卷考。主要考查學(xué)生的知識(shí)的理解和運(yùn)用，而非死記硬背。

3.結(jié)語

通過上述教學(xué)改革措施，與往年的教學(xué)情況相比，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性有所提高，對(duì)本課程的理論知識(shí)掌握程度有了顯著提高，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生利用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的思維方式。學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中形成了一定的學(xué)習(xí)技巧和自學(xué)能力。

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作者簡(jiǎn)介：

杜帥（1989.03-），男，助教，碩士，主要講授課程結(jié)構(gòu)力學(xué)，主要研究方向巖爆聲發(fā)射研究。