劉娟 徐爽 付春 王文武 白雪衛(wèi)

1.遼寧石油化工大學(xué)土木工程學(xué)院，遼寧 撫順 113001

2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110866

結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程及相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它既是前續(xù)數(shù)學(xué)及力學(xué)課程的深化和延伸，又是后續(xù)混凝土、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)優(yōu)秀的具有深厚力學(xué)基礎(chǔ)的建造師起著至關(guān)重要的作用。在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)過程中，一方面要求學(xué)生具有扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)理論，另一方面要注意發(fā)揮實(shí)踐訓(xùn)練對(duì)學(xué)生深刻理解結(jié)構(gòu)力學(xué)課程知識(shí)具有的重要作用。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)模式遵循“教材內(nèi)容—課件制作—課堂講授—作業(yè)解題”的過程，存在偏重理論講解、實(shí)踐訓(xùn)練不足的問題。而近幾年來，隨著高校大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽次數(shù)的增多，在參賽模型的制作過程中，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)模式的弊端逐漸顯示出來，如學(xué)生對(duì)如何建立力學(xué)分析模型不熟練、不會(huì)正確運(yùn)用書本上學(xué)過的理論來解決實(shí)際工程問題，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)不強(qiáng)。為提高土木工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)新時(shí)期人才培養(yǎng)的要求，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程亟須進(jìn)行調(diào)整與改革，在授課過程中應(yīng)適當(dāng)增加相關(guān)案例、引入思政元素。

一、應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)及課程思政的必要性

改革開放以來，我國大部分高校提倡培養(yǎng)應(yīng)用型與創(chuàng)新型人才。所謂應(yīng)用型人才，是指知識(shí)、能力、素質(zhì)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才，能熟練掌握社會(huì)生產(chǎn)或社會(huì)活動(dòng)一線的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，既有豐富的理論知識(shí)和專業(yè)技能，又能夠理論聯(lián)系實(shí)際，是適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展需要的高等專業(yè)技術(shù)人才。當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)及高校轉(zhuǎn)型急需大批應(yīng)用型人才。

高等教育是大學(xué)生思想和價(jià)值取向的定型階段，因此大學(xué)專業(yè)課程教學(xué)也要適當(dāng)滲入思政元素，對(duì)學(xué)生進(jìn)行正確的引領(lǐng)。所謂的課程思政，即在各門課程的授課過程中，將具有中國特色的政治制度、優(yōu)秀傳統(tǒng)文化等適時(shí)融入課堂教學(xué)中，積極地引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定不移地跟黨走，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇攀科學(xué)高峰的使命感和責(zé)任感。專業(yè)教師在實(shí)施課程思政的過程中，要自覺地將知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，自覺地將立德樹人根本任務(wù)貫穿教育教學(xué)全過程。尤其要以案例的形式融入課程思政教育，讓學(xué)生在不知不覺中受到啟發(fā)，從而激發(fā)學(xué)生的愛國熱情、增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任心，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想，為祖國的騰飛做出自己的貢獻(xiàn)。

二、目前結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過程中存在的問題及原因分析

（一）教學(xué)方法、手段及考核評(píng)價(jià)模式單一

結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，但部分教師將其視為純理論課程來開展教學(xué)活動(dòng)，主要關(guān)注如何正確完成計(jì)算和繪圖，較少涉及與之相關(guān)的實(shí)際工程問題。同時(shí)，還存在教學(xué)方法單一、教學(xué)案例陳舊、“灌輸式”教學(xué)等問題，尤其是一些教師過于依賴多媒體技術(shù)，呈現(xiàn)出課件“信息量”大，但學(xué)生的“吸收率”低的現(xiàn)象。目前，結(jié)構(gòu)力學(xué)的考核以期末考試成績(jī)?yōu)橹鲗?dǎo)，以學(xué)生平時(shí)成績(jī)?yōu)檩o助。平時(shí)成績(jī)分?jǐn)?shù)的給定缺少客觀的依據(jù)，而且平時(shí)成績(jī)并不足以反映學(xué)生對(duì)本門課程的真實(shí)掌握情況。這種評(píng)價(jià)方式又缺少應(yīng)用課程理論知識(shí)解決工程實(shí)踐問題的考核，這與當(dāng)前應(yīng)用型改革的基本精神是不吻合的。

（二）學(xué)生對(duì)書本上的教學(xué)案例的認(rèn)知有限，缺乏直觀的了解

教學(xué)過程中筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)書本上的案例僅僅停留在文字的描述和簡(jiǎn)化的平面圖形上，由于知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的不足，學(xué)生缺乏對(duì)真實(shí)結(jié)構(gòu)的想象和深刻的理解。如求解桁架結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生很容易利用結(jié)點(diǎn)法及截面法求解桁架桿件的內(nèi)力，但當(dāng)具體模型擺在面前時(shí)，他們卻不能很好地判斷哪些桿件是拉桿或壓桿、哪些桿件產(chǎn)生的內(nèi)力較大，進(jìn)行具體模型設(shè)計(jì)時(shí)也很難抉擇何處該加固、何處該簡(jiǎn)化，結(jié)點(diǎn)該如何處理等問題也不能很好地解決，造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、理論教學(xué)嚴(yán)重脫離實(shí)踐。

（三）教學(xué)中缺少完整的、可驗(yàn)證的、具有實(shí)操性的工程案例設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教材章節(jié)內(nèi)容劃分明確，尤其是超靜定的求解方法分為四個(gè)章節(jié)，教材針對(duì)每一種方法安排了較多的習(xí)題，卻缺少將各個(gè)章節(jié)內(nèi)容打通的案例，導(dǎo)致學(xué)生思維方式定格?，F(xiàn)實(shí)生活中，學(xué)生所接觸的模型均為實(shí)體結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)面廣，如果學(xué)生沒有經(jīng)過綜合訓(xùn)練，就很難理解如何綜合應(yīng)用相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)建立對(duì)應(yīng)的力學(xué)模型。

事實(shí)上，上述結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，在國內(nèi)兄弟院校中都或多或少存在。為進(jìn)一步培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)同和工程實(shí)踐能力，切實(shí)提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量，構(gòu)建高校工程教育實(shí)踐平臺(tái)，浙江大學(xué)于2005年組織承辦了第一屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽，至今該賽事已連續(xù)舉辦了十一屆，成為全國性九大學(xué)科競(jìng)賽資助項(xiàng)目之一。全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽是由高等學(xué)校土木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)與中國土木工程學(xué)會(huì)教育工作委員會(huì)等聯(lián)合主辦的，要求學(xué)生運(yùn)用白卡紙或竹材、乳膠等材料，設(shè)計(jì)出符合競(jìng)賽要求的結(jié)構(gòu)模型。這個(gè)比賽具有一定的挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性，能將結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)理論與實(shí)際工程緊密結(jié)合起來。

下面以2019年遼寧省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽主題“山地輸電塔模型設(shè)計(jì)與制作”為例進(jìn)行介紹。競(jìng)賽以宏偉而富有特色的高聳構(gòu)筑物為背景，提出該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體模型，分析模型主題與承臺(tái)板連接的基本要求，確定對(duì)應(yīng)的材料和工具，并對(duì)模型制作時(shí)間、模型加載和評(píng)判分別進(jìn)行說明，最后對(duì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確說明。比賽不只是對(duì)學(xué)生理論知識(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力的考核，更是對(duì)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的考核。例如完成模型制作后，要求學(xué)生對(duì)三個(gè)級(jí)別的加載情況進(jìn)行預(yù)報(bào)。這就需要參賽學(xué)生具備理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)形式選擇、模型做工的能力，尤其是要具備結(jié)點(diǎn)處理、對(duì)結(jié)構(gòu)在拉壓彎剪扭等的綜合受力情況進(jìn)行分析的能力。同時(shí)，這也是對(duì)學(xué)生賽前結(jié)構(gòu)選型、模型制作熟練程度、軟件加載模擬情況及現(xiàn)場(chǎng)模型實(shí)際加載情況等的檢驗(yàn)，如果學(xué)生沒有扎實(shí)的實(shí)踐操作能力，就可能會(huì)導(dǎo)致加載環(huán)節(jié)的失敗。

競(jìng)賽題目及要求對(duì)當(dāng)前結(jié)構(gòu)力學(xué)本科教學(xué)改革工作有著重要啟示。其一，結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)過程中應(yīng)營造良好的學(xué)習(xí)研究氛圍，注重在實(shí)踐中鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力及創(chuàng)新能力。其二，上課過程中應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，以對(duì)結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)是否合理的分析開展教學(xué)，將所學(xué)理論知識(shí)靈活運(yùn)用到具體實(shí)踐中，這才是理論學(xué)習(xí)的真正目的。其三，應(yīng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)其自主創(chuàng)新的意識(shí)和能力，避免以“灌輸式”教育的方式來主導(dǎo)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程，破解教學(xué)內(nèi)容呆板、教學(xué)方法單一、教學(xué)考核機(jī)制不合理等一系列問題。

（四）課程實(shí)踐過程中，部分學(xué)生表現(xiàn)出責(zé)任心不強(qiáng)、缺乏團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)

勇于擔(dān)當(dāng)、團(tuán)結(jié)協(xié)作是當(dāng)代大學(xué)生必須具備的品質(zhì)。一些大學(xué)生不同程度地存在誠信意識(shí)淡薄、社會(huì)責(zé)任感缺乏及團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)不強(qiáng)等問題。例如在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程設(shè)計(jì)過程中，可要求學(xué)生分小組合作，共同制作結(jié)構(gòu)模型。這就要求學(xué)生分工明確、團(tuán)結(jié)協(xié)作，每個(gè)人在認(rèn)真完成本人的模型任務(wù)的同時(shí)，還要與其他同學(xué)的模型進(jìn)行精細(xì)的連接，這樣才能保證整體模型制作符合要求、受力狀態(tài)良好。部分學(xué)生缺乏團(tuán)隊(duì)意識(shí)，只負(fù)責(zé)自己所承擔(dān)的模型，不顧及自己的模型與其他同學(xué)的模型的拼接效果，最終導(dǎo)致小組的整體模型制作不理想，得分較低。這種行為就是責(zé)任心欠缺、團(tuán)隊(duì)意識(shí)淡薄的表現(xiàn)，很有必要在課程教學(xué)過程中通過思政教育加以規(guī)范引導(dǎo)。

三、改進(jìn)方案

課程組圍繞人才培養(yǎng)方案的修訂與實(shí)施，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為目的，以教學(xué)方式、考核評(píng)價(jià)和課程體系的改革為先導(dǎo)，以傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式為依托，引進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、工程案例教學(xué)，力求結(jié)構(gòu)力學(xué)課程與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，力求以案例形式滲入思政元素，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，使學(xué)生在接受專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化思想教育，認(rèn)清時(shí)代責(zé)任和歷史使命，形成勤奮刻苦的內(nèi)驅(qū)力，進(jìn)而大大提高專業(yè)課的教學(xué)效果，形成注重應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)的教學(xué)體系。

（一）以競(jìng)賽促進(jìn)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程案例建設(shè)

依據(jù)全國結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽基本精神，可以嘗試做好以下幾個(gè)方面的工作：其一，遵循該門課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)授課內(nèi)容的調(diào)整，適當(dāng)減少復(fù)雜理論公式的推導(dǎo)，對(duì)應(yīng)用性較強(qiáng)的內(nèi)容要重點(diǎn)講解；其二，豐富結(jié)構(gòu)力學(xué)課程體系，構(gòu)建與計(jì)算方法對(duì)應(yīng)的教學(xué)案例，實(shí)現(xiàn)課程案例的不斷豐富；其三，積極關(guān)注其他院校相關(guān)專業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，借鑒當(dāng)前較新穎的案例，將其作為課堂或課下的拓展資源，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（二）以競(jìng)賽促進(jìn)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)方式的改變

從以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)方式的改變：其一，課堂授課過程中應(yīng)避免單一灌輸，采用靈活多樣的教學(xué)方法，如小組討論教學(xué)法、案例教學(xué)法等，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣。其二，要充分利用多媒體教學(xué)資源將復(fù)雜理論以生動(dòng)、形象的方式呈現(xiàn)，使學(xué)生盡快掌握知識(shí)難點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)的高效性。其三，要把握好理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接點(diǎn)。在理論教學(xué)之后，應(yīng)盡量在較短的時(shí)間內(nèi)開展與理論知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)。以競(jìng)賽模型為例，可以讓學(xué)生建立簡(jiǎn)化模型，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型、不同荷載工況，建立最優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)相關(guān)理論知識(shí)的鞏固以及動(dòng)手操作能力的全面提升。教師要提升教學(xué)效能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入思考、提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)，最大限度地發(fā)揮課程的價(jià)值滲透和價(jià)值引領(lǐng)作用。

（三）完善結(jié)構(gòu)力學(xué)課程考核評(píng)價(jià)體系

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程考核評(píng)價(jià)應(yīng)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成績(jī)的比重?？梢孕?nèi)競(jìng)賽的形式組織學(xué)生按照模型設(shè)計(jì)條件，以小組為單位開展結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)，包括理論計(jì)算書、模型制作及加載等環(huán)節(jié)，依據(jù)最終成績(jī)，按一定比例納入學(xué)生總體成績(jī)中。

（四）通過模型設(shè)計(jì)競(jìng)賽打通章節(jié)脈絡(luò)，構(gòu)建完整知識(shí)體系

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽的主題是“低碳與環(huán)?！保蠼Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧、制作工藝精湛。設(shè)計(jì)作品成功與否取決于模型設(shè)計(jì)過程中的荷重比，也就是利用最少的材料承載最大的重量，這與結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)相吻合。為了響應(yīng)競(jìng)賽主題，首先要通過理論分析初定結(jié)構(gòu)模型形式、所用桿件數(shù)量、桿件截面參數(shù)、結(jié)點(diǎn)連接方式等，然后通過力學(xué)求解軟件計(jì)算桿件內(nèi)力及位移測(cè)定點(diǎn)位移量，再反復(fù)對(duì)以上結(jié)構(gòu)形式及各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到達(dá)到最佳效果。這就需要學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)相應(yīng)章節(jié)的知識(shí)內(nèi)容（包括結(jié)構(gòu)的組成分析、靜定及超靜定結(jié)構(gòu)在靜荷載與動(dòng)荷載作用下的內(nèi)力及位移計(jì)算）融會(huì)貫通，科學(xué)合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)。

（五）在課程實(shí)踐過程中逐步融入思政元素，激發(fā)學(xué)生的擔(dān)當(dāng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和愛國情懷

在教學(xué)中，可讓學(xué)生先就案例進(jìn)行分組討論，然后讓各小組團(tuán)隊(duì)提出較合理的結(jié)構(gòu)方案，師生最后評(píng)選出最優(yōu)理論方案小組，給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)。這樣能夠促進(jìn)小組成員竭盡全力為小組榮譽(yù)而共同努力。在模型設(shè)計(jì)的過程中，組員在精心制作自己的模塊的同時(shí)，注意與團(tuán)隊(duì)中其他成員密切配合，從而培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神。這個(gè)過程能激勵(lì)學(xué)生為了集體目標(biāo)而奮斗，在潛移默化中實(shí)現(xiàn)了思政教育，激發(fā)了當(dāng)代大學(xué)生的擔(dān)當(dāng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和愛國情懷。

四、結(jié)語

總之，課程組圍繞人才培養(yǎng)方案的修訂與實(shí)施，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生愛國情懷為目的，以教學(xué)方式、考核評(píng)價(jià)和課程體系的改革為先導(dǎo)，以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為依托，同時(shí)引進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、工程案例教學(xué)及課程思政教育，力求將結(jié)構(gòu)力學(xué)課程與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，立足競(jìng)賽、服務(wù)競(jìng)賽，進(jìn)而構(gòu)建出名副其實(shí)的應(yīng)用型課程，形成注重應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)的教學(xué)體系，在施教過程中潛移默化地滲入思政元素，從而提高結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出符合社會(huì)要求的新一代大學(xué)生。