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結構力學論文:談《結構力學》多媒體網絡課程建設的實踐
論文關鍵詞：《結構力學》 網絡課件 實用性
論文摘要：隨著計算機和網絡技術的發展．利用多媒體網絡課件進行教學是一神很好的教學手段。作者結合自制多媒體網絡教學課件的經歷，從幾方面探討了課件制作與實際教學相結合的問題，以保障多媒體網絡課件的實用性。
《結構力學》因概念多、理論性強，公式推導、計算過程繁瑣枯燥而使學生學習乏味，甚至令不少學生感到學習困難。而且現在理論教學時敬都有不同程度壓縮：如何在縮減了的課堂教學時間內既要完成規定的教學內容，又要向學生傳授更多更新的知識和信息，以提高教學質量和效率以及如何打破傳統的以教科書和參考書為知識的來源，學生機被而被動的接受糶板的教學模式是教育工作者所要考慮的問題。
采用如多媒體教學、網絡教學等現代化教學手段可以在保留傳統教學優勢的基礎上很好地解決上述問題。但是，傳統的多媒體教學課件大都是單一的PPTi糶程內容的演示，并沒有將澡程體系完整地呈現在學生面前。本人結合幾年的教學實踐，自制多媒體網絡課件。將多媒體和網絡相結合，使學生很好地了解 <結掏力學)的課程體系，大大提高了學生的學習興趣以及多媒體課件教學的實用性。
1 多媒體網絡課程建設的框架
1.1 網頁制作軟件的選擇
制作多媒體羽絡深件．網頁制怍軟件的選擇比較重要．考慮所用軟件要支持多種格式，還要支持視頻 ，還要考慮其連接速度等，最終選擇Frontpage是出于制作的這個課件基本基于煮孥態，易于操作。
1.2 網絡課程 內容設置
在《結構力學》網絡漯件的主頁設置導航欄，其主要內容包括：主講人介紹，課程簡介，教學大綱 。結構力學教案，結構力學講義．網絡課件，PPr講稿，綜合習題集，歷年試卷。模擬試卷，下載專區．疑難解答和動畫庫等。導航欄主要采用frontpage導航功能確定各信息的層次結構和瀏覽順序，通過超鏈接的方式確定信息問的交叉跳轉關系。在整個課件的制作中筆者側重了網絡課件，綜合習題集和疑難解答，下面就這幾方面的內容作以介紹：
(1)網絡課件：在這個欄 目中按照書中的章、節次序編排。開始顯示教科書中的總的章節標題，單擊章標題后在頁面的左側顯示本章的節的標題．右側顯示內容。整個目錄還可以擴展，在節的標題下面引入第三層每節的主要內容．樹型導航部分的每個標蹶單擊后右側直接顯示此標題下的內容。內容學習完后可以回到主頁，有利于學生重新選擇學習其他內容。
此網絡課件包括了書中的全部內容大量圖片，因此學生可以脫離書本學習。本網絡課件在編排全部內容的同時還穿插了許多幅動畫。如在及時章平面體系的幾何構造分折一章中，同學們對剛片的自由度的確定存在一定難度．本課件就安插了多幅動畫，演示點的自由度、 一剛片、兩剛片及多剛片的自由度確定．還演示了約束的作用及可變體系和不變體系，生動地展示了結構力學中難以理解的概念。既調動了學生的積極性．又提高了學生的學習興趣。此外在影響線一章中． 學生反映影響線的概念以及機動發作影響線結構位移是如何變化的很難理解，在本課件中用flash自制了多幅動畫。分解演示了影響線的形成和繪制。在教學過程中取得的良好效果。
本網絡課件中還特別重視典型例題的選取。除了課本中的例題外，還精心選取了其他參考書中的典型例題，從多個角度詮釋了—個概念或是一種解題的方浹．或是朋一種方法解決多種不同類型的習題，并著重強調 解題步驟。使學生在學習過程中能舉一反三或是一題多解．鍛煉了學生的思考能力，在每章的內容后面還附有關于本章內容的一些新知識的探討和一些小論文的思考，增加了學生的學習興趣，同時為感興趣的同學在這方面的研究提供了信息。
(2)綜合習題集：針對 (結構力學 》的理論和概念的應用，本都分主要是 《結構力學 》學習后的練習部分，包括了以往 《結構力學》考試的重點和難點，本課件除了借鑒了以往網絡課件中的習題模式外，又按照教學過程的要求編排了與課本相對應的每章的練習題，主要分三大類：判斷題、選擇題和汁算題。判斷題和選擇題主要考查學生對概念和理論知識的掌握程度，計算題主要考察學生動手解題能力即對知識的運用的把握。每章練習題都附有簡單答案以備學生檢查做對與否。在課程的中期及期末備有綜合檢查試卷四套．總體考察學生在此期間的學習情況。這洋由每章的練習到的綜合練習形成較完整的練習考察體系，督促學生能理解消化所學知識。
(3)疑難解答：本網絡課件的疑難解答主要采用留言板的形式．學生在學習過程中如有什么疑問都可以注冊登陸后在留言板上留下所避問題，任課教師會及時的回答．如有特殊情況任課教師未能及時查看留言板．學生還可以把此問題直接發送到任課教師的信箱。多種途徑解決學生的疑難問題，有利于學生更好的掌握結構力學知識。
此外，本網絡課件還設有下載專區．主要是讓學生能把有利于學習的資源下載下來備用。本專區包括軟件下載和文件下載。軟件下載主要是結構力學求解器的應用軟件，使學生能夠利用計算軟件計算一些習題和利用軟件繪制結構力學的內力圖。文件下載主要包括本課程的大綱、教案和講義及一些習題和模擬試卷的下載等．這些都為學生全方面地了解和掌握 <結掏力學)提供了資源。下載專區中還包括一些動畫的下載，本網絡課件將所有的動畫都收藏在動畫庫中，有利于資源的集中應用和管理。
2 結柬語
本網絡課件內容雖已基本包括 <結構力學》的基本體系，但還是存在一些不足．例如應該加入一些視頻，能夠講解結構力學中較難理解的部分內容．使學習者更能理解所學內容；還可以加入一些結構力學中的前沿知識和研究成果，并且做到及時更新，使學生能夠觸及到科技領域的前沿知識。開閌視野．提高學習興趣．更好地理解 《結構力學》的概念和方法．使學習者體驗到網絡課程學習的優點。
總之，隨著校園網的完善和普及，利用網絡技術進行教學是一種新的嘗試，其教學過程不同于以往的傳統教學過程。在網絡教學中更能突出學生的主體地位，把以往的藩輸式教學逐步地轉變為主動汲取知識的主動學習的模式。網絡課件為學生提供了一整套系統的、條理強的知識結構．使學生達到良好的學習效果。
結構力學論文:土木工程專業結構力學課程實驗教學實踐探討
摘要：結構力學課程是土木工程專業的主要專業基礎課。由于結構力學實驗介于材料力學和專業結構實驗之間，所以長期以來不的定位導致多數學校的結構力學課程教學忽視實驗課。文章結合結構力學課程實驗教學平臺的建設實踐，探討了結構力學實驗在課程教學中的重要作用。
關鍵詞：土木工程專業；結構力學；實驗教學；教學改革
結構力學課程是土木工程專業力學系列課程中一門非常重要的專業基礎課，該課程的教學質量對于實現土木工程專業的“寬口徑”，以及培養能力強、素質高的土木工程師人才起著舉足輕重的作用。當前，土木工程領域計算機技術的廣泛應用拓寬了結構力學的應用領域，同時也對結構力學課程的教學提出了新的、更高的要求。從課程設置來看，并不能因為計算機技術的應用而降低基礎力學概念教學所占的比重。從國內外工科專業力學類課程的設置情況來看[1]，國內土木工程專業力學類課程學分的比例基本上小于10%，而國外均大于10%，并且目前國際上比較注重學生對“基礎知識”的掌握，因此，力學類課程全部為必修課。
從現代科學研究的角度看，應用型基礎力學課程應包括理論教學和實驗教學兩方面，結構力學課程也應如此。但在長期的教學實踐中，由于結構力學實驗介于材料力學和專業結構實驗之間，這一不確定的定位導致其實驗教學部分往往被忽視，而僅專注于課堂理論教學。正是這種忽視，造成了土木工程專業的學生很難從對單根構件受力概念的形象理解，過渡到對整個平面結構直至空間結構受力概念的形象理解，對其后續結構課程的學習及工作實踐，乃至進一步的深造產生很大的負面影響。
一、 土木工程專業開設結構力學課程實驗的必要性
力學概念是從實踐中來的，本科階段學習的應用力學更是如此。作為一名長期主講結構力學課程的教師，筆者能夠深切地體會到結構力學課程實驗在幫助學生理解概念方面的重要意義和作用。以幾何組成分析為例，在學習這部分內容時雖然課堂上已經清楚講解了二元體的概念，但有一部分學生在遇到具體問題時還是不清楚。如圖1a）所示，這些學生會將3-5-6當作二元體來對待。究其原因，是沒有把“鏈桿的約束”這個概念搞清楚，如圖1b）所示，他們在作幾何組成分析時把2-4-6和3-5-6作為剛片，而將1-2和1-3作為鏈桿。又如圖2所示，三個剛片間以三對平行等長鏈桿連接而成為幾何常變體系的情況，很多學生對此根本沒有一點感性認識。諸如此類的問題，還出現在對“定向支座可以約束哪些方向的位移、約束反力如何”等等概念的理解上，這都是由于沒有提供實驗條件讓學生親自動手去“試一試”造成的。在建筑力學的課堂教學中，教師利用自己動手制作的一部分桿件以及連接件，結合課程內容當場做演示實驗，或者讓部分學生自己來做實驗。從課程測試的結果可以看出，學生在這部分內容的出錯率有做實驗的與未做實驗的相比有大幅下降，這充分說明了“動手”的重要性。類似的情況還出現在諸如彎矩圖需畫在受拉一側、剛結點處的彎矩平衡、互等定理、影響線、穩定、動力特性分析等，因此，需要通過實驗幫助學生形象而深入理解該課程概念部分的知識。
土木工程專業所涉及的主要是房屋建筑、橋梁、隧道等結構體系。在理論講授及實驗中如能緊密結合專業特色，對學生學習專業課知識與增加學習興趣都將起到事半功倍的效果。比如鋼筋混凝土結構設計中“強柱弱梁”的概念，柱端先破壞時會形成幾何可變體系，而梁先破壞則還是幾何不變體系。這個概念一般在鋼筋混凝土專業課中講解，但如果在幾何組成分析部分將其列入實驗課內容，則會加強學生對專業知識的形象理解。類似的例子還有：單層廠房中的縱、橫向支撐體系，頂點位移法計算房屋自振頻率，結構抗震中的“鞭端效應”等等。但是在實驗設計方面，由于學生此時還沒有學習專業課程，所以結構力學實驗和之后的專業課實驗必須有所區別，不應設置過高的難度，否則將適得其反。
結構
力學研究的對象是結構體系的受力性能，而結構體系的布置是非常靈活的，所以結構力學實驗還應該與材料力學實驗有所區別。在實驗中應以提高學生的動手能力、設計能力為目標，可以自行設計構件、連接支座裝置及結構體系。以結構體系為例，不一定要限定為平面桿件體系，而可以結合高層建筑、空間結構（如網架、網殼、索結構、開合結構、折疊結構等）等，通過教師的適當啟發，充分發揮學生的自主創新的能力。除完成基本實驗外，結構力學實驗課程應結合學科競賽，為學生創造實驗條件。
二、 土木工程專業結構力學課程實驗教學實踐
2010年，筆者所在的揚州大學對土木工程專業進行了課程實驗的教學改革，建立了土木工程專業本科系列開放性實驗教學平臺，將材料力學、結構力學、土木工程材料、土力學、混凝土基本理論等課程的實驗整合為土木工程專業基礎實驗課程，共1.5個學分，48學時（實驗時數為學時數乘以2），分三個學期完成，并統一編寫了相應的課程教學大綱。實驗課程分為基本型、提高型及創新型三個層次，其中基本型實驗要求學生在一個設計完整的實驗框架下重新驗證結果，讓學生通過實驗來驗證所學相關理論推導結論的正確性，從而加深對知識的理解，培養學生的推理能力、分析能力，訓練其實驗技能；提高型實驗內容涉及該課程的綜合知識或與該課程相關的知識，對學生的實驗技能進行綜合訓練，培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力、數據處理以及查閱資料的能力，要求學生綜合運用兩種以上的基本實驗方法完成同一個實驗，培養學生運用不同的思維方式和不同的實驗原理綜合分析問題、解決問題的能力，掌握不同的實驗方法和實驗技能；創新型實驗要求學生根據給定的實驗目的要求和實驗條件，自己設計實驗方案，選擇實驗器材，制定操作程序，學生必須運用自己掌握的知識進行問題分析和探討，著重培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力以及組織管理能力。 實驗平臺中的結構力學實驗為新增設的模塊，按照實驗平臺建設要求并參考相關文獻[2-4]將幾何組成實驗、桁架及剛架靜內力測定實驗作為基本型實驗（實驗時數5，必選），將剛架穩定實驗、靜撓度測量實驗、影響線繪制實驗、結構優化實驗、自振頻率測定實驗作為提高型實驗（實驗時數2，5選1），將自行加載的模型實驗及其他實驗作為創新型實驗（實驗時數2，結合結構模型創新大賽，如獲獎還可取得相應的創新學分）。實驗課程各模塊按五級記分，其中平時成績（包括實驗理論及預習情況）占50%，實驗操作及實驗報告占50%，課程總成績以學期為單位按各模塊所得成績的平均值計分。
根據實驗平臺建設要求，揚州大學與南京航空航天大學合作研制了nhlx-gⅱ型剛架多功能實驗裝置，如圖3所示。該裝置由支撐剛架、定位板、支座、加載系統、加載桿等組成，可根據需要很方便地將支座更換為固定支座、鉸支座及定向支座等，可自由設置加載點位置，不僅可以完成剛架靜內力測定實驗，還可完成撓曲線測定、影響線繪制等實驗。在實驗中由學生自己粘貼應變片以及完成接線，以提高學生的實驗技能。在自主編寫的實驗報告中，除要求分析產生誤差的原因，還要求學生將實驗結果與結構力學求解器的求解結果進行對比分析，培養其科研思維能力，如：“計算中是否考慮剪切變形及軸向變形有什么影響？”、“考慮支座的實際尺寸時計算簡圖中計算長度的取值對結果有什么影響？應如何取值？”、“計算中是否考慮支座的實際彈性剛度對結果有什么影響？”等等。對這些問題的分析解答都是課堂理論教學所無法完成的。
圖3nhlx-gⅱ型剛架實驗裝置
在創新型實驗部分，學校將結構力學實驗與結構創新競賽（包括校內和校外競賽活動）相結合，引導學生進行自主學習，如三維空間體系的幾何組成分析及內力計算、簡單有限元軟件的應用（如sap2000）等等。圖4所示為學校舉辦結構模型制作及加載試驗比賽的場景，其中左圖為靜力加載，右圖為單向振動臺試驗。對于這些實驗，學生們參與的熱情非常高，達到了在趣味中感受結構力學的魅力，在趣味中提升對結構整體受力的感性認識的教學目的。
圖4結構模型制作加載試驗比賽
揚州大學自2010年課程實驗改革以來，結構力學實驗模塊的教學已在兩屆學生中得以實施。在課堂理論教學中可以明顯感到學生對結構力學學習興趣的增強，如課堂注意力較集中、課間課后提問較活躍等等。此
外，與實驗改革實施以前的兩屆學生（以每屆兩個教學班為單位）相比，幾何組成部分的卷面平均出錯率從19.3%下降為5.6%，做剛架彎矩圖時結點平衡概念的出錯率也大為降低，這從一個側面反映了結構力學課程實驗的教學成果。此外，學生還在各類結構創新大賽中屢獲佳績；以“減小支座彎矩”為概念的“抗震樓梯”設計還申報了國家專利，初步展現了創新型結構力學實驗教學的成果。
三、 結語
學校土木工程專業本科系列實驗教學平臺的專項建設，推動了結構力學實驗課程教學質量的提升。結構力學課程實驗的教學實踐成果主要體現在以下幾方面。
（1）實驗教學打破了結構力學課程課堂理論教學一統天下的局面，讓學生能真正參與課程教學互動，幫助學生學會獨立思考，并能靈活應用所學知識，與課堂理論教學形成良性互動。
（2）改革前后學生成績的對比，客觀上顯示了基礎型和提高型實驗在促進學生對課程基本概念的形象理解、基本技能和動手能力的提升方面的重要作用。
（3）創新型實驗的設置，激發了學生的創造性和自主學習的能力，增強了學生對專業的感性認識和學習興趣，取得了較好的實踐成果。
結構力學論文:“地層結構力學”的提出和基本理論框架
“地層結構力學”的提出和基本理論框架
1“地層結構力學”的提出
作者長期從事工程地質與巖土力學的實踐和研究工作。前不久,作者提出了“巖土工程地層結構效應”的概念和“工程地層學”新學科[1～3]。“地層結構”是指三維空間中各地層的疊置或排列組合關系,其中地層的產狀有水平的、傾斜的和褶曲形的,且將各類弱面(帶),如斷層破碎帶、結構面等也看成是特殊的地層。“巖土工程地層結構效應”是指地層結構的不同或變化對各類巖土工程的受力、變形和穩定性、經濟性有重要影響,同一工程可選在不同的地層結構中,也可對選中的地層結構進行人為的改造(如加筋、注漿等),使之更適合或更有利于該工程。“工程地層學”就是利用地質學中地層學的理論和知識為各類巖土工程服務的學科,它是地質學、力學、工程學相結合的產物。
在上述的基礎上,最近作者經過研究認為,有必要建立“地層結構力學”這一新的邊緣學科。“地層結構力學”就是研究與工程活動相關的某個或某些地層結構的結構力學特征、變形性狀,地層結構與工程結構的協同工作,地層結構的改變對工程結構受力、變形和穩定性的影響,及基于力學機制的地層結構優化,從而為工程服務的學科。
基于以下幾點有必要建立“地層結構力學”新學科:(1)地球的表層為地殼,地殼主要由各種產狀的地層組成。人類的所有工程活動都是在地層中或地層上進行的。同一工程選擇不同的地層結構,或對地層結構進行不同的人工改造,都將對該工程的受力、變形、穩定性和經濟效益造成重大影響。作者經研究發現,為了更好地研究“巖土工程地層結構效應理論體系”和“工程地層學”,很有必要建立“地層結構力學”新學科。(2)工程活動中,為了充分利用地層的自穩能力,需要將地層也看成一種特殊的“工程材料”。這時,為了以盡可能少的工程代價(如噴錨、網狀柔性支護等)達到工程目的,需要了解地層這種特殊的工程材料的地層結構力學特征。(3)人類制造的工程結構物往往處于地層結構中或地層結構之上,為了更好地研究工程結構與巖土體的共同作用或相互作用,需要地層結構力學的知識。
其實,目前在與“地層結構力學”的相關方面已開展了一些研究,這些研究為“地層結構力學”的研究提供了前提和基礎。這些研究主要有:(1)將地層(含土層)看成梁或板。(2)關鍵層理論。(3)優勢層理論。(4)地層結構效應、工程地層學。(5)硬殼層、雙層地基、三層地基。(6)煤礦地層力學。
2“地層結構力學”的研究對象和研究內容
“地層結構力學”的研究對象就是所有在地層之上或之中的工程,具體來說就是建筑工程、道路工程、海岸工程、海洋工程、邊坡工程、其他工程中的地層結構力學問題。
“地層結構力學”的研究內容主要有:(1)地層及地層層序成因、演化研究。(2)地層結構特征研究。(3)三維地層信息系統及三維地層可視化研究。(4)地層結構所在的地層構造應力場及構造體系研究。(5)地層結構本身的變形和力學機制研究。(6)地層結構力學與工程結構力學的關系,及地層結構與工程結構的協同工作問題研究。(7)地層結構的人工改造(含優化)及其對地層結構力學特征和工程結構的影響研究。
3 “地層結構力學”的特點
(1)“地層結構力學”是地質學與力學相結合的產物。
“地層結構力學”是地質學特別是其中的地層學和結構力學相結合的產物。“地層結構力學”首先要用地層學的知識研究工程場地中地層及地層結構的成因、演化,然后用結構力學的知識研究地層結構在工程荷載作用下的變形、力學特征和穩定性。
(2)“地層結構力學”的兩個層次。
①從“變形”到“力”:所有工程場地所在的地層和地層結構都處在一定的地質構造單元中,地層和地層結構中都保留有長期地質構造運動中留下來的構造形跡。所以,“地層結構力學”首先要從地層和地層結構中論文聯盟留存的構造變形反推地層和地層結構所遭受的各期古構造應力場(包含重力)。這是及時層次。
②從“力”到“變形”:工程場地所處的地層和地層結構除收到古構造應力場的作用外,還受到了工程荷載的作用。所以,“地層結構力學”的第二層次就是要研究地層結構在構造應力(包含重力)和工程荷載的作用下地層結構和工程結構的變形。
(3)“地層結構力學”的理論基礎。
“地層結構力學”的理論基礎有地層學、結構力學、構造地質學、地質力學、巖體結構力學、土體力學、巖體工程地質力學、巖體結構控制論、關鍵層理論、優勢層理論等。轉貼于論文聯盟 //
結構力學論文:淺析結構力學課程多媒體教學研究
論文關鍵詞:結構力學，教學手段，多媒體教學，傳統教學
論文摘要:列舉了結構力學多媒體教學實踐中存在的普遍問題，分析了部分教師或學生排斤結構力學多媒體授課的原因，并提出了課件制作及演示的改善策略，從而提高教師的授課質量，鞏固教學效果。
結構力學作為土木工程專業重要的基礎課程，其涉及基本內容與增選、專題內容，包括靜定結構分析、超靜定結構分析、矩陣位移法、動力計算、能量原理、穩定計算及極限荷載等內容。該課程既需要學生具有良好的數學、力學基礎，又需要學生靈活運用理論知識，加強與工程實際的聯系。
隨著信息技術的普及應用，多媒體作為一種教學手段在課程教學中發揮著越來越重要的作用。多媒體課件是指利用計算機，綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息，把多媒體的各個要素按教學要求通過集成工具軟件進行合成，是針對具體學科的學習內容而開發設計的教學軟件。
采用多媒體手段進行結構力學教學，能夠緩解目前學時緊張的狀況，在調動學生學習積極性、激發學生興趣方面也有較大的優勢。
1、結構力學教學現狀
學生基礎知識的差異，相對偏少的學時，抽象、枯燥的理論講述，大量習題的講解，理論向實踐的引申，與基礎課程及專業課程的過渡等方面，都表明結構力學是一門既不好教又不好學的課程。教師豐富的教學經驗、合理的進度安排、學生的積極參與及認真學習的態度是保障課堂教學質量的關鍵因素。
按照教育部力學教學指導委員會非力學類專業力學基礎課程教學指導分委員會制定的《結構力學課程教學基本要求》，普通本科院校結構力學基礎部分的課內學時在60～80之間，較1998年之前的要求學時壓縮了近1 /3。在學時減少的情況下，若仍采用黑板加粉筆的課堂教學手段，則無法完成規定的課程內容。目前，結構力學教學多采用多媒體或多媒體與傳統教學手段相結合的方式。
結構力學的課程特點決定了學生必須經過大量習題的演練，才能較好地掌握。從學生普遍反應來看，多媒體似乎不適用于力學例題及習題的講解。傳統教學的優勢在習題講解方面突顯出來，學生能夠隨著教師的講解思路進行深層次的思考。相比多媒體而言，傳統教學手段似乎更能激發學生的思考樂趣，教師與學生的思路在黑板加粉筆的模式下更容易融合到一起。
結構力學討論的多是簡化、抽象的力學模型，學生看不見摸不著，往往無法聯想，與工程實踐較難結合。教學中，存在著從具體到抽象，從實例到模型的講授，多媒體在該方面有明顯的優勢。
2、多媒體教學實踐
多媒體教學手段相比傳統的課堂教學，其科學性、先進性、優越性及實用性是不言而喻的，并且易于復制、移植及推廣應用，能普遍提高教師的授課質量，鞏固教學效果。
實際教學環節中，不是所有的教師都適合采用多媒體授課，也不是所有的學生都能接受這種教學方式。通過分析，發現有如下因素限制了多媒體的應用:
1)部分教師直接采用教材附帶或網絡下載課件，不加任何修改即進行課程教學。課件的可復制性與可移植性，導致相當一部分教師無視課件制作者的授課思路、進度安排甚至課件內容與自己的實際情況是否一致，就原封不動地照抄照搬、照本宣科。
2)對于不能熟練駕馭課程教學的新教師或不熟悉多媒體課件的教師而言，課堂節奏不能自如控制，會導致教師被多媒體演示進度牽著鼻子走的情況出現。學生對此的反映就是授課重點不突出、語調過于單一、講解速度偏快、沒有充足的時間做記錄等不利于掌握學習內容的問題。
3)目前常見的課件內容多數都是教材內容的簡單復制，在演示上缺乏變化，抓不住學生學習的興趣點。習題講解更是如此，解答與題目同時顯示，體現不出求解的漸進性。對于學生而言，解題思路不明晰，步驟不易掌握。
上述在多媒體教學實踐中出現的普遍問題，導致了部分教師或學生排斥結構力學的多媒體授課。實際上，即便采用黑板加粉筆的課堂教學手段，也有相當一部分教師無法較好的完成授課任務。這種情況的出現，一方面取決于教師的責任心是否強，另一方面取決于教學手段的應用是否合理。
只有不會教的老師，沒有用不好的教學手段。在教學實踐中，合理采用多媒體能取得較好的教學效果，以下是針對上述問題提出的課件制作及演示改善策略:
1)文本內容是課程內容的濃縮與精煉，演示時盡量不出現大段與教材內容一致的文字。對于應當突出的重點內容，應根據使用習慣或偏好設置文本框的填充顏色。
2)精心進行結構圖示的繪制，盡量采用同一樣式、粗細的線條，對于需要重點突出的部分可采用不同顏色予以繪制。
3)利用好現有的工具軟件進行動畫制作。動畫并不局限于圖形或工程對象的動態顯示，對于文本同樣適用。文本采用動態演示，可以提高學生學習的興趣，使其有持續的關注點;能夠避免學生在瀏覽完靜態的全幅演示后，感覺教師之后的講解枯燥無味而不注意聽講。在掌握課堂節奏駕馭技巧的前提下，采用動態演示的例題及習題講解方式，無疑可以取代傳統教學模式。
當然，對于動畫演示操作不熟練或者對于課程內容不熟練的教師而言，采用這種方式有一定的難度。適度的以及與課程內容緊密相關的動畫演示，對于提高教學效果有非常重要的作用。但是，與課程內容無關的動畫演示，只能轉移學生的注意力，有害無益。
4)注意加強與工程實踐的結合。a.利用實物圖片加強簡化模型與工程實例的對比分析效果;b.做好基本理論、基本原理的應用范圍講授，真正將理論與實踐結合起來。
5)對于沒時間制作課件或缺乏經驗的教師，一定不能不加改變現有的課件，就直接進行課程教學。對課件的修改，實際上是根據學生的實際情況進行二次加工的過程，也是本人授課思路的一次整理與固化。
6)教學實踐中，教師要注意與學生的溝通，交互是促進兩者在具體教學目標指導下進行雙向交流的工具。教師應根據學生的接受程度，及時調整教學進度，并根據學生的反饋及時更新課程教學模塊。
3、結語
只有在遵照一般教學規律的前提下，將多媒體融人到教學環節中，才能取得良好的教學效果。多媒體的優勢在于復雜圖形的繪制，能夠節省大量黑板繪圖的時間;而傳統教學的優勢在于講解的循序漸進，學生能夠隨著教師的講解步驟進行深層次的思考。制作的結構力學課件，也能在一定程度上彌補多媒體演示與課堂教學方面的不足。
結構力學論文:共性與個性原理在結構力學課程教學中的應用
摘要：共性與個性原理是馬克思主義哲學的一條基本原理。文章將這一原理引入結構力學課程教學中，從幾何組成分析、靜定結構內力分析以及圖乘法三個方面，介紹共性與個性原理在結構力學課程教學中的具體應用。
關鍵詞：哲學；共性與個性；結構力學；教學研究
共性與個性相互關系原理是馬克思哲學中的一條基本原理[1]。共性是指同類事物共同具有的狀態、屬性和變化發展的規律；個性是指同類事物中各個事物在狀態、屬性和變化發展規律方面的不同特點。共性決定事物的基本性質，個性揭示事物之間的差異性，共性存在于個性之中并通過個性表現出來。共性與個性原理是分析和解決矛盾問題的根本原理。只有掌握共性與個性的原理，才能依據矛盾普遍性的原理對具體矛盾進行具體分析，并正確認識矛盾和解決矛盾。
矛盾的共性和個性相統一的關系，既是客觀事物固有的辯證法，也是科學的認識方法。哲學與科學的相互關系，可以說是社會意識范圍內的共性和個性的關系。哲學的本質在于力圖揭示自然、人類社會和思維的普遍規律或者說共性；而科學的本質在于力圖揭示自然、人類社會和思維某一具體領域的特殊規律或者說個性。共性寓于個性，個性蘊含共性，哲學與科學之間形成了本質上的內在聯系及密切的互動關系。哲學對結構力學課程教學的指導作用就是共性與個性關系原理的運用。
結構力學課程是一門充滿辯證唯物主義思想的課程。例如，建于清乾隆年間（1736一1795）的頤和園十七孔橋，為園內較大的石橋，它經歷了多年風風雨雨的考驗，但其幾何不變性仍然未受影響。因為通過零載法的分析，發現當孔數為奇數孔時，體系為幾何不變體系；當孔數為偶數孔時，體系為瞬變體系[2]。可見，設計為奇數孔滿足了幾何穩定性的要求，從幾何組成分析的角度來看是穩定的結構。根據共性與個性的原理，上述零載法分析的結論體現了共性，而十七孔則體現了個性，它是由橋梁的跨徑以及泄洪要求決定的，從這個意義上講，多孔拱式體系橋梁結構的建造應用了哲學中的共性與個性原理。本文通過幾個具體的示例，介紹共性與個性原理在結構力學教學中的應用，以期培養學生從哲學角度來理解和思考問題。
一、幾何組成分析的規律
幾何組成分析對于結構力學初學者而言，是非常重要的。通過幾何組成分析可以判斷該體系是幾何不變體系還是幾何可變體系，幾何可變體系不能作為結構，而幾何不變體系則可作為結構。此外，通過幾何組成分析，還可以判定結構為靜定結構還是超靜定結構，從而選擇相應的計算方法。幾何組成分析中首要的問題是計算體系的計算自由度（w），一般教材[3]會給出兩個公式：
對于一般桿件體系
w=3m-（2h+r）①
式中：m為剛片的數目，統計時不含基礎；h為單鉸的數目；r為支座鏈桿的數目。
對于鉸接鏈桿體系
w=2j-（b+r）②
式中：j為結點的數目；b為桿件的數目；r為支座鏈桿的數目。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
周海龍，等共性與個性原理在結構力學課程教學中的應用
對于體系中存在組合結點的情況，教材中未給出相應w的計算公式，很多學生在計算此類問題時，常常不知該怎么辦。其實如果清楚以上兩個公式的關系，問題就會變得迎刃而解。公式①適用于任意體系，對于由桿件組成的體系均適用，當然也適用于帶有組合結點的體系，它具有普遍性，體現共性；公式②適用于全部結點均為鉸結點的體系，它具有特殊性，體現個性。帶有組合結點的體系也是具有特殊性的體系，故可以用體現共性的公式①進行計算。
其實幾何組成分析的方法也體現了哲學的共性原理，掌握這些分析的方法也就掌握了幾何組成分析的精髓。筆者根據多年的教學經驗，對幾何組成分析的方法總結如下：
（1）當體系中有明顯的二元體，應首先考慮拆掉二元體。
（2）當體系本身與基礎之間通過三根支座鏈桿相連時，則只分析體系本身即可，基礎可去掉，所得結果代表整個
系的性質。
（3）當體系本身與基礎之間通過多余三根支座鏈桿相連時，則基礎必須作為一個剛片。
（4）凡是以兩個鉸與外界相連的剛片，無論其形狀如何，從幾何組成的角度來看，都可看作通過鉸心的鏈桿。
（5）鏈桿和剛片可以相互轉化，有時把鏈桿當作剛片來分析，有時把曲桿或者擴大的剛片當作鏈桿來分析，三角形也不總是看作剛片，必要時把它拆成鏈桿，甚至可以把一種形式的剛片轉化為另一種形式的剛片。
（6）采用“一剛片”判別法[4]，迅速尋找剛片。具體思路：先找一個剛片，再找其余剛片。首先判定基礎是否作為剛片；或將體系內的任意一個三角形及其上的二元體作為一個剛片；如果體系內無三角形，則將任意一根鏈桿作為一個剛片。先找到的剛片記為剛片ⅰ，當從剛片ⅰ伸出四根鏈桿時，且用三剛片規則分析時，任意兩根鏈桿所連接的同一個幾何不變體就是我們要找的另外兩個剛片；當從剛片ⅰ伸出三根鏈桿時，用兩剛片規則分析時，其伸出的三根鏈桿所連接的幾何不變體系就是我們要找的剛片。
（7）零載法。對于一些比較復雜難以用三個規則分析的體系，當滿足w=0（無基礎時w=3）時，可以考慮用該方法進行分析。其依據的原理是靜定結構滿足平衡條件解答的性原理。
檢查w=0（無基礎時w=3）體系滿足平衡條件的解答是否時，可以任取一種荷載形式，一般取荷載為零最為方便，故將該種幾何組成分析的方法稱為零載法。 當荷載為零時，若體系的反力和內力必定為零，則體系是幾何不變體系；反之，若體系的部分反力和內力可以有非零值，則體系是幾何可變體系。
二、靜定結構的內力分析
結構力學教材主要介紹了以下五種類型的靜定結構：多跨靜定梁、靜定剛架、三鉸拱、靜定桁架和靜定組合結構。重點解決三方面的問題：一是反力的計算；二是內力的計算；三是內力圖的繪制。其實這些問題歸根到底就是單跨梁的彎矩圖繪制問題，只要能深刻地領會截面法與平衡條件這兩個“法寶”，靜定結構的內力計算問題就會變得非常容易。
另外，靜定結構有一個非常重要的特性，就是解答的性，其桿件的內力與支座反力均可通過靜力平衡條件求解。這個特性體現著靜定結構的共性，利用這一點，可以幫助我們樹立解決問題的信心。例如，求圖1中指定桿件的內力，乍一看，覺得在求完反力之后無從下手。有些學生想當然地認為這是超靜定問題，利用力法進行求解，結果使計算無法進行下去。其實，如果對幾何組成分析掌握得很熟練的話，很容易看出左右兩個剛片，通過三個鏈桿相連，組成幾何不變且無多余聯系的體系，然后與基礎按照兩剛片規則連接，故原體系為幾何不變體系且無多余聯系，為靜定結構。根據靜定結構解答的特性，借助幾何組成分析，可以很容易想到將連接桿件截斷，取其中一部分為隔離體進行分析求解，得到一個平面一般力系，可以利用三個方程解決三個未知數，于是桿件的內力即可求出。
以上分析的過程，就是根據靜定結構的靜力特性這個共性的特點思考和尋找解決問題的過程，這再一次證明哲學作為方法論，對自然科學具有一定的指導作用。學好哲學，對于我們分析問題和解決問題非常有幫助。
圖1指定桿件的內力計算
三、圖乘法
結構的位移計算是結構力學教學中非常重要的內容，有積分法與圖乘法兩種計算方法。積分法是根據虛功原理得出的一般形式，圖乘法是針對由直桿組成的梁和剛架進行的進一步的簡化計算。結構力學教材中涉及到的位移計算有靜定結構和超靜定結構，指定截面或點的位移與相對位移的計算問題、力法中系數和自由項的計算問題與動力學中柔度系數的計算問題。事實上，只要應用哲學的共性與個性原理，這些問題都很容易解決。其特性都是位移計算問題，只不過名稱以及實際狀態與虛擬狀態不同而已，這也正體現出各種方法的個性。
對于靜定結構與超靜定結構在荷載作用下的位移計算問題，其實際狀態是實際的荷載作用下的變形狀態，而對于力法中系數的計算，其實際狀態是多余力為單位力作用下的變形狀態，對于存在未知力的體系，多余力為單位力作用下的狀態既是實際狀態又是虛擬狀態，充當著雙重的角色。每一個自由項的計算，其實際狀態是外荷載單獨作用下的變形狀態。動力學中柔度系數的計算問題同力法中主系數與副系數的計算問題。
根據共性寓于個性之
中的對立統一規律，在教學過程中，可采取在講清楚圖乘法的原理及實質的基礎上，再將其推廣到力法中系數及自由項的計算以及動力學中柔度系數的計算，使學生對圖乘法的理解更加深入，認識更加具體，前后知識點也能得到更好的串聯，以避免學生認識上的片面性，即只看局部，而忽略整體。
四、結語
結構力學是一門充滿辯證唯物主義思想的課程，筆者將哲學中的矛盾普遍性與特殊性的原理（即共性與個性原理）在結構力學課程教學中進行了大膽嘗試，以便更好地改進教學內容和教學方法，把哲學課程與自然科學課程進行有效的結合，以激發學生學習自然科學的興趣，并幫助他們學會用哲學的觀點去分析問題與思考問題。
結構力學論文:結構力學教學反思
結構力學是土木工程及相關專業的一門重要專業基礎課程。結構力學知識掌握程度，不僅關系到大學階段后續專業課程的學習，而且對今后的工作也具有較大的影響。結構力學是在先行修完理論力學、材料力學的基礎上繼而深化力學知識的一門課程。由于本課程內容多、綜合性及邏輯性強、方法技巧要求高，學生真正掌握結構力學知識比較困難。如何提高學生學習興趣，培養學生學習能力、綜合能力及創新能力是結構力學授課過程中亟待解決的問題。本文從教學理念、教學手段及教學方法三個方面探討了提高結構力學課程教學效果與教學質量的方法與措施。
一、教學理念的確立
1.注重基本知識的傳授
結構力學概念多，內容多，求解技巧多，要想將結構力學知識融會貫通，必須掌握基本概念、基本理論與基本計算方法。基本知識及基本求解方法的掌握是培養結構力學素質，提高力學分析能力的基礎。因此，在結構力學教學過程中，一些基本的概念和基本理論要講清楚，講透徹，讓學生理解這些計算方法、計算理論，掌握分析過程中每一步求解過程的物理含義。只有掌握了力學知識的規律，才能把學到的東西舉一反三，達到活學活用的境地。例如，在彎矩分配法中，轉動剛度SAB表示當桿件AB的A端轉動單位轉角時A端所產生的彎矩[1]。在授課時，為了讓學生更深刻理解轉動剛度的含義，給出了圖1所示兩種桿件，根據定義求兩種桿件A端的轉動剛度。
2.重視能力的培養
學生能力的培養是現代高等教育的一個重要特征。在教學過程中，應當融知識傳授與能力培養于一體，不僅要培養學生扎實的理論基礎，更要注重對學生能力的培養，即學習能力、分析與運用知識能力及創新能力的培養。其中學習能力包括對經典靜定結構與超靜定結構的分析與求解能力，對計算結果進行定量校核或定性判斷的能力[2]，利用學習資源進行自主學習的能力。分析與運用能力主要是指在學習過程中發現問題、分析問題以及對知識靈活運用解決綜合性問題的結構選用恰當方法進行計算的能力，創新能力指對復雜問題的分析與求解能力，能將課本知識與實際結合起來，對實際工程中問題進行抽象、分析、對比的能力。
3.重視結構力學與工程實踐的結合
與其它基礎力學課程相比，結構力學與工程實際的結合更加緊密，結構力學知識不僅可以解答書本中的力學題目，同時與建筑結構設計與分析、建筑結構施工、結構的加固與改造等土木工程實踐密切聯系。在教學過程中，應盡可能地將課本知識與實際工程結合起來，把結構力學知識在實際工程中的應用及時地介紹給學生，培養學生工程意識、解決工程問題的能力與實際動手能力。例如，在介紹拱類結構的計算時，可以和實際工程中的拱橋結構進行對照；在桁架結構分析時，可以與單層工業廠房的桁架屋頂等桁架體系進行對比分析；計算超靜定多層多跨框架結構時，將多高層結構作為工程背景。通過工程實例教學，培養學生學以致用的意識、主動認知能力和實踐創新的能力。
二、教學手段多樣化
1.傳統教學方法與多媒體應用有機結合
傳統的結構力學教學以板書、教科書為載體并采取口授方式進行教學[3]，這種教學方法突出的優點是師生之間便于感情交流與課堂節奏的把握。教師從學生在課堂的反應中能及時了解到學生的學習情緒、對教學內容的理解程度以及出現的問題，能根據實際情況及時采取對策，控制授課節奏，使學生與教師的思維同步，達到提高教學質量的效果。但傳統板書教學方法存在著不可媒體課件圖、文、聲、像并茂，能給學生的感官提供不同角度的刺激[4]；多媒體教學使抽象枯燥的教學內容生動化、具體化、形象化，有助于學生掌握概念，理解規律；課件包含的信息量大，是解決教學內容多、教學課時少的一種有效途徑。但是，如果多媒體教學方法運用不當，會產生相反的作用。信息量過多會導致學生產生迷航現象，學生會失去重點，無所適從，只能隨著教師的思維，從而被動接受知識，限制了想象和思維空間；教師成為多媒體的放映員和解說員，缺乏激情，影響了教學效果。
在教學過程中，多媒體與傳統教學的優勢互補是激發學生學習興趣、提高教學質量的一種有效途徑。在教學過程中實現兩者的有機結合，不僅可以發揮多媒體教學的優勢，培養學生的思維能力，同時教師的主導作用也得以很好的體現。筆者認為，在需要展示力學與工程實際相結合的內容時宜采用多媒體的教學方法，基本概念的介紹可采用多媒體教學方法；需要學生重點理解和重點掌握的知識點、典型例題的求解過程、綜合結構的分析過程等應盡量采用板書的形式，讓學生對所講的知識充分理解，增強學生學習的主動性。
2.積極開展并組織課外力學實踐活動
學生能力的培養，學生知識的內化僅靠課堂講授是不夠的，需要搭建一個課堂知識與實際應用相結合的平臺來促進學生對知識的掌握，這個平臺就是課外實踐活動。通過這個平臺，能充分調動學生的學習積極性和主動性，加深學生對結構力學課程內容的理解，強化學生的力學分析能力與力學邏輯思維能力，鞏固學生力學知識體系的整體把握和綜合應用能力。為此，我校結構力學教研組積極組織學生參加學校和學院組織克服的缺陷：承載信息的種類和能力有較大的局限性，難以適應現代教學的要求；教學形式枯燥單調，公式推導過程繁瑣，重復性、機械性工作較多，效率低下。
隨著現代教育技術的發展，多媒體在教學過程中得到了廣泛的應用。
多媒體教學具有傳統教學的各種競賽，包括學院每年舉行結構力學大賽、結構承載力大賽以及國家結構力學大賽。比賽過程中，學生表現出來的積極性非常高，自己設計制作結構模型、建立分析模型，形成分析結果，并通過實驗驗證模型與力學分析過程的正確性。通過這些課外活動增強了學生的學習主動性與自主學習的能力，對開闊學生思維，提升學生的創新能力具有良好的效果。
三、教學方法的合理使用
1.合理安排教學內容，分層次授課
除了向學生傳授必要的基本概念、基本思路之外，更重要的是培養學生科學的思維方法，加強學生計算能力、分析能力與創新能力的培養。
在實際教學中，應根據學生的實際情況，做到分層次教學。筆者在教學過程中將課程內容劃分為三個層次：及時個層次是基本知識層次，這個部分的內容是要求所有學生必須掌握的，即結構力學的基本原理、基本方法、基本求解過程；結構的求解過程的物理含義。第二個層次為提高分析能力層次，這部分內容主要是培養學生分析問題的能力。授課過程中可以選擇難易程度不同的例題，從分析思路著手，結合基本原理，把對問題的分析方法、對問題本質的把握等要領融合到課堂中去，在課堂中訓練學生把握、分析、處理問題的能力，使學生學會自主學習，從而培養學生分析問題的能力；這部分教學內容要求大部分學生掌握。第三個層次為綜合應用層次，這部分內容主要是通過課后布置綜合應用題及習題課來培養學生解決問題的能力，激發學生的鉆研精神，培養學生的創造性思維，提出解決問題的新思路和新方法。這部分內容適用于學習能力強，學有余力的學生。#p#分頁標題#e#
2.教學內容前后連貫，形成結構力學知識系統
結構力學概念多，內容多，知識點零散，學了后面的知識忘了前面的知識，學習不能形成有效的系統，因此，學生在面對綜合性問題時，總是一籌莫展，不知如何分析，如何求解。針對這個現象，教師在講授課程時，應注意前后知識的連貫性，要善于引導學生利用先導內容中建立起來的知識結構來構筑新的知識體系，教會學生把零散的知識點綜合貫通，構成清晰、穩定、整合新的認知結構。例如，利用圖乘法求解靜定結構指定截面的位移時，需熟練繪制靜定結構的彎矩圖；在采用力法求解超靜定結構時，用到了圖乘法的相關知識；在采用位移法求解超靜定結構時，利用力法獲得了等截面直桿的轉角位移方程；在力法與位移法教授完畢之后，超靜定結構可根據結構的特點采取力法、位移法與混合法等進行求解；矩陣位移法用到了兩端固定等截面直桿的轉角位移方程；結構動力學中剛度系數與柔度系數可通過力法或者位移法的方法獲得；求解超靜定結構指定截面位移時，可采用位移法或圖乘法。這樣彎矩圖的繪制、力法、位移法、矩陣位移法及結構動力學整個結構力學體系形成一個有機整體。
3.形成反饋機制，提高教學水平
根據香農傳播理論[5]，在信源和信宿之間存在著反饋通道，受者通過反饋通道將反應反饋給傳者，傳者根據反饋的情況重新設計或修改傳播內容，使之更適合受者的需要，從而提高傳播效果。在教學過程中，反饋通道包括課外答疑，課后作業、習題討論及學習效果考核。課外答疑是課堂教學的有益補充和延伸[6]，通過課外答疑情況可以了解課堂教學過程中遺漏的、講述不清的內容以及講授方法不當導致學生理解不足的問題；
課后作業是學生學習動態和對知識掌握情況的真實反映；習題討論是培養和提高學生分析能力、計算能力的有效手段。通過總結課外答疑、課后作業及習題討論中出現的情況，及時發現學生中普遍存在的問題，幫助教師有的放矢地改進教學方法，提高教學水平。考核是教學過程中的一個重要環節，是檢查教學效果、評價教學質量的重要途徑之一，通過考核，能將教與學過程中的各方面情況曝光，獲得教學反饋信息。正確利用教學過程中的反饋信息，不斷調整教師的教學手段與教學方法，激發學生學習興趣，提高學生學習技能，培養學生的學習能力。
結構力學論文:結構力學的教學思路
一、經典位移法（以下簡稱位移法）和矩陣位移法都是求解桿系結構的基本方法，是結構力學課程中兩個十分重要的內容，兩種方法都是結構力學課程中講授的難點。位移法是以力法為基礎的以獨立結點位移為基本未知量的適合于手算的一種結構計算方法，其后續內容漸近法（包括力矩分配法、無剪力分配法等）則是在位移法的基礎上演變而來的適用于求解某些特殊結構的較簡便的計算方法（如力矩分配法適用于計算連續梁和無側移剛架、無剪力分配法適用于計算由剪力靜定桿和無側移桿組成的結構），可見，漸近法實質上仍屬于位移法的范疇。上述位移法及其演變而來的簡便方法，占據了結構力學課程教學中超靜定結構計算內容的較大部分學時。矩陣位移法是在電子計算機迅速發展起來后所出現的求解桿系結構的適合于電算的一種結構計算方法，該法也是以結點位移作為基本未知量，實際上也是位移法。 位移法和矩陣位移法既有共同之處，又有其不同的特點，這也是目前學生在學習中難以把握的主要原因之一。筆者從事結構力學課程教學工作十幾年，對這兩個內容的教學有一定的體會，即在講課時，要講透它們的共性，還要強調區分它們的個性，這樣才能有效地提高教學效果，使學生能通過課堂學習掌握和理解這兩個內容的基本原理和方法。 二、位移法的教學方法 在教學內容安排上，位移法是在另一種計算超靜定結構基本方法-力法之后講授。由于學完了力法，學生對超靜定結構的特性和計算思路有了一定的認識，即超靜定結構的內力僅由平衡條件無法確定，還必須再考慮變形協調條件建立補充方程才能求出。平衡條件和變形協調條件缺一不可。強調這點在教學中尤為重要。考慮到學生已具備的力法基礎，故在講授位移法基本原理時，可通過與力法基本思路對比進行講授，便于學生理解。 下面通過一個具有兩個基本未知量（一個獨立結點角位移Z1和一個獨立結點線位移Z2）的結構（見圖1（a））為例進行教學說明。首先向學生強調與力法計算一樣，位移法的計算也要取基本結構。那么，取基本結構有何用？位移法基本結構的取法與力法有何不同？為什么要這樣取？這些問題可向學生提出，并引導學生思考。具體講法如下：基本結構是連接原結構與已知結構之間的橋梁，力法取基本結構為去約束，位移法取基本結構為加約束。對于此例，在結點1添加附加剛臂，在結點2添加水平附加鏈桿，即得其位移法基本結構。雖然取基本結構措施與力法相反，但目的是一致的，即都是要將原結構的計算轉化為基本結構的計算。其中，力法是將超靜定結構的計算轉化為靜定結構來計算，而位移法則是將超靜定結構的計算轉化為若干個單跨梁來計算（因為位移法基本結構是單跨梁的組合體）。那么，如何實現這種轉化呢？此處，可引導學生回顧力法的轉化思想，即是使基本結構的變形和內力與原結構相同。 故位移法也是從這兩方面進行考慮，首先使基本結構的變形與原結構一致，即使基本結構中的附加剛臂發生與原結構相同的轉角，附加鏈桿發生與原結構相同的線位移，對于此例，即使附加剛臂轉動Z1，附加鏈桿水平移動Z2；此時基本結構的內力也與原結構相同，故附加剛臂上產生的反力矩R1和附加鏈桿上產生的反力R2均應為零，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，接下來要求方程中的系數和自由項，這也是學生感到掌握較困難的一個知識點，為此可按以下思路詳細講解：首先根據以前得到的等截面直桿的形常數和載常數做出基本結構的M1圖、M2圖和MP圖，再討論如何由這些彎矩圖計算。下面來看方程（1），因為系數的意義為基本結構由附加約束發生單位位移引起的附加約束上的力，自由項的意義為基本結構在荷載單獨作用下引起的附加約束上的力，這6個力的計算可按如下辦法分析：及時，從典型方程的行看，及時個方程中的3個力r11、r12和R1P，它們的及時個下標相同，都為1，這表明它們都是Z1所屬附加約束（附加剛臂）上產生的力，因而都應取包含附加剛臂的結點隔離體（結點1），利用力矩平衡條件來求出；第二個方程中的3個力r21、r22和R2P，它們的及時個下標也相同，都為2，這表明它們都是Z2所屬附加約束（附加鏈桿）上產生的力，因而都取包含附加鏈桿的桿件（桿件12）隔離體，利用水平投影平衡條件來求出。第二，從典型方程的列看，及時列兩個力r11和r21，它們的第二個下標相同，都為1，這表明它們的起因相同，即都是Z1所引起的，故都采用M1圖來計算；第二列兩個力r12和r22它們的第二個下標也相同，都為2，這也表明它們都是Z2所引起的，故都采用M2圖來計算；第三列兩個力R1P和R2P的第二個下標都為P，這也表明它們都是荷載所引起的，故應采用MP圖來計算。在講完系數和自由項的計算后，可將以上計算思路歸納總結如下：根據典型方程中系數和自由項的第二個下標判斷它們用哪一個彎矩圖來求，根據及時個下標確定它們應取哪一個隔離體用哪一種平衡條件來求。 三、矩陣位移法的教學方法 顧名思義，矩陣位移法即“矩陣+位移法”，它是適應電子計算機應用而產生的一種結構計算方法。由于計算機的強大運算能力，使得原本用手工難以完成的較大數目未知量求解，變得易于實現。 矩陣位移法是結構力學課程中最難學習的內容，在講授這種方法時，必須強調這種方法立足于電算，其求解思路中必須要考慮處理問題的方法要適應電算這一特點。由于最終要在計算機上實現，所以矩陣位移法采用了矩陣這一數學工具，因為矩陣表示的力學關系和方程非常簡單、直觀，方便推導，且矩陣運算具有規律性、通用性，便于編制通用性和系統性的程序。故矩陣位移法分析中，所有的力學分析過程和公式都要用矩陣來表示，從而便于利用計算機程序進行數值計算。對此，學生普遍感到不太習慣，較為費勁。在剛開始講授矩陣位移法時，筆者通常要求學生必須復習線性代數中有關矩陣方面的知識，并在課堂上花少量的時間回顧這些內容，以消除學生在矩陣位移法學習中的數學障礙，為矩陣位移法的學習打好扎實的數學基礎。 因矩陣位移法實質上仍是位移法，其總體思路與經典位移法類似，但具體做法和概念有所區別。#p#分頁標題#e# 故在講授矩陣位移法基本原理時，應注重其與位移法的比較分析，即可鞏固學生的位移法知識，又易于加強學生對矩陣位移法的理解，收到事半功倍的教學效果。以下是位移法難點的講授辦法。 為了使學生對矩陣位移法有一個總體上的概念，必須先說明矩陣位移法的總體思路。即兩大步：及時步，離散，即將整個結構在各桿的桿端切開，得到若干個單元（每一根桿即為一個單元）和結點，對每一個單元進行分析，建立單元的桿端力和桿端位移的關系（該關系稱為單元剛度方程）。這一步類似于位移法的加附加約束使原結構變為若干個單跨超靜定梁的組合體，對每一個單跨超靜定梁進行分析，可得其轉角位移方程；第二步，集合，將離散的單元和結點組裝回原來的結構，即在單元分析的基礎上，綜合考慮變形協調條件和平衡條件，建立結構的結點力和結點位移的關系（該關系稱為結構的原始剛度方程）。該方程類似于位移法的典型方程。 由于原始剛度矩陣是奇異矩陣，故還需進行約束處理（這一內容在位移法中是沒有的）。講完以上思路后，即可分別講解各個知識點。 矩陣位移法的重點和難點內容有，原始剛度矩陣形成方法、約束處理和非結點荷載的處理等。原始剛度矩陣形成一般采用直接剛度法，即“對號入座，同號相加”法，講授中應重點講清如何由單元分析得到的單元剛度矩陣的子塊來定“號”，如何再由這些“號”將單剛中的每一個子塊按“號”放到原始剛度矩陣中相應位置。約束處理（引入支承條件）也是經典位移法中沒有的一個內容，必須重點講解為何要約束處理（消除剛體位移，使總體剛度矩陣成為非奇異矩陣，從而確定結點位移）及約束處理的具體方法（劃零置一法、置大數法）。非結點荷載的處理類似于位移法中自由項的計算，固定所有結點，得各單元的固端力，由此確定各結點的不平衡力，將這些結點不平衡力反號即得非結點荷載的等效結點荷載。 隨著我國經濟建設的高速發展，計算機的應用已深入國民經濟的各行各業，許多大型工程結構的設計計算，已改變手算的落后狀態，逐步向電算進行轉化。既然計算機的應用已成為衡量現代科學技術發展水平的一項重要標志，那么能否培養出熟練掌握和應用計算機進行工程計算的專門人才，也理應成為教學是否面向現代化的評判標準之一。因此培養學生的電算能力是社會發展的迫切需要。所以在“矩陣位移法”這一內容的教學中，除應講清的基本原理以外，還應對學生的編程能力、電算能力進行培養。如，在每一個知識點（單元分析、整體分析、約束處理、非結點荷載的處理等）講完后，可讓學生獨立編寫一段與此相關的程序，并上機調試通過。當講完整章內容后，再讓學生將上述程序組合起來（每段程序作為一個子程序），形成一個求解桿系結構的小型電算程序。然后布置幾道不同類型的桿系結構（連續梁、剛架、桁架、組合結構等）的題目，讓學生用電算進行計算，并要求對計算結果進行分析，確保結果正確合理，為學生今后在工作學習中使用大型工程軟件打下一定的電算基礎和對計算結果定性判斷的能力。 四、兩種位移法的比較 如上所述，位移法和矩陣位移法是結構力學課程中的重要內容，其中，位移法立足于手算，矩陣位移法立足于電算，兩種方法既有關聯，又有區別，在講完矩陣位移法后進行總結時，可對兩種位移法按表1進行比較分析，從而加深學生對兩種方法的理解和認識。
結構力學論文:土木工程結構力學結課考核改革
摘要:基于結構力學課程偏難的特點和應用型本科生源理論基礎偏低的特點，考慮到工程現場所有力學計算都可以參考有關書籍，在此，對其結課考核進行積極探究，重點探討和論述其考試方式采取開卷考試的必要性。
關鍵詞:應用型本科;結構力學;考核方案;土木工程
眾所周知，結構力學是本科階段力學最難的一門力學，尤其是影響線、位移計算、力法、位移法、矩陣位移法、彎矩分配法和剪力分配法、結構動力學、結構的彈性穩定和結構的極限荷載等內容，因其計算公式復雜，很難記住這些公式，不利于檢核學生對這些計算原理的理解程度。另一方面應用型本科多數屬于專升本不久的二本高校，其生源相比985、211等其他一本高校，理論基礎明顯偏低，這些學生對這些偏難的課程本來學起來就吃力，更何況采取閉卷考試，進一步增加了難度，造成了卷面平均分數過低，及格率太少的現象，增加學生的厭學情緒。工程現場方案驗算涉及的力學計算，往往都可以參考有關書籍，并非只憑記憶計算，而且還要最少2人同時平行計算，或者一個人采用2種不同方法計算，確保力學驗算萬無一失，無誤，若僅憑記憶回憶，恐怕算得再久也難免有差錯，再說工程現場力學向來只注重結果，不會在意是否參考了書籍。故而，應用型本科高校土木工程結構力學結課考核，應當采取開卷考試的形式進行考核，考核內容應當，難易適中，不要一味追求高難度題，也不要為了提高及格率，刻意避難就易，失去了檢驗學生掌握結構力學計算原理的目的。在此，重點探討結構力學結課考核采取開卷考試形式的必要性。
一、現狀及存在問題
當前，應用型本科高校土木結構力學結課考核依舊是采取普遍的閉卷考試，如湖南科技學院，之所以采取閉卷考試，原因有以下幾點:(1)可以逼迫學生在結構力學上多發時間學習，多記一些計算公式和計算思路。(2)監考的時候可以輕松一下，一律收取所有資料，不用再細查書本夾帶其他資料。(3)跟其他大多數考試一樣，采取閉卷考試，可以避免不必要的非議。然結構力學結課考核采取閉卷考試形式帶來的問題亦十分突出:(1)由于結構力學內容多，難度大，部分同學被嚇住，直接選擇放棄復習，寄希望于考場舞弊，抄襲其他同學的答案，或者做些小抄抄襲。(2)為了提高通過率，稍微復雜和難的重點知識點，往往通過再三權衡，將這類知識點直接剔除考試范圍，只出一些簡單的試題作為考核，降低了考試難度，甚至不得不給學生畫考試重點，縮小考試范圍，這樣一來難以檢驗學生是否掌握結構力學的所有知識點。(3)試題稍微出難一些，卷面及格率、卷面平均分數就會出現極為低下的現象，掛科率大大增加，成為大學四年難以逾越的坎。針對這些問題，不少應用型高校教育工作者在此方面進行了積極的研究，并取得了有關成果。［1～5］
二、探究與建議
應用型本科土木工程專業結構力學結課考核在采取閉卷考試形式時，既然存在上述這些問題，就應該想方設法予以避免，為此，針對上述問題，提出以下幾點建議:(1)借鑒注冊結構工程師和注冊巖土工程師的開卷考試形式，將結構力學結課考核的閉卷考試形式改為開卷考試，這樣可以避免那些死記硬背的復雜計算公式和計算思路，可以充分調動大家的學習積極性，同時還可以取得檢驗學生是否掌握結構力學計算原理的目的。(2)題目難易適中，既有簡單的送分題，給成績差的同學順利通過考核的機會，也要有比較難的試題，以篩選出學習認真的同學，作為評優評先的依據。(3)將考試形式改為開卷考試后，就可以不必要刻意在考前畫重點，只需要強調考試范圍為整個書本，不會超出書本范圍，讓大家復習書本，不死記書本，但要理解書本。
三、結語
經過上述探討，將應用型本科土木工程專業結構力學結課考核考試形式改為開卷考試，可以避免很多不該出現的問題，還可以取得較好的效果，以促使學生用心學習，復習，真正達到理解力學計算原理的目的，為今后成為項目部或公司的總工打下堅實的力學基礎。
結構力學論文:結構力學教學中創新能力培養
摘要：
大學生創新能力的培養是我國教育改革的一個重要目標，對于我校土木工程專業的大學生，創新能力較低，提高學生的創新能力勢在必行。文章通過對結構力學的課程改革，采用啟發式教學、系統化教學、多樣化教學和項目式教學等多種教學手段，來達到激發學生的學習興趣和創新意識，提高學生創新能力的目的。
關鍵詞：創新能力；結構力學；課程改革
創新能力是社會進步的能源、是經濟發展的動力。目前社會技術、經濟發展的程度，與其說是由于人才基本素質的提高，不如說是人才的創造力的提高所致。1919年，教育學家陶行知先生把“創造思想”引入近現代教育領域，指出培養學生的創新能力是一個國家富強和民族興亡的關鍵。1998年，同志關于“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力”的講話，奠定了我國教育改革的基礎。同年，教育部將大學生創新能力的培養作為教育改革的重要目標，在教育界引發了一次對創新能力的內涵、創新能力培養的影響因素以及方式方法的大討論。2010年提出的“工程師教育培養計劃”也把強化培養大學生的創新能力作為一項重要指標。對于土木工程專業的大學生，創新能力是較低的，該專業屬應用性專業，大量的實際工作使土木專業的學生創新意識、創新思維受到抑制。許多學生在大學期間，沒有明確的定位及奮斗目標，往往僅滿足于畢業后能考取研究生或是找個相對好一點的工作，這使得大學生缺乏創新意識和創新欲望。在長期的固定思維模式培養下，大學生缺乏創新興趣，在接受教育階段，沒有很好地開發創新思維能力。另外，部分學生雖然有一定的創新興趣，也希望在學習和實踐過程中產生新思想或提出新理論，但他們對創新想法實施能力不夠，主動作用發揮不足，投身實踐的勇氣和能力欠缺。在學生創新過程中，暴露出了這樣一些問題：專業基本功不扎實，面對一個哪怕很小的實際工程問題都束手無策；解決問題思維模式固定，缺乏發散性思維；設計計算手段單一，缺乏電算能力等。針對這些問題，在結構力學教學過程中，我們采取了以下改革措施，以保護學生的創新能力并使之不斷提高。
一、啟發式教學，激發學生興趣
興趣是好的老師，但是對土木工程專業的學生來說，結構力學是一門重要又相當難學的課程。學習結構力學是一部分學生的噩夢，根本無樂趣可言。然而，結構力學其實是一門相當有趣的課程，其趣味性來自于研究對象的多樣性、研究內容的系統性、研究方法的邏輯性、解題思路的靈活性和貼近工程的實踐性。這種趣味性，僅靠學生自己是很難發現的。所以在教學過程中，我們改變了過去僅是教師單方面講授、填鴨式教學模式為主的教學方式，轉變為激發學生對結構力學知識學習的主動追求、自主學習上來，通過教師與學生課堂互動，課后通過QQ、微信等軟件課后輔導，學生講題、看誰解題方法多等方式把課程的趣味發掘出來，調動學生的學習興趣，讓學生積極參與教學過程，以使學生從被動學習轉變為主動學習，激發學生獨立思考和創新的意識，培養他們在自主的基礎上增強創新能力。結構力學課程具有知識面廣、涵蓋范圍大、前后知識環環相扣、聯系緊密，具有嚴密的科學性和邏輯性的特點。這要求教師在課前必須進行精心準備與設計，合理組織教學內容，認真梳理教學程序，設計好教學環節。在課堂講授中，根據每堂課的知識重點和內在關系，圍繞關鍵性問題，不斷地通過提問，由淺入深地引導學生去思考、討論并解決，達到學習知識，培養創新能力的目的。例如，在講解多跨靜定梁的影響線時，先引導學生回憶、復習多跨靜定梁在固定荷載作用下的內力分析，然后再討論固定荷載和移動荷載作用下受力的不同，使學生自然而然地從固定荷載作用下的內力圖過渡到移動荷載作用下的影響線，并對內力圖和影響線進行比較，得到它們之間的異同并加深印象。
二、系統化教學，培養學生系統思維能力
結構力學是一門邏輯性、系統性非常強的課程，在結構力學教學過程中，要注意不同專業方向的性質，進行系統化教學，積極引導學生對已學過的知識體系進行的、系統的整理、總結和概括，以形成對整個力學知識體系的認識。通過這種認識，把學到的東西舉一反三、活學活用，應用于解決實際工程問題中來，提高學生的系統思維能力、解決實際問題的能力。在學習結構力學課程之前，學生已經學習了理論力學和材料力學的基礎知識，因此較易形成系統化的思維模式。例如，在整個力學課程的計算方法，歸根結底就是三個條件（平衡條件、幾何條件、物理條件）的運用問題，只是滿足的次序和方式不同而已。根據這一點，在授課過程中，就可以引導學生對各種不同方法在其計算過程中如何實現三個條件的要求進行系統的總結和分析，以形成系統的的認識。
三、多樣化教學，培養學生發散思維能力
結構力學課程的解題方法非常靈活，絕大多數問題的解決方法都不止一種。在學習過程中，學生普遍遇到的問題是聽課容易做題難。因此，教師應結合學生的這一共同問題采用多樣化的教學方式進行課堂教學。這就需要教師課堂講授要精練，留下足夠的習題課時間，通過習題課、分析討論課、課后作業講解等多種方式，并進行角色互換，請學生走上講臺，為學生創造一個活躍的、能主動參與的課堂環境，充分調動學生學習的積極性，引導學生對同一問題采用不同的方法去解決，培養學生發散思維能力。另外，有發還要有收，在學生討論、發散的過程中，還要發揮教師的作用，引導學生進行對各種不同方法進行比較、分析和總結，培養學生的綜合分析能力。例如，在講授平面體系的幾何組成分析時，三個基本組成規則非常簡單，但是同一道題可以應用不同的組成規則、不同的思路去分析。因此，怎么去正確、靈活地應用組成規則進行分析，對初學的學生來說卻很難。所以，在這一章要安排習題課，鼓勵學生積極思考、討論，并請學生到黑板上做題、講題。在此過程中，發現每位學生的解題思路都不一樣，出現的錯誤也各不相同，做完以后馬上進行評講，分析錯誤的原因，及時澄清模糊概念，糾正錯誤，從而使學生對三個基本組成規則的異同有更深的認識，并能更好地掌握什么情況下采用什么規則更為簡便。這樣，學生會在質疑、釋疑中增長知識、啟發思維，激發了學習興趣，并且培養了創新的能力，同時也使學生在知識掌握、問題探索、語言表達和歸納總結等方面的能力得到了充分鍛煉。
四、項目式教學，提高學生綜合素質
培養學生創新能力，無論是培養的目的、方式方法，還是最終結果，都需要實踐來驗證。結構力學課程源于工程實踐又應用于工程實踐，故在教學過程中要堅持理論聯系實際，通過項目式教學，培養學生的創新性、項目構思設計及實施能力，使學生思維、意識更加貼近工程實踐，有了實際項目，就會促使學生查閱相關資料、咨詢相應的專業課教師，提高了學生查閱文獻的能力及交流能力，提升了學生的綜合素質。項目主要包括兩種方式，即力學模型制作試驗和實際工程力學分析。在講課過程中，結合課程內容，鼓勵學生動手制作結構模型，以便對所學內容有一個直觀的認識。例如在講授平面體系的幾何組成分析時，預制一系列長、短不同的兩端有圓孔的桿件及螺栓，鼓勵學生制作與教材例題、習題相同的模型，觀察其幾何構造性質，以驗證幾何不變體系的基本組成規則、掌握體系瞬變與常變的特殊條件。另外，積極開展第二課堂活動，鼓勵并指導學生參加各級各類結構設計大賽，鼓勵學生參加老師的相關科研項目；聯合專業實驗教師，組織學生參加結構實驗和檢測，引導學生將所學結構力學基本理論知識運用到實驗過程中，從而提高分析和解決工程問題的能力。除此之外，還開設了結構力學電算實習的課程，加強學生電算能力，并將其應用于結構設計和結構實驗檢測中，以更好地服務于工程實際。結構力學是土木工程專業一門非常重要的專業基礎課，學生不僅要能掌握本課程的學習，還應將本課程與后續的專業課如結構設計原理、鋼筋混凝土結構設計、橋梁工程、高層建筑等課程結合起來，而且應具備將結構力學知識轉化為解決實際問題的能力。這就要求授課教師加強自身的知識積累和工程實踐經驗，在授課過程中采用啟發式教學、系統化教學、多樣化教學和項目式教學等多種教學方法，激發學生的自主學習興趣和創新思維，提升學生的創新能力和解決問題的綜合能力。
結構力學論文:中國古建筑木結構力學研究
前言
中國文化博大精深，流傳至今的文化當中包含了大量我國古人的智慧，古建筑可以說是當今世界上最偉大的創造發明之一，從古代起就以其舒適、優美和實用等特點流傳至日韓等國。在當今世界經濟飛速發展的背景下，中國古建筑已經成為人類世界最寶貴的文化遺產之一。而古建筑中的古木結構是具特色的一種，中國古代的佛寺及觀音閣等都以古木結構為主。現階段加強對該結構的研究對于保護人類文化遺產具有重要的意義。近年來我國涌現出越來越多的學者從不同的角度對其展開研究，本文將從力學角度對其研究進展進行描述。
一、中國古建筑木材力學性能
青銅和石器時期，我國的木材資源相當豐富，當時的生產力和環境條件下，人們通過智慧運用木材來搭建房屋。經過古人不斷的努力，他們意識到了木材搭建房屋的種種優點，并逐漸將木結構搭建房屋的技術和經驗流傳了下來。但是值得注意的是，木結構同其他結構的建筑相同，在建造建筑時同樣也存在著許多問題。
(一)材性劣化
我國的木結構古建筑經過上千年的洗禮，至今為止已經受到了各種不同的蟲蛀及腐蝕，其材性受環境的影響較大，劣化現象嚴重。在現階段的古建筑木結構力學研究過程中，專家們最為關心的問題就是古建筑中的材性劣化問題［1］。近年來我國相關方面的專家針對木結構的古建筑材性的變化進行了仔細的對比和研究，其中有對大概擁有九百年歷史的北岳廟大殿的研究和約有二百年歷史的易昌陵碑樓的研究。經對比，專家們總結出木結構古建筑受到環境和時間的影響比較嚴重，經歷時間越久的建筑，它們的材質更加脆弱，力學性能更加低下，雖然不同的樹木種類會使其產生不同的腐蝕程度，但是其變化的整體趨勢是相同的。最初我國對材性劣化的研究方法是應用接種腐朽菌的方式，這種方法能夠促使木材腐朽速度加快，從而進行對比，得到想要的實驗結果，其結果表明不同的木材，其物理及化學性質是按照一定規律進行衰變的。
(二)木材的各向異性
木質材料較大的特點就是它的各向異性，我國在對木結構的精細化有限元進行研究的過程中，專家陳志勇提出了本構模型，該模型能夠充分反映出木材各項異性中的抗壓能力、彈性及二次應變的硬化在橫紋承壓下的反應等，以編制的方式在ABAQUS當中融入木材本構模型，同時專家還將這一方式在易昌陵碑樓的受力性能研究中進行了充分的應用，加強分析了對斗栱等受力性能的有限元。
二、關鍵節點斗栱的受力機理
我國古代建筑最主要的特點就是殿堂式，其通常擁有三層結構。其中斗栱是鋪作層的關鍵受力節點。在現階段保護古代建筑的研究過程中，加強對斗栱受力機理的研究具有重要意義。中國古代建筑有眾多獨特之處，而斗栱就是最主要的特點之一，它最早產生于商周時期，距今已有三千年的歷史。在建筑當中它較大的作用就是過渡，是屋頂同柱架之間的部分，建筑屋檐需要靠其進行支撐，并促使柱子能夠直接承接屋頂的重量，也可以將屋頂的重量先轉移到闌額上，之后再由柱子承接。
(一)宋式斗栱
在對斗栱進行研究的過程中，宋式斗拱具有重要的研究價值，在《營造法式》的基礎上，高大峰等研究專家專門制作了相關模型，以二等材料計心造八鋪為主，進行了水平和豎向兩種加載試驗，得出了斗栱模型在這兩種不同情況下發生的破壞和載荷以及其位移曲線。在對實驗的結果進行充分分析的基礎上，制定出了不同的模型，例如質量彈簧阻尼器模型等。根據一系列的實驗及模型，得出了斗栱性能的結論，即其在兩個方向上都能夠體現出較高的抗震能力。事實上，鋪作層的關鍵節點是斗栱，加強對斗栱的研究有助于了解該層的受力情況。近年來宋式斗栱模型中的單朵和兩朵受到專家們的青睞，隋龔等專家加強了對這些模型的應用，并進行了水平低周重復加載的研究，從而得出總結出不同鋪作在遭受破壞的過程中所受到的相同的外力情況，以及骨架和水平滯回的曲線狀況。通過對比和分析，他總結出水平的滑移對鋪作層的破壞最為嚴重，但是值得注意的是該水平滑移具有重要的作用，它能夠進行隔振和耗能，這對于木結構的古建筑來說具有重要的作用;同時經過試驗發現，平行四邊形是滯回曲線的主要形式，擁有相對飽滿的滯回面積，這一現象表明鋪作層當中最主要的特征就是滯回耗能較強。
(二)清式斗栱
近年來在清式斗栱的研究過程中，專家趙均海等主要以三種模型為主進行了實驗，有效測量了其動力特性和水平向重復加載。通過反復的實踐，發現了清式斗栱在不同方向上會發生的位移曲線，還加強研究了它的動力特征在不同邊界條件下產生的變化。還有專家運用了三維半剛性節點，這一單元模型可以按照全部結構中自振頻率應用Simplex手段定位模型的系數范圍。該模型是古木結構整體受力性能有限元分析的重要理論基礎。
結論
近年來，世界各國經濟取得了巨大的進步，人類的文明取得了極大的進步，在這種情況下，人們越來越注重對古代文化遺產的保護。在我國文化遺產當中，古建筑木結構具有重要的保護價值。近年來，我國專家學者加強了對中國古建筑木結構力學的研究，希望通過研究，對其進行有效的保護，促使我國古建筑文化得以傳揚，同時向世界展現出我國古代人類的智慧。隨著研究的不斷進展，專家們從材性劣化和木材的各向異性對中國古建筑木材力學性能進行了充分的研究，同時對宋式和清式斗栱的特征進行了深入分析。
作者：張潤澤 單位：河海大學
結構力學論文:結構力學課程教學改革論文
1當前結構力學課程教學中存在的問題
在現有的培養模式下，當前應用型本科院校結構力學教學中普遍存在下列問題：
1.1課時有限
各類本科院校目前都存在這樣一個問題，公共課占用課時過多，造成大部分專業課課時大幅削減，結構力學也不例外，從而使教學內容多，學時少的矛盾日漸突出，因此應用型本科必須對結構力學相應的教學內容進行調整。
1．2教學手段單一
結構力學課程理論性較強，講授內容繁多，教學方法以傳統的理論教學為主。教師注重教學內容的重點和難點，但教學方法和教學手段單一，缺乏創新，而學生也只知道被動的接受，對老師的講課產生依賴性，而不主動的思考，這樣就難以達到對學生實踐創新素質培養的要求。
1．3實踐經驗較少
在現有的教學模式下，結構力學課程教學往往集中在課堂教學，導致教學中存在著“重理論、輕實踐”的通病。學生在完成結構力學課程的學習后，不知如何在工程實踐中應用理論知識解決實際問題，實際動手能力較差。傳統的教學模式中，實踐性學時太少，學生真正將理論知識與實踐結合起來的機會更少。
1．4考核方式單一
傳統的考試模式，仍然是對課程內容中的重點、難點進行歸納總結，采用典型的試題來考核學生對知識的理解和掌握情況。學生為了考試過關常常死記硬背典型試題的解題步驟，這些從一定程度上講都阻礙了學生發散思維和創新能力的發展。
2具體的改革措施
針對應用型本科結構力學課程教學過程中存在的問題，結合教學實踐經驗，從以下幾方面，對結構力學教學改革提出一些初步的探討。
2.1教學內容的調整
為適應應用型人才培養的需要，針對結構力學課程內容多、學時少的特點，以及應用型本科院校的生源特點，具體在課程內容上圍繞以下幾個方面加以調整：
（1）在教學過程中刪去一些理論性較強而對培養學生應用能力作用不大的內容，比如說變形體虛功原理的推導、證明等。
（2）對于結構力學的主要內容，著重于介紹基本概念、基本原理與基本方法；在基本計算方法方面，注重加強工程實用計算方法的訓練。
（3）對于靜定結構和簡單的超靜定結構，要求學生能進行手算，這有利于學生對基本概念、基本原理與基本方法的理解和掌握；對于較復雜的超靜定結構，要求學生能運用學過的基本原理和方法對其進行定性分析，為后續的電算課程打好基礎。
2．2教學方法和教學手段的多樣化
結構力學有較強的理論性和實踐性，學生常有理論易懂，題目難解的反映，這可以說是本課程的難點問題。為了解決這個問題，改進教學方法，采用多種教學手段，培養學生的自學能力，以達到的教學效果。
（1）教學方法要靈活多樣。我們采用的主要教學方法包括啟發式、歸納對比式、提問式、討論式與案例式教學等，收到了良好的教學效果。采用啟發式教學，可以激發學生的潛能；通過歸納對比可以促進學生積極思考，培養學生獨立思考和創新的能力等。
（2）加強習題課的綜合訓練。在每一章課程學習結束后安排習題課，通過習題課，講解典型例題，幫助學生深化理解基本概念、基本原理與基本方法。在習題課中讓學生動手做題再講解，避免學生眼高手低。還可以選擇一些具有代表性的學生易出錯的習題，分析錯因，使學生更好掌握解題的基本方法。
（3）采用板書與多媒體相結合的教學手段。用傳統的板書進行課堂講授時，結構繪圖與計算過程耗時較多，速度較慢，課堂教學信息量較小。而多媒體教學可以通過形象具體的圖片、動畫或視頻等把學生無法想象、教師也難于用語言來描述的內容，生動、形象地演示出來，學生接受快、印象深刻，可有效提高學生對概念的理解和掌握。但是如果只采用多媒體，教學信息量大，學生沒有充分時間理解授課內容，重點難以把握，又會適得其反，因此合理的把兩種教學手段有機結合起來，揚長避短，才能取得良好的教學效果。
（4）加強理論與實際相結合的教學手段。教師在講解新內容前，通過視頻、圖片和動畫等手段，創造實際工程情境，從而引出將要教學的內容，以充分激發學生的學習興趣。在講解完相關理論知識點后，可以通過分析典型的工程案例加強理解，從而潛移默化地將工程思維滲透到學生的學習過程中。例如在講解到桁架結構時，可以帶領學生到桁架結構的工廠或公共建筑進行實地講解；在講解到超靜定的剛架結構時，可以與實際的框架結構工程對比等。
（5）創建網絡教學平臺。通過建設網絡教學平臺，教師可以把教案、多媒體課件、習題練習、試題庫等教學資源上傳，提供各種學習參考資料，為學生的自主學習提供了方便條件；同時通過網絡教學平臺，還可以實現教師與學生的實時交流互動，及時幫助學生解決在學習中所遇到的困難。
2．3增加實踐教學環節
力學概念是從實踐中來的，開設結構力學課程實驗有助于學生理解課堂上的一些基本概念和專業知識，培養學生的綜合分析能力、獨立解決實際問題的能力、創新能力等。另外，土木工程專業還可以增設結構模型大賽，讓學生自行設計結構模型，激發學生的創造性和自主學習的能力，增強學生對專業的感性認識和學習興趣。
2．4考核方式的改革
傳統的考試方法只能考核學生對課本基本理論知識的掌握程度，這種考核不能反映學生的綜合能力，是不的。為適應現代結構力學教學模式的要求，對原有的一次性考核進行改革，具體如下：
（1）加強日常教學管理，不僅對學生平時課堂出勤率、作業完成情況進行考核，還要對學生整體表現進行考核，比如課堂回答問題的情況、答疑質疑情況等。
（2）增加期中考試，對學生階段性知識掌握情況進行考核，通過考核結果反饋學生對所學知識的掌握情況，從而為下一步的教學工作奠定基礎，并把考核結果按比例記入期末考試總成績。
（3）對考試試題類型進行改革，區別于以往的以典型題目計算為主的題型，增加對定性分析內容的考核。通過靈活的考核方式，來提高學生的學習興趣和創新意識。
3結語
隨著社會的發展，立足于應用型本科教學的培養目標，應用型人才培養是結構力學課程教學改革的定位。只有不斷改進結構力學教學模式，加強結構力學與工程實踐的聯系，與時俱進，才能提高學生運用力學知識解決工程實際問題的能力，增強學生的市場競爭力，真正實現新形勢下結構力學課程“厚實基礎、服務專業、強化應用”的培養目標。
作者：趙麗君 單位：洛陽理工學院土木工程系
結構力學論文:關于結構力學課程考試改革實踐探討
一、國內高校課程考試情況
目前在課程考試中存在閉卷多、開卷少，筆試多、口試少，一次性考試定論多、數次考試及綜合評價少的現象。由于大學課程一般是每周一至兩次課，課程考核安排在學期結束前進行，教學過程延續時間比較長，部分學生即使平時沒有在課程學習上投入足夠精力，只要在期末考試前進行短時間集中復習，突擊學習、抄作業、抄筆記，就能應付，甚至得高分，考試過后，大腦一片空白。在很多學校，這種現象普遍存在。迫于教學指標的壓力，為了保障一定的考核通過率，教師也不得不遷就這種情況的發生，這在某種程度上，打擊了學生平時認真學習的積極性，助長了投機行為。
1.成績評定手段和方式單一
通過對國內高校課程成績評定的現狀進行調研后發現，目前大部分學校的課程成績評定基本上采取如下三種方法：一是將學生期末考試卷面所得成績作為該門課程的評定依據；二是平時考核成績和期末考試卷面成績各占一定比例（平時成績比例一般占20％～30％）；三是以期末考試卷面成績為主，輔之以課程教學過程中的過程考核成績進行綜合評定。從科學性和合理性上來說，第三種方法相對好一些，因為該方法強化了對學習中間過程的評價和考核，可以有效調動學生日常學習的主動性和積極性，同時也改善了其他成績評定方法中存在的片面性。但是由于過程成績的評定缺乏一個科學合理的量化標準，很多情況下過程成績變成了教師人為調整學生成績的機動砝碼，成為期末考試卷面成績較低學生的翻身手段。上述三種主要形式都無形中受到期末考試“一考定乾坤”的影響。
2.考試信息反饋缺乏
傳統的考試方式，對試卷中反映的問題，很少反饋給參加考試的學生。考試（尤其是只有一次期末考試的課程）只起到了評定分數的作用，對教與學的促進作用沒有充分發揮出來。如果學生能通過考核，了解自己的學習狀態，找出自己學習方面的差距和不足，會對下一步的學習過程起到促進作用。教師在教學過程中，不斷地分析學生掌握課程內容的程度，也可以有針對性地調整教學進程，并對學生個體進行指導。
二、土木工程專業《結構力學》課程考試改革實踐
高等學校要深化課程教學改革，考試改革成為課程改革中必需面對的一個突出問題。而力學課程作為工科專業歷史悠久的課程，其課程體系和內容、教學方式和手段、考核方式及成績評定，均已形成了一些固有模式。經驗和實踐均表明，閉卷考試形式雖然有命題過程簡單、閱卷過程客觀、容易標準化等優點，但也不可避免地存在傳統考試方式所固有的通病。由于歷史和現實原因，力學課程考試改革難度較大，但隨著教育體系、教學方式改革的深入，考試改革的需求變得越來越迫切。針對課程特點，以土木工程專業的《結構力學提高》課程為試點對象，具體作法如下。
1.考試方式的改革
科學合理的考試方式能有效地檢驗教學過程和教學成果是否達到了預期目標。在前期調研和實踐的基礎上，借鑒國內一些理工科院校的成功經驗，《結構力學提高》課程考試采用平時考核與期末考試有機結合的新方式。任課教師根據大綱要求的教學內容將基礎知識按章節進行總結歸納，在每章內容學習結束時組織一次階段測驗，測驗時間為20～30分鐘，注重考核大綱要求的重點基礎知識和基本方法。為了保障平時測驗的公平性，開課班級人數不宜過多，在有條件的情況下，應小班開課，一般控制在50人以內。由于平時測驗不能像期末考試那樣監考，故我們采用了每次測驗出多道考題，由學號尾數控制的方式。期末考試命題則以綜合應用為主，考查學生運用理論依據分析問題的能力。這樣的考核方式，有利于克服死記硬背，突擊復習的現象。平時測驗以筆試為主，也可輔以提問，進行口試。
2.考試內容的改革
為適應《結構力學》課程本身的基本性質，在課程考試內容上側重對學生基本理論、基本方法和基本技能的掌握情況進行考核，并注意培養學生發現問題、分析問題和解決問題的意識和能力。以此為基本思想，設計平時課程考試的基本內容。平時測驗的試題多為基礎性題目，靈活性大，綜合運用知識能力強的題目占較小比例。學生通過這樣的平時課堂測驗，可以隨時檢查自己的學習情況，意識到過程學習的重要性，從而激發學習動力和興趣，這一做法對于強化基礎知識和基本技能的訓練十分有利。
3.成績評定方法的改革
為了使成績能科學合理地反映學生對課程內容掌握的真實情況，強調過程學習的重要性，敦促學生回歸課堂，扭轉“期末突擊復習”和“一考定乾坤”的局面，做如下改革：學生總評成績由平時過程成績和期末考試卷面成績構成，按照一定比例進行加權折算。平時成績所占總比例為60%，包括課堂出勤情況考核（5%）、課堂表現及提問（10%）、小測驗（35%）和課后作業（10%），期末考試卷面成績占40%。
4.成績管理的改革
由于最終課程成績中提高了平時考核成績的比例，為了保障課程考核成績公平合理，采用科學合理、切實有效的成績管理方法變得非常重要。任課教師在組織教學和授課過程中要做好記錄，客觀公正地給出平時成績，并定期采用適當方式予以公布，以便接受學生監督、及時發現問題。歷次小測驗經批改、登記后及時返回學生手中并及時點評，學生能隨時了解自己的學習狀態。通過以上行之有效的措施，學生能充分認識到考試改革的意義和重要性，能夠積極配合任課教師共同完成考試改革各個環節的實施。實踐表明，在課程教學過程中實施以上方案取得了很好的效果，課堂的出勤率保持在一個較高的水平，大多數學生感覺課堂學習很有收獲，基本克服了考前突擊的弊病。
三、考試改革中應注意的問題
1.方案制定環節
方案的制訂在考試改革過程中非常重要，方案要以學生為本，因依托的課程而定。要充分考慮到依托課程的性質和特點，還要結合學生的實際情況諸如學生整體素質、學習風氣、基礎知識掌握情況、選課學生人數等。方案制訂完成后，在實施過程中還要結合具體情況進行及時調整和完善。
2.方案實施環節
改革過程中要充分考慮方案實施的可能性，如果實施不了或者實施起來效果不顯著，方案制訂得再好也沒有意義。在實施過程中要隨時注意學生的反應、注重收集學生的意見。考試改革的最終目的是讓廣大學生受益，從而促進學風和教學質量的不斷提高，如何才能有效實現這一目標需要每一位參與考試改革工作的教師進行深入思考。
3.課程的過程管理
科學合理、嚴格規范的過程管理是保障考試改革順利進行、實現預期目標的重要保障，只有實施嚴格的過程管理，學生才能認真參與，提高學習積極性和自覺性，主動地回歸課堂。考試改革工作必然加大了教師教學工作量，在教師教學科研任務繁重的今天，如何鼓勵教師投入教學改革工作，是學校領導和教學管理部門應該認真考慮的問題。
高校教學課程體系改革是一個系統工程，課程考試改革很大程度上要依賴于教學體系、教學內容的改革。作為課程改革的重要組成部分，考試應進行更加深入地改革，應建立長效機制，以指導、規范此項工作的開展。在改革過程中，通過科學合理的考試方法和考試形式不斷調動學生的學習積極性和主動型，幫助其掌握正確的學習方法，培養發現問題、分析問題和解決問題的能力，推進素質教育的實施，從而培養出高素質人才。
作者：張少波 楊其偉 單位：北方工業大學
結構力學論文:應用技術型本科院校結構力學課程教學改革探討
【摘要】結構力學在土木工程人才專業能力培養中占據著極其重要的地位，為學生畢業后具有強有力的從業競爭力打下了堅實的基礎。針對目前應用技術型本科院校在結構力學課程中存在的問題，從教材選擇、課程內容、教學方法和考核方式四個方面，提出了課程改革建議，從而激發了學生的學習積極性和主動性，提高了學生綜合應用能力，確保了教學質量，真正做到理論聯系實踐，實踐促進理論的應用。
【關鍵詞】結構力學 土木工程 工程實踐 教學改革
應用技術型本科院校是要為社會培養高素質的應用型人才，具體到土木工程專業來講，就是要培養的工程師。的工程師除了具備土木工程專業領域的基礎理論和知識，還要有較強的處理實際工程中遇到的各種難題的能力；這不僅需要專業知識扎實，還要有應用所學知識分析問題和解決問題的能力。結構力學這門課程雖然以理論教學為主，但與工程實踐息息相關，許多工程問題和科學研究都需要采用結構力學的知識來分析，找出原因，然后予以解決。結構力學的教學目的是使學生掌握各類結構的受力性能，培養結構分析與計算的能力，為學習有關專業課程及進行結構設計和科學研究打下基礎。
因此，在結構力學的實際教學過程中，既要注重基本理論的講解，也要注重工程應用，真正做到理論服務于實踐，實踐促進理論發展。但是，對應用技術型本科院校而言，現有的結構力學課程為研究型大學結構力學課程的壓縮，只強調知識點的縮減和壓縮，無實踐相關內容的增加，不適用學科和行業發展的需要，因此對該課程課程內容、教學方法和課程體系的改革刻不容緩。
一、目前存在的問題
（一）教材與培養目標脫節，不分方向統一教材。 對于大土木而言，結構力學為各個方向的專業平臺必修課，但是出于各種原因，在對教材選擇上，對土木工程專業、道路橋梁專業和工程管理專業教材同為一本教材，只是授課內容有所刪減，體現不了專業方向的差別，更不要說服務培養目標。另外，教材多年不變，有的甚至從建校一直使用一本教材，較少考慮學生的實際適應情況，導致大部分學生聞結構力學而色變，對學習該課程有抵觸情緒，學習熱情和積極性不高。
（二）課時不斷壓縮，內容有增無減。隨著地方高校的轉型發展，一方面，學校越來越重視實踐教學，新制定的培養方案中，要求實踐教學占到總學分的40%以上；另一方面專業認證需要學生掌握多方面的知識，相應的增加新課程較多；再加上，部分教師對結構力學的重視程度不夠，這就造成了結構力學課程的壓縮，由研究型大學的72+40學時，壓縮為72學時，進而壓縮到60學時左右。這樣不僅使得結構力學教學內容和深度不能保障，而且造成部分學生考研時，很多內容還需要自學。
（三）純理論教學，與工程實踐聯系不緊密。目前，結構力學教學基本沿用傳統教學模式，部分學校甚至還沒有在教學中采用多媒體，為純板書教學，與實際工程結合有限。課堂教學除了基本理論講解外，著重解題技巧的講解，與工程實際結合很少。
二、課程改革探討
針對目前結構力學課程教學中存在的問題，從教材選取、教學內容、教學方法以及考核方式等方面對其進行教學改革。
（一）以專業方向培養目標為導向，選擇教材。教材的選取應以培養目標為導向，土木專業、道橋專業和管理專業要根據各自的培養目標和專業方向，選取教材，不能以偏概全的統一教材。應用技術型本科院校結構力學教材的選取不能盲目照抄研究型大學，選用偏于研究的結構力學教材，這樣不僅會打擊學生的學習積極性，教師在講授過程中也會陷入比較尷尬的境地，教師盡力投入與學生的知識的獲取和學習熱情不成比例。另外，教材的選取也要針對不同類型學校學生的實際情況，應用技術型本科院校學生偏于工程的實際應用，因此在結構力學教材選取中，盡量不要選取太過偏于基礎理論講解的教材，要選取理論講解相對比較簡明，偏于應用的教材。如結構力學課程中對體系進行機動分析時，對地方院校學生只需要掌握判斷的基本規則就可以了，但是偏于基本理論的教材還增加了零載法等內容。
（二）在注重基本理論講解的基礎上，加強工程應用。結構力學是理論性和實踐性均較強的一門課程，學生在理解和掌握基本理論的基礎上，才能應用基本理論解決實際的問題。因此在教學過程中，教學內容要分層次、有系統的講授。教學內容和學生能力培養分三個層次，及時層次為基本理論的講解，所有學生都必須理解和掌握基本理論；第二層次為簡單分析和應用能力，要求學生利用基本理論分析和解決一般問題，即會求解結構力學習題；第三層次為綜合應用能力，不僅可以求解復雜的結構力學問題，而且需要結合實際工程，采用所學結構力學知識來分析問題，從而提出解決方案。另外，教學內容上除了要自成體系外，也要與材料力學和各類結構原理和設計課程聯系起來，真正做到把結構力學融入到土木專業的設計、施工、造價的各個行業能力培訓中。
（三）傳統教學方法與現代化教育手段結合，擴充教學內容，提高學生學習積極性。面對課時縮減，學生學習興趣和繼續深造的需要，在傳統板書和多媒體結合的基礎上，利用現代的網絡工具，網絡教育平臺、QQ群和慕課等建立興趣學習小組，教師定期進行新內容的講述、答疑和指導，從而擴充教學內容。另外，通過多媒體的采用，在課堂中增加實際工程中所遇到的問題，啟發學生用所學的結構力學知識來分析問題，讓學生認識到該課程在實際工程問題處理中的作用，從而提高學生的學習積極性和主動性。
（四）多種考核方式相結合，確保教學質量。 結構力學傳統的考核方式為閉卷筆試，雖然這種考核方式可以考察學生對基本理論的理解和掌握程度，以及一定的分析和解決問題的能力，但是也存在一定的缺陷，無法對學生綜合應力能力考核。因此，在考核方式中，除了常規的作業、課堂提問和期中考試外，增加課外競賽活動，舉行結構力學競賽和結構模型設計競賽，要求學生分組參加，并占課程考核成績的10%～20%。學生通過這類競賽，不僅可以提高其對知識的綜合應用能力，還可以培養團隊協作精神，自主學習的能力。教師也可以通過各類考核方式的反饋結果，思考教學內容的設置和教學方法，進一步深化教學改革，確實保障教學質量。
三、結論
結構力學是土木工程專業的專業基礎課，在人才專業能力培養中占據著極其重要的地位，是學生畢業后從事建筑施工、設計、監理、造價等相關專業所必須具備的專業知識，也為學生在土木工程行業具有從業競爭力奠定了堅實的理論基礎。在轉型背景下，對結構力學課程的教學改革勢在必行，從教材選取、教學內容、教學方法和考核方式對結構力學課程的改革，使學生綜合應用能力得到了綜合提高，學生學習積極性高漲，帶動更多其他專業學生參加校結構模型設計大賽，并連年在省賽中取得優異的成績。
結構力學論文:土木工程專業結構力學課程教學改革與實踐
摘要：結構力學是高校土木工程專業重要的一門專業基礎課程。本文以湖南城市學院土木工程專業學生為研究對象，分析了當前結構力學傳統教學方法中存在的問題，提出了從教學內容、教學方法、實驗教學及考試等方面進行教學改革的措施。從而提高課程教學質量、訓練學生的動手能力、培養具有較強綜合素質的高等技術應用型人才。
關鍵字：結構力學 土木工程 教學改革
一、結構力學課程教學的問題分析
首先，結構力學的傳統教學模式更為看重該課程的系統性和完整性，對于理論要求更高，使得整個教學過程較為復雜，學生面對如此艱深繁多的內容和結構都會感到無所適從，這種教學模式顯然是不人性化的。
其次，當前結構力學課程知識與專業課知識之間的溝通還不夠。通常的情況就是力學教師與專業課教師各忙各的，互不干涉。這種情況嚴重阻礙了結構力學課程與專業課程之間的融合， 是一種非常不利的教學現狀。
再次，多數力學教師往往僅僅是局限于理論這一塊！對于實際的工程問題知之甚少，甚至幾乎沒親身體驗過工程狀況。這就造成了這部分力學教師的教學無法真正達到教學目標，過于理論化的教學方式顯然是無法適應當今社會需求的。
二、 高校工程力學課程教學改革實踐
本文結合自己的教學經驗，從以下幾個方面談談怎樣開展結構力學課程的教學改革：
及時，轉變教育教學觀念。 結構力學教師應該改變過去落后的教育教學理念，把過去傳統的知識傳授為主，逐步轉向知識傳授與能力和素質培養并重的教學方式。使得學生能夠在學習力學專業知識的前提條件之下，也能夠培養自身的自學能力和工作能力。變被動接受為主動學習，使得工程力學教學由系統性向綜合性轉變。
第二，改變教育教學內容。 作為土木工程專業重要的專業基礎課，結構力學有著舉足輕重的改革意義和改革價值，要立足于當前結構力學教育教學的專業目標和特殊要求，盡可能改革當前教學的內容，把那些繁雜的內容精簡化。例如可以大量省略超靜定拱和空間桁架的內力計算，使得教學內容能夠更為貼近結構力學教學的目標和要求。
第三，豐富基礎理論內涵。 結構力學課程除了專業基礎知識的講授以外，更要重視對于這些基礎理論知識的實際應用。運用實際應用案例來不斷豐富基礎理論內涵，使得結構力學的課程教學不再顯得那么純理論性，而是融入了多個實際操作案例，加強與其他相關后續課程之間的聯系，使得結構力學課程變得理論與實踐并存。
第四，拓寬課程實驗內容。 由于結構力學課程屬于理論性與實踐性都較強的專業基礎性課程，因此結構力學課程除了要加強學生對于基礎理論和基本概念的理解與掌握以外，更要強化學生對于實際操作和實驗課的學習與實踐。這就有了結構建模。不僅要增加結構建模的學習，更要讓它與其他諸多相關實驗課相配合，這樣才能使得結構力學基礎課程有了理論加實驗的教學模式。從而與專業課程的教學模式更為貼近，也可以為結構力學課程教學改革提供更好的教學氛圍，培養學生的認識能力和動手能力。
第五，做好結構力學課程的課件。應該說任何一門功課在當前現代化教學輔助手段日益普遍化的情形之下，制作教學課件已經成為了一種必然的趨勢和教學模式。當前教學課件已經是現代化教學中的重要工具和手段之一。尤其是要制作一些動態的課件例如復雜結構的受力變形圖，可以幫助學生更好地理解和掌握一些基本概念和基礎理論，因此結構力學教師應該不斷細化教學課件，努力提高教學質量，多收集各種力學教學資料，認真整理并加以合適的加工，用更為細化的課件來使得力學教學顯得更為多樣化。從而切實發揮出教學課件的有效作用，實現課件的有效共享。
第六，改革力學課程教學方法。結構力學作為高校的一門基礎性課程，其教學改革的道路任重而道遠，絕不是一蹴而就的事情。我們甚至沒有一個十分成功的案例可以借鑒，當然也不能隨意照搬其他專業基礎課的改革模式，而是要在滿足教學目標和要求的前提條件之下，盡可能地改革結構力學的教學方法，努力提高教學效果和教學水平， 要改變教學觀念，打破舊的條條框框，優化教學內容教學大綱的制定和教材的編寫應有較強的針對性，力學課程教師要盡快改革教學方法，由淺入深地展開教學活動，善于由生活實際到力學問題，精講配合自學，加強實驗教學，提高學生操作技能，還應該利用掛圖、模型、多媒體教室等手段增強直觀教學效果，培養學生學習興趣。
第七，努力改進結構力學課程教學材料。 當前高校的很多結構力學教材改革已經取得了一定的成就，的確出現了很多適應新形勢需求的新教材， 但是就教材過于籠統化，無法適應獨特的需求。或者是教材細節安排和具體內容的表述方面存在一定的問題，還沒有真正達到教材的目標。 因此，結構力學教師應該重視對教材的改革工作，尤其是名校名師要多編寫一些精品教材，以使教材能夠充分發揮出教學的重要作用。
第八，培養學生的實驗設計能力。 結構力學課程作為一門理論與實踐相結合的基礎性課程，其實驗教學環節也是非常重要的。結構力學教師應該要不斷改革實驗方法，努力培養學生的實驗建模能力，改變過去傳統的教師主導地位， 充分發揮出學生的主觀能動性，例如可以將實驗內容作為課后作業，計入考試成績。這樣就可以鍛煉學生的動手能力，讓他們在基本掌握相關理論知識的基礎之上，自己查閱相關資料，并進行分析討論，教師也要給予相應的指導和要求，并講授他們一定的實驗內容，讓學生進行實踐操作。
三、 結語
綜上所述，高校結構力學課程是一門非常重要的專業基礎性課程，其傳統的教學模式已不能適應當前時展的要求，必須盡快轉變教師和學生的地位。教師變為指導者，學生變為主動學習者，讓研究論文代替實驗報告，培養學生的綜合素質，實現理論教學與實踐教學的有機整合。實現課堂學習與課外學習的有機整合。開設綜合性實驗，培養學生分析問題解決問題的能力。
結構力學論文:工程設計中結構力學概念的重要作用
摘要：近年來，我國的經濟迅速的發展，建筑行業也迅猛的發展起來。在工程設計中，結構設計起到了舉足輕重的作用，而結構力學是結構設計中所必備的基礎知識。只有充分應用結構力學的概念，才可以在工程結構設計中做到優化結構方案、優化結構投資組合、合理設計構件的受力。結構力學的應用在工程設計中有著非比尋常的意義，本文主要研究工程設計中結構力學概念的重要作用，力求在工程設計中實現實用、安全、美觀、經濟的統一。
關鍵詞：工程設計；結構力學概念；重要作用
引言：在建筑工程的設計中，結構設計是一個重要環節。在結構設計中，我們經常強調概念設計。什么是概念設計呢？所謂的概念設計就是指在項目開始之初，結構工程師對結構形式進行簡化，對結構的體系進行整體布置；在結構設計的過程中，對結構荷載、構件受力的優化、傳力途徑的優化等等各方面的考慮。結構設計主要研究內容是研究工程結構的受力和傳力規律，是固體力學的一個分支，研究如何進行結構優化的學科。如何將結構力學合理巧妙的運用到工程結構中，是工程設計中的重中之重。
1.結構力學應用的重要意義
結構計算簡圖的選擇過程十分的復雜，需要經歷不同的環節，在選擇的過程中需要熟練的掌握結構知識、運用力學知識以及敏銳的洞察力和豐富的工程實踐經驗，通過科學的論證，綜合考慮各方面的因素，對結構合理的簡化。什么是概念設計和概念分析理念：結構設計中設想在前，計算在后。先根據定性分析進行設想，定性分析之后，進行定量分析。如果定性失準那么定量也必定會失準。設計人員在進行工程設計以及實際的工程建設中，要對建筑結構相應的結構變形以及合理形式等有整體的概念，同時也要具備定性分析的能力，而且還要對工程中發生的狀況和計算的數據以及其他各種問題有判讀能力。工程設計離不開結構力學。建筑工程技術設計人員必須掌握最基本的工程結構理論以及設計方法，結合建筑的性質，功能以及業主的要求作出合理的工程結構設計的技能。
2.結構力學概念在異形柱結構體系中的應用
所謂異形結構柱體系，故名思義，就是柱子的形狀是異形的，不是普通框架結構那樣的圓形或者矩形。異性結構柱是一種特殊的柱子，異性結構柱可以做成L形，十字形以及T形。相對于普通的結構框架，異形柱的截面不如舉行截面承載力好，但是可以更好的滿足住宅的要求，滿足住在內部不出現凸角，有利于建筑空間的合理運用，對建筑的感官體驗有十分明顯的提升效果，使建筑的使用功能更加實用方便，建筑設計更加靈活，因此而得到廣泛的應用。
正是因為異形柱結構截面比較特殊，在異形柱的截面對稱軸內受到水平力的作用時，其翹曲應力經過彈力分析計算十分的小，這種情況下，可以按平截面假定進行分析，這種情況如同偏壓構建承受水平力，按照混凝土的設計規范進行計算。尤其是在框-剪，框-筒結構中，對VI度及其以下烈度區的I，II類場地，框架柱只承擔水平風載的一小部分，如按一般偏壓柱計算，誤差較小。這種情況下，可以通過將等剛度等面積代換，代換成普通的矩形柱之后，再按程序對其進行整體的分析。如果是在水平力沒有作用在主軸且水平力較大的情況下，就應該對翹曲應力引起重視，這種情況下按平截面假定進行分析的話會產生較大的誤差，更適用與對其進行有限元分析，通過有限元分析來決定配筋的位置，內力等各種結果。
3.結構力學概念在基坑支護中的應用
目前，隨著我國建筑行業的飛速發展，高層建筑越來越多，高層建筑的增多帶來了深基坑支護結構的一場技術革命。深基坑支護基于極限平衡理論進行結構的設計計算，深基坑支護結構的實際受力情況是十分復雜的。我們常用的深基坑支護結構設計計算方法主要有三類，分別是有限元分析法和極限平衡法以及土抗力法。當前應用比較廣泛的是彈性地基反力法，這一方法屬于土抗力法中的一種方法。另彈性支點法也是目前較為常用的一種方法，在我國JGJ120-99建筑基坑支護技術規程中被推薦。這一方法是把支護結構看做是豎向放置的彈性地基梁，把支錨點簡化為彈簧，這種情況下基坑外側的主動圖壓力分布情況呈梯形；基坑內側的土體用土彈簧模擬，剛度系數為常量，在線性共同作用彈性地基反力法中，基坑內、外側的土體均用剛度系數為定值的土彈簧模擬，彈性支點法和線性共同作用彈性地基反力法對工程實際都作了較大的簡化。土體與基坑支護結構是一個相互作用的體系，土抗力與支護結構位移的關系是非線性的。
4.結束語
結構力學概念的研究具有身份重要的意義，通過研究結構力學，屋面可以了解建筑工程結構在外荷載作用下的一些規律，例如：應力、應變、位移等。還可以通過結構力學分析不同類型不同材料的工程結構。做好對結構力學知識的掌握和運用，可以為工程設計提供分析方法和計算公式，有利于我國工程行業的良好發展。
結構力學論文:當前高層建筑結構力學分析方法探析
【摘要】隨著我國經濟水平的不斷提升，高層建筑的規模也在不斷擴大，在高層建筑的設計過程中，如何獲取經濟而又穩定的結構體系，是進行結構力學分析的目的之一。當前，我國在高層建筑結構力學分析的分析方法中，存在著包括常微分方程求解器、有限條法和樣條函數法以及化理論在的若干分析方法，本文主要在對這些方法進行分析的基礎上，提出了這些方法在我國高層建筑結構體系分析中的被動局限，指出在未來的發展方向。
【關鍵詞】高層建筑；結構力學；分析方法
一、引言
當前，我國的經濟水平不斷提升，城市化進程也在加快，而城市中的高層建筑建設規模額在擴大。在高層建筑的建設中，其側移和內力隨著結構高度增加而急劇增加，當高層建筑達到一定高度時，側向位移很大，所以水平荷載產生的側移和內力是確定結構體系、材料用量和造價的決定因素。明顯可以看出，結構材料并不是支撐高層建筑的強度，而靠的是設計剛度，在對剛度的設計上，又和高層建筑結構力學體系有著非常緊密的聯系。因此，對于高層建筑來說，如何選擇合理而又經濟的結構體系，對其進行結構力學分析就顯得非常重要。由于我國和西方發達國家相比，高層建筑建設水平還有待提升，尤其在對高層建筑結構力學的分析方法上，還比較單一。因此，本文結合我國現狀，通過對我國當前常用的一些包括常微分方程求解器、有限條法和樣條函數法以及化理論等結構力學分析主要方法進行探討的基礎上，希望可以為我國未來高層建筑結構力學分析水平更上一層做出貢獻。
二、高層建筑結構力學主要分析方法
（1）常微分方程求解器
在當前高層建筑的結構力學分析中，以常微分方程求解器為基礎的結構力學分析方法應用十分廣泛。對于以常微分方程求解器為基礎的結構力學分析方法來說，其獲取的結果不僅有效，而且功能，具有較強的可操作性。尤其在誤差極限的處理中，可以有效獲得另用戶滿意的精度要求。在具體的應用過程中，常微分方程求解器首先對用戶進行預先解答，提高解答的精度，降低解答指定的誤差限。根據當前在高層建筑中應用的常微分方程求解器，可以有效達到對高層建筑結構樓板變形時的動力、穩定以及靜力計算，從而有效實現對數據的整體處理和分析。同時，相關人員在使用常微分求解器時，也可以明顯降低在結構力學分析時的處理量，對于改善運算效果也有重要的作用，從一定意義上來說也是對高層建筑結構的優化。
（2）有限條法和樣條函數法
在高層建筑結構力學的分析方法中，有限條法和樣條函數法也是兩種非常重要的分析方法。對于有限條法來說，其非常適合適用于高層建筑中結構呈現幾何形狀或者在高度上呈現一定的物理規則變化的形狀，在該種結構體系中采用有限條法進行分析，可以達到有效的結果。在分析過程中，可以在某些方向上采用簡單的多項式分析，而將其他方向作為連雪、可微，且事先滿足條端邊界條件的級數。尤其要注意的是，在使用過程中，要十分注意對結構計算模型、條元的位移函數以及等效連續體的物理常數的合理選擇，能否進行科學合理的選擇，將會對能夠提高精度和簡化計算帶來重要的影響。樣條函數是分段多項式的一種，與一般有限單元法相比，它的位移模式曲線擬合度好、連續性及通用性，系數矩陣稀疏、計算量小，且具有緊湊、收斂，完備和穩定等方面特征。
（3）化理論
在高層建筑結構力學分析中應用的化理論來說，其主要是通過采用數學中的化理論以及計算機技術而實現結構設計的方法。在化理論之下，可以實現結構設計的被動設計向主動設計的轉變。通過化理論，高層建筑結構設計變的更加靈活，有良好的促進效果。當然，化理論是空間的要求相較其他分析方法來說，具有更加嚴格的要求。在設計過程，盡量保障在最小質量的前提下能產生較大的剛度。當前，采用化理論進行剪力墻的數量和布置是高層建筑結構力學中常用的一種優化方式，能夠取得預期的良好結果。
（4）分區廣義變分原理與分區混合有限元
有限元，特別是雜交元和非協調元的發展，促進了分區廣義變分原理的研究。清華大學龍馭球教授在分區混合廣義變分原理基礎上提出了分區混合有限元法。基于分區廣義變分原理的分區混合有限元法是繼位移法、雜交元法之后的新方法，它將彈性體分成勢能區和余能區，勢能區采用位移單元，以結點位移為基本未知量；余能區采用應力單元，以應力函數作為基本未知量，而區交界面通過引入附加的能量項在積分意義下滿足位移和力的連續條件，從而保障了收斂性，通過取總能量泛函為駐值建立分區混合有限元法基本方程。而使用分區混合有限元方法，具有更好的適應性和更加靈活的分區，可以有效保障收斂特性，比如，可以用于計算框支剪力墻角區應力集中等較為困難的問題中可以取得良好的效果，可見，其應用前景同樣比較管廣闊。
（5）彈塑性動力分析法
彈塑性動力分析法隨著我國高層建筑建設規模的不斷擴大而獲得了快速的發展，其原理主要是利用記錄的地震波數值，間接的將輸入結構，然后對結構彈塑性功能大小進行科學、合理的分析，在以上的分析結果基礎上，結合彈塑性恢復的特征，構建與之對應的動力方程。無論在理論還是在實際的應用中，彈塑性動力分析法和其余方法相比都有著明顯的優勢。尤其在發現高層建筑結構存在薄弱環節的時候，需要對變形狀況進行處理時更加適用。當然，在當前應用的彈塑性動力分析法還存在一定的局限性，需要在實際的應用過程中引起重視。比如，在使用彈塑性動力分析法時，其前提條件往往和高層建筑結構的實際情況往往存在著一定的差異性，而這種差異性也引起了國內外很多研究者的注意，需要在未來進一步進行完善。
三、結束語
綜上所述，在高層建筑結構力學分析中，包括常微分方程求解器、有限條法和樣條函數法以及化理論等在內的一些結構力學分析方法，在我國當前高層建筑結構體系的設計中發揮了巨大的作用。但是需要看到的是，在應用這些方法的時候，大多都還停留在利用現有的計算理論進行被動設計的階段。而這種被動設計，顯然不能滿足未來高層建筑朝著技術功能先進和藝術結合的方向發展。因此，在未來，還需要對這些結構力學分析方法進行改進和完善，以促進我國高層建筑建設水平的進一步提升。
