基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的土木工程專業(yè)結構力學課程教學改革研究

摘 要：結構力學作為土木專業(yè)傳統的基礎力學課在土木工程專業(yè)的教學和學生學習中起到基石作用，隨著我國卓越工程師教育改革的深入，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力成為土木專業(yè)教師需要思考的問題。文章從教學內容、教學手段、實踐環(huán)節(jié)設置等方面探討了結構力學課程的改革，為今后相關課程改革提供了一定的借鑒。

關鍵詞：結構力學；創(chuàng)新能力；課程改革

0引言

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”要求高校培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、的高質量各類型工程技術人才。其實質就是要求高校根據社會需求培養(yǎng)出“基本功扎實，上手快，能力強”的高素質創(chuàng)新人才。這就要求高校在人才培養(yǎng)方面從專業(yè)基礎課到專業(yè)課中自始自終貫穿對人才創(chuàng)新能力和工程能力的重點培養(yǎng)。而結構力學作為土木專業(yè)最重要的專業(yè)基礎課，在整個土木工程專業(yè)課程體系中具有不容置疑的重要地位。結構力學課程教學的目標，要從傳統的“會解題”，轉變?yōu)闀敖鉀Q問題”，要從傳統的力學知識的掌握，提升為創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)。因此，有必要對土木工程專業(yè)結構力學課程從教學內容、教學手段、實踐環(huán)節(jié)設置等方面進行研究和改革，真正提高學生力學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

1對結構力學教學內容和教學手段的改革研究

（1）教學內容及講授例題與工程實踐緊密貼合。傳統結構力學教學通過學習力學理論、講解例題來達到知識的掌握，對例題的選擇與工程實踐結合不夠緊密，學生學會了解題，卻很難提高解決工程實踐問題的能力。因此，有必要結合土木工程各類典型結構合理選擇各章例題，力求最大程度貼近工程實際，將工程實際問題作為教學例題進行分析講解和討論，如運用力學原理分析工程事故、對工程結構進行優(yōu)化設計等等。由注重單一解題能力的培養(yǎng)向提高力學素養(yǎng)轉變，同時，與工程實踐的結合也將大大提高學生的學習興趣，對后續(xù)專業(yè)課的學習也奠定了更有利的基礎。

（2）由單一的課堂講授向多元化教學模式的轉化研究。以前的結構力學授課多采用課堂講授為主，整個課堂由老師唱“獨角戲”，學生被動接受，學習效果不好。而真正要提高學生解決問題的能力，就不能只由老師來唱“獨角戲”，也要由學生來“唱一唱”。知識聽懂了，還轉化不成能力，只有在此基礎上經過思考、總結和提高，才能一步步轉化為能力。因此，需引入多元化教學模式，注重學生興趣的激發(fā)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，尤其應加強課堂討論環(huán)節(jié)，引導學生思考、總結，通過討論，加深對知識的理解和把握，從而提升能力。比如，在結構的內力計算相關章節(jié)，可以引導學生討論如何減小桿件的彎矩，如何調整連續(xù)梁的內力，如何減小超靜定結構的溫度應力等等。既激發(fā)了學生對力學學習的興趣，又提高了學生運用知識解決問題的能力。除此，還可以采取學生講課、學生做分析報告等形式。

（3）結合工程實際合理確定各章節(jié)課后作業(yè)。作業(yè)是課堂授課的必要補充，只有切實認真地完成課后作業(yè)，才能真正將力學理論應用于解決問題。為了提高學生解決問題的能力，課后作業(yè)的選擇非常重要。課后作業(yè)應貼近工程實踐，更重要的是，要由單一注重定量計算向提高學生運用力學知識對比、分析問題、解決問題能力培養(yǎng)方面進行改革。傳統的力學作業(yè)注重解題能力，題解出來了，問題就結束了，只解決了“會解題”的問題，而要提高學生的創(chuàng)新能力，不僅要注重加深學生對知識的理解和掌握，更要學生靈活掌握知識，學會活學活用。比如學生學習了位移的計算，課后作業(yè)可根據工程實踐進行結構的位移計算，并要求分析哪些因素可影響位移值，若位移值不滿足要求，可采取哪些辦法等等。引導學生養(yǎng)成思考問題的習慣，比會解題更重要，只有經過思考經過總結，知識才能更快地轉化為能力，這也是提高創(chuàng)新能力的基石。

2師資力量的合理配置

為有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，可嘗試選擇土木工程的專業(yè)課老師擔任結構力學課程的授課工作。缺乏工程實踐經驗的力學老師，很難將力學知識與工程實踐問題結合起來，而土木工程的專業(yè)課老師一般均具有較高的力學素養(yǎng)，不僅能夠勝任結構力學課程的教學，同時又具有較高專業(yè)素養(yǎng)及工程實踐經驗，很容易將專業(yè)知識融入于力學教學中，對培養(yǎng)學生利用力學知識解決專業(yè)問題有很大的幫助，對后續(xù)專業(yè)課的學習也起到很好的鋪墊作用。

3強化學生綜合素質和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐環(huán)節(jié)改革

習題做的再多也是紙上談兵，因此，一定要鼓勵學生多接觸工程實踐，在實踐中提高分析問題和解決問題的能力。近年來，國家、省市及院系組織了很多力學競賽及結構設計大賽，旨在提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。因此，應積極鼓勵和組織學生參與這些競賽。實踐證明，對于在校學生來說，參與工程實踐的機會很少，而結構設計大賽、力學競賽等能大大提高學生的動手能力和解決問題的能力，是培養(yǎng)人才創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。在結構力學的教學中增加這類實踐環(huán)節(jié)，不僅能大大激發(fā)學生學習力學的興趣，更能在動手過程中提高實踐能力和創(chuàng)新能力。

4由傳統的手算到手算與電算結合的改革研究

手算對學生培養(yǎng)清晰的力學思維有很大幫助，然而對于較復雜的力學問題，手算將耗費大量的時間和精力，還容易出現錯誤。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，工程實踐中多采用電算，為很好地與工程實踐接軌，在大學教育中應注意手算與電算相結合。手算有助于對解題方法和步驟的理解，在力學的學習中不可或缺。然而大量而繁瑣的計算大可采用電算，且可運用電算來進行結構的對比分析等，雙管齊下，才能取得更好的效果。

5結語

要提高學生的綜合素質和創(chuàng)新能力，要求我們真正把能力培養(yǎng)貫穿于整個結構力學的教學和實踐中，及時考察改革效果并不斷進行改進，只有這樣才能真正培養(yǎng)出符合市場需求的具有創(chuàng)新能力和實踐能力的土木工程人才。

參考文獻：

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[2] 王偉等. 基于多元教學模式的結構力學課程改革與實踐.[J]. 中國輕工教育，2012年03期.

[3] 方祥位等. 結構力學課程教學改革探索與實踐.[J].高等建筑教育，2003年04期.

作者簡介：

李銳（1975.9-），女，講師，工學碩士。