【正文】  摘 要：结构力学课程是土木建筑类专业非常重要的一门专业基础课，是前续理论力学和材料力学的延伸，为后续专业课程提供一般的计算原理和分析方法。该课程知识点多、理论概念性较强、方法技巧性较高、计算繁琐等。作者结合自己工程实践和教学经验，提出了在课程中理论联系实际，动手做结构模型，计算辅助结构力学求解器等引入到课堂中，帮助学生计算和对概念的应用。实践证明，学习的学习兴趣得到了提高，变被动学习为主动学习，且理论联系实际，培养了自学和独立思考能力。
　　关键词：应用型，结构力学，模型
  结构力学是土木、道桥、水工、地下工程及相关专业的一门重要专业基础课，它既是前续理论力学和材料力学课程的深化与延伸，又为后续专业课程混凝土结构基本原理及设计、钢结构等课程提供一般的计算原理与分析方法，也是毕业设计的核心内容，在整个专业中占有至关重要的地位。它主要研究工程结构力的规律，及如何进行结构优化的学科。学好结构力学是学好工程结构课的重要条件，同时也是作为一个工程师所必须具备的基础知识。
　　1结构力学课程目前存在的问题
　　结构力学课程的特点是：知识点多、理论概念性较强、方法技巧性较高、计算繁琐等，结构力学知识框架体系如图1所示。目前应用型本科院校学生学习结构力学课程的现状并不乐观。对于这些院校，学生的基础相对较差，对概念性和理论性强的课程学习比较吃力。一方面，学生对结构力学的学习有明显的畏难情绪，积极性不高，学生缺乏主动学习的积极性。另一方面，教师也仅仅是在教育部规定的学时内将结构力学内容灌输给学生，形式单一。多方面因素导致结构力学课程教学效果不理想，学生在付出努力后仍然不能取得理想的学习效果。历年考试卷面不及格率与其他课程相比居高不下。


















  图1  结构力学知识框架体系
　　基于以上问题，本文提出了多维角度教学理念，在结构力学课程中通过理论联系实际，与实际工程，动手做实验加强概念的理解。理论概念需要通过练习来加深理解，方法技巧需要通过多做来熟练掌握。通过把结构力学求解器引入结构力学课程中，提高计算能力，帮助学生计算和对概念和计算的加深应用。通过制作结构模型的应用，对理论学习融入到实践中。实践证明，学习的学习兴趣得到了提高，变被动学习为主动学习，且理论联系实际，培养了自学和独立思考能力。
　　2课程的改革和实践
　　结构力学的研究方法主要有工程结构的使用分析、实验研究、理论分析和计算三种。在结构设计和研究中，这三方面是交替进行并且是相辅相成的进行的。
　　使用分析就是在结构的使用过程中，对结构中出现的情况进行分析比较和总结，这是易行而又可靠的一种研究手段。使用分析对结构的评价和改进起着重要作用。新设计的结构也需要通过使用来检验性能。实验研究能为鉴定结构提供重要依据，这也是检验和发展结构力学理论和计算方法的主要手段。实验研究分为三类：模型实验、真实结构部件实验、真实结构实验。理论分析和计算引入软件帮助手算，手算和电算进行比对。
　　2.1  理论联系实际
　　土木专业的学生，毕业后大部分从事现场施工或结构设计等工作，结构力学理论来源于实际又指导实际工程，只有与工程实际相结合的结构力学才是充满生命力和趣味性的，为此结构力学教学必须理论联系实际。
　　比如可以让学生从输电线塔，桁架桥梁去体会桁架结构的特点；从欧洲古建筑、中国古赵州桥等实际工程让学生去了解拱结构；从汽车火车过桥的力学问题引入移动荷载及影响线概念。此外，在学习“结构力学”理论知识的同时，增加一些科研实践环节，让学生自己理论联系实际。








　　在相关理论知识点讲授完成后，通过典型案例分析强化知识点。对于比较抽象、难以描述的教学内容，采用多媒体等来进行讲解，增加学生的感性认识，帮助他们更好地理解和接受结构力学的概念和原理，使学生对该种结构形式有直观的认识，激发学生的学习兴趣。
　　2.2结构力学实验装置
　　结构力学实验室主要服务于结构力学课程的实验教学及学生创新实验。理论学习时，为方便学生对结构特性的理解，将结点简化为理想铰结点、刚结点，但理想结点在真实结构中不存在。我校结构力学实验室购买了结构力学组合实验装置，该实验装置，不仅可以开展有关结构力学所有计算方法的试验，而且还广泛应用于钢结构、钢筋混凝土、材料力学的教学中。结构力学组合试验装置如图4和图5所示。












　　2.3  结构力学求解器
　　结构力学求解器( Structural Mechanics Solver for Windows，简称 SM Solver) 是清华大学结构力学教研室袁驷教授主持研发的结构力学计算、分析软件。
　　结构力学求解器的求解内容包括了二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用精确算法给出精确解答，图6和图7分别为结构几何体系分析和桁架内力计算演示。




















  2.4结构模型制作
  在结构力学课程中的，分析结构几何组成及结构体系，学生很多时候对复杂图形及抽象概念无法理解。在类似的问题中，可增加结构力学的实践环节，在实验室提供材料和制作工具，学生每三个人一个小组（当然也可以由学生自由组合），但人数不宜过多，这样每个人都会参与到模型的制作中去。学生制作的桁架模型（图8）和拱结构模型（图9）。







  通过每个小组的模型制作讲解，模型试验考核等对模型打分，并计入《结构力学》课程的期末考核中。模型的制作可以使学生更深刻地理解实际结构的受力及理论计算与实际的差别，培养并提高学生的创新能力、分析与解决问题能力、实际动手能力和团队协作能力，进一步突出了结构力学应用于工程实践的重要性。
　　3总结
　　新形势下优化“结构力学”教学内容，增加实践环节，改进教学手段，发挥多媒体和网络教学平台优势，改进教学方法，理论联系实际并采用启发式教学，同时改进考试考核方法。这些措施提高了结构力学教学效果，培养了学生的动手能力和创新思维等综合素质，学生综合素质得到提高。 
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  作者简介：向娟，重庆大学城市科技学院，硕士，讲师.