力学-结构课程群

力学-结构课程群（精选11篇）

力学-结构课程群 篇1

0前言

材料力学是许多工科专业的一门重要基础课, 是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础、理论与实验相结合的课程, 主要研究杆件在拉、压、扭、弯等基本变形以及组合变形形式下构件的强度、刚度以及稳定性的计算, 而且还为结构力学、混凝土结构等课程奠定良好的基础。

结构力学则是力学以及土木工程等专业的更为重要的专业基础课程, 是一门为设计实际工程结构提供理论依据和计算数据的课程。材料力学和结构力学这两门课程在土木工程专业中占有非常重要的地位, 同时又是该专业硕士研究生的考试课程之一, 课程中许多地方有着几乎相似的知识体系内容, 但又因研究的结构体系的复杂程度不同而有差异, 若能将两门课程深入研究, 在讲解结构力学课程的同时将两门课程知识内容相互渗透与融合, 完成课程间的衔接过渡、交叉与融合, 完成在学习新的知识内容的同时又能进一步理解原有基础知识的内容, 实现两门课程的融会贯通, 从而可以取得良好地教学效果。

1 材料力学与结构力学课程的不同与相似之处

材料力学主要研究简单构件的强度、刚度以及稳定性的计算原理和方法而结构力学则是研究复杂构件体系相同方面的计算, 所以结构力学要研究结构的几何组成分析。

材料力学是基础课程, 它为更多的不同工科专业奠定基础, 如机械设计与制造、材料成型、机械电子工程、土木工程、化工机械、轨道交通等众多专业都以此课程为基础, 因此该课程内容涉及范围广泛, 变形杆件的变形复杂, 相应的不同变形下的内力以及位移计算复杂, 甚至包括各种组合变形形式下的内力和位移计算, 虽然构件体系简单, 但变形复杂多样。因此不同变形形式下的内力、应力以及位移计算各有不同。

结构力学是工科专业的专业基础课程, 只有少数专业开设结构力学课程, 如:土木工程、桥梁隧道、水工工程等专业, 由于它更注重于大型复杂结构体系在弯曲、剪切、拉压这三种变形形式下的强度、刚度以及稳定性的计算, 相对于材料力学, 涉及到的变形简单, 基本不涉及组合变形的计算, 相应的计算弯曲、剪切、拉压变形形势下的内力以及位移的方法则更加具体灵活, 相应的方法也更加简单多样, 所以应用结构力学的方法来解决材料力学的某些弯曲及拉压问题则显得非常简单, 特别是材料力学中由于弯曲或拉压引起的位移计算尤为简单。

2 材料力学课程与结构力学课程的相互融通

材料力学课程是结构力学课程的基础, 尽管材料力学所提供的各种计算方法与结构力学的方法相比显得较为麻烦, 但如果没有这些最基础的方法的奠定, 后面的方法在学习的过程中理解起来会有一定的难度。如在材料力学中所提供的计算位移的方法虽然很多: (1) 变形位移比较法; (2) 实功方程法; (3) 挠曲线微分方程法; (4) 叠加法; (5) 能量法的卡氏第二定理, 虽然方法很多, 但这些方法更具基础性, 分析和计算都较为繁琐, 有些还有一定的局限性。而在结构力学课程中由变形体系虚功原理的虚功方程导出的计算位移的单位荷载法, 则无论是任何因素引起的位移也无论变形体系的变形在什么变形范围都可以解决。特别是应用单位荷载法莫尔积分的图乘法可以较为轻松的解决线弹性范围内荷载作用下的位移计算问题。不仅如此, 各种广义荷载因素如:温度变化、基础沉陷、材料收缩、制造误差等众多因素引起的位移计算都变得非常简单。如果能够掌握结构力学中杆系结构的内力计算, 那么解决单个杆件的内力那也将易如反掌。所以学习好结构力学对更好的理解和掌握材料力学的教学内容起到很好的促进作用。只要老师在讲解结构力学的同时, 与材料力学的知识内容相互结合并比较, 就可以完成两门课程知识内容上的融会贯通, 这样不仅可以提高学生的学习兴趣, 还可以充分理解以往所学材料力学课程的知识内容, 使得两门课程的知识内容衔接自然流畅, 完成材料力学和结构力学两门课程的完美结合, 知识内容的融会贯通。

摘要：本文通过材料力学和结构力学两门课程的对比, 已完成教学上两门课程的融会贯通。

关键词：材料力学,结构力学,融会贯通

参考文献

[1]龙驭球, 包世华, 袁驷.结构力学Ⅰ——基本教程[M].3版.北京:高等教育出版社, 2012.

[2]杨茀康, 李家宝.结构力学[M].4版.北京:高等教育出版社, 1998.

[3]孙训芳, 方孝淑, 关来泰.材料力学Ⅰ[M].高等教育出版社.

力学-结构课程群 篇2

2、履行课程建设带头人的职责并建立教学团队；全面负责课程建设的总体规划。

3、负责课程师资队伍建设，有明确的引进与培养计划和措施，重视团队内青年教师的培养，形成一支了有较高学术水平和学历层次，教学经验丰富、热爱教学工作的高水平的教师队伍。指导青年教师过好“教学关、实践关、科研关”，教学水平有显着提高。

4、负责课程体系规划、实施和建设。合理调配师资力量，积极组织骨干力量主持或参与省、国家及各专业的规划教材编写工作。

5、负责本课程的教学基础设施（实践）规划与实施建设。基于现有的实践教学平台，加强实践教学系统的改革。重视实践性教学，引导学生进行研究性学习和创新性实验，培养学生发现、分析和解决问题的兴趣和能力。

6、负责开展教学改革，促进教学研究和教学经验交流，不断提高教学水平。

7、负责本课程教学管理改革，建立切实有效的质量保证和监控体系。推进实验室开放管理，制定有效、可持续改进的教学质量管理措施。教学效果好，团队教师在学生与督导测评良好以上。

力学-结构课程群 篇3

关键词：结构力学 实验 建设

中图分类号：C642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0147-02

结构力学课程是土木工程专业的一门重要的专业基础课。按照卓越工程师人才的培养目标定位和结构力学本身的特点，我们将结构力学内容分为基本部分和专题部分。基本部分在先修的理论力学和材料力学等课程基础上进一步研究杆件结构的组成规律、计算原理和计算方法，了解各类杆件结构的受力性能，为学习结构力学的专题部分和有关专业课程以及进行结构设计和科学研究打好力学基础，进而培养学生结构受力分析与计算的能力。结构力学的专题部分是结构力学知识的加深和拓宽，视专业方向和学时的多少，内容的选择也有不同。如道桥方向专业，加强“影响线及其应用”基本内容的教学；建筑工程方向专业，增加了“分层法”和“剪力分配法”等教学内容[1-3]。

《结构力学》在整个土木工程课程体系中处于承上启下的核心地位，担负着传授学生结构概念、培养学生专业分析计算能力和创新意识的责任。但是，传统《结构力学》课程是没有实验内容的，这严重影响了学生对理论内容的理解和掌握。在2010年，国家级教学名师奖获得者王焕定教授提出了“实验结构力学”思想，并将这一教学思想在教育部结构力学及弹性力学课程指导小组会议上以主题报告的形式向国内同行做了介绍，获得了国内同行的一致好评并已引起指导小组的重视。

目前关于结构力学的实验课程建设的研究较少，只有少数高校在尝试结构力学实验课程的开设，如哈尔滨工业大学，他们成立了实验结构力学教学研究团队，开展实验结构力学课程平台建设，主要开展的实验内容有：静定结构内力、位移测量；超静定结构内力、位移测量；互等定理的验证；力法、位移法解超静定结构方法原理的验证；机动法画影响线的验证；结构的自振特性测定等。具体在实现过程采取的方式如下：不限学时，在一个学期内学生自行安排时间完成指定内容的实验；不限模型，学生自行设计实验模型和实验流程，但需完成指定的实验内容；教师只做必要的指导，从头到尾都由学生自己操作；带有研究性质，学生自行分析实验失败或误差原因，自行提出改进方案措施，直到实验结果满足教师的要求；鼓励创新实验，鼓励学生在完成指定实验内容的基础上，提出完成自行设计的实验内容；实验成绩计入课程成绩，创新实验内容予以加分鼓励[4-6]。

针对我校土木工程卓越工程师计划的实施，目标是培养素质高、能力强的工程技术人才，不仅具有坚实的理论基础知识，而且要求进行严格的、系统的专业技能训练，具有创新能力。因此针对现有结构力学课程教学内容，应相应开展实验课程教学，加强学生对理论内容的理解和掌握，更有助于培养学生专业分析计算能力和创新意识。为适应社会需要，不断改革创新，是结构力学课程建设遵循的原则，加强素质教育、努力培养学生创新能力是结构力学课程建设追求的目标。

在汲取其他高等院校在结构力学实验课程教学方面的优秀经验，结合自身现有的研究基础，制定结构力学实验课程教学内容，自主研发结构力学实验教学平台，着手增加实验内容教学，尤其是增加创新能力实验环节教学，提高实验教学质量，培养优秀的创新人才。现要解决的问题主要有以下几个方面。

1 自主研发结构力学实验教学平台

在《结构力学》课程理论教学内容的基础上，需自主研发结构力学实验教学平台，该实验平台能方便地安装各种测试仪器仪表、加载装置；能实现结构常用各种支承的约束装置；能实现学生自主设计实验模型和实验方案的要求。学生可以在实验平台上操作实验设备，从而增强学生的动手能力，同时能提高学生的创新意识。

2 编制相应的结构力学课程实验教学指导书

有了实验教学平台，还不能让学生全部真正理解实验设置的目的，必须要做进一步的解释和理论指导，增强学习效果。参考以往材料力学和理论力学的实验教学过程，还应编制相应的实验教学指导书，它是一个非常有效的方法，让实验效果更加明显地展示在学生面前。

3 培养团队人才梯队建设

在现有教师队伍中，加强人才梯队建设，适应形势发展，及时捕捉科技前沿信息，跟上节奏。同时需要不定期派遣结构力学教师参加相关项目调研，参加大型国内外会议学习，努力提高自身教学科研素质，增强创新实践能力。

总之，以《结构力学》的理论课程为依托，着力开展结构力学实验课程建设，既可提高结构力学的教学质量，还可使学生深刻理解力学建模只是在一定计算（工具）环境下的一种近似简化，使学生更精确地掌握结构在荷载等作用下的真实性态，促进和完善《结构力学》的课程建设。一方面，以社会实际需要为载体的卓越工程师人才培养模式研究，通过构建以提高学生动手和创新能力培养为中心的教学体系，建设结构力学实验教学平台，提高了结构力学实验教学质量；另一方面，改革现有的传统教学方法，形成理论教学与实验相结合的教学模式，同时更新课程实践内容，激发学生的学习兴趣，进而提高课程的教学效果和教学质量。

参考文献

[1] 龙驭球，包世华.结构力学教程（I）[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2] 龙驭球，包世华.结构力学教程（II）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3] 李廉锟.《结构力学》（上、下册）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4] 姬慧.《结构力学》课程教学改革的实践与思考[J].太原大学学报，2001（2）：4-7.

[5] 杨晓丹.《结构力学》实验新模式的构建[J].华东船舶工业学院学报，2001，1（4）： 89-91.

结构力学课程教学改革研究 篇4

1 教学内容的改革

1.1 紧扣培养目标,优选教学内容

本专业的培养目标是为各级设计部门培养工程设计人员及为各级施工单位培养一线应用型人才。随着近几年全国就业形势的变化,我们的培养目标逐渐转变为以为各级施工单位培养一线应用型人才为主,重点在于实用。因此课程的教学要求应定位于在掌握基本原理的基础上学会处理工程实际问题的分析和计算方法。因此在教学内容上应该加以取舍:1)删去一些理论性较强而对培养学生应用能力作用不大的内容,如虚功原理的证明、结构在间接荷载作用下的影响线、弱化拱及组合结构的计算、矩阵位移法的严格推演等。2)加强实用计算方法的训练。如能独立对一个实际的多跨多层框架结构进行内力及变形计算,初步掌握计算机应用软件在结构计算中的运用。3)增加对结构定性分析的内容,如在施工过程中结构的各种变化对结构内力的影响等。4)将理论力学、材料力学、结构力学的基本内容贯通起来,删除陈旧内容,避免重复。5)突出工程应用。把实际工程分析与理论联系在一起,可以激发学生的学习兴趣,提高他们的学习热情,也有利于训练他们的创造性思维能力。

1.2 突出重点,加强基础

近年来,国家教委组织对该课程的基本要求进行研讨。在提出的基本要求中,仅有两处提出“熟练掌握”,即“熟练掌握静定梁及刚架内力图的做法及桁架的解法”“熟练掌握荷载作用下静定结构的位移计算”。这两部分内容均属于静定结构,这些内容不单是工程实际的需要,也是超静定结构及其他问题分析和计算的基础,在整个结构分析中起着十分重要的作用。因此在教学中对静定结构的内力及位移计算应给予足够重视,要求学生首先必须熟练掌握用截面法求指定截面的内力、用叠加法及控制截面法做内力图等一些基础的也是最重要的内容。

这样学生学习后面的内容就会比较轻松。否则很容易发生前面未学好,后面听不懂的情况,从而引发厌烦心理。同时,只有把基本内容学好了,才能提高解题速度,也有利于思路的延伸和知识的融会贯通。

2 教学方法与教学手段的改进

在教学方法方面,由于大学理工类专业课程理论表述形式复杂,尤其是结构力学运用数学、理论力学、材料力学等多方面的知识,规律也比较特殊,因而教学难度较大。在对理论基础比较薄弱的三表学生开展教学时,其难度自然更大。要解决这个问题,只有在教学方法上多下功夫。我们的体会是,在讲述各章节时:1)要与以前学过的内容融会贯通,即在复习过去内容的同时接受新的知识,以达到循序渐进,螺旋式上升的效果;2)力求在整门课程的教学过程中,对各章各节的教学过程都有一条简明、清晰合理的逻辑线索。首先要对教材内容的逻辑体系有深入的分析和认识,然后进行适当地调整与补充。具体做法是:减少分支,突出主线,使教学过程清晰简明;3)理论问题通俗化,深入浅出地讲解并要注意学生的兴趣和情感,根据多数学生的接受能力和学习兴趣来调整自己的教学方法。

2.1 大篇幅的数学推导只讲思路,重在讲清原理的物理意义及适用条件

这样做的好处有三点:1)讲解思路比全面讲解省时省力,学生易于接受。2)有利于学生从全局上、整体上把握知识,提高分析和解决问题的能力。3)教给学生进行科学的思维方法,融会贯通,举一反三。

2.2 利用恰当通俗的比喻

“恰当”是指“不失科学性和准确性”,“通俗”是指好懂。在受力分析时,经常举一些生活实际中的实例,如在多跨静定结构层次图的分法上,能独立于地面上而不依赖其他构件的才能作为基本层,相反的只能是依次作为附属(即上层),附属层受力要向基本层传递,但基本层的力不向附属层传递,就像自然界水从高处往低处流,而低处的水不往高处流一样。

2.3 复杂问题简单化

1)复杂过程的描述可以图示化,例如结构力学中的符号问题单从字面上看往往难以接受(规定杆端弯矩顺时针为正,节点弯矩逆时针为正),而一个简单的图形可以让学生马上茅塞顿开。

2)知识记忆口诀化。如在讲授几何组成分析中的几何组成规则时将两钢片规则描述为“两个钢片,一铰一杆,杆的沿线,不过铰点”即为几何不变体。这样的口诀简单好记,同时便于理解。

3)求同思维和求异思维综合运用,引导学生寻找事物共性和个性的学习方法。知识是相互联系的。在讲授新知识前,首先讲清新旧知识的共性和相互联系的方面,学生会在心理上加以认同,有亲近感。然后抓住新知识相对旧知识的差异、区别和发展这个关键进行教学,往往可以较少的时间取得较好的效果。

2.4 寻求学导式教学方法

现代的大学生思想活跃,兴趣广泛,对课堂教学的要求也越来越高,若仍然填鸭式地满堂灌是行不通的。 启发式教学从传统的单向传授变为双向共同活动的过程。如在有些章节中给出一些问题,让学生思考后进行讨论,由学生上讲台发表自己的见解, 其他同学可以发表不同意见,最后由老师归纳总结。这样可以引导学生广开思路,培养学生分析问题、解决问题的能力。

2.5情感式教学,大学生正值青春期,感情丰富,容易激动

他们会因为成功而兴高采烈,也会因一点点挫折而垂头丧气,针对大学生这一感情特征,我们要做耐心细致的思想工作,用动之以情、晓之以理的情感式教学方法。对个别学生学习态度上的问题或学习方法上的问题要适时加以指导和帮助,并关注其进步,给以鼓励。这有助于增进师生关系,增强学生对该课程的学习兴趣。

2.6启发思路,培养思维

结构力学内容呆板、枯燥,学生很容易产生厌学情绪。因此在教学中要善于启发和培养学生的好奇心及怀疑心。每当讲授一个新问题时,要尽量引发学生的好奇,引导学生去怀疑。这样, 让学生在不断的好奇和怀疑中,集中思想,紧跟教师的思路,积极思维,不断地去发现问题和提出问题,既大大增加学生的兴趣及积极性,也在不知不觉中培养了他们分析问题的能力。

2.7严格要求,加强督促,培养严谨的学风

在平时就要对学生严格要求:1)对学生强调学习“功夫要在平时”,要求学生上课要集中精力认真听讲,课后要认真复习,不懂的问题要及时和同学讨论或找教师答疑。 2)布置足够数量并具有典型性的习题,要求学生多做多练,并通过讲课、习题课进行讨论、评讲,对似是而非的概念问题,及时发现,及时解决。 3)利用好答疑这个师生交流的机会,了解学生学习的情况,收集同学们对课程教学的意见和要求,解答同学们的疑难并发现普遍存在的问题,不断改进教学工作,同时对一些学习不认真的同学也可以用质疑的方式加以检查和督促。

3考核制度的改革

针对三表学生的特点,我们本着重平实、重应用的原则,对考核办法作如下改革:1)加强日常教学管理,对学生的课堂出勤率、 回答问题情况及作业完成情况进行考核。 2)对学生进行阶段性知识掌握情况考核,采取每章进行小测验,考核与反馈学生对所学知识的掌握情况,为下一步的教学工作奠定基础。 3)注重学生实用能力的培养,对部分工程实用性较强的内容,采取布置大作业的形式进行考核。 4)期末考试只对基本理论部分进行考核。

参考文献

[1]龙驭球,包世华.结构力学[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]方祥位.结构力学课程教学改革探索与实践[J].高等建筑教育,2003,12(4):12-15.

力学-结构课程群 篇5

关键词：结构力学?教学改革?工程应用

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0169-01

结构力学是研究工程结构在静力、动力等各种荷载和温度变化、支座位移等因素作用下强度、刚度和稳定性的计算原理和计算方法以及结构组成规律和合理形式的一门科学[1]。在教学过程中，既强调对基本原理与基本方法的熟练掌握，又强调工程应用能力的培养。基本原理与基本方法的学习要求熟练掌握基础力学中的概念、理论和知识；工程应用能力的培养强调如何将基础力学中的概念、理论和知识充分调动起来，灵活、合理、巧妙、综合地应用于单个杆件组成的复杂结构中去，特别是利用现代计算方法解决工程实际问题。但是，从当前各高校的改革实践来看，减少学时和精简内容是大势所趋，学时减少和内容精简是对传统教学模式的挑战，它促使人们对新内容体系的建立这一更深层次上的改革进行认真的思考、探索与实践[2]。目前，结构力学教学中有两种趋势，其一是强调基本理论与基本方法的学习，即传统教学模式。传统教学模式主要体现为“精讲多练”，要求学生在基础理论与基本方法上加强训练。其二是强调电算能力的培养，以培养学生解决利用计算机实际工程问题能力为主。这两种趋势各有利弊，应该综合考虑，协调发展。

1　通过课程体系改革使教学模式更适应现代科学的发展

1.1　课程体系中存在的问题

经过多年的教学与实践，结构力学课程已经形成了基本稳定的模式，教学大纲与内容也基本不变。从课程内容上可以将结构力学分成两大部分，一部分是基础理论与基本方法，包括结构的几何组成分析、静定结构的内力分析、静定结构的位移计算、力法、位移法等。这些内容是结构力学的经典部分，是学生必须熟练掌握与深刻领会的内容。另一部分涉及计算方法，如力矩分配法、近似计算、矩阵位移法等。其中力矩分配法、近似计算对于手算来说相对重要的内容。随着科学技术的发展，电算的普及，其重要性已大大降低，甚至可能被淘汰。但在目前各版本的结构力学教材中仍然占有很大的比重。而矩阵位移法是电算的重要基础，与杆件体系有限元有密切联系，但这些内容还属于简单介绍部分。多数教材只是简单介绍了矩阵位移法的基本理论，而有关如何进行程序设计的内容完全没有介绍。特别是缺乏适合于初学者借助计算机，利用结构力学的基本理论，解决实际问题的教学内容。

1.2 课程体系改革

针对上述问题，应该对大学力学课程体系进行修改。根据结构力学的内容特点，以及大学中力学教学体系，可以将力学分成两大部分，一部分是力学中的最基本的和最基础性的概念和理论，可以称为基础力学部分；另一部分是基础力学知识的应用，即如何将基础力学中的概念、理论和知识充分调动起来，灵活、合理、巧妙、综合地应用于单个杆件组成的复杂结构中去。应该说，基础力学知识在理论力学、材料力学中已经详细介绍，而结构力学应比理论力学、材料力学更多地、更直接地面向工程设计、工程计算与工程应用。因此，在进行教学大纲修订时，可以将结构力学中的某些内容统一编写到理论力学、材料力学中，如静定结构的内力分析、位移计算等，而将工程应用部分集中到结构力学中。从教材内容上强化工程应用能力的培养，如从工程结构中抽象出计算模型的能力、编写计算程序的能力等。

2 改变传统的教学方法提高教学效果

目前，结构力学的教学方法与手段还沿用“精讲多练”的传统模式，一味注重学生对基本理论与基本方法的掌握，忽略学生解决实际问题能力的培养。结构力学在过去长期的教学实践中，已经积累了系统的教学方法与经验。最具代表性的方法是“精讲多练”，这样一套教学方法是符合结构力学课程教学规律的。过去工程上的结构计算，主要依赖于手算。“精讲多练”教学法强调在讲清、讲透基本概念、基本原理的基础上，通过“多练”对学生的解题与计算能力进行强化训练。但是，随着计算机技术的发展，结构的力学分析已经广泛应用电算，对手算的要求已经大大降低。因此，“精讲多练”教学方法有待于改革。为了让学生在相同的学习时间内，既能掌握基本理论与基本方法，又能提高工程计算能力，可以将电算能力的培养贯穿到基础理论的教学当中。教师可以针对结构力学中的几个基本问题，形成计算程序的基本模式，并在讲解基本理论的同时，介绍计算程序的基本算法原理。在选择编程语言时，应尽量选择结构化语言，如FORTRAN，这样可以让学生将精力集中在理论与算法的理解与掌握上。

3 注重工程计算能力的培养

结构力学工程计算能力的培养涉及建立力学模型、合理选择计算方法与开发计算程序三个方面。首先应培养正确建立力学模型的能力。结构力学是进行建筑结构设计的基础，而实际结构是复杂的，形式也是多种多样的，必须经过简化抽象形成力学模型，才能进行力学分析。力学模型是由实际结构简化得到的是实际结构的“化身”或“替身”，体现该结构的主要构造特性和受力性能，便于进行力学分析。只有熟悉结构的组成规律和受力特性，善于正确地把实际结构简化为“替身”，才能做好建模工作。其次是培养选定合理计算方法的能力。选定合理的计算方法是计算、校核和检验结构内力及其分布与位移的重要前提，直接影响计算结果，与结构的经济合理性密切相关。因此，结构分析应重视计算方法的选择。最后，应培养开发计算程序的能力。要达到提高开发计算程序的能力，可以从三个步骤进行培养。首先由教师提供典型问题的程序模板，然后让学生根据不同问题进行程序改编，再让学生结合实际工程进行应用程序开发。通过这三个方面的培养，可以使学生在熟练掌握基本知识的基础上，提高解决实际问题的能力。

4 结语

科学技术的发展，结构力学计算方法有了非常大的飞跃，对学生的工程计算能力的要求进一步加强。从而使得传统的教学内容、教学方法显现出许多不适应性。特别针对这个问题，本文从课程体系改革、教学方法改进与计算能力培养三个方面进行分析，提出了相应的措施，并在结构力学教学中推行，取得了比较明显的效果。

参考文献

[1]　范志良.结构工程科学中若干计算结构力学问题的研究展望[J].力学进展，1994，24（5）：391-398.

结构力学课程教学方法探索 篇6

一、激发学生学习结构力学的兴趣

兴趣是推动学生求知的内在力量, 孔子曾说:“知之者不如好之者, 好之者不如乐之者。”结构力学是一门非常重要同时又有点枯燥乏味, 且相当难学的课程, 因此, 激发学生学习结构力学的兴趣就显得尤为重要。

1. 挖掘结构力学课程的人文知识。

结构力学课程涉及力学人物、力学原理发展、工程应用历史等诸多力学知识, 在课堂教学中, 可以适当穿插些力学史、力学人物及生平事迹、经典工程实例, 有助于丰富课堂知识, 拓展学生视野, 增强学习兴趣, 促进大学生人文素质的培养。

2. 挖掘结构力学课程内容的趣味性。

在教学中有意识地加入相关有趣的内容进行讲述, 以激发学生的学习兴趣。如东南大学单建教授编著的“趣味结构力学”一书起到了很好的引导作用。

3. 合理使用现代化教学手段。

精心设计多媒体教学课件, 通过文字、图形、图像、声音和动画, 将结构力学中的概念、原理和方法形象直观地表现出来。优质多媒体课件会使课堂教学具有生动性、形象性、趣味性及高效性, 达到优化教学效果和寓教于乐的目的。

二、培养结构力学定性分析能力

结构力学从能力培养上可以分为三大部分:经典结构力学、计算结构力学和定性结构力学, 也可称为基础结构力学、程序结构力学和概念结构力学, 其基本含义是一致的。经典结构力学强调的是结构力学基本知识、基本原理和计算方法的掌握, 注重的是定量分析的能力;计算结构力学培养的是对结构计算程序的使用和计算能力, 注重的是结构电算的能力;而定性结构力学所训练的是对结构进行正确的力学分析、判断与估算的能力, 如对计算结果进行校核, 对内力分布的合理性做出定性判断等。

目前, 结构力学课程的教学重点仍放在第一部分, 利用力学基本原理和计算方法对结构进行定量分析。由于该课程内容多, 逻辑性强, 方法技巧要求高, 学生经常热衷于做各种习题集, 力求掌握各种解题技巧和求解方法, 而忽视力学基本概念和基本理论的理解和领悟。随着计算机技术在土木工程领域的广泛引用, 计算结构力学也得到了快速发展, 利用计算机软件对结构进行电算已非常普遍, 但同时也带来一些问题, 如何从大量的计算数据中提炼有价值的结果, 如何判断计算结果的好坏, 对计算机的依赖过大容易忽视结构分析中基本力学概念的把握。而定性分析能力的培养在教学中还没有得到足够的重视, 是教学的薄弱环节。从工程应用的角度来看, 结构力学价值的体现不仅仅是会解算各种结构力学题目, 更重要的是在面对实际工程结构时具备一种良好的力学“感觉”, 而这种“感觉”就是我们通常所说的力学素养, 真正体现于对结构宏观上的理解和对其力学本质的把握。能够对结构的合理形式以及相应的结构变形和内力等具有总体概念和定性分析能力, 对工程中计算的数据、发生的现象和出现的问题能够做出迅速科学的判断, 这就是所谓的概念设计。而定性结构力学的训练正是造就这种力学“感觉”的一个基本途径。如勾画结构的变形图在结构力学教科书中一般没有系统的介绍, 但正确估计和判断结构受力后的变形图, 对估算和分析结构的内力与变形有十分重要的意义。快速绘出结构变形图, 可大致估算出结构受力后弯矩和侧移的变化规律, 从而判断杆件截面上哪一侧受拉, 哪一侧受压, 也有助于在结构动力学中判断动力自由度的数目和运动方程的建立, 还可用来判断设计图纸上的钢筋布置是否合理。这无论是对于结构定性分析的教学还是对于实际工程估算都有较大的实用价值。

结构力学三个能力的培养是一个有机的整体, 结构定性分析的训练必然是建立在对基本知识掌握的前提上, 因此教师在课堂中要花足够多的时间把基本概念和基本理论讲清楚, 讲透彻, 突出重点, 讲清难点, 使学生真正地理解和掌握。只有掌握了力学的基本知识和规律, 才能举一反三, 融会贯通, 达到活学活用的境地。而定性分析的训练也会反复地巩固基本知识, 相辅相成。每当遇见一个问题, 我们应当培养学生不要急着去用一些公式计算、求解, 而是应该先对其进行定性分析, 充分把握问题的本质, 然后通过定量分析得出准确的结论, 验证定性判断的正误。另外, 在利用计算机进行电算分析时, 定性分析能力也显得尤为重要, 需要对电算结果从定性的角度来判断其是否正确, 从而判断计算模型正确与否。

三、多种形式的教学方法

目前, 结构力学教学主要以教师为中心单向灌输, 属于填鸭式的传统教育方法。这种教育方式不能调动学生的积极主动性, 更不利于学生发现问题、分析问题和解决问题的能力培养, 迫切需要开展和结合多种形式的教学方法。

1. 采用启发式教学。

以往的教学模式都是老师讲, 学生听, 缺乏互动, 人的思维过程往往从问题开始, 教师通过引导, 启发学生思维, 引导学生对知识进行深入的理性的思考, 而不是完全被老师牵着鼻子走, 束缚在老师提供的固定思维模式之内。“学为主体, 教为主导”, 使学生的课堂学习由被动变为主动, 激发学生的学习兴趣和学习主动性。启发式教学需要教师根据每堂课的知识重点和内在联系, 围绕结构力学中的关键知识点, 预先设计好对应的相关问题, 在讲解的过程中, 不断地通过提问, 抛砖引玉, 由浅入深, 一步步引导学生自己去思考和分析问题。如在课堂上训练学生草绘静定刚架的弯矩图, 不是直接把正确答案告诉他, 而是针对他的错误结果不断进行提示、启发, 让他自己发现问题, 解决问题。

2. 精心组织课堂讨论。

课堂讨论是一种启发学生积极思维, 激发学生主动学习, 培养学生独立思考能力的好形式。课堂讨论的选题需精心设计, 难度适中, 典型性强, 如静定结构和超静定结构的几何特点和受力特点有何不同, 为什么实际工程中的结构更多选用超静定结构;又如力法和位移法是求解超静定结构的基本方法, 二者有哪些本质的区别和相互联系。教师只需在必要时给予点拨, 最后在学生群体智慧的基础上进行归纳总结。老师也可以给学生布置合适的自学内容, 通过试讲或提出问题的形式展开讨论, 使学生能够充分参与进来, 激发其求知欲, 培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。

3. 理论与实践的结合。

老师讲课时, 不仅仅局限于课本知识, 而要尽可能多地结合生活中常见的结构和实际的工程问题进行讲解, 如通过介绍李春设计的赵州桥, 让学生了解拱结构的特点, 从而引入“合理拱轴线”的概念及其分析、计算方法;对工程中常用的混凝土简支梁、预应力连续梁、钢桁桥和拱桥等不同结构形式的受力情况进行对比分析, 形象地说明各种结构形式的受力特点;从汽车、火车、行人过桥的力学问题引入移动荷载的概念及影响线的分析方法。也可例举实际工程中发生的事故案例, 如上海莲花河畔景苑大厦整体倒塌、湖南凤凰桥在施工中的倒塌以及美国著名塔科马海峡大桥的风毁事故等。此外, 在课堂学习结构力学理论知识的同时, 增加一些科研实践环节, 让学生自己理论联系实际。如组织学生参加校内外各级结构模型制作和设计大赛, 鼓励学生运用结构力学知识去申请创新性试验项目, 开展结构力学相关知识讲座等, 从单一的课堂教学为主转变为多途径能力培养, 实现课内教学与课外培养、理论与实践的统一和结合, 在科研实践中加深对力学基本知识的理解和运用。

结构力学是土木工程类专业的一门重要的专业基础课, 在教学计划体系中起着承上启下的重要作用, 笔者从自己多年的教学经验出发, 对结构力学教学方法进行了几点探索。在今后的工作中, 学生可能不会直接应用结构力学知识去解决某个具体问题, 但所学到的分析和解决问题的思维方式, 却是他们今后工作所不可缺少的。

参考文献

[1]单建.趣味结构力学[M].北京:高等教育出版社, 2008.

[2]黄达海, 郭全全.概念结构力学[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2010.

[3]朱慈勉, 郭志刚, 张伟平.概念力学分析中的延拓方法[J].力学与实践.2011, 33 (4) :61-62.

[4]袁驷.程序结构力学[M].北京:高等教育出版社, 2001.

结构力学课程的教学方法探讨 篇7

《结构力学》是普通高等院校土木工程专业土建、路桥、水利类的一门专业基础课, 它既是前续《材料力学》课程的深化和延伸, 又是后续结构设计课程的基础, 因此在整个专业中占有重要地位。它具有理论性强、概念性强、计算量大、变化方式多等特点, 主要为专业课提供杆件体系的力学原理, 为工程结构的设计及施工提供必需的结构分析方法和理论依据, 学生对《结构力学》课程学得好坏, 将直接影响专业课程的学习以及对后续的课程设计、毕业设计的完成。

2 结构力学课程的教学方法探讨

近年来, 随着社会科技的进步和计算机数值方法在土木工程中的应用日益广泛, 传统的教学方法和手段已不能满足结构力学课程的要求, 其教学内容和方法应采取相应的改革;另外我国高等院校本科专业的调整、压缩[1], 结构力学课程的学时也在不断减少, 因此需要我们不断改进教学方法和教学内容, 力争在有限的学时内把这门课教好, 提高教学质量和效率, 适应社会的发展需要。

下面对结构力学课程的教学方法改革提出自己的看法:

(1) 运用多媒体教学与传统教学相结合的教学方式

结构力学课程采用多媒体教学手段, 可以将教学内容用图像、文字、声音、动画的形式形象、生动地表现出来, 能对学生的感官提供多种刺激, 激发学生的好奇心。对一些看不见、摸不着的抽象概念, 复杂的空间关系, 难以想象、难于用语言来描述的东西, 可用多媒体手段生动、形象地演示出来, 易懂、易学、易教。

例如在讲矩阵位移法时, 矩阵表达式较多、板书要占去相当多的时间, 一个单元刚度矩阵有时写一黑板, 不擦不行, 檫掉的话后面讲的内容又衔接不起来, 老师讲的费劲, 学生听的也费劲。若采用多媒体教学, 就可以将复杂繁琐的矩阵书写在大屏幕上动态显示, 这样大大节约了板书的时间, 把精力集中在讲透基本原理和实际应用上来, 学生也易于理解。例如在讲影响线的概念时, 同学们刚开始接触这个概念, 很难理解和接受, 在板书上也讲过这一章节内容, 但讲完之后, 同学们还是不怎么理解, 然后通过举例、做手势等方法学生听的还是很费劲, 教学效果很差, 但是通过多媒体教学播放简单的flash动画, 荷载在结构上动态移动, 再加上详细讲解, 同学们就容易理解了。

采用多媒体教学, 教学效率高, 可节约有限的课堂教学时间, 增加许多课外新内容、新信息, 开拓学生的知识视野, 采用多媒体教学展示的动态公式、理论学生容易记忆, 这往往是传统教学中欠缺的。

但多媒体教学也有它的缺点, 教师讲课速度过快, 会导致学生跟不上老师讲课的速度, 听课就像看电影一样, 长此下去就会影响学生的学习兴趣, 对课堂所讲内容不能很好消化、吸收, 有的同学上完一学期课脑子什么也没装上。多媒体方法教学中, 往往整个公式一起显示有时只显示出计算结果, 很难详细展示计算过程, 教师只能讲大致的解题思路, 学生理解的不够透彻。因此, 必要时教师采用板书来完成例题的讲解, 让学生跟着教师的思路走完整个计算过程, 教学效果会明显提高。

尽管多媒体教学有其独特优势, 但不是用得越多越好, 它只是常规教学的一种辅助手段。多媒体教学和传统教学各有所长, 我们应该把两者结合起来进行教学, 取得了良好的教学效果。

(2) 精讲多练

“精讲”, 教师起主导地位, 教师在课下要认真备课, 精选一些典型的、有代表性的例题在课堂上给学生讲解, 在讲解过程中引导他们来完成, 而不是只顾自己在黑板上讲, 要提高师生的互动性。“多练”, 学生起主导地位, 教师起一个抛砖引玉的作用, 教师可以布置一些具有典型、代表性的习题, 让学生课后进行思考解答。每堂课都应该预留十几分钟时间, 选择若干典型例题和习题, 让学生当堂来完成, 并在同学们之间进行评比, 对做的好的同学进行表扬, 对做的差的同学进行鼓励, 这样既加强了学生对当堂知识的理解、巩固, 又调动了学生学习的积极性[2]。每学完一章或几章可以进行一次小测验, 检查一下他们对所学知识的掌握程度。

(3) 加强学生自学能力的培养

学习方法很重要, 可以达到事半功倍的效果。教师要帮助学生掌握好的学习方法, 结构力学课程学习的一个很重要的方法就是归纳总结法。结构力学课程内容前后紧密联系, 前面的知识是后续知识的基础, 例如内力计算是位移计算的基础, 而位移计算又是力法计算的基础等, 这些内容一环套一环, 不能疏漏其中任何一个环节, 否则就会影响后续课程的学习。

学生掌握了好的学习方法, 对他们还应该注重自学能力的培养, 必须对他们进行教学指导和监督。教师可以通过课堂上提问、检查学生作业完成情况等方法, 检查他们的自学效果。除了课堂精讲内容以外, 部分章节可以让学生课后进行自学, 比较难的题还可以进行分组讨论的方式, 另外还给学生推荐了必要的参考书和习题集, 并抽时间检查他们的完成情况。

(4) 采用启发式和讨论式相结合的教学手段

在教学中要善于培养学生的好奇心, 调动学生的学习积极性, 使学生在课堂上能跟着老师的思路走, 不至于思想干集中。在讲授过程中采用启发式教学和讨论式教学手段相结合, 积极要求学生参与教学过程, 尽量提供给学生上讲台的机会, 也锻炼了学生的胆量。启发式教学是体现出“学生为主体、教师为主导”的教学方法, 教师应教给学生归纳、演绎的方法, 而不是只满足教会学生会做几道题而已, 使学生能从看似复杂的、彼此孤立、散乱的知识点中找出内在知识的联系, 从而在学习过程中能化繁为简、做到举一反三, 彻底掌握所用知识。在启发式教学过程中, 老师提出的问题要由浅入深, 使学生能在熟知的知识中学到新的知识。教师要对在启发式教学中发现的问题及时进行总结、归纳, 形成新的知识体系, 开拓学生的知识视野, 使学生能把所学的知识真正融会贯通, 运用到实践中去。每次在讲新课前, 先回顾一下上节课所讲的内容, 让同学们思考、回答, 使每个学生都能参与进来。另外在每堂课快结束时, 预留十几分钟给学生提问、相互交流的时间, 在学生中形成了良好的学习风气。此外, 在每次上课结束前给同学们留几道练习题, 让他们课后分组讨论, 在下次上课时每组推荐一名同学到讲台讲解, 其他组同学可以发表不同的看法, 最后总结出理想的解题方法。这种方法调动了学生的学习积极性, 既使学生课后复习了课堂所学内容, 又提高了学生合作、共同解决问题的能力。

(5) 考核方法的改革

学生的学习成绩不应该只由考试来决定, 考核的总体设计要体现出引导、激励、灵活和创新的原则。课程考核采用形成性考核和终结性考试相结合的方法, 形成性考核是对学生课程学习的阶段性、过程性学习效果的评价, 终结性考试是课程学习结束时对学习效果的测试和评价。因此从上课表现、平时考勤情况、交作业及作业完成情况、卷面成绩这四个方面综合考核, 其中:上课表现占10%, 平时考勤情况占10%, 交作业及作业完成情况占10%, 卷面成绩占70%。

3 结束语

《结构力学》课程的教学方法改革, 是一项复杂艰巨的任务, 需要在教学过程中不断探索、研究。近年来, 通过以上的结构力学课程的教学方法改革, 取得了初步的成效, 不仅有效调动了学生学习该课程的积极性, 而且培养了学生的自学能力和团结合作精神, 增强了学生分析问题、解决问题的能力, 为后续课程打下了坚实的基础。

参考文献

[1]教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍.[M].北京:高等教育出版社, 1998.

[2]方祥位, 申春妮, 刘兴华.结构力学课程教学改革探索与实践[J].高等建筑教育, 2003, (4) :42-44.

提高结构力学课程教学质量的方法 篇8

结构力学是在理论力学和材料力学的基础上, 对结构的受力进行分析的课程, 是一门重要的专业基础课, 在结构力学教学中, 不仅要使学生能熟练掌握力学的基本理论, 还要能应用基本理论解决工程实际问题, 为后续的弹性力学、混凝土结构、钢结构等课程提供力学基础, 因此, 教学方法和教学手段是否合适将直接影响教学质量, 下面是本人在多年理论教学和实践教学中总结出来的提高教学质量的方法。

二、注重多种教学方法相结合, 提高教学质量

(一) 启发式教学法

启发式教学法的目的是教师引导学生积极思维, 分析问题和解决问题。先提出问题, 让学生思考, 然后重点讲述解决问题的方法。启发式教学法充分激发学生学习的内在动机, 调动学生学习的主动性、积极性, 促进学生积极思维, 提倡学生自己动脑、动口、动手去获取知识。

(二) 对比式教学法

运用对比式教学法, 不仅可起到承前启后的作用, 而且可加深对新概念的理解、掌握和记忆, 有利于活跃学生思维、扩展知识、培养学生分析问题、解决问题的能力。

(三) 案例教学法

在教学过程中注意理论联系实际, 注意与后续专业课的联系, 提高学生学习兴趣, 培养学生解决实际问题的能力。通过案例教学呈现典型工程实例, 例如在讲平面体系的几何组成分析时, 例举了北京焦化厂某七层装配钢筋砼框架结构整体倒塌事故。案例教学法, 增加学生的表象积累, 提高学生的感性认识, 丰富学生的知识库, 培养学生工程素养和专业精神。

(四) 自学和讨论

对于非重点、难点和描述性等教学内容, 要求学生通过阅读教材、做思考题和习题来完成。自学效果通过讨论、提问、批改作业等方式予以检查。

三、采用教学手段相结合, 提高教学质量

(一) 多媒体教学和传统教学相结合

多媒体教学集影象、图形、文字、动画、声效于一体, 使教学方式多样化, 不仅使传统的教学得到丰富和提升, 更重要的是开创了新的教学模式, 给学生营造了一种立体的、全面的、动态的学习情境, 激发了学生的学习兴趣和积极性;同时借助于多种媒体, 可以节省大量的板书时间, 让大量的工程实例轻松地走进课堂。

在多媒体教学过程中教师应借助课件不局限于课件, 启用板书功能。我认为对于在教学过程中需要以教师作为主导进行传授的知识, 最好还是不要采用多媒体。如推导公式, 证明力学原理, 例题的演算过程等, 就不要采用多媒体, 而启用传统教具黑板和粉笔, 尽管黑板粉笔有其自身的局限性, 但它的优势也是其他媒体不易替代的, 这就是它的连贯性。正是黑板具有的连贯性使学生在老师的讲解和书写过程中有足够的时间进行思考, 而这是多媒体课件难以做到的。

传统的教学手段和现代的教学手段各有不同的特性, 功能各有所长, 没有哪一种能满足不同的教学需要。因此要优化组合教学手段, 将两种手段在教学中有机地结合起来使用, 使其各尽所能、优势互补, 把课程讲解更生动, 获得最佳的教学效果。

(二) 计算机软件和传统教学相结合

《结构力学求解器》是清华大学结构力学教研室研制开发的计算机辅助分析计算软件, 其求解内容包括了二维平面结构 (体系) 的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、包络图、自由振动、弹性稳定、极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题, 也是一个作图和演示的工具。因此, 在讲《结构力学》课程的过程中随时教给学生《结构力学求解器》的使用方法。《结构力学求解器》在毕业设计和学生课外实践教学活动中都得到了很好的应用。

结束语

以上内容是本人在实际教学过程中, 对结构力学的体会。只要在教学过程中, 从实际出发, 根据学生的特点, 理论联系实际, 掌握正确的教学方法和教学手段, 调动学生的积极性、好奇心, 教学质量就一定能得到提高。

参考文献

[1]常伏德.结构力学实用教程.北京大学出版社, 2012年9月.

[2]包世华.结构力学.上下册.武汉理工大学出版社, 2003年8月.

[3]郇筱林, 戴素娟.多媒体在结构力学教学中的合理使用.力学与实践, 2011年06期.

结构力学课程建设的思考与实践 篇9

结构力学是青海大学课程建设的一门精品课程。它是土木工程及相关专业的一门重要的核心基础课程。经过力学学者很多年的实践和努力, 现在的结构力学理论体系已具有自身的特点, 但该课程教学内容多、逻辑性强、综合性强, 学生真正掌握该课程的知识体系还存在一定的困难。。随着经济建设的飞速发展, 国家对高校人才的要求越来越高, 传统的结构力学教学将面临很大的挑战。如何培养学生的学习能力、综合能力和创新性是结构力学教学中迫在眉睫的问题。本文从教学手段、教学方法、教学中的创新三方面讨论了提高结构力学教学质量的方法和措施。

1 目前结构力学课程教学存在的问题

1.1 教学内容部分重复, 信息陈旧

目前结构力学的主要内容包括:结构的几何组成分析、静定结构的内力与位移计算、超静定结构的内力与位移计算、力法、位移法、结构的影响线及结构动力学。其中桁架的计算 (节点法与截面法) 与理论力学的教学内容重复;静定梁的内力图与材料力学的教学内容重复等;这点不仅忽略了各门课程的融会贯通, 而且也浪费了课堂教学时间。

课程中部分内容占用课堂时间但现在已应用较少, 比如桥梁中已很少出现间接荷载下的影响线的应用;又如无剪力分配法等。但当前应用较多的柔性结构、空间网架及新型复合材料的内力和位移求解却没有。

1.2 教学方式单一

结构力学是土木工程专业的核心课程。长期以来, 结构力学的教学一直是根据教学大纲, 按照教师自己所选定的教材进行方式单一枯燥的课堂教学。教师只注重理论体系的教学而忽略了工程实践中怎么应用所学到的知识点。如果不重视实际问题的解决能力是远远不够的。

1.3 教学手段落后

当前结构力学依然采用教师为中心的教学, 一节课都是教师在疯狂地教授, 板书上大量的公式推导和例题分析使学生感到枯燥无味。有些老师利用PPT教学, 但也只是教课书的搬家。在这个计算接飞速发展的时代, 如何选择让学生感兴趣的教学手段是该课程面临的新问题。

2 结构力学课程建设的思考与实践

2.1 注重师资队伍建设

精品课程是具备一流的教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程, 精品课程建设是提高高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分[1]。在精品课程建设的通知中我们得知, 一流的师资队伍位居精品课程建设的第一个关键位置, 因此课程建设的第一步骤就是提升教师队伍的自身素质。教师要以自身的人格魅力感染自己的学生, 要不断提高自身的学术水平及教学能力, 要有严谨的教学态度, 更重要的是重视讲课的艺术和技巧。课题组中的部分教师为了提高自身素质, 赴外省高校进修学习结构力学, 并带回了其他有经验的高校的课程建设工作总结;也有部分教师多人次参加国内关于课程建设与改革的重要会议。通过这些学习, 课题组的每一位老师的自身能力都有了一定的提高。

2.2 优化课程体系, 抓知识侧重点

结构力学教学中应注意和其他课程的衔接, 适当删除重复内容。比如:桁架的内力求解方法可以在课堂中稍作回忆讲解或不进行讲解, 应把重点放在桁架与同跨静定梁的内力对比上;静定梁绘制弯矩图的基本方法可以不进行讲解, 但应让学生大量练习快速绘制静定梁的弯矩图方法并掌控好弯矩图的应用等。下面对结构力学教学中容易忽略的几个小问题进行总结:

1经过材料力学的学习, 学生基本山掌握了弯矩图的做法, 但对荷载集度、剪力图与弯矩图之间的微分关系仍掌握不足, 也就是说弯矩图绘制过程中很多学生不能很好地利用三者间的微分关系来快速的完成弯矩图的绘制。我们知道弯矩图是很重要的知识点, 通过对结构力学的学习, 学生必须达到快速绘制弯矩图的要求。在此, 重点强调一下叠加法绘制弯矩图。步骤如下:选择支座处、分布荷载的起始点、截面变化点对结构进行分段;求出分段处截面的弯矩值;接下来每一段按照简支梁的弯矩图绘制来处理, 若之间无荷载则直接连直线, 否则用虚线连接两端再叠加相同跨度的简支梁所受荷载的弯矩图。

2培养学生对刚架变形图的感性认识。大多数教师在刚架的内力图教学中忽略了刚架变形图的讲解, 只是单纯的讲解刚架的弯矩图。但是勾画刚架的变形图可以帮助学生快速画出刚架的弯矩图。所以, 教师应该注重培养学生对变形图的感性认识。

3影响线的认识。学生在学习影响线章节内容时, 往往会和结构的内力图混淆。在教学中应给学生讲清楚影响线的定义和应用。以弯矩影响线和弯矩图为例总结如下:弯矩影响线的定义为当一个指向不变的单位荷载沿结构移动时, 表示某一特定截面 (或支座) 弯矩值变化的图形;而弯矩图的定义则为当一些荷载作用在结构上时, 结构每一个截面 (包含支座) 的弯矩值所组合成的图形。通过对比得:弯矩影响线为动荷载作用, 而弯矩图为定荷载作用;前者为某一特定截面的弯矩值得组合, 后者为所有截面弯矩值的组合;前者随时间变化弯矩值在变化, 而后者弯矩值则为定值;学习前者的目的是为了找出最不利何在位置, 而后者则是为了找出此时刻的最危险截面位置等。

4掌握好位移计算的理论基础。众所周知, 位移计算是有虚功原理推导出来, 如果学生对该原理不理解, 那么对于位移计算也只是死记硬背。在课堂讲授中教师应该讲解清楚虚功原理的由来, 并引入虚功原理分为虚力原理和虚位移原理两种。只有掌握好虚功原理, 学生才能更好地学习结构力学的后续内容。

2.3 改进教学方式方法, 强化工程实践认识

1传统板书与多媒体有机结合。传统的结构力学教学以板书、教科书为载体并采取口授方式进行教学[2], 这种方法的优点是教师可以自己组织课堂教学也便于师生之间的情感交流。教师可以很好地掌握学生对课堂内容的理解程度, 可以根据实际情况及时解决课堂中出现的问题, 是学生能跟上教师的教学进度。但传统的板书教学方法也存在着不可忽视的缺陷很难适合现代快节奏的社会节奏, 如:板书所承载的信息量较少;公式推导过程繁琐, 效率低, 任务量大等。随着计算机的快速发展, 多媒体教学在现代教学中得到了广泛应用。多媒体较传统的板书教学有很多优点, 如:多媒体课件图、文、声、像并茂, 能给学生的感官提供不同角度的刺激[2];多媒体教学可以丰富教学内容, 使其生动化、具体化及形象化;多媒体课件包含的课程信息量较大, 可以很好地解决当前的教学内容多教学课时量少的问题等。但是, 教师更应该合理的利用多媒体, 如果运用不当, 学生就会感到枯燥无味, 无所适从, 被动接受知识, 影响了教学效果。

在现在的教学过程中, 我们应当合理利用多媒体与板书相结合的教学方法, 使两种方法优势互补, 以达到提高教学质量的效果。这样不仅可以培养学生的思维能力, 同时也发挥了教师的主导地位。

2结合专业培养学生实践能力。实践能力是指大学生在进行创新实践中, 将新思想及其分析的结构以一种行之有效的方法来加以使用的能力, 用于实践、勤于实践、善于实践的能力, 是创新能力不可缺少的一种能力[3]。传统的结构力学教学重视理论知识的讲解、习题的训练, 但这些知识很少被有效的利到实际工程中, 这样使得理论与实践脱节, 学生也感觉不到该课程的实用性, 长此以往会失去学习的兴趣。针对这一问题, 教师在授课过程中应有效结合多媒体的授课特点, 课件中可以加入一些工程实际的素材、动画、图片、工程实际案例等。结合这些生动的案例来讲解课程的知识点, 这样就把知识有效地利用了起来。各章节讲授完成后, 可适当选择一些工程实际问题作为大作业, 引导学生进行分析解决问题。通过这些趣味性和实用性的问题, 有效的调动了学生学习的主动性和积极性, 同时也培养了学生解决问题的能力, 将理论与实践有效地结合起来。结构力学的创新在于实用[4]。

2.4 建立反馈机制, 提高教学水平

根据香农传播理论[5], 在信源和信宿之间存在着反馈通道, 受者通过反馈通道将反应反馈给传者, 传者根据反馈的情况重新设计或修改传播内容, 使之更适合受者的需要, 从而提高传播效果[6]。在教学过程中, 反馈通道可以包含课外答疑、讲授习题课等。课外答疑是课堂教学的有益补充和延伸[7], 通过课外答疑情况可以了解课堂教学过程中遗漏的、讲述不清的内容以及讲授方法不当导致学生理解不足的问题;习题讲授是培养并提高学生的分析能力和解决问题的能力。总之, 正确利用反馈通道, 可以不断调整教师的教学手段与教学方法, 激发学生学习的兴趣, 提高教学效果。

参考文献

[1]教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3843/201010/109658.html.

[2]杨从娟.结构力学多媒体教学的问题与思考[J].理工高教研究, 2007 (1) .

[3]陈奕柏, 高洪波, 杜娟, 曹雄.课堂教学中创新能力培养的思考与实践[J].海南大学学报自然科学版, 2012 (3) .

[4]卿静.多媒体与传统教学在结构力学课堂中的应用[J].山西建筑, 2007 (3) .

[5]吴疆.现代教育技术教程[M].北京:人民邮电出版社, 2010 (10) .

[6]李国华, 罗健, 董军, 威承志.提高结构力学课程教学质量的方法研究[J].北京:中国建设教育北京, 2011 (3) .

力学-结构课程群 篇10

【关键词】船舶与海洋工程 结构力学 课程改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）36-0021-02

《结构力学》是船舶与海洋工程学科的两大力学支撑之一，是船舶与海洋工程专业的重要学科基础必修课程，它既是对前期学习的理论力学、材料力学课程的延续与深入，同时也为后续的船体强度与结构设计、钢结构设计基本原理等课程打好基础，因此在整个专业的教学和人才培养计划中具有相当重要的作用。

随着教育部“卓越工程师教育培养计划”的出台，工科专业对学生的工程能力和创新能力有了更高的要求，本专业按照新要求制定了卓越工程师培养方案，修订了本科教学大纲，并且在教学过程中大力推进改革创新，着力培养适应未来行业发展要求的应用型、创新型复合技术人才。下面我就结合《结构力学》课程的教学改革工作，就如何培养应用型、创新型的复合人才谈谈自己的看法。

一、教学内容改革

1.合理搭配专业教材，突出船舶与海洋特点

目前，工科结构力學的教材主要是针对土建、水利、道桥、力学等专业编写的，教材中对通用的理论知识讲解非常透彻，但是例题和延伸知识中却缺乏和船体结构相关的内容，因此本课程在教材选取上，采用了由高等教育出版社出版的龙驭球教授、包世华教授主编的《结构力学》以及上海交通大学出版社出版的陈铁云教授、陈伯真教授主编的《船舶结构力学》两本书组合的形式。这样既包含了结构力学传统的基础知识，又增加了针对船舶与海洋专业特点内容的拓展，保证了教学内容上的丰富多彩。

2.适当结合工程背景，突出专业知识应用性

部分学生到了毕业设计或是工作阶段会感觉学习的专业知识无法应用到实际工作中，这主要是由于理论知识的学习和工程背景脱节造成的。因此，对船舶与海洋工程专业学生分析和解决实际问题能力的培养，必须在专业基础课程中就予以重视。在结构力学课程的教学工作中，需要将力学知识的讲解和具体工程背景下的力学模型结合起来，在进行计算分析时应多给学生介绍船体结构中板材、骨架的结构形式，使学生对工程实际中各种构件、支座的简化形式、载荷传递的简化方法熟悉掌握，这样才能将理论知识通过简化计算模型同船舶与海洋工程的实际结构联系起来，突出结构力学知识的应用性。

3.增加软件培训教学，贴近工程应用实际

传统的结构力学教学内容，主要是采用手算方法对比较简单的结构形式进行计算分析，旨在培养学生对工程结构进行校核分析的基本方法。而目前在船舶与海洋工程工业领域，已经有很多成熟的计算软件，使用专业软件对工程实例进行计算分析已经是行业内对毕业生基本的技能要求。因此，在结构力学的教学工作中，在打牢理论基础的前提下有必要培养学生使用软件建模、计算分析以及编程二次开发的能力，这样能够提高学生的综合素质、拓宽学术视野，为其后续的学习研究以及参加工作奠定扎实的专业基础。

二、教学方法改革

1.合理搭配板书教学和多媒体教学方法

结构力学是一门实践性很强的理论课程，要想达到良好的教学效果，首先必须坚持黑板板书的传统教学方法。口头讲解配合板书的教学方法逻辑清晰，重点突出，在教学速度上更容易被学生接受，特别是在公式推导和理论计算时，板书教学法对过程的分析更加细致，更容易被学生理解，因此，在教学过程中一定要坚持板书教学。

其次，应当利用多媒体教学手段提高教学质量。结构力学是一门与工程实践联系紧密的应用性学科，一些工程实例特别是复杂的结构形式无法通过语言和板书给学生进行描述，这就需要充分发挥多媒体教学手段的优势，通过图片、视频资料将实际结构形象的展现出来，这有助于学生将枯燥的理论简化模型同生动的工程结构实物联系起来，加深对所学知识的理解并能够学以致用。

2.充分发掘实习环节的教学作用

船舶与海洋工程专业的本科教学非常注重实践环节，安排了大量的现场实习教学工作，如认识实习、生产实习、毕业实习等。实习过程不仅能够使学生了解船舶设计和生产的原理、流程和工艺等实践知识，还可以发挥对专业课程的辅助教学作用。例如对结构力学课程中涉及的船体结构计算分析，就可以在实习工作中进行现场教学，直观生动的教学环境能够加深学生的理解和印象，起到事半功倍的效果。此外，还可以在实习过程中与经验丰富的技术人员进行交流，收集与结构力学专业课相关的生产实践知识，以及拍摄视频和图像资料，用以后续课程中作为补充内容进行授课，进一步拓展学生的视野，并将课程内容与生产实际相结合。

三、考核方式改革

1.考核成绩计入参加相关竞赛的成绩

参加结构力学专业相关的各级竞赛活动，不仅能巩固结构力学专业知识，还可以提高学生的综合能力，因此很有必要进行引导和支持。例如对于参加校级结构设计大赛表现优异的团队和个人，可以在课程考核中合理设置加分，通过加分奖励制度鼓励学生多参加相关竞赛，通过竞赛来检验学生的学习成果，不仅有利于课程教学效果的提高，也能够激发学生将理论知识应用于实际工程设计的创新潜质，推动教学工作和竞赛活动的互相促进。

2.考核成绩计入参加相关科研项目的成绩

教学和科研工作是相辅相成的，要提高专业课的教学质量，可以从鼓励科研入手。本科学习阶段，部分成绩优异且对科研活动感兴趣的学生很早就开始了科研工作的起步，而通过考核成绩中计入参加相关科研工作的方式来引导和鼓励学生参加科研，是提升教学质量的好办法。例如本校的本科生研究发展计划（SRDP）吸引了大量本科生的参与，对于结构力学课程教学而言，可以通过在最终考核成绩中计入相关专业SRDP项目成绩的方式来对学生进行引导，鼓励学生在达到结构力学课程本科要求水平的基础上，进一步深入学习专业知识，为后续的研究和工作提前打好基础。

随着船舶与海洋工程行业的发展和技术进步，对于本专业的结构力学课程教学要求也在不断提高，为了培养适应未来行业发展要求的应用型、创新型复合技术人才，结构力学课程的教学改革工作必须持续推进，而只有通过教学内容、教学方法和考核方式的改革将教学、科研、竞赛等活动有机的结合起来，才能推动结构力学课程教学质量的进一步提升。

参考文献：

[1]龙驭球，包世华.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]罗广恩.“船舶结构力学”教学改革探讨[J].职业教育，2013（11）：240-241.

[3]周臻，陆金钰，尹凌峰，缪志伟.面向卓越土木工程师培养的结构力学教学改革与实践[J].高等建筑教育，2012（4）：74-77.

力学-结构课程群 篇11

一、课程定位

(一) 课程设置依据

建筑工程技术专业所培养的学生以施工员为主要就业岗位, 质量员、安全员、资料员、造价员等为就业岗位群, 该课程设置的主要依据:一是落实专业培养目标, 二是对接施工一线五大员岗位群并重点锁定施工员, 三是实现专业培养方案中提出的基本核心能力之一即:“识图能力及结构构件的一般设计和计算能力”。

(二) 课程教学目标

根据建筑工程技术专业毕业生就业岗位及能力素质要求, 课程建设团队对《建筑力学与结构》课程的知识及能力要求进行了调查。调查采用了问卷调查、集体座谈和个别访谈相结合的形式。为便于调查结果的分析, 由团队老师分析列出了本课程的主要知识点, 调查时由被调查者按重要、一般、次要三个层次对其重要性进行评价。从调查来看, 实际工作中实用的知识如结构施工图识读、结构构造、建筑材料的材性及指标、规范及图集的使用等, 其重要性得到被调查者的肯定, 见图1。

值得注意的是, 在与企业管理人员、专业技术人员座谈时, 他们普遍希望能通过力学与结构课程的教学, 使学生读懂结构施工图, 能按图施工, 并能够分析和处理施工中一般的力学、结构问题。同时我们也发现, 企业专家所处的技术层面越高, 他们对力学与结构课程的教学要求就越高。课程组在调研的基础上, 按了解、理解、掌握三个层次确定了课程22个主要知识点的教学深度, 并明确了本课程的教学目标, 见表1。

二、课程设计

(一) 课程设计思路

建筑工程施工项目从施工准备直至竣工验收的全过程, 均要求施工一线的技术与管理人员具备施工图的识读能力。因此, 结构施工图的识读能力是建筑工程技术专业学生从事职业工作必备的基本素质和能力。本课程以“识图能力”的培养为重点, 本着“力学与结构知识为施工服务”的理念, 课程设计的总体思路:一是依据专业培养目标, 结合高职学生认知特点, 优选教学内容;二是通过现场教学、模型制作、课程设计、识图实训等实践环节的贯穿, 实现高职课程设计的实践性;三是结合课程性质, 设计应知、应会分类考核, 逐步实现课程考核 (评价) 的过程性。

(二) 教学内容的选取与组织

建筑工程技术专业培养建筑施工一线的技术与管理人才, 而不是设计人才, 建工专业学生应获取的专业能力是施工能力, 而非设计能力, 《建筑力学与结构》课程的教学应注重培养学生的工程概念、工程意识及解决实际工程问题的能力[1,2], 因此, 我们按照“弱计算、重构造、强识图”的思路选取教学内容并重构课程教学内容体系。

“弱计算”就是弱化力学部分繁琐的理论推导及复杂的定量计算, 注重学生定性分析问题的能力, 将静力学、材料力学和结构力学的内容进行了精选和重组, 教学内容沿内力———应力———强度———刚度———稳定性展开, 使学生逐步建立起基本的强度、刚度、稳定性等概念, 为结构知识的学习奠定良好的基础。“重构造”就是重视结构构造尤其是抗震构造的教学, 将11G101图集中的构造详图作为一个重要的内容进行学习, 为混凝土结构平法图的识读打下必要的基础。“强识图”就是在结构教学中, 将施工图、规范、图集引入到课堂, 以典型结构施工图为载体, 将结构施工图的识读与结构知识的学习相结合, 一方面能提高学生的识图能力, 另一方面又能促进学生对所学结构知识的理解、消化与吸收, 二者相辅相成。

在砌体结构部分的教学中, 我们是按照图2左侧来组织和安排教学内容的, 同时随教学内容的展开, 按照图2右侧安排学生利用课余实间识读和抄绘典型砖混结构的施工图, 教师在课堂上针对重点、难点进行必要的讲解, 这样从简单到复杂, 从局部到整体, 逐步提高学生识读结构施工图的能力。

(三) 实践项目的设计与实施

课内实践主要安排了实验、模型制作、识图训练、结构设计等环节, 见表2。在本专业的《建筑识图综合实训》、《工种操作实训》、《综合职业能力模拟实训》、《顶岗实习》等实践课程中都涉及结构施工图识读环节, 这门课程的实训由课内向课外延伸, 逐步培养学生的岗位工作能力。

在制作钢筋骨架模型时, 采用“项目教学法”, 由教师提出明确的设计任务, 学生分组完成设计后, 根据自己绘制的施工图用铁丝绑扎钢筋骨架模型。在制作模型的过程中, 不仅提高了学生解决实际问题的能力, 同时还培养了学生的团队协作精神。图3为学生完成的某钢筋混凝土简支梁的设计图纸、模型评价表。

三、结语

经过几年的教学实践表明, 课程改革实施取得了较为满意的教学效果, 根据专业调研, 用人单位对学生识图能力的满意率有明显提高, 改革过程中, 提升了团队成员的高职教育理念, 锻炼了教师队伍, 提高了教学团队的整体教学水平。

摘要：随着我院建筑工程技术专业“基础平台+职业模块”人才培养模式的实施, 应对《建筑力学与结构》课程进行改革, 根据岗位要求明确课程教学目标, 并以能力目标为主线进行课程教学整体设计, 重构课程教学内容体系, 改革教学方法与手段, 突出对学生“识图能力”的培养。

关键词：建筑工程技术,建筑力学与结构,能力,改革

参考文献