淺析橋梁結構專業結構力學的教學方法改革

摘 要: 本文就橋梁結構專業學生結構力學的特點進行了分析，從教學方法和教學手段方面進行了深入的探討和總結，對提高橋梁結構專業結構力學教學質量，以及學生的理論和實踐能力提出了建議。

關鍵詞: 橋梁結構力學 教學方法 改革

1.引言

結構力學是土木工程專業特有的專業基礎課程，它是培養學生結構分析能力和設計計算技能的主要課程之一，在橋梁工程專業教學中占有十分重要的地位。一方面，它以高等數學、理論力學、材料力學等課程為基礎，另一方面，它又是橋梁工程、橋梁設計理論等專業課的基礎。在橋梁工程專業中，結構力學尤其重要，該課程為橋梁工程專業的核心課程，為后續課程提供計算方法和基礎知識，因此結構力學起到承上啟下的作用，并且在學生日后的工作中發揮著相當重要的作用。

2.橋梁結構力學的教學特點

力學是概念性、理論性較強的學科，實際工程則是實踐性較強的學科，如何在講授結構力學課程時將枯燥的力學概念和鮮活的工程實例聯系起來，這是一個教育學的問題。

橋梁結構是一種復雜的結構，我認為，橋梁結構力學需針對橋梁結構的特點，從結構形式和荷載組成方面進行有針對性的講解和分析，才能鍛煉學生形成正確的力學概念，養成良好的力學分析習慣。否則容易陷入理論脫離實際的誤區，使得學生難以產生對結構力學的興趣，或者即使獲得高分，也很難有清晰的力學概念。

橋梁結構根據橋型可分為:梁式橋、拱式橋、斜拉橋和懸索橋等，這些結構的受力機理復雜，如梁式橋以受彎為主，對應結構力學里面的靜定和超靜定梁式結構，因此在講授簡支梁和連續梁的計算方法時，如果在教學中結合一些工程實例，介紹簡支梁橋和連續梁橋的區別，學生便更容易理解梁式結構的受力特點。在講授框架受力特點時，結合連續剛構橋梁的特點進行分析;在講授拱的受力時，將一些三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱橋的結構形式進行簡要的分析和對比;在講授超靜定結構時，提前引入斜拉橋和懸索橋等多次超靜定結構的概念，并且針對這些結構的受力分析，將計算結構力學和一些計算軟件的概念提前灌輸給學生，相信學生的學習熱情和主動性都會得到較大的提高，也會為學生將來應用力學概念分析工程實際問題打下基礎。

橋梁結構的受力也有自己的獨特性，建筑結構主要受恒載的作用，橋梁結構則更多受到活載的影響，活載的分析則需要利用影響線和包絡圖的概念。因此在橋梁結構力學的講解中，影響線的內容需要進行較大篇幅的講解，橋梁結構的抗風、抗震等問題則和結構動力學的概念息息相關，結構動力學的內容對本科生的數學和力學基礎有較高的要求。這些內容往往由于概念性較強且比較抽象，學生難以完全在學習中理解，即使以后進入了研究生學習的階段，也還要重新進行這部分內容的學習。

3.教學方法的改革

在多年的結構力學教學過程中，我注意到在目前的橋梁結構力學教育中，存在著以下需要改進的內容。

(1)力學教學和工程實例的結合

在很多大學，特別是一些地方的院校中，青年教師的實踐機會較少，擔任的課程也較為單一，只熟悉力學概念，對于實際工程所知較少，因此在授課過程中難以拓展知識面，只能傳授書本的知識，使得學生不能接觸到實際問題。比如在講約束和支座的概念時，由于沒有接觸過各種各樣的橋梁支座形式，只能簡單地將支撐抽象為約束;在講解拱橋的受力問題時，不能將“拱”的概念還原為“拱橋”的概念，學生學習了以后難以產生深刻的印象。因此提倡講授力學的教師也積極參與到實際工程當中，與當地的設計和施工單位密切聯系，并且多涉獵些工程方面的知識，努力完善自己的知識結構，這樣授課的時候才能達到深入淺出，生動有趣。

(2)提高互動性

互動式教學要達到的目的就是教師在教學過程中，使學生學到、學會、學好教師傳授的知識，同時通過學生的信息反饋，教師對知識的理解進一步深化。最為理想的情況是教師傳授的所有知識被學生全部有效地接受和掌握。

因此，互動式教學的一個重要特征就是學生的參與性，它通過強調教師與學生的雙向交流，充分調動雙方的積極性和能動性，從而活躍課堂氣氛，有利于改變學生被動聽講的消極性，發揮其學習的主觀能動性，使其通過自己的積極思考領會所學知識，在參與中完成學習任務。比如在例題的講解中，盡量突出學生，讓學生用所學的基本理論知識來求解，教師負責引導、糾正，充分地讓學生參與進來，激發學生的學習熱情。

(3)實踐性教學環節的改進

以往結構力學的主要教學任務是在課堂上完成的，教師的主要任務是將課本上的知識傳授給學生即可，實踐性的教學任務則交給后續的課程。

這種教學觀念也需要改革，比如我在教學過程中，就曾經在課余帶領學生在城市和城市附近的橋梁結構和建筑結構附近進行現場調研和實習，讓學生根據所學的知識，解釋各種結構的受力特點，將結構等效為結構力學中的基本結構，并根據荷載繪制出內力圖和影響線的形狀。

4.結語

橋梁結構力學有自己的特點，教師要從工程的角度和學生的實際需要出發，拓寬學生的知識面，豐富學生的聯想，鍛煉學生的抽象思維能力，促使學生形成良好的力學概念。

參考文獻:

[1]龍馭球，包世華.結構力學教程.北京:高等教育出版社，2000.

[2]黃方林.現代化教學手段在結構力學教學中的應用.長沙鐵道學院學報，2006，7，(2):44-45.