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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、方法技巧性要求高等特點。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)生從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，是結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過程亟待解決的問題。文章根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的特點，從教學(xué)理念、教學(xué)手段、教學(xué)方法3個方面展開論述，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)對結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)理念有最基本的定位，通過多樣化的教學(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：TU311；G642.4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：

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)，而且對今后的工作也具有深遠影響。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)知識的一門課程。由于該課程內(nèi)容多、綜合性與邏輯性強、方法技巧要求高，學(xué)生真正掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)知識比較困難。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、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力是結(jié)構(gòu)力學(xué)授課過程中亟待解決的問題。筆者從教學(xué)理念、教學(xué)手段和教學(xué)方法3個方面探討了提高結(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)知識融會貫通，必須掌握基本概念、基本理論與基本計算方法?；A(chǔ)知識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)過程中，對基本概念和基本理論要講清楚，講透徹，讓學(xué)生理解這些計算方法、計算理論，掌握分析過程中每一步求解過程的物理含義。只有掌握了力學(xué)知識和規(guī)律，學(xué)會舉一反三，才能到達活學(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)代高等教育的一個重要特征。在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)將知識傳授與能力培養(yǎng)融于一體。不僅要幫助學(xué)生打好扎實的理論基礎(chǔ)，更要注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，包括自主學(xué)習(xí)能力、分析與運用知識的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。自主學(xué)習(xí)能力包括對經(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

計算結(jié)果進行定量校核或定性判斷的能力[1]，以及利用學(xué)習(xí)資源進行自主學(xué)習(xí)的能力；分析與運用知識的能力主要是指在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、對知識靈活運用和解決綜合性問題的能力，包括對各種計算方法的掌握，對不同結(jié)構(gòu)選用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行計算的能力；創(chuàng)新能力指對復(fù)雜問題的分析與求解能力，以及將理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，對實際工程問題進行抽象、分析、對比的能力。

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

與其他基礎(chǔ)力學(xué)類課程相比，結(jié)構(gòu)力學(xué)與工程實際的結(jié)合更加緊密，結(jié)構(gòu)力學(xué)知識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踐密切聯(lián)系。

在教學(xué)過程中，應(yīng)盡可能地將理論知識與實際工程項目結(jié)合起來，及時地向?qū)W生介紹結(jié)構(gòu)力學(xué)知識在實際工程中的應(yīng)用，充分調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們的工程意識、解決工程問題的能力與實際動手能力。例如：在拱類結(jié)構(gòu)的計算時，可以和實際工程中的拱橋結(jié)構(gòu)進行對照；在桁架結(jié)構(gòu)分析時，可以與單層工業(yè)廠房的桁架屋頂?shù)辱旒荏w系進行對比分析；計算超靜定多層多跨框架結(jié)構(gòu)時，將多高層結(jié)構(gòu)作為工程背景。通過工程實例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用意識、主動認(rèn)知能力和實踐創(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)中能及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒、對教學(xué)內(nèi)容的理解程度以及解決遇到的問題，能根據(jù)實際情況及時采取對策，控制授課節(jié)奏，使學(xué)生與教師的思維同步，達到提高教學(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，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)公式過程繁瑣，重復(fù)性、機械性工作較多，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：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)課時少的一種有效途徑。但是，如果多媒體教學(xué)方法運用不當(dāng)，會產(chǎn)生相反的作用：信息量過多會導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生迷航現(xiàn)象，學(xué)習(xí)失去重點，無所適從，只能順應(yīng)教師的思維，被動接受，知識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員，缺乏激情，影響教學(xué)效果。

在教學(xué)過程中，多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢互補是激發(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)過程中實現(xiàn)兩種教學(xué)方法的有機結(jié)合，不僅可以發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，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)生重點理解和重點掌握的知識點、典型例題的求解過程、綜合結(jié)構(gòu)的分析過程等應(yīng)盡量采用板書的形式，讓學(xué)生對所講的知識充分理解，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

（二）積極開展并組織課外力學(xué)實踐活動

學(xué)生能力的培養(yǎng)，以及知識的內(nèi)化僅靠課堂講授是不夠的，需要搭建一個理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合的平臺來促進學(xué)生對知識的掌握，這個平臺就是課外實踐活動。通過這個平臺，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，加深學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)課程內(nèi)容的理解，強化學(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)承載力大賽以及國家結(jié)構(gòu)力學(xué)大賽。比賽過程中，學(xué)生的積極性非常高，自己設(shè)計制作結(jié)構(gòu)模型、建立分析模型，形成最后分析結(jié)果，并通過實驗驗證模型與力學(xué)分析過程的正確性。通過這些課外活動增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與自主學(xué)習(xí)的能力，對開闊學(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，加強他們計算能力、分析能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在實際教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況，分層次教學(xué)。筆者在教學(xué)過程中將課程內(nèi)容劃分為3個層次：第一個層次是基本知識層次，這個部分的內(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、基本求解過程；課堂中學(xué)生應(yīng)夠理解結(jié)構(gòu)的求解過程的物理含義，并能正確求解力學(xué)問題。第二個層次為提高分析能力層次，主要是培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。授課過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，把對問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”，也同時授人以“漁”，在課堂中訓(xùn)練學(xué)生把握、分析、處理問題的能力，使學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。這部分教學(xué)內(nèi)容要求大部分學(xué)生掌握即可。第三個層次為綜合應(yīng)用層次，這部分內(nèi)容主要是通過課后布置綜合應(yīng)用題和習(xí)題課來培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，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，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)知識體系

結(jié)構(gòu)力學(xué)概念多、內(nèi)容多、知識點零散，學(xué)生學(xué)了后面的知識忘了以前所學(xué)的知識，學(xué)習(xí)不能形成有效的系統(tǒng)的整體。學(xué)生在面對綜合性問題時，總是一籌莫展，不知如何分析，如何求解。針對這個現(xiàn)象，教師在講授課程時，應(yīng)注意前后知識的連貫性，要善于引導(dǎo)學(xué)生利用先導(dǎo)內(nèi)容中建立起來的知識結(jié)構(gòu)來構(gòu)筑新的知識體系，教會學(xué)生把零散的知識點融會貫通，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，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，用到了圖乘法的相關(guān)知識；在采用位移法求解超靜定結(jié)構(gòu)時，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)的特點采取力法、位移法與混合法等方法進行求解；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)動力學(xué)中剛度系數(shù)與柔度系數(shù)可通過力法或位移法求得；求解超靜定結(jié)構(gòu)指定截面位移時，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)動力學(xué)知識的整合，使整個結(jié)構(gòu)力學(xué)體系形成一個有機整體。

（三）形成反饋機制，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)的有益補充和延伸[5]，通過課外答疑情況可以了解課堂教學(xué)過程中遺漏的、講述不清的內(nèi)容，及時解決由于講授方法不當(dāng)導(dǎo)致學(xué)生理解不足的問題；課后作業(yè)是學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)和對知識掌握情況的真實反映；習(xí)題討論是培養(yǎng)和提高學(xué)生分析能力、計算能力的有效手段。通過總結(jié)課外答疑、課后作業(yè)和習(xí)題討論中出現(xiàn)的情況，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生中普遍存在的問題，幫助教師有的放矢地改進教學(xué)方法，提高教學(xué)水平。考核是教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，是檢查教學(xué)效果、評價教學(xué)質(zhì)量的重要途徑之一。通過考核，能將教學(xué)過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：

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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渡為應(yīng)用型本科，將培養(yǎng)重點放在教育出具有實踐操作能力的應(yīng)用型人才。因此要達到該目標(biāo)的重要舉措之一就是進行專業(yè)實踐教學(xué)的改革。

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

2 結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中存在的問題

目前在許多院校中，學(xué)生對結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)不夠重視，同時教學(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，并采取口授形式進行教學(xué)。教學(xué)課堂枯燥單調(diào)，表述形式太過于抽象，公式推導(dǎo)繁瑣、機械工作化較多，教學(xué)效率低下[1]?？梢赃m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)力的計算及位移的計算。由于內(nèi)力看不見，摸不著，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中缺乏感性的認(rèn)識，學(xué)生很容易將內(nèi)力等概念混淆，造成對知識點的模糊。

2.3 缺乏教學(xué)實踐環(huán)節(jié)

由于結(jié)構(gòu)力學(xué)的理論性非常強，為加強學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，教學(xué)過程以理論講解作為重點，實踐環(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，縱使掌握了對靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算方法，也不知如何在工程實踐中應(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，概念較為抽象，解決問題的思路多樣化等特點。這就造成學(xué)生在接觸到這門課程時容易產(chǎn)生畏難情緒，再者由于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有明確的目的性，“怎樣去學(xué)習(xí)”、“知識點該如何運用”、“如何分析力學(xué)模型”等問題普遍存在。根據(jù)這一情況，在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教授過程中，可以將實際工程案例引入到教學(xué)中來，授課教師可以對課堂上講授的每一個章節(jié)、每一個知識點都能夠找出相對應(yīng)的工程應(yīng)用案例，針對實際工程案例，授課教師應(yīng)著重講述本章學(xué)習(xí)內(nèi)容與實際案例之間的緊密聯(lián)系，例如在講授受彎構(gòu)件時，如何將建筑中的梁、荷載、支座簡化為力學(xué)模型來進行受力分析，利于學(xué)生在思考問題時可以結(jié)合實際，將抽象的概念具象化。通過這種方式，潛移默化地讓學(xué)生意識到結(jié)構(gòu)力學(xué)的學(xué)習(xí)對解決工程實際內(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，實際工程中，能通過人們手算的例子變得少之又少，取而代之的是高性能計算機的廣泛應(yīng)用，然而結(jié)構(gòu)設(shè)計中，并不是一味的強調(diào)運算的準(zhǔn)確性與高效性，更多強調(diào)如何將復(fù)雜的問題簡單化，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值所在。在實際工程中，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)與力學(xué)概念分析，確保在施工過程中不出現(xiàn)安全事故，保證施工順利有效進行[2]。因此，除了在課堂上培養(yǎng)學(xué)生解題的相關(guān)思路，還要增強他們在生活中的力學(xué)思維，即構(gòu)建“力學(xué)模型”的思維?！傲W(xué)模型”是連接理論知識與實際問題的紐帶，將課堂的知識帶到課外實際運用中，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)重點放在如何構(gòu)建力學(xué)模型上，將復(fù)雜的工程問題精簡為力學(xué)模型進行分析，從構(gòu)件尺寸的特點、材料的特點，約束的特點，荷載形式的特點等方面，逐步引導(dǎo)學(xué)生把實際問題轉(zhuǎn)化為習(xí)題中常見的模型，最后向?qū)W生們提出問題，如對于要在不改變材料的前提下提高構(gòu)件的強度可以從哪些方面著手？怎么樣將結(jié)構(gòu)形式進行優(yōu)化？這些都需要通過學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中獲得的專業(yè)知識經(jīng)過計算解決，久而久之便使他們養(yǎng)成了抽象概括的能力，加強了對結(jié)構(gòu)力學(xué)知識的應(yīng)用。

3.3 加強實踐教學(xué)，提升實驗效果

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題，面對死板的內(nèi)容，較多的提高的是學(xué)生的解題能力?？墒窃诠こ讨性O(shè)計人員所要設(shè)計的是三維的實體模型，這就要求學(xué)生能從課堂中的二維結(jié)構(gòu)過渡到實際工程中的三維建筑，從紙面上的計算應(yīng)用到設(shè)計中去，所以針對結(jié)構(gòu)力學(xué)這類內(nèi)容抽象，理論性較強的學(xué)科，在培養(yǎng)基本知識的靈活應(yīng)用的基礎(chǔ)上，還需要有對應(yīng)的實驗安排，深化學(xué)生對結(jié)構(gòu)組成的認(rèn)識[3]。同時，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以與結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽及計算機仿真模擬大賽有機的結(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，確定結(jié)構(gòu)形式，運用有限元軟件計算結(jié)構(gòu)的承載能力，實現(xiàn)將實際問題放到電腦里處理；同時任課教師根據(jù)同學(xué)們設(shè)計的模型樣式以及運行結(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、竹為材料進行實體模型制作，并通過加載儀器進行加載。校核學(xué)生自己動手做出的結(jié)構(gòu)是否滿足要求，實現(xiàn)將電腦或手工計算的結(jié)果落實到應(yīng)用中去。

4 結(jié)語

通過對結(jié)構(gòu)力學(xué)課程進行上述內(nèi)容的改革與實踐，開闊了教師的視野，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，而是引用工程實例，真正做到從實際中來，進書本中學(xué)，再到實際中去的螺旋式上升的教育理念。在進行結(jié)構(gòu)力學(xué)理論授課的同時，增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)力學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽與虛擬軟件模擬仿真的有機融合，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。以上是筆者根據(jù)在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的一些問題，提出了對課程教學(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】

[1]耿翠珍.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)改革初探[J].浙江樹人大學(xué)學(xué)報（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平臺來繪制結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)過程中的三鉸拱的內(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）的計算可等價為相應(yīng)簡支梁（圖1.2）的內(nèi)力計算。

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)力計算公式，如下：

式中： , 分別為等效簡支梁任意截面 處的彎矩和剪力；

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

2 基于ANSYS平臺繪制三鉸拱內(nèi)力圖的原理

在ANSYS中對梁單元施加荷載只能夠施加在有限元上，而對于曲梁（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，然后對每個截面依次用 進行計算，這樣計算量無疑是很大的，不適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)。若基于ANSYS平臺進行計算，則選取BEAM3二維梁單元建立有限元模型（圖2.3），將模型劃分足夠細后即劃曲為直可用 公式加載。然后進入后處理器，運行“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 幾點說明

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

2、在ANSYS中關(guān)于鉸接的處理需用到CP命令，詳情請參見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[1]的方向相反，則需把比例因子選項修改為-1。

5 結(jié)束語

本文基于ANSYS平臺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，省去了用手算時的大量計算，且得出了精確解。通過ANSYS在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中的運用，能夠引起學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣以及運用ANSYS軟件分析結(jié)構(gòu)的好奇，無論是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)還是對學(xué)生后續(xù)的有限元課程學(xué)習(xí)都大有裨益。同時，本文的結(jié)構(gòu)模型都是從實際工程中簡化而來，這種思想對于分析其他結(jié)構(gòu)也有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]李廉錕. 結(jié)構(gòu)力學(xué)（上冊）第5版[M]. 北京：高等教育出版社，2010.

[2] 王新敏. ANSYS工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析 [M]. 北京：人民交通出版社，2007.

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

[4] 胡曦，唐忠平. 三鉸拱內(nèi)力計算的Excel解法[J]. 浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，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)計分析的關(guān)鍵所在。

目前，國內(nèi)外對懸索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析及理論研究較多，如沈世釗[1]對懸索結(jié)構(gòu)的形式、解析計算方法及有限元分析等進行了精湛的研究， Schek ,H.J.、 Barnes,M.R. 、Haber,R.B. and Abel,J.F.[2]等人對懸索結(jié)構(gòu)的初始形態(tài)分析也進行了深入研究，還有很多專家對懸索結(jié)構(gòu)也做了相關(guān)的分析研究?？梢哉f，懸索結(jié)構(gòu)的理論研究達到了一定的高度。但對于實際工程，設(shè)計者、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)計算與試驗分析表明，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)計出預(yù)應(yīng)力大小對懸索結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析起著至關(guān)重要的作用。

力學(xué)性能試驗分析

試驗過程及分析

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

懸索避難帳篷張拉試驗采用三組腳手架組成結(jié)構(gòu)的支撐體系，通過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

試驗中，我們可以通過控制索的伸長量來改變索體中的預(yù)應(yīng)力大小。索的伸長量由緊線器控制，通過緊線器的螺母調(diào)節(jié)可以任意的改變索的伸長量，進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

試驗結(jié)果

試驗中，對索分別施加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)點的位移并未隨著預(yù)應(yīng)力的增大成線性變化，在節(jié)點位移與預(yù)應(yīng)力大小的變化曲線中出現(xiàn)了拐點，結(jié)構(gòu)在先期表現(xiàn)出隨著預(yù)應(yīng)力的增大節(jié)點的位移逐漸減小，后期隨著預(yù)應(yīng)力的增大節(jié)點的位移也逐漸增大。以頂部節(jié)點J1為例，其位移變化曲線如圖3所示。

圖2預(yù)應(yīng)力大小對支柱軸力的影響圖3預(yù)應(yīng)力大小對節(jié)點位移的影響

有限元模擬分析

在sap2000中我們可以通過施加溫度荷載的方法來模擬索中的預(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；、分別為索的伸長量及原長；為溫度變化。

為便于與試驗結(jié)果對比分析，我們同樣對索施加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

試驗分析與模擬結(jié)果對比分析

將上述的實驗分析與模擬分析結(jié)果進行對比，在相等的設(shè)計參數(shù)下，對比結(jié)構(gòu)中頂部節(jié)點的位移，分析結(jié)果如圖6所示。分析表明，無論試驗分析還是模擬計算分析，結(jié)構(gòu)節(jié)點位移并未隨著預(yù)應(yīng)力的增大而減小，而是隨著預(yù)應(yīng)力的增大，節(jié)點的位移曲線表現(xiàn)出先減小后增大的趨勢。這是由于先期預(yù)應(yīng)力較小時，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出很強的非線性，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致節(jié)點的位移較大。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顯示試驗分析與模擬計算分析的位移曲線走勢基本吻合。

（a）（b）

（c）（d）

圖6預(yù)應(yīng)力分布對節(jié)點位移的影響

5結(jié)論

本文通過對工程實例―大跨度懸索避難帳篷進行了靜力性能計算分析與試驗分析，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)計分析的關(guān)鍵所在。因此，懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要準(zhǔn)確的計算出合理的預(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)計中，要同時考慮構(gòu)件的受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求，達到最合理的結(jié)構(gòu)形式。

6參考文獻

[1]沈世釗,徐崇寶,趙臣,武岳.懸索結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].中國建筑工業(yè)出版社,2005,(3):159-163.

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[3]Haug E,Powell GH, Analytical shape finding for cable nets. Tokyo and Kyoto: IASS Pacific Symp. PartⅡ on Tension Structures and Space Frames, 1972: 83-92.

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)

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

基金項目：本文系長沙理工大學(xué)教研教改項目（項目編號：CN1204）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：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)力與位移計算的基本原理，了解各類結(jié)構(gòu)體系的受力特點，培養(yǎng)他們結(jié)構(gòu)分析和計算的能力，并為其以后學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程、進行各種結(jié)構(gòu)設(shè)計及科學(xué)研究打下基礎(chǔ)，因此“結(jié)構(gòu)力學(xué)”在整個專業(yè)培養(yǎng)計劃中占有重要地位?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對土木類人才的要求越來越高。傳統(tǒng)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程面臨著學(xué)時減少，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、對學(xué)習(xí)該課程不夠重視，致使學(xué)生在工程實踐中提出力學(xué)問題及應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識分析、解決問題的能力和素質(zhì)明顯不足。針對這些實際情況，從以下幾個方面對“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)進行改革。

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，本科生實踐環(huán)節(jié)和開設(shè)的課程越來越多，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”的學(xué)時在不斷減少。建議在“理論力學(xué)”中已經(jīng)學(xué)過的內(nèi)容，如桁架桿的內(nèi)力計算，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”沒有必要再重復(fù)講授。在“材料力學(xué)”中學(xué)過了靜定梁靜定剛架的內(nèi)力圖做法，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”只需簡單帶過，側(cè)重下不同點。矩陣位移法這一章一般沒有足夠的課時展開來講，而這一章的內(nèi)容在后續(xù)課程有限單元法中有詳細的介紹，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的銜接，因此可以刪除不講。[1]同時，為了適應(yīng)新形勢下土木工程專業(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)動力計算這一章，在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”72學(xué)時的課程設(shè)置中是不作為必講內(nèi)容的，但是動力計算是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)計算中不可或缺的重要部分，也是多數(shù)院校考研必考的一章，因此應(yīng)作為重點講授內(nèi)容。

2.增加實踐環(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)力和位移計算方法，在理論學(xué)習(xí)的同時可以增加相關(guān)的實踐環(huán)節(jié)，通過采用課程設(shè)計或是開放實驗的方式，在實驗室提供的材料與制作工具的情形下，讓學(xué)生自由分組做一個同跨度同高度的房屋結(jié)構(gòu)模型或是橋梁模型等，實驗并計算模型的承載力和位移。通過實測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)”課程綜合成績中。這樣的實踐練習(xí)可以使學(xué)生更為深刻地理解實際結(jié)構(gòu)的受力特點以及理論計算與實際的差別，培養(yǎng)并提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、分析與解決問題能力、動手能力和團隊協(xié)作能力，其結(jié)構(gòu)力學(xué)綜合測評成績也能全面反映該學(xué)生的綜合素質(zhì)，并能進一步突出結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)用于工程實踐的重要性。

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)有機結(jié)合，調(diào)整了四門課教學(xué)計劃與大綱，將四門課合為一門大工程力學(xué)課分兩個學(xué)期來講授，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，但四門課的教學(xué)內(nèi)容沒有減少，壓縮的課時用于學(xué)生的實踐環(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)平臺優(yōu)勢

“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、生動的優(yōu)點。搜集國內(nèi)外屬于此種結(jié)構(gòu)類型的著名結(jié)構(gòu)圖片或常見結(jié)構(gòu)照片，并對該結(jié)構(gòu)的設(shè)計背景或設(shè)計者加以簡單介紹，使學(xué)生對該種結(jié)構(gòu)形式有直觀的感性認(rèn)識，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，筆者介紹了1957年建成的武漢長江大橋和2012年湖南省剛建成通車的矮寨大橋，對這一遠一近的橋梁作一個簡單扼要的介紹，同學(xué)對這一種結(jié)構(gòu)類型有了親近感和親切感。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺也是現(xiàn)代教學(xué)手段的有效補充，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)平臺中布置修改作業(yè)、問卷調(diào)查、交流課程學(xué)習(xí)心得體會等，并在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上針對學(xué)生提出的各種問題及時進行答疑。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺增加了師生互動機會，并減少課堂作業(yè)講解所占用的時間，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。多媒體教學(xué)可以為學(xué)生提供集圖片、動畫、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)的缺點是教師容易成為課件的播放員，缺少生動形象的身體語言；學(xué)生則容易成為課件刻錄員，上課不聽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)缺點在于表現(xiàn)形式過于單一，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，做到取長補短、互為補充。對于“結(jié)構(gòu)力學(xué)”章節(jié)中引入一些實際工程結(jié)構(gòu)圖片、[2]移動荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化和結(jié)構(gòu)動力學(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，同時增加了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。但是，章節(jié)中有計算和公式推導(dǎo)時，如位移計算中的圖乘公式、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。教師只有通過口頭講解配合黑板板書，逐步講解推導(dǎo)過程并隨時與學(xué)生進行互動交流，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，學(xué)生會感覺到老師備課充分、講課自信。如果全部采用多媒體，師生互動少，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形象起來，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。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，以便提高“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)效果。

三、改進教學(xué)方法

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

“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、實現(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)生獨立運用各種思維意識，提出問題、分析問題、作出假設(shè)、驗證假設(shè)、得出理性認(rèn)識上的結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生獨立地發(fā)現(xiàn)真理、獲取知識的能力。[3]啟發(fā)式教學(xué)需要教師根據(jù)每堂課的知識重點和內(nèi)在關(guān)系，圍繞“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中的關(guān)鍵性問題，由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生自己去研究、實踐，主動獲得知識，這就要求課堂上必須留給學(xué)生一定的思考時間。教師可以提出一些生活中的實例讓學(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)生先通過自己的思維得出一些感性認(rèn)識層面上的結(jié)論，再經(jīng)過對比各種結(jié)論的合理性，這樣進一步得到的理性認(rèn)識會更深刻?？傊?，在課堂上教師要多引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。[3]

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

結(jié)構(gòu)力學(xué)理論來源于工程實踐又用于指導(dǎo)實際工程，只有與工程實踐相結(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)的知識與生活如此接近或者能夠利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識解決實際工程問題時，他們能獲得極大的自信與滿足感，而這種滿足感又進一步激發(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不僅僅局限于課本知識，而要站在一個更高更廣闊的領(lǐng)域去講授“結(jié)構(gòu)力學(xué)”，盡可能多聯(lián)系工程實際，這就需要教師具有一定的工程經(jīng)驗。[4]比如可以從歐洲古建筑、中國古趙州橋等實際工程讓學(xué)生去了解拱結(jié)構(gòu)；從輸電塔，桁架橋梁去體會桁架結(jié)構(gòu)的特點；從汽車火車過橋的力學(xué)問題引入移動荷載及影響線概念；從力法、位移法、力矩分配法的發(fā)展歷史來講解這些方法出現(xiàn)的歷史因素及發(fā)展過程，對比各種方法計算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的優(yōu)缺點，從而讓他們深刻地了解這些理論方法的特點及應(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)”理論知識的同時，增加一些科研實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己理論聯(lián)系實際。如組織學(xué)生分組參加結(jié)構(gòu)模型設(shè)計大賽，鼓勵學(xué)生運用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識去申請創(chuàng)新性實驗項目，[5]在學(xué)科競賽和科研實踐中加深對結(jié)構(gòu)力學(xué)知識的理解和應(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。“結(jié)構(gòu)力學(xué)”當(dāng)前普遍采用的考核方式是閉卷考試，試卷一般來自標(biāo)準(zhǔn)化的考試題庫，其基本題型包括填空、選擇、判斷、作圖、計算等。閉卷考試對學(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，其知識內(nèi)容直接或間接地涉及大量的工程實踐，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?！敖Y(jié)構(gòu)力學(xué)”課程考核已經(jīng)采用機試、筆試和平時成績相結(jié)合的方式。機試在機房電腦上完成，主要測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)生從機試題庫中隨機抽取20道題，答題完成后計算機自動算這部分成績，并占綜合成績的20%。筆試題型為計算題和作圖題，主要考查學(xué)生運用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法解決問題的能力，成績占總成績的60%。平時成績占20%，主要考查學(xué)生平時作業(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是將期末一次性閉卷考試與機試、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、隨堂練習(xí)、課程作業(yè)、開卷考試等多種方式結(jié)合起來，用以彌補單一閉卷考試的不足。

五、結(jié)語

新形勢下優(yōu)化“結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容，增加實踐環(huán)節(jié)，改進教學(xué)手段，發(fā)揮多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺優(yōu)勢，改進教學(xué)方法，理論聯(lián)系實際并采用啟發(fā)式教學(xué)，同時改進考試考核方法。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)計大賽中包攬了前三名。

參考文獻：

[1]溫中華，唐克東.《結(jié)構(gòu)力學(xué)》教學(xué)改革的思路[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，27（6）：168-169.

[2]李廉錕.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2010：65-181.

[3]付果，馬曉娟.以科研實踐提高土木工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].當(dāng)代教育論壇（綜合版），2010，（10）：117-119.