鋼結構基本原理和材料力學原理教學的對比研究

摘要：

在鋼結構基本原理課程的教學和學習過程中，深奧的計算體系理論和復雜的計算公式，導致課程學習和掌握的難度較大。鋼結構基本原理的大部分理論體系和計算公式來源于材料力學，在鋼結構基本原理教學和學習過程中，運用材料力學的基本原理對學生進行引導和啟發，是提高鋼結構基本原理教學質量的一種途徑。

關鍵詞：鋼結構；材料力學；基本原理；課程教學

中圖分類號：TU391；G6420 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2014）05006303

鋼結構基本原理課程在本科土木工程專業學習過程中，是僅次于混凝土設計基本原理課程的核心課程[1]。在實際工程中，鋼結構應用的比重越來越高，特別是在高層、超高層建筑以及大跨空間結構建筑中[1]。所以，更好地組織鋼結構基本原理課程教學，有效地提高課程教學質量十分必要。通過多年的鋼結構教學經驗，鋼結構基本原理課程對學生來說，是一門難學的課程。原因在于，鋼結構基本構件，在學習和實際生活當中接觸很少，概念抽象，課程學習內容理論深度較大，涉及的計算公式繁多，公式表達式復雜等[2]。因此，學生在課程學習過程中，一開始就感到較大的壓力，增加了理解和掌握的難度。依據鋼結構基本原理課程內容組成的核心理論，有效開展教學研究活動，探討鋼結構基本原理課程教學方法，對提高課程教學質量很有必要。

一、主要教學內容

鋼結構基本原理課程教學主要內容有三個方面：鋼結構的連接，受彎構件，軸心受力構件和拉彎、壓彎構件。鋼結構的連接主要教學內容為焊縫連接計算和螺栓連接計算。該部分計算原理和計算公式相對簡單，在學習過程中理解和掌握都比較容易。受彎構件主要教學內容為鋼梁的強度計算和穩定驗算，教學難度主要反映在穩定驗算部分。軸心受力構件和拉彎、壓彎構件主要教學內容為軸心受壓鋼柱和偏心受壓鋼柱的強度計算和穩定驗算，教學和學習難度反映在偏心受壓鋼柱的結構計算方面。通過研究教學方法，針對課程教學內容中學習和理解難度較大的部分，提出符合課程教學實際情況，科學有效的教學方法是鋼結構基本原理課程教學面臨的實際問題[3]。

二、材料力學課程

本科土木工程專業基礎課程中，力學方面主要有三門課程：理論力學、材料力學、結構力學，通常叫做三大力學。理論力學課程的主要內容是力學分析方面最基本的分析方法和力學分析的基礎理論。結構力學課程的主要內容是：把建筑和構筑物的結構體系轉換成便于力學分析的結構體系計算簡圖，把作用在建筑物和構筑物上的荷載施加到計算簡圖上，利用專門的力學計算方法計算出外部荷載作用下的桿端內力（彎矩、剪力、軸力）。鋼結構基本原理課程中的力學分析計算是在結構體系連接部位或者結構桿件內力已經確定前提下的力學計算，所以，與理論力學和結構力學存在一些關聯，但沒有直接的關系。而材料力學課程的主要內容，正是把結構桿件材料假設成理想的材料，在截面幾何特征的基礎上，根據已提供的結構桿件內力進行桿件截面內部的力學分析，其中的計算原理和具體方法，是鋼結構基本原理力學分析計算的理論基礎。所以，材料力學課程和鋼結構基本原理課程是密切相關的兩門課程，我們要抓住這一密切的連貫性，開展分析研究，找到攻克鋼結構基本原理學習難點的途徑。

三、兩門課程連貫性研究

（一）學習難點

鋼結構基本原理課程教學過程中，學生理解和掌握的難點突出反映在鋼梁穩定驗算、軸心受壓鋼柱和偏心受壓鋼柱的強度計算和穩定這兩個參數構成，教學效果更好。

四、結語

（1）鋼結構基本原理課程是重要的專業課程，教學難度較大，教學方法上必須認真考慮理解能力較差的學生群體。

（2）鋼結構基本原理課程的理論體系與材料力學基本原理連貫性很強，在鋼結構基本原理教學中合理運用材料力學基本原理，得到了很好的教學效果。

（3）筆者列舉了鋼結構基本原理教學方面的兩個典型例子，這種教學方法不僅適用于這兩個教學內容，而且也適用于鋼結構基本原理其他教學內容，如格構式壓彎構件、吊車梁計算等。

（4）改進教學方法是永恒的主題[5]，在高等教育大發展的今天，教師應改變傳統的教學模式[6]，根據學生實際情況，努力探討適合于學生掌握和理解的新的教學方法。參考文獻：

[1]崔文一.鋼結構課程教學改進探討[J].課程教育研究，2012（28）：2-3.

[2]趙紅華，陳麗華.思維導圖在鋼結構教學過程中的應用[J].現代教育技術，2010，20（2）：74-76.

[3]張哲，張猛，李天.鋼結構教學改革創新嘗試[J].高等建筑教育，2010，19（5）：66-69.

[4]王曉菡.鋼結構課程的教學方法分析與探討[J].高等建筑教育，2009，18（3）：118-119.

[5]鄧夕勝，董事爾.鋼結構教學改革探討[J].高教論壇2008（5）：167-169.

[6]萬紅霞，王小平，李波，等.鋼結構教學改革的現狀與對策[J].理工高教研究，2006，25（5）：113-114.

Contrastive research on the teaching of basic principle of steel

structure with theory of material mechanics

CUI Wenyi

（Department of Civil Engineering， Institute of Technology， Yanbian University ， Yanji 133000， P. R. China）

Abstract：

In the process of teaching and learning of the basic principle of steel structure course， deep computing systems theory and complex formulas result in

much difficulty in learning and mastering the course. Most theories and formulas of the basic principle of steel structure are derived from mechanics of materials，

therefore， in the teaching and learning process of steel basic principles， the use of the basic principles of mechanics of materials to guide and inspire the students is a way to improve the quality of teaching the basic principles of steel.

Keywords： steel structure； mechanics of materials； basic principle； course teaching

（編輯 周 沫）

摘要：

在鋼結構基本原理課程的教學和學習過程中，深奧的計算體系理論和復雜的計算公式，導致課程學習和掌握的難度較大。鋼結構基本原理的大部分理論體系和計算公式來源于材料力學，在鋼結構基本原理教學和學習過程中，運用材料力學的基本原理對學生進行引導和啟發，是提高鋼結構基本原理教學質量的一種途徑。

關鍵詞：鋼結構；材料力學；基本原理；課程教學

中圖分類號：TU391；G6420 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2014）05006303

鋼結構基本原理課程在本科土木工程專業學習過程中，是僅次于混凝土設計基本原理課程的核心課程[1]。在實際工程中，鋼結構應用的比重越來越高，特別是在高層、超高層建筑以及大跨空間結構建筑中[1]。所以，更好地組織鋼結構基本原理課程教學，有效地提高課程教學質量十分必要。通過多年的鋼結構教學經驗，鋼結構基本原理課程對學生來說，是一門難學的課程。原因在于，鋼結構基本構件，在學習和實際生活當中接觸很少，概念抽象，課程學習內容理論深度較大，涉及的計算公式繁多，公式表達式復雜等[2]。因此，學生在課程學習過程中，一開始就感到較大的壓力，增加了理解和掌握的難度。依據鋼結構基本原理課程內容組成的核心理論，有效開展教學研究活動，探討鋼結構基本原理課程教學方法，對提高課程教學質量很有必要。

一、主要教學內容

鋼結構基本原理課程教學主要內容有三個方面：鋼結構的連接，受彎構件，軸心受力構件和拉彎、壓彎構件。鋼結構的連接主要教學內容為焊縫連接計算和螺栓連接計算。該部分計算原理和計算公式相對簡單，在學習過程中理解和掌握都比較容易。受彎構件主要教學內容為鋼梁的強度計算和穩定驗算，教學難度主要反映在穩定驗算部分。軸心受力構件和拉彎、壓彎構件主要教學內容為軸心受壓鋼柱和偏心受壓鋼柱的強度計算和穩定驗算，教學和學習難度反映在偏心受壓鋼柱的結構計算方面。通過研究教學方法，針對課程教學內容中學習和理解難度較大的部分，提出符合課程教學實際情況，科學有效的教學方法是鋼結構基本原理課程教學面臨的實際問題[3]。

二、材料力學課程

本科土木工程專業基礎課程中，力學方面主要有三門課程：理論力學、材料力學、結構力學，通常叫做三大力學。理論力學課程的主要內容是力學分析方面最基本的分析方法和力學分析的基礎理論。結構力學課程的主要內容是：把建筑和構筑物的結構體系轉換成便于力學分析的結構體系計算簡圖，把作用在建筑物和構筑物上的荷載施加到計算簡圖上，利用專門的力學計算方法計算出外部荷載作用下的桿端內力（彎矩、剪力、軸力）。鋼結構基本原理課程中的力學分析計算是在結構體系連接部位或者結構桿件內力已經確定前提下的力學計算，所以，與理論力學和結構力學存在一些關聯，但沒有直接的關系。而材料力學課程的主要內容，正是把結構桿件材料假設成理想的材料，在截面幾何特征的基礎上，根據已提供的結構桿件內力進行桿件截面內部的力學分析，其中的計算原理和具體方法，是鋼結構基本原理力學分析計算的理論基礎。所以，材料力學課程和鋼結構基本原理課程是密切相關的兩門課程，我們要抓住這一密切的連貫性，開展分析研究，找到攻克鋼結構基本原理學習難點的途徑。

三、兩門課程連貫性研究

（一）學習難點

鋼結構基本原理課程教學過程中，學生理解和掌握的難點突出反映在鋼梁穩定驗算、軸心受壓鋼柱和偏心受壓鋼柱的強度計算和穩定這兩個參數構成，教學效果更好。

四、結語

（1）鋼結構基本原理課程是重要的專業課程，教學難度較大，教學方法上必須認真考慮理解能力較差的學生群體。

（2）鋼結構基本原理課程的理論體系與材料力學基本原理連貫性很強，在鋼結構基本原理教學中合理運用材料力學基本原理，得到了很好的教學效果。

（3）筆者列舉了鋼結構基本原理教學方面的兩個典型例子，這種教學方法不僅適用于這兩個教學內容，而且也適用于鋼結構基本原理其他教學內容，如格構式壓彎構件、吊車梁計算等。

（4）改進教學方法是永恒的主題[5]，在高等教育大發展的今天，教師應改變傳統的教學模式[6]，根據學生實際情況，努力探討適合于學生掌握和理解的新的教學方法。參考文獻：

[1]崔文一.鋼結構課程教學改進探討[J].課程教育研究，2012（28）：2-3.

[2]趙紅華，陳麗華.思維導圖在鋼結構教學過程中的應用[J].現代教育技術，2010，20（2）：74-76.

[3]張哲，張猛，李天.鋼結構教學改革創新嘗試[J].高等建筑教育，2010，19（5）：66-69.

[4]王曉菡.鋼結構課程的教學方法分析與探討[J].高等建筑教育，2009，18（3）：118-119.

[5]鄧夕勝，董事爾.鋼結構教學改革探討[J].高教論壇2008（5）：167-169.

[6]萬紅霞，王小平，李波，等.鋼結構教學改革的現狀與對策[J].理工高教研究，2006，25（5）：113-114.

Contrastive research on the teaching of basic principle of steel

structure with theory of material mechanics

CUI Wenyi

（Department of Civil Engineering， Institute of Technology， Yanbian University ， Yanji 133000， P. R. China）

Abstract：

In the process of teaching and learning of the basic principle of steel structure course， deep computing systems theory and complex formulas result in

much difficulty in learning and mastering the course. Most theories and formulas of the basic principle of steel structure are derived from mechanics of materials，

therefore， in the teaching and learning process of steel basic principles， the use of the basic principles of mechanics of materials to guide and inspire the students is a way to improve the quality of teaching the basic principles of steel.

Keywords： steel structure； mechanics of materials； basic principle； course teaching

（編輯 周 沫）

摘要：

在鋼結構基本原理課程的教學和學習過程中，深奧的計算體系理論和復雜的計算公式，導致課程學習和掌握的難度較大。鋼結構基本原理的大部分理論體系和計算公式來源于材料力學，在鋼結構基本原理教學和學習過程中，運用材料力學的基本原理對學生進行引導和啟發，是提高鋼結構基本原理教學質量的一種途徑。

關鍵詞：鋼結構；材料力學；基本原理；課程教學

中圖分類號：TU391；G6420 文獻標志碼：A 文章編號：

10052909（2014）05006303

鋼結構基本原理課程在本科土木工程專業學習過程中，是僅次于混凝土設計基本原理課程的核心課程[1]。在實際工程中，鋼結構應用的比重越來越高，特別是在高層、超高層建筑以及大跨空間結構建筑中[1]。所以，更好地組織鋼結構基本原理課程教學，有效地提高課程教學質量十分必要。通過多年的鋼結構教學經驗，鋼結構基本原理課程對學生來說，是一門難學的課程。原因在于，鋼結構基本構件，在學習和實際生活當中接觸很少，概念抽象，課程學習內容理論深度較大，涉及的計算公式繁多，公式表達式復雜等[2]。因此，學生在課程學習過程中，一開始就感到較大的壓力，增加了理解和掌握的難度。依據鋼結構基本原理課程內容組成的核心理論，有效開展教學研究活動，探討鋼結構基本原理課程教學方法，對提高課程教學質量很有必要。

一、主要教學內容

鋼結構基本原理課程教學主要內容有三個方面：鋼結構的連接，受彎構件，軸心受力構件和拉彎、壓彎構件。鋼結構的連接主要教學內容為焊縫連接計算和螺栓連接計算。該部分計算原理和計算公式相對簡單，在學習過程中理解和掌握都比較容易。受彎構件主要教學內容為鋼梁的強度計算和穩定驗算，教學難度主要反映在穩定驗算部分。軸心受力構件和拉彎、壓彎構件主要教學內容為軸心受壓鋼柱和偏心受壓鋼柱的強度計算和穩定驗算，教學和學習難度反映在偏心受壓鋼柱的結構計算方面。通過研究教學方法，針對課程教學內容中學習和理解難度較大的部分，提出符合課程教學實際情況，科學有效的教學方法是鋼結構基本原理課程教學面臨的實際問題[3]。

二、材料力學課程

本科土木工程專業基礎課程中，力學方面主要有三門課程：理論力學、材料力學、結構力學，通常叫做三大力學。理論力學課程的主要內容是力學分析方面最基本的分析方法和力學分析的基礎理論。結構力學課程的主要內容是：把建筑和構筑物的結構體系轉換成便于力學分析的結構體系計算簡圖，把作用在建筑物和構筑物上的荷載施加到計算簡圖上，利用專門的力學計算方法計算出外部荷載作用下的桿端內力（彎矩、剪力、軸力）。鋼結構基本原理課程中的力學分析計算是在結構體系連接部位或者結構桿件內力已經確定前提下的力學計算，所以，與理論力學和結構力學存在一些關聯，但沒有直接的關系。而材料力學課程的主要內容，正是把結構桿件材料假設成理想的材料，在截面幾何特征的基礎上，根據已提供的結構桿件內力進行桿件截面內部的力學分析，其中的計算原理和具體方法，是鋼結構基本原理力學分析計算的理論基礎。所以，材料力學課程和鋼結構基本原理課程是密切相關的兩門課程，我們要抓住這一密切的連貫性，開展分析研究，找到攻克鋼結構基本原理學習難點的途徑。

三、兩門課程連貫性研究

（一）學習難點

鋼結構基本原理課程教學過程中，學生理解和掌握的難點突出反映在鋼梁穩定驗算、軸心受壓鋼柱和偏心受壓鋼柱的強度計算和穩定這兩個參數構成，教學效果更好。

四、結語

（1）鋼結構基本原理課程是重要的專業課程，教學難度較大，教學方法上必須認真考慮理解能力較差的學生群體。

（2）鋼結構基本原理課程的理論體系與材料力學基本原理連貫性很強，在鋼結構基本原理教學中合理運用材料力學基本原理，得到了很好的教學效果。

（3）筆者列舉了鋼結構基本原理教學方面的兩個典型例子，這種教學方法不僅適用于這兩個教學內容，而且也適用于鋼結構基本原理其他教學內容，如格構式壓彎構件、吊車梁計算等。

（4）改進教學方法是永恒的主題[5]，在高等教育大發展的今天，教師應改變傳統的教學模式[6]，根據學生實際情況，努力探討適合于學生掌握和理解的新的教學方法。參考文獻：

[1]崔文一.鋼結構課程教學改進探討[J].課程教育研究，2012（28）：2-3.

[2]趙紅華，陳麗華.思維導圖在鋼結構教學過程中的應用[J].現代教育技術，2010，20（2）：74-76.

[3]張哲，張猛，李天.鋼結構教學改革創新嘗試[J].高等建筑教育，2010，19（5）：66-69.

[4]王曉菡.鋼結構課程的教學方法分析與探討[J].高等建筑教育，2009，18（3）：118-119.

[5]鄧夕勝，董事爾.鋼結構教學改革探討[J].高教論壇2008（5）：167-169.

[6]萬紅霞，王小平，李波，等.鋼結構教學改革的現狀與對策[J].理工高教研究，2006，25（5）：113-114.

Contrastive research on the teaching of basic principle of steel

structure with theory of material mechanics

CUI Wenyi

（Department of Civil Engineering， Institute of Technology， Yanbian University ， Yanji 133000， P. R. China）

Abstract：

In the process of teaching and learning of the basic principle of steel structure course， deep computing systems theory and complex formulas result in

much difficulty in learning and mastering the course. Most theories and formulas of the basic principle of steel structure are derived from mechanics of materials，

therefore， in the teaching and learning process of steel basic principles， the use of the basic principles of mechanics of materials to guide and inspire the students is a way to improve the quality of teaching the basic principles of steel.

Keywords： steel structure； mechanics of materials； basic principle； course teaching

（編輯 周 沫）