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新工科背景下基于创新创业能力培养的《结构力学》课程教学改革探索一、培养创新思维的重要性新的经济发展形势下，新产业、新技术对人才提出新的要求，传统高等工程教育在很大程度上已不能适应和引领新经济的发展需求。
为适应人才培养需求，我国在2016年首次提出“新工科”概念，2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，并发布了一系列文件助力高等教育强国建设[1]。
为此，地方高校在人才培养过程中应不断探索创新人才培养思路，在专业课程学习中融入创新思想、创新意识，助力高水平应用型工程技术人才的培养，服务科技需求和社会对新工科人才的需要。
二、结构力学现状结构力学是土木工程专业的一门专业基础课，也是多数院校研究生入学考试的一门专业课，与后续专业课程的学习有紧密的联系，在土木工程专业人才培养过程中具有重要地位。
但是结构力学理论性和逻辑性较强，计算过程枯燥，方法技巧要求较高，学生普遍存在学习兴趣不高，缺乏理论知识与实际工程相联系的能力，传统教学难以满足新形势下对结构力学知识的需要。
新工科的内涵是以立德树人为引领,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程人才。
这就要求在结构力学的授课过程中不仅要注重学生对力学基本知识的学习，更要培养学生运用知识独立分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新思维。
三、改革措施1.理论知识与工程实践[2]相结合，鼓励质疑与创新，激发学生兴趣。
针对应用型本科院校土木工程专业结构力学大纲及学生学习特点，有的放矢、有所侧重的对结构力学内容进行精简提炼，形成一条适合应用型本科学生的结构力学知识主线。
在教学过程中，要对教学资源、教学内容以及教学目标点进行全面整合，之后对教学任务进行确定，结合工程实践，设计相应的教学情境，教师讲解理论知识，课下学生运用理论知识解决相应的实际问题。
课下作业以工程项目为背景，倡导学生运用多元化的解题思路、解题方法，探究项目中的力学问题，培养创新能力和开拓思维。
《结构力学》课程教学大纲课程类别：专业基础课适用专业：建筑工程技术适用层次：高起专适用教育形式：网络教育/成人教育考核形式：考试所属学院：土木工程与建筑学院先修课程：理论力学、材料力学一、课程简介结构力学是土木工程专业的一门重要的专业课，通过结构力学课程的学习，使学生掌握杆件结构的计算原理，掌握各类结构的受力分析方法，为后续学习相关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础。
包括体系几何构造分析、影响线、静定结构的内力和位移计算、超静定结构的内力和位移计算等内容。
二、课程学习目标通过本课程的学习, 使学生掌握杆件结构的计算原理，掌握各类结构的受力分析方法，逐渐培养学生的计算能力及综合运用结构力学知识去分析、解决实际工程问题的能力。
课程的具体目标如下：课程目标1：了解结构力学的研究对象，结构计算简图及简化要点。
课程目标2：掌握平面几何不变体系的组成规律。
课程目标3：掌握静定结构内力分析和位移计算的原理及方法。
课程目标4：掌握超静定结构内力分析和位移计算的原理及方法。
课程目标5：了解结构动力计算的基础知识。
三、与其他课程的关系此门课程为专业基础课，起到承上启下的作用，要先修完理论力学、材料力学等课程，才能修本门课程，也是后续钢结构、钢筋混凝土设计原理、气体结构等专业课程学习的基础。
四、课程主要内容和基本要求本门课程主要包括以下几块内容：几何构造分析、静定结构的内力计算、图乘法求静定结构的位移、机动法作影响线、力法及位移法解算超静定结构力学问题；其中力法是结构力学的核心内容，其要先学完静力学后学习超静定结构，力法是解决超静定结构问题的基本算法。
第一章绪论『知识点』结构力学的研究对象及任务；结构的计算简图及简化要点；杆件的分类；荷载的分类。
『基本要求』1、识记：计算简图，荷载。
2、领会：荷载的性质及分类。
3、简单应用：要求学生学习后能对简单的实际结构画出计算简图。
『关键知识』结构的计算简图。
『重点』计算简图的简化要点。
面向新工科的力学类课程教学改革与实践研究作者：王小蔚王敏容陈孔亮颜少荣来源：《科技风》2021年第28期摘要：面向新工科，力学类课程教学改革重在对学生力学思维的培养。
从专业层面优化力学类课程体系，本专业的人才培养方案中体现对力学思维有层次递进式的培养：力学思维养成→力学思维提升→力学思维深化;从课程层面以三段式教学为主，辅以课程思政进课堂、项目式教学等教学方式进行改革，注重思维教学;对应完善了教学评价方法，实现了多样化考核环节及多元化教学评价方案。
关键词：新工科;力学思维培养;思维教学;教学评价多元化1绪论自2016年“新工科”被正式提出以来[1]，“知识产权设计+自主研发能力”是新经济形势下新工科建设的需要。
新经济形势下新工科建设将目光聚集在工科从业者的基本素质上，要求工科从业者学识基础及专业知识宽厚扎实，不仅要具备独立自主知识产权的工业设计能力，而且还需要掌握扎实的力学计算和分析能力。
由于在解决高技术领域发展中的突出问题上，力学发挥着关键性的作用，因此，力学课程被视为“新工科”的一门核心课程，以适应新经济形势下创新型应用型人才培养的新需求。
面向新工科的力学类课程教学改革，应通过力学课程学习培养学生的力学思维。
面向新工科的力学课程教学改革，应当将聚焦于力学思维的培养。
故本力学类课程教学改革以力学思维培养为导向，为培养基础及专业知识宽厚扎实的创新型应用性“新工科”人才培养进行实践性探索。
2现状分析我国目前工科培养力学教学中存在以下问题：2.1力学课程体系不完整2003年黄再兴[2]等人就对大学工科专业力学课程进行了调查分析，相比国外工科专业对力学课程的重视程度，国内则相差甚远：国内高校中力学课程学分占比毕业总学分仅为6.4%，欧美国家高校这一比例达到11.8%;我国在过去一段时期侧重于“拿来主义”，缺乏理论的深度研究，由此导致国内高校力学课程体系不完整，直接影响了工科从业人员的创新能力培养，无法满足新工科的发展对创新型应用性人才的需求。
计算结构力学教学方法改革初探摘要:本文从本校实际出发总结了计算结构力学课程的教学现状,介绍了为该课程教学方法改革所做的一些初步探索和尝试。
提出了“教学方法主动化”,“教学内容层次化”和“课外作业多样化”这样三种新型教学法,并应用于计算结构力学的课程教学中,取得了良好的教学效果。
关键词:计算结构力学教学方法教学改革现代工程技术的日益进步和计算机的飞速发展对结构分析的理论与方法产生了深远的影响。
一方面,大型工程结构在各种复杂因素作用下的分析要求强化结构力学基本概论的综合运用和概念设计的理念;另一方面,运算能力的剧增要求发展与之相适应的结构分析理论和方法。
发展的形势要求结构工程师和研究人员必须具备熟练地运用计算机进行结构分析的能力。
“计算结构力学”的发展正是适应了这种需求,已成为高等院校工程结构类和力学类等专业学生的必修课程[1]。
计算结构力学的教学体系建立在结构力学、计算数学、计算机应用这三个二级学科的基础上,属于交叉学科的课程[2]。
计算结构力学主要针对土木工程专业的本科生开设,我校土木工程专业开设较晚,2008年才开始招收本科生,到2011年春季学期已对两届专升本学生和一届二本学生进行不同学时的授课。
本文作者从对第一届专升本学生课程进行助课,再到独立对第二届专升本学生进行少学时授课,以及对第一届二本学生进行多学时授课,积累了一定的教学经验,但总体来说对该课程的教学经验尚浅,许多地方有待进一步改进。
笔者结合自身教学实践,总结我校“计算结构力学”课程的教学现状,谈谈笔者对该课程教学方法改革的一些感想和总结。
1 教学方式的主动化从一般力学课程课堂教学来看,由于内容多而学时少,教师通常直截了当地将知识介绍给学生,而学生则处于一种被动听课的状态,他们看着教师在黑板上推导并忙着记笔记,很少与教师对话和同学讨论。
学生不是通过自己的思考总结出力学概念,课后读书与思考少。
由于课程内容有一定难度,上课听教师讲解不一定能全部理解,需要学生及时与教师交流,和同学讨论才能掌握知识点,但学生学习缺少主动性。
《计算结构力学》教学改革
摘要：通过《计算结构力学》课程实践教学改革研究，提出在教学内容上，教学与科研项目相结合。
其次在重视理论教学的同时，也要重视实践教学环节，并要加强理论与实践教学的结合。
通过组织学生参与实际工程项目来提高学生这方面的能力。
希望通过这些有益的教学改革能够培养出既能动脑又能动手，既不缺乏理论知识又具备较强实践能力的复合型人才。
关键词：计算结构力学实践教学科研项目
中图分类号：g642 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2012）10（b）-0015-01
1 《计算结构力学》课程建设的意义
《计算结构力学》在各个特别是开设土木工程专业的高校中都受到重视。
在《计算结构力学》课程的教学中，往往存在一种重复机械记忆学习的指导观念，即学生被动的接受知识，学生的主动性与能动性被忽略。
这种机械的教与学的方式导致学生的独立性和能动性降低，从而严重阻碍学生个性与能动性的发挥。
另一方面，随着社会经济的发展以及工程内容日益复杂，土木工程专业研究生的教育和教学都必须进行相应的改革，以满足土木工程专业对学生的更高要求，特别是《计算结构力学》课程的教学中提出了更高的标准。
要求学生在了解常规结构分析方法的基础之上，能够进行复杂的结构分析计算；并且能够通过计算结果分析总结结构分析方法的一般规律。
在工程结构日益复杂和计算精度要求不断提高的前提
下，力学分析中必须借助计算机等高效辅助工具才能到达这一标准。
目前土木工程学科研究生教育还存在着培养出来的学生难以满足企事业单位的需求的问题。
主要表现为：
（1）理论与实际相脱离，对所需解决的工程项目不知如何下手，特别是动手解决实际工程问题的能力差，墨守理论，缺乏创新能力。
（2）缺乏科学思维和科学态度，愿意相信书本，缺乏足够的独立思考和决断能力。
（3）综合能力薄弱，知识面狭窄，难以成为高质量的复合型人才，不适应现代化经济建设和工程技术发展的要求。
2 《计算结构力学》教学改革
2.1 科研项目于教学相结合
研究生培养是培养青年高层次人才，需要做到“科学研究与高等教育的有机结合”。
但是目前的状况是高等教育普遍存在理论和实践脱钩，不能将所学的知识应用到实际工程中，一流的学术并不能代表一流的人才培养质量。
现在国内很多高水平教师忙于搞科研、做学术，但他们没有把那些高深的学术理论、先进的学科项目和自己所教授的课程结合起来。
由于国内教育体制和管理制度的原因，大学生无法接触到大学教授们进行的那些学术活动，使这些最优质的教学内容失去了其宝贵的价值。
为了改变这种状况，我们在《计算结构力学》的教学中，为了培养学生科学分析解决问题的能
力，直接针对一些实际做过的课题，作为教学案例加入到课程内容当中，对学生进行讲解。
例如某体外预应力钢-轻骨料混凝土结构研究，目的是建立一套完整的用于指导预应力钢-轻骨料混凝土组合梁设计承载能力的计算公式。
对此课题研究方法和计算结构力学方法应用的讲解将提高学生分析解决问题的能力。
2.2 理论与实践相结合
当前高等教育存在大学与社会需求脱节，造成就业市场上同时出现“人才荒”和“就业难”。
一方面，伴随着我国经济社会从粗犷型向节约型的转变以及经济结构的优化调整，新兴专业的高素质、高专业技术人才严重不足；另一方面，大学里一些专业设置和课程内容陈旧过时，没有及时跟上“转方式，调结构”的人才要求。
我课题组在《计算结构力学》课程教学的基础上，组织学生参与一些正在进行的实际工程项目，例如课题组曾组织研究生参与“某市快速轨道交通轻轨双线（22+55+22）m预应力混凝土拱-连续组合箱梁吊杆张拉施工监控”的工程实际项目，此工程的目的是对此桥吊杆张拉阶段和吊杆索力调整阶段的施工监控，以确保该阶段施工过程中各主要受力构件不发生损害，保证施工顺利进行。
学生通过这样实际工程的参与，使得研究生在掌握《计算结构力学》课程内容的基础上，提高了用《计算结构力学》分析解决实际工程问题的能力。
3 软件应用
计算力学已经引发一个令人振奋的新观点：理论、实验和计算
成为现代科学的三大支撑；产生了一个新的领域“计算科学”。
计算力学的延伸造就了cae软件和产业，而cae产业产生了巨大的社会和经济效益，在2005年美国总统信息技术顾问委员会给总统的报告“计算科学：确保美国竞争力”中指出，“计算科学采用先进的计算能力理解和求解复杂问题，已经成为对美国科技领导地位、经济竞争力和国家安全的关键，计算科学是21世纪最重要的技术领域之一”。
就国内而言，近年来，cae软件在土木工程中的应用越来越重要。
因此，在掌握计算结构力学这门理论课程的基础上，必须要通过合适的软件实现计算的目的。
这要求我们在课堂上就要给学生讲清楚其关系，这样，将来从事具体工作能够得心应手。
4 课程内容的完善与提高
首先在教学规划上，查阅国内外相关教材资料，制定课程建设计划和实施方案。
根据计划制定符合专业培养目标、内容新颖、结构体系完整、重点难点突出、学时分配合理的教学大纲。
其次教学内容上，如前所述我们引入一些科研内容，激励学生敢于思考，勇于实践，善于总结，培养学生创新意识。
在教学观念上要树立“授之以渔”的教学观念。
在教学过程中，通过一些实际工程项目的教学案例教学使得知识的学习不再是唯一的目的，而是认识科学本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段；在教学手段上，多媒体、互联网、电子教案和计算机辅助教学等现代化教学手段和方法，同时配合传统的教学方式实现“组合式”教学。
工程图片的形象和生动，能弥补课本知识的不足，提高学生的学习兴趣，能有效改善学
生的学习效果，提高教学质量。
5 结语
课题组通过《计算结构力学》对这门课程进行了实践教学改革研究，在完成基本的课程内容改革基础上，着重就培养研究生的创新能力，解决实际问题的能力进行了实践研究。
首先，提出在教学内容上，科研项目应于教学相结合，从而提高研究生分析问题解决问题的能力。
其次，在重视理论教学的同时，也要重视实践教学环节，并要加强理论与实践教学的结合。
通过组织学生参与实际工程项目来提高学生这方面的能力。
希望通过这些有益的教学改革能够培养出既能动脑又能动手，既不缺乏理论知识又具备较强实践能力的复合型人才。
参考文献
[1] 秦荣.计算结构力学[m].科学出版社，2001.。
