結(jié)構(gòu)力學(xué)論文

　　1當(dāng)前結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

　　在現(xiàn)有的培養(yǎng)模式下，當(dāng)前應(yīng)用型本科院校結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)中普遍存在下列問(wèn)題：

　　1.1課時(shí)有限

　　各類本科院校目前都存在這樣一個(gè)問(wèn)題，公共課占用課時(shí)過(guò)多，造成大部分專業(yè)課課時(shí)大幅削減，結(jié)構(gòu)力學(xué)也不例外，從而使教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少的矛盾日漸突出，因此應(yīng)用型本科必須對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。

　　1．2教學(xué)手段單一

　　結(jié)構(gòu)力學(xué)課程理論性較強(qiáng)，講授內(nèi)容繁多，教學(xué)方法以傳統(tǒng)的理論教學(xué)為主。教師注重教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，但教學(xué)方法和教學(xué)手段單一，缺乏創(chuàng)新，而學(xué)生也只知道被動(dòng)的接受，對(duì)老師的講課產(chǎn)生依賴性，而不主動(dòng)的思考，這樣就難以達(dá)到對(duì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的要求。

　　1．3實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少

　　在現(xiàn)有的教學(xué)模式下，結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)往往集中在課堂教學(xué)，導(dǎo)致教學(xué)中存在著“重理論、輕實(shí)踐”的通病。學(xué)生在完成結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)后，不知如何在工程實(shí)踐中應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，實(shí)際動(dòng)手能力較差。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，實(shí)踐性學(xué)時(shí)太少，學(xué)生真正將理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)的機(jī)會(huì)更少。

　　1．4考核方式單一

　　傳統(tǒng)的考試模式，仍然是對(duì)課程內(nèi)容中的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，采用典型的試題來(lái)考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握情況。學(xué)生為了考試過(guò)關(guān)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(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

　　2具體的改革措施

　　針對(duì)應(yīng)用型本科結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從以下幾方面，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革提出一些初步的探討。

　　結(jié)構(gòu)力學(xué)作為農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)的核心專業(yè)課，以理論力學(xué)、材料力學(xué)、建筑材料等課程為基礎(chǔ)，又是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土設(shè)計(jì)等專業(yè)課的基礎(chǔ)，并且是將來(lái)學(xué)生研究生入學(xué)考試的必考科目和工作崗位上必須熟練運(yùn)用的專業(yè)知識(shí)�？梢哉f(shuō)是農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)學(xué)生本科階段最重要的課[1]。筆者通過(guò)分析結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，提出了混合課堂模式應(yīng)用于結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的探討，并通過(guò)實(shí)踐教學(xué)效果驗(yàn)證，以期有效提高教學(xué)效果。

　　1教學(xué)效果現(xiàn)狀調(diào)查

　　根據(jù)2008～2010級(jí)農(nóng)業(yè)建筑工程、農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)

　　結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查，表明教學(xué)效果非常不理想，調(diào)查結(jié)

　　果見(jiàn)表1和表2。①期末考試評(píng)比以期末考試卷面成績(jī)（卷面滿分100）為標(biāo)準(zhǔn)。大于等于90分為優(yōu)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(xué)期10次隨機(jī)點(diǎn)名出勤狀況為標(biāo)準(zhǔn)。全勤為優(yōu)秀，請(qǐng)假2次以內(nèi)為良好，缺課2次以內(nèi)為合格，缺課或請(qǐng)假3次以上為不合格。③作業(yè)完成狀況以學(xué)期8次作業(yè)完成情況為標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)缺交記錄且作業(yè)準(zhǔn)確率高為優(yōu)秀，無(wú)缺交記錄但作業(yè)準(zhǔn)確率一般為

　　根據(jù)表1調(diào)查數(shù)據(jù)，選取優(yōu)秀率和不合格率進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得表2。

　　綜合考量考試、上課出勤、作業(yè)完成情況可以得出結(jié)論：2008～2010級(jí)結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)效果狀況較差。

　　2原因分析

　　交流其他院校對(duì)于結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，各大高校面臨同樣的教學(xué)窘境，究其原因，筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為大致有以下2點(diǎn)。

　　前言

　　中國(guó)文化博大精深，流傳至今的文化當(dāng)中包含了大量我國(guó)古人的智慧，古建筑可以說(shuō)是當(dāng)今世界上最偉大的創(chuàng)造發(fā)明之一，從古代起就以其舒適、優(yōu)美和實(shí)用等特點(diǎn)流傳至日韓等國(guó)。在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，中國(guó)古建筑已經(jīng)成為人類世界最寶貴的文化遺產(chǎn)之一。而古建筑中的古木結(jié)構(gòu)是最具特色的一種，中國(guó)古代的佛寺及觀音閣等都以古木結(jié)構(gòu)為主。現(xiàn)階段加強(qiáng)對(duì)該結(jié)構(gòu)的研究對(duì)于保護(hù)人類文化遺產(chǎn)具有重要的意義。近年來(lái)我國(guó)涌現(xiàn)出越來(lái)越多的學(xué)者從不同的角度對(duì)其展開(kāi)研究，本文將從力學(xué)角度對(duì)其研究進(jìn)展進(jìn)行描述。

　　一、中國(guó)古建筑木材力學(xué)性能

　　青銅和石器時(shí)期，我國(guó)的木材資源相當(dāng)豐富，當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力和環(huán)境條件下，人們通過(guò)智慧運(yùn)用木材來(lái)搭建房屋。經(jīng)過(guò)古人不斷的努力，他們意識(shí)到了木材搭建房屋的種種優(yōu)點(diǎn)，并逐漸將木結(jié)構(gòu)搭建房屋的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)流傳了下來(lái)。但是值得注意的是，木結(jié)構(gòu)同其他結(jié)構(gòu)的建筑相同，在建造建筑時(shí)同樣也存在著許多問(wèn)題。

　　(一)材性劣化

　　我國(guó)的木結(jié)構(gòu)古建筑經(jīng)過(guò)上千年的洗禮，至今為止已經(jīng)受到了各種不同的蟲(chóng)蛀及腐蝕，其材性受環(huán)境的影響較大，劣化現(xiàn)象嚴(yán)重。在現(xiàn)階段的古建筑木結(jié)構(gòu)力學(xué)研究過(guò)程中，專家們最為關(guān)心的問(wèn)題就是古建筑中的材性劣化問(wèn)題［1］。近年來(lái)我國(guó)相關(guān)方面的專家針對(duì)木結(jié)構(gòu)的古建筑材性的變化進(jìn)行了仔細(xì)的對(duì)比和研究，其中有對(duì)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(jīng)對(duì)比，專家們總結(jié)出木結(jié)構(gòu)古建筑受到環(huán)境和時(shí)間的影響比較嚴(yán)重，經(jīng)歷時(shí)間越久的建筑，它們的材質(zhì)更加脆弱，力學(xué)性能更加低下，雖然不同的樹(shù)木種類會(huì)使其產(chǎn)生不同的腐蝕程度，但是其變化的整體趨勢(shì)是相同的。最初我國(guó)對(duì)材性劣化的研究方法是應(yīng)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(jìn)行對(duì)比，得到想要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其結(jié)果表明不同的木材，其物理及化學(xué)性質(zhì)是按照一定規(guī)律進(jìn)行衰變的。

　　一、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性

　　教師在緒論中可結(jié)合工程實(shí)例講述“結(jié)構(gòu)力學(xué)”在工程設(shè)計(jì)中的廣泛用途，指出“結(jié)構(gòu)力學(xué)”的概念來(lái)源于工程實(shí)際，最終還是要應(yīng)用到工程實(shí)際中去，具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用性質(zhì)，通過(guò)教師的引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)課程有一個(gè)形象、直觀的認(rèn)識(shí)和定位，以此明確學(xué)習(xí)目的。其次，教師講課要生動(dòng)、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(shí)，例如結(jié)構(gòu)形式的種類包括梁、剛架、桁架等，要注重與實(shí)際工程結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在演示文稿中適當(dāng)引入實(shí)物圖片，通過(guò)實(shí)物對(duì)比明確什么樣的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化成為上述常用的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)踐表明，理論聯(lián)系實(shí)際，可以使學(xué)生更易理解和接受。第三，在教學(xué)中要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位。在講清楚基本知識(shí)和概念的前提下，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，著重引導(dǎo)學(xué)生深入思考，系統(tǒng)理解，并利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，從而培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)的能力和發(fā)散思維的水平。俗話說(shuō)“授人以魚(yú)不如授人以漁”，只要學(xué)生掌握了基本知識(shí)和概念，再加上科學(xué)的思維方法，多數(shù)情況下對(duì)遇到的問(wèn)題可以迎刃而解。反之，如果教師只以灌輸知識(shí)為主，而忽略了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，只能達(dá)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(jié)

　　基本方法和基本概念是學(xué)習(xí)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》及其他所有課程的基礎(chǔ)。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(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，做到舉一反三。例如，實(shí)際教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，有些同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)程中受之前所學(xué)材料力學(xué)的影響，彎矩還總是以下端受拉為正，材料力學(xué)的規(guī)定是因?yàn)槠溲芯繉?duì)象主要是梁，而《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的研究對(duì)象既包括梁，也包括剛架結(jié)構(gòu)，如果還是簡(jiǎn)單套用材料力學(xué)的規(guī)定肯定是不合理的，因此，在授課過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)特別講清楚，在《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中彎矩一般是不區(qū)分正負(fù)的，其圖形畫(huà)在受拉側(cè)。類似這些都是最基本的符號(hào)規(guī)定，是學(xué)生必須掌握的，教師上課時(shí)須不厭其煩地反復(fù)強(qiáng)調(diào)。在教學(xué)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)歸納總結(jié)，促使其養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。只有學(xué)生通過(guò)教師講解和自身練習(xí)將知識(shí)轉(zhuǎn)化成自己的理解，才能真正掌握所學(xué)知識(shí)并學(xué)以致用。教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在拿到一個(gè)問(wèn)題后總是感覺(jué)無(wú)從下手，通過(guò)調(diào)查了解，我們總結(jié)其根本原因主要是不會(huì)取研究對(duì)象。因此，教學(xué)中教師要特別注意講解透徹如何取研究對(duì)象，重點(diǎn)講解清楚取研究對(duì)象就是取出包括欲求解的截面的部分結(jié)構(gòu)，畫(huà)出其所有受力，包括內(nèi)力和外力，然后進(jìn)行受力分析，使其保持受力平衡，從而求出未知內(nèi)力。很多同學(xué)反映學(xué)到矩陣位移法和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等章節(jié)的內(nèi)容時(shí)，學(xué)習(xí)力不從心，究其原因就是前面力法和位移法沒(méi)學(xué)好，因?yàn)檫@些章節(jié)的內(nèi)容要求熟練掌握力法和位移法并綜合運(yùn)用�？梢�(jiàn)，《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的內(nèi)容都是前后銜接、互相聯(lián)系、環(huán)環(huán)相扣的，學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中不能時(shí)緊時(shí)松、厚此薄彼，更不能馬馬虎虎、掉以輕心。

　　結(jié)構(gòu)力學(xué)是土術(shù)、水利、交通類專業(yè)中一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它以高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)和材料力學(xué)為基礎(chǔ)，口述了桿件結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形情況，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，以及桿件的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的極限荷載，是由基礎(chǔ)走向?qū)�業(yè)的一門(mén)核心課程�，F(xiàn)在，隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)力學(xué)中的一些傳統(tǒng)方法，如彎矩分配法，剪力分配法等失去了原來(lái)的重要性，各種計(jì)算軟件迅速興起與壯人，計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)得到了快速發(fā)展，這樣學(xué)生能利用各種軟件輕松地計(jì)算復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時(shí)也帶來(lái)了一些問(wèn)題，如何判斷計(jì)算結(jié)構(gòu)的好壞，如何從人量的計(jì)算數(shù)據(jù)中提煉有價(jià)值的結(jié)果，這些問(wèn)題對(duì)學(xué)生的結(jié)構(gòu)力學(xué)概念提出了更高的要求在近幾年的實(shí)踐教學(xué)中筆者體會(huì)到，現(xiàn)在的學(xué)生普遍比較浮躁，對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴過(guò)人，很容易忽視結(jié)構(gòu)分析中的一些問(wèn)題，現(xiàn)總結(jié)幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題。

　　一、結(jié)構(gòu)的彎矩圖是結(jié)構(gòu)力學(xué)中的重點(diǎn)，難點(diǎn)

　　結(jié)構(gòu)力學(xué)中靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力部分是基礎(chǔ)，這部分的概念關(guān)系到以后章節(jié)的所有問(wèn)題的分析。彎矩圖的做法學(xué)生基本都會(huì)，但是能熟練、準(zhǔn)確、快速地做出彎矩圖，卻非易事，其中的細(xì)節(jié)更是容易被忽視。

　　二、結(jié)構(gòu)的變形圖也是結(jié)構(gòu)力學(xué)中的難點(diǎn)問(wèn)題

　　在教材中一般都沒(méi)有系統(tǒng)的介紹，但是勾畫(huà)結(jié)構(gòu)的變形圖對(duì)于學(xué)生快速畫(huà)彎矩圖、確定位移法中固端彎矩的符號(hào)，在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中判斷動(dòng)力自由度數(shù)目及建立運(yùn)動(dòng)方程都有很大的幫助。 如勾畫(huà)圖3(a)結(jié)構(gòu)的.變形圖。平時(shí)學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)圖3(a)所示結(jié)果。而實(shí)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(zhuǎn)動(dòng)，軸線還保持直線，桿件沒(méi)有彎曲變形，變形圖如圖3(b)所示。這里主要就是內(nèi)力與變形之問(wèn)的關(guān)系，概念要理解掌握，學(xué)生對(duì)受力和變形之問(wèn)的關(guān)系比較模糊。