陳朝暉,李正良

(重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045)

工程教育對(duì)于中國(guó)高等教育具有舉足輕重的作用。自2010年以來(lái)，以實(shí)施“卓越工程師計(jì)劃”為開(kāi)端，我國(guó)正逐步探索出適應(yīng)國(guó)情發(fā)展的高等工程教育之路，即主動(dòng)布局工程科技人才的培養(yǎng)，以適應(yīng)并引領(lǐng)新型產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo)，開(kāi)辟新型工程學(xué)科，回歸工程實(shí)踐[1-3]。這一回歸，是以“整體工程觀”為指導(dǎo)的螺旋式上升，是引領(lǐng)時(shí)代的工程教育的創(chuàng)新與變革。

近30年來(lái)，我國(guó)土木工程發(fā)展，呈現(xiàn)出學(xué)科交叉、深度融合的局面，并由傳統(tǒng)的以陸地為主向海洋、太空與地下延伸，要求工程人才具備綜合應(yīng)用、工程創(chuàng)新與開(kāi)拓引領(lǐng)的復(fù)合型能力，以及自然科學(xué)、工程科學(xué)、工程技術(shù)與人文美學(xué)的綜合素養(yǎng)。建筑力學(xué)是對(duì)工程實(shí)踐中力學(xué)問(wèn)題的提煉與研究，是服務(wù)于土木工程的專業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)，貫穿了土木工程整個(gè)學(xué)科發(fā)展與人才培養(yǎng)的全過(guò)程，是培養(yǎng)復(fù)合型工程人才和創(chuàng)新型科研人才的基石[4]。

與此同時(shí)，我國(guó)工程學(xué)科發(fā)展與本科教育之間的矛盾也日益突出。其普遍性源于科學(xué)技術(shù)分類細(xì)化與人才的綜合性與拓展性之間的矛盾，其特殊性源于我國(guó)高校學(xué)科發(fā)展中，科研的量化評(píng)價(jià)體系(如論文、項(xiàng)目、經(jīng)費(fèi)和成果等)與人才培養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量難以量化之間的矛盾，而后者使得高校教師在如何平衡科研與教學(xué)的投入上面臨兩難而勉力維持，上述矛盾若不及時(shí)有效解決，勢(shì)必為本科教學(xué)質(zhì)量和學(xué)科發(fā)展埋下深遠(yuǎn)隱患。我國(guó)高等教育相關(guān)部門(mén)已深切意識(shí)到本科教育與學(xué)科發(fā)展中的這一兩難局面，提出“人才培養(yǎng)為本，本科教育是根”“以本為本、四個(gè)回歸”[5]等系列改進(jìn)與激勵(lì)舉措，但如何協(xié)調(diào)科研與教學(xué)、學(xué)科建設(shè)與本科教育之間的矛盾，仍然需要一線教師自身突圍，在矛盾中尋求平衡之路，建立辯證統(tǒng)一。

面對(duì)我國(guó)高等工程教育的發(fā)展趨勢(shì)，專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式如何適應(yīng)工程學(xué)科復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求，一線教師如何平衡個(gè)人發(fā)展與教學(xué)工作的矛盾、助力“四個(gè)回歸”，是當(dāng)前我國(guó)高等工程教育面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。為此，重慶大學(xué)土木工程學(xué)院建筑力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)挖掘土木工程背景下建筑力學(xué)的工程科學(xué)內(nèi)涵，確立“科研-工程-教學(xué)”深度融合的建筑力學(xué)教學(xué)理念，探索“融工程于力學(xué)、以科研促教學(xué)”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)機(jī)制，圍繞學(xué)生力學(xué)素養(yǎng)與綜合能力的養(yǎng)成，建設(shè)了遞進(jìn)式土木工程學(xué)科復(fù)合型人才力學(xué)綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)與學(xué)科建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、立足工程科學(xué)內(nèi)涵的“科研-工程-教學(xué)”深度融合的教學(xué)理念

早在1947年夏，錢(qián)學(xué)森就曾指出，當(dāng)今社會(huì)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，自然科學(xué)的成果與應(yīng)用間的距離日益縮小，工程科學(xué)(engineering science)已應(yīng)運(yùn)而生[6]。工程科學(xué)是純科學(xué)(即自然科學(xué))與工程技術(shù)之間的橋梁，是將基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程問(wèn)題的科學(xué)[7]。

“自然科學(xué)的研究對(duì)象并不是大自然的整體,而是大自然中各個(gè)現(xiàn)象抽象化了的、從它的環(huán)境中分離出來(lái)的東西。所以自然科學(xué)的實(shí)質(zhì)是形式化了的、簡(jiǎn)單化了的自然界。”[7]自然科學(xué)家追求如何“把問(wèn)題簡(jiǎn)化到這樣的程度，從而能找到一個(gè)“精確”的解答。與自然科學(xué)不同的是，工程科學(xué)面向?qū)嶋H的復(fù)雜問(wèn)題，著重于求取實(shí)際復(fù)雜問(wèn)題的解答。對(duì)于實(shí)際工程而言，自然科學(xué)可能給出一個(gè)過(guò)分簡(jiǎn)化的問(wèn)題的精確解，而工程科學(xué)需要的是實(shí)際問(wèn)題的近似解。因此，雖然自然科學(xué)是工程技術(shù)的基礎(chǔ),但它不能完全包括工程技術(shù)。有科學(xué)基礎(chǔ)的工程理論既不是自然科學(xué)的本身,也不是工程技術(shù)本身，它是介乎自然科學(xué)與工程技術(shù)之間，是兩個(gè)不同部門(mén)的人們生活經(jīng)驗(yàn)的總和，有組織的總和，是化合物，不是混合物[8]。

在各類工程科學(xué)中，力學(xué)因相對(duì)成熟較早，而成為工程科學(xué)最早的成員和促進(jìn)工程技術(shù)發(fā)展的范式，面向不同的工程應(yīng)用，業(yè)已產(chǎn)生多個(gè)分支。今天，工程科學(xué)的領(lǐng)域已經(jīng)有了極大的擴(kuò)展，將世界帶入信息科學(xué)、納米技術(shù)、生物科學(xué)和人工智能的時(shí)代[9]。而各門(mén)工程學(xué)科所面向的對(duì)象和涵蓋的內(nèi)容也日益復(fù)雜，但其學(xué)科體系構(gòu)成大致包含三個(gè)部分：基礎(chǔ)科學(xué)、分析理論與方法，以及工程設(shè)計(jì)實(shí)施原理與技術(shù)[10]。以土木工程為例，其基礎(chǔ)科學(xué)部分通常包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等普遍的、基本的自然科學(xué)原理，分析理論和方法部分則主要包括建筑力學(xué)、建筑材料科學(xué)、建筑熱工等；工程設(shè)計(jì)實(shí)施原理部分包括各類結(jié)構(gòu)工程(房屋、道路、橋梁、隧道等等)的設(shè)計(jì)建造監(jiān)測(cè)原理及技術(shù)、建筑工程管理的理論與方法等。顯然，土木工程并不是各部分以及各項(xiàng)內(nèi)容的簡(jiǎn)單疊加或組合,而是相關(guān)內(nèi)容的有機(jī)綜合。

以結(jié)構(gòu)工程為對(duì)象、以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)的建筑力學(xué)，作為連接基礎(chǔ)科學(xué)(數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)以及經(jīng)典力學(xué)等)與土木工程設(shè)計(jì)實(shí)施原理與技術(shù)的橋梁，對(duì)于土木工程學(xué)科發(fā)展及人才培養(yǎng)，有著舉足輕重的作用，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)理論與技能綜合應(yīng)用、邏輯思維、力學(xué)建模、復(fù)雜工程問(wèn)題定量計(jì)算與定性分析等力學(xué)綜合素質(zhì)的重任，是培養(yǎng)工程實(shí)踐與研究創(chuàng)新復(fù)合型人才的基石。

然而，由于力學(xué)教學(xué)體系的相對(duì)成熟，在面對(duì)當(dāng)代土木工程的迅猛發(fā)展及其對(duì)人才綜合性與創(chuàng)新性日益迫切的需求中，顯得有些固守成規(guī)、反應(yīng)遲鈍。高等教育中普遍存在的不足體現(xiàn)在：我國(guó)建筑力學(xué)課程體系涵蓋專業(yè)多，課程門(mén)類劃分繁雜，各門(mén)課程相對(duì)獨(dú)立，未突出面對(duì)工程問(wèn)題的整體力學(xué)思想，沒(méi)有著重培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的力學(xué)思維能力；建筑力學(xué)教學(xué)仍然沿襲依賴手算進(jìn)行設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)，片面強(qiáng)調(diào)手算技巧，忽視了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)分析技術(shù)和方法在工程中廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀；建筑力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容陳舊，與學(xué)科發(fā)展脫節(jié)，新結(jié)構(gòu)體系、新材料和新的結(jié)構(gòu)工程沒(méi)有得到體現(xiàn)，使學(xué)生的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力不足。此外，土木工程學(xué)科中，建筑力學(xué)課程體系的縱深性和延展性不夠，對(duì)土木工程專業(yè)高層次人才的培養(yǎng)支撐力度不足。

因此，本著工程科學(xué)應(yīng)“從工程中來(lái)，到工程中去”，應(yīng)從工程個(gè)性問(wèn)題提煉具有普遍性、一般性的科學(xué)問(wèn)題，提供實(shí)用有效的解決辦法這一工程科學(xué)的本質(zhì)和使命出發(fā)，通過(guò)對(duì)建筑力學(xué)的工程科學(xué)內(nèi)涵的挖掘，確立了針對(duì)新對(duì)象、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、采用新方法、培養(yǎng)新土木工程人的基本建筑力學(xué)教學(xué)創(chuàng)新與建設(shè)思想，提出了“科研-工程-教學(xué)”深度融合的建筑力學(xué)教學(xué)理念，以及面向土木工程學(xué)科的建筑力學(xué)教學(xué)的根本目標(biāo)，即：養(yǎng)成學(xué)生結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)與工程背景的力學(xué)知識(shí)的自我體系化素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于力學(xué)理論、知識(shí)、技能的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新實(shí)踐能力。從認(rèn)知、應(yīng)用、綜合與創(chuàng)新的能力發(fā)展規(guī)律出發(fā)，建立課程間相互關(guān)聯(lián)的認(rèn)知體系；加強(qiáng)針對(duì)實(shí)際工程的力學(xué)建模能力以及面向復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合分析能力的培養(yǎng)；以引導(dǎo)、探究、研討式教學(xué)取代填充式教學(xué)，以理論分析、數(shù)值計(jì)算、與創(chuàng)新試驗(yàn)的綜合技能培養(yǎng)彌補(bǔ)單一手算訓(xùn)練之偏狹；以工程和科研的動(dòng)態(tài)追蹤彌補(bǔ)固態(tài)分析對(duì)象的局限，開(kāi)闊學(xué)生的工程視野。

二、“融工程于力學(xué)、以科研促教學(xué)”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)機(jī)制

教學(xué)團(tuán)隊(duì)是教學(xué)之魂，立德樹(shù)人是育人之本。一支高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐與人才培養(yǎng)目標(biāo)的根本保障，而優(yōu)質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的關(guān)鍵在于觀念、機(jī)制和措施。

2015年，國(guó)務(wù)院頒發(fā)了《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》[11]，圍繞“中國(guó)特色、世界一流”提出了“雙一流”建設(shè)任務(wù)，其中，建設(shè)一流師資隊(duì)伍被置于各項(xiàng)任務(wù)之首，并明確了“強(qiáng)化高層次人才的支撐和引領(lǐng)作用，加快培養(yǎng)和引進(jìn)一批一流科學(xué)家、學(xué)科領(lǐng)軍人物和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)造就一支優(yōu)秀教師隊(duì)伍”。在人才培養(yǎng)的具體要求中，又著重強(qiáng)調(diào)了需著力培養(yǎng)具有國(guó)家使命感和社會(huì)責(zé)任心，富有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的各類創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型優(yōu)秀人才[11]。

教學(xué)決定了高等教育的成敗，而優(yōu)質(zhì)的教學(xué)離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)科研的支撐。博耶在《學(xué)術(shù)水平反思——教授工作的重點(diǎn)領(lǐng)域》[12]一書(shū)中，將大學(xué)學(xué)術(shù)工作分為發(fā)現(xiàn)、綜合、應(yīng)用和分享四類。其中，發(fā)現(xiàn)的學(xué)術(shù)就是通常所說(shuō)的科學(xué)研究，而分享的學(xué)術(shù)則指教學(xué)工作。發(fā)現(xiàn)與分享對(duì)于學(xué)術(shù)的發(fā)展和傳播都起著至關(guān)重要的作用，不能互相替代[13]。這一觀點(diǎn)為正確處理教學(xué)和科研的關(guān)系提供了認(rèn)知依據(jù)，進(jìn)而為協(xié)調(diào)本科教育與科學(xué)研究的關(guān)系奠定了理論基礎(chǔ)。在上述理論和思想指導(dǎo)下，重慶大學(xué)建筑力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)立足土木工程專業(yè)的發(fā)展，以“科研-工程-教學(xué)”深度融合的教學(xué)理念，確定了“融工程于力學(xué)，以科研促教學(xué)”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)目標(biāo)。

團(tuán)隊(duì)在中青年教師的培養(yǎng)上，采取了一些列行之有效的措施。如：給青年教師指定老教師“傳、幫、帶”，定期開(kāi)展老教師講課示范、教學(xué)專題研討、針對(duì)青年教師的講課培訓(xùn)與輔導(dǎo)，團(tuán)隊(duì)教師骨干教師參加教育專家名師講座培訓(xùn)、國(guó)內(nèi)教學(xué)會(huì)議交流等，引導(dǎo)與鼓勵(lì)中青年教師開(kāi)展教學(xué)方法創(chuàng)新、設(shè)立教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制等，打造了一支高職稱、高學(xué)歷、高思想政治素質(zhì)與教學(xué)水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。其中，高級(jí)職稱比例約90%、具有海外留學(xué)經(jīng)歷及博士學(xué)位者超過(guò)1/3，45歲以下教師占50%。團(tuán)隊(duì)教師學(xué)術(shù)功底扎實(shí)，在堅(jiān)守一線教學(xué)的同時(shí)，堅(jiān)持工程研究與工程實(shí)踐。團(tuán)隊(duì)研究方向涵蓋結(jié)構(gòu)工程、防災(zāi)減災(zāi)、巖土工程、施工建造、鑒定加固、數(shù)值分析等土木工程多個(gè)領(lǐng)域，有力保障了教學(xué)的深度與廣度，以及對(duì)人才培養(yǎng)的連貫縱深。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)持續(xù)發(fā)展和提升的根本保障還在于建立規(guī)范化、程式化、開(kāi)放化和動(dòng)態(tài)化的團(tuán)隊(duì)管理與建設(shè)機(jī)制。重慶大學(xué)自2007年開(kāi)始實(shí)施本科教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，針對(duì)量大面廣的系列基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程群、優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心等扶持和建設(shè)了多個(gè)本科教學(xué)團(tuán)隊(duì)。明確教學(xué)團(tuán)隊(duì)的目的和職責(zé)在于“擔(dān)負(fù)著更新教育思想和教育理念，創(chuàng)新教學(xué)模式，推進(jìn)教學(xué)改革和提升教學(xué)質(zhì)量的任務(wù)，最終的落腳點(diǎn)在于提升人才培養(yǎng)質(zhì)量”[14]。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)改革上應(yīng)體現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)性和探索性，要成為教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段改革的倡導(dǎo)者和實(shí)踐者[14]。制定了“學(xué)?！獙W(xué)院—教師”多級(jí)動(dòng)態(tài)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)管理機(jī)制，具體措施包括：各學(xué)院根據(jù)專業(yè)建設(shè)、優(yōu)秀系列課程建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)等教育教學(xué)改革的需要，組織本科教學(xué)團(tuán)隊(duì)的申報(bào)；學(xué)校組織專家遴選、答辯和評(píng)審。立項(xiàng)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)由學(xué)院落實(shí)組織和建設(shè)工作，學(xué)校提供經(jīng)費(fèi)支持，并組織中期考核、動(dòng)態(tài)跟蹤和經(jīng)費(fèi)獎(jiǎng)懲。教學(xué)團(tuán)隊(duì)實(shí)行“首席教授”負(fù)責(zé)制，下設(shè)“教學(xué)骨干”?！笆紫淌凇币缶哂休^高的學(xué)術(shù)造詣和創(chuàng)新性學(xué)術(shù)思想的本學(xué)科或?qū)I(yè)的專家擔(dān)任，骨干則要求為教學(xué)一線、教學(xué)效果優(yōu)良的教師。這一團(tuán)隊(duì)總體建設(shè)機(jī)制切實(shí)保障了教學(xué)團(tuán)隊(duì)在科研與教學(xué)兩方面的相互促進(jìn)與創(chuàng)新。

三、面向復(fù)合型工程專業(yè)人才培養(yǎng)需求的多維度建筑力學(xué)課程體系

我國(guó)土木工程學(xué)科下的建筑力學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式中，主要包括理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)。這一傳統(tǒng)教學(xué)體系，其特點(diǎn)在于各門(mén)課程相互獨(dú)立，自成體系，著重針對(duì)簡(jiǎn)化理想模型的理論闡述以及手算方法和技巧訓(xùn)練。面對(duì)當(dāng)代工程發(fā)展，這一體系與工程缺乏直接關(guān)聯(lián)、教學(xué)方式陳舊，學(xué)生知識(shí)易碎片化，力學(xué)與專業(yè)、理論與工程、計(jì)算與與分析不能融會(huì)貫通，對(duì)學(xué)生的綜合應(yīng)用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足。而歐美院校的力學(xué)課程體系及教學(xué)一直延續(xù)著面向工程實(shí)踐和工程研究發(fā)展需求的思路。如美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校土木與環(huán)境工程的本科力學(xué)課程包括固體力學(xué)導(dǎo)論、結(jié)構(gòu)工程、高階結(jié)構(gòu)分析、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、高等材料力學(xué)、工程分析的有限元法等，但其課程設(shè)置是將上述力學(xué)理論和分析方法充分融入本科專業(yè)課程中，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)工程問(wèn)題的力學(xué)應(yīng)用與綜合分析能力。

為此，建筑力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)借鑒國(guó)外高校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身基礎(chǔ)與特點(diǎn)，構(gòu)建了面向?qū)Υ笸两惛鲗I(yè)，以及貫通土木工程本-碩-博全過(guò)程的建筑力學(xué)課程體系。該體系打通了傳統(tǒng)“三大力學(xué)”相互隔離、獨(dú)立建設(shè)的隔膜，以強(qiáng)化力學(xué)知識(shí)的工程背景與內(nèi)在關(guān)聯(lián)為主旨，形成三大平臺(tái)、三種類別和三段階梯“三三三式”多維度建筑力學(xué)課程體系[4]，如圖1所示。

三大平臺(tái)分別面向土木工程、建筑學(xué)和建材、建管、城環(huán)等其他土建類專業(yè)。其中，土木工程專業(yè)平臺(tái)是整個(gè)體系的重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)力學(xué)基礎(chǔ)課程之間的銜接與遞進(jìn)，并明確向混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗震、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程等后續(xù)專業(yè)課程縱深；建筑學(xué)專業(yè)平臺(tái)則側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)基本性能的定性把握以及對(duì)結(jié)構(gòu)體系特性的了解，從而培養(yǎng)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)的合理性與創(chuàng)造性的應(yīng)用能力；面向其他專業(yè)平臺(tái)，主要以融合了“三大力學(xué)”的工程力學(xué)為主，旨在培養(yǎng)學(xué)生受力分析的基本概念和基本技能，從而使學(xué)生在工程實(shí)踐或?qū)I(yè)發(fā)展上有更為靈活的空間。上述平臺(tái)課程按照所涉及內(nèi)容的深度與廣度又分為必修、限制選修和任意選修三種類別。

面向土木工程的建筑力學(xué)課程平臺(tái)，由貫通本—碩—博全過(guò)程培養(yǎng)的三段階梯式系列力學(xué)課程構(gòu)成，課程之間存在三條縱向關(guān)聯(lián)體系，由彈性力學(xué)、材料力學(xué)、彈塑性力學(xué)和高等彈塑性力學(xué)構(gòu)成的面向材料性能的力學(xué)分析理論知識(shí)體系；由結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、彈性穩(wěn)定、桿系結(jié)構(gòu)有限元、非線性有限單元和高等變分原理構(gòu)成的復(fù)雜工程問(wèn)題計(jì)算方法方法的知識(shí)體系；結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)抗震、結(jié)構(gòu)工程抗風(fēng)，以及橋梁工程等構(gòu)成力學(xué)向工程問(wèn)題的延展。此外，建筑中的結(jié)構(gòu)藝術(shù)、建筑美學(xué)與結(jié)構(gòu)選型等為學(xué)生提供了通專融合的開(kāi)闊視野。

在力學(xué)課程體系建設(shè)中，還注重發(fā)揮團(tuán)隊(duì)教師的科研與工程優(yōu)勢(shì)，在教學(xué)內(nèi)容中引入最新科研成果和工程發(fā)展動(dòng)態(tài)，如裝配式結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)反問(wèn)題的力學(xué)本質(zhì)，組合結(jié)構(gòu)與大跨橋梁、高聳結(jié)構(gòu)的受力特征等，多方位展示力學(xué)理論在土木工程重大需求和科學(xué)前沿問(wèn)題中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)闊學(xué)生視野。

四、遞進(jìn)式建筑力學(xué)綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)模式

建構(gòu)主義(constructivism)[15]的認(rèn)知發(fā)展心理學(xué)認(rèn)為，在初步了解和理解新知識(shí)之后，學(xué)習(xí)者還需要經(jīng)歷知識(shí)建構(gòu)(即新知識(shí)與原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相互作用)及知識(shí)運(yùn)用(即新知識(shí)與真實(shí)情境相互作用)的過(guò)程，才能真正掌握知識(shí)。而這樣的知識(shí)建構(gòu)及知識(shí)運(yùn)用過(guò)程是高度個(gè)性化的，因此，教學(xué)不是通過(guò)教師向?qū)W生單向傳遞知識(shí)就可以完成的，知識(shí)也不是通過(guò)教師傳授而得到的，而需學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助于其他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助，利用必要的教學(xué)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式獲取。

我國(guó)傳統(tǒng)教學(xué)模式，主要以教師課堂講解為主，是以教師和課堂為中心的相對(duì)封閉模式，這一模式的優(yōu)勢(shì)在于可保障教學(xué)內(nèi)容的整體性、連貫性、系統(tǒng)性，具有明確的指導(dǎo)性，但由于主講教師通常面對(duì)中、大規(guī)模班級(jí)的學(xué)生，教學(xué)活動(dòng)往往集中在基礎(chǔ)方面知識(shí)點(diǎn)與技能上，而在教學(xué)的個(gè)性化設(shè)計(jì)、激發(fā)學(xué)生研究與創(chuàng)新能力方面較為欠缺。

以慕課為代表依托“互聯(lián)網(wǎng)”的各類在線開(kāi)放課程，以其資源的開(kāi)放性、知識(shí)的碎片性和分散性，以及抽象概念的可視化、資源的多樣性等為學(xué)習(xí)者提供了靈活、自主、優(yōu)質(zhì)的免費(fèi)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。然而，慕課的分散性和自主性也可能造成學(xué)習(xí)者的盲目性、缺乏體系與連貫性，尤其對(duì)于自我規(guī)范能力、課程早期知識(shí)儲(chǔ)備、自主能力不足的學(xué)生，慕課對(duì)于推進(jìn)其深入學(xué)習(xí)的效果有限[16]。

為此，建筑力學(xué)的教學(xué)應(yīng)從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律出發(fā)，著眼于“學(xué)”，“以人為本”、以“學(xué)”為中心，圍繞學(xué)科發(fā)展與人才培養(yǎng)，著重培養(yǎng)學(xué)生的自主意識(shí)與創(chuàng)新能力。為此，建筑力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新并在實(shí)踐中不斷完善，形成了遞進(jìn)式建筑力學(xué)綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)模式，如圖3所示。該教學(xué)模式以課程間相互關(guān)聯(lián)的認(rèn)知體系取代課程間割裂的碎片式知識(shí)點(diǎn)；結(jié)合建筑力學(xué)系列MOOC，根據(jù)布盧姆認(rèn)知領(lǐng)域分類，采用線上線下結(jié)合的引導(dǎo)、研討和探究的混合式教學(xué)[17-18]，如圖4所示，取代單純由教師主導(dǎo)的填充式教學(xué)；以土木工程大背景下各專業(yè)特點(diǎn)的相互融合，來(lái)彌補(bǔ)專業(yè)背景過(guò)于單一的局限；加強(qiáng)學(xué)生針對(duì)實(shí)際工程的力學(xué)建模與綜合分析能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生自我構(gòu)筑知識(shí)體系與認(rèn)知工程中的力學(xué)問(wèn)題的能力。

本科階段建筑力學(xué)的分析對(duì)象大都為平面桿系結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，與實(shí)際工程存在較大差距。為培養(yǎng)學(xué)生對(duì)力學(xué)知識(shí)的工程綜合應(yīng)用與創(chuàng)新實(shí)踐能力，明確建筑力學(xué)教學(xué)既需重視基礎(chǔ)訓(xùn)練，又需注重實(shí)際工程，應(yīng)在二者之間形成有機(jī)聯(lián)結(jié)。設(shè)置了面向高年級(jí)本科生的桿系結(jié)構(gòu)有限元課程與創(chuàng)新試驗(yàn)，將結(jié)構(gòu)理論分析、數(shù)值建模計(jì)算，模型實(shí)驗(yàn)充分融合，培養(yǎng)學(xué)生力學(xué)理論與電算分析的結(jié)合及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，突破了長(zhǎng)期以來(lái)建筑力學(xué)教學(xué)中只見(jiàn)簡(jiǎn)圖不見(jiàn)結(jié)構(gòu)，而后續(xù)專業(yè)課程中力學(xué)弱化的弊端，有效提升了學(xué)生的力學(xué)綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)了學(xué)生在分析與實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力。

五、結(jié)語(yǔ)

重慶大學(xué)土木工程學(xué)院建筑力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)挖掘建筑力學(xué)的工程科學(xué)內(nèi)涵，把握土木工程發(fā)展的人才需求，探索學(xué)生力學(xué)素養(yǎng)與能力的養(yǎng)成規(guī)律，所確立的“科研-工程-教學(xué)”深度融合的土木工程學(xué)科建筑力學(xué)教學(xué)理念、團(tuán)隊(duì)建設(shè)機(jī)制和遞進(jìn)式力學(xué)綜合素質(zhì)與能力培養(yǎng)模式收效顯著。

這一教學(xué)模式培養(yǎng)了學(xué)生“于工程中把握力學(xué)、從力學(xué)中認(rèn)識(shí)工程、以力學(xué)促進(jìn)科研”的自主學(xué)習(xí)、探究與創(chuàng)新素質(zhì)，學(xué)生力學(xué)知識(shí)的自我體系化和綜合化程度顯著提高，有力地支撐了后續(xù)專業(yè)課教學(xué)與高層次研究生培養(yǎng)，滿足了復(fù)合型工程專業(yè)人才培養(yǎng)需求。在全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽以及全國(guó)紙板建造競(jìng)賽、建筑學(xué)部聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)等全國(guó)競(jìng)賽中屢創(chuàng)佳績(jī)，體現(xiàn)了建筑力學(xué)對(duì)工程人才培養(yǎng)的有效性。

“融工程于力學(xué)，以科研促教學(xué)”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，促進(jìn)了教師的教學(xué)能力、科研水平的綜合提升。團(tuán)隊(duì)教師近年來(lái)先后主持和參與國(guó)家重大專項(xiàng)目、自然基金項(xiàng)目、重大工程項(xiàng)目等，在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、輸電線塔關(guān)鍵問(wèn)題研究、結(jié)構(gòu)可靠性分析理論及方法、結(jié)構(gòu)非線性分析等領(lǐng)域的研究成果得到國(guó)內(nèi)外學(xué)界贊譽(yù)。團(tuán)隊(duì)教師的教學(xué)水平持續(xù)提升。多名青年教師獲力學(xué)類系列課程講課比賽一等獎(jiǎng)。先后培養(yǎng)了數(shù)名重慶市教學(xué)名師、寶鋼優(yōu)秀教師、重慶大學(xué)教學(xué)名師和優(yōu)秀教師、優(yōu)秀青年教師等，教學(xué)成果豐碩。

從工程科學(xué)的內(nèi)涵與規(guī)律出發(fā)，對(duì)工程學(xué)科中專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革與創(chuàng)新進(jìn)行了有益的探索與創(chuàng)新，“融工程于力學(xué)，以科研促教學(xué)”的建筑力學(xué)教學(xué)模式與教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)機(jī)制與經(jīng)驗(yàn)對(duì)相關(guān)課程體系的建設(shè)具有推廣和借鑒意義。