土木工程理論力學(xué)教學(xué)改革

　　理論力學(xué)是高等院校工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課,對于土木工程這種對力學(xué)要求比較高的專(zhuān)業(yè),它的作用更是突出.下面是小編搜集整理的相關(guān)內容的論文，歡迎大家閱讀參考。

　　摘要：理論力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)核心技術(shù)基礎課程，具有理論性強、內容多和課時(shí)少、教材針對性差等特點(diǎn)，加上教學(xué)手段單一，學(xué)生普通反映難學(xué)。為提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生積極性，培養其工程實(shí)際應用能力，文章在分析土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)在教學(xué)方面存在的問(wèn)題的基礎上，又探討了理論力學(xué)課程的教學(xué)改革內容。

　　關(guān)鍵詞：土木工程專(zhuān)業(yè)；理論力學(xué)；教學(xué)改革；工程實(shí)際

　　理論力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)核心技術(shù)基礎課程。在整個(gè)土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系中，理論力學(xué)這門(mén)課程擔負著(zhù)承前啟后的作用，它不僅是材料力學(xué)、結構力學(xué)等后繼力學(xué)課程的基礎，而且在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中對培養學(xué)生的工程素質(zhì)也有著(zhù)非常重要的作用。因此，理論力學(xué)這門(mén)課程的教學(xué)，要在確保學(xué)生掌握內容和體系的同時(shí)，學(xué)會(huì )應用該理論和方法分析、解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題，從而培養學(xué)生的抽象化能力、邏輯思維能力和創(chuàng )新能力。理論力學(xué)是主要以伽利略和牛頓總結的基本定律為基礎，研究物體機械運動(dòng)一般規律的科學(xué)，屬于古典力學(xué)范疇[1]。雖然其體系與內容已經(jīng)相當完善，但隨著(zhù)高等教育教學(xué)體制的改革與深化，特別是針對土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，存在教學(xué)學(xué)時(shí)偏少、針對性教材缺乏、理論知識與工程實(shí)際聯(lián)系不夠緊密、教學(xué)手段單一等問(wèn)題，導致課程內容枯燥，學(xué)生學(xué)習壓力大，提不起興趣。筆者結合教學(xué)經(jīng)驗和對土木工程專(zhuān)業(yè)的認識，探討了理論力學(xué)課程的教學(xué)改革內容。

　　一、土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)課程在教學(xué)方面存在的問(wèn)題

　�。ㄒ唬┙虒W(xué)學(xué)時(shí)偏少

　　不同高等院校使用的《理論力學(xué)》教材不盡相同，但基本上都包括靜力學(xué)、運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三個(gè)部分；這三個(gè)部分之間在層次結構和知識點(diǎn)上都存在邏輯關(guān)聯(lián)，構成理論力學(xué)這門(mén)課程體系，是一個(gè)有機的整體[2]。但在高等教育教學(xué)體制的改革下，隨著(zhù)基礎學(xué)科加強、特色學(xué)科增多，課時(shí)不可避免的被壓縮。比如，筆者所在學(xué)校根據“專(zhuān)結構、懂施工、長(cháng)材料”人才培養方案特點(diǎn)，加強了與材料方面相關(guān)的學(xué)科，導致土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)教學(xué)學(xué)時(shí)被減少到64個(gè)學(xué)時(shí)。課程內容多、知識點(diǎn)存在邏輯關(guān)聯(lián)、體系完整等特點(diǎn)導致很難通過(guò)簡(jiǎn)單的減少課程內容來(lái)減少學(xué)時(shí)減少所帶來(lái)的問(wèn)題，這種簡(jiǎn)化方式只會(huì )導致這門(mén)課程失去其完整性與嚴謹性。

　�。ǘ�）缺乏針對性教材

　　理論力學(xué)的教材絕大多數屬于通用性教材，適用于包括機械、土建、交通、水利、動(dòng)力、航空航天等專(zhuān)業(yè)，缺乏專(zhuān)門(mén)針對土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生編制的理論力學(xué)教材。通用性教材的弊端在于部分內容、例題及作業(yè)對于土木工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)不適用。比如，筆者所在學(xué)校理論力學(xué)課程采用的是哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論教研室編的“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，其中包含許多與機械相關(guān)的例題及作業(yè)，對于沒(méi)有一定機械方面知識儲備的學(xué)生來(lái)說(shuō)學(xué)習難度極大，而與土木工程專(zhuān)業(yè)相關(guān)的內容和例題不夠全面和深入，導致學(xué)生的時(shí)間投入和收獲不成正比，容易引發(fā)學(xué)生厭學(xué)情緒的產(chǎn)生。

　�。ㄈ�）理論知識與工程實(shí)際聯(lián)系不夠緊密

　　理論力學(xué)是一門(mén)理論體系嚴謹、邏輯性強的學(xué)科，課程內容與工程實(shí)際聯(lián)系是否緊密主要體現在教材的例題和習題的選用上。但是現階段教材選用的例題和習題大多是直接給出經(jīng)簡(jiǎn)化過(guò)的抽象化力學(xué)模型，而缺乏工程實(shí)際案例作為例題，理論知識與工程實(shí)際聯(lián)系不夠緊密，導致學(xué)生難以理解學(xué)習的目的和意義，也不利于培養學(xué)生工程實(shí)際問(wèn)題的建模能力和解決能力。

　�。ㄋ模┙虒W(xué)手段單一

　　雖然現代多媒體教學(xué)手段具有直觀(guān)性、圖文聲像并茂、動(dòng)態(tài)性、大信息量大容量等優(yōu)點(diǎn)，能夠在一定程度上彌補傳統板書(shū)教學(xué)方式的不足，但由于理論力學(xué)理論性強、公式多、抽象化程度高，致使教學(xué)方式一般采取的均為多媒體結合板書(shū)，從而導致教學(xué)方式單一，學(xué)生參與度低，不利于激發(fā)和調動(dòng)學(xué)生的積極性。

　　二、土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)課程在教學(xué)方面的改革

　　對于土木工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，理論力學(xué)課程在教學(xué)內容和教學(xué)方法上存在諸多的不適應性，導致學(xué)生在這門(mén)課程上花費時(shí)間多、學(xué)習壓力大，存在畏懼心理，學(xué)習效果差，知識結構和能力掌握情況遠達不到預期等問(wèn)題。因此，筆者根據對土木工程專(zhuān)業(yè)及理論力學(xué)學(xué)科認識，就土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)課程在教學(xué)內容和方法上的改革思路進(jìn)行探討，以期找到更好的教學(xué)方式。

　�。ㄒ唬┖侠矸峙浣虒W(xué)時(shí)間

　　對于課程內容多而學(xué)時(shí)偏少的問(wèn)題，就土木工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，應當在教學(xué)過(guò)程中做到有所側重。理論力學(xué)三大部分中，運用最多與后續課程聯(lián)系最緊密的是靜力學(xué)部分，其次是運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)。因此，在教學(xué)時(shí)，教師應重點(diǎn)講授靜力學(xué)部分，包括內容、思路、知識點(diǎn)邏輯關(guān)聯(lián)、體系及工程運用，以達到盡可能的深入和擴展。而對于運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分，在分配學(xué)時(shí)較少的情況下，教師更多地是要引導學(xué)生掌握整個(gè)課程理論體系的層次結構，探索知識點(diǎn)的邏輯關(guān)聯(lián)，從而理清課程中不同理論間的脈絡(luò )，讓學(xué)生從總體上對該課程有一個(gè)清楚的認識。

　�。ǘ�）結合學(xué)生需求重新編制教材

　　造成教材缺乏針對性和理論知識與工程實(shí)際聯(lián)系不夠緊密的原因，主要是教材編制上的滯后。隨著(zhù)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的不斷細分，不同的專(zhuān)業(yè)有不同的側重面，適合多專(zhuān)業(yè)的教材很難做到兼顧廣度和深度，因此，應當編制完全針對土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生專(zhuān)用的理論力學(xué)教材。專(zhuān)用教材在例題和習題選用上，在保留一些經(jīng)典例題與習題的同時(shí)，應與土木工程專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)，最好能體現專(zhuān)業(yè)的特色并與工程實(shí)際緊密結合。而且，要跟隨時(shí)代進(jìn)步，不斷更新題型，以賦予經(jīng)典力學(xué)時(shí)代的色彩，顯示與工程實(shí)際相結合的魅力[3]。選用工程實(shí)際案例優(yōu)點(diǎn)在于，幫助學(xué)生理解理論知識的同時(shí)，加強生產(chǎn)實(shí)際運用，拓寬思路，給學(xué)生留出充分的想象空間。盡量避免選用抽象化、模型化的題型，這將不利于學(xué)生對相關(guān)知識的理解和應用。

　�。ㄈ�）采用多種教學(xué)方式

　　針對以講授為主的單一教學(xué)方式，不利于激發(fā)和調動(dòng)學(xué)生的參與性與積極性的問(wèn)題，應引入更為豐富的教學(xué)方式。教師可以通過(guò)工程實(shí)際案例的視頻展示，以探究型教學(xué)的形式，和學(xué)生共同探討實(shí)際結構構造、實(shí)際結構抽象化建模方式，增加學(xué)生的積極性，讓學(xué)生對運用理論力學(xué)知識解決實(shí)際工程問(wèn)題有更深層次的認識，培養學(xué)生對工程的直觀(guān)認知。例如，在講到靜力學(xué)中平面簡(jiǎn)單桁架的內力計算時(shí)，應以實(shí)際工程如桁架橋、廠(chǎng)房桁架屋頂等作為具體例子，制作相關(guān)的視頻給學(xué)生看，并和學(xué)生共同討論桁架結構的實(shí)際構造以及連接方式；通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)方式，讓學(xué)生深入思考面對受力復雜的實(shí)際桁架結構在求解內力的時(shí)候，如何考慮主要因素從而將桁架簡(jiǎn)化、抽象化為力學(xué)模型，以及計算出結果和實(shí)際桁架之間的差別。通過(guò)從實(shí)際工程到理想化模型再到結果分析全過(guò)程的探討，引導學(xué)生積極參與，提高學(xué)生對采用理論力學(xué)方法解決工程實(shí)際問(wèn)題方法的認識，激發(fā)學(xué)生積極性，培養其實(shí)際的工程解決及應用能力。教師也可以在理論力學(xué)教學(xué)中引入一些簡(jiǎn)單的工程計算軟件，通過(guò)對例題手算與軟件電算相互驗證的方式，激發(fā)學(xué)生的好奇心和積極性，這對培養學(xué)生解決問(wèn)題的能力很重要。在眾多的工程計算軟件中推薦Maple軟件，該軟件功能多，易于掌握，學(xué)生可以在課余時(shí)間通過(guò)自學(xué)掌握基本功能，就可以應用于理論力學(xué)問(wèn)題的求解[4]。

　　三、結語(yǔ)

　　為培養土木工程專(zhuān)業(yè)人才，針對土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)在教學(xué)內容和方法上存在的一些問(wèn)題，需要對理論力學(xué)課程傳統教學(xué)模式進(jìn)行改革。筆者針對傳統教學(xué)存在教學(xué)學(xué)時(shí)偏少、針對性教材缺乏、理論知識與工程實(shí)際聯(lián)系不夠緊密、教學(xué)手段單一這幾方面的問(wèn)題進(jìn)行探討，提出調整方法，以期提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習的意愿，加強學(xué)生的工程應用意識，提升學(xué)生的工程應用能力和綜合素質(zhì)。

　　參考文獻：

　　[1]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)(Ⅰ)[M].7版.北京:高等教育出版社,2009.

　　[2]劉紅巖,李冬梅,羅志華,等.“理論力學(xué)”課程內容的邏輯關(guān)聯(lián)分析及教學(xué)方法研究[J].中國地質(zhì)教育,2010,19(1):88-91.

　　[3]楊亞平,沈海寧.土木工程專(zhuān)業(yè)理論力學(xué)教學(xué)改革芻議[J].高教論壇,2008(3):95-96.

　　[4]吳立軍,王瑞金.面向應用型人才培養的理論力學(xué)改革與實(shí)踐[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報,2008,20(2):133-135.

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