以學生為中心導向的結構力學（一）課程實踐與思考

馬魁 劉慶貴

摘?要：結構力學（一）課程作為武昌工學院省級一流土木工程本科專業重點建設的一門課程。結合新工科人才培養目標需求，為了更好地提升結構力學課程的教學質量。該課程堅持以學生為中心導向，通過采用線上、線下混合式教學模式，改革考核形式，落實課程思政教學設計，做好教學團隊的建設為出發點，對結構力學（一）課程建設進行一系列的探索與實踐。激發學生學習結構力學的興趣，提升實踐動手能力，培養具有愛國主義精神的新工科人才。

關鍵詞：混合式教學；考核形式；課程思政；教學團隊

中圖分類號：G4?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.05.083

結構力學（一）課程為學校省級一流土木工程本科專業重點建設的一門課程。在土木工程專業課程體系中具有舉足輕重的作用。通過本課程的學習，旨在培養學生獨立開展工程結構受力分析的能力，掌握工程結構的特點、開展內力以及位移的計算。本課程在整個課程體系中起承上啟下作用，通過該課程學習到的理論知識，不僅可直接應用于工程實踐，解決工程實踐問題。同時又能為后繼相關專業課程的學習奠定必需的理論基礎，對提高學生的工程實踐應用能力及科學創新能力的培養具有極其重要的作用。

1?堅持以學生為中心導向

然而，在結構力學課程教學過程中存在著很多問題。學校作為一所地方應用型本科高校，招收學生主要以中下游本科生為主。該層次學生大部分基礎比較薄弱、學習能力不足，尤其是自我約束管理、自主學習能力方面存在短板。而結構力學（一）課程具有理論性強、分析計算應用相對復雜多變的特點。因此，在土木工程專業中，結構力學課程成了難學的代名詞。

在針對結構力學課程的教學反饋中，一部分學生認為課程還可以跟得上，另一部分學生認為結構力學太枯燥、太難學太難懂。該部分學生，對結構力學課程提不起興趣，片面以為“及格萬歲”。上課積極性不高，導致期末考試成績并不理想。更有學生，為了在期末應付考試，在準備考試階段通過死記硬背來應對，很顯然這與我們體現新工科人才培養目標需求，培養學生分析問題、解決問題的應用能力而開展教學的目的相違背。由于學生個體基礎的差異性、自主學習能力及認知能力的差異性，目前的教學形式很難充分照顧到每一位學生的需要，導致有些學生營養不良，有些學生營養過剩的現象。針對這些問題，在結構力學課程教學過程中，教師要轉變理念、轉變傳統習慣。對結構力學（一）課程建設進行一系列的探索與實踐，堅持以學生為中心導向，通過采用線上、線下混合式教學模式，改革考核形式，落實課程思政教學設計，做好教學團隊的建設為出發點，激發學生學習結構力學的興趣，提升實踐動手能力，落實培養具有愛國主義精神的新工科人才。

針對結構力學課程的教學改革首先應實現以下教學目標：首先應使學生獲得足夠的知識，并能將這些知識應用到工程實踐中，解決實際的生產問題；其次是使學生獲得一種嚴謹務實的思維方式，能夠適應未來任何的環境；再次是培養學生自主學習的能力，使學生的學習活動由被動的學習行為轉化為主動學習的過程。為了實現這些目標，結構力學課程教學改革確實需要了解學生的需求，以大學生學習需求為中心出發進行教學改革。以學生需求為中心的教學本質就是：教學的重點就是教會學生如何進行學習，學習什么，應該怎么學，教學生做到“快樂學習”“懂得學習”“善于學習”。其中“懂得學習”是關鍵，要掌握“會自己進行學習、會思考如何進行學習、通過學習提升自己的業務能力”。近年來，以學生為中心導向的教育理念已在各高校推廣應用。我們只有在進行課程教學改革時首先轉變觀念，堅持以學生為中心導向的教育理念，在此基礎上，投入更多時間，完成教學的深度，才能提高人才培養質量，真正體現新工科應用型人才最本真的內涵。

2?線上、線下混合教學模式

以學生為中心的教學，針對學生個體基礎的差異性、自主學習能力及認知能力的差異性，應采用線上、線下混合式教學模式充分照顧到每一位學生的需要，充分調動培養學生的自主學習能力和創新能力。一方面，通過網絡平臺發起對學生出勤等的日常管理，分發接收資料、查閱作業等，節約其占用的課程時間。同時學生也可以利用學習通平臺與老師實時進行互動，隨時提出自己的疑惑。網上平臺實時的記錄反饋了學生的學習情況，提高了教學效率。另一方面通過網絡分享課程學習資源，如PPT、習題庫、視頻、課外學習資料等。在教學開始前，利用線上平臺發送預習相關資料組織學生開展預習。在教學進行中，運用平臺預設的思考討論等發起提問。動態了解學生的情況，便于在課中及時地調整教學方式進行相關知識的進一步補充。課后布置作業互動，及時的檢驗學生對知識的強化處理。利用網上豐富的工程教學資料向學生普及力學知識。放手讓學生動手去做，去發現問題、去思考問題、來解決問題。通過線上布置一些有趣的實踐操作，讓學生解決工程結構的設計問題，體悟實踐應用提高學習的激情。

3?改革考核形式

以學生為中心的教學，在結構力學（一）課程教學改革過程中通過改革考核制度可強化學生的學習認知水平，實現透過考核數據反饋學生創新能力程度。為此，通過制定一套科學、合理、易于操作的成績考核體系，開展個性化評價考核。除了傳統的作業、考勤、期末考試指標之外，引入結構力學實驗考核。全面考核學生對結構力學知識體系的完整認識，客觀地檢驗學生對知識點的掌握程度，使成績考核數據更加有效。通過實驗教學能夠讓學生理論結合實踐，多角度的運用力學知識、原理。將復雜的工程結構問題通過建立計算模型，完善綜合評價學生的能力，切實提高創新應用型人才培養質量。

4?落實課程思政教學設計

4.1?采用啟發式教學法

結構力學課程中有許多基本概念。通過掌握梳理基本概念后，可以結合工程實際啟發學生思考計算簡圖的簡化、幾何組成與工程結構的靜定關系、靜定結構與超靜定結構的關系，以及求解超靜定結構的力法與位移法的聯系與區別等，讓學生學會運用工程思維來思考結構力學問題。結構力學的首要任務如何將三維空間的物體，進行簡化處理，最終簡化成有效的計算簡圖，用于工程分析。為此，采用啟發式引導學生思考計算簡圖的概念。工程結構由于構造復雜，因此往往不能直接對其進行分析。在實際處理的過程中，通常會忽略掉次要的部分，對其主要的部分進行簡化處理。經過簡化處理，得到的簡圖稱為計算簡圖。因此在簡化的過程中，要分清主次，抓住重點?？偨Y做好結構的簡化需要從以下四方面進行簡化處理：體系的簡化、桿件的簡化、支座的簡化、節點的簡化。又如在理解支座的簡化后，通過對支座簡化的認識。請學生積極思考，跨越鐵路、河流而修建的轉體橋梁，采用哪種支座呢?？梢酝ㄟ^身邊的工程案例，如我們校園的教學樓，共6層，采用內走廊的框架結構形式。按照簡化處理的基本原理如何進行簡化呢。啟發引導學生思考簡化的要點，鼓勵學生主動參與到知識中來，通過分組討論校園教學樓的簡化模型，總結結構。在深入案例實施的過程中體悟知識的實踐應用。讓學生獲得對知識的認同，產生一種認同肯定感，以更加積極飽滿的熱情融入結構力學（一）課程中，為教師開展思政教育打好基礎。引導學生結合實際出發去分析解決工程實際問題，樹立良好的學習習慣和嚴謹的工程意識，讓學生在實際的學習和工作中勇于探索、求真務實。讓學生不由自主的融入課堂中。學會將所學的知識與實際結合起來，提升創新能力。

4.2?案例教學法

結構力學的分析對象包含各種工程結構?？梢粤信e歷史悠久的趙州橋、摩天大樓上海中心大廈、大跨度空間結構鳥巢。我們可以以武漢的長江大橋為例，對桁架結構的受力特點和計算方法進行分析，不僅僅可以激發學生的愛國熱情，同時還提供給學生充分的文化自信和民族自豪感。

4.3?實踐教學法

隨著學科的不斷發展，在開展結構力學理論教學的同時，改革教師的教學方法以及學生的學習方法。簡化結構模型的計算簡圖，通過比較手算和軟件計算的結果，進一步分析結構的受力特點，從而找出誤差的原因。在這個過程中，不斷地培養學生的創新精神，觀察分析問題的能力。通過開展多角度思考，反復實踐培養創造性思維素養。

4.4?發現式教學法

以身邊的工程結構為例，通過面對面的教學探索使學生參與其中，加強知識的理解。比如，在講解結構計算簡圖的過程中，以我們校園的教學樓為對象。共6層，采用內走廊的框架結構形式。思考總結簡化處理的基本原理。站在學校運動場主席臺，望著主席臺屋頂，可以領略到空間網架結構提供的大空間，理解桁架結構的設計要點，啟發引導學生積極主動總結新的知識點。

5?做好教學團隊的建設

課程專業任課教師要勇于反思總結教學經驗。為了提高教師的創新能力和業務水平，改善教學效果，完善做好師資團隊建設。重視力學模塊教師交流小組的活動。定期通過小組內的課程教研討論活動，分享交流課程的教學情況、方法、手段等方面內容。對于教學過程中存在的問題，要積極地進行問題的總結，深入探究和思考問題產生的原因并制定針對性的措施和方法解決存在的問題。為了確保及時地認識到存在的問題，可定期開展教學調研。搜集團隊內其他老師的建議、分析思考學生的觀點和建議。另外，為了充分發揮團隊的力量，在團隊內要重視團隊的協作發展，取長補短。通過輪流、互動聽課授課制度。吸收好的教學方法、風格等的優勢?？梢匀娲龠M教師快速地成長。同時，也能促使教師不斷地學習總結，思索改進教學水平。通過以上途徑，可讓教師及時的發現容易忽視的問題，可更好地改善這些問題，并最終使課程教學改革走向積極的一面，實現真正意義上的提高教學質量。為了持續的促進教師業務水平的提升，小組教師可充分利用假期開展企業掛職鍛煉，了解行業新的發展動態。同時積極參加學校及企業組織的相關會議及培訓，轉變教學理念，學習先進的知識和新技術，提高教師綜合業務水平。

6?結語

結合新工科人才培養目標需求，我們只有在進行結構力學（一）課程教學改革時首先轉變觀念，堅持以學生為中心導向的教育理念，在此基礎上，投入更多時間。通過采用線上、線下混合式教學模式，改革考核形式，落實課程思政教學設計，做好教學團隊的建設，對結構力學（一）課程建設進行一系列的探索與實踐。完成教學的深度，引導學生結合實際來分析解決工程問題，樹立良好的學習習慣和嚴謹的工程意識。讓學生在實際的學習和工作中勇于探索、求真務實，提升創新能力。才能提高人才培養質量，真正體現新工科應用型人才最本真的內涵。

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