土木工程学科结构力学课程教学改革实践
浅谈职业教育体系下《结构力学》课程教学改革
用 。 本 文 介 绍 了 能 力 本 位 课 程 模 式 的 发 展 情 况 ， 出结 构 力 学 课 程 应 按 照 “ 程 项 目 化 ” 行 教 学 改 革 ， 出 指 课 进 提 了课程 内容 项 目化 的 方 案 。
关键 词 ： 构 力 学 ； 力本 位 模 式 ； 程 内容 模 块 化 结 能 课
为 了 弥 补学 科 课 程模 式 的 缺陷 ， 国从 ２ 我 Ｏ世 纪 ７ Ｏ年 代
后 期 较 多 引用 了加 拿 大 ＣＢ 模 式 ，并 在 此 基 础 Ｅ 我 国 职 教 理 论 界 陆 续 提 出 了 不 同形 式 的 “ 力本 位 ” 程 模式 ， 能 课 主 要分 为 三 种 类 型 ： １ 技 能 型 。该类 型基 本 上沿 用 了“ ＢＥ” 式 的做 法 ， ） Ｃ 模 它 主要 表 现 为 “ 基 础 、 模 块 ” “ 群 模 块 综 合 ”、 宽专 业 基 宽 活 、集 “
须 将 原 学科 体 系 设 置 的 课 程 知识 点 与 完成 ｌ 作 项 目所 需 的 Ｔ
知识 点 对 应 进 行分 拆， 跨 项 目的学 科 课 程 体 系 回归 到 原 始 将
态 的 Ｔ 作 项 目的 整 体 性 的知 识 、 能 、 景 体 系 ； 技 情 以工 作 岗 位 为 依 据 、 工 作 项 目为 载 体 、 以 以项 目过 程 为 线 索 、 以项 目
方 面 要 规定 课 程 的 内部 构成 并 设 定 其相 互 关 系， 同时 这 种 结
构 的 建 立 又 是 以特 定 的功 能 假 设 为 指 向的 。不 同的 课 程 模
式 反 映 了 不 同 的课 程观 及 其 相 应 的 课 程 目标 、 课程 结 构 、 课
程 标 准 和课 程 开发 方 法 。职 业 教 育 课 程 模 式 就 是 按 照 职 业 技 能 型人 才 的 培 养 目标 ， 以典 型 与 简 约 的方 式 表 达 课 程 框 架
“PBL-互动式”教学模式在“结构力学
2022年11月第48期Nov. 2022No.48教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM“PBL-互动式”教学模式在“结构力学”中的探索戴云彤（安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230009）［摘 要］ “结构力学”在土木工程学科的知识体系中起着承前启后的关键作用，针对“结构力学”课程教学问题，采用“PBL-互动式”教学模式，探索以学生为中心、问题为导向、教师互动启发式施教的教学方法。
从“问题情境”“启发讲授”“互动讨论”和“自学解惑”四个方面构建以问题启发和互动实践为特色的课堂教学，对现有的教学方法进行有效改进，激发学生学习主动性与探索性，培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力，以期提高课堂教学效果，提升学生综合素质能力。
［关键词］ “PBL-互动式”；结构力学；课程；教学模式［基金项目］ 2019年度安徽建筑大学校级教学研究项目“‘PBL-互动式双语’模式在‘结构力学’教学中的探索”（2019jy13）；2021年度安徽建筑大学校级教学研究项目“新工科背景下‘结构力学’课程思政的实践”（2021jy09）［作者简介］ 戴云彤（1990—），女，安徽马鞍山人，博士，安徽建筑大学土木工程学院讲师，主要从事PBL-互动式教学模式研究。
［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）48-0149-04 ［收稿日期］ 2021-10-01引言“结构力学”课程在土木工程学科的知识体系中起着承前启后的关键作用，它是基础课与专业课之间的桥梁，不仅拥有严谨的理论体系，而且具有明确的工程背景［1-2］。
课程要求学生掌握有关力学的基本理论知识，为后续专业课学习打下扎实基础，同时要求培养学生的逻辑思维能力、抽象思维能力，以及分析和解决问题的能力。
在传统教学模式中，常见的“灌输式”“填鸭式”及师徒式教学方式使得该课程教学质量不甚理想。
土木工程专业力学课程的教学现状与改革对策——以东莞理工学院土木工程专业为例
《 结 ２ ０ ５ ２ ０４ ０ ８ 构力 ０ ２ ．Ｏ ２ ．０ １ ．Ｏ ｌ ．Ｏ ９ ２ ６ ．４ ０ ０ ０ ８ ０ ４０ ＯＯ ３ ５ ８４ 学》 上课 出勤状 况 差 一般 较好 好 好 作业完成状 况 差 差 一 般 较好 好
来虽然有些改变，但 基本格局如课 程设置、课程 内容 与课 程体 系变化不大。
《 材 ２ ０ ０３ ３ ７ ０ 表 １三年来教学状况比较表 源自年级 人数 ＜ ６ ０ ０６
～
９ 最高 ０～ 最低 ６ ０～７ ０～８ ｌｏ ９７ ９８ ９ ０ 分 分 平均
男，山西太原人 ，东莞理工学院建筑工程系，副教授，主要研究方向 ：结构工程教 学与研 究。（ 广东 东莞 ５３ ０） ２８ ８
基金 项 目 ：本 文 系东莞理 工 学院教 育教 学改革 与研 究资助 项 目 （ 编号 ： １２ １８ ０ １６ 的研 究成 果 。 Ｅ １７０－ ７１）
力 学 是 土 木 工 程 各 专 业 的 技 术 基 础 课 ，若 缺 乏 对 几 大 力
课程 体系安排不合理 ： 材料力学》的教学进程 大多 以 “ 拉
学 课程 的基 本概 念 、物理 意义和 求解方 法 的深入 理解 ，想真 伸一剪切一扭转一弯曲”为主线，且每种基本变形都按 “ 内力一
正掌握 好相关专业课 程 ，做好有关工程设 计、施 工、监理乃 至 应力一变形 … 一 ”的次 序进行 讲解 ，对每 种基 本变 形问题 ，又 进 一 步的科 研 工作 ，是不 可想 象 的。力 学是研 究 各 类工程 结 都采用 “ 平面截 面假设 一变形几何关系一物理 关系一静力平衡条
土木工程专业结构力学教学改革的探讨
力学 ， 必须 对其课程 的教学 内容 、 教学 方法 、 教学手 段 、 教学条件 ３． １ 采用启发互动式教学 ， ２． 提高学生学习动力 等方 面进行改革 Ｌ 。 １ Ｊ 启发互动式教学 是培养 学生创 造性 的好方 法。它 的特点是
土 木 工程 专 业 结 构 力学 教 学 改革 的探 讨
巩伟 平
摘
耿 梦琴 索丰平
要： 对土木工程专业进行 了简单介绍 ， 针对土木工程专业结构力学课程 的教学改革进 行 了探讨 ， 从建材 改革 、 学 内 教
容 改革、 教学方法和教 学手段改革及考核方 式改革 等方 面， 总结 了结构力学教学改革 的建 议 ， 以提高课程 的教学质量。
点， 有侧重点地 向学生传 授理论 知识。而现在 的土木工程专业 因 图片 和工程实 例 ， 象 、 动 、 形 生 有效地 帮助学生 理解和记 忆 ， 图文 覆盖面广 ， 要求学 生应掌握 的知识增 多。如 ： 在讲述计算 简 图的 并茂 、 动画生动 ， 大大增加 了课堂教学 的信 息量 ， 是结构力 学教学 选择 这一部分 内容时 ， 应给 学生介 绍一些 建筑 工程 （ 工业 厂房 ） 方法和教学手段的一 次革命 ， 正实 现无粉笔 式现 代化 教学 ， 、 真 既 桥梁 工程 （ 多跨桥 ） 及交通水利（ 大坝 、 闸门） 工程 中常见结构形 式 精简 了学时 ， 又提 高了教学质量 。 的计算简 图选取方法。 ３ ２． 指 引学生 自发性学 习 ． ３
．． 重在提高教学质量 有必要对结构力学 教材进 行重新 编写 ， 删减 陈 旧内容 ， 适量 引入 ３ ２ ２ 采用现代化教学手段 ， 传统 的 口 、 述 板书的授课方法 ， 堂传递信 息量小 ， 学时 课 需要 联系工程实际的例题 、 解题技巧和简化计算 的方 法。
土木工程专业力学系列课程体系的改革思路
、
原 有课 程体 系存在 的问题
目前 国内绝大多数 高校是按照理论 力学、 材料 力学和结构力学这三 门独立的课程来设置土木工程 专业力学课程体系的， 与此对应 的课程建设及课程 改革均在各 门课程的范 围内各 自进行ｌ ２； １ 有部分 。 院校将这三 门力学课程合为一门课 程（ 通常称工程 力学） 其内容只是这三 门课程 内容的简单叠合 ， ， 三
块组成。这些模块可 以根据 专业 、 时等要求进行 课
组合 ， 故该力学课程体系也可供其他专业使用。八
大模 块介 绍如 下 ：
表 １ 力学课 程模 块及 综合练 习安排
力学课程改革趋势是打破原来各课程界 限， 按照其
内在规律重新组合 ， 重新建立一套联系紧密的新力 学系列课程体系。同时为了培养学生分析和解决工 程实际问题 的能力 ， 有必要在新的体系 中加入阶段 性的实践性综合训练和练习 ， 这样既强化了学生学 用结合的能力 ， 又能提高学生学习理论知识 的兴趣。
大力学课程内容仍然相互独立 。这样的力学课程体
・
［ 收稿 日期 ］０ ７— １—１ ２ ０ ２ ［ 作者简介 ］ 郭光林 （ ９２ ） 男 ， １６ － ， 福建莆 田人 ， 南京工业大学副教授 ， 从事 固体力学教学研究 。
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６ ・ ４
维普资讯
郭光林
土木工程专业力学 系列课程体 系的改革思路
据各专业特点进行组合 ， 从而形 成新 的力学课程体 系 。以上两种 模式都没能解决 三大力 学课程 内 Ｊ 容整合 的问题 ， 特别是没有能够解决 结构力学 与材 料力学 内容的脱节与重复赘述等诸 多问题。因此 ，
我们将力学课程体系的三篇内容由八个独立模
第１ ６卷 第 １ 期
土木工程专业钢筋混凝土结构实验教学改革探索
以就业为导 向 ， 以服务为宗 旨， 以能力 为本位 ， 本着 一切为 了学生 的理念 ， 职业教育 的改革在轰轰烈烈进 行着 ， 而职校的技 能教学 ， 系着 学生能力 的培养 ， 如何在建立实习基地的基 关 学校 础上 ， 充分 利用职校专业教师 ， 进行 相关技 能教学 改革 的研究 ，
。
的不同。－ 钢筋混凝土结构力学性能的把握很大程度上依赖于 【 对 实验 ， 通过实验可 以弄清构件的破坏机理 、 验证理论计算 公式 ，
二 、 筋 混凝 土实验 教学 改革的难 点 钢
首先从教学资源的投入考虑。２ 世 纪 ９ Ｏ ０年代后期 以来我 国高等教育加速发 展 ， 高校基础设施建设 、 从 师资力量建设 、 软 硬件环境建设 、 后勤服务建设等诸方面都取得了长足 的进步。 尤 其是高校招生人数 ， 更是呈几何级数增长 ， 时成为全 国瞩 目的 一
由学生完成。 另一方面 ， 实验中采用的仪表主要有机械式百分表 、 数显百分表、 静态应变仪 、 裂缝观察卡和放 大镜等。 这些仪器的使 用年限较长， 先进 的测试设备几乎很少采用 。在 教学过程 中部分 要求 ， 广泛开辟就业 门路 ， 学校 实施 了多证 书制 ， 即毕业证和有 关 的专业技 能证 书 ， 包括钳工 中、 高级工 证书 、 全国计算机等级 证书、 ｕｏ Ａ Ａ ｔ Ｄ中级证书等。我校 连续 三届 机械专业 的毕业生 Ｃ １０ ０ ％都 拿到了至少一种专业证 书 ，５ ８ ％以上 同学同时拿到 了钳
一
成两组， 每组学生 ２ ， Ｏ名 各做三个试验（ 梁正截面受弯 、 梁斜截面 受剪和短柱受压 ） 。梁柱构件和测试仪器基本都是指导老师预先 制作好、 调整好 ， 位移（ 力、 挠度 ） 自动采集 ， 都 学生只是 被动地观 察一下开裂情况和破坏情 况。学生对试验 的整个设计准备过程 、 测试原理 、 仪器设备大都模棱 两可 ， 对试验数据的处理 ， 也大都为 应付试验报告而做 ； 而且也存在—些数据处理的抄袭现象 。
土木工程专业结构力学教学改革的研究
要， 形成基础教育与专业实践的有机结合。在该课程教学 中， 条件允许 的情况下可开展产学研合作模 式 ， 安排学生 到相关企业参观或实践 ， 将专业基础知识和企业工程实际
优 化 问题 相 结 合 ， 不 能现 场 解 决 的 问题 可 带 回学 校 ， 在 教 师的指导下 ， 深入分析并解决这些难题 ， 再回到实践 中检
容、 方式、 手段 都 做 了相应 地 改 革 ， 取 得 了明 显的 效 果 。 关键 词： 结构力学； 土木工程专业； 教 学改革 中图 分类 号 ： Ｇ６ ４ ２ ． ０ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ３ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ３ １ — ０ ０ ５ ３ — ０ ２
结构力学 与混凝土 结构原 理一起 被誉为 该专业 的 “ 基本功” 、 “ 看家本领 ” ， 所以， 结构力学课程的教学质量对 于培养基础扎实 、 高 素质 、 实践能力强的土木工程师起着 举足轻重 的作用 。 虽然在结构力学的课程建设和教学上投 入了很多精力 ， 但近年来教学效果一直不够理想 ， 学 生考 试不及格率居高不下 ， 对后续课程及毕业设计等环节产生 了严重影响。针对这样的现状 ， 非常有必要进行该课程的 改革和建设 ， 使学生真正掌握结构力学的内容。
、
课 程教 学 改革 的 方法
１ ． 教 学 内容 调 整 与更新 。 根 据全 国教 学 指导 委 员会 对
结构力学课程 的教学 内容设置 ， 制定了适合我校 的该课程 教学大纲 ，从２ ０ ０ ９ 级本科生开始分成３ 个模块教学 ， １ 、 ２ 模
块为专业必修模块 ， 第３ 模块为专业选修模块。（ １ ） 依据大
优 化 教学 方 法 ，以学 生 的动 手 能力 和创 新 能力 培养 为 主 ， 不断提升教学水平 ， 以期真正实现卓越计划的培养 目标。
土木工程实训课程学习总结结构力学与土木设计
土木工程实训课程学习总结结构力学与土木设计结构力学与土木设计是土木工程实训课程中的重要内容之一。
通过学习这门课程，我对结构力学的基本原理、土木设计的方法和实践技巧有了更深入的了解和掌握。
在本文中，我将对我的学习总结进行整理和分享，以期能够对其他学习者有所帮助。
以下是我的学习总结：第一部分：结构力学的基本原理结构力学是土木工程学科中的核心学科，它研究各种建筑和工程结构在受到外力作用下的变形和破坏规律，以及如何对结构进行合理的设计和分析。
在学习结构力学的过程中，我主要掌握了以下几个方面的知识：1. 受力分析：学习了平衡条件、受力分析法和杆件受力分析等内容，能够准确地判断各个杆件上的受力情况，并能够利用受力分析法解决一些实际问题。
2. 结构刚度：通过学习刚度的概念和计算方法，我能够评估和比较不同结构的刚度，并能够根据要求进行刚度设计和调整。
3. 变形分析：学习了结构的变形模型和变形计算的方法，包括静力平衡方程、弹性势能原理和虚功原理等。
通过变形分析，我能够预测结构在受力过程中的变形情况，为结构设计和施工提供参考和指导。
第二部分：土木设计的方法和实践技巧土木设计是应用结构力学原理进行实际工程设计的过程。
通过学习土木设计，我掌握了以下几个方面的方法和技巧：1. 结构选型：在设计过程中，我学会了根据不同的工程需求，选择合适的结构类型和构件材料，以满足工程的性能要求和经济效益。
2. 荷载计算：了解了不同类型荷载的计算方法和设计规范，能够对结构所受的外部荷载进行合理的估计和计算。
3. 结构设计：利用结构力学原理和设计规范，我能够进行结构的整体设计和各个构件的尺寸设计，确保结构的安全可靠。
4. 结构优化：通过对设计方案的评估和改进，我能够优化结构的性能，提高结构的刚度、强度和稳定性，以实现最佳设计效果。
第三部分：实践经验和收获在参加土木工程实训课程的过程中，我通过实际操作和模拟项目的综合训练，获得了许多珍贵的实践经验和收获。
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土木工程学科结构力学课程教学改革的实践
摘?要：结构力学是土木工程学科介于以纯理论为主的力学与应
用学科之间的一门专业基础课，一方面强调对基本原理、基本方法
的理解、掌握与训练，另一方面又必须加强工程计算能力的培养。
而当前高校减少学时和精简内容已是大势所趋，必然导致这两方面
能力培养的矛盾。本文针对这个问题，提出了关于结构力学课程改
革几点建议。
关键词：结构力学?教学改革?工程应用
中图分类号：g64 文献标识码：a 文章编
号：1674-098x（2012）10（a）-0169-01
结构力学是研究工程结构在静力、动力等各种荷载和温度变化、
支座位移等因素作用下强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法
以及结构组成规律和合理形式的一门科学[1]。在教学过程中，既
强调对基本原理与基本方法的熟练掌握，又强调工程应用能力的培
养。基本原理与基本方法的学习要求熟练掌握基础力学中的概念、
理论和知识；工程应用能力的培养强调如何将基础力学中的概念、
理论和知识充分调动起来，灵活、合理、巧妙、综合地应用于单个
杆件组成的复杂结构中去，特别是利用现代计算方法解决工程实际
问题。但是，从当前各高校的改革实践来看，减少学时和精简内容
是大势所趋，学时减少和内容精简是对传统教学模式的挑战，它促
使人们对新内容体系的建立这一更深层次上的改革进行认真的思
考、探索与实践[2]。目前，结构力学教学中有两种趋势，其一是
强调基本理论与基本方法的学习，即传统教学模式。传统教学模式
主要体现为“精讲多练”，要求学生在基础理论与基本方法上加强
训练。其二是强调电算能力的培养，以培养学生解决利用计算机实
际工程问题能力为主。这两种趋势各有利弊，应该综合考虑，协调
发展。
1 通过课程体系改革使教学模式更适应现代科学的发展
1.1 课程体系中存在的问题
经过多年的教学与实践，结构力学课程已经形成了基本稳定的模
式，教学大纲与内容也基本不变。从课程内容上可以将结构力学分
成两大部分，一部分是基础理论与基本方法，包括结构的几何组成
分析、静定结构的内力分析、静定结构的位移计算、力法、位移法
等。这些内容是结构力学的经典部分，是学生必须熟练掌握与深刻
领会的内容。另一部分涉及计算方法，如力矩分配法、近似计算、
矩阵位移法等。其中力矩分配法、近似计算对于手算来说相对重要
的内容。随着科学技术的发展，电算的普及，其重要性已大大降低，
甚至可能被淘汰。但在目前各版本的结构力学教材中仍然占有很大
的比重。而矩阵位移法是电算的重要基础，与杆件体系有限元有密
切联系，但这些内容还属于简单介绍部分。多数教材只是简单介绍
了矩阵位移法的基本理论，而有关如何进行程序设计的内容完全没
有介绍。特别是缺乏适合于初学者借助计算机，利用结构力学的基
本理论，解决实际问题的教学内容。
1.2 课程体系改革
针对上述问题，应该对大学力学课程体系进行修改。根据结构力
学的内容特点，以及大学中力学教学体系，可以将力学分成两大部
分，一部分是力学中的最基本的和最基础性的概念和理论，可以称
为基础力学部分；另一部分是基础力学知识的应用，即如何将基础
力学中的概念、理论和知识充分调动起来，灵活、合理、巧妙、综
合地应用于单个杆件组成的复杂结构中去。应该说，基础力学知识
在理论力学、材料力学中已经详细介绍，而结构力学应比理论力学、
材料力学更多地、更直接地面向工程设计、工程计算与工程应用。
因此，在进行教学大纲修订时，可以将结构力学中的某些内容统一
编写到理论力学、材料力学中，如静定结构的内力分析、位移计算
等，而将工程应用部分集中到结构力学中。从教材内容上强化工程
应用能力的培养，如从工程结构中抽象出计算模型的能力、编写计
算程序的能力等。
2 改变传统的教学方法提高教学效果
目前，结构力学的教学方法与手段还沿用“精讲多练”的传统模
式，一味注重学生对基本理论与基本方法的掌握，忽略学生解决实
际问题能力的培养。结构力学在过去长期的教学实践中，已经积累
了系统的教学方法与经验。最具代表性的方法是“精讲多练”，这
样一套教学方法是符合结构力学课程教学规律的。过去工程上的结
构计算，主要依赖于手算。“精讲多练”教学法强调在讲清、讲透
基本概念、基本原理的基础上，通过“多练”对学生的解题与计算
能力进行强化训练。但是，随着计算机技术的发展，结构的力学分
析已经广泛应用电算，对手算的要求已经大大降低。因此，“精讲
多练”教学方法有待于改革。为了让学生在相同的学习时间内，既
能掌握基本理论与基本方法，又能提高工程计算能力，可以将电算
能力的培养贯穿到基础理论的教学当中。教师可以针对结构力学中
的几个基本问题，形成计算程序的基本模式，并在讲解基本理论的
同时，介绍计算程序的基本算法原理。在选择编程语言时，应尽量
选择结构化语言，如fortran，这样可以让学生将精力集中在理论
与算法的理解与掌握上。
3 注重工程计算能力的培养
结构力学工程计算能力的培养涉及建立力学模型、合理选择计算
方法与开发计算程序三个方面。首先应培养正确建立力学模型的能
力。结构力学是进行建筑结构设计的基础，而实际结构是复杂的，
形式也是多种多样的，必须经过简化抽象形成力学模型，才能进行
力学分析。力学模型是由实际结构简化得到的是实际结构的“化身”
或“替身”，体现该结构的主要构造特性和受力性能，便于进行力
学分析。只有熟悉结构的组成规律和受力特性，善于正确地把实际
结构简化为“替身”，才能做好建模工作。其次是培养选定合理计
算方法的能力。选定合理的计算方法是计算、校核和检验结构内力
及其分布与位移的重要前提，直接影响计算结果，与结构的经济合
理性密切相关。因此，结构分析应重视计算方法的选择。最后，应
培养开发计算程序的能力。要达到提高开发计算程序的能力，可以
从三个步骤进行培养。首先由教师提供典型问题的程序模板，然后
让学生根据不同问题进行程序改编，再让学生结合实际工程进行应
用程序开发。通过这三个方面的培养，可以使学生在熟练掌握基本
知识的基础上，提高解决实际问题的能力。
4 结语
科学技术的发展，结构力学计算方法有了非常大的飞跃，对学生
的工程计算能力的要求进一步加强。从而使得传统的教学内容、教
学方法显现出许多不适应性。特别针对这个问题，本文从课程体系
改革、教学方法改进与计算能力培养三个方面进行分析，提出了相
应的措施，并在结构力学教学中推行，取得了比较明显的效果。
参考文献
[1] 范志良.结构工程科学中若干计算结构力学问题的研究展
望[j].力学进展，1994，24（5）：391-398.
[2] 袁驷.一个基础，两座大厦——结构力学课程的改革思路与
实践[j].力学与实践，1998，20（1）：56-58.