培養(yǎng)應(yīng)用型高等工程技術(shù)人才 加強(qiáng)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程建設(shè)

唐麗云　齊良鋒　張淑云　肖前慧

[摘要] 結(jié)構(gòu)力學(xué)是土建類各專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程理論性強(qiáng)、概念多、方法技巧性要求高。本文從修訂教學(xué)大綱、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和理論聯(lián)系實(shí)際三方面探討如何加強(qiáng)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程建設(shè)，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型高等工程技術(shù)人才的目的。

[關(guān)鍵詞] 工程技術(shù)人才 結(jié)構(gòu)力學(xué) 教學(xué)大綱 結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 理論聯(lián)系實(shí)際

引言

學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程體系的理解和掌握，直接關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)技能以及解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力形成。八所重點(diǎn)大學(xué)土木工程類專業(yè)的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)情況調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1[1]。

修訂教學(xué)大綱，使教學(xué)內(nèi)容的范圍和難易程度與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)

目前，土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)計(jì)劃中，學(xué)時(shí)分配如下：《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ》48學(xué)時(shí)（內(nèi)容包含構(gòu)造分析、靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力、影響線、靜定結(jié)構(gòu)位移）?！督Y(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ》60學(xué)時(shí)（內(nèi)容包含力法、位移法、力矩分配法、矩陣位移法、結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算、穩(wěn)定），講課內(nèi)容和深度基本參照其他名校的要求。由于課時(shí)相對(duì)偏少、學(xué)生素質(zhì)相對(duì)較差，每次考試不及格率較高，要改變此種狀況，最重要的是要量體裁衣。在保證滿足本科教學(xué)要求的前提下，對(duì)某些內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減和增加，對(duì)某些內(nèi)容的難易程度適當(dāng)降低，加強(qiáng)基本理論的理解，降低解題的技巧性要求。例如，在《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ》的教學(xué)中，要著重加強(qiáng)對(duì)單跨簡(jiǎn)支梁內(nèi)力圖繪制的講解和反復(fù)訓(xùn)練（《材料力學(xué)》已講過(guò)），學(xué)生才能掌握好用疊加法繪制多跨靜定梁和靜定剛架的內(nèi)力圖。在《結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅱ》教學(xué)中，加強(qiáng)力法、位移法尤其是力矩分配法的學(xué)習(xí)，學(xué)生能利用這些方法熟練計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力，因?yàn)檫@部分內(nèi)容在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要用到，對(duì)于矩陣位移法、結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算、穩(wěn)定部分的內(nèi)容可以加強(qiáng)概念和基本理論的理解，計(jì)算要求可以相對(duì)簡(jiǎn)單一些。

根據(jù)修訂教學(xué)大綱，可采用高等教育出版社出版的，洪范文主編的結(jié)構(gòu)力學(xué)第五版[2]進(jìn)行教學(xué)。

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

增設(shè)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和工程意識(shí)。

1.單跨平面剛架集中荷載作用下結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)要求，對(duì)單跨平面剛架分級(jí)加載，分別測(cè)量各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力和變形值；應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)，采用半剛架法，用力法或位移法進(jìn)行受力分析，計(jì)算測(cè)點(diǎn)應(yīng)力變形值，并與實(shí)測(cè)值比較；對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析并給出結(jié)論。此試驗(yàn)可讓學(xué)生掌握單跨平面剛架應(yīng)力和變形測(cè)試方法，熟悉結(jié)構(gòu)試驗(yàn)常用設(shè)備儀器及使用方法，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2.確定支座剛度試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)要求，對(duì)兩副支座相對(duì)剛度不同的簡(jiǎn)單剛架在跨中加載，利用百分表測(cè)得跨中的撓度，并與計(jì)算結(jié)果比較，給出相應(yīng)的結(jié)論。此試驗(yàn)可以讓學(xué)生進(jìn)一步了解結(jié)構(gòu)支座相對(duì)剛度的概念，掌握撓度的測(cè)試方法和熟悉百分表的使用。

3.多功能結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)。根據(jù)所提供的梁、活動(dòng)支座、構(gòu)件形式和測(cè)量?jī)?nèi)容（撓度、應(yīng)力），驗(yàn)證梁結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算；根據(jù)所提供的桿件、連接件、連接板、測(cè)量?jī)x器及加載方法來(lái)設(shè)計(jì)剛架的結(jié)構(gòu)形式和測(cè)量?jī)?nèi)容（撓度、應(yīng)力），并分析結(jié)構(gòu)受力情況，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算。根據(jù)所提供的桿件、連接件、連接板、測(cè)量?jī)x器及加載方法來(lái)設(shè)計(jì)桁架的結(jié)構(gòu)形式和測(cè)量?jī)?nèi)容（撓度、應(yīng)力），并分析結(jié)構(gòu)受力情況，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算。此試驗(yàn)通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型、測(cè)量方法，培養(yǎng)其動(dòng)手能力及分析和解決問(wèn)題的能力。

同時(shí)，積極開(kāi)拓第二課堂教學(xué)，組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)、制作構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。

理論與實(shí)踐相結(jié)合

加強(qiáng)課堂教學(xué)與實(shí)際工程和相關(guān)專業(yè)知識(shí)的結(jié)合。很多學(xué)生在后續(xù)課程如《混凝土結(jié)構(gòu)》、《鋼結(jié)構(gòu)》等課程學(xué)習(xí)中，不會(huì)將《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程內(nèi)容與之相結(jié)合，而是各門課程成為各個(gè)分散的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際結(jié)構(gòu)不知道怎樣對(duì)應(yīng)。

在鋼筋混凝土樓蓋課程設(shè)計(jì)中，單向樓板一般采用多跨連續(xù)梁計(jì)算，教材附表中給出了多跨連續(xù)梁的內(nèi)力計(jì)算系數(shù)，用以簡(jiǎn)化求解超靜定結(jié)構(gòu)，學(xué)生往往只要查表就行了，當(dāng)遇到計(jì)算簡(jiǎn)圖與附表中不一致時(shí)，學(xué)生會(huì)束手無(wú)策，想不到用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法去求解。因此，在《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)中，加強(qiáng)與后續(xù)專業(yè)課程和實(shí)際工程聯(lián)系的講解，有利于學(xué)生各知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通，并可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏德敏.土木工程專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)改革動(dòng)態(tài)分析[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004，4.

[2]洪范文.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2005，7.

作者單位：唐麗云 張淑云 肖前慧 西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 陜西西安

齊良鋒 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院建筑與安全工程學(xué)院 上海