趙延林 李長風(fēng) 高紅梅

(黑龍江科技大學(xué)建筑工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150022)

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程“1+0.5+0.5”培養(yǎng)模式的構(gòu)建與實(shí)施★

趙延林 李長風(fēng) 高紅梅

(黑龍江科技大學(xué)建筑工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150022)

以結(jié)構(gòu)力學(xué)課程為核心，結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)課程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程及各專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，形成了“3+1”人才培養(yǎng)模式下，以“知識(shí)講授+綜合訓(xùn)練+工程實(shí)踐”為主線的土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程“1+0.5+0.5”全程式培養(yǎng)模式，以提高土木工程專業(yè)學(xué)生工程結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算能力。

結(jié)構(gòu)力學(xué)，培養(yǎng)模式，課程建設(shè)

結(jié)構(gòu)分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中極其關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，而結(jié)構(gòu)力學(xué)就是為結(jié)構(gòu)分析提供理論分析與計(jì)算方法的課程。因此，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木工程專業(yè)一門重要的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)用性[1]，它不但為后續(xù)專業(yè)課程提供了力學(xué)基礎(chǔ)，而且在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中也要反復(fù)用到結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)。依據(jù)國家和黑龍江省的《中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》，按照教學(xué)服務(wù)型功能定位和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，課程建設(shè)要把服務(wù)專業(yè)作為建設(shè)的指導(dǎo)原則，專業(yè)基礎(chǔ)課要結(jié)合專業(yè)，注重職業(yè)能力。要實(shí)現(xiàn)由教材體系向以專業(yè)為核心的能力體系轉(zhuǎn)變，由以傳授知識(shí)為主線和單一的課堂教學(xué)為主向以培養(yǎng)能力為主線，理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外培養(yǎng)一體化轉(zhuǎn)化。

1 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)現(xiàn)狀

近年來，全國各土木工程類院校都投入大量的人力和物力對結(jié)構(gòu)力學(xué)課程進(jìn)行建設(shè)，取得了一系列的教學(xué)與科研成果[2]。目前，我國建成結(jié)構(gòu)力學(xué)國家級精品課的高校共有五所，建成各省級結(jié)構(gòu)力學(xué)精品課的高校有數(shù)十所，綜合分析其建設(shè)情況，可將我國結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的建設(shè)特點(diǎn)概括為：1)課程科學(xué)的模塊分割；2)教學(xué)內(nèi)容改組；3)教學(xué)方法和手段的多樣化；4)教材編寫、修訂周期縮短；5)教學(xué)軟件和試題庫建設(shè)；6)網(wǎng)絡(luò)教材及教學(xué)建設(shè)。這些建設(shè)成果的取得，標(biāo)志著我國結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段開始向現(xiàn)代化、國際水平靠攏。但在原有人才培養(yǎng)模式下，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的建設(shè)工作主要集中在課程的教學(xué)階段，沒有實(shí)現(xiàn)力學(xué)課程的縱深化與全程化建設(shè)，教學(xué)中存在著“重理論、輕實(shí)踐”的通病。具體表現(xiàn)為：1)課堂教學(xué)中缺乏工程實(shí)例分析，使理論教學(xué)與工程實(shí)際相脫節(jié)；2)在各專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)中缺乏力學(xué)分析與計(jì)算方法的指導(dǎo)，使理論知識(shí)與應(yīng)用訓(xùn)練相脫節(jié)；3)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中缺乏力學(xué)分析與計(jì)算的指導(dǎo)，致使學(xué)生在結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖及工程實(shí)用計(jì)算方法的選擇上存在不足，造成工程應(yīng)用能力較差的局面，嚴(yán)重影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2 “1+0.5+0.5”全程式培養(yǎng)模式的構(gòu)建

按照“以專業(yè)為核心，以知識(shí)為基礎(chǔ)，以能力為主線，以項(xiàng)目為載體，厚基礎(chǔ)，強(qiáng)能力”的原則，以結(jié)構(gòu)力學(xué)課程為核心，以提高土木工程專業(yè)學(xué)生工程結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算能力為目標(biāo)，通過多課程、多教學(xué)環(huán)節(jié)的綜合建設(shè)，最終形成“3+1”人才培養(yǎng)模式下，以項(xiàng)目為載體、以“知識(shí)講授+綜合訓(xùn)練+工程實(shí)踐”為主線的土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程“1+0.5+0.5”的全程式培養(yǎng)模式。該培養(yǎng)模式的核心內(nèi)容包括：1)形成適應(yīng)教學(xué)服務(wù)型大學(xué)建設(shè)與應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式需求的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)指導(dǎo)思想；2)突出課程的服務(wù)專業(yè)性與能力培養(yǎng)性；形成新型教學(xué)模式下經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程實(shí)用手算法與電算法教學(xué)內(nèi)容體系；3)優(yōu)化以項(xiàng)目為載體的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程課堂教學(xué)方法與手段，強(qiáng)化課堂實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的建設(shè)工作；4)改革各專業(yè)課課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方案，提高“綜合訓(xùn)練”實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果；5)改革畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方案，提高“工程應(yīng)用”實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果。該培養(yǎng)模式是由課程組教師結(jié)合多年的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)及指導(dǎo)土木工程專業(yè)各實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)，首次在國內(nèi)提出的。其突出了培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的應(yīng)用能力，可以有效解決土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)中存在的“重理論、輕實(shí)踐”的通病。通過該教學(xué)模式的建設(shè)，將真正實(shí)現(xiàn)新形勢下結(jié)構(gòu)力學(xué)課程“厚實(shí)基礎(chǔ)、服務(wù)專業(yè)、強(qiáng)化應(yīng)用”的培養(yǎng)目標(biāo)與縱深化和全程化建設(shè)。真正實(shí)現(xiàn)力學(xué)課程的工程實(shí)用性服務(wù)宗旨，提高土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

3 “1+0.5+0.5”全程式培養(yǎng)模式的實(shí)施

3.1 建設(shè)的指導(dǎo)思想

通過調(diào)研，結(jié)合我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，確定了結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)的指導(dǎo)思想為：課程改革必須與科研及學(xué)科發(fā)展方向相結(jié)合，課程改革必須與實(shí)際工程相結(jié)合，課程改革必須與現(xiàn)代科技發(fā)展相結(jié)合，課程改革必須與學(xué)生的成才和就業(yè)相結(jié)合。

3.2 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

1)經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)。依據(jù)我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)要求應(yīng)定位于在掌握基本原理的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)處理工程實(shí)際問題的分析和計(jì)算方法[3，4]。具體在本課程內(nèi)容上，就是掌握靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移計(jì)算方法，掌握用力法、位移法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)的基本原理，熟練掌握一種實(shí)用手算方法(漸進(jìn)法)，能使用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，能對結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行初步的定性分析。2)工程實(shí)用手算法。在經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)分析實(shí)用手算法的教學(xué)，具體內(nèi)容包括：a.連續(xù)梁與無側(cè)移剛架內(nèi)力計(jì)算的力矩分配法；b.豎向荷載作用下剛架內(nèi)力計(jì)算的分層計(jì)算法與二次彎矩分配法；c.水平荷載作用下剛架內(nèi)力計(jì)算的反彎點(diǎn)法與D值法。3)工程實(shí)用電算法。在掌握了經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)與工程實(shí)用手算法的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)工程實(shí)用電算法的教學(xué)，具體內(nèi)容包括：a.應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算；b.應(yīng)用PKPM工程設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算。

3.3 優(yōu)化教學(xué)方法與教學(xué)手段

進(jìn)一步優(yōu)化課堂教學(xué)方法，完善課堂教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)以項(xiàng)目為載體的由教材體系向以專業(yè)為核心的能力體系轉(zhuǎn)變[5，6]；最終實(shí)現(xiàn)由以傳授知識(shí)為主線和單一的課堂教學(xué)為主向以培養(yǎng)能力為主線，理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外培養(yǎng)一體化轉(zhuǎn)化。具體實(shí)施方法包括：1)通過多媒體課件，將實(shí)際工程搬進(jìn)課堂，實(shí)現(xiàn)以項(xiàng)目為載體的課堂實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。2)通過布置大作業(yè)，實(shí)現(xiàn)工程實(shí)用手算法的“綜合訓(xùn)練”。3)通過各專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)工程實(shí)用手算法與電算法的“綜合訓(xùn)練”。4)通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高工程實(shí)用手算法與電算法的“工程應(yīng)用”。

3.4 實(shí)施效果

結(jié)合黑龍江科技大學(xué)土木工程專業(yè)本科生的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)，通過多年的實(shí)踐與探索，已基本形成了一套較成熟的以“知識(shí)講授+綜合訓(xùn)練+工程實(shí)踐”為主線的土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程“1+0.5+0.5”的全程式面向工程的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程新型教學(xué)模式。該教學(xué)模式以使學(xué)生掌握扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為核心，突出了學(xué)生的結(jié)構(gòu)分析、工程適用手算與電算等綜合實(shí)用能力的培養(yǎng)，可有效提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。其教學(xué)效果主要表現(xiàn)為：1)課程的教學(xué)內(nèi)容體系更加適合于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的要求，“知識(shí)講授+綜合訓(xùn)練+工程實(shí)踐”全程式培養(yǎng)模式提高了力學(xué)課程教學(xué)服務(wù)于專業(yè)、服務(wù)于工程的教學(xué)目的。2)該種教學(xué)模式，提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的積極性，期末考試一次及格率達(dá)95%，并有多名學(xué)生在省級結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中獲得了一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)。3)激發(fā)了學(xué)生利用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的興趣，近年來，平均每屆有近百名學(xué)生投身到大學(xué)生科研活動(dòng)中，課程組教師平均每年指導(dǎo)大學(xué)生科研立項(xiàng)20余項(xiàng)。4)有效提高了學(xué)生的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算能力，在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)中，85%的學(xué)生能夠較靈活地應(yīng)用工程實(shí)用手算法與電算法對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析與計(jì)算。

4 結(jié)語

以“知識(shí)講授+綜合訓(xùn)練+工程實(shí)踐”為主線的土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程“1+0.5+0.5”的全程式教學(xué)模式，摒棄了原有人才培養(yǎng)模式下結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)“重理論、輕實(shí)踐”，從而造成的理論教學(xué)與工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)的通病，突出了力學(xué)課程的工程實(shí)用性培養(yǎng)目標(biāo)，以新的人才培養(yǎng)模式為指導(dǎo)，把理論教學(xué)、實(shí)用訓(xùn)練與工程應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)力學(xué)課程的縱深化、全程化建設(shè)，提高土木工程專業(yè)學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算能力，真正實(shí)現(xiàn)力學(xué)課程的工程實(shí)用性服務(wù)宗旨。

[1] 宋巖升,劉永軍.結(jié)構(gòu)力學(xué)精品課建設(shè)實(shí)踐與思考[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2011,13(4):500-502.

[2] 文國治,陳名弟,王達(dá)詮，等.結(jié)構(gòu)力學(xué)精品課程建設(shè)成果回顧與展望[J].高等建筑教育,2009,18(1):74-76.

[3] 徐士代.教研型高校結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)探析[J].高等建筑教育,2010,19(3):75-78.

[4] 袁端才,胡其高.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》分層教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2012,35(2):77-79.

[5] 許 凱,陳朝峰,楊祖權(quán).定性分析在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].高等建筑教育,2010,19(6):98-11.

[6] 程 健,翟清翠,劉運(yùn)生.結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)應(yīng)用歸納對比法的探索[J].高等建筑教育,2012,21(3):111-113.

Construction and implementation of “1+0.5+0.5” training model of structural mechanics★

ZHAO Yan-lin LI Chang-feng GAO Hong-mei

(CollegeofCivilEngineering，HeilongjiangUniversityofScience&Technology，Harbin150022,China)

With structural mechanics as the core, combined with the high-rise building structure, computer-aided design courses and the courses of the curriculum design and graduate design practical teaching, the “1+0.5+0.5” full program training mode with “knowledge lecture + integrated training+ engineering practice” as the main line was formed in the civil engineering structural mechanics courses teaching to enhance the engineering structural analysis and computing skills of the civil engineering students under the “3+1” application-oriented training model.

structural mechanics， training mode， curriculum construction

1009-6825(2014)30-0253-03

2014-08-14

★：黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題(課題編號(hào)：GBC1211114)；黑龍江科技大學(xué)青年才俊培養(yǎng)計(jì)劃資助項(xiàng)目

趙延林(1971- )，男，博士，碩士生導(dǎo)師，教授； 李長風(fēng)(1975- )，女，碩士，副教授； 高紅梅(1978- )，女，碩士，副教授

G642.0

A