结构力学范文

结构力学范文第1篇

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，形成最后分析结果，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：第一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；

结构力学范文第2篇

关键词：结构力学；内力图；力法；位移法

《结构力学》是土木工程专业的一门重要专业基础课，要求学生掌握杆件体系内力与位移计算。学习该课程不能靠死记硬背，必须在吃透概念的基础上熟练掌握结构的分析能力。下面归纳总结各部分内容的基本概念、重点和难点，希望能对学生的学习起指导作用。

一、结构的几何组成分析

总体上，可通过下面两种方法来分析平面体系的几何组成特点。

（一）通过计算自由度来进行几何组成分析

需要提醒W≤ 0只是保证平面体系为几何不变的必要条件，此时确定体系是否几何不变，尚需运用几何组成规则进行进一步分析。同时要注意：当只考虑结构体系本身，不存在或不考虑结构的支座时，则体系为几何不变的必要条件是W≤ 3。

（二） 运用几何不变体系的组成规则进行几何组成分析

要掌握并能灵活运用三个组成规则。实际上三规则为同一规则（铰结三角形规律），只是表述方式不同。对体系进行几何组成分析时，要注意：1.三个组成规则对应的限制条件；2.刚片可以是单个杆件，也可以是一几何不变结构部分；3.特别注意复铰、虚铰及无穷远虚铰的特性。

二、静定结构的内力和位移计算

静定结构的内力分析和位移计算是超静定结构及其他问题的分析和计算基础。

（一）静定梁及钢架

1. 内力及内力图。要求熟练计算内力，并掌握用分段叠加法快速绘制内力图。因为这也是结构的强度计算、位移计算、超静定问题的求解、结构的动力计算等方面的基础。

要学会分段叠加法，必须根据荷载和内力间的微分关系，熟练掌握每种典型荷载（无荷载、均布荷载、集中力及集中力偶）作用下的梁段内力图特征。弯矩图要画在杆件受拉纤维的一侧，不标注正负号；而剪力图和轴力图可画在杆件任一侧，但必须标注正负号。尤其要熟练掌握弯矩图的绘制，因为根据静力平衡条件，若取杆件为隔离体，由弯矩图可求出剪力并作剪力图；而由剪力图可求出轴力并作轴力图，所以作内力图（桁架结构除外）最终可归结为作弯矩图。另外，内力求解时要注意定向支座的特性。

2. 位移计算。对于梁和钢架，其主要的内力是弯矩。忽略轴力和剪力的影响，在荷载作用下其位移计算的便捷方法是图乘法。而且在用力法求解超静定结构时，力法方程中系数和自由项也是位移量，也要通过图乘法进行计算。但要注意图乘法的应用条件，同时要特别注意以下几种情况：（1）若有折线段，在转折点处将M图分段来求解；（2）要注意构件刚度的变化；（3）当MP图为复杂图形时，要用叠加法将其拆分开来，依次与M图进行图乘，但要注意正负号的选取。

（二）桁架

在求桁架结构内力时应注意两个问题：一、正确选择结点法或截面法；二是零杆的判断。排查零杆主要有三个步骤：1. 先根据四类特殊结点（L、T、K、X型结点）判断；2. 看题目中结构是否为对称结构，利用对称性的三个结论判断；3. 从有已知力的结点（包括支座与结构连接的结点）进行排除判断。

三、超静定结构的内力计算

力法和位移法是超静定结构计算的两大基本方法。力法分析的思路是将超静定结构转化为熟悉的静定结构来计算，它是位移法的基础。位移法是将结构转化为单跨超静定梁的一种计算方法，它是后续渐进法（如力矩分配法等）和矩阵位移法的基础。

（一）力法和位移法比较

虽然用力法和位移法去计算超静定结构时所依据的原理不同，但二者总体思路和求解步骤类似，建议通过对比分析来加深理解，见表1。

注意在应用力法时，同一超静定结构可以采用不同的方式来解除多余约束，即具有多个不同的基本结构。为了简化计算，可将荷载和单位未知力加于不同的基本结构。

位移法的独立结点角位移数等于全部刚结点和半铰结点的结点角位移数目；而独立的结点线位移可以由如下两个方法来确定：1. 附加链杆法；2. 铰化法。

学习位移法时，要记忆和理解形常数和载常数，以及杆端力及附加约束反力的正负号规定。

（二）位移法方程的两种建立方法

结构力学位移法的典型方程的建立有两种方法：基本体系法和直接平衡法。前者借助基本体系来建立典型方程，和力法的步骤一致；而后者利用杆端力平衡条件直接建立典型方程。

两类典型方程有不同的含义：在基本体系法中，为了消除基本体系与原结构的差别（原结构中无附加约束），需要补充附加约束反力为零的条件，其典型方程中的系数和自由项分别是基本结构在附加约束发生单位位移和荷载单独作用下产生的附加约束处的反力。此时要先利用各杆形常数或载常数分别画出基本体系的单位弯矩图和荷载弯矩图，然后由刚结点的力矩平衡或截面力的平衡方程求得对应系数；而直接平衡法则是利用等截面直杆的刚度方程直接得到基本结构的各个杆件在结点位移和荷载作用下的杆端内力，其典型方程是以杆件为隔离体的力的投影方程、或以结点为隔离体的力矩平衡方程。

（三）位移法与力矩分配法比较

力矩分配法是以位移法为基础的一种渐近解法，求解只有独立结点角位移结构，不需要建立和联立求解方程组。

位移法的思路是先在所有独立结点位移处施加上附加约束，为消除这些各附加约束上由此而产生的附加反力，同时放松各结点（相当于同时去掉所有附加约束）。当有两个以上的附加约束时，就必须联立求解对应的位移法典型方程。与位移法为同时消除各结点附加约束反力而同时放松各结点，从而必须联立求解典型方程的做法不同，力矩分配法每次只放松一个结点（或同时放松若干个不相邻结点），而仍然暂时固定其它结点，这样可消除该结点的不平衡力矩（通过力矩的分配和传递运算），按此方法依次轮流放松各结点，从而逐渐消除各结点的不平衡力矩，得到杆端的实际弯矩。

力矩分配法的关键在于利用形常数和载常数求出固端弯矩以及由分配系数得到传递弯矩。

（四）位移法与矩阵位移法比较

矩阵位移法即“矩阵+位移法”，它是为了适应电算应用而产生的一种结构计算方法。矩阵位移法中的所有公式及运算都以矩阵的形式来表示。矩阵位移法计算杆件结构的总体思路与传统的位移法类似，但具体做法和概念有所区别，见表2。

原始刚度矩阵形成常采用单元集成法，即利用单元定位向量，通过换码重排得到。由于原始刚度矩阵是奇异矩阵，故还需对已知约束进行处理（在位移法中无此内容），主要采用“先处理”做法。结构所受的荷载分为结点荷载和非结点荷载。首先将非结点荷载转换成等效结点荷载，再与对应的结点荷载叠加，形成总的结点荷载。非结点荷载的计算仍然用载常数，但要注意其正方向的设定。铰结点上各杆具有相同的线位移，但截面的转角位移不同；相应地，铰结点连接的杆端不承受弯矩，即杆端弯矩为零。

（五）对称性的利用

要熟练利用对称性来简化结构内力的求解，掌握以下结论：对称结构在对称荷载作用下，对称轴处只有对称的未知力，反对称的未知力为零，且结构的内力图为对称；对称结构在反对称荷载作用下，对称轴处只有反对称未知力，对称的未知力为零，且结构的内力图为反对称。

四、虚功原理

力和位移是功的两个要素，当力或位移为虚设量时，力在其相应的位移上所作的功能称为虚功，由此导出虚功原理。根据研究对象的变形特性，可分为刚体系虚功原理和变形体虚功原理，它们的虚功方程有所不同。

虚功原理可有两种应用 ：一种是虚设位移，求未知力（虚位移原理）；另一种是虚设力系，求未知位移（虚力原理）。至于虚设位移或力的大小可任意确定，因此可虚设为单位位移或单位荷载，相应地得到单位位移法或单位荷载法。

利用刚体单位位移法把平衡问题转化为几何问题来考虑，从而得到求静定结构影响线的机动法。

利用变形体单位荷载法推导出结构位移计算的一般公式。当具体到梁、刚架在荷载下的位移计算时，可略去了剪力、轴力两项位移量，计算公式进一步简化为：■。当梁或刚架的构件满足条件：构件轴线为直线、EI为常数、M图和MP图中至少有一个为直线图形，此时可用图乘法，使得位移计算由积分问题转化为几何问题，这也是力法求超静定结构内力的基础。

虚设的力的性质必须与位移的性质保持一致才能保证乘积是功。广义力可以是集中力、集中力偶、一对等值反向的集中力或集中力偶等；而与之相对应的广义位移依次是：线位移、角位移、相对线位移或相对角位移等。

五、影响线

影响线研究移动荷载作用下，结构支座反力或内力随荷载位置变化的规律。影响线的基本作法有静力法和机动法。

静力法作静定梁支座反力和内力的影响线时，以单位荷载的位置为变量，通过隔离体的平衡条件建立影响线方程。熟练掌握静定梁支座反力和内力的影响线间的规律和特征。机动法绘制弯矩影响线时，要撤去截面与弯矩相应的约束（将刚结点变成铰结点），让该截面两侧产生单位相对转角；而绘制剪力影响线时，要撤去截面与剪力相应的约束（将刚结点换成定向支座），让该截面两侧产生单位相对竖向位移，此时要保证截面两侧的剪力影响线平行。另外，无论是单位相对转角还是相对竖向位移，都要设置成它们的正方向。

本文通过对比分析结构力学重要内容，指出学习的重点和难点，以加深学生对基本概念的理解，提高对重点和难点重视，促进对该课程的学习和内容的掌握。

参考文献：

[1]鲁彩凤，鲁凤弟. 从几何组成分析中找到结构内力分析的方法[J]. 高等建筑教育， 2012 ，（05）.

[2]龙驭球，包世华， 袁驷. 结构力学Ⅰ-基本教程[M]. 高等教育出版社， 北京， 2015.

[3]鲁彩凤. “归纳、对比”教学法在结构力学课程中的应用[J].高等建筑教育， 2009 ，（03）.

[4]李秀梅. 位移法的基本概念及典型方程的建立[J].学周刊，2011，（28）.

[5]陈玉骥. 结构力学课程中两种位移法的教学方法探讨[J].中国建设教育， 2010，（Z3）.

结构力学范文第3篇

【关键词】结构力学；教学方式；教学优化

【Abstract】The treatise expound some problems which exits in structural mechanics course.By comparing the status of structural mechanics teaching reform at home and abroad，and combine with the learning characteristics of students，analyzing the teaching content and teaching method in connection with these problems.In order to improve the interest in structural mechanics of students and deepen the rational understanding of this course，this paper make a suggestion from different aspects to optimize teaching，by way of optimizing teaching content，taking advantage of education resources and strengthening practical teaching.

【Key words】Structure mechanics；Teaching methods；Optimizing teaching

1 结构力学课程教学改革的目标

目前，许多的二、三类本科院校正在过渡为应用型本科，将培养重点放在教育出具有实践操作能力的应用型人才。因此要达到该目标的重要举措之一就是进行专业实践教学的改革。

现代科学技术的发展对土建类人才的要求越来越高。随着我国城镇化进程的飞速发展，无论房屋还是桥梁的结构形式都日趋复杂，计算机辅助设计与有限元分析已成为工程实践中必不可少的应用手段。在以往的结构力学教学过程中，过度强调学生计算能力的培养方式已不能满足用人单位的需求。特别对于独立院校的学生，毕业后进入生产一线的比重很大，部分学生认为结构力学的学习无益于今后的工作，导致对着门课程兴趣不大、轻视了对结构力学的学习，致使学生缺乏在解决实际工程中相关结构问题的能力。因此，在许多以培养应用技术型人才的独立院校中，如何将以理论授课为核心的《结构力学》课程与实践结合起来，探索一条符合时代需求的教学实践化改革道路，已成为我们必须要思考的问题。

2 结构力学教学中存在的问题

目前在许多院校中，学生对结构力学的学习不够重视，同时教学也存在着一些不足和欠缺，造成了结构力学成为土木工程专业最难学的基础课之一，主要体现在以下方面：

2.1 教学模式单一与创新意识脱节

结构力学基本教学模式都是以板书和教科书结合为主要授课方式，并采取口授形式进行教学。教学课堂枯燥单调，表述形式太过于抽象，公式推导繁琐、机械工作化较多，教学效率低下[1]。可以适当增加多媒体或软件教学可大大提高学生自主学习能力和开拓创新思维能力。

2.2 内容抽象、复杂

结构力学研究计算的是结构在各种效应作用下的响应，包括内力的计算及位移的计算。由于内力看不见，摸不着，学生在学习的过程中缺乏感性的认识，学生很容易将内力等概念混淆，造成对知识点的模糊。

2.3 缺乏教学实践环节

由于结构力学的理论性非常强，为加强学生对基础知识的理解，教学过程以理论讲解作为重点，实践环节缺失。学生在完成结构力学课程的学习后，纵使掌握了对静定结构和超静定结构的内力计算方法，也不知如何在工程实践中应用。

3 结构力学教学改革探讨

3.1 优化教学内容，提升学习兴趣

结构力学是一门专业基础课，主要研究杆系结构的内力和变形，具有内容较多，理论性强，概念较为抽象，解决问题的思路多样化等特点。这就造成学生在接触到这门课程时容易产生畏难情绪，再者由于学生在学习过程中没有明确的目的性，“怎样去学习”、“知识点该如何运用”、“如何分析力学模型”等问题普遍存在。根据这一情况，在结构力学课程教授过程中，可以将实际工程案例引入到教学中来，授课教师可以对课堂上讲授的每一个章节、每一个知识点都能够找出相对应的工程应用案例，针对实际工程案例，授课教师应着重讲述本章学习内容与实际案例之间的紧密联系，例如在讲授受弯构件时，如何将建筑中的梁、荷载、支座简化为力学模型来进行受力分析，利于学生在思考问题时可以结合实际，将抽象的概念具象化。通过这种方式，潜移默化地让学生意识到结构力学的学习对解决工程实际内容起着至关重要的作用。

3.2 培养学生的力学思维，提升优化结构的能力

随着建筑材料的复杂化，结构形式的复杂化，实际工程中，能通过人们手算的例子变得少之又少，取而代之的是高性能计算机的广泛应用，然而结构设计中，并不是一味的强调运算的准确性与高效性，更多强调如何将复杂的问题简单化，如何在众多结构中选出最合理的结构，这才是工程人员的价值所在。在实际工程中，利用监测数据与力学概念分析，确保在施工过程中不出现安全事故，保证施工顺利有效进行[2]。因此，除了在课堂上培养学生解题的相关思路，还要增强他们在生活中的力学思维，即构建“力学模型”的思维。“力学模型”是连接理论知识与实际问题的纽带，将课堂的知识带到课外实际运用中，才是教学的目的。因此，教师在教学中除了传授基本概念和解题方法，还应该把教学重点放在如何构建力学模型上，将复杂的工程问题精简为力学模型进行分析，从构件尺寸的特点、材料的特点，约束的特点，荷载形式的特点等方面，逐步引导学生把实际问题转化为习题中常见的模型，最后向学生们提出问题，如对于要在不改变材料的前提下提高构件的强度可以从哪些方面着手？怎么样将结构形式进行优化？这些都需要通过学生在日常学习中获得的专业知识经过计算解决，久而久之便使他们养成了抽象概括的能力，加强了对结构力学知识的应用。

3.3 加强实践教学，提升实验效果

结构力学的课程学习中，学生接触到的都是平面问题，面对死板的内容，较多的提高的是学生的解题能力。可是在工程中设计人员所要设计的是三维的实体模型，这就要求学生能从课堂中的二维结构过渡到实际工程中的三维建筑，从纸面上的计算应用到设计中去，所以针对结构力学这类内容抽象，理论性较强的学科，在培养基本知识的灵活应用的基础上，还需要有对应的实验安排，深化学生对结构组成的认识[3]。同时，结构力学课程的实践教学环节可以与结构设计大赛及计算机仿真模拟大赛有机的结合在一起。任课老师在教授完课程内容以后，可以根据学生的掌握情况，按照结构设计大赛的比赛模式出题。考虑到学生们的完成能力，让学生分组合作自行设计，确定结构形式，运用有限元软件计算结构的承载能力，实现将实际问题放到电脑里处理；同时任课教师根据同学们设计的模型样式以及运行结果与同学们讨论，优化结构方案，选定最优的几种方案，再以纸、木、竹为材料进行实体模型制作，并通过加载仪器进行加载。校核学生自己动手做出的结构是否满足要求，实现将电脑或手工计算的结果落实到应用中去。

4 结语

通过对结构力学课程进行上述内容的改革与实践，开阔了教师的视野，拓展了教师的思维，使教师在教授课程中不仅仅局限于书本，而是引用工程实例，真正做到从实际中来，进书本中学，再到实际中去的螺旋式上升的教育理念。在进行结构力学理论授课的同时，增加实践教学环节，实现结构力学与结构设计大赛与虚拟软件模拟仿真的有机融合，充分激发学生的学习兴趣与学习热情，调动学生学习的积极性和主动性。以上是笔者根据在结构力学课程实际教学中发现的一些问题，提出了对课程教学改革的一些肤浅的看法，希望能结构力学这门课程教学质量的提高有所帮助。

【参考文献】

[1]耿翠珍.《结构力学》课程教学改革初探[J].浙江树人大学学报（自然科学版），2012，3：44-48.

[2]程健，尹晓文，荣华.《结构力学》课程教学改革与探索[J].吉林教育，2013（25）：49.

结构力学范文第4篇

【关键字】思维 演绎法 典型例题 结构理论 教学模式

【中图分类号】C42 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08(b)-0036-01

结构力学教学一直是高等大学院校土木工程专业教学中的难点与重点。由于结构力学在土木工程技术中的重要性,结构力学教学质量成为衡量大学土木工程专业教学水平的重要指标。作为土木工程专业设计的主要理论工具,结构力学本身具有很强的理论性与应用性。提高结构力学教学水平必须使结构力学的力学理论与结构计算应用较好的结合与相互促进,在实际教学中收到事半功倍的效果。

在实际教学中我们逐步摸索出一套适于在教学中将结构力学的力学理论与结构计算应用相结合的方法-演绎法教学。演绎法作为人的一种科学的思维方法,它符合人的认识规律和感知规律。以演绎法思维方式为核心,发展出的一套以演绎思维为基础的教学模式,我们称它为演绎法教学。

在结构力学教学中实行演绎法教学主要有以下几个环节:

1 典型例题的演绎安排

结构力学知识点多、理论体系复杂,理论的阐明与具体化都是通过典型算例的演绎来表达与验证。如何对选取的算例进行合适的、恰当的演绎、排列是结构力学学科开展演绎法教学的关键,它直接影响到学生的理解与接受能力。教学实践证明在结构力学教学中如果从新的理论入手,每个章节一开始便给学生讲解复杂的结构力学理论如:虚力原理、虚位移原理、变分原理等等则易使学生陷入迷惑与疲惫之中,随之而来的课堂练习讲解则给学生带来更多的理解困难与学习压力,最后必将使学生陷入题海战术而不能自拔。演绎法教学则从简单的经典例题入手,通过具体例题逐步引入结构力学的理论知识,通过例题的演绎与展开将理论不断深化。这样既会使学生对影响线的学习产生好奇与兴趣,同时简单算例的引入使学生很快便接受并理解了影响线的概念与意义,比单纯的直接讲解影响线概念要具有很好的效果和作用。在讲解了影响线解析求解的基础上我们再引入机动法的简单例题求解影响线,由于求解结果与解析法产生一致的结果,学生对机动法的简便与直接产生极大的兴趣,这时可以及时的介绍机动法的理论依据,并通过例题引入刚体虚功原理。这样既能顺利的完成教学任务与指标,又能使学生通过相互比较来理解静力解法与机动解法的联系与区别,深化了学生的认识,提高了学生掌握知识的能力。最后我们通过一个简支斜梁的典型算例来演绎机动法的应用与难点,引导学生用三种方法来求出机动解,通过不同解法使学生深化了解机动法、刚体虚功原理以及它们的不同形式与适用范围,培养学生灵活应用知识的能力;如果单纯的孤立的讲解静力法与机动法将使学生不仅感觉知识点太多太难,更易使学生产生产生厌倦心理,最后将会放弃学习。通过例题的层层展开以及演绎讲解使学生产生一种渴望了解与学习的心理,主动学习与思考。典型例题的演绎安排符合人的认识规律,既保证了教学任务的顺利完成,又使复杂枯燥的理论学习变得简单易懂,培养学生的学习兴趣与思考能力。

2 理论知识的演绎展开

在讲解典型例题的过程中要对结构力学的理论知识进行演绎展开,在理论讲叙过程中要体现各个知识点的内在联系以及相互关系。理论知识的讲解与展开不是简单的呈列与表达,要努力体现结构力学的学科特点与研究方法。采用演绎法对结构力学的研究方法与学科特点进行展开,使学生深入的了解结构力学与以前的材料力学以及理论力学的区别与联系,认识结构力学的知识体系与理论依据,促使学生真正理解与掌握结构力学的计算原理与方法,达到举一反三,融会贯通的效果。这些理论的表达与描叙不仅仅通过抽象的语言文字以及数学符号来表达,而且逐步通过典型例题的演绎展开而不断深化。如果我们在讲解虚功原理之前先回顾与复习刚体虚功原理以及以前章节的影响线计算,然后再引入变形体的概念与例子,这样便使学生对虚功原理的来源及意义有了初步的认识和了解;接下来我们便引入几个刚体虚功原理的典型算例来导出虚功原理,用这种方式演绎出的虚功原理形式简单,意义明确,学生不仅很快理解虚功原理的意义,并且对以前的刚体虚功原理的认识有了进一步深化;接下来我们通过虚功原理表达公式的推导以及演绎使学生对虚功原理的概念与意义有了进一步的理解与认识;最后通过位移计算的经典例题的展开学生对虚功原理的理论知识有较为全面的理解与认识,这样学生逐步对结构力学的概念、定义、公理以及原理进行掌握与应用,真正做到力学理论与结构计算的有机结合,在教学中不仅提高了学生的理论水平,还培养了学生自我学习,自我思考的能力,为学生的进一步学习与深造打与下良好的基础。

3 教学方式的演绎法改革

演绎法教学过程中必须促使学生成为演绎法教学的主体而不仅仅是知识的被动接受者。学生应成为演绎教学的主动参与者,并且在演绎教学的过程中完成思维过程的演绎发展,消化吸收课堂的理论知识。通常采用随堂考试、课堂即时练习、黑板答题讲解以及错误分析等方式使学生在课堂教学中随着演绎教学的展开而逐步掌握理论知识,并通过练习纠正自己的错误认识以及模糊概念。这样学生不仅记忆深刻,而且掌握牢固,从而使学生从繁重的课后练习和题海战术中解脱出来。通过当堂讲解这些学生的答题不仅可以使这些学生矫正错误,还让其他学生从他们的错误认识中发现问题,自我校正自己的理解。课堂演绎教学极大的提高了教学的效率,大家同时共享答题者的经验与错误。通过答题的相互启发和借鉴,学生对课堂知识理解更加深刻与扎实,与课外练习相比课堂练习的学习效率和成果有显著的优势,特别是对于水平处于中下等的学生课堂练习学习效果更加显著。由于缺乏鼓励与良好的学习成果,水平处于中下等的学生往往没有太好的自我学习的约束力,课外练习往往也成为这些学生在学习中的主要障碍;而大量的课堂例题给这些学生的启发与收获是他们在课外练习中无法达到的,通过课堂演绎练习达到了事半功倍的效果。

教学实践证明,演绎法具有良好的教学效果。首先演绎法不是从高深的理论知识入手,而是从简单、易懂的典型例子引入学生的学习内容,具有浅显易懂的特点,而且容易调动学生的积极性,启发学生的思维;其次,演绎法教学形式采用课堂练习的形式使学生成为演绎教学的主体,学生在课堂练习中逐步体会与理解结构力学的理论知识与要点,记忆深刻、理解透彻,对于学生学好结构力学以及土木专业的学科基础知识具有关键作用。

结构力学范文第5篇

【关键词】结构力学；课堂教学；实例

引言：

结构力学是土木、道桥等专业重要的专业基础课，也是一门内容十分丰富的课程，学生学习起来普遍感觉困难，为帮助学生克服这些困难，在结构力学教学中，采用了一些看起来简单、有效的方法，以提高学习兴趣。

一、注重知识的融合，引导学生的理解能力与创新能力

1、注重《结构力学》各章节知识的相互融合、贯通，提升学生综合运用能力《结构力学》教学内容基本上分为四部分：基础知识，提高知识水平，深化表面研究，利用实践。基本概念，基本原理，理论，方法为基础知识点。对一些基本知识的掌握，并消化吸收，在此基础上，我们可以提高认识，深化研究与实践。为了便于内容的分块教学，编者按知识点分章节编排内容。这在一定程度上限制了学生运用知识和思维能力。实际工程的结构不是单一的，片面的，孤立的力学。力学条件复杂，形态多样性，这就需要专业知识，教师不仅要教给学生知识要丰富而深刻的，也要注重教学过程中各章内容的相互渗透性、综合开放性，鼓励学生参加实践活动，培养学生的能力，建立合理的力学模型，以培养具有解决实际问题的综合应用能力的学生，进一步提高教学活动，学生的认知活动，并加深对课题研究，激发学生的潜能，培养学生的思维，探讨培养良好的素质，对真理的追求，追求卓越。帮助学生提高效率，提高解决实际问题的能力，完全消除了“书到用时方恨少，事非经过不知难”的情况，可用于培养高素质的人才，是每一位教师的使命。

2、注重力学各门课程之间知识的融合和渗透，加强引导结构力学是理论力学，材料力学的后续课程，三门课程内容相互联系，相互补充，是互补的关系，不可分割。结构力学教学注重知识的融合和渗透，遇到相关问题，应及时指出，便于学生的回味与思考，多角度分析，加强对学生应用和内容的理解，同时要加强指导，开发学生的潜能，鼓励学生积极探索解决问题的方法和技巧，大胆创新，充分发挥聪明才智，提高学生解决实际问题的能力和创新能力，培养综合运用型人才。老师在力学课程的内容，从侧面反映了教师对于组织教学内容的组织、归纳、推广的运用能力。老师对某一问题进行讲析，加强学生对知识的理解，在此基础上进行延伸、扩展，不仅提高了学生的信心，将学生被动学习转为主动学习，也培养学生举一反三的能力，实事求是，具体问题具体分析，可以打破材料的柔性约束。

二、从后续课程中选择合适的例题

结构力学的习题和例题来源于实践，但也有一些习题与实际结构联系不紧密，脱离实际。针对此问题，在对后续结构课程进行深入学习、研究的基础上，从中寻找适合结构力学的例题，以提高学生学习积极性。

（一）桁梁桥的预拱度计算

这是钢桥中的一个问题，由于制造误差引起位移计算时，学生总觉得没有什么意义，不愿意花精力去学，教师通过引入问题背景，激发学习热情。图1桁梁桥计算简图，在设计时，需要稍稍上拱一点，以便成桥后在自重和荷载作用下不至于下凹，影响行车。这个事前的上凸，称为预拱度，是通过每个上弦杆比下弦杆加长一点点实现的，这可用静定结构由于制造误差引起的位移来计算。例题为：图示桁架制作时各上弦杆都比下弦长8 mm，求由此引起A点的竖向位移。

图1桁梁桥计算简图

（二）斜拉桥的索力计算

图2（a） 为一斜拉桥的简化力学模型，为七次超静定结构，弦索可看作二力杆，其力法基本体系可取如图2（b），对称结构的在对称荷载的作用下，其内力应是对称的，力法基本体系可取成对的未知数X1，X2，X3，其单位荷载弯矩图是对称的，图2（c）为其中X1=1时的单位荷载弯矩图，这种方法比取半结构方法更容易。

图2 斜拉桥的索力简化计算

（三）框架的稳定问题

结构力学中，计算了单杆稳定的临界力后，稍加引申，学生很容易理解钢结构单层单跨框架的稳定临界力定性判断，在结构力学中解决此问题，比在钢结构中解决容易。对图3（a）、（c）中的无侧移框架，区别仅为横梁刚度其一为无穷大，其一为0，可将框架柱的计算简图分别简化为（b）和（d）两种形式。其临界力分别为π2EI/（0.5H）2和π2EI/（0.7H）2。实际结构中，横梁刚度一般为介于0～∞，则无侧移框架柱的临界力介于π2EI/（0.5H）2和π2EI/（0.7H）2之间。对图3（e）、（g）中的有侧移框架，其他条件不变，其临界力分别为π2EI/H2和π2EI/（2H）2。则实际结构中，无侧移框架柱的临界力介于π2EI/H2和π2EI/（2H）2之间，很好地解释了钢结构中柱子临界力的规定。此例题是钢结构课程要用到的内容，在钢结构课程教学中如果首次遇到这个问题，学生会很难理解。在学习框架稳定时，解决此问题较容易，学生因为能够解决实际问题，自信心和学习兴趣增强，加深了对稳定问题的理解。

图3 单层单跨钢架临界值

三、结构力学现代课堂教学教具的研制

结构力学所要解决的问题更接近于工程实际，这就为研制结构力学现代课堂教学教具提供了更加丰富的内容。在结构力学课程，超静定结构含量占主要部分，在超静定结构、静态结构具有许多突出的优点的同时，在工程中得到广泛的应用。这样，对超静定结构特征进行全面的，正确的，深入了解的具有重要的意义。在结构力学，对超静定结构受力特点的理解很重要。为了更好地描述超静定结构的特点和结构受力特征。研制一个静定与超静定的结构内力特性对比教具，直观的静定结构和超静定结构受力特点比较。教具包括结构，传感器，增压装置，数据采集和显示装置结构为两个相同尺寸的刚架，其中一个为静定结构，另一个为超静定结构。

四、结构力学的启发式教学

启发式教学的基本精神是充分调动学生的积极性，充分调动学生的积极性，激发学生的创造性思维。启发式教学，直观的主要途径，包括怀疑灵感启发引导，启发灵感的讨论等形式。在结构力学教学中，做一个好工作，启发式教学，教师必须为学生服务的意识，设计结合本课程的知识体系，针对这一问题，设置“陷阱”，建立冲突等方式，激发学生探索知识的欲望，引导学生思考，理解、消化和相关知识的运用。

激发学生的问题和对知识的渴望，调动学生的积极性。在处理问题的时候，教师要善于设计问题，通过老师的问题激发学生产生新的问题，并解决问题。视觉灵感启发，包括示范，启发，生动地描述实际现象的叙事的兴趣比抽象的理论与形象思维更容易调动学生的积极性，引导学生去探索新的知识。教练的灵感是给学生一些启发性的问题，启发学生运用知识去寻找答案的思维探究。批改作业、辅导，教师一旦发现学生的知识或方法，应该指出的是，及时的错误，引导学生进一步思考或查阅相关文献，寻找可能的答案。讨论由教师和学生的互动，相互理解，相互启发，开阔学生的思维，提高学生的思维能力，甚至是教师和学生共同提高。

五、结束语：

学生是学习的主体性，即课堂教学结构要有利于发挥学生的学习主体作用，有利于以学生的自主学习为中心，要给学生较多的思考、探索发现、想象创新的时间和空间，使其能在教师启发下，独立完成学习任务，培养良好的学习习惯和掌握科学学习方法，达到终生学习的目的。

参考文献：

[1]李镰锟.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]周远隶，徐君兰.钢桥[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3]王焕定.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2000.

结构力学范文第6篇

如某重点大学的三本与一本录取分数相差80分～100分，与二本的录取分数相差30分～80分，独立学院学生学习基础、学习能力与“一、二本”学生有所差距［4］。在教学过程中，这一点是不能忽视的。授课形式多有弊端与其他本科院校相比，独立学院的结构力学授课形式多有弊端。首先，多数独立学院的办学地点与母体院校分离，其自有授课教师的人数有限，不得不依靠外聘教师。外聘教师来独立院校授课，其授课时间多数集中。比如:安排在周末或者四节课连上。在这种教学模式下，要取得好的教学效果是很难的。其次，在近些年的发展过程中，不少独立学院虽拥有了自有教学队伍，但是大多是教学经验不足的青年教师，对“结构力学”课程的把握还有待加强。

明确课程地位，促进课后学习首先，在课程介绍时，使学生明确“结构力学”在土木工程专业课程中的位置，强调结构力学对后续专业课、课程设计、毕业设计以及工作后的专业发展的影响，增强学生的学习意识。其次，建立结构力学学习小组。通过“课堂上组内讨论，课后组间交流”的方式提高学生的学习兴趣，促进学习。建立力学概念，打好力学基础力学是土木工程的基础。理论力学、材料力学是结构力学的基础。因此，在独立学院土木工程专业培养方案中，力学课程的教与学应该是一个体系。通过各项举措，提升理论力学、材料力学的教学质量，打好力学基础。这样，学习结构力学时，学生才更有信心。细化大纲，突出重点结构力学教学内容偏多，教学课时偏少已是普遍问题。

首先，在重点内容部分，应将大纲逐步细化到每个知识点，并划分到具体课时。同时必须设置简单易懂的典型例题，以突出重点，引导学生学习。只有这样，学生才能在有限的课时中学习到最核心的知识点。其次，根据学生的专业方向，在一定范围内对难点内容进行取舍，以精简教学内容。将教学课时向重要知识点倾斜。适当安排教学节奏，提升自有教师教学能力首先，“结构力学”课时的安排应被重视。在安排课时时，独立学院应考虑学生的实际学习能力，将教学时间相对分散。

在教学的过程中，只有遵循教学规律，才能取得好的教学效果，从而提高教学质量。其次，独立学院应不断加强自有青年教师的专业学习，提高其专业教学能力，从而提高教学效果。自有青年教师的学习和深造对独立学院教学质量的提升相当重要。

结构力学范文第7篇

关键词：概念结构力学;教学改革;土木工程

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）03-0008-03

结构力学是土木工程、水利水电工程、农业水利工程等专业的一门非常重要的专业基础课。其任务是掌握杆件结构分析计算的基本概念、原理与方法，了解梁、桁架、刚架、排架、组合结构和拱的受力性能与应用，主要培养结构分析、计算等方面的能力，为今后结构设计奠定力学基础。随着社会的发展与结构设计与分析软件的广泛使用，经典结构力学已不能满足市场的需求，于是在全国非力学专业力学基础课程专业指导委员会年会上提出了“概念结构力学”。

概念结构力学亦称“定性结构力学”、“感知结构力学”、“结构的哲学”。概念结构力学的出现一方面由于许多建筑师对结构受力原理理解不太透彻，另一方面是由于结构工程师“精于计算而疏于判断”，不能迅速对建筑师的设计进行评价、批判。结构力学在土木、水工等专业占有特别重要的位置。经典结构力学的学习，为各专业奠定了良好的基础[1-2]。

随着结构计算软件的广泛使用，结构力学的一些手算方法（如力矩分配法、D值法等）已失去原有的重要性。与过去的教育理念不同，现在注重学生应用知识解决问题的能力。不少单位要求本科毕业生具备熟练使用某种计算软件（SAP2000、ANSYS、PKPM、Midas等）的能力，市场的需求直接推动了计算结构力学的快速发展。

结构计算软件功能强大，满足了学生计算复杂结构的要求，但也带来了困惑：如何判断计算结果好坏？如何优选设计方案？如何理解力流传递路径？这些问题催生了概念结构力学的产生。概念结构力学主要是为“创造一个优秀的结构”服务的，而经典结构力学、计算结构力学则偏向“很好地计算一个结构”。计算结构力学、概念结构力学须建立在经典结构力学的基础之上，概念结构力学则需计算结构力学的结果来检验人的判断，三者不能独立发展。目前，经典结构力学已经相当成熟，计算结构力学逐步完善，而概念结构力学刚刚起步[3]。

瑞士著名结构大师Prod. Gertrude Stein曾说过：“即使在电子计算机时代，设计人员仍应运用自身的结构概念、经验、判断力和最新观念来主导设计。”功能强大的结构计算软件满足了学生、设计人员计算复杂结构的要求，但往往由于上机算题的学生、设计人员对程序的理论假定、适用范围和限制条件等尚未完全吃透，或有时由于人为的输入数据有误（包括几何尺寸、物理参数和荷载等），特别是结构边界条件（刚接、铰接和半刚接等）的拟定与实际不符，均会导致计算结果不正确。因此，应对程序计算结果进行正确的判断与把握。

概念结构力学的两大任务：对结构受力规律与变形趋势进行判断;为构造协同工作能力强的结构提供概念服务。课堂上，在经典结构力学的基础之上应辅以概念结构力学的内容。概念结构力学强调趋势的判断，提高、训练判断力，将学生的精力主要集中在事物的因果关系上，而不是消耗在复杂的运算之中。

一、概念结构力学的教学策略

（一）受弯构件的理解

钢筋混凝土梁是典型的受弯构件，应用很广，主要承受弯矩、剪力，其下部纵筋主要用来承受弯矩产生的拉力，箍筋、弯起钢筋主要承受剪力。可把设有弯起钢筋的钢筋混凝土梁设想为带有下斜腹杆的平行弦桁架。受拉纵筋为下弦，上部受压混凝土为上弦，箍筋为竖向腹杆，而弯起钢筋则是斜腹杆。理解上述钢筋混凝土梁的受力状态，可加深对受弯构件的理解。反过来，亦加深了学生对桁架结构的理解，理清了各部分杆件所起的作用。在静定桁架部分，课堂上不仅要讲清节点法与截面法，还要结合受均布荷载作用的单跨静定梁的弯矩图和剪力图，补充上下弦杆、腹杆的内力沿跨度的变化趋势，使学生彻底理清每根杆件在桁架结构中所起的作用。

（二）实际工程结构的总体估算

在结构方案设计阶段需对结构模型、边界条件及所作用的荷载进行简化处理与计算，判断设计方案在结构承载力与变形等方面的可行性。这种估算可较粗略地进行，以求快速简捷。采用概念设计方法可在方案的对比与优选中选择出更为优秀的结构设计方案，方案优选不仅仅体现了方案的经济性与可靠性，同时亦有效避免了设计后期的烦琐计算。

图1 风载作用下的弯矩图

著名的巴黎埃菲尔铁塔，总高324米。该结构具有造型优美、受力合理、建筑结构完美统一的特点。从受力角度来看，铁塔可看成是嵌固在地上的悬臂梁，风载是其主要控制荷载，因铁塔总体外形与风载作用下的弯矩图（见图1）十分相似，因此充分发挥了塔身材料的强度与刚度，受力非常之合理。

再以原纽约世界贸易中心大楼（如图2所示）为例，说明如何对房屋结构进行简化、估算[4]。该建筑是两栋形状相似的110层方形塔楼，高412m，平面尺寸为63.5m×63.5m，采用筒中筒结构，外筒为密柱框筒。总体高宽比h/d=412m/63.5m=6.49。风载较大，验算风载作用下柱子的附加轴力、塔楼顶部侧移。初步估算时，可将问题作如下简化：（1）塔楼看作嵌固于地面的悬臂梁;（2）筒中筒结构在水平荷载作用下，内筒主要抗剪，其抗弯作用比外框筒小得多，近似估算时先只考虑外框筒的抗弯作用;（3）外框筒结构密柱间有刚性横梁相连，近似看作是共同工作的整体箱形截面;（4）风载取均值。

图2 原世界贸易中心估算简图

首先计算均布风载作用下结构底层最大弯矩及结构总体截面惯性矩，而后计算出边柱由风载引起的最大附加应力，即可计算出单柱由风载引起的附加内力。风载作用下房屋顶端侧移的估算：等截面悬臂梁端挠度=qh4/（8EI），框筒箱形截面柱是变截面柱，底部柱截面大，上截面越小，近似认为柱顶截面为0的均匀变截面构件，则变形要比等截面构件大些，顶端侧移=qh4/（2EI），根据该式即可判断侧移是否满足相关要求。高宽比对侧移、结构内力影响显著，可增大、减小宽厚比来对比不同方案的计算结果。在高层房屋的方案阶段，设计人员须应用概念设计的理念，合理控制结构的高宽比。

（三）结构与构件的合理搭配

结构与构件的合理搭配可收获得良好的受力效果。以三铰屋架为例，如图3所示，梁同时承受轴压力和非节点横向屋面荷载，斜梁将承受较大弯矩。若在节点构造上稍作处理，做成偏心节点，则可大大降低跨中的弯矩，甚至可减小一半。由此可见，合理的措施，可有效改善此类结构的受力[4]。

图3 斜梁轴心、偏心受压时的弯矩图

（四）约束对结构内力和变形的影响

结构的内力与约束形式（结点、支座）息息相关。约束类型、数量影响着结构内力分布与变形。以单层单跨无铰、两铰和三铰刚架为示例（见图4b、c、d），三者与图4a排架相比[5]，刚架受力特性优于排架，因刚架内力分布更均匀，承载力、刚度均高于排架。三铰刚架为典型的静定结构，地基的沉降对其内力没有影响，但刚度较弱，内力较大。无铰刚架刚度大，内力小，但对地基条件要求较高。两铰刚架则介于二者之间。通过以上分析可得如下结论：约束越多，内力越分散且越小;约束越多，刚度越大且变形越小。在结构设计中可通过增加约束的方式，提高结构的承载力与刚度。

图4 不同约束形式下刚架内力的对比

（五）刚度理论在概念设计中的运用

工程结构在设计过程中，各部分构件的布置及结构分析阶段，常较关注外荷载，即注重“力”，而轻视结构及构件抵御外荷载的能力、不重视影响构件内力和变形的刚度。灵活应用刚度理论，可消除隐患，获得受力性能优良的结构。工程结构构件的布置、截面的选择，均为寻求合理的刚度。结构、构件的刚度的选择贯穿于设计的整个过程之中。

刚度在结构的设计中占有非常重要的地位，结构中力的平衡、变形的协调、构件的内力均通过构件线刚度及相对刚度的大小来体现[7]。例如图5a所示门式刚架，柱的线刚度ic=EIc/h，梁的线刚度ib=EIb/l，可通过改变梁柱线刚度比值α，让学生直观地体会内力与变形的变化。当α由零（图5b）逐渐增加至很大时（图5d），梁端弯矩不断增大，柱的反弯点逐渐降低，且反弯点在柱上半部分移动。

图5 门式刚架

（六）主次结构的概念分析

绘制图6a多跨超静定梁的弯矩图。铰C处作用一集中荷载，该荷载由AC承担，CD承担，还是二者共同承担？该结构有主次之分，AC为基本部分，CD为附属部分。当集中荷载作用于主次部分相连铰上时，该荷载由基本部分承担[7]。在这里可打一比方，将杆AC比作父亲，杆CD比作须依靠父亲的扶持才能走路的婴儿，铰C可看为父子手牵着手，而集中荷载可看作二人共同拎的一个包，该包明显由父亲负担，因为婴儿根本无法拎动包。从受力角度上讲，CD得依靠AC才能稳固，若撤去AC，那么CD将成为机构;而撤去杆CD，AC仍为几何不变体系。因此该集中荷载只对AC产生作用，而CD并无内力。这样，BC段可看成是悬臂梁，其弯矩图可轻易绘出，B点弯矩值亦容易计算。AB段无荷载作用，剪力保持不变，且铰A处弯矩为零，弯矩图为一直线，直接连接B处弯矩值与A处弯矩值即可绘制出弯矩图（见图6a）。

图6 多跨梁

但是，也有例外，如图7a所示，ADB为基本部分，杆BC为附属部分，二者用铰B连接，其上作用集中荷载F/2，该荷载是由基本部分还是由附属部分承担呢？答案是由附属部分BC承担。与以上不同，作用于附属部分上的三个荷载构成平衡力系，整个结构仅BG段有内力。铰B处的集中荷载由附属部分承担，并不是由基本部分承担，其弯矩图如图7b所示。

以上两个结构是有主次之分的，有些结构无主次之分，如图8a所示。由于结构对称，因此集中荷载Fp将平分给两个附属部分，其弯矩图如图8b所示。

图8 结构无主次之分

二、教学反思

传统的结构力学在教学方法与内容上大同小异，主要培养目标是学生掌握好课本上的基本理论与计算方法，整个封闭的教学活动过程仍属于应试教育，学生独立思考的空间小，不利于人才的培养。在定量传统结构力学教学的手算基础之上，应与建筑结构选型相结合，对常见的梁、刚架、拱、桁架和组合结构等的受力性能、适用范围进行总结与讨论，定性判断计算结果的正误，通过探讨式、问题式教学方法深度融合概念结构力学的内容。对概念结构力学教学方法进行研究，充分运用现代教学手段，用先进的教学方法给学生传授与时代同步发展的学科知识。概念结构力学主要为创造一个好的结构服务，是结构的灵魂。在结构力学也课堂上，在经典结构力学知识的讲授之上须辅之以概念结构力学知识，通过案例式实例教授概念分析，授课过程中强调趋势的判断，使得教学、练习朝着训练学生判断力的方向发展，摆脱复杂的运算，将精力主要集中在事物的因果关系上，努力提升学生的概念分析能力，通过结构的概念分析，激发学生的创造性与乐趣，培养出具有创新能力的人才[8]。

参考文献：

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[8]刘新柱，王冬，潘佳卉.基于创新能力培养目标的工程力

学教学改革与实践[J].黑龙江教育：高教研究与评估，

结构力学范文第8篇

[关键词]结构力学 “三基” 教学方法 教学手段

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）19-0089-02

结构力学不但是土木工程、机电和水利水电等专业中的一门重要的工程实用型专业基础课，而且也是研究和发展其他学科的重要工具。结构力学课程教学效果的好坏不仅直接影响到学生对专业知识掌握的程度，而且还会影响到学生基本技能的提高和前途发展，这就要求我们教学人员必须根据结构力学这门课程的特点，坚持和发展科学的教学方法和教学手段，进而提高教学效率，使结构力学课程教学更有效，更高效。

一、坚持科学的教学方法

（一）重视和坚持基本知识、基本理论和基本技能（即“三基”）的教学

“三基”教学法在结构力学课程教学中的科学应用，应当体现出基本知识、基本理论和基本技能三者之间密不可分的关系，“三基”教学的最终目的是培养学生的基本技能，即分析问题和解决问题的能力。但是这些基本技能的培养都是建立在基本知识和基本理论熟练掌握的基础上的，如果在没有掌握基本知识和基本理论的前提下，就开始进行基本技能的培养，那简直就是“无源之水”。众所周知，基本知识和基本理论的建立是分析问题的基础，如果基本知识和基本理论掌握得不透彻，理解得不清晰，那么学生在分析问题时只能采用依葫芦画瓢式的分析方法，有时甚至连依葫芦画瓢式的分析方法也不会，最终导致学生缺乏独立分析问题和解决问题的能力。同时，如果仅仅为了基本知识和基本理论而学习，那么许多相关的重要基本技能将无法得以培养。

“三基”教学法在结构力学课程教学中的科学应用，可以达到学以致用的目的。这里所说的“学”就是对该课程基本知识和基本理论掌握，“用”就是通过该课程的学习可以使学生分析和解决实际问题的能力得到提高，简单地说，就是结构力学课程教学中的能力培养。对于结构力学这门课程来讲，涉及的重要基本知识和基本理论有：结构几何组成分析、静定结构（梁、刚/排架、拱、桁架等）内力分析、静定结构的位移计算方法和原理、梁影响线的绘制及影响线的应用、超静定结构的计算方法（力法、位移法、渐进法和结构矩阵分析法等）和原理、结构的动力计算、结构的稳定计算和结构的极限载荷计算等。通过结构力学这门课程的学习必须掌握的基本方法有：结构几何组成分析基本步骤、静定结构内力分析基本方法、静定结构的位移计算基本步骤、梁影响线的绘制方法和力法、位移法、渐进法等超静定结构的内力分析和位移计算的基本步骤等。通过这些基本方法的掌握和学习可以培养学生的基本技能，即分析问题能力、计算问题能力、自学能力和表达问题能力等。[1] 对于结构力学这门课程，具体地说，分析问题能力指的是对工程实际结构进行综合全面地分析，依据略去次要因素、能反映结构的真实受力情况和使力学计算得到简化等原则，经过抽象和简化的处理，得到其计算简图的能力；根据结构力学的各种计算方法特点，对不同的具体问题选择恰当的计算方法的能力；进行结构计算简图的力系平衡分析和变形几何分析的能力。计算问题能力不仅包括对各种常见结构具备科学合理的计算步骤的能力，以及初步掌握应用计算机进行有限元数值计算的能力，而且还包括对结构的计算结果进行定量和定性校核的能力。自学能力包含学生独立消化已学知识的能力和摄取其他新知识的能力。表达能力其实就是对以上所有能力的一种综合体现的能力，对要解决问题的表述，不仅要求其形式上的整洁，内容上的步骤分明和思路清晰，而且要求其对解决的问题表达全面和数据准确。

（二）加强和培养规律总结分析、对比分析和定性分析等其他辅助方法的教学

善于进行规律总结是一种良好的消化知识和巩固知识的渠道，即将自己的一点一滴的教学或学习心得理顺，巩固认识，使学生学到的内容成为自己真正的东西。在结构力学课程的教学过程中，有规律可循的知识点有许多，比如结构力学在讲解到梁任意截面的剪力和弯矩求解的重要知识点时，常用的方法就是采用截面法进行分析，其次就是根据叠加法进行求解，但是这些方法都存在计算量大、不便于记忆、耗时等缺点。倘若我们在教学过程中善于总结，就可以克服以上这些缺点，达到事半功倍的效果，比如把剪力和弯矩的计算规律分别总结如下：①剪力的简洁计算规律：梁内任意一个截面上剪力（记为Fs），必等于此截面以左（或以右）各横向外力（不考虑集中力偶）的代数和，这些横向外力的正或负是根据横向外力对此截面形心转动的趋势进行判断，即顺时针转动趋势的外力取正值，反之取负值，写成代数的形式就是：Fs=Fi；②弯矩的简洁计算规律：梁内任意一个截面上弯矩（记为M），必等于此截面以左（或以右）所有集中力偶和各外力对此截面形心的力矩的代数和。这些力矩的正或负是根据横向外力的箭头指向进行判断，即横向外力箭头指向向上的外力均将引起正值的弯矩，而向下的外力则引起负值的弯矩，对于集中力偶的正或负需要参考外力对此截面形心的力矩正或负来判断，写成代数的形式就是：M=Fiai+ Mk。在运用以上规律求解任意截面的剪力和弯矩时，不仅可以使学生便于记忆，而且还可以使他们节省大量时间、避免出错。由此可见，规律总结分析法的辅助教学是巩固和加强“三基”教学效果的一个重要途径。

在结构力学课程中，对比分析和定性分析作为另一类辅助教学的方法，也占有非常重要的地位。其中，对比分析法是提高学生思维能力的一种重要方法，它通过对事物的异同进行比较分析，常常可以获取解决问题的新思路，引发新的发现。因此，在结构力学教学中采用对比分析法对丰富结构力学教学方法和提高学生的思维能力与创新能力很有帮助。

二、坚持科学的教学手段

（一）合理使用多媒体教学手段

众所周知，多媒体教学可以使学生在较短时间内获取更多的知识信息量，同时也可以使教师讲授的内容更加形象直观、生动活泼、妙趣横生，使学生更容易接受和掌握所学的知识。但是多媒体教学使用不当也会出现一些问题，其中最容易出现的问题是教学中教师容易加快授课的速度、师生互动减少、学生动手能力降低等，使学生对教师讲授的知识来不及消化吸收。因此，在保证多媒体制作质量的前提下，合理地运用多媒体教学非常重要。针对结构力学课程来说，合理运用多媒体教学应该是采用多媒体与板书相结合的方式进行教学，这就要求授课教师根据结构力学不同的知识点，合理地分配多媒体使用课时与板书所需课时，使两者在教学中实现优势互补，这样才可以达到较好的教学效果。

（二）电算与手算相结合的教学手段

为了适应现代经济的发展，教师在结构力学教学中应要求学生不仅掌握分析书中简单问题的能力，而且更要具备解决和分析实际生活中大型复杂结构问题的能力。对于简单的结构问题，通过结构力学这门课程的教学，教师可以使学生进行理论分析和计算，但是，对于大型的复杂结构问题，让学生仅靠手算的方法已经不能适应现代经济的发展了，因为手算不仅工作量大，而且还容易出现错误。随着现代计算机技术的发展以及多种商业有限元软件的开发，电算化在结构力学中的计算已经得到普及。因此，在结构力学教学中，教师不仅要加强和培养学生的手算能力，而且还要强化和锻炼学生的电算能力。只有这样，才可以使学生适应社会的发展。同时，通过电算与手算相结合的教学手段也可以充分调动学生获取知识的积极性，提高学生对“三基”的重视。

（三）加强理论与实际相结合的教学手段

依据结构力学这门课程的性质，要求教师在教学中必须采用理论与实际结合的教学手段。教师通过这门课程的教学不仅要教给学生理论知识，更要培养和提高学生分析和解决实际工程问题的能力，即提高学生的基本技能。在实际工程结构分析中，通过基本技能的讲授，要使学生懂得和知道结构力学的理论是怎样服务于工程实际的，可以将实际工程问题抽象化，建立正确的力学分析模型，最终给出结构正确的力学分析结果。所以，只有理论与实际相结合，才能达到学以致用的目的。

三、结束语

结构力学是一门重要的工程实用型专业基础课，它非常注重培养学生的基本技能。教师应针对这门课程的特点和学生的特点，坚持和发展多种科学、合理的教学方法和教学手段，不断提高教学效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 龙驭球，包世华主编.结构力学教程[M].北京：高等教育出版社，2002.

结构力学范文第9篇

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摘要：结构力学是土木工程专业的重要基础课程，它具有逻辑性强、方法技巧性要求高等特点。如何激发学生学习结构力学课程的兴趣，让学生从被动学习变为主动学习，是结构力学教学过程亟待解决的问题。文章根据结构力学课程的特点，从教学理念、教学手段、教学方法3个方面展开论述，探讨了提高结构力学课程教学效果和教学质量的方法与措施。

教师应对结构力学教学理念有最基本的定位，通过多样化的教学手段提高学生学习的兴趣，合理使用教学方法，因材施教，提高教学质量。

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关键词：结构力学；教学理念；教学手段；教学方法

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中图分类号：TU311；G642.4 文献标志码：A 文章编号：

1005-2909(2012)01-0081-03

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。结构力学知识掌握的好坏，不仅关系到后续专业课程的学习，而且对今后的工作也具有深远影响。结构力学是在先行修完理论力学、材料力学课程的基础上继而深化力学知识的一门课程。由于该课程内容多、综合性与逻辑性强、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，培养他们的学习能力、综合运用知识能力和创新能力是结构力学授课过程中亟待解决的问题。笔者从教学理念、教学手段和教学方法3个方面探讨了提高结构力学课程教学效果和教学质量的方法与措施。

一、教学理念的确立

（一）注重基本知识的讲授

结构力学课程概念多、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。基础知识和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，教师在结构力学教学过程中，对基本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和规律，学会举一反三，才能到达活学活用的境地。

（二） 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，应当将知识传授与能力培养融于一体。不仅要帮助学生打好扎实的理论基础，更要注重对学生能力的培养，包括自主学习能力、分析与运用知识的能力和创新能力的培养。自主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[1]，以及利用学习资源进行自主学习的能力；分析与运用知识的能力主要是指在学习过程中发现问题、分析问题、对知识灵活运用和解决综合性问题的能力，包括对各种计算方法的掌握，对不同结构选用恰当的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，以及将理论知识与实际应用结合起来，对实际工程问题进行抽象、分析、对比的能力。

（三）重视结构力学与工程实践的结合

与其他基础力学类课程相比，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，而且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，应尽可能地将理论知识与实际工程项目结合起来，及时地向学生介绍结构力学知识在实际工程中的应用，充分调动他们的学习积极性，培养他们的工程意识、解决工程问题的能力与实际动手能力。例如：在拱类结构的计算时，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，培养学生学以致用意识、主动认知能力和实践创新能力。

二、教学手段多样化

（一）传统教学方法与多媒体有机结合

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]，这种教学方法便于师生之间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学生的学习情绪、对教学内容的理解程度以及解决遇到的问题，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，达到提高教学效果的目的。虽然传统板书教学方法存在诸多优点，但也存在着不可克服的缺陷：在承载信息的种类和能力上存在着较大的局限性，难以适应现代教学的要求；教学模式枯燥单调，推导公式过程繁琐，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，多媒体教学方法得到了广泛的应用。多媒体教学具有传统教学方法所不具备的优点：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[3]；多媒体教学使抽象枯燥的教学内容生动化、具体化、形象化，有助于学生掌握基本概念、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，学习失去重点，无所适从，只能顺应教师的思维，被动接受，知识想象和思维空间受到限制；教师成为多媒体的放映员和解说员，缺乏激情，影响教学效果。

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。教学过程中实现两种教学方法的有机结合，不仅可以发挥多媒体教学的优势，培养学生的思维能力，教师的主导作用也得以很好地体现。笔者认为，需要展示力学与工程实际相结合的内容，以及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。

（二）积极开展并组织课外力学实践活动

学生能力的培养，以及知识的内化仅靠课堂讲授是不够的，需要搭建一个理论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，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，北京建筑工程学院结构力学教研组积极组织学生参加学校和学院组织的各种竞赛，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，形成最后分析结果，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

（一）合理安排教学内容，分层次授课

教师除了向学生传授课程

的基本概念、基本思路之外，更重要的是培养他们科学的思维方法，加强他们计算能力、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，分层次教学。笔者在教学过程中将课程内容划分为3个层次：第一个层次是基本知识层次，这个部分的内容是所有学生都应当掌握的内容，即结构力学的基本原理、基本方法、基本求解过程；课堂中学生应够理解结构的求解过程的物理含义，并能正确求解力学问题。第二个层次为提高分析能力层次，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和本质的把握等要领融合到课堂中去；授人以“鱼”，也同时授人以“渔”，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即可。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和习题课来培养学生解决问题的能力，激发他们的钻研精神，培养他们的创造性思维，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。

（二）教学内容前后连贯，形成结构力学知识体系

结构力学概念多、内容多、知识点零散，学生学了后面的知识忘了以前所学的知识，学习不能形成有效的系统的整体。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融会贯通，使学生构成清晰、稳定、整合的新的认知结构。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，利用力法等获得截面直杆的转角位移方程；在力法与位移法讲授完毕之后，超静定结构可根据结构的特点采取力法、位移法与混合法等方法进行求解；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位移法求得；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、矩阵位移法和结构动力学知识的整合，使整个结构力学体系形成一个有机整体。

（三）形成反馈机制，提高教学水平

根据香农传播理论[4]，在信源和信宿之间存在着反馈通道，受者通过反馈通道将情况反馈给传者，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、习题讨论和学习效果考核。课外答疑是课堂教学的有益补充和延伸[5]，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，及时解决由于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、课后作业和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，能有效激发学生学习兴趣、培养学习能力。

参考文献：

［1］ 刘京红,何洪明,高宗章,等.结构力学教学中培养学生可持续发展能力研究［J］.河北农业大学学报（农林教育版），2008,10(1):56-58.

［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,2007,26(1):131-132．

［3］ 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,2007,33(9):195-196．

［4］ 吴疆.现代教育技术教程［M］.北京:人民邮电出版社，2003.

［5］ 刘青.关于结构力学课程教学三类重要问题的探讨［J］.中国青年科技,2008(4):19-23.

Teaching methods of structural mechanics

LI Guo-hua, LUO Jian, DONG Jun, QI Cheng-zhi

(School of Civil and Transportation Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beinjing 100044, P. R. China)



Abstract：

Structural mechanics is an important fundamental course in civil engineering. Strong logicality, high skill nature, and high flexibility are characteristics of the course. In the teaching process, the problem to be solved is how to arouse students’ interest in learning structural mechanics and how to lead students to change passive learning into active learning. Based on characteristics of the course, we studied on methods and measures of improving teaching quality from aspects of teaching concepts, teaching means, and teaching methods. The article points out that 1) teachers should have a basic position in structural mechanics teaching, 2) teachers should use various teaching means to simulate students’ interest, and 3) rational teaching methods should be used to improve teaching quality.

结构力学范文第10篇

关键词：结构力学；教学改革；教学质量

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）20-0115-02

一、前言

结构力学课程是土木工程专业的一个重要的基础课程。该门课程是在高等数学、线性代数、理论力学、材料力学等课程结束才开始学习的课程，同时结构力学也是钢筋混凝土结构和砌体结构、土力学与地基基础、钢结构和结构抗震设计等核心专业课的力学基础，是连接基础课和专业课的纽带，在整个专业培养计划体系中占有举足轻重的地位。结构力学教学效果的好坏不仅直接影响到学生对专业课程的掌握，而且还会影响到学生在实际工程中分析问题和解决问题的能力。学生在课程设计、毕业设计的过程中也要反复用到结构力学的知识。如何提高结构力学的教学质量，提高学生运用所学力学知识分析和解决实际工程问题的能力，是结构力学课程教学改革需要主要解决的问题。

二、教学内容改革

1.整合教学内容，提高教学质量。结构力学教学内容一般包括：结构体系的机动分析、静定结构的内力和位移计算、静定和超静定拱、静定结构的影响线、力法、位移法、力矩分配法、矩阵位移法、结构动力学和结构力学求解器、塑性极限分析、结构的灵活性和稳定性。结构力学在专业课与基础课之间起着桥梁作用，但随着新学科的发展，越来越多的课程开放实践，结构力学的时间减少，所以建议在理论力学知识，如桁架梁结构的静态和静态力计算。矩阵位移法在本章中因为内容复杂，一般没有足够的时间进行讲解，需要把握好重点、难点，对课程内容进行适当提炼。用最少的课时，达到要求的教学效果。有些学校不是关于动态内容，而是动态计算，是现代结构计算的重要M成部分，也是大多数高校研究生和注册结构工程师考试的内容，因此应该是教学的重点。

2.增加实践环节。结构力学的课程主要是理论研究，但它可以使学生了解抽象的、困难的和难以掌握的知识。例如，结构设计和开放实验，让学生创造性的设计房屋和桥梁模型，分析几何组成，计算结构的强度、刚度和稳定性，并通过试验测定了结构模型的强度、刚度和稳定性。同时，对实验和理论之间的差异进行了分析，并提出了优化方法。结构模型设计和制作的趣味性和概念性，大大拓展了学生的视野，学生可以把理论与实际结合，激活其用力学概念进行结构设计的潜质，锻炼其工程思维能力，从而取得良好的教学效果。

三、教学手段改革

1.重视传统教学与多媒体教学的有效结合。教师在黑板上解释和写的过程中向学生传达课程信息。随着计算机的广泛使用，多媒体技术在课堂教学中的应用越来越广泛。多媒体技术为现代教育提供了方便，利用多媒体技术对图像、声音、动画、文本、图形、线条等进行处理，可以提高学生的学习兴趣。但在抽象理论的解释中缺乏优势。例如，在计算结构力学公式时，如位移计算中的乘法公式、位移法等。如果直接用PPT演示，推导过程讲解太快，不宜于学生的理解和接受。教师在黑板上用文字说明，只有通过口头的、循序渐进的推导，并与学生互动，才能让学生在思考和速度上跟上节奏。可以引导学生同步思考，吸引学生的注意力，引导学生的思维，也可以使学生和教师产生教学良性互动，使教学效果达到最佳。因此，教学方法是充分利用自己在黑板上的写和多媒体相结合，从而提高教学质量。

2.重视网络教学的应用。网络教学已成为21世纪教学平台的一个组成部分，教师将课堂上讨论的问题在网站上展示，引导学生预习、复习和学习，从而提高课堂效率，丰富学生的力学知识有较强的自学能力，满足学生的求知欲，提高教学效率。网络是一个搭建沟通中心的平台，在以上问题的师生，让学生参与进来，通过沟通、讨论，消除混乱，加深对知识的理解和升华，取得良好的教学效果。

四、建立全过程学习质量监控及评估体系

建立全过程的学习质量监控体系，把学生的学习质量把控在整个教学过程。良好的质量评估体系会激励学生全程参与课程教学，让学生从被动学习到主动学习，从而成为课程主体，让学生从一开始上课就全心投入直至课程结束，保持课程知识体系的连续性。

建设质量监测评价体系的研究，应遵循“双评价、教与学、教与学”的互动评价体系，对教师和学生都有好处。确保质量的指导思想，树立以人为本、监控平台的结构和功能，根据监测对象的多维监控系统分为监控中心，可以快速响应各种学习活动的教学科目的学习跟踪、主体认识、指导、监控的要求，给出评价结果。多维监测的实施，学生做到全程、全员、全方位的监控，过程因素的教学和学习活动的识别，识别的影响教学质量的因素及该项目的主要内容学习。首先是出勤率。结构力学课程知识具有很强的连续性。经常性的缺课会让学生在下次课听课时，无法理解本节课讲述的内容，无法跟上讲课进度。为了避免学生不必要的缺课，可以进行课堂随机点名，课堂考勤作为平时成绩的一部分，保证学生课程学习知识的连续性。然后就是课堂提问。课堂提问一方面可以了解课堂的知识，另一方面可以在学生的监督中发挥作用。把课堂提问的问题回答情况计入平时成绩。学生为了得到一个较好的平时成绩，必须回答正确课堂的问题，这就需要在课堂上认真听讲。再者就是作业监控。因为结构力学课程的特点，学生必须在课下完成一定的作业，以此来检查对所学知识的掌握情况。作业是检查学生学习结构力学效果的一个重要工具，但是结构力学课程作业抄袭现象比较普遍。为了避免学生抄袭，可以增加作业题库容量，针对同一类型的习题，让学生完成自己学号最后两位对应的相应题目。对教师来说，要提前建好作业题库，而且还要建立比较完整的题目解答过程，方便教师的作业批改及课后对题目中错误的改正。这样，任课教师的工作量就比较繁重。最后是阶段性小测验。当所学知识成为一个小体系时，可以针对阶段所学内容，出一份试卷随堂考试来检验学生阶段的学习效果，及时发现学生课程学习中的问题。

以上几种方法均作为学生平时成绩的依据，最好能够明确各部分所占平时成绩的比例及平时成绩换算方法，让学生在接触课堂后就能了解如何来获得平时成绩，并且把平时成绩每两个星期公布一次，在考试前把平时成绩全部公布。让学生在学习过程中知道自己的学习情况及平时成绩的多少。这样引导学生把课程学习尽量在课堂上完成，通过每节课、每次作业、每次测验来监控学生的学习情况，避免普遍存在的在考试前集中突击的现象，让学生在学习中真正掌握课程知识。

五、结语

结构力学课程因为其教学内容的抽象、课堂容量大、课时紧，要在有限的时间内提高教学效果不是一件容易的事情，因此需要在实际教学活动中不断探索和发展。一方面，现代教学方法应充分利用；另一方面，充分调动了学生的主动性和积极性。结构力学课程教学改革任重道远，需要任课教师在授课过程中不断的发现和总结，针对教学中的问题来提出改革的有效措施。

参考文献：

[1]包世华.结构力学[M].武汉理工大学出版社，2010.

[2]温中华，唐克东.《结构力学》教学改革的思路[J].华北水利水电学院学报：社科版，2011，（6）：168-169.