土木工程专业理论力学教学改革
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土木工程专业工程力学教改研究1概述《工程力学》课程是土木工程专业的重要专业基础课,在该专业的课程设置中占据了极其重要的地位。
课程教学内容包括《理论力学》和《材料力学》两部分。
通过该课程的学习后,要求学生掌握静力学的基础知识并能熟练运用静力学基础知识求解工程实际问题。
而《材料力学》部分内容则要求学生掌握五种基本变形———杆件的拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲;还要求学生掌握杆系结构的强度计算和刚度计算。
学生通过以上专业知识的学习后,能为今后从事相关的工程结构设计提供必备的理论知识,同时也为今后从事工程施工奠定必备的力学基础知识。
应用型本科教育的目标是培养适应生产第一线需要的高等技术人才,对于土木工程专业毕业生而言则是毕业后能在勘察设计研究院从事建筑勘察设计工作,在施工单位从事相关的施工治理工作,在监理单位从事相关的建筑监理工作,在机关事业单位、房地产开发企业等单位从事技术治理工作。
经过一定时间的工程锻炼,能取得结构师、建筑师、造价师、监理师等执业资格证书,成为该行业的专门人才。
江西科技学院为适应高等教育转型需要,对《工程力学》课程教学改革进行了积极探究,根据应用型本科人才培养的需要,制定了《工程力学》课程改革的三大目标:1)为应用型本科院校《工程力学》课程的教学提供指导与借鉴;2)培养学生对力学课程的学习兴趣,增强学生利用力学知识分析工程问题的能力,并为后续课程打下力学基础;3)培养一支专业的教师队伍。
在多年的教学实践中,我们基本实现了以上教学改革目标。
2《工程力学》课程传统教学中的弊端1)课程教学内容注重理论,对工程应用有所忽视。
土木工程传统的力学课程有《理论力学》《材料力学》《结构力学》等内容,这些力学课程注重系统理论的教学,这个优点在教学改革中应继续发扬。
力学知识来源于工程实践的总结,在工程中又可以运用力学知识服务于工程,在应用型本科教学中,我们应做到力学原理与工程实际的有机结合。
传统的力学教学主要包括两个方面的内容:.根据工程问题简化得到力学模型。
142第27卷 第8期 牡丹江大学学报 Vol.27 No.82018年8月 Journal of Mudanjiang University Aug. 2018文章编号:1008-8717(2018)08-0142-03应用型本科高校土木工程专业理论力学教学改革研究陈 静 黎春林 胡嫣然(铜陵学院,安徽 铜陵 244000)摘 要:应用型高校是以培养高素质的应用型人才作为目标的,理论力学作为土木工程专业一门重要的专业基础课,也必须围绕这一培养目标进行改革。
基于此,对理论力学的教学内容、教学方式、教学考核三方面的改革进行了研究,以期更好适应土木工程专业人才培养模式的改变,为培养高素质的应用型人才提供可靠参考和借鉴。
关键词:应用型本科;土木工程;理论力学;教学改革中图分类号:G642.0 文献标识码:AStudy on Teaching Reform about TheoreticalMechanics in Civil Engineering of Applied UndergraduateInstituteCHEN Jing, LI Chun-lin, HU Yan-ran (Tongling University, Tongling, Anhui 244000)Abstract: Cultivate high quality applied talents is the goal for applied colleges, theoretical mechanics as an important professional basic course of civil engineering must also be focus on the goal, basic on this, studying about the teaching contents, teaching methods and teaching evaluation would be carried out to better meet civil engineering professional personnel training mode, which provide reliable reference to training applied talents.Key words: applied undergraduate institute; civil engineering; theoretical mechanics; teaching reform 收稿日期:基金项目:作者简介:2018 - 03 - 10铜陵学院人才科研启动基金(2013tlxyrc06);2016省级质量工程教研项目(2016jyxm1053);安徽省质量工程项目(2015zy062)陈 静(1984- ),女,安徽宁国人,铜陵学院建筑工程学院讲师,博士,研究方向:岩土工程。
价值工程0引言随着经济发展,社会对人才的需求发生巨大变化,作为全国第一所民办本科院校黄河科技学院针对自身办学条件和人才需求现状,正确定位应用型人才的培养目标,相应本科理论课程的教学培养方案等也要相应发生变化,以适应应用型人才培养的需要。
理论力学是土木工程专业重要的专业基础课程,与材料力学、结构力学一起组成土木工程专业三大力学,土木工程专业的学生最重要的事情之一就是学好三大力学。
就理论力学而言,新的教学大纲,要求加强学生实践环节,相应缩减理论环节,因此原先需要120学时的理论课时,现在缩减到60学时,如何让土木工程专业的学生学好理论力学?本文从教材改革和土木工程专业案例教学方法等方面进行探讨。
1更新教材内容,编制适合民办院校土木工程学生使用的教材针对民办本科院校土木工程专业,有三点需要注意,第一,黄河科技学院是一所民办本科院校,培养的是应用型人才。
具体来讲,主要是培养技术性人才,不是研究型人才。
第二,三本院校的学生理论基础与二本、一本的学生相比较低,与重点大学的学生更是没法比;同样的学时教学,教学进度和教学效果截然不同。
第三,土木工程专业的学生就业方向不同。
黄河科技学院土木工程专业的学生毕业主要从事的职业是施工、监理、预算等技术人员,也有少数同学从事设计工作;随着我院土木工程专业的学生考研风日益浓烈,考研人数也逐年递增。
因此土木工程专业的学生分为两种类型,一种技术型,一种考研型。
另外,针对两种不同层次需求的学生,要求教学大纲和学时应有差别,技术型的学生应该缩短理论学时,加强实践学时;考研型的学生,应该加深理论教学,为考研做好准备。
可以将理论力学教学分为A 、B 两个班:A 班,主要对象是考研学生,约占四分之一;B 班主要对象是毕业工作的学生,约占四分之三。
这种做法我院结构力学教学已经试用,效果明显。
目前我们选用的教材基本内容都一致,机械专业和土木专业都用同样的教材,很显然是不合理的。
针对学校定性,编制适合民办本科院校土木工程专业学生使用的教材,教材一定要具备以下特点:降低教材难度,学生容易接受;与土木工程专业联系紧密相连,摒弃非专业的内容;更新与专业相关的例题;另外配套材料力学和结构力学教材,组成三大力学体系,这样可以避免教学内容重复,充分利用学时,例如:理论力学有虚位移原理的内容,结构力学内容也有虚位移原理内容,在理论力学讲了,就不要在结构力学中再重复。
“三高四新”战略背景下土木工程专业《材料力学》教学改革实践探索摘要:材料力学是土木工程专业核心基础课之一,该课程具有理论抽象、逻辑性强等特点。
本文分析了传统教学存在的问题,并根据“三高四新”战略对土木工程专业人才的新要求,从课程内容、教学手段和方法、考核方式等角度提出了解决方案,并应用到本校土木工程专业,取得了良好的教学效果。
关键字:“三高四新”战略;材料力学;教学改革;土木工程2020年9月,习近平总书记在湘考察期间对湖南提出“三高四新”的殷切嘱托,要求湖南着力打造国家重要先进制造业高地、具有核心竞争力的科技创新高地、内陆地区改革开放高地,在推动高质量发展上闯出新路子,在构建新发展格局中展现新作为,在推动中部地区崛起和长江经济带发展中彰显新担当,奋力谱写新时代坚持和发展中国特色社会主义的湖南新篇章。
这既是从战略和全局高度对湖南作出的科学指引,更是将新时代湖南在全国大局中的角色定位、使命担当提升到了一个前所未有的高度,构成了“十四五”乃至更长时期湖南发展的指导思想和行动纲领。
湖南工业大学的土木工程专业作为我校优势专业,为湖南乃至全国输送了大量的土木专业人才,为适应“三高四新”背景下对复合专业技术人才的需求,开展土木工程专业的《材料力学》教学改革势在必行。
《材料力学》课程是研究分析杆件基于外力作用生成的应变、应力、强度、刚度、稳定性的学科,是固体力学的分支学科[1],也是土木工程专业的核心基础课,连接理论力学和后续结构力学、混凝土结构设计等专业课的桥梁。
本文根据新时代对土木人才的高阶要求,探索“三高四新”战略背景下《材料力学》课程的教学内容、教学方法和手段及考核方式的改革。
在教学中融入新时代“三高四新”战略人才培养需求,不仅可以引导学生深刻理解所学专业的重要意义,产生专业自豪感,同时能更好地将理论知识与工程应用相联系,从而激发学生的学习积极性[2]。
1材料力学教学现状1.1课程特点材料力学是一门集理论性和实践性都较强的课程。
土木工程专业理论力学课程的思考XX:G642.0;TU 文献标志码: XX:1005-2909(20XX)01-0081-04理论力学课程是独立学院工科专业一门重要的学科基础课,是材料力学、结构力学等后续课程的基础,同时也是一门与工程实际紧密联系的课程[1]。
通过学习理论力学,学生可以提高分析和解决问题的能力,建立科学的思维方式和学习方法,提高自身的动手能力和创新能力。
理论力学与生活和工程实践紧密相关,学生本应兴趣很高,但笔者在教学实践中发现,学生对理论力学课程学习,普遍缺乏兴趣,积极性不高,尤其在独立学院,形势更为严峻。
若教师处理不好,最终会造成教师教不好、学生学不懂的尴尬局面。
一、独立学院土木工程专业理论力学课程教学现状目前,ZG高校改革与国际接轨,办学理念出现了很大的调整[2]。
对于独立学院,特别是以工科为主的院校,向应用技术型的本科院校转型已势在必行。
在此背景下,独立学院以培养全面进展的应用技术型人才为目标,优化各门课程的教学方法和手段,内容与工程接轨,教学与实践结合。
面对如此形势,独立学院土木工程专业理论力学课程教学面临巨大的挑战。
(一)学时受限在独立学院,理论力学课程教学面临“学时少,内容多”的尴尬局面。
一方面,教师为了在有限的学时内完成教学大纲的要求,不断压缩有效授课课时,部分知识点无法展开甚至难以涉及,课堂上PPT完全取代板书的推导,节奏过快;另一方面,由于课堂信息量过大,讲解过快,且缺乏相应的习题课辅导,学生对所学知识理解不够,难以融会贯穿,教学效果大打折扣。
(二)生源受限独立学院本身的生源质量与一本和二本院校相比就存在差距,学生的数学和物理基础较为薄弱。
此外,学生在学习上也不够积极,很难真正做到课前预习、课后复习[3]。
对于相关难题的解决基本上都靠任课教师的课堂讲解,学生缺乏自主的思考,也很难做到举一反三,导致听课效率低,教学质量不高。
(三)作业受限为了保证和检验教学效果,对于理论力学课程,教师在每节课后都会布置习题,但习题的数量和难度都有所限制。
基于OBE教学理念的力学类课程教学改革探索摘要:教学改革工作要围绕学生、关照学生、服务学生,基于OBE教学理念和课程思政要求,本文通过分析专业和学生的特点,对现有力学类课程教学问题的查摆,重新审核传统教学方法的利弊,进行了教学改革探索,研究和构建与所在高校土木工程专业人才培养目标相适应的模块化力学课程教学体系,实现为国育才与为党育人的有机统一,在知识传授的同时,塑造学生品格,提升综合素质。
关键词:力学;教学改革;OBE教学理念;课程思政1、引言力学类课程是土木工程专业非常重要的专业基础课,在基础知识向专业知识转换的过程中,力学起着承前启后的桥梁和纽带作用,然而,力学课程教学存在教学内容重复、教学方法与手段单一、实践教学组织不得力、学生学习压力大、力学素养低等问题,教学效果不理想。
基于此,将课程思政融入OBE教学理念,明确育人目标,通过力学课程教学改革,实现知识传授、能力培养、价值塑造三者相融合的教学效果,对促进学生创新能力的培养,提高教学质量,具有非常重要的实际意义。
围绕专业认证要求与人才培养目标的教育改革研究与实践在国内高校相关课程教学改革中也随之展开了[1-4]。
浙江林学院杨博等人,从工程化视角探讨了土木工程专业力学课程体系改革[5];西南石油大学的工程力学老师研究了工程力学课程体系改革方向[6];陕西科技大学李建军等人基于工程教育认证要求对基础力学课程体系改革进行了研究[7];大连海洋大学牛海英等人,研究了如何多维度构建土木类专业力学课程体系的问题[8];湖南科技大学张贤才等人,从工程教育“专业认证”核心理念及指标体系出发,阐述了当前土木工程专业力学课程体系的问题,提出了改革的必要性[9]。
国内工科院校基本上都开设了力学类课程,关于力学类课程教学改革的研究主要集中在调整教学内容、改变教学方法、加强实践教学等方面[10-12],各兄弟院校很多从事力学类课程教学的一线教师都提出了力学类教学效果不理想的现状,也分析了一些原因,提出了一些措施,值得借鉴学习。
文章编号 100426410(2006)S120063202土木建筑专业力学教学改革探索刘齐茂,潘文军,李 暾(广西工学院土木建筑工程系,广西柳州 545006)摘 要:指出目前力学教学中存在的主要问题。
在压缩课时的情况下,根据土木建筑类专业的特点对力学的课程体系、教学内容、教学方法、教学手段进行了有益的探索。
关 键 词:力学;教学改革;土木工程专业中图分类号:G 420 文献标识码:A收稿日期622作者简介刘齐茂(2),男,广西钦州人,广西工学院土木建筑工程系讲师,工学硕士。
0 引言土木建筑类专业现设有的力学课程有:理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、流体力学,这些力学课程是土木建筑类专业很重要的技术基础课,它对于培养学生解决实际工程问题的能力和学习后续的专业课程如钢结构、钢筋混凝土结构、多高层结构设计等具有不可忽略的作用。
1 目前力学教学中存在的主要问题我国高等教育历经几十年,在老一辈力学教育工作者的努力下,每门力学课程都形成了比较完整的内容体系。
由于追求课程自身的完整和完善,必然导致各门力学课程在内容上出现重复的现象,例如:静定结构平衡问题的求解在理论力学、材料力学和结构力学中均有类似的叙述,桁架的内力计算、刚体体系的虚功原理在理论力学和结构力学中均有相同的阐述,图乘法在材料力学和结构力学中均有相同的阐述等。
近年来由于我国高等教育大力提倡人文教育和计算机课程的教育,各门力学课程的课时减少了很多,如果仍按原来的教学大纲要求掌握的基本内容进行讲授,则时间上没有保证,将会严重影响教学质量,影响学生对后续课程的学习。
另外还存在一些内容割裂的现象,例如:刘鸿文主编《材料力学》中规定刚架弯矩图画在受压纤维的一侧[1],而龙驭球主编《结构力学》中规定刚架弯矩图画在受拉纤维的一侧[2],导致学生学习的困难。
教学方法和教学手段单一,力学课程的讲授基本上还是一块黑板、一支粉笔、教师一张嘴的填鸭式的教学模式,学生感觉力学课程的学习很枯燥,学习兴趣下降,教学效果不好。
土木工程专业理论力学教学改革
理论力学是高等院校工科专业的一门专业基础课,对于土木工程这种对力学要求比较高的专业,它的作用更是突出。
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理论力学是土木工程专业中的一门核心技术基础课程,具有理论性强、内容多和课时少、教材针对性差等特点,加上教学手段单一,学生普通反映难学。
为提高教学质量,激发学生积极性,培养其工程实际应用能力,文章在分析土木工程专业理论力学在教学方面存在的问题的基础上,又探讨了理论力学课程的教学 ___内容。
土木工程专业;理论力学;教学 ___;工程实际
理论力学是土木工程专业中的一门核心技术基础课程。
在整个土木工程专业教学体系中,理论力学这门课程担负着承前启后的作用,它不仅是材料力学、结构力学等后继力学课程的基础,而且在整个教学过程中对培养学生的工程素质也有着非常重要的作用。
因此,理论力学这门课程的教学,要在确保学生掌握内容和体系的同时,学会应用该理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题,从而培养学生的抽象化能力、逻辑思维能力和创新能力。
理论力学是主要以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础,研究物体机械运动一般规律的科学,属于古典力学范畴[1]。
虽然其体系与内容已经相
当完善,但随着高等教育教学体制的 ___与深化,特别是针对土木工程专业学生来说,存在教学学时偏少、针对性教材缺乏、理论知识与工程实际 ___不够紧密、教学手段单一等问题,导致课程内容枯燥,学生学习压力大,提不起兴趣。
笔者结合教学经验和对土木工程专业的认识,探讨了理论力学课程的教学 ___内容。
(一)教学学时偏少
不同高等院校使用的《理论力学》教材不尽相同,但基本上都包括静力学、运动学和动力学三个部分;这三个部分之间在层次结构和知识点上都存在逻辑关联,构成理论力学这门课程体系,是一个有机的整体[2]。
但在高等教育教学体制的 ___下,随着基础学科加强、特色学科增多,课时不可避免的被压缩。
比如,笔者所在学校根据“专结构、懂施工、长材料”人才培养方案特点,加强了与材料方面相关的学科,导致土木工程专业理论力学教学学时被减少到64个学时。
课程内容多、知识点存在逻辑关联、体系完整等特点导致很难通过简单的减少课程内容来减少学时减少所带来的问题,这种简化方式只会导致这门课程失去其完整性与严谨性。
(二)缺乏针对性教材
理论力学的教材绝大多数属于通用性教材,适用于包括机械、土建、交通、水利、动力、 ___ ___等专业,缺乏专门针对土木工程专业学生编制的理论力学教材。
通用性教材的弊端在于部分内容、例题及作业对于土木工程专业来说不适用。
比如,笔者所在学校理论力学课程采用的是哈尔滨工业大学理论教研室编的“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,其中包含许多与机械相关的例题及作业,对于没有一定机械方面知识储备的学生来说学习难度极大,而与土木工程专业相关的内容和例题不够全面和深入,导致学生的时间投入和收获不成正比,容易引发学生厌学情绪的产生。
(三)理论知识与工程实际 ___不够紧密
理论力学是一门理论体系严谨、逻辑性强的学科,课程内容与工程实际 ___是否紧密主要体现在教材的例题和习题的选用上。
但是现阶段教材选用的例题和习题大多是直接给出经简化过的抽象化力学模型,而缺乏工程实际案例作为例题,理论知识与工程实际 ___不够紧密,导致学生难以理解学习的目的和意义,也不利于培养学生工程实际问题的建模能力和解决能力。
(四)教学手段单一
虽然现代多媒体教学手段具有直观性、图文声像并茂、动态性、大信息量大容量等优点,能够在一定程度上弥补传统板书教学方式的不足,但由于理论力学理论性强、公式多、抽象化程度高,致使教学方式一般采取的均为多媒体结合板书,从而导致教学方式单一,学生参与度低,不利于激发和调动学生的积极性。
对于土木工程专业来说,理论力学课程在教学内容和教学方法上存在诸多的不适应性,导致学生在这门课程上花费时间多、学习压力大,存在畏惧心理,学习效果差,知识结构和能力掌握情况远达不到预期等问题。
因此,笔者根据对土木工程专业及理论力学学科认识,就土木工程专业理论力学课程在教学内容和方法上的 ___思路进行探讨,以期找到更好的教学方式。
(一)合理分配教学时间
对于课程内容多而学时偏少的问题,就土木工程专业来说,应当在教学过程中做到有所侧重。
理论力学三大部分中,运用最多与后续课程 ___最紧密的是静力学部分,其次是运动学和动力学。
因此,在教学时,教师应重点讲授静力学部分,包括内容、思路、知识点逻辑关联、体系及工程运用,以达到尽可能的深入和扩展。
而对于运动学和动力学部分,在分配学时较少的情况下,教师更多地是要引导学生掌握整个课程理论体系的层次结构,探索知识点的逻
辑关联,从而理清课程中不同理论间的脉络,让学生从总体上对该课程有一个清楚的认识。
(二)结合学生需求重新编制教材
造成教材缺乏针对性和理论知识与工程实际 ___不够紧密的原因,主要是教材编制上的滞后。
随着专业领域的不断细分,不同的专业有不同的侧重面,适合多专业的教材很难做到兼顾广度和深度,因此,应当编制完全针对土木工程专业学生专用的理论力学教材。
专用教材在例题和习题选用上,在保留一些经典例题与习题的同时,应与土木工程专业密切相关,最好能体现专业的特色并与工程实际紧密结合。
而且,要跟随时代进步,不断更新题型,以赋予经典力学时代的色彩,显示与工程实际相结合的魅力[3]。
选用工程实际案例优点在于,帮助学生理解理论知识的同时,加强生产实际运用,拓宽思路,给学生留出充分的.想象空间。
尽量避免选用抽象化、模型化的题型,这将不利于学生对相关知识的理解和应用。
(三)采用多种教学方式
针对以讲授为主的单一教学方式,不利于激发和调动学生的参与性与积极性的问题,应引入更为丰富的教学方式。
教师可以通过工程实际案例的视频展示,以探究型教学的形式,和学生共同探讨实
际结构构造、实际结构抽象化建模方式,增加学生的积极性,让学生对运用理论力学知识解决实际工程问题有更深层次的认识,培养学生对工程的直观认知。
例如,在讲到静力学中平面简单桁架的内力计算时,应以实际工程如桁架桥、厂房桁架屋顶等作为具体例子,制作相关的视频给学生看,并和学生共同讨论桁架结构的实际构造以及连接方式;通过启发式教学方式,让学生深入思考面对受力复杂的实际桁架结构在求解内力的时候,如何考虑主要因素从而将桁架简化、抽象化为力学模型,以及计算出结果和实际桁架之间的差别。
通过从实际工程到理想化模型再到结果分析全过程的探讨,引导学生积极参与,提高学生对采用理论力学方法解决工程实际问题方法的认识,激发学生积极性,培养其实际的工程解决及应用能力。
教师也可以在理论力学教学中引入一些简单的工程计算软件,通过对例题手算与软件电算相互验证的方式,激发学生的好奇心和积极性,这对培养学生解决问题的能力很重要。
在众多的工程计算软件中推荐Maple软件,该软件功能多,易于掌握,学生可以在课余时间通过自学掌握基本功能,就可以应用于理论力学问题的求解[4]。
为培养土木工程专业人才,针对土木工程专业理论力学在教学内容和方法上存在的一些问题,需要对理论力学课程传统教学模式进行 ___。
笔者针对传统教学存在教学学时偏少、针对性教材缺乏、理论知识与工程实际 ___不够紧密、教学手段单一这几方面的问题
进行探讨,提出调整方法,以期提高教学效果,激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习的意愿,加强学生的工程应用意识,提升学生的工程应用能力和综合素质。
[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学(Ⅰ)[M].7版.北京:高等教育出版社,xx.
[2]刘红岩,李冬梅,罗志华,等.“理论力学”课程内容的逻辑关联分析及教学方法研究[J].中国地质教育,xx,19(1):88-91.
[3]杨亚平,沈海宁.土木工程专业理论力学教学 ___刍议[J].高教___,xx(3):95-96.
[4]吴立军,王瑞金.面向应用型人才培养的理论力学 ___与实践[J].浙江科技学院学报,xx,20(2):133-135.
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