土木工程师培养的结构力学教学论文.doc

土木工程师培养的结构力学教学论文 土木工程是工程学科中的基础专业其内容涵盖建筑、桥梁、地下空间等方向是我国基础设施建设最重要的行业如何顺应国际高等教育的发展趋势与工科高等教育的发展需求在未来10年内成功实施土木工程行业的“卓越工程师”计划培养大批高质量土木工程技术人才已成为目前土木工程教育亟待解决的问题1结构力学是土木工程的专业基础课程其理论由实际工程抽象、简化、概括、总结并用于指导实践2其课程任务是掌握平面杆系结构的计算原理和计算方法为学习后续专业课程以及进行结构设计与科学研究打好坚实的基础本文将从土木工程专业结构力学课程教学特点结合教学过程中学生的学习情况谈几点想法 1结构力学课程特点 1)概念抽象、理论性强理论力学、材料力学与结构力学是土木工程的专业基础课其中理论力学与材料力学又是结构力学的先修课程由于结构力学课程较抽象其理论体系庞大知识点多学习难度大2)教学内容多课时紧张“结构力学”的教学内容可分为结构力学基础和结构力学专题(如图1所示)总学时约为60803(部分高校仅为45课时)教学内容偏多课时偏少因此教师通常加快教学进度致使部分知识点无法展开学生课后很难及时消化这可能是目前各高校在结构力学教学过程中普遍存在的问题3)理论复杂计算繁琐结构力学涉及到很多复杂的理论例如在结构力学基础部分中涉及到的虚功原理、力法、位移法、力矩分配法;在结构力学专题部分中涉及到的极限荷载、弹性稳定、动力学均属于理论复杂的部分理论复杂则难以理解和把握课堂例题和课后作业的讲解与计算就显得繁琐不利于学生对各知识点的掌握4)地位重要起基础作用结构力学的学习情况将影响专业课的开展以土木工程专业为例专业课主要有混凝土结构基本原理、混凝土结构设计、钢结构、砌体结构、结构抗震设计、桥梁结构以及基础工程等主干课程及相关的课程设计和毕业设计如果学生结构力学基础薄弱后续课程都受到影响而且对学生而言能否建立正确的结构力学概念对毕业以后从事结构设计结构施工、教学培训等工作而言都有举足轻重的影响可见结构力学的课程学习最终会影响到学生的专业素质 2教学过程中的改革设想 1)建立力学概念邀请名师讲座夯实力学基础建立正确、清晰的力学概念是学好结构力学的首要前提在理论力学和材料力学的学习过程中就应该注重学生力学概念的建立打好力学基础如果可以做到这一点学生在学习结构力学的时候就会有信心学习更复杂的概念和理论 2)强调课程地位建立讨论小组分析典型案例在授课过程中要强调结构力学对后续专业课、课程设计毕业设计的影响结构力学的课程学习不仅会影响到在校学习最终会影响工作后的专业发展增强学生的学习意识为学好这门课要求全体师生共同努力成立课后讨论小组通过小组讨论交流激发学生的兴趣促进其对课程的学习 3)细化教学大纲突出教学重点加强课后练习“结构力学”的教学内容偏多课时偏少已是普遍问题在课时没有增加的前提下如何保证教学质量就成了教学过程中需要面对的问题在教学过程中教学进度的设定和安排以教学大纲为标准各院校都会按照专业要求结合实际情况制定结构力学教学大纲在制定结构力学教学大纲的过程中就要考虑课程的特点将大纲逐项细化把每个知识点划分到相应的课时同时在重点内容处必须设置典型例题以突出重点值得一提的是在教学过程中必须把握由浅入深、由简到难的规律设置典型例题必须简单易懂且具有代表性只有这样学生才能在有限的课时中学习到最核心的知识点 4)引入工程概念激发学习兴趣培养创新能力为提高学生对结构力学概念的应用和工程实践能力在课外学习中引入结构模型设计及制作鼓励学生参加建模大赛例如针对移动荷载作用下结构的受力特性要求学生利用木材、有机玻璃或者塑料等简易材料设计和制作桥梁结构(或吊车梁)并通过手拉小车施加移动荷载观察模型的变形与应力变化通过试验让学生感受动力荷载对结构的影响初步了解如何通过结构力学知识合理的设计工程结构就模型试验而言目前引入的结构模型试验仍以教师命题式为主开展形式和范围有一定局限性还不能充分锻炼工程实践能力与概念应用在今后的教学改革中应着重构建“结构力学”研究学习实践平台针对教学内容设计多个模拟工程实践项目甚至由学生自行设计创新实践项目供学生自主选题并可随时开展研学活动使学生对力学概念有更直接的了解并与工程实践相结合从而真正实现工程思维能力与创新实践能力的培养 3结语 本文分析了土木工程专业结构力学课程的特点提出了