结构力学论文

　　1当前结构力学课程教学中存在的问题

　　在现有的培养模式下，当前应用型本科院校结构力学教学中普遍存在下列问题：

　　1.1课时有限

　　各类本科院校目前都存在这样一个问题，公共课占用课时过多，造成大部分专业课课时大幅削减，结构力学也不例外，从而使教学内容多，学时少的矛盾日渐突出，因此应用型本科必须对结构力学相应的教学内容进行调整。

　　1．2教学手段单一

　　结构力学课程理论性较强，讲授内容繁多，教学方法以传统的理论教学为主。教师注重教学内容的重点和难点，但教学方法和教学手段单一，缺乏创新，而学生也只知道被动的接受，对老师的讲课产生依赖性，而不主动的思考，这样就难以达到对学生实践创新素质培养的要求。

　　1．3实践经验较少

　　在现有的教学模式下，结构力学课程教学往往集中在课堂教学，导致教学中存在着“重理论、轻实践”的通病。学生在完成结构力学课程的学习后，不知如何在工程实践中应用理论知识解决实际问题，实际动手能力较差。传统的教学模式中，实践性学时太少，学生真正将理论知识与实践结合起来的机会更少。

　　1．4考核方式单一

　　传统的考试模式，仍然是对课程内容中的重点、难点进行归纳总结，采用典型的试题来考核学生对知识的理解和掌握情况。学生为了考试过关常常死记硬背典型试题的解题步骤，这些从一定程度上讲都阻碍了学生发散思维和创新能力的发展。

　　2具体的改革措施

　　针对应用型本科结构力学课程教学过程中存在的问题，结合教学实践经验，从以下几方面，对结构力学教学改革提出一些初步的探讨。

　　結构力学作为农业工程类专业的核心专业课，以理论力学、材料力学、建筑材料等课程为基础，又是钢结构设计、钢筋混凝土设计等专业课的基础，并且是将来学生研究生入学考试的必考科目和工作岗位上必须熟练运用的专业知识。可以说是农业工程类专业学生本科阶段最重要的课[1]。笔者通过分析结构力学教学现状，提出了混合课堂模式应用于结构力学教学的探讨，并通过实践教学效果验证，以期有效提高教学效果。

　　1教学效果现状调查

　　根据2008～2010级农业建筑工程、农业水利工程专业

　　结构力学教学现状调查，表明教学效果非常不理想，调查结

　　果见表1和表2。①期末考试评比以期末考试卷面成绩（卷面满分100）为标准。大于等于90分为优秀，大于等于75分低于90分为良好，大于等于60分低于75分为合格，低于60分为不合格。②上课出勤状况以学期10次随机点名出勤状况为标准。全勤为优秀，请假2次以内为良好，缺课2次以内为合格，缺课或请假3次以上为不合格。③作业完成状况以学期8次作业完成情况为标准。无缺交记录且作业准确率高为优秀，无缺交记录但作业准确率一般为

　　根据表1调查数据，选取优秀率和不合格率进行数据分析得表2。

　　综合考量考试、上课出勤、作业完成情况可以得出结论：2008～2010级结构力学教学效果状况较差。

　　2原因分析

　　交流其他院校对于结构力学课程的教学评价发现，各大高校面临同样的教学窘境，究其原因，笔者根据多年的教学经验认为大致有以下2点。

　　前言

　　中国文化博大精深，流传至今的文化当中包含了大量我国古人的智慧，古建筑可以说是当今世界上最伟大的创造发明之一，从古代起就以其舒适、优美和实用等特点流传至日韩等国。在当今世界经济飞速发展的背景下，中国古建筑已经成为人类世界最宝贵的文化遗产之一。而古建筑中的古木结构是最具特色的一种，中国古代的佛寺及观音阁等都以古木结构为主。现阶段加强对该结构的研究对于保护人类文化遗产具有重要的意义。近年来我国涌现出越来越多的学者从不同的角度对其展开研究，本文将从力学角度对其研究进展进行描述。

　　一、中国古建筑木材力学性能

　　青铜和石器时期，我国的木材资源相当丰富，当时的生产力和环境条件下，人们通过智慧运用木材来搭建房屋。经过古人不断的努力，他们意识到了木材搭建房屋的种种优点，并逐渐将木结构搭建房屋的技术和经验流传了下来。但是值得注意的是，木结构同其他结构的建筑相同，在建造建筑时同样也存在着许多问题。

　　(一)材性劣化

　　我国的木结构古建筑经过上千年的洗礼，至今为止已经受到了各种不同的虫蛀及腐蚀，其材性受环境的影响较大，劣化现象严重。在现阶段的古建筑木结构力学研究过程中，专家们最为关心的问题就是古建筑中的材性劣化问题［1］。近年来我国相关方面的专家针对木结构的古建筑材性的变化进行了仔细的对比和研究，其中有对大概拥有九百年历史的北岳庙大殿的研究和约有二百年历史的易昌陵碑楼的研究。经对比，专家们总结出木结构古建筑受到环境和时间的影响比较严重，经历时间越久的建筑，它们的材质更加脆弱，力学性能更加低下，虽然不同的树木种类会使其产生不同的腐蚀程度，但是其变化的整体趋势是相同的。最初我国对材性劣化的研究方法是应用接种腐朽菌的方式，这种方法能够促使木材腐朽速度加快，从而进行对比，得到想要的实验结果，其结果表明不同的木材，其物理及化学性质是按照一定规律进行衰变的。

　　一、激发学生的学习兴趣，调动学生的学习主动性

　　教师在绪论中可结合工程实例讲述“结构力学”在工程设计中的广泛用途，指出“结构力学”的概念来源于工程实际，最终还是要应用到工程实际中去，具有很强的工程应用性质，通过教师的引导，学生对课程有一个形象、直观的认识和定位，以此明确学习目的。其次，教师讲课要生动、活泼、有趣，避免照本宣科。在讲解一些重要定义和基本概念时，例如结构形式的种类包括梁、刚架、桁架等，要注重与实际工程结构相结合，在演示文稿中适当引入实物图片，通过实物对比明确什么样的结构可以简化成为上述常用的结构形式，实践表明，理论联系实际，可以使学生更易理解和接受。第三，在教学中要强调学生的主体地位。在讲清楚基本知识和概念的前提下，教师要注重培养学生科学的思维方法，着重引导学生深入思考，系统理解，并利用所学知识解决实际问题，从而培养他们自主学习的能力和发散思维的水平。俗话说“授人以鱼不如授人以渔”，只要学生掌握了基本知识和概念，再加上科学的思维方法，多数情况下对遇到的问题可以迎刃而解。反之，如果教师只以灌输知识为主，而忽略了学生的主观能动性，只能达到事倍功半的效果。

　　二、注重基本方法和基本概念，注意归纳总结

　　基本方法和基本概念是学习《结构力学》及其他所有课程的基础。只有将基本概念理解透彻了，将基本方法掌握了，才能将所学知识融会贯通，做到举一反三。例如，实际教学中我们发现，有些同学在学习过程中受之前所学材料力学的影响，弯矩还总是以下端受拉为正，材料力学的规定是因为其研究对象主要是梁，而《结构力学》的研究对象既包括梁，也包括刚架结构，如果还是简单套用材料力学的规定肯定是不合理的，因此，在授课过程中，教师应当特别讲清楚，在《结构力学》中弯矩一般是不区分正负的，其图形画在受拉侧。类似这些都是最基本的符号规定，是学生必须掌握的，教师上课时须不厌其烦地反复强调。在教学过程中，教师要引导学生学会归纳总结，促使其养成良好的学习习惯。只有学生通过教师讲解和自身练习将知识转化成自己的理解，才能真正掌握所学知识并学以致用。教学过程中我们发现，很多学生在拿到一个问题后总是感觉无从下手，通过调查了解，我们总结其根本原因主要是不会取研究对象。因此，教学中教师要特别注意讲解透彻如何取研究对象，重点讲解清楚取研究对象就是取出包括欲求解的截面的部分结构，画出其所有受力，包括内力和外力，然后进行受力分析，使其保持受力平衡，从而求出未知内力。很多同学反映学到矩阵位移法和结构动力学等章节的内容时，学习力不从心，究其原因就是前面力法和位移法没学好，因为这些章节的内容要求熟练掌握力法和位移法并综合运用。可见，《结构力学》的内容都是前后衔接、互相联系、环环相扣的，学生在整个学习过程中不能时紧时松、厚此薄彼，更不能马马虎虎、掉以轻心。

　　结构力学是土术、水利、交通类专业中一门重要的专业基础课，它以高等数学、理论力学和材料力学为基础，口述了杆件结构的内力和变形情况，结构的动力响应，以及杆件的稳定性和结构的极限荷载，是由基础走向专业的一门核心课程。现在，随着计算机的迅速发展，结构力学中的一些传统方法，如弯矩分配法，剪力分配法等失去了原来的重要性，各种计算软件迅速兴起与壮人，计算结构力学得到了快速发展，这样学生能利用各种软件轻松地计算复杂结构，同时也带来了一些问题，如何判断计算结构的好坏，如何从人量的计算数据中提炼有价值的结果，这些问题对学生的结构力学概念提出了更高的要求在近几年的实践教学中笔者体会到，现在的学生普遍比较浮躁，对计算机的依赖过人，很容易忽视结构分析中的一些问题，现总结几个常见的问题。

　　一、结构的弯矩图是结构力学中的重点，难点

　　结构力学中静定结构的内力部分是基础，这部分的概念关系到以后章节的所有问题的分析。弯矩图的做法学生基本都会，但是能熟练、准确、快速地做出弯矩图，却非易事，其中的细节更是容易被忽视。

　　二、结构的变形图也是结构力学中的难点问题

　　在教材中一般都没有系统的介绍，但是勾画结构的变形图对于学生快速画弯矩图、确定位移法中固端弯矩的符号，在结构动力学中判断动力自由度数目及建立运动方程都有很大的帮助。 如勾画图3(a)结构的.变形图。平时学生经常出现图3(a)所示结果。而实际情况是，它的弯矩图如图3 (c)所示，可以看出，AB杆件弯矩为零。从弯矩图分析，在图示荷载作用下AB杆件只是绕B做转动，轴线还保持直线，杆件没有弯曲变形，变形图如图3(b)所示。这里主要就是内力与变形之问的关系，概念要理解掌握，学生对受力和变形之问的关系比较模糊。