结构力学范文
时间：2023-04-11 12:49:08
导语：如何才能写好一篇结构力学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
B、有必要C、没必要
D、无所谓（2）通过定性结构力学学习，你觉得有收获吗？A、收获很大
B、收获较大C、收获较小
D、没收获（3）你对定性结构力学的感觉如何？A、兴趣很浓厚 B、兴趣较大C、兴趣一般
D、不喜欢（4）你认为定性结构力学课程的教学方式，最好采用何种方式？A、单独设课B、在结构力学课程中作为一个独立内容讲授C、融合在结构力学课程的各个知识点中讲授D、其它（请列出）（5）你认为定性结构力学教学以多少学时比较合适？A、4~6学时
B、8~10学时C、12~14学时
D、16学时以上（6）你认为定性结构力学的教学题材应取自哪里？A、工程实践
B、日常生活C、教材中的示例 D、其它（请列出）（7）你认为定性结构力学分析的内容应包括哪些方面？A、结构计算的分析 B、计算思维的分析C、力学现象的分析 D、其它（请列出）（8）你认为定性结构力学的考核方式可采取哪种形式？A、笔试
B、小论文C、面试
D、其它（请列出）（9）你认为以下工作中，会涉及到定性结构力学的有哪些？A、科学研究
B、结构设计C、工程施工
D、工程监理（10）你平时在做结构力学作业时，计算结束后，有无对结果进行定性分析？A、每次都有
篇2
摘要：结构力学是一门系统性较强的土木工程类专业基础课，本文从结构力学课程特点入手，分析了当前二本院校土木工程专业结构力学教学过程中出现的问题，从教学方法、教学手段及教学改革等方面论述了问题的改进措施。本文对二本院校结构力学教学实践有一定的借鉴意义。
关键词：二本院校；结构力学；教学实践；改进措施
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）50-0158-02
结构力学是土木工程类专业一门重要的专业基础课，其任务是根据力学原理研究结构在外力及其他因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的组成规律和受力性能[1]。学生具备扎实、系统的工程结构分析和计算的能力，可为后续专业课程的学习，工作后从事结构设计、施工，及继续深造进行科学研究打好力学基础。
一、结构力学课程特点
结构力学各章之间系统性较强，知识点之间紧密联系[2]，结构的几何构造分析与结构内力分析计算密切相关，静定结构的内力求解、位移计算是超静定结构求解计算的基础。
结构力学及其先修课程高等数学、材料力学及理论力学的学习度都需要严密及较高的逻辑思维能力，二本院校土木工程专业学生的高考数学、物理入校成绩整体相对不高，逻辑思维能力相对较弱，对高等数学、大学物理、材料力学、理论力学、结构力学等土木工程类基础课程或专业基础课程的学习能力相对较差，造成二本院校土木工程专业学生在学习结构力学时积极性不高。因此，针对二本院校土木工程专业结构力学课程的教学实践，有必要进行认真的思考和研究，本文根据作者几年来在二本院校土木工程专业结构力学的教学经历，探讨二本院校土木工程专业结构力学
教学面临的问题，并提出一些相应的改进措施。
二、二本院校结构力学教学面临的问题
1.学生先修课程掌握较差。正如前所述，由于学生在学习材料力学、理论力学等先修课程时，很多知识点掌握不牢固，有些学生材料力学、理论力学期末考试靠突击学习，仅掌握考点知识，而没有整体把握力学知识点之间的逻辑关系，造成在结构力学的学习中，新知识点的学习涉及到先修课程，老师不做讲解时，学生通常不能建立新旧知识点的联系。而且随着结构力学课程的深入，新知识内容数量的增加，学生不理解、没掌握的知识点越多，有些会逐渐丧失对结构力学的学习兴趣[3]。
2.学生自主学习能力较差。在结构力学上课过程中，通过与学生的交流，学生在课下预习和复习的比较少，作业存在抄袭的现象，主要原因是学生学习的自主能力较差，在大学阶段没有养成良好的学习习惯，玩电脑游戏现象比较严重。而且学生对结构力学烦琐的计算过程没有耐心，上课过程中在讲解跨度时间较长的理论推导过程或者习题时，学生后半段容易走神和不耐烦。
3.政策性导向影响。在国家高校新课程改革的大背景下，实践性教学越来越受到重视，很多院校都在缩减专业基础课的课时，扩大和增加实践课程的门类和课时，这更减少了学生在学习结构力学上的时间，而结构力学课程特点是必须有大量的习题训练来保证学习质量。
三、结构力学课程改进措施
通过对结构力学课程特点、面临问题的分析及现代课程的发展趋势，在结构力学教学实践过程中，应做好以下几点。
1.因材施教，精讲多练。对入学基础相对较弱的二本院校学生，结构力学的讲解应追求解题思路简单化，不深究教材中结论性概念原理，加强结论性概念的应用，合理分配各知识点之间的关系和时间。课上应多留给学生一些做习题的时间，做完后老师再讲解及与学生讨论，加深学生对解题思路的理解和认识。对于逻辑思维较强、善于思考的学生，概念性原理的探究可以与老师课下交流，或通过网络交流，这样既满足了大多数学生的需求，也照顾了个别学生的需要。对结构内力、位移的认识和求解，静定结构的学习是关键，尤其是对二本院校学生，静定结构部分应细讲，多练习，让学生真正理解求解各种静定结构内力、位移的实质，掌握画内力图的方法，这样才可以对后续超级静定结构的学习打下坚实的基础，因为实际的土木工程结构以超静定结构居多，超静定结构计算过程及方法，都包含着静定结构的计算方法。否则，如果学生没有理解与掌握静定结构部分的内力求解思路及画内力图的方法，对后续课程逐渐丧失了学习兴趣及学习动力，这也是学生觉得结构力学难学的重要原因。
2.温故知新，激发学习兴趣。大学课程的课时安排，一般结构力学每周3次或2次课，两次课之间跨越周期较长，以现在大学生的学习习惯和结构力学系统性的课程特点，两次课之间第二次上课的时候，上节课的知识点有可能忘记或模糊，如果讲新的知识点，有些学生往往会听不懂或不理解，所以，在讲解新知识之前，应加强与先学知识的衔接，和学生一块回忆上节课的学习内容；在新课讲解过程中，如果遇到大部分学生遗忘的先修课程的知识点，教师也应该给学生简单提醒，指出属于哪门课程、哪个地方W到过，这样就会减少学生对旧知识遗忘的失落感，激发学生对新知识的学习兴趣。
3.板书为主，多媒体为辅。结构力学主要是对杆件结构体系内力及位移的求解，对理科基础较差、逻辑思维能力较弱的二本院校土木工程专业学生，求解过程的推导必须在黑板上逐步详细的书写，板书更容易让学生理解和加深印象，边板书边讲解，推导讲解速度不能太快，给学生一个思考和接受的过程，速度过快，学生对新知识点不理解，越容易丧失学习结构力学的兴趣。教材中文字描述主要是对求解过程的叙述，这些在讲解过程中就可以表达清楚，不用再在多媒体课件中展示，结构力学多媒体课件的应用主要是例题与习题的数量较多，为节省时间，讲解例题、习题时，可以把例题与习题的题意和题图在多媒体课件中展示[4]，而例题与所要讲习题的推导求解过程仍需要逐步详细的板书。
4.课前预习，课上讨论，课后复习。勤能补拙，对二本院校的土木工程专业学生，如果想学好结构力学，必须苦下功夫。课前老师给学生布置相应的预习任务，让学生提前把上课要讲的新课提前预习，为激发学生提前预习兴趣，可以布置一些简单的内容，上课时给学生留出一定时间，让学生讲解，或拿出一个例题，让学生分组讨论，小组选定一个学生进行讲解；课后布置一定的课下作业，为督促学生完成作业，每节课前应简单分析评价学生的作业完成情况和完成作业过程出现的问题。
5.教学方式的改革。随着时代的进步，大学课程改革也随着快速发展，由最初的单纯靠教师在黑板板书，到多媒体课件的应用，而随着网络的发展，MOOC、微课、在线开放课程逐渐成为课程改革发展的重点。结构力学作为一门学生认为最难的土木工程专业基础课，对二本院校土木工程专业学生更是如此，网络视频课程的出现与发展对结构力学课程优势更明显，学生可以在网上对难度较大或不明白的地方反复听、反复看，也可以暂停下来，进行思考与消化。并且在线开放课程还有与教师互动的环节，学生网上在线与教师的讨论与互动既避免学生了闭门造车，又督促学生按进度进行学习。MOOC与网络视频开放课程的课后作业可以让学生对网络学习效果进行自我检测，以便总结学习经验和方法，为后面的学习予以指导。
课堂讲课内容与网络课程教学内容如何平衡？“翻转课堂”的出现很好地解决了这个问题，MOOC与网络视频开放课程的学习，可以让老师了解学生的自主学习状况，对学生自主学习出现的问题，教师可以设定相关的习题和主题，通过教师和学生、学生和学生之间进行讨论互动，以此来实现教师在课堂上给予针对性的辅导，促进学生知识的吸收内化过程。“翻转课堂”，学生也可以提出自己在MOOC与网络视频开放课程学习中出现的问题，以便与其他同学和老师进行交流和讨论。
参考文献：
[1]龙驭球，包世华.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2]贾红英，刘鸣，王新华.结构力学教学采用诱思探究法的实践[J].理工高教研究，2008，27（4）：122-123.
篇3
关键词：结构力学；教学改革；
中图分类号：O342文献标识码：A
结构力学是本科土木工程类专业的一门主干课程，其与另外几门力学如材料力学、理论力学相比，更注重于概念和技巧，因此我们在实际教学过程中除讲授基本的知识外，更要注意培养学生的能力和技巧，如此方能取得事半功倍的效果。
一、教学形式的改革
课堂教学中教师处于传统的核心位置，学生多数时候属于被动的接受，此种方式不利于教学质量的提高，尤其对于结构力学这门技巧性较强的科目来说，学生的主动参与，积极性和创造性的培养，对于学好这门课程至关重要。
1、提问式教学
怎样把学生的积极性调动起来，首先就要注重问题的提出，在授课之前，提出与讲授内容相关的一些问题，让学生带着问题去听讲，在听的过程中对问题进行思考，这样会使学生的学习更有目的性，会更清楚的明白课堂上老师讲授的内容可以解决什么问题，自然就会对所讲的内容产生兴趣。
课堂上，老师也要经常提问、提示，以此种方法来不断引导学生独立思考，激发学生的思维和求知欲望，使其对所学内容始终保持兴趣。同时，也要鼓励学生提出自己的问题和看法，对于问题要敢于质疑，这点更重要，这是锻炼学生创新思维的重要手段，往往通过质疑之后的学习，才能把一些力学概念理解得透彻。
2、讨论式教学
讨论式教学是和提问式教学相辅相成的，首先有了问题的提出，然后鼓励学生与学生之间，学生和老师之间进行讨论，通过集体讨论交流，可以开阔学生思路，提高其思维能力；而教师作为讨论过程中的管理者、引导者和促进者，在给予了学生参与权和讨论权的同时，应充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，而不是很直接告诉学生最终答案，或是在学生有不同看法时急于否定学生，老师经常提问和提示是正确的，这能激发学生的创新思维和强烈的求知欲望，使其学生独立思考，在学习中不断发现问题，提出问题，并尝试探索解决问题的途径和方法，最终通过讨论使学生有效解决学习中发现的问题、掌握了知识，并且通过这样的实践，培养了学生发现问题、提出问题、解决问题的能力。
二、课前课后的结合
1、课前预习的重要性
前面说到，提问式教学和讨论式教学的重要性，要有问题，要进行讨论，首先学生对于将要学习的内容应先进行预习，并且是带着问题进行预习，学生在老师讲授新的内容之前对内容有一个自己的理解，同时其中必定有很多暂不能解决的疑问，带着这些疑问去学习，学习自然就有目的性，学习过程中自然就可以提出问题，并且就这些问题进行讨论。
学生对新内容进行预习是按自己的理解和思维进行，这和被动的听老师讲有很大的不同，自己对问题的看法很可能和老师讲授的传统的解决问题的方法不同，这有利于从不同的角度去看问题和思考问题，有利于对问题理解得更加透彻，更有利于将前后所学的相关内容融会贯通起来。因此，课前预习，是进行提问式教学和讨论式教学的重要部分，不可或缺。
2、课后练习的必要性
课后练习涉及到了学生课后对于知识的进一步掌握和巩固，结构力学是一门实践性和技巧性很强的课程，这门课程的掌握最好的方法就是多做练习，技巧性强代表了题型的灵活多变，因此，常常是概念很简单，但落实到具体的题目上，却有多种变化，这也是力学类课程的特点，只有多做练习，多看多想才能熟练掌握。同时老师对于习题的选择也要注意具有代表性，对于一些具有代表意义的典型习题，老师应在习题课上让学生进行分析讨论，并加以重点讲解，这样有利于学生对于力学基本概念和原理的理解，对重要方程及参数的物理意义的理解，同时还有利于启发学生的思维，不仅能巩固已学知识，还能分辨和修正错误的认识。
3、自学的引导
结构力学课程的学时是有限的，然而其教学内容和可延伸的部分很丰富，要想所有内容都用课堂上有限的时间来讲授是不可能同时也是不必要的，因此课堂上根据教学大纲对教材的难点和重点进行讲授，而部分章节如一些主干内容的延伸和补充的部分可让学生在课下自学，这也是培养学生的自学能力，变被动接受为主动接受知识的一个重要手段。老师在学生的自学过程中，还要适时的加以引导，具体表现在老师需要对学生的自学内容提出具体要求，对于一些较难较深或是涉及面较广的内容还可适当的给学生指定一些参考书籍。在自学的效果检查上可通过课堂提问，或是让学生上讲台讲解，然后大家一起分析讨论，最后老师总结的方法来完成。这种方法不但提高了学生的学习积极性，同时也有效的完成了更多的教学内容，有事半功倍的效果。
三、考核方式的改革
考试是教师检查教学效果和学生学习情况的主要手段，我们学院采用的考核方式一般是期中和期末考试，有固定的结构力学试题库，里面包含了教学大纲要求学生掌握的各个基本概念和知识要点，这种考核方式的优点是考核标准简单统一，同时也公平公正，但对于学生真正掌握结构力学这门课程的内容来说，稍有不利。众所周知，结构力学是一门应用性较强的学科，其力学模型可广泛应用于实际的结构当中，如何将实际的结构简化为简单明了的力学模型，怎样将书上的理论模型与实际的结构衔接起来，是学完这门课程最后也是最重要的任务，举个简单的例子，结构力学中梁体有固结有铰接，那么实际的结构中边界条件也各不相同，在将实际结构简化为力学模型的时候，怎么正确的考虑和选取边界条件，关系到能否对整个结构进行正确的计算；而我们目前的考试更侧重于理论和标准化试题的考核，在与实际结合方面有所欠缺。我们学院的其他一些课程如房屋钢结构等都有相应的课程设计，结构力学也可借鉴这种方法，可布置综合性较强的课程设计，并将课程设计的分数纳入最终考核。短期来看，有利于学生在做设计时会将所学内容串联起来融会贯通，深刻理解和掌握各种力学概念，也为不久后的毕业设计中的结构计算分析打下基础，长期来看，这样的设计也提高了学生分析和解决实际问题的能力，为以后的实际工作做准备。
参考文献
[1]龙驭球.包世华.结构力学[M].北京:高等教育出版社,1999
[2] 崔清洋.结构力学课程教改初探 [J].力学与实践 .1995
篇4
结构力学（二）试题
课程代码：02439
请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。
选择题部分
注意事项：
1． 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。
2． 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。
1．图示结构中，MA等于
A.2Fpa B.Fpa
C．0 D.-2Fpa
2．图示桁架中，杆1和2的轴力为
A．FN1=-Fp，FN2=Fp/2
B.FN1=Fp,FN2=Fp/2
C．FN1=-Fp，FN2=-Fp/2
D.FN1=Fp,FN2=-Fp/2
3．图示结构各杆的线膨胀系数为α，各杆两侧温度均升
高t℃，则AB两点水平相对位移为
A．αtl()
B.αtl()
C．2αtl()
D.2αtl()
4．图示结构各杆EI为常数，用位移法计算时，基本未知量的最少数目是
A．1
B.2
C．3
D.4
5．图(b)为图(a)所示结构的力法基本体系，则力法方程δ11X1+1P=0所表示的是
A．B点的竖向位移为0
B.B截面的转角为0
C.B铰两侧截面的相对转角为0
D.B铰两侧截面的相对竖向位移为0
6．图示结构用力矩分配法计算时，由C向D的弯矩传递系数为
A.1
B.0.5
C．-0.5
D.-1
7．图示结构各杆EI为常数，(1)图(a)所示结构能用力矩分配法计算；(2)图(b)所示结构不能用力矩分配法计算。这两种表述中
A.(1)对，(2)对；
B.(1)对，(2)错；
C.(1)错，(2)对；
D.(1)错，(2)错。
8．Fp=1在AD上移动，BC杆的轴力影响线在D点的竖标值为
A．1
B.
C.
D.-1
9．已求得图示结构单元②的杆端力矩阵为［-l0kN·m 20kN·m］T，则单元②的弯矩图形状为
10．图示结构基本振型的形状为
非选择题部分
注意事项：
用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。
二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11．图示静定结构，k截面弯矩（以左侧受拉为正）Mk=______。
12．图示桁架AB杆的轴力FNAB=______。
13．图(a)所示结构中B点水平方向线位移为（），则根据虚功互等定理求得图(b)所示结构中B点竖直方向线位移（以向下为正）等于______。
14．图示结构的超静定次数为______。
15．图示结构B支座发生顺时针方向单位转角，C支座发生逆时针方向单位转角，由此产生的AB杆A端弯矩（绕杆端顺时针为正）MAB=______。
16．图示对称结构，AB两截面的水平方向相对线位移为______。
17．图(b)为图(a)所示结构MA影响线，竖标yk值等于______。
18．单元坐标转换矩阵［T］是正交矩阵，即［T］-1=______。
19．图示体系，各杆EI为常数，不计轴向变形，其动力自由度数目为______。
20．图示体系的质量矩阵［M］=______。（EI为常数）
三、计算题（本大题共3小题，每小题8分，共24分）
21．用力法计算图示结构，作弯矩图。（EI=常数）
22．作图示梁C截面弯矩Mc、B支座左侧截面剪力的影响线（Fp=1在AD上移动），并求在图示固定荷载作用下MC的值。
23．求图示连续梁的结构刚度矩阵和结构等效结点荷载矩阵。
四、分析计算题（本大题共3小题，每小题12分，共36分）
24．计算图示结构，作弯矩图、剪力图和轴力图。
25．列出图示结构的位移法方程，并求出方程中的所有系数和自由项。
26．图示结构各杆EI为常数，不计阻尼。试求：
篇5
大学生创新能力的培养是我国教育改革的一个重要目标，对于我校土木工程专业的大学生，创新能力较低，提高学生的创新能力势在必行。文章通过对结构力学的课程改革，采用启发式教学、系统化教学、多样化教学和项目式教学等多种教学手段，来达到激发学生的学习兴趣和创新意识，提高学生创新能力的目的。
关键词：创新能力；结构力学；课程改革
创新能力是社会进步的能源、是经济发展的动力。目前社会技术、经济发展的程度，与其说是由于人才基本素质的提高，不如说是人才的创造力的提高所致。1919年，教育学家陶行知先生把“创造思想”引入近现代教育领域，指出培养学生的创新能力是一个国家富强和民族兴亡的关键。1998年，同志关于“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”的讲话，奠定了我国教育改革的基础。同年，教育部将大学生创新能力的培养作为教育改革的重要目标，在教育界引发了一次对创新能力的内涵、创新能力培养的影响因素以及方式方法的大讨论。2010年提出的“卓越工程师教育培养计划”也把强化培养大学生的创新能力作为一项重要指标。对于土木工程专业的大学生，创新能力是较低的，该专业属应用性专业，大量的实际工作使土木专业的学生创新意识、创新思维受到抑制。许多学生在大学期间，没有明确的定位及奋斗目标，往往仅满足于毕业后能考取研究生或是找个相对好一点的工作，这使得大学生缺乏创新意识和创新欲望。在长期的固定思维模式培养下，大学生缺乏创新兴趣，在接受教育阶段，没有很好地开发创新思维能力。另外，部分学生虽然有一定的创新兴趣，也希望在学习和实践过程中产生新思想或提出新理论，但他们对创新想法实施能力不够，主动作用发挥不足，投身实践的勇气和能力欠缺。在学生创新过程中，暴露出了这样一些问题：专业基本功不扎实，面对一个哪怕很小的实际工程问题都束手无策；解决问题思维模式固定，缺乏发散性思维；设计计算手段单一，缺乏电算能力等。针对这些问题，在结构力学教学过程中，我们采取了以下改革措施，以保护学生的创新能力并使之不断提高。
一、启发式教学，激发学生兴趣
兴趣是最好的老师，但是对土木工程专业的学生来说，结构力学是一门重要又相当难学的课程。学习结构力学是一部分学生的噩梦，根本无乐趣可言。然而，结构力学其实是一门相当有趣的课程，其趣味性来自于研究对象的多样性、研究内容的系统性、研究方法的逻辑性、解题思路的灵活性和贴近工程的实践性。这种趣味性，仅靠学生自己是很难发现的。所以在教学过程中，我们改变了过去仅是教师单方面讲授、填鸭式教学模式为主的教学方式，转变为激发学生对结构力学知识学习的主动追求、自主学习上来，通过教师与学生课堂互动，课后通过QQ、微信等软件课后辅导，学生讲题、看谁解题方法多等方式把课程的趣味发掘出来，调动学生的学习兴趣，让学生积极参与教学过程，以使学生从被动学习转变为主动学习，激发学生独立思考和创新的意识，培养他们在自主的基础上增强创新能力。结构力学课程具有知识面广、涵盖范围大、前后知识环环相扣、联系紧密，具有严密的科学性和逻辑性的特点。这要求教师在课前必须进行精心准备与设计，合理组织教学内容，认真梳理教学程序，设计好教学环节。在课堂讲授中，根据每堂课的知识重点和内在关系，围绕关键性问题，不断地通过提问，由浅入深地引导学生去思考、讨论并解决，达到学习知识，培养创新能力的目的。例如，在讲解多跨静定梁的影响线时，先引导学生回忆、复习多跨静定梁在固定荷载作用下的内力分析，然后再讨论固定荷载和移动荷载作用下受力的不同，使学生自然而然地从固定荷载作用下的内力图过渡到移动荷载作用下的影响线，并对内力图和影响线进行比较，得到它们之间的异同并加深印象。
二、系统化教学，培养学生系统思维能力
结构力学是一门逻辑性、系统性非常强的课程，在结构力学教学过程中，要注意不同专业方向的性质，进行系统化教学，积极引导学生对已学过的知识体系进行全面的、系统的整理、总结和概括，以形成对整个力学知识体系的认识。通过这种认识，把学到的东西举一反三、活学活用，应用于解决实际工程问题中来，提高学生的系统思维能力、解决实际问题的能力。在学习结构力学课程之前，学生已经学习了理论力学和材料力学的基础知识，因此较易形成系统化的思维模式。例如，在整个力学课程的计算方法，归根结底就是三个条件（平衡条件、几何条件、物理条件）的运用问题，只是满足的次序和方式不同而已。根据这一点，在授课过程中，就可以引导学生对各种不同方法在其计算过程中如何实现三个条件的要求进行系统的总结和分析，以形成系统的全面的认识。
三、多样化教学，培养学生发散思维能力
结构力学课程的解题方法非常灵活，绝大多数问题的解决方法都不止一种。在学习过程中，学生普遍遇到的问题是听课容易做题难。因此，教师应结合学生的这一共同问题采用多样化的教学方式进行课堂教学。这就需要教师课堂讲授要精练，留下足够的习题课时间，通过习题课、分析讨论课、课后作业讲解等多种方式，并进行角色互换，请学生走上讲台，为学生创造一个活跃的、能主动参与的课堂环境，充分调动学生学习的积极性，引导学生对同一问题采用不同的方法去解决，培养学生发散思维能力。另外，有发还要有收，在学生讨论、发散的过程中，还要发挥教师的作用，引导学生进行对各种不同方法进行比较、分析和总结，培养学生的综合分析能力。例如，在讲授平面体系的几何组成分析时，三个基本组成规则非常简单，但是同一道题可以应用不同的组成规则、不同的思路去分析。因此，怎么去正确、灵活地应用组成规则进行分析，对初学的学生来说却很难。所以，在这一章要安排习题课，鼓励学生积极思考、讨论，并请学生到黑板上做题、讲题。在此过程中，发现每位学生的解题思路都不一样，出现的错误也各不相同，做完以后马上进行评讲，分析错误的原因，及时澄清模糊概念，纠正错误，从而使学生对三个基本组成规则的异同有更深的认识，并能更好地掌握什么情况下采用什么规则更为简便。这样，学生会在质疑、释疑中增长知识、启发思维，激发了学习兴趣，并且培养了创新的能力，同时也使学生在知识掌握、问题探索、语言表达和归纳总结等方面的能力得到了充分锻炼。
四、项目式教学，提高学生综合素质
培养学生创新能力，无论是培养的目的、方式方法，还是最终结果，都需要实践来验证。结构力学课程源于工程实践又应用于工程实践，故在教学过程中要坚持理论联系实际，通过项目式教学，培养学生的创新性、项目构思设计及实施能力，使学生思维、意识更加贴近工程实践，有了实际项目，就会促使学生查阅相关资料、咨询相应的专业课教师，提高了学生查阅文献的能力及交流能力，全面提升了学生的综合素质。项目主要包括两种方式，即力学模型制作试验和实际工程力学分析。在讲课过程中，结合课程内容，鼓励学生动手制作结构模型，以便对所学内容有一个直观的认识。例如在讲授平面体系的几何组成分析时，预制一系列长、短不同的两端有圆孔的杆件及螺栓，鼓励学生制作与教材例题、习题相同的模型，观察其几何构造性质，以验证几何不变体系的基本组成规则、掌握体系瞬变与常变的特殊条件。另外，积极开展第二课堂活动，鼓励并指导学生参加各级各类结构设计大赛，鼓励学生参加老师的相关科研项目；联合专业实验教师，组织学生参加结构实验和检测，引导学生将所学结构力学基本理论知识运用到实验过程中，从而提高分析和解决工程问题的能力。除此之外，还开设了结构力学电算实习的课程，加强学生电算能力，并将其应用于结构设计和结构实验检测中，以更好地服务于工程实际。结构力学是土木工程专业一门非常重要的专业基础课，学生不仅要能掌握本课程的学习，还应将本课程与后续的专业课如结构设计原理、钢筋混凝土结构设计、桥梁工程、高层建筑等课程结合起来，而且应具备将结构力学知识转化为解决实际问题的能力。这就要求授课教师加强自身的知识积累和工程实践经验，在授课过程中采用启发式教学、系统化教学、多样化教学和项目式教学等多种教学方法，激发学生的自主学习兴趣和创新思维，提升学生的创新能力和解决问题的综合能力。
参考文献：
［1］李远坪.在结构力学教学中，以启发式教学培养学生创新能力［C］.重庆力学学会2009年学术年会论文集，2009.
［2］乔海曙.大学生创新能力培养研究综述［J］.大学教育科学，2008.
［3］郭焕银.大学生创新能力培养途径的初步研究［J］.宿州学院学报，2009.
［4］李廉锟.结构力学（第五版）［Z］.北京：高等教育出版社，2010：7.
篇6
关键词：应用型本科 结构力学 课程标准
中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.20.030
应用型本科重在“应用”二字，在新的高等教育形势下新的专业教学结构、学科发展方向、课程教学内容、课程教学体系、教学实施方法、教学实施环节、和课程教学手段的构建应满足与适应经济与社会发展需要。培养应用型人才，核心是实践，课程标准构建要体现应用。笔者所在的贵州大学2012年与国家级示范性高等职业院校（贵州交通职业技术学院）、及部分骨干企业联合试点培养适应社会经济发展需求的应用型本科专业人才。
从教学大纲与课程标准相比来看，课程标准的理念、目标、实施等几部分叙述更为明确和详细。其中课程标准针对的是学习结果的行为描述而提出，而不是对教学内容的规定，这是教学大纲与课程标准最主要区别。
1 课程标准建设目的
第一，让学生了解结构力学与其他学科以及与科技进步、日常生活的关系，较为系统地掌握结构力学基础知识，领悟结构力学知识系统及应用性价值，构建结构力学知识体系。
第二，通过在结构力学中构件力学模型，使得学生遇到具体工程问题时候，抓住主要影响因素，忽略次要因素，合理简化处理工程实际问题的能力。
第三，使得学生多接触与实际土木工程结合的具体工程案例，在教学中加强实践有助于提高学生学习结构力学的兴趣，并且能起到提高学生对问题观察能力的作用。
第四，在教学实施的整个过程中，对学生自学能力更加关注。学生通过独立使用参考书和规范，做到有计划循序渐进提高他们的自学能力。
2 课程标准建设实施过程
首先我们初步构建应用性本科人才培养模式下的结构力学课程标准。结构力学课程是应用型本科院校土木工程的基础理论课程，是本科学生门必修的基础课。在保证课程系统性情况下，根据不同专业实际情况和需求来确定总学时和教学内容。
应用型本科院校工科结构力学课程由经典结构力学、计算结构力学、结构实验分析构成这三个模块构成。
第一，将原结构力学精简得到经典结构力学模块，侧重于结构力学基本概念、原理和结构计算方法。是结构力学课程的基础，目标是培养学生分析和计算杆系结构的能力。
第二，土木工程结构分析与设计也使得结构力学电算能力作为学生核心技能之一。因此用计算机技术同结构力学相相结合得到计算结构力学模块，重点培养学生对具体工程的建模与计算能力。
第三，为了让学生掌握实验分析基本原理和操作步骤从而提高分析和解决工程问题的能力，从而设定了实验分析这一模块。作为测量监控手段的实验分析在结构定型、优化及可行性确定方面起着非常重要的作用。其内容为结构内力和位移的试验等。
然后根据我校的人才培养方向的特点，结合各专业的特点。我们对我校应用型本科专业对结构力学课程需求进行调查，修订出课程标准。结合土木工程工程一线工程技术人员，如：设计人员、施工人员、检测工程师等对课程标准修改意见，进行修订。使得结构力学更适合应用型本科的应用方向的发展。
3 课程标准建设主要内容
通过对我校应用型本科工科各专业对结构力学课程需求的调查，并且针对我校的人才培养方向的特点。我们又将结构力学课程设置成结构力学不同的系列。不同系列的经典模块和应用模块的教学侧重点与内容有所不同。
由于教学方法具有复杂与多样性，因此只有在应在教学中综合地运用多种教学方法才能获得最佳的教学效果。根据结构力学不同层次目标要求与内容需求，可采用的教学方法有：传统式教学、发现式教学、结构化教学、研究式教学、启发式教学等。为了培养学生获取信息和自学能力，充分利用现代教学资源（如：视频、多媒体、网络）开展教学，使得学生逐步培养起良好的自主学习的习惯。为激发学生的创新精神将课程教学与实际工程、探索演示实验紧密结合，拓展知识面，强化动手能力。
第一，多样化评估内容。
结构力学的评估不仅要对力学定理的使用进行考察，还应注重学生力学模型建立的理解和解决问题的能力、对学生知识建构过程与自主学习能力进行评估，将对知识的评估与对能力、综合素质的评估相结合。从多方面评价学习结果，评价学生在创新能力、知识体系等不同方面的能力。
第二，多样化评估方法。
①形成性评估与总结性评估相结合。
形成性测验可包括：随机性抽查、课堂上进行提问、每个单元的考察、个别谈话等形式。通过反馈的信息，让学生在不增加其负担情况下，掌握良好的学习策略和方法，进行自我调整。并且可使教师也能及时了解学生对知识理解的情况，和其中所遇到的困难，及时对学生采取有针对性的专题教学。
总结性评估：就是我们通常采用的期末测验。
②闭卷与开卷相结合。
为了考核学生对能力的理解情况，我们采取半开卷考核。目的在于考核学生的综合能力、基本素质。半开卷考核以综合性、研究性题目为主。
针对学生对知识的掌握程度进行闭卷考核。在考题的设计上面，适当增加应用型试题和能力型试题，对学生的考核由知识立意向能力立意转化。
篇7
一、《船舶结构力学》教学中存在的问题
（一）《船舶结构力学》本身内容多且复杂，但是目前各专业课程课时大幅削减，学科内容随着科技的进步不但没有删减，反而有所增加，造成学时少且不足的矛盾，需要对教学内容作出较大的调整与删减。
（二）《船舶结构力学》是一门理论性很强的专业学科，在以往的教学中，教学方法死板，只能通过板书与作业的形式使学生简单了解教学内容，不能达到真正掌握并自主运用的程度，需要对教学手段进行改进与创新。
（三）学生多注重成绩，《船舶结构力学》中一些复杂的知识、理念及方法很难通过试卷的形式加以展现，这便使得部分学生在对待某些重要但不会出现大题的知识时是不认真，对于其在以后的学习工作没有帮助、需要丰富课程的考核方式。
二、教学内容、教学方法和考核方式的改进
（一）教学内容。针对课时少而内容多这个矛盾，应当对教学内容进行划分，分为基本教学内容与提高教学内容。基本教学内容即要求学生必须掌握的知识点，是其在日后的专业课程学习和工作应用中不可缺少的知识，也是平常课堂上教师主要讲述、学生主要学习的内容，其中单跨梁、多跨梁、钢架、刚性板等结构的强度与稳定问题及解决多跨梁、钢架的力法、位移法、能量法、矩阵法等船舶结构力学常用的方法为基本教学内容，要求学生必须掌握，以课程授课为主要形式，是试卷考核的主要内容。提高教学内容是对于基础较好、能力较强的学生的一种再提高的学习内容，不对大部分学生做具体要求。比如梁的极限弯矩、板格的有限元理论等为提高教学。这一部分内容以教师答疑、学生自学为主要形式，不作为课程考核内容。
（二）教学方法。除了传统课堂板书讲授以外，还要发挥多媒体教学方法的优势。虽然《船舶结构力学》学时少且不足，但是通过多媒体教学可以在既定时间内完成教学内容，并且保证教学质量，丰富教学内容。例如通过动画、视频、动态图片等多种形象具体的形式，加深学生对于概念的理解和掌握。然而在发挥多媒体教学优势的同时，我们也不能忽略其信息量大导致学生学习不扎实的缺点。这需要老师对多媒体内容进行精化，同时加以板书说明，实现传统教学与多媒体教学的优势互补，便学生既学完又学会。
其次，以科研带动教学，努力提高学生的工程应用能力。通过让学生接触实际的船舶工程结构设计项目，将工程领域的技术问题融入课堂教学中，直接激发学生学习课堂知识的热情。例如通过学习专业有限元软件Patran做几个简单结构的计算结果与课堂学习的力法和位移法所计算的结果的比较，既可以为未来专业软件的学习打下基础，又有利于加深对力法、位移法本质的理解。课堂教学和课外研究有机结合，能提高学生的知识应用能力和创新能力，增强其工程素质和实践能力。
另外，还可以结合与船舶结构设计有关的竞赛，组织学生分组积极参与，在实践应用中掌握知识要点。
（三）考核方式。改变以往完全闭卷考试的形式，采取“一页开卷”考试方式，允许学生将重要的参考公式和自己归纳的知识点等写在自带A4纸上带入考场（只能手写），从而帮助学生不死记硬背公式，而把主要精力放在对课题的理解和过程上。同时准备这一页纸的过程，就是对重点知识的归纳与提炼的过程。
除了以往的试卷考核以外，还可以设计课程作业。学生通过运用课本上的知识对于实际的工程问题进行具体分析，完成课程作业，从而在后续专业课程的学习中走出重注成绩的误区，更注重对知识的分析与理解，增强对日后本专业工程问题的思考。
篇8
关键词：房屋建筑结构力学主要作用
中图分类号：TU8 文献标识码：A 文章编号：
随着建筑业的高速发展，我国高层建筑数量也越来越多。高层建筑的侧移和内力随着结构高度增加而急剧增加，当高层建筑达到一定高度时，侧向位移很大，所以水平荷载产生的侧移和内力是确定结构体系、材料用量和造价的决定因素。高层建筑结构的设计是靠刚度支配而不是结构材料的强度，而刚度的大小取决于结构体系。因此，如何选择经济而有效的结构体系，并对它进行有效的力学分析是高层建筑结构设计的重点。
1.基于常微分方程求解器的分析方法。现在国内外学者已经开发研制了相当有效的常微分方程求解器，功能很强，尤其自适应求解，可以满足用户预先对解答精度所指定的误差限。我国清华大学包世华教授和袁驷教授在高层建筑结构分析中应用此方法，解决了高层建筑结构考虑楼板变形时静力计算、动力计算和稳定计算。这些问题若完全用离散化方法求解，其计算量都是极其巨大，用微分方程求解器法求解，因其方程组数目少，显示出极大的优越性，在高层建筑结构分析中成功地运用此方法，具有独到之处。
袁教授利用有限元技术，并借助能量泛函的变分，将控制的偏微分方程半离散化为用结线函数表示的常微分方程组，然后用高质量的常微分方程求解器直接求解，即有限元线法。这是一种具有吸引力和竞争性新方法，该方法解一般力学计算问题已取得了良好结果。相信通过逐步的实际检验证，这种方法将会更加完善。
2.基于有限条法和样条函数法的分析方法。半解析法是解析与离散相结合的方法，它以数学力学的方法大大减少有限元方程组的阶数，能避免有限元“过分”计算，而且能防止有限元法中经常遇到计算污染(即病态方程组)，引起计算结果恶化。
在高层建筑中，经常会遇到几何形状和物理特性沿高度方向比较规则的情况，这样的结构体系，采用有限条法很有效。有限条法只需沿着某些方向采用简单多项式，其它方向则为连续、可微、且事先满足条端边界条件的级数。在采用有限条法时，合理地选择结构计算摸型，等效连续体的物理常数和条元的位移函数是提高精度、简化计算的三个关键，对此国内外已有一些研究，关于分条模式和位移函数，提出了一些研究成果。
样条函数是分段多项式的一种，与一般有限单元法相比，它的位移模式曲线拟合度好、连续性及通用性强，系数矩阵稀疏、计算量小，且具有紧凑、收敛，完备和稳定等方面特征。因此，计算结果与试验结果吻合良好，不失为一种较好的方法，在高层建筑中得到了应用，以三次B样条子域法为例分析开洞剪力墙，先将该结构分为n个子域，作子域分析，建立子域刚度矩阵和荷载列阵，然后对结构进行整体分析，获得样条结点参数，进而求出结构的位移和内力。
3.基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法。有限元，特别是杂交元和非协调元的发展，促进了分区广义变分原理的研究。清华大学龙驭球教授在分区混合广义变分原理基础上提出了分区混合有限元法。基于分区广义变分原理的分区混合有限元法是继位移法、杂交元法之后的新方法，它将弹性体分成势能区和余能区，势能区采用位移单元，以结点位移为基本未知量；余能区采用应力单元，以应力函数作为基本未知量，而区交界面通过引入附加的能量项在积分意义下满足位移和力的连续条件，从而保证了收敛性，最后通过取总能量泛函为驻值建立分区混合有限元法基本方程。
用分区混合有限元法具有适应性强、分区灵活，能保证收敛性，用于计算框支剪力墙和托墙梁结构，以及框支剪力墙角区应力集中这个工程计算中感到棘手的问题，可见分区混合有限元法在高层建筑结构分析中有着广泛应用的前景。
篇9
关键字：加强层高层框筒 力学行为
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
由于高层建筑在近几年来，其建设的层数非常的多，而且其质量也很大。尤其近年来地震灾害越来越严重，对高层建筑的框架核心筒结构的要求越来越高。在实际的建设中要分析其结构的动力，而这种结构动力的特性分析又通常被我们称作是结构的模态分析。其中我们进行模态的分析有着重要的意义，它主要是指的在整个振动过程中存在的一种的基本振动的特性，其通常具有固有的频率以及固定的振动型、模态的质量和刚度、以及模态阻尼比值等相关参数。在文中我们还对会加强层的相关问题进行讨论，通过在本文下面就要对整个的结构动力分析进行相关总结。
1加强层的相关概述
在建筑设计过程中我们对加强层必须进行认识，所谓的加强层有时候也叫做水平的刚性层或者延伸结构，它主要指的是在进行高层建筑的设计过程中，选取几个不稳点从核心筒或者是剪力墙伸出去和外框柱连接在一起的一个平行的构架，其刚度与其他的水平构架相比较要大将近十倍左右，它的垂直高度大约是一层楼高度。由于近年来地震的频发，这使得其水平地震的作用所要承受的水平荷载造成的侧面位移要比一般的大很多，所以在框筒结构的设计时，侧向位移成为其主要的控制一个目标。我们可以通过在整个结构中设置设备层和避难层来增强其对结构侧移的控制，我们可以设置水平伸臂来不断增大其对外框的抵抗侧向荷载的作用。我们也可以在设置伸臂的同时在设置伸臂使得两侧的外框可以抵抗侧向的荷载。这种环带的构件可以增强该层的整体性，而且还非常有助于在减小整个结构的侧向的位移，使得框架竖向结构的构件在水平的应力上趋于一致。
2水平加强层的作用机理
在计算框筒高层的结构中，在水平荷载产生的倾覆力矩的组成中主要分为3个部分。第一，核心筒体的弯矩；第二点，外框柱中的弯矩；第三点，外框柱在轴向拉压力上形成的整体力偶矩。从抗侧的刚度上进行比较，核心筒的远远要比外框架的大，因为大部分的水平力都是由核心筒进行承担的。核心筒由于受到水平力的作用会出现弯曲变形，我们在高层建筑中的顶点位移发生很大的变化。加强层则是对核心筒与外框架进行有效的连接，使得整个外框架能够更加有效的参与到整个工作之中。我通过不断增大结构的整体抗侧移的刚度，来提高整个体系的偶矩，从而使得更大程度上发挥着外框柱在侧向刚度抵抗力中的作用。
3加强层的最佳位置选择与计算探究
3.1能量法求解房屋的顶点位移
进行多道刚臂在整个高层的建筑结构中的计算，做出了计算的基本简图1。水平的荷载作用引起的刚臂发生的变形图如图2。图中的表示的是刚臂和外排柱的节点转角，表示的是刚臂与心筒墙边的转角，表示的是刚臂两个端点的相对竖直位移。根据相应的计算公式得出：
U刚臂=，在式子中Els表示的是整个刚臂弯曲的刚度，l表示的考虑到刚臂的剪切的变形的有效长度。
在普通楼层梁的应变能的公式为：
，由于芯筒在剪切的过程中不考虑其变形，所以在计算的时候芯筒的应变能仅仅是由弯曲的应变能组成的：。在整个式子中表示的是整个芯筒的弯曲刚度，u表示的是房屋的侧移。
图1 表示多道刚臂中的高层建筑结构计算简图
图2 水平荷载作用下刚臂的变形图
图3 芯筒的变形图
图4 轴变形
柱则仅仅是考虑到轴向的应变能，轴变形如图4，外排柱的竖向位移为w，芯筒的截面的转角为，在梁的梁端是相对的竖向位移是。
则可以得出：，其外排柱的应变能是：在式子中表示的是外排柱的轴向刚度。总结构的应变能主要是由芯筒、外排柱、普通楼层梁以及刚臂等四部分组成，水平荷载做功为W，那么我们可以得出：则相应的结构的总位能是：，根据最原理和边界最小值，我们可以将房屋顶位移表示成为下面的式子：。
在式子中表示的是一个待定的未知常数，根据Ritz的算法求解，我们可以根据其结果得出是其中3个无量纲结构的特征系数。
3.2加强层在设计过程中的要点探究
由于刚度的突变可以引起相应的薄弱层，所以在抗震的设计中我们要注意到一下几点：
3.2.1刚度的匹配问题，我们为了使得加强层的框筒结构受力合理，刚臂、筒体以及框架柱的线刚度在匹配中非常重要，筒体的线刚度比刚臂的线刚度要大，但是其在整体的框架柱中的抗侧刚度比一般的筒体刚度要小。
3.2.2加强层的位置与数量的设置参见表1
3.3加强层的建设设计结构要合理
考虑到加强层的伸臂构建比较适宜的位置是在核心的筒墙与的框架柱之间，在进行平面布置的时候应该注意到使得伸臂构建与核心筒的转角和十字节点相连并且有可靠的锚固。
3.3.1设置加强层之后我们应该注意到加强层在框架柱的强度和延续性的设计，使用带有劲性钢筋的混凝土，而且还有加入符合的螺旋箍筋。在加强层的核心筒墙肢应该按照相应的加强部位进行设计。
3.3.2设计中有限刚度的原则性问题。在加强层中我们应该适宜采取桁架形式，我们通过调整桁架的腹杆的刚度来实现，以此来弥补在加强层中结构整体刚度的不足，我们还能够减少结构内力的突变发生，这就使得高层的框筒结构在地震的环境中，加强层的桁架腹杆的先屈发生破坏，我们要避免在加强层的附近外框架与核心筒的墙肢遭到破坏。
3.4加强层的最好的位置选择探析
在加强层位置的选择上我们要先要明白其位置的选择关系，它主要是与普通楼层的梁的刚度特征系数以及刚臂度的特征系数有关。经过计算得出结果，随着刚臂度的特征系数在不断的增大，加强层的最好位置是在不断的发生变化的，则其位置向下移动。水平荷载从分布上发生了变化，从以前的均布荷载、倒三角形荷载再到顶部集中的荷载都发生着变化，此时加强层的位置在不断的上移。
3.5加强层的合理数量探究
经过主要的研究表明：加强层的数量当为一层的时候，加强层对整个房屋屋顶的侧移效果非常明显，如果超过了3层，那么就会发现在增设的加强层对整个高层的建筑存在着的侧移的影响不明显，因此我们在一般的情况之后选择加强层的层数一般在1-3的范围，真如上表1给出的数据，在我们不考虑水平加强层在变形影响的时候，我们设置刚性的加强层的最佳位置只与加强层数存在着对应的关系。
3.6加强层导致刚度的突变和薄弱层的相关探析
加强层在水平伸臂的构建上与该层的上下楼板的组成上有很大的箱型盘，箱型盘与框架形成了一个整体，而且这种整体的变形很小。这种在加强层处由于刚度突变造成的结构内力的突变在整个整体结构的传力途径上发生了改变。在加强层附近存在着比较容易破坏与位移，当我们遇到地震的时候，这些带刚性的加强层如果没有采取特殊的措施就会造成“强柱弱梁、强剪弱弯”的延性不能够达到。由于其不利的变形影响，就会导致整个结构遭到破坏，甚至会导致倒塌。
4总结语
在框筒结构中设置水平的加强层，能够比较有效的控制侧移。本文通过对加强层的相关设置位置、设置的数量以及分布匹配的情况进行了概述，使得加强层在整个框筒的结构设计中具有良好的抗震效果，并对结构的体系起到了至关重要的作用。
参考文献：
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[3]李慧.高层钢筋混凝土框架—核心筒结构体系的优化研究[D].广州大学,2012.
篇10
基金项目：精品课程建设项目
作者简介：周海龙（1981-）男，内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院讲师，博士生，主要从事结构力学与桥梁工程的教学与科研工作，（e-mail）ndsjyzhl@126.com。
摘要：共性与个性原理是哲学的一条基本原理。文章将这一原理引入结构力学课程教学中，从几何组成分析、静定结构内力分析以及图乘法三个方面，介绍共性与个性原理在结构力学课程教学中的具体应用。
关键词：哲学；共性与个性；结构力学；教学研究
中图分类号：g6423文献标志码：a文章编号：10052909（2013）05007403共性与个性相互关系原理是马克思哲学中的一条基本原理[1]。共性是指同类事物共同具有的状态、属性和变化发展的规律；个性是指同类事物中各个事物在状态、属性和变化发展规律方面的不同特点。共性决定事物的基本性质，个性揭示事物之间的差异性，共性存在于个性之中并通过个性表现出来。共性与个性原理是分析和解决矛盾问题的根本原理。只有掌握共性与个性的原理，才能依据矛盾普遍性的原理对具体矛盾进行具体分析，并正确认识矛盾和解决矛盾。
矛盾的共性和个性相统一的关系，既是客观事物固有的辩证法，也是科学的认识方法。哲学与科学的相互关系，可以说是社会意识范围内的共性和个性的关系。哲学的本质在于力图揭示自然、人类社会和思维的普遍规律或者说共性；而科学的本质在于力图揭示自然、人类社会和思维某一具体领域的特殊规律或者说个性。共性寓于个性，个性蕴含共性，哲学与科学之间形成了本质上的内在联系及密切的互动关系。哲学对结构力学课程教学的指导作用就是共性与个性关系原理的运用。
结构力学课程是一门充满辩证唯物主义思想的课程。例如，建于清乾隆年间（1736一1795）的颐和园十七孔桥，为园内最大的石桥，它经历了多年风风雨雨的考验，但其几何不变性仍然未受影响。因为通过零载法的分析，发现当孔数为奇数孔时，体系为几何不变体系；当孔数为偶数孔时，体系为瞬变体系[2]。可见，设计为奇数孔满足了几何稳定性的要求，从几何组成分析的角度来看是稳定的结构。根据共性与个性的原理，上述零载法分析的结论体现了共性，而十七孔则体现了个性，它是由桥梁的跨径以及泄洪要求决定的，从这个意义上讲，多孔拱式体系桥梁结构的建造应用了哲学中的共性与个性原理。本文通过几个具体的示例，介绍共性与个性原理在结构力学教学中的应用，以期培养学生从哲学角度来理解和思考问题。
一、几何组成分析的规律
几何组成分析对于结构力学初学者而言，是非常重要的。通过几何组成分析可以判断该体系是几何不变体系还是几何可变体系，几何可变体系不能作为结构，而几何不变体系则可作为结构。此外，通过几何组成分析，还可以判定结构为静定结构还是超静定结构，从而选择相应的计算方法。几何组成分析中首要的问题是计算体系的计算自由度（w），一般教材[3]会给出两个公式：
对于一般杆件体系
w=3m-（2h+r）①
式中：m为刚片的数目，统计时不含基础；h为单铰的数目；r为支座链杆的数目。
对于铰接链杆体系
w=2j-（b+r）②
式中：j为结点的数目；b为杆件的数目；r为支座链杆的数目。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
周海龙，等共性与个性原理在结构力学课程教学中的应用
对于体系中存在组合结点的情况，教材中未给出相应w的计算公式，很多学生在计算此类问题时，常常不知该怎么办。其实如果清楚以上两个公式的关系，问题就会变得迎刃而解。公式①适用于任意体系，对于由杆件组成的体系均适用，当然也适用于带有组合结点的体系，它具有普遍性，体现共性；公式②适用于全部结点均为铰结点的体系，它具有特殊性，体现个性。带有组合结点的体系也是具有特殊性的体系，故可以用体现共性的公式①进行计算。
其实几何组成分析的方法也体现了哲学的共性原理，掌握这些分析的方法也就掌握了几何组成分析的精髓。笔者根据多年的教学经验，对几何组成分析的方法总结如下：
（1）当体系中有明显的二元体，应首先考虑拆掉二元体。
（2）当体系本身与基础之间通过三根支座链杆相连时，则只分析体系本身即可，基础可去掉，所得结果代表整个
系的性质。
（3）当体系本身与基础之间通过多余三根支座链杆相连时，则基础必须作为一个刚片。
（4）凡是以两个铰与外界相连的刚片，无论其形状如何，从几何组成的角度来看，都可看作通过铰心的链杆。
（5）链杆和刚片可以相互转化，有时把链杆当作刚片来分析，有时把曲杆或者扩大的刚片当作链杆来分析，三角形也不总是看作刚片，必要时把它拆成链杆，甚至可以把一种形式的刚片转化为另一种形式的刚片。
（6）采用“一刚片”判别法[4]，迅速寻找刚片。具体思路：先找一个刚片，再找其余刚片。首先判定基础是否作为刚片；或将体系内的任意一个三角形及其上的二元体作为一个刚片；如果体系内无三角形，则将任意一根链杆作为一个刚片。先找到的刚片记为刚片ⅰ，当从刚片ⅰ伸出四根链杆时，且用三刚片规则分析时，任意两根链杆所连接的同一个几何不变体就是我们要找的另外两个刚片；当从刚片ⅰ伸出三根链杆时，用两刚片规则分析时，其伸出的三根链杆所连接的几何不变体系就是我们要找的刚片。
（7）零载法。对于一些比较复杂难以用三个规则分析的体系，当满足w=0（无基础时w=3）时，可以考虑用该方法进行分析。其依据的原理是静定结构满足平衡条件解答的唯一性原理。
检查w=0（无基础时w=3）体系满足平衡条件的解答是否唯一时，可以任取一种荷载形式，一般取荷载为零最为方便，故将该种几何组成分析的方法称为零载法。 当荷载为零时，若体系的反力和内力必定为零，则体系是几何不变体系；反之，若体系的部分反力和内力可以有非零值，则体系是几何可变体系。
二、静定结构的内力分析
结构力学教材主要介绍了以下五种类型的静定结构：多跨静定梁、静定刚架、三铰拱、静定桁架和静定组合结构。重点解决三方面的问题：一是反力的计算；二是内力的计算；三是内力图的绘制。其实这些问题归根到底就是单跨梁的弯矩图绘制问题，只要能深刻地领会截面法与平衡条件这两个“法宝”，静定结构的内力计算问题就会变得非常容易。
另外，静定结构有一个非常重要的特性，就是解答的唯一性，其杆件的内力与支座反力均可通过静力平衡条件求解。这个特性体现着静定结构的共性，利用这一点，可以帮助我们树立解决问题的信心。例如，求图1中指定杆件的内力，乍一看，觉得在求完反力之后无从下手。有些学生想当然地认为这是超静定问题，利用力法进行求解，结果使计算无法进行下去。其实，如果对几何组成分析掌握得很熟练的话，很容易看出左右两个刚片，通过三个链杆相连，组成几何不变且无多余联系的体系，然后与基础按照两刚片规则连接，故原体系为几何不变体系且无多余联系，为静定结构。根据静定结构解答的特性，借助几何组成分析，可以很容易想到将连接杆件截断，取其中一部分为隔离体进行分析求解，得到一个平面一般力系，可以利用三个方程解决三个未知数，于是杆件的内力即可求出。
以上分析的过程，就是根据静定结构的静力特性这个共性的特点思考和寻找解决问题的过程，这再一次证明哲学作为方法论，对自然科学具有一定的指导作用。学好哲学，对于我们分析问题和解决问题非常有帮助。
图1指定杆件的内力计算
三、图乘法
结构的位移计算是结构力学教学中非常重要的内容，有积分法与图乘法两种计算方法。积分法是根据虚功原理得出的一般形式，图乘法是针对由直杆组成的梁和刚架进行的进一步的简化计算。结构力学教材中涉及到的位移计算有静定结构和超静定结构，指定截面或点的绝对位移与相对位移的计算问题、力法中系数和自由项的计算问题与动力学中柔度系数的计算问题。事实上，只要应用哲学的共性与个性原理，这些问题都很容易解决。其特性都是位移计算问题，只不过名称以及实际状态与虚拟状态不同而已，这也正体现出各种方法的个性。
对于静定结构与超静定结构在荷载作用下的位移计算问题，其实际状态是实际的荷载作用下的变形状态，而对于力法中系数的计算，其实际状态是多余力为单位力作用下的变形状态，对于存在未知力的体系，多余力为单位力作用下的状态既是实际状态又是虚拟状态，充当着双重的角色。每一个自由项的计算，其实际状态是外荷载单独作用下的变形状态。动力学中柔度系数的计算问题同力法中主系数与副系数的计算问题。
根据共性寓于个性之
中的对立统一规律，在教学过程中，可采取在讲清楚图乘法的原理及实质的基础上，再将其推广到力法中系数及自由项的计算以及动力学中柔度系数的计算，使学生对图乘法的理解更加深入，认识更加具体，前后知识点也能得到更好的串联，以避免学生认识上的片面性，即只看局部，而忽略整体。
四、结语
结构力学是一门充满辩证唯物主义思想的课程，笔者将哲学中的矛盾普遍性与特殊性的原理（即共性与个性原理）在结构力学课程教学中进行了大胆尝试，以便更好地改进教学内容和教学方法，把哲学课程与自然科学课程进行有效的结合，以激发学生学习自然科学的兴趣，并帮助他们学会用哲学的观点去分析问题与思考问题。
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[3] 郭玉明，申向东.结构力学[m].北京：中国农业出版社，2004.
[4] 崔清洋，张大长.结构力学（精编本）[m].武汉：武汉理工大学出版社，2006.
application of principles of universality and individuality in structural
mechanics teaching
zhou hailong， li ping， shen xiangdong
（college of water conservancy and civil engineering， inner mongolia agricultural university，
huhhot 010018， inner mongolia autonomous region， p. r. china）
abstract： universality and individuality is a basic principle of marxist philosophy. the application of universality and individuality principle in structural mechanics teaching was introduced from three aspects： geometric composition analysis， statically determinate structure internal force analysis， and diagram multiplication method.
