摘要:土木工程专业应用型技术人才的培养模式是“因材施教,分层次教学”。以课程内容体系和教学资源为切入点,重构结构力学课程体系。在土木工程专业人才培养方案中设置结构力学“基础+提升”课程内容体系,同时满足应用技术本科教学要求和学生自身多样化需求。
关键词:基础固体力学+完善结构力学课程内容体系
结构力学是土木工程专业的一门重要基础课程,与后续课程密切相关。是混凝土结构、钢结构等后续课程的基础,为各专业课程的课程设计、毕业设计、工程结构设计提供必要的力学分析计算方法[1]。力学的特点使其具有理论性和抽象性,教师需要通过多种教学方法提高学生的学习兴趣,合理使用教学方法,提高教学质量[2]。通过各个教学环节改变学生的思维方式,培养学生的学习能力、实践能力、创新能力和自我提升能力[3]。
1.传统课程内容体系存在的问题
传统的课程内容体系以课堂教学为中心,以理论教学为核心教学内容[4]。对于应用技术本科院校来说,这种传统的结构力学课程内容体系主要存在以下问题:一是统一的培养模式和课程内容不适应学生的个性化发展和多样化需求;二是经典结构力学课程过于注重理论,内容较难,与后续课程严重脱节,与工程实践结合不够紧密;第三,结构力学课程作为一门专业基础课,缺乏相关的实践环节,教师的实践能力相对薄弱,学生缺乏培养实践能力的途径。
2.构建“基础+提升”的课程内容体系。
根据社会需求和培养应用型技术人才的定位,为适应工程教育的认证理念和土木工程“因材施教、分层次”的培养模式,对结构力学课程内容体系进行了重构,在土木工程人才培养方案中设置了“基础+提升”的结构力学课程内容体系,包括:结构力学(基础)、结构动力学(理论提升)、结构力学专题讲座(工程应用)。详情如下:
2.1结构力学(基础)
按照“以应用为导向,以够用为导向”的原则,确定基本教学内容,制定相应的教学大纲,同时向所有土木工程专业开设。内容侧重于结构力学的基本概念、原理和方法。以达到解决工程中数量大、范围广的一般力学问题的目的,为后续专业课打下基础。以应用为导向,化繁为简,能满足应用技术本科的教学要求。
2.2结构动力学(理论提升)
在深刻理解基本概念的基础上,理论提升模块可以使学生综合运用所学知识,灵活、熟练地解决综合性、艰巨性的结构力学问题。该模块设置为选修内容,学生可以根据个人需求进行选择。内容涉及综合论述和结构力学的计算原理、结构动力学原理、矩阵位移法、结构极限荷载、结构稳定计算等课题,注重灵活性、巧用性和解决复杂问题的方法。学生可以选择该模块,以满足自身能力提升的要求。
2.3结构力学专题讲座(工程应用)
该模块重点解决工程实践中的力学问题、研究生考试中的重点难点问题、学科竞赛和大学生创新项目中的知识应用问题。近年来举办了工程中常见力学问题处理专题讲座、结构力学考研题目重点难点分析专题讲座、江苏省结构创新设计大赛新型结构设计专题讲座、大创新项目涉及的力学知识专题讲座等。通过分析专题和参加竞赛,教师的实践能力得到了很大的提高,也增加了培养学生实践能力的途径。
3.建设丰富的教学资源。
根据新的结构力学课程内容体系,课程组完成了相关教学资源的建设,包括教材、学习资料和网络资源,方便了教师的教和学生的学。
3.1结构力学教材的编写以课程组前期准备的讲义为基础,在教学中不断调整内容的深度、难度和广度,兼顾与后续专业课程的衔接。最终编写出适合应用型技术人才培养的结构力学教材。内容简明易懂,注重衔接,联系实际,同时保持了知识体系的系统性,因此入选江苏省重点教材。
3.2丰富教材
课程组编写了与教材配套的学习指导和习题集。学习指导明确提出每章的学习目的、要求和基本知识点,能让学生对所学内容一目了然;对每章的重点和难点内容进行深入浅出的分析,并增加各种类型的练习,加深对知识的理解和运用,极大地方便了教师的教学和学生的学习。
3.3网络资源建设
建设了结构力学校级精品网络课程。通过在线学习、测试和回答问题,可以增加教师和学生之间的互动。网上教室的建立有效地延长了教学时间。在满足基础教学要求的同时,设置“趣味话题”以达到寓教于乐的目的,设置“考研话题”以达到知识拓展的目的,满足不同层次学生的发展需求。
4.实际效果
4.1期末考试成绩
2013级土木工程专业开始使用课程内容体系和教学资源。从连续几个学生的使用中可以看出:使用前,学生不能理解和做,期末考试大面积不及格;使用后,学生普遍反映“结构力学没有想象中那么难,也没有那么枯燥”,期末考试成绩不合格率逐年下降,从实施前的34.7%下降到18.8%。
4.2学生考研成绩
结构力学是土木工程专业的一门主干课程。自申请以来,考研平均分逐年上升,考研录取率也逐年上升。录取人数从2013年的26人增加到2015年的41人。结构力学课程的平均分也从101.7上升到116.6。
4.3工程应用能力
一直以来,专业基础课教师只注重概念、原理、方法的讲解,忽视培养学生的工程应用意识。“基础+提升”课程内容体系应用以来,课程组教师为考研学生开设了15次讲座,18次工程中的结构力学问题讲座,运用力学原理解决工程中的实际问题讲座,强化了应用观念,培养了教师。通过积极参加各类学科竞赛和大学生创新创业项目,学生的工程应用能力有了很大提高。
5.结论
传统结构力学追求知识体系的高度系统性和完整性。新的课程内容体系突破了这一局限,将课程分为三大模块,开创了“基础+提升”的全新培养模式,并形成了配套的教学资源。既注重理论教学,又注重工程实际应用能力的培养,真正实现“精理论、强应用”,有利于不同层次学生的成长,满足学生个性化、多样化的需求。



