力学课程土木工程论文

2022-04-20

引言土木工程专业的培养目标是使毕业生能够掌握本专业必须的基础理论和专业知识,具有从事本专业实际工作的基本技能,具备终身学习和在本专业上进一步发展和深入的能力。目前土木工程专业课程设置中力学课程都是主干课程,主要包括理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学与流体力学等。以下是小编精心整理的《力学课程土木工程论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

力学课程土木工程论文篇1：

中外土木工程专业爆炸动力学课程比较研究

摘要：爆炸动力学课程是高校土木、力学等专业课程的重要组成部分，内容涉及爆炸的发生和发展规律，爆炸波在介质中的传播及引起介质和结构的变形、破坏、抛掷和振动等力学效应，以及如何防护爆炸，等等。文章主要介绍了爆炸动力学课程的发展情况，以同济大学、广州大学、北京理工大学、中国科学技术大学等国内高校，以及加州大学伯克利分校、伊利诺伊大学香槟分校等国外高校为例，通过对课程设置、课程要求和课程内容讨论和研究发现，不同学校的课程设置与其人才培养模式和对爆炸动力学的重视程度有关，最后根据研究结果，提出适合中国国情的教学改革方案。

关键词：爆炸动力学；课程设置；教学改革；高等教育；高等工程教育

爆炸，是大量能量在短时间内释放或者急骤转化的现象，爆炸力学则是一门主要研究爆炸的发生和发展规律，爆炸波在介质中的传播及引起介质和结构的变形、破坏、抛掷和振动等力学效应，以及如何防护爆炸的学科，是流体力学、固体力学与物理学、化学相互交叉学科，在国防领域、民用领域有着重要作用，例如武器研制、交通运输、水利建设、矿藏开发、机械加工，等等。

系统总结国内外的教学经验，对于建筑学教育的改革和发展具有重要的现实意义[1]。目前，国内在爆炸力学方面清华大学、北京理工大学、中国科学技术大学、天津大学、西北工业大学、浙江大学、中国矿业大学、广州大学等高校走在了研究前列，但各高校研究重点有所不同，因此爆炸力学所属学科和院系会有区别。而在国外基本没有高校单独开设爆炸动力学课程，多涵盖在结构动力学课程中。文章立足于土木工程学科，通过对比分析同济大学、广州大学、北京理工大学、中国科学技术大学等国内高校，和以加州大学伯克利分校、伊利诺伊大学香槟分校为代表的国外高校，提出相应的教学改革建议。

一、课程概况

（一）爆炸力学发展概述

对爆炸的研究从8世纪中唐火药开始，到第二次世界大战，实现了炸药的收缩爆炸，形成了塑性动力学和聚能射流的理论基础。此后，美国和前苏联，大力发展核武器、洲际导弹等，同时不断改革各种常规武器，多种新型抗爆技术和爆炸加工技术层出不穷，使得爆炸力学有了长足的发展[2]。学科也相应地发展为包含爆轰学、应力波和冲击波理论、材料动力学、爆炸工艺力学、爆炸结构动力学等多门学科在内的研究体系。

中国于1956年曾进行近万吨的矿山大爆破[3]，又在大跃进期间实现了定向爆破和爆炸成形的研究工作。20世纪60年代，郑哲敏等院士在中国科技大学力学系创建工程爆破专业，后改名为爆炸力学专业。目前，除了武器工程、工程力学专业外，在材料、防灾、计算机科学，甚至宇宙探索等方向都设有相关课程。

在爆炸条件下，普通的连续介质力学理论不再适用，必须深入结构的微观层面。此外，在考虑爆炸对结构的作用时，既要从力学的角度，还要从化学、电磁学等多方面去考虑，需要物理、数学、力學等多方协作完成[4]，爆炸力学也因此成为一门复杂的交叉边缘学科，具有强大的生命力。

（二）课程设置概况

同济大学土木工程学院防灾减灾工程及防护工程将爆炸动力学设置为硕士研究生的专业学位课，共计2学分，36课时，要求预修弹性力学、土力学等课程。课程主要采用课堂教学、课后作业和期末考试的方法，使学生掌握爆炸动力学的基本原理以及爆炸能应用中的有关动力学问题，其内容包括爆炸波的形成与传播、爆炸效应估计、抗爆结构分析等。

广州大学土木工程设有岩土工程、结构工程、防灾减灾工程与防护工程、桥梁与隧道工程四个二级学科。其中，防灾减灾工程包含8个方向，涉及抗震减震、抗风、地质灾害，等等，工程抗爆为其中一个方向，要求学生掌握扎实的数学和力学知识，系统掌握钢筋混凝土结构、钢结构、高层结构、岩土工程、桥梁工程等各种结构工程知识，并具有一定的生产实践和必要的试验设计能力，对土木工程学科领域的国内外研究现状、发展趋势和前沿领域的发展动态有较深入了解，具有初步从事科学研究，或独立解决本学科相关工程技术问题的能力。

此外，在广州大学的工程力学硕士点中也开展了隔震与减振技术及理论、爆轰理论、爆炸与冲击防护、结构冲击响应、危爆物检测等领域的研究，其中冲击动力学课程要求学生掌握冲击动力学的理论及其应用技术，具有从事本方向科研能力，熟悉本方向国内研究动态和国际最新发展趋势。

中国科学技术大学为力学专业研究生开设了结构冲击动力学课程，共计4学分， 80学时，以期让学生熟悉结构冲击动力学的一般概念、原理、分析方法，以及在工程特别是在国防工程中的应用。同时在工程力学专业开设了3学分、60学时的炸药理论和爆炸技术课程。

北京理工大学开设有爆炸力学相应课程，适用于工程力学、固体力学、一般力学与力学基础、弹药工程、烟火能源等专业，主要学习爆炸作用的能量转换、爆炸对目标的作用、爆炸焊接、爆炸加工，以及爆炸力学在工业中的实际应用。

加州大学伯克利分校以及伊利诺伊香槟分校均未在土木工程专业单独开设爆炸动力学课程，但均开设了的结构动力学课程，这其中涵盖有爆炸动力学的相关课程。伯克利分校开设了结构动力学课程和随机结构动力学课程，分别为3学分，而伊利诺伊香槟分校则设置两门结构力学课程，分别为3学分和4学分。此外，伊利诺伊香槟分校的航空专业开设有航空动力学课程，其中涉及抗爆相关知识，4学分。由此可以看出，这两所学校认为爆炸动力学属于结构动力学范畴，故合并教学。

二、课程设置要求

以同济大学、广州大学、大连理工大学、中国科学技术大学、加州大学伯克利分校以及伊利诺伊香槟分校为例，对其课程要求列表对比如下。

课时要求，同济大学、广州大学、大连理工大学每门课程均为2学分，同济大学的课时要求稍多，为36学时，而其余学校均为32学时。伊利诺伊香槟分校课时为36学时，加州大学伯克利分校课时为45学时，但均为选修。中国科学技术大学的课时要求明显较高，为80学时和60学时，可见中国科学技术大学在抗爆方面的重视程度。

开课数量，同济大学仅为一门必修课，而其余学校均开设有2～3门课程，课程内容更加丰富，涉及的内容也更为全面。选修与必修并行，给学生提供了更多选择的机会，有助于学生挖掘自身的兴趣点，开展更为深入的学习研究。

三、课程内容对比

六所学校爆炸动力学课程内容对比分析如下。

中国科学技术大学对结构在爆炸下的响应从破坏和炸药性质两方面展开教学。这两门课均开设在力学专业下。就培养目的而言，中国科学技术大学旨在让学生熟悉一般概念、原理、分析方法以及在国防工程中的应用[5]。作为课时安排最多的学校，中国科学技术大学的教学深度最深，细化到各种动塑性行为的计算，同时也是唯一一个在力学相关专业讲授炸药的物理化学作用的高校。

广州大学主要侧重在土木工程专业教学，无论是建筑抗爆原理还是土动力学与岩土地震工程，都体现了抗爆在具体工程中的应用，因此，其课程设置相比其他学校更为全面具体。但是广州大学也是选修开设最多的高校，虽然开设的科目较多，但是并不要求学生全部学习。这样更有利于学生按照自己的兴趣点有针对性地展开学习，也有利于学习深度和精度的提高。

相比之下，北京理工大学和同济大学的学时和课程数都较少。同济大学注重概念的理解，掌握基本的原理和方法，以便在灾害来临之时学生可以进行初步判断，展开进一步深入研究。而北京理工大学则主要侧重计算，对于爆炸时的物态方程、损伤机理等要求较高。

加州大学伯克利分校在结构工程方面开设的课程十分全面，虽然未单独开设爆炸动力学课程，但是仍然在结构动力学方面涵盖了相关内容。由于该课程注重结构整体的动力响应，因此爆炸动力学并不是重点。

伊利诺伊香槟分校在土木工程方面与加州大学类似，并未单独开设爆炸动力学课程，但是在航空航天专业开设的航空动力学课程中对此进行了深入教学。此外，在高阶的结构动力学课程中学习的计算理论知识也会对爆炸动力学的研究提供帮助。

因此，从开课专业而言，有的学校开设在结构工程专业，有的学校开设在力学专业，有的学校开设在航空航天专业。对比学校要求的预修课程，就同济大学和伊利诺伊香槟分校而言，同济大学的爆炸动力学课程要求先修弹性力学和结构力学，伊利诺伊香槟分校则要求先修静力学和理论力学，可见不同学校由于所属专业归类不同导致学习的侧重点也有所不同。

四、课程改革发展建议

（一）交叉学科培养

从各高校学科培养要求先修课程的设置可以发现，爆炸力学的研究，通常不仅考虑力学因素，由于其模式的复杂性，需要融会贯通多门学科，包括物理、化学、计算机、力学、数学，等等[6]，因此在培养学生时，可以在开设爆炸动力学的同时，适当开展相关课程，以增强上述知识，从而形成一个完整的培养体系。

（二）加强在防灾专业的教学

目前，多数高校将爆炸动力学设置在化学、工程力学、应用力学等专业，在土木防灾专业的设置较为少见，对比国外高校也是如此。但是，防灾不应局限于地震、风灾、火灾等方面，爆炸时的冲击对结构的影响也是不可忽视的，因此需要加强防灾方向爆炸动力学相关教学。

（三）注重前人理论的学习

由于对于爆炸动力学的研究需要较多的经费支持，设计实验需要昂贵的设备支持，很容易出现严重的浪费现象。因此，在理论基础上，应当多从其他学科中汲取有用知识，同时，在试验方面，应该多学习前人的实验结论，避免重复研究。在教学上，应关注前沿信息，并及时引入课程教学中，增强学生对灾害工程的认识，还可以结合授课教师最新的研究内容和成果，以开阔学生的视野[7]。

参考文献：

[1]钟波涛，饶小军. 国内建筑学高等教育之国际交流探索[J]. 高等建筑教育，2009（6）：1-4.

[2] 鲍力. 浅谈爆炸力学研究些什么问题[J]. 力学学报，1976（2）：128-129.

[3]曾新枝. 矿山爆破效果综合评价的现状[C]∥ 中国金属学会、中国有色金属学会、中国冶金矿山企业协会、中钢集团马鞍山矿山研究院、中矿传媒.中国采选技术十年回顾与展望——第三届中国矿业科技大会论文集，北京：冶金工业出版社，2012：4.

[4]钱七虎. 岩体中爆炸与冲击作用研究进展[C]∥面向21世纪的岩石力学与工程：中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集，北京：中国科学技术出版社，1996：13.

[5]万洪英，万明，裴晓敏. 研究生个性化培养的思考与探索——以中国科学技术大学研究生个性化培养实践为例[J]. 学位与研究生教育， 2013（1）：31-35.

[6]张玉令，罗兴柏，王国栋. 爆炸力学课程建设思考与研究[J]. 教育教学论坛， 2015（12）：206-207.

[7]李永池，周光泉. 冲击动力学课程体系建设和教学内容改革[J]. 教育与现代化， 1990（2）：63-65.

Key words： dynamics of explosions； curriculum provision； teaching reform； higher education； higher engineering education

（責任编辑梁远华）

作者：鲁正夏子祺

力学课程土木工程论文篇2：

土木工程力学类课程系统性及创新性实践与研究

引言

土木工程专业的培养目标是使毕业生能够掌握本专业必须的基础理论和专业知识,具有从事本专业实际工作的基本技能,具备终身学习和在本专业上进一步发展和深入的能力。目前土木工程专业课程设置中力学课程都是主干课程,主要包括理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学与流体力学等。这些课程的前导课程是高等数学、大学物理、计算机基础知识、FORTRAN语言等基础课,后续课程是钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、有限元理论、隧道工程及桥梁工程等大量的专业课。力学类课程既与工程实践有紧密的联系,又要为后续的专业课学习奠定良好的基础,具有不可替代的作用。正是由于力学类课程在土木工程专业的核心地位,所以国内外高等院校都非常重视力学课程的教学改革,清华大学、长安大学、西安建筑科技大学等院校都根据自身存在的问题提出了一些改革方法,如利用多媒体手段和网络课程、与工程实践和前沿科技相结合、整合各课程间的资源等取得了一定的效果。

目前力学类课程存在的问题

根据作者及其他力学类课程一线教师的教学实践以及与学生的交流与沟通,发现目前土木工程专业力学类的课程主要存在以下几个方面的问题:第一,土木工程专业的力学课从大二的《理论力学》开始到大四均有涉及,门数多、时间长、难度大、一般学生学习起来比较吃力,特别是由于前几门课程没有学好导致对后面力学课丧失信心,导致教学效果不理想,可以说力学课几乎是土木工程专业不及格率最高的课程;第二,土木工程的力学课主要由土木学院和基础部等几个院系共同进行讲授,存在交流沟通少,课程学时分配不够合理等问题。有些课程教材选择不合理,教学内容甚至存在冲突,这给教师的讲授和学生的学习都带来了困难;第三,由于力学类各门课程的研究对象研究方法不同,难点重点各异,各教师在教学中各自为政缺乏统一性,学生在学习中缺乏系统性,难以建立起统一的力学概念与方法,学习效果事倍功半;第四,目前力学类课程主要采用的传统的“黑板+粉笔”的教学方法,手段单一,难以调动学生的积极性。这些问题已经严重的影响了力学类课程的教学效果,甚至也影响到大量专业课程的学习效果。

力学类课程的系统性和创新性教育

基于土木工程力学类课程教学的发展趋势,根据国家教委“厚基础、宽口径、大模块”的指导原则及社会对创新性能力型人才的需求,针对目前力学类课程的特点及存在的问题,笔者提出了以“大力学”的概念为教学理念,以系统性教育为教学目标,以创新性教学内容和教学方法为手段的研究,内容主要包括以下几个方面:

1.修订教材及教学大纲,优化课时分配

教材是一门课程的基础,教学大纲是一门课程的指导思想,力学类课程的教与学要做到系统与统一,首先要在教材的选择和教学大纲的编制上做到系统与统一。土木工程专业有不同的专业方向,在教材的选择和教学大纲的制定上也应该根据不同的专业方向特点而有所侧重。此外,在各门课程内容的衔接上也有必要进行优化,目前存在问题比較多的是土木工程的三大力学《理论力学》、《材料力学》和《结构力学》,这三门力学课程虽然侧重点不同,但内容上却有比较强的联系与交叉,因此在这些课程的讲授中要对内容和学时的分配进行优化,对于各门力学中交叉的内容,可以一门课重点讲而其他课程简单讲,比如《理论力学》对力系和平衡的基本概念重点讲解,《材料力学》对单根杆件的平衡问题及位移计算的基本原理进行详细讲解,把静定结构、超静定结构及结构的动力计算等问题留给《结构力学》重点讲解,这样就可以把有限的课时用在最核心的问题的讲授上面,避免不必要的重复,从而提高教学效果。

2.加强各院系及教师间的沟通与交流,优化教学资源

由于力学课门数众多,虽然各个学校情况不同但大多数都是由几个院系的教师来共同完成,这些教师由于平时见面机会少缺乏交流与沟通。有些基础部的教师由于不了解土木工程的专业特点,在教材的选择和讲授重点上不能适应专业的需求,给后续的力学课学习带来很多的问题。此外,由于各位教师的教学方法和教学手段又各不相同,给学生的学习也带来很大的困难。力学课程中存在的问题不仅仅是由一两门课造成的,它需要各位教师共同来解决,因此要想达到力学类课程的系统性教育,就必须加强教师间的交流与沟通,资源共享,有针对性的系统的解决学生在学习中出现的问题。

3.加强力学类课程的系统性教育

力学类课程虽然千差万别,但是也有共同的基础,在大学本科阶段土木工程的力学课程中“平衡”虽然是一个简单却是一个基本的概念,很多学生到了毕业的时候都还没有建立起“平衡”的概念。虽然力学还有其他很多的基本概念和原理,但是笔者认为首先应该让学生建立起以“平衡”为核心的力学模型,形成“大力学”的概念。由于力学课程门数多内容杂,难点重点各不相同,如果学生没有建立起以“平衡”为基础的力学概念,在学习中往往觉得“乱”和“杂”,很难达到融会贯通事半功倍的效果,从而掌握利用力学解决实际工程问题的能力。因此加强力学课程以“平衡”为核心的系统性教育对提高教与学效果是非常重要的,。

4.改革目前教学手段单一的状况,灵活利用多媒体教学

力学课程由于公式推导众多,并且有大量的图形,制作多媒体课件的工作量大,所以大多还是采用“粉笔+黑板”的传统教学手段,但是力学类课程很多的原理和概念很抽象,刚接触的时候学生理解起来存在一定的困难,如果能利用视频、动画等手段将抽象的理论形象的表现出来,不但学生易于理解和接受,也能将枯燥的力学课变得生动起来从而能提高学生的学习兴趣。此外,随着计算机的普及和网络的发展,目前比如清华大学等学校已经先期开展了网络教学,不但能使学生掌握了基本原理和方法,将教师从繁重的作业批改中解放出来,还能动态的准确的掌握学生的学习状况,取得了很好的效果。因此,在传统的板书讲授的基础上如果能够灵活的创新性的利用多媒体等教学手段,使力学课程更加的形象和生动,提高学生的学习积极性,对提高力学课的教学效果由很大的帮助。

结束语

力学课是土木工程专业学习的基础和重点,如何夯实学生的力学基础,培养学生分析问题解决问题的能力,提高学生的综合素质,这是一个系统的过程长期的过程艰苦的过程,这需要各个教学环节的系统统一和创新的勇气与意识。

作者：邱继生文艳芳熊光红

力学课程土木工程论文篇3：

土木工程专业结构力学课程实验教学实践探讨

收稿日期：2013-04-27

作者简介：孙旭峰（1972-），男，扬州大学建筑科学与工程学院副教授，博士，主要从事大跨度空间结构研究，（Email）xfsun@yzu.edu.cn。

摘要：结构力学课程是土木工程专业的主要专业基础课。由于结构力学实验介于材料力学和专业结构实验之间，所以长期以来不准确的定位导致多数学校的结构力学课程教学忽视实验课。文章结合结构力学课程实验教学平台的建设实践，探讨了结构力学实验在课程教学中的重要作用。

关键词：土木工程专业；结构力学；实验教学；教学改革

从现代科学研究的角度看，应用型基础力学课程应包括理论教学和实验教学两方面，结构力学课程也应如此。但在长期的教学实践中，由于结构力学实验介于材料力学和专业结构实验之间，这一不确定的定位导致其实验教学部分往往被忽视，而仅专注于课堂理论教学。正是这种忽视，造成了土木工程专业的学生很难从对单根构件受力概念的形象理解，过渡到对整个平面结构直至空间结构受力概念的形象理解，对其后续结构课程的学习及工作实践，乃至进一步的深造产生很大的负面影响。

一、土木工程专业开设结构力学课程实验的必要性

力学概念是从实践中来的，本科阶段学习的应用力学更是如此。作为一名长期主讲结构力学课程的教师，笔者能够深切地体会到结构力学课程实验在帮助学生理解概念方面的重要意义和作用。以几何组成分析为例，在学习这部分内容时虽然课堂上已经清楚讲解了二元体的概念，但有一部分学生在遇到具体问题时还是不清楚。如图1a）所示，这些学生会将3-5-6当作二元体来对待。究其原因，是没有把“链杆的约束”这个概念搞清楚，如图1b）所示，他们在作几何组成分析时把2-4-6和3-5-6作为刚片，而将1-2和1-3作为链杆。又如图2所示，三个刚片间以三对平行等长链杆连接而成为几何常变体系的情况，很多学生对此根本没有一点感性认识。诸如此类的问题，还出现在对“定向支座可以约束哪些方向的位移、约束反力如何”等等概念的理解上，这都是由于没有提供实验条件让学生亲自动手去“试一试”造成的。在建筑力学的课堂教学中，教师利用自己动手制作的一部分杆件以及连接件，结合课程内容当场做演示实验，或者让部分学生自己来做实验。从课程测试的结果可以看出，学生在这部分内容的出错率有做实验的与未做实验的相比有大幅下降，这充分说明了“动手”的重要性。类似的情况还出现在诸如弯矩图需画在受拉一侧、刚结点处的弯矩平衡、互等定理、影响线、稳定、动力特性分析等，因此，需要通过实验帮助学生形象而深入理解该课程概念部分的知识。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

孙旭峰，陶阳土木工程专业结构力学课程实验的教学实践

图1

图2

土木工程专业所涉及的主要是房屋建筑、桥梁、隧道等结构体系。在理论讲授及实验中如能紧密结合专业特色，对学生学习专业课知识与增加学习兴趣都将起到事半功倍的效果。比如钢筋混凝土结构设计中“强柱弱梁”的概念，柱端先破坏时会形成几何可变体系，而梁先破坏则还是几何不变体系。这个概念一般在钢筋混凝土专业课中讲解，但如果在几何组成分析部分将其列入实验课内容，则会加强学生对专业知识的形象理解。类似的例子还有：单层厂房中的纵、横向支撑体系，顶点位移法计算房屋自振频率，结构抗震中的“鞭端效应”等等。但是在实验设计方面，由于学生此时还没有学习专业课程，所以结构力学实验和之后的专业课实验必须有所区别，不应设置过高的难度，否则将适得其反。

结构力学研究的对象是结构体系的受力性能，而结构体系的布置是非常灵活的，所以结构力学实验还应该与材料力学实验有所区别。在实验中应以提高学生的动手能力、设计能力为目标，可以自行设计构件、连接支座装置及结构体系。以结构体系为例，不一定要限定为平面杆件体系，而可以结合高层建筑、空间结构（如网架、网壳、索结构、开合结构、折叠结构等）等，通过教师的适当启发，充分发挥学生的自主创新的能力。除完成基本实验外，结构力学实验课程应结合学科竞赛，为学生创造实验条件。

二、土木工程专业结构力学课程实验教学实践

2010年，笔者所在的扬州大学对土木工程专业进行了课程实验的教学改革，建立了土木工程专业本科系列开放性实验教学平台，将材料力学、结构力学、土木工程材料、土力学、混凝土基本理论等课程的实验整合为土木工程专业基础实验课程，共1.5个学分，48学时（实验时数为学时数乘以2），分三个学期完成，并统一编写了相应的课程教学大纲。实验课程分为基本型、提高型及创新型三个层次，其中基本型实验要求学生在一个设计完整的实验框架下重新验证结果，让学生通过实验来验证所学相关理论推导结论的正确性，从而加深对知识的理解，培养学生的推理能力、分析能力，训练其实验技能；提高型实验内容涉及该课程的综合知识或与该课程相关的知识，对学生的实验技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力，要求学生综合运用两种以上的基本实验方法完成同一个实验，培养学生运用不同的思维方式和不同的实验原理综合分析问题、解决问题的能力，掌握不同的实验方法和实验技能；创新型实验要求学生根据给定的实验目的要求和实验条件，自己设计实验方案，选择实验器材，制定操作程序，学生必须运用自己掌握的知识进行问题分析和探讨，着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。

实验平台中的结构力学实验为新增设的模块，按照实验平台建设要求并参考相关文献[2-4]将几何组成实验、桁架及刚架静内力测定实验作为基本型实验（实验时数5，必选），将刚架稳定实验、静挠度测量实验、影响线绘制实验、结构优化实验、自振频率测定实验作为提高型实验（实验时数2，5选1），将自行加载的模型实验及其他实验作为创新型实验（实验时数2，结合结构模型创新大赛，如获奖还可取得相应的创新学分）。实验课程各模块按五级记分，其中平时成绩（包括实验理论及预习情况）占50%，实验操作及实验报告占50%，课程总成绩以学期为单位按各模块所得成绩的平均值计分。

根据实验平台建设要求，扬州大学与南京航空航天大学合作研制了NHLX-GⅡ型刚架多功能实验装置，如图3所示。该装置由支撑刚架、定位板、支座、加载系统、加载杆等组成，可根据需要很方便地将支座更换为固定支座、铰支座及定向支座等，可自由设置加载点位置，不仅可以完成刚架静内力测定实验，还可完成挠曲线测定、影响线绘制等实验。在实验中由学生自己粘贴应变片以及完成接线，以提高学生的实验技能。在自主编写的实验报告中，除要求分析产生误差的原因，还要求学生将实验结果与结构力学求解器的求解结果进行对比分析，培养其科研思维能力，如：“计算中是否考虑剪切变形及轴向变形有什么影响？”、“考虑支座的实际尺寸时计算简图中计算长度的取值对结果有什么影响？应如何取值？”、“计算中是否考虑支座的实际弹性刚度对结果有什么影响？”等等。对这些问题的分析解答都是课堂理论教学所无法完成的。

图3NHLX-GⅡ型刚架实验装置

在创新型实验部分，学校将结构力学实验与结构创新竞赛（包括校内和校外竞赛活动）相结合，引导学生进行自主学习，如三维空间体系的几何组成分析及内力计算、简单有限元软件的应用（如sap2000）等等。图4所示为学校举办结构模型制作及加载试验比赛的场景，其中左图为静力加载，右图为单向振动台试验。对于这些实验，学生们参与的热情非常高，达到了在趣味中感受结构力学的魅力，在趣味中提升对结构整体受力的感性认识的教学目的。

图4结构模型制作加载试验比赛

扬州大学自2010年课程实验改革以来，结构力学实验模块的教学已在两届学生中得以实施。在课堂理论教学中可以明显感到学生对结构力学学习兴趣的增强，如课堂注意力较集中、课间课后提问较活跃等等。此外，与实验改革实施以前的两届学生（以每届两个教学班为单位）相比，几何组成部分的卷面平均出错率从19.3%下降为5.6%，做刚架弯矩图时结点平衡概念的出错率也大为降低，这从一个侧面反映了结构力学课程实验的教学成果。此外，学生还在各类结构创新大赛中屡获佳绩；以“减小支座弯矩”为概念的“抗震楼梯”设计还申报了国家专利，初步展现了创新型结构力学实验教学的成果。

三、结语

学校土木工程专业本科系列实验教学平台的专项建设，推动了结构力学实验课程教学质量的提升。结构力学课程实验的教学实践成果主要体现在以下几方面。

（1）实验教学打破了结构力学课程课堂理论教学一统天下的局面，让学生能真正参与课程教学互动，帮助学生学会独立思考，并能灵活应用所学知识，与课堂理论教学形成良性互动。

（2）改革前后学生成绩的对比，客观上显示了基础型和提高型实验在促进学生对课程基本概念的形象理解、基本技能和动手能力的提升方面的重要作用。

（3）创新型实验的设置，激发了学生的创造性和自主学习的能力，增强了学生对专业的感性认识和学习兴趣，取得了较好的实践成果。

参考文献：

[1] 黄再兴，胡海岩.国内外大学工科专业力学课程设置情况对比[J].力学与实践，2003，1：44-46.

[2] 刘礼华，等.以基本内容为核心创建结构力学实验体系[J].理工高教研究，2007，26（1）：116-117.

[3] 张乃群，等.分层次开放性实验教学模式探索[J].南阳师范学院学报， 2009，8（6）：105-108.

[4] 申静波，等.初探开放性实验对学生能力的培养[J].高校实验室工作研究， 2008，95（1）：56-57.

Teaching practice in construction of structural mechanics course for civil engineering

SUN Xufeng， TAO Yang