結構力學論文

　　1當前結構力學課程教學中存在的問題

　　在現有的培養模式下，當前應用型本科院校結構力學教學中普遍存在下列問題：

　　1.1課時有限

　　各類本科院校目前都存在這樣一個問題，公共課占用課時過多，造成大部分專業課課時大幅削減，結構力學也不例外，從而使教學內容多，學時少的矛盾日漸突出，因此應用型本科必須對結構力學相應的教學內容進行調整。

　　1．2教學手段單一

　　結構力學課程理論性較強，講授內容繁多，教學方法以傳統的理論教學為主。教師注重教學內容的重點和難點，但教學方法和教學手段單一，缺乏創新，而學生也只知道被動的接受，對老師的講課產生依賴性，而不主動的思考，這樣就難以達到對學生實踐創新素質培養的要求。

　　1．3實踐經驗較少

　　在現有的教學模式下，結構力學課程教學往往集中在課堂教學，導致教學中存在著“重理論、輕實踐”的通病。學生在完成結構力學課程的學習后，不知如何在工程實踐中應用理論知識解決實際問題，實際動手能力較差。傳統的教學模式中，實踐性學時太少，學生真正將理論知識與實踐結合起來的機會更少。

　　1．4考核方式單一

　　傳統的考試模式，仍然是對課程內容中的重點、難點進行歸納總結，采用典型的試題來考核學生對知識的理解和掌握情況。學生為了考試過關常常死記硬背典型試題的解題步驟，這些從一定程度上講都阻礙了學生發散思維和創新能力的發展。

　　2具體的改革措施

　　針對應用型本科結構力學課程教學過程中存在的問題，結合教學實踐經驗，從以下幾方面，對結構力學教學改革提出一些初步的探討。

　　結構力學作為農業工程類專業的核心專業課，以理論力學、材料力學、建筑材料等課程為基礎，又是鋼結構設計、鋼筋混凝土設計等專業課的基礎，并且是將來學生研究生入學考試的必考科目和工作崗位上必須熟練運用的專業知識�？梢哉f是農業工程類專業學生本科階段最重要的課[1]。筆者通過分析結構力學教學現狀，提出了混合課堂模式應用于結構力學教學的探討，并通過實踐教學效果驗證，以期有效提高教學效果。

　　1教學效果現狀調查

　　根據2008～2010級農業建筑工程、農業水利工程專業

　　結構力學教學現狀調查，表明教學效果非常不理想，調查結

　　果見表1和表2。①期末考試評比以期末考試卷面成績（卷面滿分100）為標準。大于等于90分為優秀，大于等于75分低于90分為良好，大于等于60分低于75分為合格，低于60分為不合格。②上課出勤狀況以學期10次隨機點名出勤狀況為標準。全勤為優秀，請假2次以內為良好，缺課2次以內為合格，缺課或請假3次以上為不合格。③作業完成狀況以學期8次作業完成情況為標準。無缺交記錄且作業準確率高為優秀，無缺交記錄但作業準確率一般為

　　根據表1調查數據，選取優秀率和不合格率進行數據分析得表2。

　　綜合考量考試、上課出勤、作業完成情況可以得出結論：2008～2010級結構力學教學效果狀況較差。

　　2原因分析

　　交流其他院校對于結構力學課程的教學評價發現，各大高校面臨同樣的教學窘境，究其原因，筆者根據多年的教學經驗認為大致有以下2點。

　　前言

　　中國文化博大精深，流傳至今的文化當中包含了大量我國古人的智慧，古建筑可以說是當今世界上最偉大的創造發明之一，從古代起就以其舒適、優美和實用等特點流傳至日韓等國。在當今世界經濟飛速發展的背景下，中國古建筑已經成為人類世界最寶貴的文化遺產之一。而古建筑中的古木結構是最具特色的一種，中國古代的佛寺及觀音閣等都以古木結構為主�，F階段加強對該結構的研究對于保護人類文化遺產具有重要的意義。近年來我國涌現出越來越多的學者從不同的角度對其展開研究，本文將從力學角度對其研究進展進行描述。

　　一、中國古建筑木材力學性能

　　青銅和石器時期，我國的木材資源相當豐富，當時的生產力和環境條件下，人們通過智慧運用木材來搭建房屋。經過古人不斷的努力，他們意識到了木材搭建房屋的種種優點，并逐漸將木結構搭建房屋的技術和經驗流傳了下來。但是值得注意的是，木結構同其他結構的建筑相同，在建造建筑時同樣也存在著許多問題。

　　(一)材性劣化

　　我國的木結構古建筑經過上千年的洗禮，至今為止已經受到了各種不同的蟲蛀及腐蝕，其材性受環境的影響較大，劣化現象嚴重。在現階段的古建筑木結構力學研究過程中，專家們最為關心的問題就是古建筑中的材性劣化問題［1］。近年來我國相關方面的專家針對木結構的古建筑材性的變化進行了仔細的對比和研究，其中有對大概擁有九百年歷史的北岳廟大殿的研究和約有二百年歷史的易昌陵碑樓的研究。經對比，專家們總結出木結構古建筑受到環境和時間的影響比較嚴重，經歷時間越久的建筑，它們的材質更加脆弱，力學性能更加低下，雖然不同的樹木種類會使其產生不同的腐蝕程度，但是其變化的整體趨勢是相同的。最初我國對材性劣化的研究方法是應用接種腐朽菌的方式，這種方法能夠促使木材腐朽速度加快，從而進行對比，得到想要的實驗結果，其結果表明不同的木材，其物理及化學性質是按照一定規律進行衰變的。

　　一、激發學生的學習興趣，調動學生的學習主動性

　　教師在緒論中可結合工程實例講述“結構力學”在工程設計中的廣泛用途，指出“結構力學”的概念來源于工程實際，最終還是要應用到工程實際中去，具有很強的工程應用性質，通過教師的引導，學生對課程有一個形象、直觀的認識和定位，以此明確學習目的。其次，教師講課要生動、活潑、有趣，避免照本宣科。在講解一些重要定義和基本概念時，例如結構形式的種類包括梁、剛架、桁架等，要注重與實際工程結構相結合，在演示文稿中適當引入實物圖片，通過實物對比明確什么樣的結構可以簡化成為上述常用的結構形式，實踐表明，理論聯系實際，可以使學生更易理解和接受。第三，在教學中要強調學生的主體地位。在講清楚基本知識和概念的前提下，教師要注重培養學生科學的思維方法，著重引導學生深入思考，系統理解，并利用所學知識解決實際問題，從而培養他們自主學習的能力和發散思維的水平。俗話說“授人以魚不如授人以漁”，只要學生掌握了基本知識和概念，再加上科學的思維方法，多數情況下對遇到的問題可以迎刃而解。反之，如果教師只以灌輸知識為主，而忽略了學生的主觀能動性，只能達到事倍功半的效果。

　　二、注重基本方法和基本概念，注意歸納總結

　　基本方法和基本概念是學習《結構力學》及其他所有課程的基礎。只有將基本概念理解透徹了，將基本方法掌握了，才能將所學知識融會貫通，做到舉一反三。例如，實際教學中我們發現，有些同學在學習過程中受之前所學材料力學的影響，彎矩還總是以下端受拉為正，材料力學的規定是因為其研究對象主要是梁，而《結構力學》的研究對象既包括梁，也包括剛架結構，如果還是簡單套用材料力學的規定肯定是不合理的，因此，在授課過程中，教師應當特別講清楚，在《結構力學》中彎矩一般是不區分正負的，其圖形畫在受拉側。類似這些都是最基本的符號規定，是學生必須掌握的，教師上課時須不厭其煩地反復強調。在教學過程中，教師要引導學生學會歸納總結，促使其養成良好的學習習慣。只有學生通過教師講解和自身練習將知識轉化成自己的理解，才能真正掌握所學知識并學以致用。教學過程中我們發現，很多學生在拿到一個問題后總是感覺無從下手，通過調查了解，我們總結其根本原因主要是不會取研究對象。因此，教學中教師要特別注意講解透徹如何取研究對象，重點講解清楚取研究對象就是取出包括欲求解的截面的部分結構，畫出其所有受力，包括內力和外力，然后進行受力分析，使其保持受力平衡，從而求出未知內力。很多同學反映學到矩陣位移法和結構動力學等章節的內容時，學習力不從心，究其原因就是前面力法和位移法沒學好，因為這些章節的內容要求熟練掌握力法和位移法并綜合運用�？梢�，《結構力學》的內容都是前后銜接、互相聯系、環環相扣的，學生在整個學習過程中不能時緊時松、厚此薄彼，更不能馬馬虎虎、掉以輕心。

　　結構力學是土術、水利、交通類專業中一門重要的專業基礎課，它以高等數學、理論力學和材料力學為基礎，口述了桿件結構的內力和變形情況，結構的動力響應，以及桿件的穩定性和結構的極限荷載，是由基礎走向專業的一門核心課程�，F在，隨著計算機的迅速發展，結構力學中的一些傳統方法，如彎矩分配法，剪力分配法等失去了原來的重要性，各種計算軟件迅速興起與壯人，計算結構力學得到了快速發展，這樣學生能利用各種軟件輕松地計算復雜結構，同時也帶來了一些問題，如何判斷計算結構的好壞，如何從人量的計算數據中提煉有價值的結果，這些問題對學生的結構力學概念提出了更高的要求在近幾年的實踐教學中筆者體會到，現在的學生普遍比較浮躁，對計算機的依賴過人，很容易忽視結構分析中的一些問題，現總結幾個常見的問題。

　　一、結構的彎矩圖是結構力學中的重點，難點

　　結構力學中靜定結構的內力部分是基礎，這部分的概念關系到以后章節的所有問題的分析。彎矩圖的做法學生基本都會，但是能熟練、準確、快速地做出彎矩圖，卻非易事，其中的細節更是容易被忽視。

　　二、結構的變形圖也是結構力學中的難點問題

　　在教材中一般都沒有系統的介紹，但是勾畫結構的變形圖對于學生快速畫彎矩圖、確定位移法中固端彎矩的符號，在結構動力學中判斷動力自由度數目及建立運動方程都有很大的幫助。 如勾畫圖3(a)結構的.變形圖。平時學生經常出現圖3(a)所示結果。而實際情況是，它的彎矩圖如圖3 (c)所示，可以看出，AB桿件彎矩為零。從彎矩圖分析，在圖示荷載作用下AB桿件只是繞B做轉動，軸線還保持直線，桿件沒有彎曲變形，變形圖如圖3(b)所示。這里主要就是內力與變形之問的關系，概念要理解掌握，學生對受力和變形之問的關系比較模糊。