結構力學教學改革研究

摘要：本文分別闡述了結構力學教學中的教學內容的調整、教學手段的改革。剖析了其中存在的問題，就找出的問題，各自提出了行之有效的解決辦法與切實可行的對策，并展望了可能取得的豐碩教學成果。

關鍵詞：結構力學；教學方法；教學內容

中圖分類號：G42

結構力學課程教學中，無論是教學內容、教學方法、教學手段、師資隊伍建設還是教學思想，或多或少都存在左或右的偏差，因而，為了保證通過該課程教學能培養出社會合格的土木專業人才，必須針對上述五方面進行必要的改革，所以，本文擬定探究上述五方面存在的問題，找出問題的癥結所在，提出明確的改革目標，制定行之有效的步驟，并配備得力可行的措施。

1教學內容改革

安排教學內容通常的做法是：根據自身課程的特點與專業課對專業基礎課的知識儲備要求，區分教學內容上重點章節與理解性知識，因而，多年來，課程的重點內容基本不會更改，甚至是一塵不變的，除非教育部或上級主管部門對教學大綱做出了重大修改。

針對以上問題，對教學內容做出行之有效的改革勢在必行。人的思想要與時俱進，同樣，教學的側重點，或者說教學中的重點章節也要與時俱進，這是保持與日新月異的科學前沿同步的有效法寶[1—2]。眾所周知，我國去年可以說地質災害頻發，處在斷裂帶的區域先后發生大小地震多次，震級與破壞性較大的有：汶川8.0級特大地震，云南5.0級地震以及11.10在青海省發生的6.3級地震。為了弄清其發生的機理與誘發災害的主要因素，國家科工委與全國的高校研究院一道將研究方向朝動力學領域偏移，結合學院在未來一段時期內要創建國內知名教學型大學的宏偉目標，結構力學的教學重點應該轉移到結構動力學部分，培養結構動力學拔尖人才，為學生將來進行地震波傳播規律研究與減小地震對建筑物與構筑物的震害探討打下堅實的力學基礎。

教學內容改革也是培養適應時代要求的建筑結構人才的要求。今天是一個電子信息化時代，今天的文盲不再指一個不識字的人，而是一個不會使用電腦作為工具的人[3]。所以，對于土木結構專業的畢業生，必須能熟練地應用本專業相關計算軟件，如：PKPM，SAP，ETABS等，這些軟件無一例外都使用到結構力學中矩陣位移法的相關理論，也許有人認為自己僅僅使用它，不需要了解它的算法，對于一個真正希望“充分”使用它的人來說，理解它的基礎理論是必要的，而且，一部分畢業生也將走入結構計算軟件開發崗位。因而，在教學中，我們計劃將矩陣位移法作為重點講授的內容，安排更多的教學學時，讓學生充分理解相關基礎理論，并在VisualC++環境下編制相應的計算程序，有效地利用它進行結構的內力計算，如有可能我們還將組建一個學生開發團隊，畢業前進行一次實戰演練。

基于以上的教學內容改革目標，我們將在課時的分配上對動力學與結構矩陣位移法兩大部分給予充分保障，定期聘請知名的結構動力學專家做最前新研究成果的學術報告，在教學設備（實習電腦、多媒體教學設備）上給予更多的考慮，通過這些措施，有望達到預期的教學改革目標。

2.教學手段改革

由于學校試驗經費不足與試驗條件的限制，很多大比例尺的模型試驗都無法開設，導致教學手段單一，學生對結構或基本構件在各種荷載條件的破壞過程與破壞形態沒有一個感性認識，學習的效果不是很好。

所以，必須進行結構力學課程教學手段改革。改革的目標是：在不具備物理試驗教學條件下，我們可以采用數值試驗取代物理試驗這一教學手段，讓學生了解構件的破壞過程與變形特點。具體計劃是：教師在備課時，通過大型有限元計算軟件，如ANSYS、ABACUS，模擬在各級荷載情況下的破壞形態，以及在分級加載條件下的破壞過程，同時給出其結構的應力場的分布情況。課堂教學中，通過多媒體教學為學生演示這些計算成果，并采用基本計算方法手工給出計算成果，兩者進行對比，找出計算誤差。通過數值試驗代替物理試驗的教學手段，既可避免由于沒有試驗設備造成不能試驗的尷尬，也可為學生就結構破壞過程提供一些感性認識，達到較為滿意的教學效果。

3結論

本文通過探討結構力學教學改革中的五個環節，明確了改革的具體目標，了解了改革的具體內容，掌握改革的有效措施，可望收獲理想的改革成果。

參考文獻

[1]鄭國棟，李校兵.《結構力學》教學改革初探.中國水運，2007，5（5）：225—226.

[2]呂恒林，宋明志，周淑春.《結構力學》課程教學的幾點建議.理工高教研究，2007，26（1）：114—115.

[3]郭彤，李愛群.結構力學II課程建設中數字化教學手段的探討與實踐.高等建筑教育，2008，17（6）：135—137.

基金項目：提升“211”模式下實踐教學環節質量的具體方案研究（JY201143）