土木工程師培養的結構力學(xué)教學(xué)論文

　　土木工程是工程學(xué)科中的基礎專(zhuān)業(yè)，其內容涵蓋建筑、橋梁、地下空間等方向，是我國基礎設施建設最重要的行業(yè)。如何順應國際高等教育的發(fā)展趨勢與工科高等教育的發(fā)展需求，在未來(lái)10年內成功實(shí)施土木工程行業(yè)的“卓越工程師”計劃，培養大批高質(zhì)量土木工程技術(shù)人才，已成為目前土木工程教育亟待解決的問(wèn)題［1］。結構力學(xué)是土木工程的專(zhuān)業(yè)基礎課程。其理論由實(shí)際工程抽象、簡(jiǎn)化、概括、總結，并用于指導實(shí)踐［2］。其課程任務(wù)是掌握平面桿系結構的計算原理和計算方法，為學(xué)習后續專(zhuān)業(yè)課程以及進(jìn)行結構設計與科學(xué)研究打好堅實(shí)的基礎。本文將從土木工程專(zhuān)業(yè)結構力學(xué)課程教學(xué)特點(diǎn)，結合教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習情況談幾點(diǎn)想法。

　　1結構力學(xué)課程特點(diǎn)

　　1)概念抽象、理論性強。理論力學(xué)、材料力學(xué)與結構力學(xué)，是土木工程的專(zhuān)業(yè)基礎課。其中理論力學(xué)與材料力學(xué)又是結構力學(xué)的先修課程。由于結構力學(xué)課程較抽象，其理論體系龐大，知識點(diǎn)多，學(xué)習難度大。2)教學(xué)內容多，課時(shí)緊張�！敖Y構力學(xué)”的教學(xué)內容可分為結構力學(xué)基礎和結構力學(xué)專(zhuān)題(如圖1所示)，總學(xué)時(shí)約為60～80［3］(部分高校僅為45課時(shí))。教學(xué)內容偏多，課時(shí)偏少。因此，教師通常加快教學(xué)進(jìn)度，致使部分知識點(diǎn)無(wú)法展開(kāi)，學(xué)生課后很難及時(shí)消化。這可能是目前各高校在結構力學(xué)教學(xué)過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題。3)理論復雜，計算繁瑣。結構力學(xué)涉及到很多復雜的理論。例如，在結構力學(xué)基礎部分中，涉及到的虛功原理、力法、位移法、力矩分配法;在結構力學(xué)專(zhuān)題部分中，涉及到的極限荷載、彈性穩定、動(dòng)力學(xué)均屬于理論復雜的部分。理論復雜則難以理解和把握，課堂例題和課后作業(yè)的講解與計算就顯得繁瑣，不利于學(xué)生對各知識點(diǎn)的掌握。4)地位重要，起基礎作用。結構力學(xué)的學(xué)習情況將影響專(zhuān)業(yè)課的開(kāi)展。以土木工程專(zhuān)業(yè)為例，專(zhuān)業(yè)課主要有混凝土結構基本原理、混凝土結構設計、鋼結構、砌體結構、結構抗震設計、橋梁結構以及基礎工程等主干課程，及相關(guān)的課程設計和畢業(yè)設計。如果學(xué)生結構力學(xué)基礎薄弱，后續課程都受到影響。而且，對學(xué)生而言，能否建立正確的結構力學(xué)概念，對畢業(yè)以后從事結構設計，結構施工、教學(xué)培訓等工作而言，都有舉足輕重的影響�？梢�(jiàn)結構力學(xué)的課程學(xué)習最終會(huì )影響到學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

　　2教學(xué)過(guò)程中的改革設想

　　1)建立力學(xué)概念，邀請名師講座，夯實(shí)力學(xué)基礎。建立正確、清晰的力學(xué)概念，是學(xué)好結構力學(xué)的首要前提。在理論力學(xué)和材料力學(xué)的學(xué)習過(guò)程中，就應該注重學(xué)生力學(xué)概念的建立，打好力學(xué)基礎。如果可以做到這一點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習結構力學(xué)的時(shí)候，就會(huì )有信心學(xué)習更復雜的概念和理論。

　　2)強調課程地位，建立討論小組，分析典型案例。在授課過(guò)程中，要強調結構力學(xué)對后續專(zhuān)業(yè)課、課程設計，畢業(yè)設計的影響。結構力學(xué)的課程學(xué)習不僅會(huì )影響到在校學(xué)習，最終會(huì )影響工作后的專(zhuān)業(yè)發(fā)展，增強學(xué)生的學(xué)習意識。為學(xué)好這門(mén)課，要求全體師生共同努力，成立課后討論小組。通過(guò)小組討論交流，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)其對課程的學(xué)習。

　　3)細化教學(xué)大綱，突出教學(xué)重點(diǎn)，加強課后練習�！敖Y構力學(xué)”的教學(xué)內容偏多，課時(shí)偏少已是普遍問(wèn)題。在課時(shí)沒(méi)有增加的前提下，如何保證教學(xué)質(zhì)量就成了教學(xué)過(guò)程中需要面對的問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)進(jìn)度的設定和安排以教學(xué)大綱為標準。各院校都會(huì )按照專(zhuān)業(yè)要求結合實(shí)際情況制定結構力學(xué)教學(xué)大綱。在制定結構力學(xué)教學(xué)大綱的過(guò)程中就要考慮課程的特點(diǎn)，將大綱逐項細化，把每個(gè)知識點(diǎn)劃分到相應的課時(shí)。同時(shí)在重點(diǎn)內容處，必須設置典型例題，以突出重點(diǎn)。值得一提的是，在教學(xué)過(guò)程中，必須把握由淺入深、由簡(jiǎn)到難的規律，設置典型例題必須簡(jiǎn)單易懂，且具有代表性。只有這樣學(xué)生才能在有限的課時(shí)中學(xué)習到最核心的知識點(diǎn)。

　　4)引入工程概念，激發(fā)學(xué)習興趣，培養創(chuàng )新能力。為提高學(xué)生對結構力學(xué)概念的應用和工程實(shí)踐能力，在課外學(xué)習中引入結構模型設計及制作，鼓勵學(xué)生參加建模大賽。例如，針對移動(dòng)荷載作用下結構的受力特性，要求學(xué)生利用木材、有機玻璃或者塑料等簡(jiǎn)易材料設計和制作橋梁結構(或吊車(chē)梁)，并通過(guò)手拉小車(chē)施加移動(dòng)荷載，觀(guān)察模型的變形與應力變化。通過(guò)試驗，讓學(xué)生感受動(dòng)力荷載對結構的影響，初步了解如何通過(guò)結構力學(xué)知識合理的設計工程結構。就模型試驗而言，目前引入的結構模型試驗仍以教師命題式為主，開(kāi)展形式和范圍有一定局限性，還不能充分鍛煉工程實(shí)踐能力與概念應用。在今后的教學(xué)改革中，應著(zhù)重構建“結構力學(xué)”研究學(xué)習實(shí)踐平臺，針對教學(xué)內容設計多個(gè)模擬工程實(shí)踐項目，甚至由學(xué)生自行設計創(chuàng )新實(shí)踐項目，供學(xué)生自主選題并可隨時(shí)開(kāi)展研學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生對力學(xué)概念有更直接的了解，并與工程實(shí)踐相結合，從而真正實(shí)現工程思維能力與創(chuàng )新實(shí)踐能力的培養。

　　3結語(yǔ)

　　本文分析了土木工程專(zhuān)業(yè)結構力學(xué)課程的特點(diǎn)，提出了在教學(xué)過(guò)程中的幾點(diǎn)改革設想�？傊�，結構力學(xué)的課程學(xué)習很重要。必須要求學(xué)生和任課教師從思想上，行動(dòng)上與教學(xué)大綱統一起來(lái);課堂和課外不間斷地抓好結構力學(xué)的教與學(xué)，才能較好地完成“結構力學(xué)”課程教學(xué)任務(wù)。

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