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結(jié)構(gòu)力學(xué)范文第1篇

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摘要：結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，它具有邏輯性強(qiáng)、方法技巧性要求高等特點(diǎn)。如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的興趣，讓學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，是結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過(guò)程亟待解決的問(wèn)題。文章根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的特點(diǎn)，從教學(xué)理念、教學(xué)手段、教學(xué)方法3個(gè)方面展開(kāi)論述，探討了提高結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的方法與措施。

教師應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)理念有最基本的定位，通過(guò)多樣化的教學(xué)手段提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，合理使用教學(xué)方法，因材施教，提高教學(xué)質(zhì)量。

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關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)力學(xué)；教學(xué)理念；教學(xué)手段；教學(xué)方法

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中圖分類號(hào)：TU311；G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

1005-2909(2012)01-0081-03

結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程及相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)掌握的好壞，不僅關(guān)系到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而且對(duì)今后的工作也具有深遠(yuǎn)影響。結(jié)構(gòu)力學(xué)是在先行修完理論力學(xué)、材料力學(xué)課程的基礎(chǔ)上繼而深化力學(xué)知識(shí)的一門課程。由于該課程內(nèi)容多、綜合性與邏輯性強(qiáng)、方法技巧要求高，學(xué)生真正掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)比較困難。如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力是結(jié)構(gòu)力學(xué)授課過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題。筆者從教學(xué)理念、教學(xué)手段和教學(xué)方法3個(gè)方面探討了提高結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的方法與措施。

一、教學(xué)理念的確立

（一）注重基本知識(shí)的講授

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程概念多、內(nèi)容多、求解技巧多，要想將結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，必須掌握基本概念、基本理論與基本計(jì)算方法?；A(chǔ)知識(shí)和基本求解方法的掌握是培養(yǎng)結(jié)構(gòu)力學(xué)素質(zhì)，提高力學(xué)分析能力的基礎(chǔ)，因此，教師在結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)基本概念和基本理論要講清楚，講透徹，讓學(xué)生理解這些計(jì)算方法、計(jì)算理論，掌握分析過(guò)程中每一步求解過(guò)程的物理含義。只有掌握了力學(xué)知識(shí)和規(guī)律，學(xué)會(huì)舉一反三，才能到達(dá)活學(xué)活用的境地。

（二） 重視能力的培養(yǎng)

學(xué)生能力的培養(yǎng)是現(xiàn)代高等教育的一個(gè)重要特征。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)融于一體。不僅要幫助學(xué)生打好扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更要注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，包括自主學(xué)習(xí)能力、分析與運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。自主學(xué)習(xí)能力包括對(duì)經(jīng)典靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)的分析與求解能力，對(duì)

計(jì)算結(jié)果進(jìn)行定量校核或定性判斷的能力[1]，以及利用學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的能力；分析與運(yùn)用知識(shí)的能力主要是指在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、對(duì)知識(shí)靈活運(yùn)用和解決綜合性問(wèn)題的能力，包括對(duì)各種計(jì)算方法的掌握，對(duì)不同結(jié)構(gòu)選用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行計(jì)算的能力；創(chuàng)新能力指對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的分析與求解能力，以及將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行抽象、分析、對(duì)比的能力。

（三）重視結(jié)構(gòu)力學(xué)與工程實(shí)踐的結(jié)合

與其他基礎(chǔ)力學(xué)類課程相比，結(jié)構(gòu)力學(xué)與工程實(shí)際的結(jié)合更加緊密，結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)不僅可以解答書本中的力學(xué)題目，而且與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、建筑結(jié)構(gòu)施工、結(jié)構(gòu)的加固與改造等土木工程實(shí)踐密切聯(lián)系。

在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)盡可能地將理論知識(shí)與實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，及時(shí)地向?qū)W生介紹結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，充分調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們的工程意識(shí)、解決工程問(wèn)題的能力與實(shí)際動(dòng)手能力。例如：在拱類結(jié)構(gòu)的計(jì)算時(shí)，可以和實(shí)際工程中的拱橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)照；在桁架結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可以與單層工業(yè)廠房的桁架屋頂?shù)辱旒荏w系進(jìn)行對(duì)比分析；計(jì)算超靜定多層多跨框架結(jié)構(gòu)時(shí)，將多高層結(jié)構(gòu)作為工程背景。通過(guò)工程實(shí)例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用意識(shí)、主動(dòng)認(rèn)知能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

二、教學(xué)手段多樣化

（一）傳統(tǒng)教學(xué)方法與多媒體有機(jī)結(jié)合

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)以板書、教科書為載體，并采取口授方式進(jìn)行教學(xué)[2]，這種教學(xué)方法便于師生之間感情交流與課堂節(jié)奏的把握。教師從學(xué)生在課堂的反應(yīng)中能及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒、對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解程度以及解決遇到的問(wèn)題，能根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)采取對(duì)策，控制授課節(jié)奏，使學(xué)生與教師的思維同步，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。雖然傳統(tǒng)板書教學(xué)方法存在諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著不可克服的缺陷：在承載信息的種類和能力上存在著較大的局限性，難以適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的要求；教學(xué)模式枯燥單調(diào)，推導(dǎo)公式過(guò)程繁瑣，重復(fù)性、機(jī)械性工作較多，效率低下。

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)方法得到了廣泛的應(yīng)用。多媒體教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)：多媒體課件圖、文、聲、像并茂，能給學(xué)生的感官提供不同角度的刺激[3]；多媒體教學(xué)使抽象枯燥的教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)化、具體化、形象化，有助于學(xué)生掌握基本概念、理解規(guī)律；課件包含的信息量大，是解決教學(xué)內(nèi)容多、教學(xué)課時(shí)少的一種有效途徑。但是，如果多媒體教學(xué)方法運(yùn)用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生相反的作用：信息量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生迷航現(xiàn)象，學(xué)習(xí)失去重點(diǎn)，無(wú)所適從，只能順應(yīng)教師的思維，被動(dòng)接受，知識(shí)想象和思維空間受到限制；教師成為多媒體的放映員和解說(shuō)員，缺乏激情，影響教學(xué)效果。

在教學(xué)過(guò)程中，多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量的一種有效途徑。教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)兩種教學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合，不僅可以發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，教師的主導(dǎo)作用也得以很好地體現(xiàn)。筆者認(rèn)為，需要展示力學(xué)與工程實(shí)際相結(jié)合的內(nèi)容，以及基本概念的介紹可采用多媒體教學(xué)方法；需要學(xué)生重點(diǎn)理解和重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)、典型例題的求解過(guò)程、綜合結(jié)構(gòu)的分析過(guò)程等應(yīng)盡量采用板書的形式，讓學(xué)生對(duì)所講的知識(shí)充分理解，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

（二）積極開(kāi)展并組織課外力學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

學(xué)生能力的培養(yǎng)，以及知識(shí)的內(nèi)化僅靠課堂講授是不夠的，需要搭建一個(gè)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的平臺(tái)來(lái)促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，這個(gè)平臺(tái)就是課外實(shí)踐活動(dòng)。通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程內(nèi)容的理解，強(qiáng)化學(xué)生的力學(xué)分析能力與力學(xué)邏輯思維能力，鞏固學(xué)生力學(xué)知識(shí)體系的整體把握和綜合應(yīng)用能力。為此，北京建筑工程學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)教研組積極組織學(xué)生參加學(xué)校和學(xué)院組織的各種競(jìng)賽，包括學(xué)院每年舉行結(jié)構(gòu)力學(xué)大賽、結(jié)構(gòu)承載力大賽以及國(guó)家結(jié)構(gòu)力學(xué)大賽。比賽過(guò)程中，學(xué)生的積極性非常高，自己設(shè)計(jì)制作結(jié)構(gòu)模型、建立分析模型，形成最后分析結(jié)果，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型與力學(xué)分析過(guò)程的正確性。通過(guò)這些課外活動(dòng)增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與自主學(xué)習(xí)的能力，對(duì)開(kāi)闊學(xué)生思維，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力具有良好的效果。

三、教學(xué)方法的合理使用

（一）合理安排教學(xué)內(nèi)容，分層次授課

教師除了向?qū)W生傳授課程

的基本概念、基本思路之外，更重要的是培養(yǎng)他們科學(xué)的思維方法，加強(qiáng)他們計(jì)算能力、分析能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，分層次教學(xué)。筆者在教學(xué)過(guò)程中將課程內(nèi)容劃分為3個(gè)層次：第一個(gè)層次是基本知識(shí)層次，這個(gè)部分的內(nèi)容是所有學(xué)生都應(yīng)當(dāng)掌握的內(nèi)容，即結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本原理、基本方法、基本求解過(guò)程；課堂中學(xué)生應(yīng)夠理解結(jié)構(gòu)的求解過(guò)程的物理含義，并能正確求解力學(xué)問(wèn)題。第二個(gè)層次為提高分析能力層次，主要是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。授課過(guò)程中可以選擇難易程度不同的例題，從分析思路著手，結(jié)合基本原理，把對(duì)問(wèn)題的分析方法和本質(zhì)的把握等要領(lǐng)融合到課堂中去；授人以“魚(yú)”，也同時(shí)授人以“漁”，在課堂中訓(xùn)練學(xué)生把握、分析、處理問(wèn)題的能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。這部分教學(xué)內(nèi)容要求大部分學(xué)生掌握即可。第三個(gè)層次為綜合應(yīng)用層次，這部分內(nèi)容主要是通過(guò)課后布置綜合應(yīng)用題和習(xí)題課來(lái)培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，激發(fā)他們的鉆研精神，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維，提出解決問(wèn)題的新思路和新方法。這部分內(nèi)容適用于學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，學(xué)有余力的學(xué)生。

（二）教學(xué)內(nèi)容前后連貫，形成結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)體系

結(jié)構(gòu)力學(xué)概念多、內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)零散，學(xué)生學(xué)了后面的知識(shí)忘了以前所學(xué)的知識(shí)，學(xué)習(xí)不能形成有效的系統(tǒng)的整體。學(xué)生在面對(duì)綜合性問(wèn)題時(shí)，總是一籌莫展，不知如何分析，如何求解。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象，教師在講授課程時(shí)，應(yīng)注意前后知識(shí)的連貫性，要善于引導(dǎo)學(xué)生利用先導(dǎo)內(nèi)容中建立起來(lái)的知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)筑新的知識(shí)體系，教會(huì)學(xué)生把零散的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，使學(xué)生構(gòu)成清晰、穩(wěn)定、整合的新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。例如：利用圖乘法求解靜定結(jié)構(gòu)指定截面的位移時(shí)，需熟練繪制靜定結(jié)構(gòu)的彎矩圖；在采用力法求解超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，用到了圖乘法的相關(guān)知識(shí)；在采用位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，利用力法等獲得截面直桿的轉(zhuǎn)角位移方程；在力法與位移法講授完畢之后，超靜定結(jié)構(gòu)可根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)采取力法、位移法與混合法等方法進(jìn)行求解；矩陣位移法用到了兩端固定等截面直桿的轉(zhuǎn)角位移方程；結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中剛度系數(shù)與柔度系數(shù)可通過(guò)力法或位移法求得；求解超靜定結(jié)構(gòu)指定截面位移時(shí)，可采用位移法或圖乘法。這樣彎矩圖的繪制、力法、位移法、矩陣位移法和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)知識(shí)的整合，使整個(gè)結(jié)構(gòu)力學(xué)體系形成一個(gè)有機(jī)整體。

（三）形成反饋機(jī)制，提高教學(xué)水平

根據(jù)香農(nóng)傳播理論[4]，在信源和信宿之間存在著反饋通道，受者通過(guò)反饋通道將情況反饋給傳者，傳者根據(jù)反饋的情況重新設(shè)計(jì)或修改傳播內(nèi)容，使之更適合受者的需要，從而提高傳播效果。在教學(xué)過(guò)程中，反饋通道包括課外答疑、課后作業(yè)、習(xí)題討論和學(xué)習(xí)效果考核。課外答疑是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充和延伸[5]，通過(guò)課外答疑情況可以了解課堂教學(xué)過(guò)程中遺漏的、講述不清的內(nèi)容，及時(shí)解決由于講授方法不當(dāng)導(dǎo)致學(xué)生理解不足的問(wèn)題；課后作業(yè)是學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和對(duì)知識(shí)掌握情況的真實(shí)反映；習(xí)題討論是培養(yǎng)和提高學(xué)生分析能力、計(jì)算能力的有效手段。通過(guò)總結(jié)課外答疑、課后作業(yè)和習(xí)題討論中出現(xiàn)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生中普遍存在的問(wèn)題，幫助教師有的放矢地改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)水平?？己耸墙虒W(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是檢查教學(xué)效果、評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑之一。通過(guò)考核，能將教學(xué)過(guò)程中的各方面情況曝光，獲得教學(xué)反饋信息。正確利用教學(xué)過(guò)程中的反饋信息，不斷調(diào)整教師的教學(xué)手段與教學(xué)方法，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。

參考文獻(xiàn)：

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Teaching methods of structural mechanics

LI Guo-hua, LUO Jian, DONG Jun, QI Cheng-zhi

(School of Civil and Transportation Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beinjing 100044, P. R. China)

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Abstract：

結(jié)構(gòu)力學(xué)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)力學(xué)；教學(xué)方式；教學(xué)優(yōu)化

【Abstract】The treatise expound some problems which exits in structural mechanics course.By comparing the status of structural mechanics teaching reform at home and abroad，and combine with the learning characteristics of students，analyzing the teaching content and teaching method in connection with these problems.In order to improve the interest in structural mechanics of students and deepen the rational understanding of this course，this paper make a suggestion from different aspects to optimize teaching，by way of optimizing teaching content，taking advantage of education resources and strengthening practical teaching.

【Key words】Structure mechanics；Teaching methods；Optimizing teaching

1 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)改革的目標(biāo)

目前，許多的二、三類本科院校正在過(guò)渡為應(yīng)用型本科，將培養(yǎng)重點(diǎn)放在教育出具有實(shí)踐操作能力的應(yīng)用型人才。因此要達(dá)到該目標(biāo)的重要舉措之一就是進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的改革。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)土建類人才的要求越來(lái)越高。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的飛速發(fā)展，無(wú)論房屋還是橋梁的結(jié)構(gòu)形式都日趨復(fù)雜，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與有限元分析已成為工程實(shí)踐中必不可少的應(yīng)用手段。在以往的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，過(guò)度強(qiáng)調(diào)學(xué)生計(jì)算能力的培養(yǎng)方式已不能滿足用人單位的需求。特別對(duì)于獨(dú)立院校的學(xué)生，畢業(yè)后進(jìn)入生產(chǎn)一線的比重很大，部分學(xué)生認(rèn)為結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)無(wú)益于今后的工作，導(dǎo)致對(duì)著門課程興趣不大、輕視了對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)，致使學(xué)生缺乏在解決實(shí)際工程中相關(guān)結(jié)構(gòu)問(wèn)題的能力。因此，在許多以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才的獨(dú)立院校中，如何將以理論授課為核心的《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，探索一條符合時(shí)代需求的教學(xué)實(shí)踐化改革道路，已成為我們必須要思考的問(wèn)題。

2 結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

目前在許多院校中，學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)不夠重視，同時(shí)教學(xué)也存在著一些不足和欠缺，造成了結(jié)構(gòu)力學(xué)成為土木工程專業(yè)最難學(xué)的基礎(chǔ)課之一，主要體現(xiàn)在以下方面：

2.1 教學(xué)模式單一與創(chuàng)新意識(shí)脫節(jié)

結(jié)構(gòu)力學(xué)基本教學(xué)模式都是以板書和教科書結(jié)合為主要授課方式，并采取口授形式進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)課堂枯燥單調(diào)，表述形式太過(guò)于抽象，公式推導(dǎo)繁瑣、機(jī)械工作化較多，教學(xué)效率低下[1]。可以適當(dāng)增加多媒體或軟件教學(xué)可大大提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和開(kāi)拓創(chuàng)新思維能力。

2.2 內(nèi)容抽象、復(fù)雜

結(jié)構(gòu)力學(xué)研究計(jì)算的是結(jié)構(gòu)在各種效應(yīng)作用下的響應(yīng)，包括內(nèi)力的計(jì)算及位移的計(jì)算。由于內(nèi)力看不見(jiàn)，摸不著，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中缺乏感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)生很容易將內(nèi)力等概念混淆，造成對(duì)知識(shí)點(diǎn)的模糊。

2.3 缺乏教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)

由于結(jié)構(gòu)力學(xué)的理論性非常強(qiáng)，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，教學(xué)過(guò)程以理論講解作為重點(diǎn)，實(shí)踐環(huán)節(jié)缺失。學(xué)生在完成結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)后，縱使掌握了對(duì)靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法，也不知如何在工程實(shí)踐中應(yīng)用。

3 結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革探討

3.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)習(xí)興趣

結(jié)構(gòu)力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要研究桿系結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，具有內(nèi)容較多，理論性強(qiáng)，概念較為抽象，解決問(wèn)題的思路多樣化等特點(diǎn)。這就造成學(xué)生在接觸到這門課程時(shí)容易產(chǎn)生畏難情緒，再者由于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中沒(méi)有明確的目的性，“怎樣去學(xué)習(xí)”、“知識(shí)點(diǎn)該如何運(yùn)用”、“如何分析力學(xué)模型”等問(wèn)題普遍存在。根據(jù)這一情況，在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教授過(guò)程中，可以將實(shí)際工程案例引入到教學(xué)中來(lái)，授課教師可以對(duì)課堂上講授的每一個(gè)章節(jié)、每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都能夠找出相對(duì)應(yīng)的工程應(yīng)用案例，針對(duì)實(shí)際工程案例，授課教師應(yīng)著重講述本章學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際案例之間的緊密聯(lián)系，例如在講授受彎構(gòu)件時(shí)，如何將建筑中的梁、荷載、支座簡(jiǎn)化為力學(xué)模型來(lái)進(jìn)行受力分析，利于學(xué)生在思考問(wèn)題時(shí)可以結(jié)合實(shí)際，將抽象的概念具象化。通過(guò)這種方式，潛移默化地讓學(xué)生意識(shí)到結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)解決工程實(shí)際內(nèi)容起著至關(guān)重要的作用。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)思維，提升優(yōu)化結(jié)構(gòu)的能力

隨著建筑材料的復(fù)雜化，結(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜化，實(shí)際工程中，能通過(guò)人們手算的例子變得少之又少，取而代之的是高性能計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，然而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并不是一味的強(qiáng)調(diào)運(yùn)算的準(zhǔn)確性與高效性，更多強(qiáng)調(diào)如何將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，如何在眾多結(jié)構(gòu)中選出最合理的結(jié)構(gòu)，這才是工程人員的價(jià)值所在。在實(shí)際工程中，利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與力學(xué)概念分析，確保在施工過(guò)程中不出現(xiàn)安全事故，保證施工順利有效進(jìn)行[2]。因此，除了在課堂上培養(yǎng)學(xué)生解題的相關(guān)思路，還要增強(qiáng)他們?cè)谏钪械牧W(xué)思維，即構(gòu)建“力學(xué)模型”的思維?！傲W(xué)模型”是連接理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的紐帶，將課堂的知識(shí)帶到課外實(shí)際運(yùn)用中，才是教學(xué)的目的。因此，教師在教學(xué)中除了傳授基本概念和解題方法，還應(yīng)該把教學(xué)重點(diǎn)放在如何構(gòu)建力學(xué)模型上，將復(fù)雜的工程問(wèn)題精簡(jiǎn)為力學(xué)模型進(jìn)行分析，從構(gòu)件尺寸的特點(diǎn)、材料的特點(diǎn)，約束的特點(diǎn)，荷載形式的特點(diǎn)等方面，逐步引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為習(xí)題中常見(jiàn)的模型，最后向?qū)W生們提出問(wèn)題，如對(duì)于要在不改變材料的前提下提高構(gòu)件的強(qiáng)度可以從哪些方面著手？怎么樣將結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化？這些都需要通過(guò)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中獲得的專業(yè)知識(shí)經(jīng)過(guò)計(jì)算解決，久而久之便使他們養(yǎng)成了抽象概括的能力，加強(qiáng)了對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。

3.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提升實(shí)驗(yàn)效果

結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生接觸到的都是平面問(wèn)題，面對(duì)死板的內(nèi)容，較多的提高的是學(xué)生的解題能力。可是在工程中設(shè)計(jì)人員所要設(shè)計(jì)的是三維的實(shí)體模型，這就要求學(xué)生能從課堂中的二維結(jié)構(gòu)過(guò)渡到實(shí)際工程中的三維建筑，從紙面上的計(jì)算應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去，所以針對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)這類內(nèi)容抽象，理論性較強(qiáng)的學(xué)科，在培養(yǎng)基本知識(shí)的靈活應(yīng)用的基礎(chǔ)上，還需要有對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)安排，深化學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)組成的認(rèn)識(shí)[3]。同時(shí)，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽及計(jì)算機(jī)仿真模擬大賽有機(jī)的結(jié)合在一起。任課老師在教授完課程內(nèi)容以后，可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽的比賽模式出題?？紤]到學(xué)生們的完成能力，讓學(xué)生分組合作自行設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)形式，運(yùn)用有限元軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)的承載能力，實(shí)現(xiàn)將實(shí)際問(wèn)題放到電腦里處理；同時(shí)任課教師根據(jù)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的模型樣式以及運(yùn)行結(jié)果與同學(xué)們討論，優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，選定最優(yōu)的幾種方案，再以紙、木、竹為材料進(jìn)行實(shí)體模型制作，并通過(guò)加載儀器進(jìn)行加載。校核學(xué)生自己動(dòng)手做出的結(jié)構(gòu)是否滿足要求，實(shí)現(xiàn)將電腦或手工計(jì)算的結(jié)果落實(shí)到應(yīng)用中去。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程進(jìn)行上述內(nèi)容的改革與實(shí)踐，開(kāi)闊了教師的視野，拓展了教師的思維，使教師在教授課程中不僅僅局限于書本，而是引用工程實(shí)例，真正做到從實(shí)際中來(lái)，進(jìn)書本中學(xué)，再到實(shí)際中去的螺旋式上升的教育理念。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)理論授課的同時(shí)，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽與虛擬軟件模擬仿真的有機(jī)融合，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。以上是筆者根據(jù)在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題，提出了對(duì)課程教學(xué)改革的一些膚淺的看法，希望能結(jié)構(gòu)力學(xué)這門課程教學(xué)質(zhì)量的提高有所幫助。

【參考文獻(xiàn)】

[1]耿翠珍.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)改革初探[J].浙江樹(shù)人大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，3：44-48.

結(jié)構(gòu)力學(xué)范文第3篇

【關(guān)鍵詞】ANSYS；結(jié)構(gòu)力學(xué)；三鉸拱；內(nèi)力圖

0 引言

結(jié)構(gòu)力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)分支，它主要研究工程結(jié)構(gòu)受力和傳力的規(guī)律，以及如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的學(xué)科。主要研究結(jié)構(gòu)在各種效應(yīng)(外力，溫度效應(yīng)，施工誤差及支座變形等)作用下的響應(yīng)，包括內(nèi)力（軸力，剪力，彎矩，扭矩）的計(jì)算等，它為學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、隧道等專業(yè)課程提供了必要的基本理論和計(jì)算方法。結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)關(guān)鍵是內(nèi)力圖的繪制，而正確繪制靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖是分析超靜定結(jié)構(gòu)以及位移計(jì)算的基礎(chǔ)。ANSYS作為大型通用有限元軟件，在世界范圍內(nèi)擁有著大量用戶，其精度之高足以滿足工程要求，并且ANSYS的可視化窗口及交互式操作，使其成為眾多有限元分析軟件中最容易學(xué)習(xí)的一種。鑒于此，本文基于ANSYS平臺(tái)來(lái)繪制結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過(guò)程中的三鉸拱的內(nèi)力圖。

1 三鉸拱內(nèi)力的理論解

拱是桿軸線為曲線并且在豎向荷載作用下會(huì)產(chǎn)生水力的結(jié)構(gòu)。拱與梁的區(qū)別不僅在于桿軸線的曲直，更重要的是由于拱推力的存在，拱結(jié)構(gòu)更能夠充分發(fā)揮材料的特性。

三鉸拱是由兩根曲桿與地基之間按三剛片規(guī)則組成的靜定結(jié)構(gòu)。其內(nèi)力（圖1.1）的計(jì)算可等價(jià)為相應(yīng)簡(jiǎn)支梁（圖1.2）的內(nèi)力計(jì)算。

圖1.1三鉸拱在豎向荷載作用下任意截面 處的內(nèi)力分析

圖1.2等效為相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的受力分析

用先整體后隔離的方法，很容易能夠得出三鉸拱在豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算公式，如下：

式中： , 分別為等效簡(jiǎn)支梁任意截面 處的彎矩和剪力；

為水力，。 為拱高， 相應(yīng)簡(jiǎn)支梁上與拱的中間鉸處對(duì)應(yīng)的截面 處的彎矩。

2 基于ANSYS平臺(tái)繪制三鉸拱內(nèi)力圖的原理

在ANSYS中對(duì)梁?jiǎn)卧┘雍奢d只能夠施加在有限元上，而對(duì)于曲梁（三鉸拱）的處理是劃分適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃曲為直，用加載斜梁荷載的方法對(duì)三鉸拱施加荷載。圖2.1是加載斜梁的原理。

圖2.1斜梁加載等效荷載

用力的分解原理很容易可導(dǎo)出等效荷載大小的計(jì)算公式，如下：

式中： 為斜梁所受豎向均布荷載； 為其等效荷載； , 分別為所分解的沿斜梁方向和垂直于斜梁方向的力。

3 實(shí)例分析

試?yán)L制圖2.2所示三鉸拱的內(nèi)力圖。若采用手算，則須將拱等分為8份，然后對(duì)每個(gè)截面依次用 進(jìn)行計(jì)算，這樣計(jì)算量無(wú)疑是很大的，不適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)。若基于ANSYS平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算，則選取BEAM3二維梁?jiǎn)卧⒂邢拊Ｐ停▓D2.3），將模型劃分足夠細(xì)后即劃曲為直可用 公式加載。然后進(jìn)入后處理器，運(yùn)行“PLLS,MI,MJ,-1”和“PLLS,QI,QJ,-1”命令即可方便快捷地得出彎矩及剪力圖（圖2.4）。

圖2.2三鉸拱分析實(shí)例

圖2.3有限元模型

圖2.4彎矩圖（單位kN•m）及剪力圖（單位kN）

4 幾點(diǎn)說(shuō)明

1、該結(jié)構(gòu)模型出自文獻(xiàn)[1]，且以ANSYS為平臺(tái)的分析結(jié)果和文獻(xiàn)[1]給出的結(jié)構(gòu)完全一致，這說(shuō)明了該方法的準(zhǔn)確性，也說(shuō)明了ANSYS作為大型通用有限元軟件在分析問(wèn)題上的準(zhǔn)確性。

2、在ANSYS中關(guān)于鉸接的處理需用到CP命令，詳情請(qǐng)參見(jiàn)ANSYS幫助文件。

3、在ANSYS中關(guān)于曲梁的加載需將荷載等效到沿曲梁軸線分布，然后將其再分解為徑向和切向兩部分分別施加，也可化曲為直即把網(wǎng)格劃分足夠密。

4、若ANSYS所繪制內(nèi)力圖方向與文獻(xiàn)[1]的方向相反，則需把比例因子選項(xiàng)修改為-1。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文基于ANSYS平臺(tái)方便快捷地繪制出了結(jié)構(gòu)力學(xué)中三鉸拱結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖，省去了用手算時(shí)的大量計(jì)算，且得出了精確解。通過(guò)ANSYS在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中的運(yùn)用，能夠引起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣以及運(yùn)用ANSYS軟件分析結(jié)構(gòu)的好奇，無(wú)論是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)還是對(duì)學(xué)生后續(xù)的有限元課程學(xué)習(xí)都大有裨益。同時(shí)，本文的結(jié)構(gòu)模型都是從實(shí)際工程中簡(jiǎn)化而來(lái)，這種思想對(duì)于分析其他結(jié)構(gòu)也有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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[3] 徐永安，王樹(shù)真. 三鉸拱結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算程序[J]. 焦作礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1991（4）：42-46.

[4] 胡曦，唐忠平. 三鉸拱內(nèi)力計(jì)算的Excel解法[J]. 浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（10）：41-43.

結(jié)構(gòu)力學(xué)范文第4篇

關(guān)鍵詞：懸索結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力；穩(wěn)定性；

1引言

懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括選擇合理的結(jié)構(gòu)形式及與之相匹配的預(yù)應(yīng)力分布，結(jié)構(gòu)的幾何形式因工程的需要基本確定，而我們知道一個(gè)受力合理的懸索結(jié)構(gòu)它的結(jié)構(gòu)形式與預(yù)應(yīng)力分布是相匹配的。這樣，在結(jié)構(gòu)幾何形式一定的情況下，合理的設(shè)置預(yù)應(yīng)力大小成為懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的關(guān)鍵所在。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)懸索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析及理論研究較多，如沈世釗[1]對(duì)懸索結(jié)構(gòu)的形式、解析計(jì)算方法及有限元分析等進(jìn)行了精湛的研究， Schek ,H.J.、 Barnes,M.R. 、Haber,R.B. and Abel,J.F.[2]等人對(duì)懸索結(jié)構(gòu)的初始形態(tài)分析也進(jìn)行了深入研究，還有很多專家對(duì)懸索結(jié)構(gòu)也做了相關(guān)的分析研究?？梢哉f(shuō)，懸索結(jié)構(gòu)的理論研究達(dá)到了一定的高度。但對(duì)于實(shí)際工程，設(shè)計(jì)者、施工人員往往盡可能的增大索體的預(yù)應(yīng)力，以滿足結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能指標(biāo)。然而，經(jīng)計(jì)算與試驗(yàn)分析表明，較大的預(yù)應(yīng)力不僅增加了構(gòu)件的內(nèi)力，而且結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性卻隨著預(yù)應(yīng)力的施加變得復(fù)雜多樣化。因此，能夠合理的設(shè)計(jì)出預(yù)應(yīng)力大小對(duì)懸索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析起著至關(guān)重要的作用。

力學(xué)性能試驗(yàn)分析

試驗(yàn)過(guò)程及分析

為了明確預(yù)應(yīng)力大小對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響，我們從兩方面內(nèi)容進(jìn)行研究，一是結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移，另一個(gè)是結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。

懸索避難帳篷張拉試驗(yàn)采用三組腳手架組成結(jié)構(gòu)的支撐體系，通過(guò)橫向與斜方向索體的張拉將其穩(wěn)固與地面，橫向與縱向的跨度尺寸可根據(jù)需要自行確定。在本次試驗(yàn)中，縱向跨度為5m，橫向腳手架底部之間跨度2m，腳手架底部與索基礎(chǔ)之間跨度3.4m，此懸索結(jié)構(gòu)以獲得實(shí)用新型專利授權(quán)[4]，具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

（a）（b）

圖1 張拉試驗(yàn)

試驗(yàn)中，我們可以通過(guò)控制索的伸長(zhǎng)量來(lái)改變索體中的預(yù)應(yīng)力大小。索的伸長(zhǎng)量由緊線器控制，通過(guò)緊線器的螺母調(diào)節(jié)可以任意的改變索的伸長(zhǎng)量，進(jìn)而有效的控制索體中的預(yù)應(yīng)力大小。索體中預(yù)應(yīng)力大小與索的伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系為：。

表1-1 索材料參數(shù)

材料 質(zhì)量密度 彈性模量 泊松比 線膨脹系數(shù)

索 78.5 0.3

試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)中，對(duì)索分別施加1kN~50kN大小不等的預(yù)應(yīng)力，分別記錄不同預(yù)應(yīng)力作用下節(jié)點(diǎn)的位移及構(gòu)件的內(nèi)力。結(jié)果顯示，支柱的內(nèi)力隨著預(yù)應(yīng)力的增大而增大，其分析結(jié)果如圖2所示。而頂部節(jié)點(diǎn)的位移并未隨著預(yù)應(yīng)力的增大成線性變化，在節(jié)點(diǎn)位移與預(yù)應(yīng)力大小的變化曲線中出現(xiàn)了拐點(diǎn)，結(jié)構(gòu)在先期表現(xiàn)出隨著預(yù)應(yīng)力的增大節(jié)點(diǎn)的位移逐漸減小，后期隨著預(yù)應(yīng)力的增大節(jié)點(diǎn)的位移也逐漸增大。以頂部節(jié)點(diǎn)J1為例，其位移變化曲線如圖3所示。

圖2預(yù)應(yīng)力大小對(duì)支柱軸力的影響圖3預(yù)應(yīng)力大小對(duì)節(jié)點(diǎn)位移的影響

有限元模擬分析

在sap2000中我們可以通過(guò)施加溫度荷載的方法來(lái)模擬索中的預(yù)應(yīng)力[3]。我們知道桿件的彈性模量E和應(yīng)變比有如下關(guān)系：（1）

其中 ；（2）

； （3）

聯(lián)立上述公式：（4）

式中，為索的預(yù)應(yīng)力；為應(yīng)變比；為索的彈性模量；、分別為索的伸長(zhǎng)量及原長(zhǎng)；為溫度變化。

為便于與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，我們同樣對(duì)索施加1kN~50kN大小不等的預(yù)應(yīng)力，以5kN為例，結(jié)構(gòu)的變形圖及柱的受壓內(nèi)力圖如圖4、5所示。

圖4結(jié)構(gòu)變形圖 圖5 結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖

試驗(yàn)分析與模擬結(jié)果對(duì)比分析

將上述的實(shí)驗(yàn)分析與模擬分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，在相等的設(shè)計(jì)參數(shù)下，對(duì)比結(jié)構(gòu)中頂部節(jié)點(diǎn)的位移，分析結(jié)果如圖6所示。分析表明，無(wú)論試驗(yàn)分析還是模擬計(jì)算分析，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移并未隨著預(yù)應(yīng)力的增大而減小，而是隨著預(yù)應(yīng)力的增大，節(jié)點(diǎn)的位移曲線表現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)。這是由于先期預(yù)應(yīng)力較小時(shí)，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出很強(qiáng)的非線性，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的位移較大。隨著預(yù)應(yīng)力的增大，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并沒(méi)有提高反而更差，這是由于增大的預(yù)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)的整體剛度不相匹配造成的。圖6顯示試驗(yàn)分析與模擬計(jì)算分析的位移曲線走勢(shì)基本吻合。

（a）（b）

（c）（d）

圖6預(yù)應(yīng)力分布對(duì)節(jié)點(diǎn)位移的影響

5結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)工程實(shí)例―大跨度懸索避難帳篷進(jìn)行了靜力性能計(jì)算分析與試驗(yàn)分析，并總結(jié)出下列相關(guān)結(jié)論：

（1）懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并不是索的預(yù)應(yīng)力越大，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越好，即合理的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)形式相匹配的預(yù)應(yīng)力大小成為懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的關(guān)鍵所在。因此，懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要準(zhǔn)確的計(jì)算出合理的預(yù)應(yīng)力分布。

（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力隨著預(yù)應(yīng)力的增大而增大。因此，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要同時(shí)考慮構(gòu)件的受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求，達(dá)到最合理的結(jié)構(gòu)形式。

6參考文獻(xiàn)

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結(jié)構(gòu)力學(xué)范文第5篇

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)力學(xué)；土木工程學(xué)科；多媒體教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：付果（1979-），男，湖南株洲人，長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，講師；彭旭龍（1983-），女，湖南湘鄉(xiāng)人，長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院，講師。（湖南 長(zhǎng)沙 410114）

基金項(xiàng)目：本文系長(zhǎng)沙理工大學(xué)教研教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：CN1204）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）10-0088-02

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”是土木工程學(xué)科主要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，其教學(xué)目的是使學(xué)生掌握桿件體系內(nèi)力與位移計(jì)算的基本原理，了解各類結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)，培養(yǎng)他們結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算的能力，并為其以后學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程、進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及科學(xué)研究打下基礎(chǔ)，因此“結(jié)構(gòu)力學(xué)”在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中占有重要地位?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)土木類人才的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程面臨著學(xué)時(shí)減少，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、對(duì)學(xué)習(xí)該課程不夠重視，致使學(xué)生在工程實(shí)踐中提出力學(xué)問(wèn)題及應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力和素質(zhì)明顯不足。針對(duì)這些實(shí)際情況，從以下幾個(gè)方面對(duì)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)進(jìn)行改革。

一、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

1.刪除與其他課程重復(fù)交叉的內(nèi)容

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”在專業(yè)課與基礎(chǔ)課之間起著承上啟下的作用。隨著新型學(xué)科的發(fā)展，本科生實(shí)踐環(huán)節(jié)和開(kāi)設(shè)的課程越來(lái)越多，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”的學(xué)時(shí)在不斷減少。建議在“理論力學(xué)”中已經(jīng)學(xué)過(guò)的內(nèi)容，如桁架桿的內(nèi)力計(jì)算，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”沒(méi)有必要再重復(fù)講授。在“材料力學(xué)”中學(xué)過(guò)了靜定梁靜定剛架的內(nèi)力圖做法，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”只需簡(jiǎn)單帶過(guò)，側(cè)重下不同點(diǎn)。矩陣位移法這一章一般沒(méi)有足夠的課時(shí)展開(kāi)來(lái)講，而這一章的內(nèi)容在后續(xù)課程有限單元法中有詳細(xì)的介紹，在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容中刪除不影響與其他知識(shí)的銜接，因此可以刪除不講。[1]同時(shí)，為了適應(yīng)新形勢(shì)下土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，需要增加一些新的內(nèi)容，比如結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算這一章，在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”72學(xué)時(shí)的課程設(shè)置中是不作為必講內(nèi)容的，但是動(dòng)力計(jì)算是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)計(jì)算中不可或缺的重要部分，也是多數(shù)院?？佳斜乜嫉囊徽?，因此應(yīng)作為重點(diǎn)講授內(nèi)容。

2.增加實(shí)踐環(huán)節(jié)

在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”這門課里學(xué)到了多種結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力和位移計(jì)算方法，在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)可以增加相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)采用課程設(shè)計(jì)或是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的方式，在實(shí)驗(yàn)室提供的材料與制作工具的情形下，讓學(xué)生自由分組做一個(gè)同跨度同高度的房屋結(jié)構(gòu)模型或是橋梁模型等，實(shí)驗(yàn)并計(jì)算模型的承載力和位移。通過(guò)實(shí)測(cè)載重比與位移的方式考核各種模型結(jié)構(gòu)的得分，并折算到學(xué)生的“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程綜合成績(jī)中。這樣的實(shí)踐練習(xí)可以使學(xué)生更為深刻地理解實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)以及理論計(jì)算與實(shí)際的差別，培養(yǎng)并提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、分析與解決問(wèn)題能力、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，其結(jié)構(gòu)力學(xué)綜合測(cè)評(píng)成績(jī)也能全面反映該學(xué)生的綜合素質(zhì)，并能進(jìn)一步突出結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)用于工程實(shí)踐的重要性。

總之，教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整在于適用土木工程專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)的需要，長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木工程卓越班的“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容就已和理論力學(xué)、材料力學(xué)及彈性力學(xué)有機(jī)結(jié)合，調(diào)整了四門課教學(xué)計(jì)劃與大綱，將四門課合為一門大工程力學(xué)課分兩個(gè)學(xué)期來(lái)講授，這樣減少了重復(fù)教學(xué)環(huán)節(jié)，壓縮了四門課的總課時(shí)，但四門課的教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有減少，壓縮的課時(shí)用于學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)。結(jié)果證明這樣教學(xué)方式的效果良好。

二、改進(jìn)教學(xué)手段

1.發(fā)揮多媒體教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程中所講授的每一種結(jié)構(gòu)類型都可以在實(shí)際的工程中找到，因此，在講解每一種結(jié)構(gòu)類型之前，可以充分發(fā)揮多媒體教學(xué)方便、直觀、生動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。搜集國(guó)內(nèi)外屬于此種結(jié)構(gòu)類型的著名結(jié)構(gòu)圖片或常見(jiàn)結(jié)構(gòu)照片，并對(duì)該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)背景或設(shè)計(jì)者加以簡(jiǎn)單介紹，使學(xué)生對(duì)該種結(jié)構(gòu)形式有直觀的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，講到靜定桁架這一章時(shí)，筆者介紹了1957年建成的武漢長(zhǎng)江大橋和2012年湖南省剛建成通車的矮寨大橋，對(duì)這一遠(yuǎn)一近的橋梁作一個(gè)簡(jiǎn)單扼要的介紹，同學(xué)對(duì)這一種結(jié)構(gòu)類型有了親近感和親切感。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)也是現(xiàn)代教學(xué)手段的有效補(bǔ)充，教師可以將結(jié)構(gòu)力學(xué)教案、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、PPT課件、教學(xué)視頻等教學(xué)資源掛靠在課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，供學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)或自學(xué)參考，也可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中布置修改作業(yè)、問(wèn)卷調(diào)查、交流課程學(xué)習(xí)心得體會(huì)等，并在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上針對(duì)學(xué)生提出的各種問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行答疑。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)增加了師生互動(dòng)機(jī)會(huì)，并減少課堂作業(yè)講解所占用的時(shí)間，提高課堂利用效率，更好地滿足了學(xué)生的求知欲，豐富了結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)途徑。

2.重視多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)的有效結(jié)合

多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)各有優(yōu)缺點(diǎn)。多媒體教學(xué)可以為學(xué)生提供集圖片、動(dòng)畫、文字和聲音于一體的教學(xué)信息，但單一采用多媒體教學(xué)的缺點(diǎn)是教師容易成為課件的播放員，缺少生動(dòng)形象的身體語(yǔ)言；學(xué)生則容易成為課件刻錄員，上課不聽(tīng)講或跟不上課件放映節(jié)奏，只有課后拷貝課件，形成消極的學(xué)習(xí)態(tài)度與方法。而傳統(tǒng)的板書教學(xué)缺點(diǎn)在于表現(xiàn)形式過(guò)于單一，教學(xué)內(nèi)容與效率偏低。因此，在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)中，要努力利用每種教學(xué)手段的優(yōu)點(diǎn)，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短、互為補(bǔ)充。對(duì)于“結(jié)構(gòu)力學(xué)”章節(jié)中引入一些實(shí)際工程結(jié)構(gòu)圖片、[2]移動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)部分各種振型的演示等利用多媒體可以做到清晰快捷，并能給學(xué)生留下深刻映像，同時(shí)增加了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。但是，章節(jié)中有計(jì)算和公式推導(dǎo)時(shí)，如位移計(jì)算中的圖乘公式、位移法的轉(zhuǎn)角位移公式推導(dǎo)等建議采用黑板板書形式。教師只有通過(guò)口頭講解配合黑板板書，逐步講解推導(dǎo)過(guò)程并隨時(shí)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流，才能使學(xué)生在思維上和速度上跟上節(jié)奏，也能使學(xué)生和老師間產(chǎn)生教學(xué)良性互動(dòng)，學(xué)生會(huì)感覺(jué)到老師備課充分、講課自信。如果全部采用多媒體，師生互動(dòng)少，學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)心理。總之，只有合理利用多媒體和黑板板書，課堂才能真正地生動(dòng)形象起來(lái)，學(xué)生才能真正成為教學(xué)的主體，積極參與到教學(xué)中來(lái)。因此，在教學(xué)手段上有必要將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)板書相結(jié)合，各取所長(zhǎng)，以便提高“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)效果。

三、改進(jìn)教學(xué)方法

1.啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)采用傳統(tǒng)的單向灌輸方式，這不利于學(xué)生智慧火花的閃現(xiàn)和創(chuàng)造性思維的形成，因此有必要改進(jìn)教學(xué)方法，更多地采用啟發(fā)式教學(xué)，這是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)現(xiàn)大學(xué)生素質(zhì)教育的根本。啟發(fā)式教學(xué)是要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用各種思維意識(shí)，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、作出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、得出理性認(rèn)識(shí)上的結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)真理、獲取知識(shí)的能力。[3]啟發(fā)式教學(xué)需要教師根據(jù)每堂課的知識(shí)重點(diǎn)和內(nèi)在關(guān)系，圍繞“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中的關(guān)鍵性問(wèn)題，由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生自己去研究、實(shí)踐，主動(dòng)獲得知識(shí)，這就要求課堂上必須留給學(xué)生一定的思考時(shí)間。教師可以提出一些生活中的實(shí)例讓學(xué)生思考，如讓他們思考為什么古代的橋梁都是拱橋，為什么梁要正著放等等。學(xué)生先通過(guò)自己的思維得出一些感性認(rèn)識(shí)層面上的結(jié)論，再經(jīng)過(guò)對(duì)比各種結(jié)論的合理性，這樣進(jìn)一步得到的理性認(rèn)識(shí)會(huì)更深刻?？傊谡n堂上教師要多引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。[3]

2.理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

結(jié)構(gòu)力學(xué)理論來(lái)源于工程實(shí)踐又用于指導(dǎo)實(shí)際工程，只有與工程實(shí)踐相結(jié)合的結(jié)構(gòu)力學(xué)才是充滿生命力和趣味性的。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)與生活如此接近或者能夠利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題時(shí)，他們能獲得極大的自信與滿足感，而這種滿足感又進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索新領(lǐng)域的勇氣。這方面需要教師講課時(shí)不僅僅局限于課本知識(shí)，而要站在一個(gè)更高更廣闊的領(lǐng)域去講授“結(jié)構(gòu)力學(xué)”，盡可能多聯(lián)系工程實(shí)際，這就需要教師具有一定的工程經(jīng)驗(yàn)。[4]比如可以從歐洲古建筑、中國(guó)古趙州橋等實(shí)際工程讓學(xué)生去了解拱結(jié)構(gòu)；從輸電塔，桁架橋梁去體會(huì)桁架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；從汽車火車過(guò)橋的力學(xué)問(wèn)題引入移動(dòng)荷載及影響線概念；從力法、位移法、力矩分配法的發(fā)展歷史來(lái)講解這些方法出現(xiàn)的歷史因素及發(fā)展過(guò)程，對(duì)比各種方法計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的優(yōu)缺點(diǎn)，從而讓他們深刻地了解這些理論方法的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。這不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以讓學(xué)生建立起前后聯(lián)系的結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)框架，教學(xué)效果較好。此外，在學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”理論知識(shí)的同時(shí)，增加一些科研實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己理論聯(lián)系實(shí)際。如組織學(xué)生分組參加結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)大賽，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)去申請(qǐng)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，[5]在學(xué)科競(jìng)賽和科研實(shí)踐中加深對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”的興趣。

四、改革考試考核方式

考試是檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要途徑之一?！敖Y(jié)構(gòu)力學(xué)”當(dāng)前普遍采用的考核方式是閉卷考試，試卷一般來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)化的考試題庫(kù)，其基本題型包括填空、選擇、判斷、作圖、計(jì)算等。閉卷考試對(duì)學(xué)生的理論水平和應(yīng)試能力均有較高的要求?！敖Y(jié)構(gòu)力學(xué)”作為一門工程應(yīng)用型課程，其知識(shí)內(nèi)容直接或間接地涉及大量的工程實(shí)踐，一次期末考試往往不能客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)水平與實(shí)踐應(yīng)用能力，為此，學(xué)校正改革“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的考核方式。“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程考核已經(jīng)采用機(jī)試、筆試和平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的方式。機(jī)試在機(jī)房電腦上完成，主要測(cè)試題型為判斷題和選擇題，用于考查學(xué)生“結(jié)構(gòu)力學(xué)”基本概念的掌握程度，每位學(xué)生從機(jī)試題庫(kù)中隨機(jī)抽取20道題，答題完成后計(jì)算機(jī)自動(dòng)算這部分成績(jī)，并占綜合成績(jī)的20%。筆試題型為計(jì)算題和作圖題，主要考查學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法解決問(wèn)題的能力，成績(jī)占總成績(jī)的60%。平時(shí)成績(jī)占20%，主要考查學(xué)生平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)習(xí)情況等?？傊?，考試考核方式改革的趨勢(shì)是將期末一次性閉卷考試與機(jī)試、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、隨堂練習(xí)、課程作業(yè)、開(kāi)卷考試等多種方式結(jié)合起來(lái)，用以彌補(bǔ)單一閉卷考試的不足。

五、結(jié)語(yǔ)

新形勢(shì)下優(yōu)化“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，改進(jìn)教學(xué)手段，發(fā)揮多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)教學(xué)方法，理論聯(lián)系實(shí)際并采用啟發(fā)式教學(xué)，同時(shí)改進(jìn)考試考核方法。這些措施提高了“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維等綜合素質(zhì)，學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高。結(jié)構(gòu)力學(xué)教改后，學(xué)校學(xué)生在2012年湖南省第一屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽中包攬了前三名。

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