摘要：力学是桥梁工程专业重要的技术基础课。分析了我国大多数普通高等工科学校桥梁专业力学课程教学的现状，指出造成学生学习兴趣不浓的原因有：课时减少而且课程体系设置不合理、未在力学课程教学前设置专业认识实习、考核方式单一、力学教师接触实际工程不多等。对国内相关高校力学课程教学改革的方法和成果进行了研究和思考，从增加认识实习教学环节、改革课程体系、教师“三化”、改革考核方式等方面提出一些针对长沙理工大学桥梁工程专业力学课程教与学的想法。
关键词：力学课程；教师三化；桥梁工程
作者简介：柯红军（1975-），男，湖北红安人，长沙理工大学土木与建筑学院，讲师。（湖南 长沙 410114）
中图分类号：642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）16-0120-02
力学是研究各类工程结构中普遍存在的受力和变形现象的学科，学习力学课程的目的是为了进行工程计算，因此，力学是土木工程各专业重要的技术基础课。目前我国大多数普通高等工科院校的力学教学存在课时减少而且课程体系设置不合理、未在力学课程教学前设置专业认识实习、考核方式单一、力学教师接触实际工程不多等问题，造成学生的学习兴趣不浓。针对上述问题，笔者对长沙理工大学（以下简称“我校”）桥梁工程专业力学教学现状进行了综合分析，并对国内相关高校力学课程教学改革的方法和成果进行了研究和思考，从增加认识实习教学环节、改革课程体系、教师“三化”、改革考核方式等方面提出一些针对我校桥梁工程专业力学课程教与学的想法。
一、桥梁工程专业力学课程教学现状及分析
1.力学课程体系设置不合理
目前我国普通高等工科院校土木类各专业所开设的技术基础课中的力学课程绝大多数仍按照20世纪五六十年代的体系设置，分为“理论力学”、“材料力学”、“结构力学”三门，即所谓的“三大力学”。我校桥梁工程专业力学课程设置亦不例外。课时及内容安排如下。
理论力学64学时，安排在第三学期。包括静力学、运动学和动力学三大部分。主要内容有：静力学公理、常见约束类型及反力、物体及物体系的受力分析、平面各种力系的合成与平衡、空间力系的合成与平衡、摩擦；质点的基本运动及复合运动、刚体的基本运动及刚体的平面运动；质点动力学基本方程、动量定理、动量矩定理、动能定理、碰撞、达朗伯原理、虚位移原理等。
材料力学64学时（外加16学时的工程力学实验），安排在第四学期。主要内容有：拉伸与压缩、扭转、构件连接的实用算法、平面弯曲的内力与应力分析、静定梁的位移计算、应力状态分析、强度理论、组合变形、压杆稳定、能量方法、动应力和交变应力等。
结构力学72学时，安排在第五学期。主要内容有：结构计算简图、平面体系机动分析、静定梁的内力分析、静定平面刚架的内力分析、静定拱的内力分析、静定平面析架的内力分析、影响线及其应用、静定结构的位移计算、力法、位移法、渐近法、矩阵位移法、结构稳定、结构动力学、极限载荷等。
纵观上述三大力学的教学内容，可以发现以下四大缺点。
（1）内容重复。不仅包括三大力学与普通物理学中力学基础与单自由度振动相关内容的重复，而且包括三大力学之间的内容重复，如“材料力学”中计算结构位移的单位荷载法、超静定梁的计算、能量法、结构稳定等内容与“结构力学”多有重复。
（2）课程教学体系安排不合理。如“材料力学”中对拉伸、剪切、扭转、弯曲等基本变形均按“内力→应力→变形……”的次序进行讲解，对每种基本变形问题又都采用“平面截面假设→变形几何关系→物理关系→静力平衡条件→应力公式”这一相同的推导过程。显然，这种按基本变形进行多重循环的知识体系，教学起点较低，内容重复多，花费学时量大，不利于学生对知识的融会贯通，难以让学生很快获得对“材料力学”处理问题思想方法的一般认识，不利于激发学生学习的积极性。
（3）内容老化。如在“结构力学”体系方面，渐近法、图解法、无铰拱内力计算等应用较少的内容仍然占了相当大的篇幅，而计算结构力学的内容课时安排较少，对现代工程结构通用有限元计算软件的介绍及应用几乎没有安排课时。
（4）这三门课程各自的学时数均被大大压缩，而大纲要求并没有降低，但总课时数达到了200学时（不包括16学时的工程力学实验）。
2.开力学课程前未安排专业认识实习环节
根据我校桥梁工程专业培养计划可知，在这三大力学开课前，均未设置桥梁工程专业方面的认识实习，使学生在学习三大力学过程中的学习目的不明确，对力学的重要性认识不足。再加上三大力学理论性较强，比较概括和抽象，学生往往感到枯燥，没有兴趣，处于“要我学习”的被动状态。
3.考核方式单一
目前，我校三大力学的考核均采用平时成绩占20%，期末考试成绩占80%的方式，其中平时成绩根据到课情况和作业情况确定。但由于不少学生“人在教室心在外”，且抄袭作业的现象也较严重，所以平时成绩很难反映学生的真实学习状态。又由于平时成绩占的比例不大，所以有的学生将赌注押在考前突击复习上。
4.力学教师接触实际工程不多
与国内其他普通高等工科院校情况类似，我校力学教师大多数毕业于力学专业，有少数毕业于土木工程专业，但毕业后接触实际桥梁工程较少，特别是对现代桥梁计算软件接触较少，因此很难在教学中根据当前社会对桥梁专业人才的需求自动调整教学内容，也就难以激发学生的学习兴趣。
以上多种因素造成了我校桥梁工程专业学生对三大力学的学习兴趣不浓。而学习兴趣在教学过程中非常重要。应注重激发和培养学生的学习兴趣，使之处于“我要学习”的主动状态，从而提高教学效果。
二、问题的对策思考
针对桥梁工程专业学生学习兴趣不浓的问题，笔者对国内相关高等工科院校力学课程教学改革的方法和成果进行了研究和思考，结合笔者科研及教学经验，从以下四个方面提出一些针对我校桥梁工程专业力学课程教与学的想法。
1.增加认识实习教学环节
以我校为例，在大一上学期给学生开了“土木工程概论”课程，让学生对土木工程有一个初步的了解，但完全采用课堂教学。笔者认为应在该课程的开设过程中增加认识实习教学环节，把学生带到桥梁施工现场参观，了解施工过程，并请设计、施工、监理及监控技术人员讲课，让学生初步了解桥梁结构从下部基础到上部结构，直至成桥运营过程中有哪些计算内容，包括临时结构及永久结构的计算。让学生对强度、刚度、稳定性、动力效应等形成初步的、直观的认识，初步意识到理论力学、材料力学、结构力学在桥梁专业课程及毕业后的工作中的重要性，让学生认识到无论是设计院的设计人员，还是施工单位的技术员、监理单位的监理员，或是监控单位的技术人员，只要是与桥梁这一行相关，就需学好三大力学，否则就会出大问题或永远只能做些简单小事。学生意识到这些后，在后续力学课程的学习中必然会有一定的压力，必然会带着目的去学，必然会产生兴趣。
2.改革课程体系
打破传统“理论力学”、“材料力学”、“结构力学”各门课程之间相互独立的旧模式，研究其内在联系，删除一些陈旧重复的内容，加强基础，重视工程应用，将工程中有利于培养高等应用型专门技术人才的内容适当引进一部分，按照意义相近或相似的内容集于一起的原则重新进行整合，建立了三大力学融会贯通的新优化体系。在这方面西南交通大学峨眉分校基础部的郑家树、潘敏已作出了有益的探索，[1]他们按上述思路编写了《土木工程力学》一书，并在该校2000级的210多名学生中使用，实践表明该新教材体系内容紧凑，学时安排合理，教学效果非常好。此外，四川攀枝花学院土木工程系的向长奎也对工科院校本科力学课程体系进行了研究和思考，[2]提出了“建筑力学”的编写方案。笔者认为这两所学校的力学课程体系改编方案均较合理，值得我校及国内其他高等工科院校土木工程专业借鉴。由于我校桥梁工程专业的力学教师原来分成了工程力学教研室（负责“理论力学”和“材料力学”的教学）和结构力学教研室，合并成力学系后原来的教师基本上仍然上原来的课。因此，实行课程体系改革后不可能马上要求所有的老师均能系统讲授整合后的力学课程，所以可在改革课程体系的初期，仍按照原来的部署，分三个学期上力学课，由原来各门课的任课教师讲授自己熟悉的部分，但要求在尽量短的时间内通过自学，达到系统讲授整合后三大力学内容的水平，这样能使听课学生感到系统连贯，对教师自身来讲也是提高。
3.教师“三化”
由于我校土木与建筑学院（以下简称“我院”）几乎所有专业均为工科专业，因此我院领导在“十二五”规划中对教师的要求是实现“三化”，即“国际化、博士化、工程化”。笔者认为，对于力学课教师来说，其中的“工程化”最为紧迫，应让相关教师利用假期和科研机会多接触现代实际工程以便与时俱进，了解现代社会对桥梁工程专业毕业生的要求，同时也能为课堂教学提供更多的多媒体素材，激发学生听课的兴趣。
4.改革考核方式
我校现有的平时成绩占总评20%，期末考试占总评80%的考核方式完全无法调动学生平时学习的积极性，有鉴于此，笔者认为应该进行改革，使考核方式多样化、综合化。经过对国内其他高等工科院校考试改革的研究及自己平时教学和科研过程中的思考，笔者认为可以采取如下的综合考核方式，以激发学生对力学的学习兴趣。
（1）减少到课和平时作业所占平时成绩的比例，由20%降为10%，并且实行所谓的“两次否决制”，即两次未到课或两次作业未交则取消平时成绩，并将因上述问题扣分的学生及时在不可事后修改的教务网上公示，让全班学生能了解自己和他人的成绩，实现公平、公正。
（2）减少期末考试成绩占总评成绩的比例，由80%降为50%，这样可以让那些仅仅依靠考前突击的学生转变学习态度。
（3）增设平时随堂小作业，其成绩占总评的30%。在平时的教学中，可在讲某道例题前，让一部分学生（该部分学生随机抽取，且座位互不相连，以免抄袭）先做一遍，然后收齐答卷，再进行该习题的讲解。在课下批改该小作业，然后将其作为平时成绩的一部分并及时在不可事后修改的教务网上公示，让全班学生了解自己和他人的成绩，实现公平、公正。对于每名学生，这样的随堂小作业可进行两至三次。
（4）鼓励学生参加力学竞赛及结构模型设计大赛。对于在省级（或国家级）力学竞赛或结构模型设计大赛中获奖的学生可在全省或全国制定相应的奖励政策，以此来提高学生学习力学的积极性。[3]如三等奖额外奖励平时成绩30（国家级40）分，二等奖可奖励40（国家级50）分，一等奖可奖励50（国家级60）分，加上考试成绩后，总评以100分为顶，让竞赛获奖的学生增大获得奖学金的可能性。获得三等奖、二等奖、一等奖的学生报考本省相关专业研究生时总成绩可以分别加10分、20分、30分，获国家级三等奖、二等奖、一等奖的学生报考全国任何学校相关专业研究生时可以分别加15分、25分、35分。
三、结语
笔者针对目前我国大多数普通高等工科院校力学教学存在的问题，对我校桥梁工程专业力学教学现状进行了综合分析，并对国内相关高校力学课程教学改革的方法和成果进行了研究和思考，从增加认识实习教学环节、改革课程体系、教师“三化”、改革考核方式等方面提出一些针对桥梁工程专业力学课程教与学的想法，旨在抛砖引玉，与同行交流。
参考文献：
[1]郑家树,潘敏.土建工程三大力学改革与实践[J].力学与实践,2004,(26):74-75.
[2]向长奎.本科三大力学教材和教法改革之初探[J].高等建筑教育,2003,12(3):38-40.
[3]汪敏,王彪,邱支振,等.提高学生理论力学课程学习积极性的方法探索[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2009,26(6):137-139.
（责任编辑：麻剑飞）
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