基于程序和實例化的橋梁結構電算教學實踐研究

摘要：在橋梁結構電算教學實踐研究中，以NSBA程序代碼為例，講解這些常用結構分析的實現過程，介紹橋梁結構電算軟件的力學機理及編制方法。以實際工程項目為實例，形成橋梁結構電算分析模型，講解橋梁結構電算的建模和計算流程。讓學生了解橋梁結構電算的建模思路及關鍵構建的建模簡化方法。

關鍵詞：程序化；實例化；橋梁結構；電算

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）20-0245-02

一、現狀與背景分析

作為路橋方向的本科教育，《橋梁結構電算》應該是橋梁工程專業的一門必修課。隨著材料、技術的不斷進步，橋梁結構正在朝輕型、（超）大跨度方向發展，許多輕型橋梁結構也不斷涌現。隨之，橋梁設計理論和計算水平不斷發展，橋梁結構分析的能力也不斷增強。

為適應實際工程需要，路橋專業的學生應熟練掌握一門橋梁結構分析軟件，用于實現橋梁設計階段的內力計算，并能充分考慮施工過程、非線性等因素，用于橋梁施工控制、試驗檢測和病害分析中。

二、基于程序和實例化的橋梁結構電算教學實踐研究

1.程序化教學實踐研究。目前學校常采用的軟件應用的講解方式只能讓學生最淺層次地了解橋梁結構電算專用軟件的“使用”，也即是說，學生只會軟件的使用，并且是非精通式的使用，對內部運行機制是無法探知的，這導致學生對電算的結果沒有信心，甚至不知道哪些結果是自己需要的，當軟件淘汰或者版本變更后，學生有可能需要重新培訓。本人以NSBA程序代碼為例，講解這些常用結構分析的實現過程，介紹橋梁結構電算軟件的力學機理及編制方法。NSBA前處理界面如圖1所示；圖2為NSBA動力分析模塊的界面。

達到的目標：通過編程思路講解及上機實習，了解NSBA的實現過程，掌握橋梁結構電算中靜力分析、動力分析的實現原理及過程。

解決的教學問題：解決學生對橋梁結構分析方法和過程的不熟悉問題；解決學生對橋梁結構分析懼怕的心理。

2.實例化教學實踐研究。以實際工程項目為實例，形成橋梁結構電算分析模型，講解橋梁結構電算的建模和計算流程。

（1）拱橋電算講解。圖3為一個典型的拱橋電算實例模型，通過形象實例化的模型講解拱橋結構的建模和分析過程，結合程序化教學，讓學生掌握拱橋結構電算的核心內容。

（2）斜拉橋電算講解。圖4為一個典型的斜拉橋電算實例模型，通過形象實例化的模型講解斜拉橋結構的建模和分析過程，結合程序化教學，讓學生掌握斜拉橋結構電算的核心內容。

（3）連續剛構橋電算講解。圖5為一個典型的連續剛構電算實例模型，通過形象實例化的模型講解連續剛構的建模和分析過程，結合程序化教學，讓學生掌握連續剛構電算的核心內容。

達到的目標：通過實例化的教學，讓學生掌握不同橋型結構（拱橋、斜拉橋、連續剛構等）的建模思路和電算分析方法，讓學生在實例化的學習過程中掌握橋梁結構電算的精髓。

解決的教學問題：給學生建立起不同橋型結構電算分析的“模板”，有了“模板”學生往往是不懼怕的，建立起學生學習橋梁結構電算的信心，激起學生學習橋梁結構電算的興趣。

三、結論

通過課堂剖析和上機實習，讓學生由軟件使用者變成程序開發主動者，主動加入到程序開發中來；掌握橋梁結構專用軟件開發機理及程序編制方法。由被動學習轉化成主動學習，由抽象化的理論學習轉化成形象生動的實例化學習。讓學生了解橋梁結構電算的建模思路及關鍵構建的建模簡化方法；學生在實例化的教學過程中能夠將抽象的理論轉化成實例，給理論到實踐的轉變提供平臺。

作者簡介：羅玲（1977-），女，四川攀枝花人，博士。