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摘要:基于地方本科院校轉型為教學應用型大學的戰略轉變要求，分析了《結構力學》課程對于土木工程專業的重要性及應用性建設上的不足，提出在教學方法、教學內容兩個方面進行課程改革，分別從工程實例教學、結構競賽知識教學、結構分析軟件教學對《結構力學》課程的應用型建設進行探索，以滿足應用型工程技術人才的培養要求。
龍巖學院作為地方本科院校，正在逐步實現由教學型大學向教學應用型大學的戰略轉變。龍巖學院土木工程專業的培養目標就是要培養具有較強的實踐能力和創新創業能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、橋梁、等的設計、研究、施工、教育、管理、開發部門從事技術或管理工作的應用型工程技術人才?！督Y構力學》作為土木工程專業的一門技術基礎課程，既是《理論力學》、《材料力學》等課程的延伸和深化，又是后續課程混凝土結構設計原理、鋼結構基本原理與設計等相關專業課程和結構設計以及科學研究的力學基礎，可以培養學生結構分析、計算、自學等方面的能力。近年來，國內許多《結構力學》教師從應用型建設、實踐教學等方面探討了該課程的教學改革，［1－4］提出了不少改革措施并取得了一定的效果，提供了很多難能可貴的經驗。目前該校《結構力學》課程原有的課程體系、教學內容和教學方法與該校教學應用型大學建設、資源利用與生態礦業專業群建設的目標要求還有很大差距，在創新能力培養方面，教學效果也是差強人意。本文將從《結構力學》課程在土木工程專業的應用性進行課程改革的探索研究，實現《結構力學》課程教學的改革和實踐，培養具有扎實基礎和知識、高素質、一定實踐能力的工程應用型人才。
1《結構力學》課程存在的問題
基于龍巖學院正在逐步實現由教學型大學向教學應用型大學的戰略轉變，目前該課程存在的問題歸納如下:一是該課程被學生認為是最難學的課程，學生心理壓力大;二是知識點綜合性強，理論更為復雜，基礎不好的學生學起來就很吃力;三是應用性不夠，工程案例偏少，現有的《結構力學》理論性太強，含有大量對培養學生應用能力影響不大的內容，難以實現結構力學的實用性;四是結構分析軟件方面人才的培養力度不夠。
2課程的改革措施
為了滿足該校由教學型大學向教學應用型大學的戰略轉變要求，土木工程專業的《結構力學》課程將從以下兩個方面進行改革實踐。
2．1教學方法的優化
《結構力學》課程是土木工程專業一門重要的技術基礎課程，理論性與實用性并重，其基礎理論體系貫穿學科的始終，如果輕理論重實際，會使學生缺乏理論計算和論證問題的能力。所以在教學方法上，將結合土木工程專業的培養目標，從以下幾個方面制定一套優化教學的方法:一是把握好《結構力學》課程的知識層次，建立具有專業特色的知識體系，加強學生的理論學習;二是把握好結構力學知識結構和數學等相關知識的系統性，培養學生的思維邏輯性，《結構力學》課程與其他力學課程都是相互銜接的，知識點間都是有內在聯系的，而且與數學的微積分等相關知識定理關系密切;三是尋找更為高效的教學方式，啟發學生培養分析判斷能力、計算能力和創新性思維能力。
2．2教學內容的優化
《結構力學》課程在思路上不僅要重視力學的基礎理論，又要突出對學生工程意識和工程實踐能力的培養。所以在理論教學中，不要拘泥于傳統的教學體系，應適當優化教學內容，注重實踐性，加強與工程實際問題結合，指導學生從力學原理的角度分析和求解工程實際問題。主要從以下三個方面入手:
2．2．1工程實例教學
基于該校土木工程專業的培養目標，在《結構力學》課程的教授過程中，雖然有強調不同類型結構的工程應用背景，并展示了大量的工程實例圖片，但僅僅只是較好地激發了學生的學習興趣，與培養學生在工程實踐中分析問題和解決問題能力的要求相去甚遠。所以，在教授過程中，應注意選擇與內容相關的工程實例進行講解，一方面帶動學生積極思考，引導學生分析和解決問題，培養實踐技能，另一方面又可以很好地互動完成課堂教學。在這一教學環節中，可聘請當地建筑單位、土木建筑設計院等相關專家進行約4個學時的授課。如房屋建筑工程中常見的塔吊力學分析實例，如圖1所示為一個與建筑物附著的塔機，其塔身可以視為一個帶懸臂的剛性支撐連續梁，具有多個附著點(1～i)，最上面一道附著裝置的負荷最大。當有附著點有4個以上時，該塔機的力學分析便屬于超靜定問題，便可結合力法知識解決桿件的內力分析，并進行附著桿的強度驗算、焊縫強度計算，從而對附著桿的截面進行設計和校核。圖2為附著點為4個時的計算簡圖。這個案例考慮了風荷載、附著塔吊最大傾覆力矩，結合了結構力學和材料力學的力學分析手段進行分析，可以幫助學生對力學知識融會貫通、培養學生分析工程實際問題的能力。
2．2．2結構競賽知識教學
該校土木工程專業學生已積極參加了一屆省大學生結構設計競賽，今年的競賽也在積極準備中。該結構設計競賽涉及到的理論主要在于體系內力計算以及桿件的強度、剛度和穩定性計算，前者就是結構力學，后者則為材料力學。因此，在《結構力學》課程教學中可安排一兩個學時進行結構競賽知識教學，以往屆典型的結構設計模型為例，結合結構力學知識進行講解，不僅可以激發學生的學習興趣，增加課堂的趣味性，幫助學生對《結構力學》和《材料力學》兩大力學課程更好地融會貫通，掌握扎實的理論知識，還可以促進結構力學課程的應用性，為一年一度的結構設計競賽提供理論支持。如圖3為該校土木工程專業學生參加第九屆省結構設計競賽的一個竹制塔式結構，在加載時分別在頂部施加豎向荷載、75cm處施加水平加載，通過對該模型的講解，可以使學生對梁柱體系、固定約束、荷載等概念有直觀的了解，對該實體結構的計算模型進行簡化，正確畫出計算簡圖，運用結構力學的分析手段進行內力分析，再結合材料力學知識對桿件進行強度分析。在分析過程中需要用到一個結構力學分析軟件，主要為MIDAS軟件，所以還需引導學生去掌握該軟件的運用。
2．2．3結構計算軟件教學
上個世紀50年代以來，為了滿足機械制造、材料加工、航空航天、汽車、土木建筑、電子電器、國防軍工、船舶、鐵道、石化、能源和科學研究等領域的飛速發展，一種針對于結構力學分析的數值分析方法即有限元分析逐漸扮演著舉足輕重的角色，基于該算法編制的有限元軟件已經使有限元方法轉化為社會生產力。常見土木相關的有限元分析軟件有AN-SYS、ABAQUS、MIDAS等軟件，如圖4為ABAQUS軟件的一個應用實例，模擬出了香港青葡大橋重力對橋體靜剛度的影響分析圖。此外《結構力學》教材附有一款計算機輔助分析軟件———結構力學求解器。在《結構力學》教學環節中可安排2學時左右的學時，列舉工程實例，向學生介紹這些結構分析軟件的應用，充分認識結構分析軟件對大型結構分析的重要性，激發學生興趣，引導學生去自主學習相關分析軟件，并與教師交流，靈活運用結構計算軟件進行結構設計和施工計算，為以后可能從事結構分析方向的研究打下扎實基礎。在這一教學環節中，要求能熟練應用結構力學求解器的學生比率需達到100%，熟練應用一種或多種有限元分析軟件的學生比率約為10%。
3結語
順應社會發展的需求，該校土木工程專業《結構力學》課程的培養目標定位為應用型工程技術人才的培養。在教學內容上，從工程實例教學、結構競賽知識教學、結構分析軟件教學三個方面對《結構力學》課程的教學改革，將大大有利于培養學生對工程實際問題的力學分析和計算能力，提高學生在土木工程領域的市場競爭力，滿足該校轉型為教學應用型大學的戰略要求。
參考文獻:
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［3］李瑩．“結構力學”課程教學改革與實踐［J］．黃石理工學院學報，2010，26(4):63－66．
［4］耿翠珍，張智卿．《結構力學》課程應用性建設的教學探索［J］．浙江樹人大學學報，2016(3)，16(1):62－65．
作者:許華南 鄧小環 陳水梅 單位:龍巖學院資源工程學院
