土木工程专业教学改革论文

土木工程专业教学改革论文

一、结构力学课程教学存在的问题

在此背景下,实际工程中需要的是力学概念清楚、具有扎实的定性分析能力的优秀人才。而定性分析能力培养在教学中往往得不到足够的重视,是教学的薄弱环节。国家《中长期教育改革和发展规划纲要》(以下简称《纲要》)提出:“按照教学服务型功能和应用型人才培养目标定位,课程建设应把服务专业作为建设的指导原则,专业基础课要结合专业,注重职业能力。”因此,结构力学课程教学应从课堂教学体系转变到以专业培养为核心的能力体系,从单一的课堂教学为主转化到多途径能力培养为主,实现课内教学与课外培养、理论与实践的统一与结合。

二、改革措施

(一)加强“两个能力”的培养

为了满足国家《纲要》应用型人才的培养要求,结构力学课程教学应定位在掌握基本力学原理的基础上,还应使学生具有扎实的结构定性分析和电算能力。因此,课程教学应该在以下两个方面进行强化培养。1.定性分析能力对于简单的结构,比如静定结构、一次超静定结构等,要求学生能对其内力进行手算求解。而对于复杂结构,手算是不切实际的,但学生应能运用已学的力学知识对其受力进行初步的定性分析,比如绘制出超静定框架结构的弯矩图轮廓,能够绘制多跨连续梁任意截面某个量值影响线轮廓等等,具体量值不必求解,这样有利于帮助学生总体上了解结构的受力情况,从而对整个结构布局的合理性进行分析。另外,在利用计算机进行电算分析时,定性分析能力显得尤为重要。利用定性分析,可以对电算结果从定性的角度来判断计算结果的正确与否,从而判断计算模型是否正确。平时,课堂上可以从外荷载与内力之间的关系入手,提高绘制内力图技巧,来培养学生的定性分析能力。2.电算能力目前,结构力学课程教学大部分强调的是结构的定量计算和求解能力,这在计算机数值分析技术尚不发达的情况下值得肯定。但随着计算机技术在力学分析领域的广泛应用,利用计算软件对结构进行电算已非常普遍。无论学生是做毕业设计,还是在未来工作当中,都会经常用到电算。因此,在教学中,仅仅让学生理解和掌握结构力学基本知识、基本原理和计算方法还不能满足现代结构力学的教学培养目标,还应注重学生的电算能力培养。比如引导学生应用结构力学求解器、Midas等专业分析软件进行结构内力计算,能对计算结果具有初步的分析能力,为真正成为一名应用型人才打下坚实基础。

(二)加强理论与实际相结合的教学手段

根据各章要讲解的知识点和难点,教师在讲解新知识内容前,通过视频、图片和动画等手段,创造实际工程情境,从而引出将要教学的内容以及对应的工程任务,以充分激发学生的学习兴趣。在讲解完相关理论知识点后,可以通过分析典型的工程案例加强理解,从而潜移默化地将工程思维渗透到学生的学习过程中。比如,在静定结构计算这一章中,对工程中的混凝土简支梁、钢桁桥、拱桥等不同形式的结构受力情况进行对比分析,以更形象地说明各种结构形式的受力特点。另外,为了培养学生运用所学结构力学知识分析问题的能力,教师在课堂上可列举实际工程中发生的事故案例,如湖南凤凰桥在施工中的倒塌、上海莲花河畔景苑大厦的整体倒塌等,对这些事故从力学角度来分析其发生的原因,从而加深学生对结构受力状态的理解,增加学生学习的兴趣。

(三)强化实践教学

依据结构力学这门课程的性质,教师在教学中必须采用理论与实验相结合的教学手段。力学概念是从实践中来的,开设结构力学课程实验有助于学生理解课堂上的一些基本概念和专业知识。笔者所在的中南大学对土木工程专业进行了课程实验的教学改革,建立了土木工程专业本科系列开放性实验教学平台,让学生通过试验来加深对专业知识的理解,训练其实验技能,培养学生的综合分析能力、独立解决实际问题的能力、创新能力等。另外,每年还举办结构模型大赛,在大赛规定的要求下,让学生自行设计结构模型,充分发挥学生分析和解决实际问题的能力,取得了较好的效果。通过实践教学可推动结构力学教学质量的提升,打破课堂理论教学一统天下的局面,让学生能真正参与课程教学互动,帮助学生学会独立思考,并能灵活应用所学知识分析问题。同时,激发学生的创造性和自主学习的能力,增强学生对专业的感性认识和学习兴趣。

(四)多种形式的考核方式

传统的考试方法只能考核学生对课本基本理论知识的掌握程度,这种考核不能反映学生的综合能力,是不全面的。为适应现代结构力学教学模式的要求,我们将原有的一次性考核转变成多方面、多层次的考核,具体内容包括:第一,加强日常教学管理,不仅对学生平时课堂出勤率、作业完成情况进行考核,还要对课堂回答问题的情况进行考核。第二,注重学生实用能力的考核,将实用性较强的内容采取上机或其他形式进行考核。第三,课程考试增加对定性分析内容的考核。

三、结语

随着社会的发展,应用型人才培养是结构力学课程建设新的定位目标。只有不断改进结构力学教学模式,与时俱进,才能提高土木工程专业学生的力学分析和计算能力,增强学生的市场竞争力,达到课程建设培养目标。

作者:韩衍群 单位:中南大学土木工程学院