朱亞林++李端洲

摘 要：《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程是土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)土木工程課程體系中處于承上啟下的核心地位，擔(dān)負(fù)著傳授學(xué)生結(jié)構(gòu)概念、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)分析計(jì)算能力和創(chuàng)新意識(shí)的責(zé)任。但是，傳統(tǒng)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程是沒有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的，這嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解和掌握。目前關(guān)于結(jié)構(gòu)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的研究較少，只有少數(shù)高校在嘗試結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，應(yīng)相應(yīng)開展實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解和掌握。該文就《結(jié)構(gòu)力學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的問題進(jìn)行了初步探討，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程研究提供參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)力學(xué) 實(shí)驗(yàn) 建設(shè)

中圖分類號(hào)：C642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（b）-0147-02

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。按照卓越工程師人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位和結(jié)構(gòu)力學(xué)本身的特點(diǎn)，我們將結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容分為基本部分和專題部分?；静糠衷谙刃薜睦碚摿W(xué)和材料力學(xué)等課程基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究桿件結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律、計(jì)算原理和計(jì)算方法，了解各類桿件結(jié)構(gòu)的受力性能，為學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的專題部分和有關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打好力學(xué)基礎(chǔ)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)受力分析與計(jì)算的能力。結(jié)構(gòu)力學(xué)的專題部分是結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)的加深和拓寬，視專業(yè)方向和學(xué)時(shí)的多少，內(nèi)容的選擇也有不同。如道橋方向?qū)I(yè)，加強(qiáng)“影響線及其應(yīng)用”基本內(nèi)容的教學(xué)；建筑工程方向?qū)I(yè)，增加了“分層法”和“剪力分配法”等教學(xué)內(nèi)容[1-3]。

《結(jié)構(gòu)力學(xué)》在整個(gè)土木工程課程體系中處于承上啟下的核心地位，擔(dān)負(fù)著傳授學(xué)生結(jié)構(gòu)概念、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)分析計(jì)算能力和創(chuàng)新意識(shí)的責(zé)任。但是，傳統(tǒng)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程是沒有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的，這嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解和掌握。在2010年，國(guó)家級(jí)教學(xué)名師獎(jiǎng)獲得者王煥定教授提出了“實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)”思想，并將這一教學(xué)思想在教育部結(jié)構(gòu)力學(xué)及彈性力學(xué)課程指導(dǎo)小組會(huì)議上以主題報(bào)告的形式向國(guó)內(nèi)同行做了介紹，獲得了國(guó)內(nèi)同行的一致好評(píng)并已引起指導(dǎo)小組的重視。

目前關(guān)于結(jié)構(gòu)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的研究較少，只有少數(shù)高校在嘗試結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)，他們成立了實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，開展實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程平臺(tái)建設(shè)，主要開展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有：靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移測(cè)量；超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移測(cè)量；互等定理的驗(yàn)證；力法、位移法解超靜定結(jié)構(gòu)方法原理的驗(yàn)證；機(jī)動(dòng)法畫影響線的驗(yàn)證；結(jié)構(gòu)的自振特性測(cè)定等。具體在實(shí)現(xiàn)過程采取的方式如下：不限學(xué)時(shí)，在一個(gè)學(xué)期內(nèi)學(xué)生自行安排時(shí)間完成指定內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)；不限模型，學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)流程，但需完成指定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；教師只做必要的指導(dǎo)，從頭到尾都由學(xué)生自己操作；帶有研究性質(zhì)，學(xué)生自行分析實(shí)驗(yàn)失敗或誤差原因，自行提出改進(jìn)方案措施，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足教師的要求；鼓勵(lì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在完成指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，提出完成自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)成績(jī)計(jì)入課程成績(jī)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容予以加分鼓勵(lì)[4-6]。

針對(duì)我校土木工程卓越工程師計(jì)劃的實(shí)施，目標(biāo)是培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)的工程技術(shù)人才，不僅具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，而且要求進(jìn)行嚴(yán)格的、系統(tǒng)的專業(yè)技能訓(xùn)練，具有創(chuàng)新能力。因此針對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)相應(yīng)開展實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解和掌握，更有助于培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)分析計(jì)算能力和創(chuàng)新意識(shí)。為適應(yīng)社會(huì)需要，不斷改革創(chuàng)新，是結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)遵循的原則，加強(qiáng)素質(zhì)教育、努力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力是結(jié)構(gòu)力學(xué)課程建設(shè)追求的目標(biāo)。

在汲取其他高等院校在結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方面的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)，制定結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容，自主研發(fā)結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，著手增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)，尤其是增加創(chuàng)新能力實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新人才?，F(xiàn)要解決的問題主要有以下幾個(gè)方面。

1 自主研發(fā)結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

在《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程理論教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，需自主研發(fā)結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能方便地安裝各種測(cè)試儀器儀表、加載裝置；能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)常用各種支承的約束裝置；能實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)方案的要求。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，從而增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)能提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

2 編制相應(yīng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書

有了實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，還不能讓學(xué)生全部真正理解實(shí)驗(yàn)設(shè)置的目的，必須要做進(jìn)一步的解釋和理論指導(dǎo)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。參考以往材料力學(xué)和理論力學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，還應(yīng)編制相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書，它是一個(gè)非常有效的方法，讓實(shí)驗(yàn)效果更加明顯地展示在學(xué)生面前。

3 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)人才梯隊(duì)建設(shè)

在現(xiàn)有教師隊(duì)伍中，加強(qiáng)人才梯隊(duì)建設(shè)，適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展，及時(shí)捕捉科技前沿信息，跟上節(jié)奏。同時(shí)需要不定期派遣結(jié)構(gòu)力學(xué)教師參加相關(guān)項(xiàng)目調(diào)研，參加大型國(guó)內(nèi)外會(huì)議學(xué)習(xí)，努力提高自身教學(xué)科研素質(zhì)，增強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力。

總之，以《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的理論課程為依托，著力開展結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，既可提高結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，還可使學(xué)生深刻理解力學(xué)建模只是在一定計(jì)算（工具）環(huán)境下的一種近似簡(jiǎn)化，使學(xué)生更精確地掌握結(jié)構(gòu)在荷載等作用下的真實(shí)性態(tài)，促進(jìn)和完善《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的課程建設(shè)。一方面，以社會(huì)實(shí)際需要為載體的卓越工程師人才培養(yǎng)模式研究，通過構(gòu)建以提高學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心的教學(xué)體系，建設(shè)結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，提高了結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量；另一方面，改革現(xiàn)有的傳統(tǒng)教學(xué)方法，形成理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式，同時(shí)更新課程實(shí)踐內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

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