结构力学论文:谈《结构力学》多媒体网络课程建设的实践

论文关键词：《结构力学》 网络课件 实用性

论文摘要：随着计算机和网络技术的发展．利用多媒体网络课件进行教学是一神很好的教学手段。作者结合自制多媒体网络教学课件的经历，从几方面探讨了课件制作与实际教学相结合的问题，以保障多媒体网络课件的实用性。

《结构力学》因概念多、理论性强，公式推导、计算过程繁琐枯燥而使学生学习乏味，甚至令不少学生感到学习困难。而且现在理论教学时敬都有不同程度压缩：如何在缩减了的课堂教学时间内既要完成规定的教学内容，又要向学生传授更多更新的知识和信息，以提高教学质量和效率以及如何打破传统的以教科书和参考书为知识的来源，学生机被而被动的接受粜板的教学模式是教育工作者所要考虑的问题。

采用如多媒体教学、网络教学等现代化教学手段可以在保留传统教学优势的基础上很好地解决上述问题。但是，传统的多媒体教学课件大都是单一的PPTi粜程内容的演示，并没有将澡程体系完整地呈现在学生面前。本人结合几年的教学实践，自制多媒体网络课件。将多媒体和网络相结合，使学生很好地了解 <结掏力学)的课程体系，大大提高了学生的学习兴趣以及多媒体课件教学的实用性。

1 多媒体网络课程建设的框架

1.1 网页制作软件的选择

制作多媒体羽络深件．网页制怍软件的选择比较重要．考虑所用软件要支持多种格式，还要支持视频 ，还要考虑其连接速度等，最终选择Frontpage是出于制作的这个课件基本基于煮孥态，易于操作。

1.2 网络课程 内容设置

在《结构力学》网络漯件的主页设置导航栏，其主要内容包括：主讲人介绍，课程简介，教学大纲 。结构力学教案，结构力学讲义．网络课件，PPr讲稿，综合习题集，历年试卷。模拟试卷，下载专区．疑难解答和动画库等。导航栏主要采用frontpage导航功能确定各信息的层次结构和浏览顺序，通过超链接的方式确定信息问的交叉跳转关系。在整个课件的制作中笔者侧重了网络课件，综合习题集和疑难解答，下面就这几方面的内容作以介绍：

(1)网络课件：在这个栏 目中按照书中的章、节次序编排。开始显示教科书中的总的章节标题，单击章标题后在页面的左侧显示本章的节的标题．右侧显示内容。整个目录还可以扩展，在节的标题下面引入第三层每节的主要内容．树型导航部分的每个标蹶单击后右侧直接显示此标题下的内容。内容学习完后可以回到主页，有利于学生重新选择学习其他内容。

此网络课件包括了书中的全部内容大量图片，因此学生可以脱离书本学习。本网络课件在编排全部内容的同时还穿插了许多幅动画。如在及时章平面体系的几何构造分折一章中，同学们对刚片的自由度的确定存在一定难度．本课件就安插了多幅动画，演示点的自由度、 一刚片、两刚片及多刚片的自由度确定．还演示了约束的作用及可变体系和不变体系，生动地展示了结构力学中难以理解的概念。既调动了学生的积极性．又提高了学生的学习兴趣。此外在影响线一章中． 学生反映影响线的概念以及机动发作影响线结构位移是如何变化的很难理解，在本课件中用flash自制了多幅动画。分解演示了影响线的形成和绘制。在教学过程中取得的良好效果。

本网络课件中还特别重视典型例题的选取。除了课本中的例题外，还精心选取了其他参考书中的典型例题，从多个角度诠释了—个概念或是一种解题的方浃．或是朋一种方法解决多种不同类型的习题，并着重强调 解题步骤。使学生在学习过程中能举一反三或是一题多解．锻炼了学生的思考能力，在每章的内容后面还附有关于本章内容的一些新知识的探讨和一些小论文的思考，增加了学生的学习兴趣，同时为感兴趣的同学在这方面的研究提供了信息。

(2)综合习题集：针对 (结构力学 》的理论和概念的应用，本都分主要是 《结构力学 》学习后的练习部分，包括了以往 《结构力学》考试的重点和难点，本课件除了借鉴了以往网络课件中的习题模式外，又按照教学过程的要求编排了与课本相对应的每章的练习题，主要分三大类：判断题、选择题和汁算题。判断题和选择题主要考查学生对概念和理论知识的掌握程度，计算题主要考察学生动手解题能力即对知识的运用的把握。每章练习题都附有简单答案以备学生检查做对与否。在课程的中期及期末备有综合检查试卷四套．总体考察学生在此期间的学习情况。这洋由每章的练习到的综合练习形成较完整的练习考察体系，督促学生能理解消化所学知识。

(3)疑难解答：本网络课件的疑难解答主要采用留言板的形式．学生在学习过程中如有什么疑问都可以注册登陆后在留言板上留下所避问题，任课教师会及时的回答．如有特殊情况任课教师未能及时查看留言板．学生还可以把此问题直接发送到任课教师的信箱。多种途径解决学生的疑难问题，有利于学生更好的掌握结构力学知识。

此外，本网络课件还设有下载专区．主要是让学生能把有利于学习的资源下载下来备用。本专区包括软件下载和文件下载。软件下载主要是结构力学求解器的应用软件，使学生能够利用计算软件计算一些习题和利用软件绘制结构力学的内力图。文件下载主要包括本课程的大纲、教案和讲义及一些习题和模拟试卷的下载等．这些都为学生全方面地了解和掌握 <结掏力学)提供了资源。下载专区中还包括一些动画的下载，本网络课件将所有的动画都收藏在动画库中，有利于资源的集中应用和管理。

2 结柬语

本网络课件内容虽已基本包括 <结构力学》的基本体系，但还是存在一些不足．例如应该加入一些视频，能够讲解结构力学中较难理解的部分内容．使学习者更能理解所学内容；还可以加入一些结构力学中的前沿知识和研究成果，并且做到及时更新，使学生能够触及到科技领域的前沿知识。开闶视野．提高学习兴趣．更好地理解 《结构力学》的概念和方法．使学习者体验到网络课程学习的优点。

总之，随着校园网的完善和普及，利用网络技术进行教学是一种新的尝试，其教学过程不同于以往的传统教学过程。在网络教学中更能突出学生的主体地位，把以往的藩输式教学逐步地转变为主动汲取知识的主动学习的模式。网络课件为学生提供了一整套系统的、条理强的知识结构．使学生达到良好的学习效果。

结构力学论文:土木工程专业结构力学课程实验教学实践探讨

摘要：结构力学课程是土木工程专业的主要专业基础课。由于结构力学实验介于材料力学和专业结构实验之间，所以长期以来不的定位导致多数学校的结构力学课程教学忽视实验课。文章结合结构力学课程实验教学平台的建设实践，探讨了结构力学实验在课程教学中的重要作用。

关键词：土木工程专业；结构力学；实验教学；教学改革

结构力学课程是土木工程专业力学系列课程中一门非常重要的专业基础课，该课程的教学质量对于实现土木工程专业的“宽口径”，以及培养能力强、素质高的土木工程师人才起着举足轻重的作用。当前，土木工程领域计算机技术的广泛应用拓宽了结构力学的应用领域，同时也对结构力学课程的教学提出了新的、更高的要求。从课程设置来看，并不能因为计算机技术的应用而降低基础力学概念教学所占的比重。从国内外工科专业力学类课程的设置情况来看[1]，国内土木工程专业力学类课程学分的比例基本上小于10%，而国外均大于10%，并且目前国际上比较注重学生对“基础知识”的掌握，因此，力学类课程全部为必修课。

从现代科学研究的角度看，应用型基础力学课程应包括理论教学和实验教学两方面，结构力学课程也应如此。但在长期的教学实践中，由于结构力学实验介于材料力学和专业结构实验之间，这一不确定的定位导致其实验教学部分往往被忽视，而仅专注于课堂理论教学。正是这种忽视，造成了土木工程专业的学生很难从对单根构件受力概念的形象理解，过渡到对整个平面结构直至空间结构受力概念的形象理解，对其后续结构课程的学习及工作实践，乃至进一步的深造产生很大的负面影响。

一、 土木工程专业开设结构力学课程实验的必要性

力学概念是从实践中来的，本科阶段学习的应用力学更是如此。作为一名长期主讲结构力学课程的教师，笔者能够深切地体会到结构力学课程实验在帮助学生理解概念方面的重要意义和作用。以几何组成分析为例，在学习这部分内容时虽然课堂上已经清楚讲解了二元体的概念，但有一部分学生在遇到具体问题时还是不清楚。如图1a）所示，这些学生会将3-5-6当作二元体来对待。究其原因，是没有把“链杆的约束”这个概念搞清楚，如图1b）所示，他们在作几何组成分析时把2-4-6和3-5-6作为刚片，而将1-2和1-3作为链杆。又如图2所示，三个刚片间以三对平行等长链杆连接而成为几何常变体系的情况，很多学生对此根本没有一点感性认识。诸如此类的问题，还出现在对“定向支座可以约束哪些方向的位移、约束反力如何”等等概念的理解上，这都是由于没有提供实验条件让学生亲自动手去“试一试”造成的。在建筑力学的课堂教学中，教师利用自己动手制作的一部分杆件以及连接件，结合课程内容当场做演示实验，或者让部分学生自己来做实验。从课程测试的结果可以看出，学生在这部分内容的出错率有做实验的与未做实验的相比有大幅下降，这充分说明了“动手”的重要性。类似的情况还出现在诸如弯矩图需画在受拉一侧、刚结点处的弯矩平衡、互等定理、影响线、稳定、动力特性分析等，因此，需要通过实验帮助学生形象而深入理解该课程概念部分的知识。

土木工程专业所涉及的主要是房屋建筑、桥梁、隧道等结构体系。在理论讲授及实验中如能紧密结合专业特色，对学生学习专业课知识与增加学习兴趣都将起到事半功倍的效果。比如钢筋混凝土结构设计中“强柱弱梁”的概念，柱端先破坏时会形成几何可变体系，而梁先破坏则还是几何不变体系。这个概念一般在钢筋混凝土专业课中讲解，但如果在几何组成分析部分将其列入实验课内容，则会加强学生对专业知识的形象理解。类似的例子还有：单层厂房中的纵、横向支撑体系，顶点位移法计算房屋自振频率，结构抗震中的“鞭端效应”等等。但是在实验设计方面，由于学生此时还没有学习专业课程，所以结构力学实验和之后的专业课实验必须有所区别，不应设置过高的难度，否则将适得其反。

结构

力学研究的对象是结构体系的受力性能，而结构体系的布置是非常灵活的，所以结构力学实验还应该与材料力学实验有所区别。在实验中应以提高学生的动手能力、设计能力为目标，可以自行设计构件、连接支座装置及结构体系。以结构体系为例，不一定要限定为平面杆件体系，而可以结合高层建筑、空间结构（如网架、网壳、索结构、开合结构、折叠结构等）等，通过教师的适当启发，充分发挥学生的自主创新的能力。除完成基本实验外，结构力学实验课程应结合学科竞赛，为学生创造实验条件。

二、 土木工程专业结构力学课程实验教学实践

2010年，笔者所在的扬州大学对土木工程专业进行了课程实验的教学改革，建立了土木工程专业本科系列开放性实验教学平台，将材料力学、结构力学、土木工程材料、土力学、混凝土基本理论等课程的实验整合为土木工程专业基础实验课程，共1.5个学分，48学时（实验时数为学时数乘以2），分三个学期完成，并统一编写了相应的课程教学大纲。实验课程分为基本型、提高型及创新型三个层次，其中基本型实验要求学生在一个设计完整的实验框架下重新验证结果，让学生通过实验来验证所学相关理论推导结论的正确性，从而加深对知识的理解，培养学生的推理能力、分析能力，训练其实验技能；提高型实验内容涉及该课程的综合知识或与该课程相关的知识，对学生的实验技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力，要求学生综合运用两种以上的基本实验方法完成同一个实验，培养学生运用不同的思维方式和不同的实验原理综合分析问题、解决问题的能力，掌握不同的实验方法和实验技能；创新型实验要求学生根据给定的实验目的要求和实验条件，自己设计实验方案，选择实验器材，制定操作程序，学生必须运用自己掌握的知识进行问题分析和探讨，着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。 实验平台中的结构力学实验为新增设的模块，按照实验平台建设要求并参考相关文献[2-4]将几何组成实验、桁架及刚架静内力测定实验作为基本型实验（实验时数5，必选），将刚架稳定实验、静挠度测量实验、影响线绘制实验、结构优化实验、自振频率测定实验作为提高型实验（实验时数2，5选1），将自行加载的模型实验及其他实验作为创新型实验（实验时数2，结合结构模型创新大赛，如获奖还可取得相应的创新学分）。实验课程各模块按五级记分，其中平时成绩（包括实验理论及预习情况）占50%，实验操作及实验报告占50%，课程总成绩以学期为单位按各模块所得成绩的平均值计分。

根据实验平台建设要求，扬州大学与南京航空航天大学合作研制了nhlx-gⅱ型刚架多功能实验装置，如图3所示。该装置由支撑刚架、定位板、支座、加载系统、加载杆等组成，可根据需要很方便地将支座更换为固定支座、铰支座及定向支座等，可自由设置加载点位置，不仅可以完成刚架静内力测定实验，还可完成挠曲线测定、影响线绘制等实验。在实验中由学生自己粘贴应变片以及完成接线，以提高学生的实验技能。在自主编写的实验报告中，除要求分析产生误差的原因，还要求学生将实验结果与结构力学求解器的求解结果进行对比分析，培养其科研思维能力，如：“计算中是否考虑剪切变形及轴向变形有什么影响？”、“考虑支座的实际尺寸时计算简图中计算长度的取值对结果有什么影响？应如何取值？”、“计算中是否考虑支座的实际弹性刚度对结果有什么影响？”等等。对这些问题的分析解答都是课堂理论教学所无法完成的。

图3nhlx-gⅱ型刚架实验装置

在创新型实验部分，学校将结构力学实验与结构创新竞赛（包括校内和校外竞赛活动）相结合，引导学生进行自主学习，如三维空间体系的几何组成分析及内力计算、简单有限元软件的应用（如sap2000）等等。图4所示为学校举办结构模型制作及加载试验比赛的场景，其中左图为静力加载，右图为单向振动台试验。对于这些实验，学生们参与的热情非常高，达到了在趣味中感受结构力学的魅力，在趣味中提升对结构整体受力的感性认识的教学目的。

图4结构模型制作加载试验比赛

扬州大学自2010年课程实验改革以来，结构力学实验模块的教学已在两届学生中得以实施。在课堂理论教学中可以明显感到学生对结构力学学习兴趣的增强，如课堂注意力较集中、课间课后提问较活跃等等。此

外，与实验改革实施以前的两届学生（以每届两个教学班为单位）相比，几何组成部分的卷面平均出错率从19.3%下降为5.6%，做刚架弯矩图时结点平衡概念的出错率也大为降低，这从一个侧面反映了结构力学课程实验的教学成果。此外，学生还在各类结构创新大赛中屡获佳绩；以“减小支座弯矩”为概念的“抗震楼梯”设计还申报了国家专利，初步展现了创新型结构力学实验教学的成果。

三、 结语

学校土木工程专业本科系列实验教学平台的专项建设，推动了结构力学实验课程教学质量的提升。结构力学课程实验的教学实践成果主要体现在以下几方面。

（1）实验教学打破了结构力学课程课堂理论教学一统天下的局面，让学生能真正参与课程教学互动，帮助学生学会独立思考，并能灵活应用所学知识，与课堂理论教学形成良性互动。

（2）改革前后学生成绩的对比，客观上显示了基础型和提高型实验在促进学生对课程基本概念的形象理解、基本技能和动手能力的提升方面的重要作用。

（3）创新型实验的设置，激发了学生的创造性和自主学习的能力，增强了学生对专业的感性认识和学习兴趣，取得了较好的实践成果。

结构力学论文:“地层结构力学”的提出和基本理论框架

“地层结构力学”的提出和基本理论框架

1“地层结构力学”的提出

作者长期从事工程地质与岩土力学的实践和研究工作。前不久,作者提出了“岩土工程地层结构效应”的概念和“工程地层学”新学科[1～3]。“地层结构”是指三维空间中各地层的叠置或排列组合关系,其中地层的产状有水平的、倾斜的和褶曲形的,且将各类弱面(带),如断层破碎带、结构面等也看成是特殊的地层。“岩土工程地层结构效应”是指地层结构的不同或变化对各类岩土工程的受力、变形和稳定性、经济性有重要影响,同一工程可选在不同的地层结构中,也可对选中的地层结构进行人为的改造(如加筋、注浆等),使之更适合或更有利于该工程。“工程地层学”就是利用地质学中地层学的理论和知识为各类岩土工程服务的学科,它是地质学、力学、工程学相结合的产物。

在上述的基础上,最近作者经过研究认为,有必要建立“地层结构力学”这一新的边缘学科。“地层结构力学”就是研究与工程活动相关的某个或某些地层结构的结构力学特征、变形性状,地层结构与工程结构的协同工作,地层结构的改变对工程结构受力、变形和稳定性的影响,及基于力学机制的地层结构优化,从而为工程服务的学科。

基于以下几点有必要建立“地层结构力学”新学科:(1)地球的表层为地壳,地壳主要由各种产状的地层组成。人类的所有工程活动都是在地层中或地层上进行的。同一工程选择不同的地层结构,或对地层结构进行不同的人工改造,都将对该工程的受力、变形、稳定性和经济效益造成重大影响。作者经研究发现,为了更好地研究“岩土工程地层结构效应理论体系”和“工程地层学”,很有必要建立“地层结构力学”新学科。(2)工程活动中,为了充分利用地层的自稳能力,需要将地层也看成一种特殊的“工程材料”。这时,为了以尽可能少的工程代价(如喷锚、网状柔性支护等)达到工程目的,需要了解地层这种特殊的工程材料的地层结构力学特征。(3)人类制造的工程结构物往往处于地层结构中或地层结构之上,为了更好地研究工程结构与岩土体的共同作用或相互作用,需要地层结构力学的知识。

其实,目前在与“地层结构力学”的相关方面已开展了一些研究,这些研究为“地层结构力学”的研究提供了前提和基础。这些研究主要有:(1)将地层(含土层)看成梁或板。(2)关键层理论。(3)优势层理论。(4)地层结构效应、工程地层学。(5)硬壳层、双层地基、三层地基。(6)煤矿地层力学。

2“地层结构力学”的研究对象和研究内容

“地层结构力学”的研究对象就是所有在地层之上或之中的工程,具体来说就是建筑工程、道路工程、海岸工程、海洋工程、边坡工程、其他工程中的地层结构力学问题。

“地层结构力学”的研究内容主要有:(1)地层及地层层序成因、演化研究。(2)地层结构特征研究。(3)三维地层信息系统及三维地层可视化研究。(4)地层结构所在的地层构造应力场及构造体系研究。(5)地层结构本身的变形和力学机制研究。(6)地层结构力学与工程结构力学的关系,及地层结构与工程结构的协同工作问题研究。(7)地层结构的人工改造(含优化)及其对地层结构力学特征和工程结构的影响研究。

3 “地层结构力学”的特点

(1)“地层结构力学”是地质学与力学相结合的产物。

“地层结构力学”是地质学特别是其中的地层学和结构力学相结合的产物。“地层结构力学”首先要用地层学的知识研究工程场地中地层及地层结构的成因、演化,然后用结构力学的知识研究地层结构在工程荷载作用下的变形、力学特征和稳定性。

(2)“地层结构力学”的两个层次。

①从“变形”到“力”:所有工程场地所在的地层和地层结构都处在一定的地质构造单元中,地层和地层结构中都保留有长期地质构造运动中留下来的构造形迹。所以,“地层结构力学”首先要从地层和地层结构中论文联盟留存的构造变形反推地层和地层结构所遭受的各期古构造应力场(包含重力)。这是及时层次。

②从“力”到“变形”:工程场地所处的地层和地层结构除收到古构造应力场的作用外,还受到了工程荷载的作用。所以,“地层结构力学”的第二层次就是要研究地层结构在构造应力(包含重力)和工程荷载的作用下地层结构和工程结构的变形。

(3)“地层结构力学”的理论基础。

“地层结构力学”的理论基础有地层学、结构力学、构造地质学、地质力学、岩体结构力学、土体力学、岩体工程地质力学、岩体结构控制论、关键层理论、优势层理论等。转贴于论文联盟 //

结构力学论文:浅析结构力学课程多媒体教学研究

论文关键词:结构力学，教学手段，多媒体教学，传统教学

论文摘要:列举了结构力学多媒体教学实践中存在的普遍问题，分析了部分教师或学生排斤结构力学多媒体授课的原因，并提出了课件制作及演示的改善策略，从而提高教师的授课质量，巩固教学效果。

结构力学作为土木工程专业重要的基础课程，其涉及基本内容与增选、专题内容，包括静定结构分析、超静定结构分析、矩阵位移法、动力计算、能量原理、稳定计算及极限荷载等内容。该课程既需要学生具有良好的数学、力学基础，又需要学生灵活运用理论知识，加强与工程实际的联系。

随着信息技术的普及应用，多媒体作为一种教学手段在课程教学中发挥着越来越重要的作用。多媒体课件是指利用计算机，综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息，把多媒体的各个要素按教学要求通过集成工具软件进行合成，是针对具体学科的学习内容而开发设计的教学软件。

采用多媒体手段进行结构力学教学，能够缓解目前学时紧张的状况，在调动学生学习积极性、激发学生兴趣方面也有较大的优势。

1、结构力学教学现状

学生基础知识的差异，相对偏少的学时，抽象、枯燥的理论讲述，大量习题的讲解，理论向实践的引申，与基础课程及专业课程的过渡等方面，都表明结构力学是一门既不好教又不好学的课程。教师丰富的教学经验、合理的进度安排、学生的积极参与及认真学习的态度是保障课堂教学质量的关键因素。

按照教育部力学教学指导委员会非力学类专业力学基础课程教学指导分委员会制定的《结构力学课程教学基本要求》，普通本科院校结构力学基础部分的课内学时在60～80之间，较1998年之前的要求学时压缩了近1 /3。在学时减少的情况下，若仍采用黑板加粉笔的课堂教学手段，则无法完成规定的课程内容。目前，结构力学教学多采用多媒体或多媒体与传统教学手段相结合的方式。

结构力学的课程特点决定了学生必须经过大量习题的演练，才能较好地掌握。从学生普遍反应来看，多媒体似乎不适用于力学例题及习题的讲解。传统教学的优势在习题讲解方面突显出来，学生能够随着教师的讲解思路进行深层次的思考。相比多媒体而言，传统教学手段似乎更能激发学生的思考乐趣，教师与学生的思路在黑板加粉笔的模式下更容易融合到一起。

结构力学讨论的多是简化、抽象的力学模型，学生看不见摸不着，往往无法联想，与工程实践较难结合。教学中，存在着从具体到抽象，从实例到模型的讲授，多媒体在该方面有明显的优势。

2、多媒体教学实践

多媒体教学手段相比传统的课堂教学，其科学性、先进性、优越性及实用性是不言而喻的，并且易于复制、移植及推广应用，能普遍提高教师的授课质量，巩固教学效果。

实际教学环节中，不是所有的教师都适合采用多媒体授课，也不是所有的学生都能接受这种教学方式。通过分析，发现有如下因素限制了多媒体的应用:

1)部分教师直接采用教材附带或网络下载课件，不加任何修改即进行课程教学。课件的可复制性与可移植性，导致相当一部分教师无视课件制作者的授课思路、进度安排甚至课件内容与自己的实际情况是否一致，就原封不动地照抄照搬、照本宣科。

2)对于不能熟练驾驭课程教学的新教师或不熟悉多媒体课件的教师而言，课堂节奏不能自如控制，会导致教师被多媒体演示进度牵着鼻子走的情况出现。学生对此的反映就是授课重点不突出、语调过于单一、讲解速度偏快、没有充足的时间做记录等不利于掌握学习内容的问题。

3)目前常见的课件内容多数都是教材内容的简单复制，在演示上缺乏变化，抓不住学生学习的兴趣点。习题讲解更是如此，解答与题目同时显示，体现不出求解的渐进性。对于学生而言，解题思路不明晰，步骤不易掌握。

上述在多媒体教学实践中出现的普遍问题，导致了部分教师或学生排斥结构力学的多媒体授课。实际上，即便采用黑板加粉笔的课堂教学手段，也有相当一部分教师无法较好的完成授课任务。这种情况的出现，一方面取决于教师的责任心是否强，另一方面取决于教学手段的应用是否合理。

只有不会教的老师，没有用不好的教学手段。在教学实践中，合理采用多媒体能取得较好的教学效果，以下是针对上述问题提出的课件制作及演示改善策略:

1)文本内容是课程内容的浓缩与精炼，演示时尽量不出现大段与教材内容一致的文字。对于应当突出的重点内容，应根据使用习惯或偏好设置文本框的填充颜色。

2)精心进行结构图示的绘制，尽量采用同一样式、粗细的线条，对于需要重点突出的部分可采用不同颜色予以绘制。

3)利用好现有的工具软件进行动画制作。动画并不局限于图形或工程对象的动态显示，对于文本同样适用。文本采用动态演示，可以提高学生学习的兴趣，使其有持续的关注点;能够避免学生在浏览完静态的全幅演示后，感觉教师之后的讲解枯燥无味而不注意听讲。在掌握课堂节奏驾驭技巧的前提下，采用动态演示的例题及习题讲解方式，无疑可以取代传统教学模式。

当然，对于动画演示操作不熟练或者对于课程内容不熟练的教师而言，采用这种方式有一定的难度。适度的以及与课程内容紧密相关的动画演示，对于提高教学效果有非常重要的作用。但是，与课程内容无关的动画演示，只能转移学生的注意力，有害无益。

4)注意加强与工程实践的结合。a.利用实物图片加强简化模型与工程实例的对比分析效果;b.做好基本理论、基本原理的应用范围讲授，真正将理论与实践结合起来。

5)对于没时间制作课件或缺乏经验的教师，一定不能不加改变现有的课件，就直接进行课程教学。对课件的修改，实际上是根据学生的实际情况进行二次加工的过程，也是本人授课思路的一次整理与固化。

6)教学实践中，教师要注意与学生的沟通，交互是促进两者在具体教学目标指导下进行双向交流的工具。教师应根据学生的接受程度，及时调整教学进度，并根据学生的反馈及时更新课程教学模块。

3、结语

只有在遵照一般教学规律的前提下，将多媒体融人到教学环节中，才能取得良好的教学效果。多媒体的优势在于复杂图形的绘制，能够节省大量黑板绘图的时间;而传统教学的优势在于讲解的循序渐进，学生能够随着教师的讲解步骤进行深层次的思考。制作的结构力学课件，也能在一定程度上弥补多媒体演示与课堂教学方面的不足。

结构力学论文:共性与个性原理在结构力学课程教学中的应用

摘要：共性与个性原理是马克思主义哲学的一条基本原理。文章将这一原理引入结构力学课程教学中，从几何组成分析、静定结构内力分析以及图乘法三个方面，介绍共性与个性原理在结构力学课程教学中的具体应用。

关键词：哲学；共性与个性；结构力学；教学研究

共性与个性相互关系原理是马克思哲学中的一条基本原理[1]。共性是指同类事物共同具有的状态、属性和变化发展的规律；个性是指同类事物中各个事物在状态、属性和变化发展规律方面的不同特点。共性决定事物的基本性质，个性揭示事物之间的差异性，共性存在于个性之中并通过个性表现出来。共性与个性原理是分析和解决矛盾问题的根本原理。只有掌握共性与个性的原理，才能依据矛盾普遍性的原理对具体矛盾进行具体分析，并正确认识矛盾和解决矛盾。

矛盾的共性和个性相统一的关系，既是客观事物固有的辩证法，也是科学的认识方法。哲学与科学的相互关系，可以说是社会意识范围内的共性和个性的关系。哲学的本质在于力图揭示自然、人类社会和思维的普遍规律或者说共性；而科学的本质在于力图揭示自然、人类社会和思维某一具体领域的特殊规律或者说个性。共性寓于个性，个性蕴含共性，哲学与科学之间形成了本质上的内在联系及密切的互动关系。哲学对结构力学课程教学的指导作用就是共性与个性关系原理的运用。

结构力学课程是一门充满辩证唯物主义思想的课程。例如，建于清乾隆年间（1736一1795）的颐和园十七孔桥，为园内较大的石桥，它经历了多年风风雨雨的考验，但其几何不变性仍然未受影响。因为通过零载法的分析，发现当孔数为奇数孔时，体系为几何不变体系；当孔数为偶数孔时，体系为瞬变体系[2]。可见，设计为奇数孔满足了几何稳定性的要求，从几何组成分析的角度来看是稳定的结构。根据共性与个性的原理，上述零载法分析的结论体现了共性，而十七孔则体现了个性，它是由桥梁的跨径以及泄洪要求决定的，从这个意义上讲，多孔拱式体系桥梁结构的建造应用了哲学中的共性与个性原理。本文通过几个具体的示例，介绍共性与个性原理在结构力学教学中的应用，以期培养学生从哲学角度来理解和思考问题。

一、几何组成分析的规律

几何组成分析对于结构力学初学者而言，是非常重要的。通过几何组成分析可以判断该体系是几何不变体系还是几何可变体系，几何可变体系不能作为结构，而几何不变体系则可作为结构。此外，通过几何组成分析，还可以判定结构为静定结构还是超静定结构，从而选择相应的计算方法。几何组成分析中首要的问题是计算体系的计算自由度（w），一般教材[3]会给出两个公式：

对于一般杆件体系

w=3m-（2h+r）①

式中：m为刚片的数目，统计时不含基础；h为单铰的数目；r为支座链杆的数目。

对于铰接链杆体系

w=2j-（b+r）②

式中：j为结点的数目；b为杆件的数目；r为支座链杆的数目。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

周海龙，等共性与个性原理在结构力学课程教学中的应用

对于体系中存在组合结点的情况，教材中未给出相应w的计算公式，很多学生在计算此类问题时，常常不知该怎么办。其实如果清楚以上两个公式的关系，问题就会变得迎刃而解。公式①适用于任意体系，对于由杆件组成的体系均适用，当然也适用于带有组合结点的体系，它具有普遍性，体现共性；公式②适用于全部结点均为铰结点的体系，它具有特殊性，体现个性。带有组合结点的体系也是具有特殊性的体系，故可以用体现共性的公式①进行计算。

其实几何组成分析的方法也体现了哲学的共性原理，掌握这些分析的方法也就掌握了几何组成分析的精髓。笔者根据多年的教学经验，对几何组成分析的方法总结如下：

（1）当体系中有明显的二元体，应首先考虑拆掉二元体。

（2）当体系本身与基础之间通过三根支座链杆相连时，则只分析体系本身即可，基础可去掉，所得结果代表整个

系的性质。

（3）当体系本身与基础之间通过多余三根支座链杆相连时，则基础必须作为一个刚片。

（4）凡是以两个铰与外界相连的刚片，无论其形状如何，从几何组成的角度来看，都可看作通过铰心的链杆。

（5）链杆和刚片可以相互转化，有时把链杆当作刚片来分析，有时把曲杆或者扩大的刚片当作链杆来分析，三角形也不总是看作刚片，必要时把它拆成链杆，甚至可以把一种形式的刚片转化为另一种形式的刚片。

（6）采用“一刚片”判别法[4]，迅速寻找刚片。具体思路：先找一个刚片，再找其余刚片。首先判定基础是否作为刚片；或将体系内的任意一个三角形及其上的二元体作为一个刚片；如果体系内无三角形，则将任意一根链杆作为一个刚片。先找到的刚片记为刚片ⅰ，当从刚片ⅰ伸出四根链杆时，且用三刚片规则分析时，任意两根链杆所连接的同一个几何不变体就是我们要找的另外两个刚片；当从刚片ⅰ伸出三根链杆时，用两刚片规则分析时，其伸出的三根链杆所连接的几何不变体系就是我们要找的刚片。

（7）零载法。对于一些比较复杂难以用三个规则分析的体系，当满足w=0（无基础时w=3）时，可以考虑用该方法进行分析。其依据的原理是静定结构满足平衡条件解答的性原理。

检查w=0（无基础时w=3）体系满足平衡条件的解答是否时，可以任取一种荷载形式，一般取荷载为零最为方便，故将该种几何组成分析的方法称为零载法。 当荷载为零时，若体系的反力和内力必定为零，则体系是几何不变体系；反之，若体系的部分反力和内力可以有非零值，则体系是几何可变体系。

二、静定结构的内力分析

结构力学教材主要介绍了以下五种类型的静定结构：多跨静定梁、静定刚架、三铰拱、静定桁架和静定组合结构。重点解决三方面的问题：一是反力的计算；二是内力的计算；三是内力图的绘制。其实这些问题归根到底就是单跨梁的弯矩图绘制问题，只要能深刻地领会截面法与平衡条件这两个“法宝”，静定结构的内力计算问题就会变得非常容易。

另外，静定结构有一个非常重要的特性，就是解答的性，其杆件的内力与支座反力均可通过静力平衡条件求解。这个特性体现着静定结构的共性，利用这一点，可以帮助我们树立解决问题的信心。例如，求图1中指定杆件的内力，乍一看，觉得在求完反力之后无从下手。有些学生想当然地认为这是超静定问题，利用力法进行求解，结果使计算无法进行下去。其实，如果对几何组成分析掌握得很熟练的话，很容易看出左右两个刚片，通过三个链杆相连，组成几何不变且无多余联系的体系，然后与基础按照两刚片规则连接，故原体系为几何不变体系且无多余联系，为静定结构。根据静定结构解答的特性，借助几何组成分析，可以很容易想到将连接杆件截断，取其中一部分为隔离体进行分析求解，得到一个平面一般力系，可以利用三个方程解决三个未知数，于是杆件的内力即可求出。

以上分析的过程，就是根据静定结构的静力特性这个共性的特点思考和寻找解决问题的过程，这再一次证明哲学作为方法论，对自然科学具有一定的指导作用。学好哲学，对于我们分析问题和解决问题非常有帮助。

图1指定杆件的内力计算

三、图乘法

结构的位移计算是结构力学教学中非常重要的内容，有积分法与图乘法两种计算方法。积分法是根据虚功原理得出的一般形式，图乘法是针对由直杆组成的梁和刚架进行的进一步的简化计算。结构力学教材中涉及到的位移计算有静定结构和超静定结构，指定截面或点的位移与相对位移的计算问题、力法中系数和自由项的计算问题与动力学中柔度系数的计算问题。事实上，只要应用哲学的共性与个性原理，这些问题都很容易解决。其特性都是位移计算问题，只不过名称以及实际状态与虚拟状态不同而已，这也正体现出各种方法的个性。

对于静定结构与超静定结构在荷载作用下的位移计算问题，其实际状态是实际的荷载作用下的变形状态，而对于力法中系数的计算，其实际状态是多余力为单位力作用下的变形状态，对于存在未知力的体系，多余力为单位力作用下的状态既是实际状态又是虚拟状态，充当着双重的角色。每一个自由项的计算，其实际状态是外荷载单独作用下的变形状态。动力学中柔度系数的计算问题同力法中主系数与副系数的计算问题。

根据共性寓于个性之

中的对立统一规律，在教学过程中，可采取在讲清楚图乘法的原理及实质的基础上，再将其推广到力法中系数及自由项的计算以及动力学中柔度系数的计算，使学生对图乘法的理解更加深入，认识更加具体，前后知识点也能得到更好的串联，以避免学生认识上的片面性，即只看局部，而忽略整体。

四、结语

结构力学是一门充满辩证唯物主义思想的课程，笔者将哲学中的矛盾普遍性与特殊性的原理（即共性与个性原理）在结构力学课程教学中进行了大胆尝试，以便更好地改进教学内容和教学方法，把哲学课程与自然科学课程进行有效的结合，以激发学生学习自然科学的兴趣，并帮助他们学会用哲学的观点去分析问题与思考问题。

结构力学论文:结构力学教学反思

结构力学是土木工程及相关专业的一门重要专业基础课程。结构力学知识掌握程度，不仅关系到大学阶段后续专业课程的学习，而且对今后的工作也具有较大的影响。结构力学是在先行修完理论力学、材料力学的基础上继而深化力学知识的一门课程。由于本课程内容多、综合性及逻辑性强、方法技巧要求高，学生真正掌握结构力学知识比较困难。如何提高学生学习兴趣，培养学生学习能力、综合能力及创新能力是结构力学授课过程中亟待解决的问题。本文从教学理念、教学手段及教学方法三个方面探讨了提高结构力学课程教学效果与教学质量的方法与措施。

一、教学理念的确立

1.注重基本知识的传授

结构力学概念多，内容多，求解技巧多，要想将结构力学知识融会贯通，必须掌握基本概念、基本理论与基本计算方法。基本知识及基本求解方法的掌握是培养结构力学素质，提高力学分析能力的基础。因此，在结构力学教学过程中，一些基本的概念和基本理论要讲清楚，讲透彻，让学生理解这些计算方法、计算理论，掌握分析过程中每一步求解过程的物理含义。只有掌握了力学知识的规律，才能把学到的东西举一反三，达到活学活用的境地。例如，在弯矩分配法中，转动刚度SAB表示当杆件AB的A端转动单位转角时A端所产生的弯矩[1]。在授课时，为了让学生更深刻理解转动刚度的含义，给出了图1所示两种杆件，根据定义求两种杆件A端的转动刚度。

2.重视能力的培养

学生能力的培养是现代高等教育的一个重要特征。在教学过程中，应当融知识传授与能力培养于一体，不仅要培养学生扎实的理论基础，更要注重对学生能力的培养，即学习能力、分析与运用知识能力及创新能力的培养。其中学习能力包括对经典静定结构与超静定结构的分析与求解能力，对计算结果进行定量校核或定性判断的能力[2]，利用学习资源进行自主学习的能力。分析与运用能力主要是指在学习过程中发现问题、分析问题以及对知识灵活运用解决综合性问题的结构选用恰当方法进行计算的能力，创新能力指对复杂问题的分析与求解能力，能将课本知识与实际结合起来，对实际工程中问题进行抽象、分析、对比的能力。

3.重视结构力学与工程实践的结合

与其它基础力学课程相比，结构力学与工程实际的结合更加紧密，结构力学知识不仅可以解答书本中的力学题目，同时与建筑结构设计与分析、建筑结构施工、结构的加固与改造等土木工程实践密切联系。在教学过程中，应尽可能地将课本知识与实际工程结合起来，把结构力学知识在实际工程中的应用及时地介绍给学生，培养学生工程意识、解决工程问题的能力与实际动手能力。例如，在介绍拱类结构的计算时，可以和实际工程中的拱桥结构进行对照；在桁架结构分析时，可以与单层工业厂房的桁架屋顶等桁架体系进行对比分析；计算超静定多层多跨框架结构时，将多高层结构作为工程背景。通过工程实例教学，培养学生学以致用的意识、主动认知能力和实践创新的能力。

二、教学手段多样化

1.传统教学方法与多媒体应用有机结合

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[3]，这种教学方法突出的优点是师生之间便于感情交流与课堂节奏的把握。教师从学生在课堂的反应中能及时了解到学生的学习情绪、对教学内容的理解程度以及出现的问题，能根据实际情况及时采取对策，控制授课节奏，使学生与教师的思维同步，达到提高教学质量的效果。但传统板书教学方法存在着不可媒体课件图、文、声、像并茂，能给学生的感官提供不同角度的刺激[4]；多媒体教学使抽象枯燥的教学内容生动化、具体化、形象化，有助于学生掌握概念，理解规律；课件包含的信息量大，是解决教学内容多、教学课时少的一种有效途径。但是，如果多媒体教学方法运用不当，会产生相反的作用。信息量过多会导致学生产生迷航现象，学生会失去重点，无所适从，只能随着教师的思维，从而被动接受知识，限制了想象和思维空间；教师成为多媒体的放映员和解说员，缺乏激情，影响了教学效果。

在教学过程中，多媒体与传统教学的优势互补是激发学生学习兴趣、提高教学质量的一种有效途径。在教学过程中实现两者的有机结合，不仅可以发挥多媒体教学的优势，培养学生的思维能力，同时教师的主导作用也得以很好的体现。笔者认为，在需要展示力学与工程实际相结合的内容时宜采用多媒体的教学方法，基本概念的介绍可采用多媒体教学方法；需要学生重点理解和重点掌握的知识点、典型例题的求解过程、综合结构的分析过程等应尽量采用板书的形式，让学生对所讲的知识充分理解，增强学生学习的主动性。

2.积极开展并组织课外力学实践活动

学生能力的培养，学生知识的内化仅靠课堂讲授是不够的，需要搭建一个课堂知识与实际应用相结合的平台来促进学生对知识的掌握，这个平台就是课外实践活动。通过这个平台，能充分调动学生的学习积极性和主动性，加深学生对结构力学课程内容的理解，强化学生的力学分析能力与力学逻辑思维能力，巩固学生力学知识体系的整体把握和综合应用能力。为此，我校结构力学教研组积极组织学生参加学校和学院组织克服的缺陷：承载信息的种类和能力有较大的局限性，难以适应现代教学的要求；教学形式枯燥单调，公式推导过程繁琐，重复性、机械性工作较多，效率低下。

随着现代教育技术的发展，多媒体在教学过程中得到了广泛的应用。

多媒体教学具有传统教学的各种竞赛，包括学院每年举行结构力学大赛、结构承载力大赛以及国家结构力学大赛。比赛过程中，学生表现出来的积极性非常高，自己设计制作结构模型、建立分析模型，形成分析结果，并通过实验验证模型与力学分析过程的正确性。通过这些课外活动增强了学生的学习主动性与自主学习的能力，对开阔学生思维，提升学生的创新能力具有良好的效果。

三、教学方法的合理使用

1.合理安排教学内容，分层次授课

除了向学生传授必要的基本概念、基本思路之外，更重要的是培养学生科学的思维方法，加强学生计算能力、分析能力与创新能力的培养。

在实际教学中，应根据学生的实际情况，做到分层次教学。笔者在教学过程中将课程内容划分为三个层次：及时个层次是基本知识层次，这个部分的内容是要求所有学生必须掌握的，即结构力学的基本原理、基本方法、基本求解过程；结构的求解过程的物理含义。第二个层次为提高分析能力层次，这部分内容主要是培养学生分析问题的能力。授课过程中可以选择难易程度不同的例题，从分析思路着手，结合基本原理，把对问题的分析方法、对问题本质的把握等要领融合到课堂中去，在课堂中训练学生把握、分析、处理问题的能力，使学生学会自主学习，从而培养学生分析问题的能力；这部分教学内容要求大部分学生掌握。第三个层次为综合应用层次，这部分内容主要是通过课后布置综合应用题及习题课来培养学生解决问题的能力，激发学生的钻研精神，培养学生的创造性思维，提出解决问题的新思路和新方法。这部分内容适用于学习能力强，学有余力的学生。#p#分页标题#e#

2.教学内容前后连贯，形成结构力学知识系统

结构力学概念多，内容多，知识点零散，学了后面的知识忘了前面的知识，学习不能形成有效的系统，因此，学生在面对综合性问题时，总是一筹莫展，不知如何分析，如何求解。针对这个现象，教师在讲授课程时，应注意前后知识的连贯性，要善于引导学生利用先导内容中建立起来的知识结构来构筑新的知识体系，教会学生把零散的知识点综合贯通，构成清晰、稳定、整合新的认知结构。例如，利用图乘法求解静定结构指定截面的位移时，需熟练绘制静定结构的弯矩图；在采用力法求解超静定结构时，用到了图乘法的相关知识；在采用位移法求解超静定结构时，利用力法获得了等截面直杆的转角位移方程；在力法与位移法教授完毕之后，超静定结构可根据结构的特点采取力法、位移法与混合法等进行求解；矩阵位移法用到了两端固定等截面直杆的转角位移方程；结构动力学中刚度系数与柔度系数可通过力法或者位移法的方法获得；求解超静定结构指定截面位移时，可采用位移法或图乘法。这样弯矩图的绘制、力法、位移法、矩阵位移法及结构动力学整个结构力学体系形成一个有机整体。

3.形成反馈机制，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。在教学过程中，反馈通道包括课外答疑，课后作业、习题讨论及学习效果考核。课外答疑是课堂教学的有益补充和延伸[6]，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；

课后作业是学生学习动态和对知识掌握情况的真实反映；习题讨论是培养和提高学生分析能力、计算能力的有效手段。通过总结课外答疑、课后作业及习题讨论中出现的情况，及时发现学生中普遍存在的问题，帮助教师有的放矢地改进教学方法，提高教学水平。考核是教学过程中的一个重要环节，是检查教学效果、评价教学质量的重要途径之一，通过考核，能将教与学过程中的各方面情况曝光，获得教学反馈信息。正确利用教学过程中的反馈信息，不断调整教师的教学手段与教学方法，激发学生学习兴趣，提高学生学习技能，培养学生的学习能力。

结构力学论文:结构力学的教学思路

一、经典位移法（以下简称位移法）和矩阵位移法都是求解杆系结构的基本方法，是结构力学课程中两个十分重要的内容，两种方法都是结构力学课程中讲授的难点。位移法是以力法为基础的以独立结点位移为基本未知量的适合于手算的一种结构计算方法，其后续内容渐近法（包括力矩分配法、无剪力分配法等）则是在位移法的基础上演变而来的适用于求解某些特殊结构的较简便的计算方法（如力矩分配法适用于计算连续梁和无侧移刚架、无剪力分配法适用于计算由剪力静定杆和无侧移杆组成的结构），可见，渐近法实质上仍属于位移法的范畴。上述位移法及其演变而来的简便方法，占据了结构力学课程教学中超静定结构计算内容的较大部分学时。矩阵位移法是在电子计算机迅速发展起来后所出现的求解杆系结构的适合于电算的一种结构计算方法，该法也是以结点位移作为基本未知量，实际上也是位移法。 位移法和矩阵位移法既有共同之处，又有其不同的特点，这也是目前学生在学习中难以把握的主要原因之一。笔者从事结构力学课程教学工作十几年，对这两个内容的教学有一定的体会，即在讲课时，要讲透它们的共性，还要强调区分它们的个性，这样才能有效地提高教学效果，使学生能通过课堂学习掌握和理解这两个内容的基本原理和方法。 二、位移法的教学方法 在教学内容安排上，位移法是在另一种计算超静定结构基本方法-力法之后讲授。由于学完了力法，学生对超静定结构的特性和计算思路有了一定的认识，即超静定结构的内力仅由平衡条件无法确定，还必须再考虑变形协调条件建立补充方程才能求出。平衡条件和变形协调条件缺一不可。强调这点在教学中尤为重要。考虑到学生已具备的力法基础，故在讲授位移法基本原理时，可通过与力法基本思路对比进行讲授，便于学生理解。 下面通过一个具有两个基本未知量（一个独立结点角位移Z1和一个独立结点线位移Z2）的结构（见图1（a））为例进行教学说明。首先向学生强调与力法计算一样，位移法的计算也要取基本结构。那么，取基本结构有何用？位移法基本结构的取法与力法有何不同？为什么要这样取？这些问题可向学生提出，并引导学生思考。具体讲法如下：基本结构是连接原结构与已知结构之间的桥梁，力法取基本结构为去约束，位移法取基本结构为加约束。对于此例，在结点1添加附加刚臂，在结点2添加水平附加链杆，即得其位移法基本结构。虽然取基本结构措施与力法相反，但目的是一致的，即都是要将原结构的计算转化为基本结构的计算。其中，力法是将超静定结构的计算转化为静定结构来计算，而位移法则是将超静定结构的计算转化为若干个单跨梁来计算（因为位移法基本结构是单跨梁的组合体）。那么，如何实现这种转化呢？此处，可引导学生回顾力法的转化思想，即是使基本结构的变形和内力与原结构相同。 故位移法也是从这两方面进行考虑，首先使基本结构的变形与原结构一致，即使基本结构中的附加刚臂发生与原结构相同的转角，附加链杆发生与原结构相同的线位移，对于此例，即使附加刚臂转动Z1，附加链杆水平移动Z2；此时基本结构的内力也与原结构相同，故附加刚臂上产生的反力矩R1和附加链杆上产生的反力R2均应为零，即：R1=0、R2=0，由此即可推出位移法典型方程建立位移法典型方程后，接下来要求方程中的系数和自由项，这也是学生感到掌握较困难的一个知识点，为此可按以下思路详细讲解：首先根据以前得到的等截面直杆的形常数和载常数做出基本结构的M1图、M2图和MP图，再讨论如何由这些弯矩图计算。下面来看方程（1），因为系数的意义为基本结构由附加约束发生单位位移引起的附加约束上的力，自由项的意义为基本结构在荷载单独作用下引起的附加约束上的力，这6个力的计算可按如下办法分析：及时，从典型方程的行看，及时个方程中的3个力r11、r12和R1P，它们的及时个下标相同，都为1，这表明它们都是Z1所属附加约束（附加刚臂）上产生的力，因而都应取包含附加刚臂的结点隔离体（结点1），利用力矩平衡条件来求出；第二个方程中的3个力r21、r22和R2P，它们的及时个下标也相同，都为2，这表明它们都是Z2所属附加约束（附加链杆）上产生的力，因而都取包含附加链杆的杆件（杆件12）隔离体，利用水平投影平衡条件来求出。第二，从典型方程的列看，及时列两个力r11和r21，它们的第二个下标相同，都为1，这表明它们的起因相同，即都是Z1所引起的，故都采用M1图来计算；第二列两个力r12和r22它们的第二个下标也相同，都为2，这也表明它们都是Z2所引起的，故都采用M2图来计算；第三列两个力R1P和R2P的第二个下标都为P，这也表明它们都是荷载所引起的，故应采用MP图来计算。在讲完系数和自由项的计算后，可将以上计算思路归纳总结如下：根据典型方程中系数和自由项的第二个下标判断它们用哪一个弯矩图来求，根据及时个下标确定它们应取哪一个隔离体用哪一种平衡条件来求。 三、矩阵位移法的教学方法 顾名思义，矩阵位移法即“矩阵+位移法”，它是适应电子计算机应用而产生的一种结构计算方法。由于计算机的强大运算能力，使得原本用手工难以完成的较大数目未知量求解，变得易于实现。 矩阵位移法是结构力学课程中最难学习的内容，在讲授这种方法时，必须强调这种方法立足于电算，其求解思路中必须要考虑处理问题的方法要适应电算这一特点。由于最终要在计算机上实现，所以矩阵位移法采用了矩阵这一数学工具，因为矩阵表示的力学关系和方程非常简单、直观，方便推导，且矩阵运算具有规律性、通用性，便于编制通用性和系统性的程序。故矩阵位移法分析中，所有的力学分析过程和公式都要用矩阵来表示，从而便于利用计算机程序进行数值计算。对此，学生普遍感到不太习惯，较为费劲。在刚开始讲授矩阵位移法时，笔者通常要求学生必须复习线性代数中有关矩阵方面的知识，并在课堂上花少量的时间回顾这些内容，以消除学生在矩阵位移法学习中的数学障碍，为矩阵位移法的学习打好扎实的数学基础。 因矩阵位移法实质上仍是位移法，其总体思路与经典位移法类似，但具体做法和概念有所区别。#p#分页标题#e# 故在讲授矩阵位移法基本原理时，应注重其与位移法的比较分析，即可巩固学生的位移法知识，又易于加强学生对矩阵位移法的理解，收到事半功倍的教学效果。以下是位移法难点的讲授办法。 为了使学生对矩阵位移法有一个总体上的概念，必须先说明矩阵位移法的总体思路。即两大步：及时步，离散，即将整个结构在各杆的杆端切开，得到若干个单元（每一根杆即为一个单元）和结点，对每一个单元进行分析，建立单元的杆端力和杆端位移的关系（该关系称为单元刚度方程）。这一步类似于位移法的加附加约束使原结构变为若干个单跨超静定梁的组合体，对每一个单跨超静定梁进行分析，可得其转角位移方程；第二步，集合，将离散的单元和结点组装回原来的结构，即在单元分析的基础上，综合考虑变形协调条件和平衡条件，建立结构的结点力和结点位移的关系（该关系称为结构的原始刚度方程）。该方程类似于位移法的典型方程。 由于原始刚度矩阵是奇异矩阵，故还需进行约束处理（这一内容在位移法中是没有的）。讲完以上思路后，即可分别讲解各个知识点。 矩阵位移法的重点和难点内容有，原始刚度矩阵形成方法、约束处理和非结点荷载的处理等。原始刚度矩阵形成一般采用直接刚度法，即“对号入座，同号相加”法，讲授中应重点讲清如何由单元分析得到的单元刚度矩阵的子块来定“号”，如何再由这些“号”将单刚中的每一个子块按“号”放到原始刚度矩阵中相应位置。约束处理（引入支承条件）也是经典位移法中没有的一个内容，必须重点讲解为何要约束处理（消除刚体位移，使总体刚度矩阵成为非奇异矩阵，从而确定结点位移）及约束处理的具体方法（划零置一法、置大数法）。非结点荷载的处理类似于位移法中自由项的计算，固定所有结点，得各单元的固端力，由此确定各结点的不平衡力，将这些结点不平衡力反号即得非结点荷载的等效结点荷载。 随着我国经济建设的高速发展，计算机的应用已深入国民经济的各行各业，许多大型工程结构的设计计算，已改变手算的落后状态，逐步向电算进行转化。既然计算机的应用已成为衡量现代科学技术发展水平的一项重要标志，那么能否培养出熟练掌握和应用计算机进行工程计算的专门人才，也理应成为教学是否面向现代化的评判标准之一。因此培养学生的电算能力是社会发展的迫切需要。所以在“矩阵位移法”这一内容的教学中，除应讲清的基本原理以外，还应对学生的编程能力、电算能力进行培养。如，在每一个知识点（单元分析、整体分析、约束处理、非结点荷载的处理等）讲完后，可让学生独立编写一段与此相关的程序，并上机调试通过。当讲完整章内容后，再让学生将上述程序组合起来（每段程序作为一个子程序），形成一个求解杆系结构的小型电算程序。然后布置几道不同类型的杆系结构（连续梁、刚架、桁架、组合结构等）的题目，让学生用电算进行计算，并要求对计算结果进行分析，确保结果正确合理，为学生今后在工作学习中使用大型工程软件打下一定的电算基础和对计算结果定性判断的能力。 四、两种位移法的比较 如上所述，位移法和矩阵位移法是结构力学课程中的重要内容，其中，位移法立足于手算，矩阵位移法立足于电算，两种方法既有关联，又有区别，在讲完矩阵位移法后进行总结时，可对两种位移法按表1进行比较分析，从而加深学生对两种方法的理解和认识。

结构力学论文:土木工程结构力学结课考核改革

摘要:基于结构力学课程偏难的特点和应用型本科生源理论基础偏低的特点，考虑到工程现场所有力学计算都可以参考有关书籍，在此，对其结课考核进行积极探究，重点探讨和论述其考试方式采取开卷考试的必要性。

关键词:应用型本科;结构力学;考核方案;土木工程

众所周知，结构力学是本科阶段力学最难的一门力学，尤其是影响线、位移计算、力法、位移法、矩阵位移法、弯矩分配法和剪力分配法、结构动力学、结构的弹性稳定和结构的极限荷载等内容，因其计算公式复杂，很难记住这些公式，不利于检核学生对这些计算原理的理解程度。另一方面应用型本科多数属于专升本不久的二本高校，其生源相比985、211等其他一本高校，理论基础明显偏低，这些学生对这些偏难的课程本来学起来就吃力，更何况采取闭卷考试，进一步增加了难度，造成了卷面平均分数过低，及格率太少的现象，增加学生的厌学情绪。工程现场方案验算涉及的力学计算，往往都可以参考有关书籍，并非只凭记忆计算，而且还要最少2人同时平行计算，或者一个人采用2种不同方法计算，确保力学验算万无一失，无误，若仅凭记忆回忆，恐怕算得再久也难免有差错，再说工程现场力学向来只注重结果，不会在意是否参考了书籍。故而，应用型本科高校土木工程结构力学结课考核，应当采取开卷考试的形式进行考核，考核内容应当，难易适中，不要一味追求高难度题，也不要为了提高及格率，刻意避难就易，失去了检验学生掌握结构力学计算原理的目的。在此，重点探讨结构力学结课考核采取开卷考试形式的必要性。

一、现状及存在问题

当前，应用型本科高校土木结构力学结课考核依旧是采取普遍的闭卷考试，如湖南科技学院，之所以采取闭卷考试，原因有以下几点:(1)可以逼迫学生在结构力学上多发时间学习，多记一些计算公式和计算思路。(2)监考的时候可以轻松一下，一律收取所有资料，不用再细查书本夹带其他资料。(3)跟其他大多数考试一样，采取闭卷考试，可以避免不必要的非议。然结构力学结课考核采取闭卷考试形式带来的问题亦十分突出:(1)由于结构力学内容多，难度大，部分同学被吓住，直接选择放弃复习，寄希望于考场舞弊，抄袭其他同学的答案，或者做些小抄抄袭。(2)为了提高通过率，稍微复杂和难的重点知识点，往往通过再三权衡，将这类知识点直接剔除考试范围，只出一些简单的试题作为考核，降低了考试难度，甚至不得不给学生画考试重点，缩小考试范围，这样一来难以检验学生是否掌握结构力学的所有知识点。(3)试题稍微出难一些，卷面及格率、卷面平均分数就会出现极为低下的现象，挂科率大大增加，成为大学四年难以逾越的坎。针对这些问题，不少应用型高校教育工作者在此方面进行了积极的研究，并取得了有关成果。［1～5］

二、探究与建议

应用型本科土木工程专业结构力学结课考核在采取闭卷考试形式时，既然存在上述这些问题，就应该想方设法予以避免，为此，针对上述问题，提出以下几点建议:(1)借鉴注册结构工程师和注册岩土工程师的开卷考试形式，将结构力学结课考核的闭卷考试形式改为开卷考试，这样可以避免那些死记硬背的复杂计算公式和计算思路，可以充分调动大家的学习积极性，同时还可以取得检验学生是否掌握结构力学计算原理的目的。(2)题目难易适中，既有简单的送分题，给成绩差的同学顺利通过考核的机会，也要有比较难的试题，以筛选出学习认真的同学，作为评优评先的依据。(3)将考试形式改为开卷考试后，就可以不必要刻意在考前画重点，只需要强调考试范围为整个书本，不会超出书本范围，让大家复习书本，不死记书本，但要理解书本。

三、结语

经过上述探讨，将应用型本科土木工程专业结构力学结课考核考试形式改为开卷考试，可以避免很多不该出现的问题，还可以取得较好的效果，以促使学生用心学习，复习，真正达到理解力学计算原理的目的，为今后成为项目部或公司的总工打下坚实的力学基础。

结构力学论文:结构力学教学中创新能力培养

摘要：

大学生创新能力的培养是我国教育改革的一个重要目标，对于我校土木工程专业的大学生，创新能力较低，提高学生的创新能力势在必行。文章通过对结构力学的课程改革，采用启发式教学、系统化教学、多样化教学和项目式教学等多种教学手段，来达到激发学生的学习兴趣和创新意识，提高学生创新能力的目的。

关键词：创新能力；结构力学；课程改革

创新能力是社会进步的能源、是经济发展的动力。目前社会技术、经济发展的程度，与其说是由于人才基本素质的提高，不如说是人才的创造力的提高所致。1919年，教育学家陶行知先生把“创造思想”引入近现代教育领域，指出培养学生的创新能力是一个国家富强和民族兴亡的关键。1998年，同志关于“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”的讲话，奠定了我国教育改革的基础。同年，教育部将大学生创新能力的培养作为教育改革的重要目标，在教育界引发了一次对创新能力的内涵、创新能力培养的影响因素以及方式方法的大讨论。2010年提出的“工程师教育培养计划”也把强化培养大学生的创新能力作为一项重要指标。对于土木工程专业的大学生，创新能力是较低的，该专业属应用性专业，大量的实际工作使土木专业的学生创新意识、创新思维受到抑制。许多学生在大学期间，没有明确的定位及奋斗目标，往往仅满足于毕业后能考取研究生或是找个相对好一点的工作，这使得大学生缺乏创新意识和创新欲望。在长期的固定思维模式培养下，大学生缺乏创新兴趣，在接受教育阶段，没有很好地开发创新思维能力。另外，部分学生虽然有一定的创新兴趣，也希望在学习和实践过程中产生新思想或提出新理论，但他们对创新想法实施能力不够，主动作用发挥不足，投身实践的勇气和能力欠缺。在学生创新过程中，暴露出了这样一些问题：专业基本功不扎实，面对一个哪怕很小的实际工程问题都束手无策；解决问题思维模式固定，缺乏发散性思维；设计计算手段单一，缺乏电算能力等。针对这些问题，在结构力学教学过程中，我们采取了以下改革措施，以保护学生的创新能力并使之不断提高。

一、启发式教学，激发学生兴趣

兴趣是好的老师，但是对土木工程专业的学生来说，结构力学是一门重要又相当难学的课程。学习结构力学是一部分学生的噩梦，根本无乐趣可言。然而，结构力学其实是一门相当有趣的课程，其趣味性来自于研究对象的多样性、研究内容的系统性、研究方法的逻辑性、解题思路的灵活性和贴近工程的实践性。这种趣味性，仅靠学生自己是很难发现的。所以在教学过程中，我们改变了过去仅是教师单方面讲授、填鸭式教学模式为主的教学方式，转变为激发学生对结构力学知识学习的主动追求、自主学习上来，通过教师与学生课堂互动，课后通过QQ、微信等软件课后辅导，学生讲题、看谁解题方法多等方式把课程的趣味发掘出来，调动学生的学习兴趣，让学生积极参与教学过程，以使学生从被动学习转变为主动学习，激发学生独立思考和创新的意识，培养他们在自主的基础上增强创新能力。结构力学课程具有知识面广、涵盖范围大、前后知识环环相扣、联系紧密，具有严密的科学性和逻辑性的特点。这要求教师在课前必须进行精心准备与设计，合理组织教学内容，认真梳理教学程序，设计好教学环节。在课堂讲授中，根据每堂课的知识重点和内在关系，围绕关键性问题，不断地通过提问，由浅入深地引导学生去思考、讨论并解决，达到学习知识，培养创新能力的目的。例如，在讲解多跨静定梁的影响线时，先引导学生回忆、复习多跨静定梁在固定荷载作用下的内力分析，然后再讨论固定荷载和移动荷载作用下受力的不同，使学生自然而然地从固定荷载作用下的内力图过渡到移动荷载作用下的影响线，并对内力图和影响线进行比较，得到它们之间的异同并加深印象。

二、系统化教学，培养学生系统思维能力

结构力学是一门逻辑性、系统性非常强的课程，在结构力学教学过程中，要注意不同专业方向的性质，进行系统化教学，积极引导学生对已学过的知识体系进行的、系统的整理、总结和概括，以形成对整个力学知识体系的认识。通过这种认识，把学到的东西举一反三、活学活用，应用于解决实际工程问题中来，提高学生的系统思维能力、解决实际问题的能力。在学习结构力学课程之前，学生已经学习了理论力学和材料力学的基础知识，因此较易形成系统化的思维模式。例如，在整个力学课程的计算方法，归根结底就是三个条件（平衡条件、几何条件、物理条件）的运用问题，只是满足的次序和方式不同而已。根据这一点，在授课过程中，就可以引导学生对各种不同方法在其计算过程中如何实现三个条件的要求进行系统的总结和分析，以形成系统的的认识。

三、多样化教学，培养学生发散思维能力

结构力学课程的解题方法非常灵活，绝大多数问题的解决方法都不止一种。在学习过程中，学生普遍遇到的问题是听课容易做题难。因此，教师应结合学生的这一共同问题采用多样化的教学方式进行课堂教学。这就需要教师课堂讲授要精练，留下足够的习题课时间，通过习题课、分析讨论课、课后作业讲解等多种方式，并进行角色互换，请学生走上讲台，为学生创造一个活跃的、能主动参与的课堂环境，充分调动学生学习的积极性，引导学生对同一问题采用不同的方法去解决，培养学生发散思维能力。另外，有发还要有收，在学生讨论、发散的过程中，还要发挥教师的作用，引导学生进行对各种不同方法进行比较、分析和总结，培养学生的综合分析能力。例如，在讲授平面体系的几何组成分析时，三个基本组成规则非常简单，但是同一道题可以应用不同的组成规则、不同的思路去分析。因此，怎么去正确、灵活地应用组成规则进行分析，对初学的学生来说却很难。所以，在这一章要安排习题课，鼓励学生积极思考、讨论，并请学生到黑板上做题、讲题。在此过程中，发现每位学生的解题思路都不一样，出现的错误也各不相同，做完以后马上进行评讲，分析错误的原因，及时澄清模糊概念，纠正错误，从而使学生对三个基本组成规则的异同有更深的认识，并能更好地掌握什么情况下采用什么规则更为简便。这样，学生会在质疑、释疑中增长知识、启发思维，激发了学习兴趣，并且培养了创新的能力，同时也使学生在知识掌握、问题探索、语言表达和归纳总结等方面的能力得到了充分锻炼。

四、项目式教学，提高学生综合素质

培养学生创新能力，无论是培养的目的、方式方法，还是最终结果，都需要实践来验证。结构力学课程源于工程实践又应用于工程实践，故在教学过程中要坚持理论联系实际，通过项目式教学，培养学生的创新性、项目构思设计及实施能力，使学生思维、意识更加贴近工程实践，有了实际项目，就会促使学生查阅相关资料、咨询相应的专业课教师，提高了学生查阅文献的能力及交流能力，提升了学生的综合素质。项目主要包括两种方式，即力学模型制作试验和实际工程力学分析。在讲课过程中，结合课程内容，鼓励学生动手制作结构模型，以便对所学内容有一个直观的认识。例如在讲授平面体系的几何组成分析时，预制一系列长、短不同的两端有圆孔的杆件及螺栓，鼓励学生制作与教材例题、习题相同的模型，观察其几何构造性质，以验证几何不变体系的基本组成规则、掌握体系瞬变与常变的特殊条件。另外，积极开展第二课堂活动，鼓励并指导学生参加各级各类结构设计大赛，鼓励学生参加老师的相关科研项目；联合专业实验教师，组织学生参加结构实验和检测，引导学生将所学结构力学基本理论知识运用到实验过程中，从而提高分析和解决工程问题的能力。除此之外，还开设了结构力学电算实习的课程，加强学生电算能力，并将其应用于结构设计和结构实验检测中，以更好地服务于工程实际。结构力学是土木工程专业一门非常重要的专业基础课，学生不仅要能掌握本课程的学习，还应将本课程与后续的专业课如结构设计原理、钢筋混凝土结构设计、桥梁工程、高层建筑等课程结合起来，而且应具备将结构力学知识转化为解决实际问题的能力。这就要求授课教师加强自身的知识积累和工程实践经验，在授课过程中采用启发式教学、系统化教学、多样化教学和项目式教学等多种教学方法，激发学生的自主学习兴趣和创新思维，提升学生的创新能力和解决问题的综合能力。

结构力学论文:中国古建筑木结构力学研究

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。

(二)木材的各向异性

木质材料较大的特点就是它的各向异性，我国在对木结构的精细化有限元进行研究的过程中，专家陈志勇提出了本构模型，该模型能够充分反映出木材各项异性中的抗压能力、弹性及二次应变的硬化在横纹承压下的反应等，以编制的方式在ABAQUS当中融入木材本构模型，同时专家还将这一方式在易昌陵碑楼的受力性能研究中进行了充分的应用，加强分析了对斗栱等受力性能的有限元。

二、关键节点斗栱的受力机理

我国古代建筑最主要的特点就是殿堂式，其通常拥有三层结构。其中斗栱是铺作层的关键受力节点。在现阶段保护古代建筑的研究过程中，加强对斗栱受力机理的研究具有重要意义。中国古代建筑有众多独特之处，而斗栱就是最主要的特点之一，它最早产生于商周时期，距今已有三千年的历史。在建筑当中它较大的作用就是过渡，是屋顶同柱架之间的部分，建筑屋檐需要靠其进行支撑，并促使柱子能够直接承接屋顶的重量，也可以将屋顶的重量先转移到阑额上，之后再由柱子承接。

(一)宋式斗栱

在对斗栱进行研究的过程中，宋式斗拱具有重要的研究价值，在《营造法式》的基础上，高大峰等研究专家专门制作了相关模型，以二等材料计心造八铺为主，进行了水平和竖向两种加载试验，得出了斗栱模型在这两种不同情况下发生的破坏和载荷以及其位移曲线。在对实验的结果进行充分分析的基础上，制定出了不同的模型，例如质量弹簧阻尼器模型等。根据一系列的实验及模型，得出了斗栱性能的结论，即其在两个方向上都能够体现出较高的抗震能力。事实上，铺作层的关键节点是斗栱，加强对斗栱的研究有助于了解该层的受力情况。近年来宋式斗栱模型中的单朵和两朵受到专家们的青睐，隋龚等专家加强了对这些模型的应用，并进行了水平低周重复加载的研究，从而得出总结出不同铺作在遭受破坏的过程中所受到的相同的外力情况，以及骨架和水平滞回的曲线状况。通过对比和分析，他总结出水平的滑移对铺作层的破坏最为严重，但是值得注意的是该水平滑移具有重要的作用，它能够进行隔振和耗能，这对于木结构的古建筑来说具有重要的作用;同时经过试验发现，平行四边形是滞回曲线的主要形式，拥有相对饱满的滞回面积，这一现象表明铺作层当中最主要的特征就是滞回耗能较强。

(二)清式斗栱

近年来在清式斗栱的研究过程中，专家赵均海等主要以三种模型为主进行了实验，有效测量了其动力特性和水平向重复加载。通过反复的实践，发现了清式斗栱在不同方向上会发生的位移曲线，还加强研究了它的动力特征在不同边界条件下产生的变化。还有专家运用了三维半刚性节点，这一单元模型可以按照全部结构中自振频率应用Simplex手段定位模型的系数范围。该模型是古木结构整体受力性能有限元分析的重要理论基础。

结论

近年来，世界各国经济取得了巨大的进步，人类的文明取得了极大的进步，在这种情况下，人们越来越注重对古代文化遗产的保护。在我国文化遗产当中，古建筑木结构具有重要的保护价值。近年来，我国专家学者加强了对中国古建筑木结构力学的研究，希望通过研究，对其进行有效的保护，促使我国古建筑文化得以传扬，同时向世界展现出我国古代人类的智慧。随着研究的不断进展，专家们从材性劣化和木材的各向异性对中国古建筑木材力学性能进行了充分的研究，同时对宋式和清式斗栱的特征进行了深入分析。

作者：张润泽 单位：河海大学

结构力学论文:结构力学课程教学改革论文

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。

2.1教学内容的调整

为适应应用型人才培养的需要，针对结构力学课程内容多、学时少的特点，以及应用型本科院校的生源特点，具体在课程内容上围绕以下几个方面加以调整：

（1）在教学过程中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，比如说变形体虚功原理的推导、证明等。

（2）对于结构力学的主要内容，着重于介绍基本概念、基本原理与基本方法；在基本计算方法方面，注重加强工程实用计算方法的训练。

（3）对于静定结构和简单的超静定结构，要求学生能进行手算，这有利于学生对基本概念、基本原理与基本方法的理解和掌握；对于较复杂的超静定结构，要求学生能运用学过的基本原理和方法对其进行定性分析，为后续的电算课程打好基础。

2．2教学方法和教学手段的多样化

结构力学有较强的理论性和实践性，学生常有理论易懂，题目难解的反映，这可以说是本课程的难点问题。为了解决这个问题，改进教学方法，采用多种教学手段，培养学生的自学能力，以达到的教学效果。

（1）教学方法要灵活多样。我们采用的主要教学方法包括启发式、归纳对比式、提问式、讨论式与案例式教学等，收到了良好的教学效果。采用启发式教学，可以激发学生的潜能；通过归纳对比可以促进学生积极思考，培养学生独立思考和创新的能力等。

（2）加强习题课的综合训练。在每一章课程学习结束后安排习题课，通过习题课，讲解典型例题，帮助学生深化理解基本概念、基本原理与基本方法。在习题课中让学生动手做题再讲解，避免学生眼高手低。还可以选择一些具有代表性的学生易出错的习题，分析错因，使学生更好掌握解题的基本方法。

（3）采用板书与多媒体相结合的教学手段。用传统的板书进行课堂讲授时，结构绘图与计算过程耗时较多，速度较慢，课堂教学信息量较小。而多媒体教学可以通过形象具体的图片、动画或视频等把学生无法想象、教师也难于用语言来描述的内容，生动、形象地演示出来，学生接受快、印象深刻，可有效提高学生对概念的理解和掌握。但是如果只采用多媒体，教学信息量大，学生没有充分时间理解授课内容，重点难以把握，又会适得其反，因此合理的把两种教学手段有机结合起来，扬长避短，才能取得良好的教学效果。

（4）加强理论与实际相结合的教学手段。教师在讲解新内容前，通过视频、图片和动画等手段，创造实际工程情境，从而引出将要教学的内容，以充分激发学生的学习兴趣。在讲解完相关理论知识点后，可以通过分析典型的工程案例加强理解，从而潜移默化地将工程思维渗透到学生的学习过程中。例如在讲解到桁架结构时，可以带领学生到桁架结构的工厂或公共建筑进行实地讲解；在讲解到超静定的刚架结构时，可以与实际的框架结构工程对比等。

（5）创建网络教学平台。通过建设网络教学平台，教师可以把教案、多媒体课件、习题练习、试题库等教学资源上传，提供各种学习参考资料，为学生的自主学习提供了方便条件；同时通过网络教学平台，还可以实现教师与学生的实时交流互动，及时帮助学生解决在学习中所遇到的困难。

2．3增加实践教学环节

力学概念是从实践中来的，开设结构力学课程实验有助于学生理解课堂上的一些基本概念和专业知识，培养学生的综合分析能力、独立解决实际问题的能力、创新能力等。另外，土木工程专业还可以增设结构模型大赛，让学生自行设计结构模型，激发学生的创造性和自主学习的能力，增强学生对专业的感性认识和学习兴趣。

2．4考核方式的改革

传统的考试方法只能考核学生对课本基本理论知识的掌握程度，这种考核不能反映学生的综合能力，是不的。为适应现代结构力学教学模式的要求，对原有的一次性考核进行改革，具体如下：

（1）加强日常教学管理，不仅对学生平时课堂出勤率、作业完成情况进行考核，还要对学生整体表现进行考核，比如课堂回答问题的情况、答疑质疑情况等。

（2）增加期中考试，对学生阶段性知识掌握情况进行考核，通过考核结果反馈学生对所学知识的掌握情况，从而为下一步的教学工作奠定基础，并把考核结果按比例记入期末考试总成绩。

（3）对考试试题类型进行改革，区别于以往的以典型题目计算为主的题型，增加对定性分析内容的考核。通过灵活的考核方式，来提高学生的学习兴趣和创新意识。

3结语

随着社会的发展，立足于应用型本科教学的培养目标，应用型人才培养是结构力学课程教学改革的定位。只有不断改进结构力学教学模式，加强结构力学与工程实践的联系，与时俱进，才能提高学生运用力学知识解决工程实际问题的能力，增强学生的市场竞争力，真正实现新形势下结构力学课程“厚实基础、服务专业、强化应用”的培养目标。

作者：赵丽君 单位：洛阳理工学院土木工程系

结构力学论文:关于结构力学课程考试改革实践探讨

一、国内高校课程考试情况

目前在课程考试中存在闭卷多、开卷少，笔试多、口试少，一次性考试定论多、数次考试及综合评价少的现象。由于大学课程一般是每周一至两次课，课程考核安排在学期结束前进行，教学过程延续时间比较长，部分学生即使平时没有在课程学习上投入足够精力，只要在期末考试前进行短时间集中复习，突击学习、抄作业、抄笔记，就能应付，甚至得高分，考试过后，大脑一片空白。在很多学校，这种现象普遍存在。迫于教学指标的压力，为了保障一定的考核通过率，教师也不得不迁就这种情况的发生，这在某种程度上，打击了学生平时认真学习的积极性，助长了投机行为。

1.成绩评定手段和方式单一

通过对国内高校课程成绩评定的现状进行调研后发现，目前大部分学校的课程成绩评定基本上采取如下三种方法：一是将学生期末考试卷面所得成绩作为该门课程的评定依据；二是平时考核成绩和期末考试卷面成绩各占一定比例（平时成绩比例一般占20％～30％）；三是以期末考试卷面成绩为主，辅之以课程教学过程中的过程考核成绩进行综合评定。从科学性和合理性上来说，第三种方法相对好一些，因为该方法强化了对学习中间过程的评价和考核，可以有效调动学生日常学习的主动性和积极性，同时也改善了其他成绩评定方法中存在的片面性。但是由于过程成绩的评定缺乏一个科学合理的量化标准，很多情况下过程成绩变成了教师人为调整学生成绩的机动砝码，成为期末考试卷面成绩较低学生的翻身手段。上述三种主要形式都无形中受到期末考试“一考定乾坤”的影响。

2.考试信息反馈缺乏

传统的考试方式，对试卷中反映的问题，很少反馈给参加考试的学生。考试（尤其是只有一次期末考试的课程）只起到了评定分数的作用，对教与学的促进作用没有充分发挥出来。如果学生能通过考核，了解自己的学习状态，找出自己学习方面的差距和不足，会对下一步的学习过程起到促进作用。教师在教学过程中，不断地分析学生掌握课程内容的程度，也可以有针对性地调整教学进程，并对学生个体进行指导。

二、土木工程专业《结构力学》课程考试改革实践

高等学校要深化课程教学改革，考试改革成为课程改革中必需面对的一个突出问题。而力学课程作为工科专业历史悠久的课程，其课程体系和内容、教学方式和手段、考核方式及成绩评定，均已形成了一些固有模式。经验和实践均表明，闭卷考试形式虽然有命题过程简单、阅卷过程客观、容易标准化等优点，但也不可避免地存在传统考试方式所固有的通病。由于历史和现实原因，力学课程考试改革难度较大，但随着教育体系、教学方式改革的深入，考试改革的需求变得越来越迫切。针对课程特点，以土木工程专业的《结构力学提高》课程为试点对象，具体作法如下。

1.考试方式的改革

科学合理的考试方式能有效地检验教学过程和教学成果是否达到了预期目标。在前期调研和实践的基础上，借鉴国内一些理工科院校的成功经验，《结构力学提高》课程考试采用平时考核与期末考试有机结合的新方式。任课教师根据大纲要求的教学内容将基础知识按章节进行总结归纳，在每章内容学习结束时组织一次阶段测验，测验时间为20～30分钟，注重考核大纲要求的重点基础知识和基本方法。为了保障平时测验的公平性，开课班级人数不宜过多，在有条件的情况下，应小班开课，一般控制在50人以内。由于平时测验不能像期末考试那样监考，故我们采用了每次测验出多道考题，由学号尾数控制的方式。期末考试命题则以综合应用为主，考查学生运用理论依据分析问题的能力。这样的考核方式，有利于克服死记硬背，突击复习的现象。平时测验以笔试为主，也可辅以提问，进行口试。

2.考试内容的改革

为适应《结构力学》课程本身的基本性质，在课程考试内容上侧重对学生基本理论、基本方法和基本技能的掌握情况进行考核，并注意培养学生发现问题、分析问题和解决问题的意识和能力。以此为基本思想，设计平时课程考试的基本内容。平时测验的试题多为基础性题目，灵活性大，综合运用知识能力强的题目占较小比例。学生通过这样的平时课堂测验，可以随时检查自己的学习情况，意识到过程学习的重要性，从而激发学习动力和兴趣，这一做法对于强化基础知识和基本技能的训练十分有利。

3.成绩评定方法的改革

为了使成绩能科学合理地反映学生对课程内容掌握的真实情况，强调过程学习的重要性，敦促学生回归课堂，扭转“期末突击复习”和“一考定乾坤”的局面，做如下改革：学生总评成绩由平时过程成绩和期末考试卷面成绩构成，按照一定比例进行加权折算。平时成绩所占总比例为60%，包括课堂出勤情况考核（5%）、课堂表现及提问（10%）、小测验（35%）和课后作业（10%），期末考试卷面成绩占40%。

4.成绩管理的改革

由于最终课程成绩中提高了平时考核成绩的比例，为了保障课程考核成绩公平合理，采用科学合理、切实有效的成绩管理方法变得非常重要。任课教师在组织教学和授课过程中要做好记录，客观公正地给出平时成绩，并定期采用适当方式予以公布，以便接受学生监督、及时发现问题。历次小测验经批改、登记后及时返回学生手中并及时点评，学生能随时了解自己的学习状态。通过以上行之有效的措施，学生能充分认识到考试改革的意义和重要性，能够积极配合任课教师共同完成考试改革各个环节的实施。实践表明，在课程教学过程中实施以上方案取得了很好的效果，课堂的出勤率保持在一个较高的水平，大多数学生感觉课堂学习很有收获，基本克服了考前突击的弊病。

三、考试改革中应注意的问题

1.方案制定环节

方案的制订在考试改革过程中非常重要，方案要以学生为本，因依托的课程而定。要充分考虑到依托课程的性质和特点，还要结合学生的实际情况诸如学生整体素质、学习风气、基础知识掌握情况、选课学生人数等。方案制订完成后，在实施过程中还要结合具体情况进行及时调整和完善。

2.方案实施环节

改革过程中要充分考虑方案实施的可能性，如果实施不了或者实施起来效果不显著，方案制订得再好也没有意义。在实施过程中要随时注意学生的反应、注重收集学生的意见。考试改革的最终目的是让广大学生受益，从而促进学风和教学质量的不断提高，如何才能有效实现这一目标需要每一位参与考试改革工作的教师进行深入思考。

3.课程的过程管理

科学合理、严格规范的过程管理是保障考试改革顺利进行、实现预期目标的重要保障，只有实施严格的过程管理，学生才能认真参与，提高学习积极性和自觉性，主动地回归课堂。考试改革工作必然加大了教师教学工作量，在教师教学科研任务繁重的今天，如何鼓励教师投入教学改革工作，是学校领导和教学管理部门应该认真考虑的问题。

高校教学课程体系改革是一个系统工程，课程考试改革很大程度上要依赖于教学体系、教学内容的改革。作为课程改革的重要组成部分，考试应进行更加深入地改革，应建立长效机制，以指导、规范此项工作的开展。在改革过程中，通过科学合理的考试方法和考试形式不断调动学生的学习积极性和主动型，帮助其掌握正确的学习方法，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力，推进素质教育的实施，从而培养出高素质人才。

作者：张少波 杨其伟 单位：北方工业大学

结构力学论文:应用技术型本科院校结构力学课程教学改革探讨

【摘要】结构力学在土木工程人才专业能力培养中占据着极其重要的地位，为学生毕业后具有强有力的从业竞争力打下了坚实的基础。针对目前应用技术型本科院校在结构力学课程中存在的问题，从教材选择、课程内容、教学方法和考核方式四个方面，提出了课程改革建议，从而激发了学生的学习积极性和主动性，提高了学生综合应用能力，确保了教学质量，真正做到理论联系实践，实践促进理论的应用。

【关键词】结构力学 土木工程 工程实践 教学改革

应用技术型本科院校是要为社会培养高素质的应用型人才，具体到土木工程专业来讲，就是要培养的工程师。的工程师除了具备土木工程专业领域的基础理论和知识，还要有较强的处理实际工程中遇到的各种难题的能力；这不仅需要专业知识扎实，还要有应用所学知识分析问题和解决问题的能力。结构力学这门课程虽然以理论教学为主，但与工程实践息息相关，许多工程问题和科学研究都需要采用结构力学的知识来分析，找出原因，然后予以解决。结构力学的教学目的是使学生掌握各类结构的受力性能，培养结构分析与计算的能力，为学习有关专业课程及进行结构设计和科学研究打下基础。

因此，在结构力学的实际教学过程中，既要注重基本理论的讲解，也要注重工程应用，真正做到理论服务于实践，实践促进理论发展。但是，对应用技术型本科院校而言，现有的结构力学课程为研究型大学结构力学课程的压缩，只强调知识点的缩减和压缩，无实践相关内容的增加，不适用学科和行业发展的需要，因此对该课程课程内容、教学方法和课程体系的改革刻不容缓。

一、目前存在的问题

（一）教材与培养目标脱节，不分方向统一教材。 对于大土木而言，结构力学为各个方向的专业平台必修课，但是出于各种原因，在对教材选择上，对土木工程专业、道路桥梁专业和工程管理专业教材同为一本教材，只是授课内容有所删减，体现不了专业方向的差别，更不要说服务培养目标。另外，教材多年不变，有的甚至从建校一直使用一本教材，较少考虑学生的实际适应情况，导致大部分学生闻结构力学而色变，对学习该课程有抵触情绪，学习热情和积极性不高。

（二）课时不断压缩，内容有增无减。随着地方高校的转型发展，一方面，学校越来越重视实践教学，新制定的培养方案中，要求实践教学占到总学分的40%以上；另一方面专业认证需要学生掌握多方面的知识，相应的增加新课程较多；再加上，部分教师对结构力学的重视程度不够，这就造成了结构力学课程的压缩，由研究型大学的72+40学时，压缩为72学时，进而压缩到60学时左右。这样不仅使得结构力学教学内容和深度不能保障，而且造成部分学生考研时，很多内容还需要自学。

（三）纯理论教学，与工程实践联系不紧密。目前，结构力学教学基本沿用传统教学模式，部分学校甚至还没有在教学中采用多媒体，为纯板书教学，与实际工程结合有限。课堂教学除了基本理论讲解外，着重解题技巧的讲解，与工程实际结合很少。

二、课程改革探讨

针对目前结构力学课程教学中存在的问题，从教材选取、教学内容、教学方法以及考核方式等方面对其进行教学改革。

（一）以专业方向培养目标为导向，选择教材。教材的选取应以培养目标为导向，土木专业、道桥专业和管理专业要根据各自的培养目标和专业方向，选取教材，不能以偏概全的统一教材。应用技术型本科院校结构力学教材的选取不能盲目照抄研究型大学，选用偏于研究的结构力学教材，这样不仅会打击学生的学习积极性，教师在讲授过程中也会陷入比较尴尬的境地，教师尽力投入与学生的知识的获取和学习热情不成比例。另外，教材的选取也要针对不同类型学校学生的实际情况，应用技术型本科院校学生偏于工程的实际应用，因此在结构力学教材选取中，尽量不要选取太过偏于基础理论讲解的教材，要选取理论讲解相对比较简明，偏于应用的教材。如结构力学课程中对体系进行机动分析时，对地方院校学生只需要掌握判断的基本规则就可以了，但是偏于基本理论的教材还增加了零载法等内容。

（二）在注重基本理论讲解的基础上，加强工程应用。结构力学是理论性和实践性均较强的一门课程，学生在理解和掌握基本理论的基础上，才能应用基本理论解决实际的问题。因此在教学过程中，教学内容要分层次、有系统的讲授。教学内容和学生能力培养分三个层次，及时层次为基本理论的讲解，所有学生都必须理解和掌握基本理论；第二层次为简单分析和应用能力，要求学生利用基本理论分析和解决一般问题，即会求解结构力学习题；第三层次为综合应用能力，不仅可以求解复杂的结构力学问题，而且需要结合实际工程，采用所学结构力学知识来分析问题，从而提出解决方案。另外，教学内容上除了要自成体系外，也要与材料力学和各类结构原理和设计课程联系起来，真正做到把结构力学融入到土木专业的设计、施工、造价的各个行业能力培训中。

（三）传统教学方法与现代化教育手段结合，扩充教学内容，提高学生学习积极性。面对课时缩减，学生学习兴趣和继续深造的需要，在传统板书和多媒体结合的基础上，利用现代的网络工具，网络教育平台、QQ群和慕课等建立兴趣学习小组，教师定期进行新内容的讲述、答疑和指导，从而扩充教学内容。另外，通过多媒体的采用，在课堂中增加实际工程中所遇到的问题，启发学生用所学的结构力学知识来分析问题，让学生认识到该课程在实际工程问题处理中的作用，从而提高学生的学习积极性和主动性。

（四）多种考核方式相结合，确保教学质量。 结构力学传统的考核方式为闭卷笔试，虽然这种考核方式可以考察学生对基本理论的理解和掌握程度，以及一定的分析和解决问题的能力，但是也存在一定的缺陷，无法对学生综合应力能力考核。因此，在考核方式中，除了常规的作业、课堂提问和期中考试外，增加课外竞赛活动，举行结构力学竞赛和结构模型设计竞赛，要求学生分组参加，并占课程考核成绩的10%～20%。学生通过这类竞赛，不仅可以提高其对知识的综合应用能力，还可以培养团队协作精神，自主学习的能力。教师也可以通过各类考核方式的反馈结果，思考教学内容的设置和教学方法，进一步深化教学改革，确实保障教学质量。

三、结论

结构力学是土木工程专业的专业基础课，在人才专业能力培养中占据着极其重要的地位，是学生毕业后从事建筑施工、设计、监理、造价等相关专业所必须具备的专业知识，也为学生在土木工程行业具有从业竞争力奠定了坚实的理论基础。在转型背景下，对结构力学课程的教学改革势在必行，从教材选取、教学内容、教学方法和考核方式对结构力学课程的改革，使学生综合应用能力得到了综合提高，学生学习积极性高涨，带动更多其他专业学生参加校结构模型设计大赛，并连年在省赛中取得优异的成绩。

结构力学论文:土木工程专业结构力学课程教学改革与实践

摘要：结构力学是高校土木工程专业重要的一门专业基础课程。本文以湖南城市学院土木工程专业学生为研究对象，分析了当前结构力学传统教学方法中存在的问题，提出了从教学内容、教学方法、实验教学及考试等方面进行教学改革的措施。从而提高课程教学质量、训练学生的动手能力、培养具有较强综合素质的高等技术应用型人才。

关键字：结构力学 土木工程 教学改革

一、结构力学课程教学的问题分析

首先，结构力学的传统教学模式更为看重该课程的系统性和完整性，对于理论要求更高，使得整个教学过程较为复杂，学生面对如此艰深繁多的内容和结构都会感到无所适从，这种教学模式显然是不人性化的。

其次，当前结构力学课程知识与专业课知识之间的沟通还不够。通常的情况就是力学教师与专业课教师各忙各的，互不干涉。这种情况严重阻碍了结构力学课程与专业课程之间的融合， 是一种非常不利的教学现状。

再次，多数力学教师往往仅仅是局限于理论这一块！对于实际的工程问题知之甚少，甚至几乎没亲身体验过工程状况。这就造成了这部分力学教师的教学无法真正达到教学目标，过于理论化的教学方式显然是无法适应当今社会需求的。

二、 高校工程力学课程教学改革实践

本文结合自己的教学经验，从以下几个方面谈谈怎样开展结构力学课程的教学改革：

及时，转变教育教学观念。 结构力学教师应该改变过去落后的教育教学理念，把过去传统的知识传授为主，逐步转向知识传授与能力和素质培养并重的教学方式。使得学生能够在学习力学专业知识的前提条件之下，也能够培养自身的自学能力和工作能力。变被动接受为主动学习，使得工程力学教学由系统性向综合性转变。

第二，改变教育教学内容。 作为土木工程专业重要的专业基础课，结构力学有着举足轻重的改革意义和改革价值，要立足于当前结构力学教育教学的专业目标和特殊要求，尽可能改革当前教学的内容，把那些繁杂的内容精简化。例如可以大量省略超静定拱和空间桁架的内力计算，使得教学内容能够更为贴近结构力学教学的目标和要求。

第三，丰富基础理论内涵。 结构力学课程除了专业基础知识的讲授以外，更要重视对于这些基础理论知识的实际应用。运用实际应用案例来不断丰富基础理论内涵，使得结构力学的课程教学不再显得那么纯理论性，而是融入了多个实际操作案例，加强与其他相关后续课程之间的联系，使得结构力学课程变得理论与实践并存。

第四，拓宽课程实验内容。 由于结构力学课程属于理论性与实践性都较强的专业基础性课程，因此结构力学课程除了要加强学生对于基础理论和基本概念的理解与掌握以外，更要强化学生对于实际操作和实验课的学习与实践。这就有了结构建模。不仅要增加结构建模的学习，更要让它与其他诸多相关实验课相配合，这样才能使得结构力学基础课程有了理论加实验的教学模式。从而与专业课程的教学模式更为贴近，也可以为结构力学课程教学改革提供更好的教学氛围，培养学生的认识能力和动手能力。

第五，做好结构力学课程的课件。应该说任何一门功课在当前现代化教学辅助手段日益普遍化的情形之下，制作教学课件已经成为了一种必然的趋势和教学模式。当前教学课件已经是现代化教学中的重要工具和手段之一。尤其是要制作一些动态的课件例如复杂结构的受力变形图，可以帮助学生更好地理解和掌握一些基本概念和基础理论，因此结构力学教师应该不断细化教学课件，努力提高教学质量，多收集各种力学教学资料，认真整理并加以合适的加工，用更为细化的课件来使得力学教学显得更为多样化。从而切实发挥出教学课件的有效作用，实现课件的有效共享。

第六，改革力学课程教学方法。结构力学作为高校的一门基础性课程，其教学改革的道路任重而道远，绝不是一蹴而就的事情。我们甚至没有一个十分成功的案例可以借鉴，当然也不能随意照搬其他专业基础课的改革模式，而是要在满足教学目标和要求的前提条件之下，尽可能地改革结构力学的教学方法，努力提高教学效果和教学水平， 要改变教学观念，打破旧的条条框框，优化教学内容教学大纲的制定和教材的编写应有较强的针对性，力学课程教师要尽快改革教学方法，由浅入深地展开教学活动，善于由生活实际到力学问题，精讲配合自学，加强实验教学，提高学生操作技能，还应该利用挂图、模型、多媒体教室等手段增强直观教学效果，培养学生学习兴趣。

第七，努力改进结构力学课程教学材料。 当前高校的很多结构力学教材改革已经取得了一定的成就，的确出现了很多适应新形势需求的新教材， 但是就教材过于笼统化，无法适应独特的需求。或者是教材细节安排和具体内容的表述方面存在一定的问题，还没有真正达到教材的目标。 因此，结构力学教师应该重视对教材的改革工作，尤其是名校名师要多编写一些精品教材，以使教材能够充分发挥出教学的重要作用。

第八，培养学生的实验设计能力。 结构力学课程作为一门理论与实践相结合的基础性课程，其实验教学环节也是非常重要的。结构力学教师应该要不断改革实验方法，努力培养学生的实验建模能力，改变过去传统的教师主导地位， 充分发挥出学生的主观能动性，例如可以将实验内容作为课后作业，计入考试成绩。这样就可以锻炼学生的动手能力，让他们在基本掌握相关理论知识的基础之上，自己查阅相关资料，并进行分析讨论，教师也要给予相应的指导和要求，并讲授他们一定的实验内容，让学生进行实践操作。

三、 结语

综上所述，高校结构力学课程是一门非常重要的专业基础性课程，其传统的教学模式已不能适应当前时展的要求，必须尽快转变教师和学生的地位。教师变为指导者，学生变为主动学习者，让研究论文代替实验报告，培养学生的综合素质，实现理论教学与实践教学的有机整合。实现课堂学习与课外学习的有机整合。开设综合性实验，培养学生分析问题解决问题的能力。

结构力学论文:工程设计中结构力学概念的重要作用

摘要：近年来，我国的经济迅速的发展，建筑行业也迅猛的发展起来。在工程设计中，结构设计起到了举足轻重的作用，而结构力学是结构设计中所必备的基础知识。只有充分应用结构力学的概念，才可以在工程结构设计中做到优化结构方案、优化结构投资组合、合理设计构件的受力。结构力学的应用在工程设计中有着非比寻常的意义，本文主要研究工程设计中结构力学概念的重要作用，力求在工程设计中实现实用、安全、美观、经济的统一。

关键词：工程设计；结构力学概念；重要作用

引言：在建筑工程的设计中，结构设计是一个重要环节。在结构设计中，我们经常强调概念设计。什么是概念设计呢？所谓的概念设计就是指在项目开始之初，结构工程师对结构形式进行简化，对结构的体系进行整体布置；在结构设计的过程中，对结构荷载、构件受力的优化、传力途径的优化等等各方面的考虑。结构设计主要研究内容是研究工程结构的受力和传力规律，是固体力学的一个分支，研究如何进行结构优化的学科。如何将结构力学合理巧妙的运用到工程结构中，是工程设计中的重中之重。

1.结构力学应用的重要意义

结构计算简图的选择过程十分的复杂，需要经历不同的环节，在选择的过程中需要熟练的掌握结构知识、运用力学知识以及敏锐的洞察力和丰富的工程实践经验，通过科学的论证，综合考虑各方面的因素，对结构合理的简化。什么是概念设计和概念分析理念：结构设计中设想在前，计算在后。先根据定性分析进行设想，定性分析之后，进行定量分析。如果定性失准那么定量也必定会失准。设计人员在进行工程设计以及实际的工程建设中，要对建筑结构相应的结构变形以及合理形式等有整体的概念，同时也要具备定性分析的能力，而且还要对工程中发生的状况和计算的数据以及其他各种问题有判读能力。工程设计离不开结构力学。建筑工程技术设计人员必须掌握最基本的工程结构理论以及设计方法，结合建筑的性质，功能以及业主的要求作出合理的工程结构设计的技能。

2.结构力学概念在异形柱结构体系中的应用

所谓异形结构柱体系，故名思义，就是柱子的形状是异形的，不是普通框架结构那样的圆形或者矩形。异性结构柱是一种特殊的柱子，异性结构柱可以做成L形，十字形以及T形。相对于普通的结构框架，异形柱的截面不如举行截面承载力好，但是可以更好的满足住宅的要求，满足住在内部不出现凸角，有利于建筑空间的合理运用，对建筑的感官体验有十分明显的提升效果，使建筑的使用功能更加实用方便，建筑设计更加灵活，因此而得到广泛的应用。

正是因为异形柱结构截面比较特殊，在异形柱的截面对称轴内受到水平力的作用时，其翘曲应力经过弹力分析计算十分的小，这种情况下，可以按平截面假定进行分析，这种情况如同偏压构建承受水平力，按照混凝土的设计规范进行计算。尤其是在框-剪，框-筒结构中，对VI度及其以下烈度区的I，II类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小。这种情况下，可以通过将等刚度等面积代换，代换成普通的矩形柱之后，再按程序对其进行整体的分析。如果是在水平力没有作用在主轴且水平力较大的情况下，就应该对翘曲应力引起重视，这种情况下按平截面假定进行分析的话会产生较大的误差，更适用与对其进行有限元分析，通过有限元分析来决定配筋的位置，内力等各种结果。

3.结构力学概念在基坑支护中的应用

目前，随着我国建筑行业的飞速发展，高层建筑越来越多，高层建筑的增多带来了深基坑支护结构的一场技术革命。深基坑支护基于极限平衡理论进行结构的设计计算，深基坑支护结构的实际受力情况是十分复杂的。我们常用的深基坑支护结构设计计算方法主要有三类，分别是有限元分析法和极限平衡法以及土抗力法。当前应用比较广泛的是弹性地基反力法，这一方法属于土抗力法中的一种方法。另弹性支点法也是目前较为常用的一种方法，在我国JGJ120-99建筑基坑支护技术规程中被推荐。这一方法是把支护结构看做是竖向放置的弹性地基梁，把支锚点简化为弹簧，这种情况下基坑外侧的主动图压力分布情况呈梯形；基坑内侧的土体用土弹簧模拟，刚度系数为常量，在线性共同作用弹性地基反力法中，基坑内、外侧的土体均用刚度系数为定值的土弹簧模拟，弹性支点法和线性共同作用弹性地基反力法对工程实际都作了较大的简化。土体与基坑支护结构是一个相互作用的体系，土抗力与支护结构位移的关系是非线性的。

4.结束语

结构力学概念的研究具有身份重要的意义，通过研究结构力学，屋面可以了解建筑工程结构在外荷载作用下的一些规律，例如：应力、应变、位移等。还可以通过结构力学分析不同类型不同材料的工程结构。做好对结构力学知识的掌握和运用，可以为工程设计提供分析方法和计算公式，有利于我国工程行业的良好发展。

结构力学论文:当前高层建筑结构力学分析方法探析

【摘要】随着我国经济水平的不断提升，高层建筑的规模也在不断扩大，在高层建筑的设计过程中，如何获取经济而又稳定的结构体系，是进行结构力学分析的目的之一。当前，我国在高层建筑结构力学分析的分析方法中，存在着包括常微分方程求解器、有限条法和样条函数法以及化理论在的若干分析方法，本文主要在对这些方法进行分析的基础上，提出了这些方法在我国高层建筑结构体系分析中的被动局限，指出在未来的发展方向。

【关键词】高层建筑；结构力学；分析方法

一、引言

当前，我国的经济水平不断提升，城市化进程也在加快，而城市中的高层建筑建设规模额在扩大。在高层建筑的建设中，其侧移和内力随着结构高度增加而急剧增加，当高层建筑达到一定高度时，侧向位移很大，所以水平荷载产生的侧移和内力是确定结构体系、材料用量和造价的决定因素。明显可以看出，结构材料并不是支撑高层建筑的强度，而靠的是设计刚度，在对刚度的设计上，又和高层建筑结构力学体系有着非常紧密的联系。因此，对于高层建筑来说，如何选择合理而又经济的结构体系，对其进行结构力学分析就显得非常重要。由于我国和西方发达国家相比，高层建筑建设水平还有待提升，尤其在对高层建筑结构力学的分析方法上，还比较单一。因此，本文结合我国现状，通过对我国当前常用的一些包括常微分方程求解器、有限条法和样条函数法以及化理论等结构力学分析主要方法进行探讨的基础上，希望可以为我国未来高层建筑结构力学分析水平更上一层做出贡献。

二、高层建筑结构力学主要分析方法

（1）常微分方程求解器

在当前高层建筑的结构力学分析中，以常微分方程求解器为基础的结构力学分析方法应用十分广泛。对于以常微分方程求解器为基础的结构力学分析方法来说，其获取的结果不仅有效，而且功能，具有较强的可操作性。尤其在误差极限的处理中，可以有效获得另用户满意的精度要求。在具体的应用过程中，常微分方程求解器首先对用户进行预先解答，提高解答的精度，降低解答指定的误差限。根据当前在高层建筑中应用的常微分方程求解器，可以有效达到对高层建筑结构楼板变形时的动力、稳定以及静力计算，从而有效实现对数据的整体处理和分析。同时，相关人员在使用常微分求解器时，也可以明显降低在结构力学分析时的处理量，对于改善运算效果也有重要的作用，从一定意义上来说也是对高层建筑结构的优化。

（2）有限条法和样条函数法

在高层建筑结构力学的分析方法中，有限条法和样条函数法也是两种非常重要的分析方法。对于有限条法来说，其非常适合适用于高层建筑中结构呈现几何形状或者在高度上呈现一定的物理规则变化的形状，在该种结构体系中采用有限条法进行分析，可以达到有效的结果。在分析过程中，可以在某些方向上采用简单的多项式分析，而将其他方向作为连雪、可微，且事先满足条端边界条件的级数。尤其要注意的是，在使用过程中，要十分注意对结构计算模型、条元的位移函数以及等效连续体的物理常数的合理选择，能否进行科学合理的选择，将会对能够提高精度和简化计算带来重要的影响。样条函数是分段多项式的一种，与一般有限单元法相比，它的位移模式曲线拟合度好、连续性及通用性，系数矩阵稀疏、计算量小，且具有紧凑、收敛，完备和稳定等方面特征。

（3）化理论

在高层建筑结构力学分析中应用的化理论来说，其主要是通过采用数学中的化理论以及计算机技术而实现结构设计的方法。在化理论之下，可以实现结构设计的被动设计向主动设计的转变。通过化理论，高层建筑结构设计变的更加灵活，有良好的促进效果。当然，化理论是空间的要求相较其他分析方法来说，具有更加严格的要求。在设计过程，尽量保障在最小质量的前提下能产生较大的刚度。当前，采用化理论进行剪力墙的数量和布置是高层建筑结构力学中常用的一种优化方式，能够取得预期的良好结果。

（4）分区广义变分原理与分区混合有限元

有限元，特别是杂交元和非协调元的发展，促进了分区广义变分原理的研究。清华大学龙驭球教授在分区混合广义变分原理基础上提出了分区混合有限元法。基于分区广义变分原理的分区混合有限元法是继位移法、杂交元法之后的新方法，它将弹性体分成势能区和余能区，势能区采用位移单元，以结点位移为基本未知量；余能区采用应力单元，以应力函数作为基本未知量，而区交界面通过引入附加的能量项在积分意义下满足位移和力的连续条件，从而保障了收敛性，通过取总能量泛函为驻值建立分区混合有限元法基本方程。而使用分区混合有限元方法，具有更好的适应性和更加灵活的分区，可以有效保障收敛特性，比如，可以用于计算框支剪力墙角区应力集中等较为困难的问题中可以取得良好的效果，可见，其应用前景同样比较管广阔。

（5）弹塑性动力分析法

弹塑性动力分析法随着我国高层建筑建设规模的不断扩大而获得了快速的发展，其原理主要是利用记录的地震波数值，间接的将输入结构，然后对结构弹塑性功能大小进行科学、合理的分析，在以上的分析结果基础上，结合弹塑性恢复的特征，构建与之对应的动力方程。无论在理论还是在实际的应用中，弹塑性动力分析法和其余方法相比都有着明显的优势。尤其在发现高层建筑结构存在薄弱环节的时候，需要对变形状况进行处理时更加适用。当然，在当前应用的弹塑性动力分析法还存在一定的局限性，需要在实际的应用过程中引起重视。比如，在使用弹塑性动力分析法时，其前提条件往往和高层建筑结构的实际情况往往存在着一定的差异性，而这种差异性也引起了国内外很多研究者的注意，需要在未来进一步进行完善。

三、结束语

综上所述，在高层建筑结构力学分析中，包括常微分方程求解器、有限条法和样条函数法以及化理论等在内的一些结构力学分析方法，在我国当前高层建筑结构体系的设计中发挥了巨大的作用。但是需要看到的是，在应用这些方法的时候，大多都还停留在利用现有的计算理论进行被动设计的阶段。而这种被动设计，显然不能满足未来高层建筑朝着技术功能先进和艺术结合的方向发展。因此，在未来，还需要对这些结构力学分析方法进行改进和完善，以促进我国高层建筑建设水平的进一步提升。