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能力导向型的工程管理专业结构力学课程教学的思考

2018-11-07梁晓东张劲松王多慈

课程教育研究 2018年25期
关键词:结构力学教学

梁晓东 张劲松 王多慈

【摘要】结构力学是工程管理专业一门重要的专业基础课,基于能力导向型人才培养模式下的结构力学教学,应明确教学定位,采用多样化教学手段,密切结合工程实际结构应用案例,提高教学效率。

【关键词】能力导向型 结构力学 教学

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)25-0239-01

1.引言

结构力学是工程管理专业重要的专业基础课,是联系基础课与专业课的纽带,具有承上启下的作用,上承工程力学,下启混凝土结构、砌体结构、钢结构、土木施工等专业课程。结构力学的学习对于培养学生的结构分析能力、逻辑推断能力以及解决实际工程的综合能力提供了思路和方法,是工程管理专业学生今后从事工程行业最实用的一门力学课程,因此在各个工科院校工程专业的教学计划中,都将结构力学视为最重要的专业基础课。

结合培养以能力导向为目的的应用型人才的办学理念,要求重点培养学生的理论学习能力、技术应用能力、整体观思维能力,因此,结构力学课程的教学应以力学概念为根基,以结构实例分析、辅以软件建模为手段,以输出满足实际工程问题需要的具备分析计算能力和整体定性思维能力的人才为目的。

2.能力的梳理

一名合格的工程管理专业的毕业生应该具备初步结构设计能力、基坑支护方案编制能力、脚手架和模板方案编制能力,而这几种能力的培养与结构力学的学习、深刻理解紧密相关:

(1)初步结构设计能力

要想具备初步的工程建筑结构设计能力,首先,需要在概念上清楚结构与机构的区别、对结构整体的把握和受力性能的认识,这些会涉及结构力学里的绪论、结构的几何构造分析及结构的受力分析部分;其次,需要计算分析能力,尽管当今在各个设计院是否能熟练应用设计、制图软件已经成为结构设计者的基本技能之一,但是对于软件计算结果的合理性判断,则仅依赖软件是远远不够的,需要设计者对工程结构有较为清晰的力学概念、对结构中力的传递、位移的分布曲线有深刻的理解;最后,要设计出符合规范的结构,那么应该对结构的动力响应的模态和周期有整体的轮廓认识,而这与结构力学里的动力计算部分的学习有直接的关系,需要有定性分析思维,这样才能避免“只见树木,不见森林”,对设计结果做到心中有数。

(2)基坑支护方案编制能力

基坑工程是一项风险性工程,也是一门综合性很强的学科,基坑工程的设计与施工既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制支护结构及其周围土体的变形,保证周围环境的安全。那么基坑支护方案编制的优劣就成了基坑工程成败的关键,而支护结构的类型选取、支撑结构内力(弯矩、剪力、轴力)的分布、构件的变形与位移等计算,与结构力学课程里的位移计算、力法、位移法、渐近法等求解超静定内力和变形直接相关,力学思维的养成对基坑支护方案的设计与编制能起到宏观把控与纠偏作用。

(3)脚手架方案编制能力

脚手架是结构施工中不可缺少的临时工程,在编制方案的时候,对于材料的选用、结构的选型及搭设,基本都是结构力学里的内容,是典型的桁架体系或半钢桁架体系,竖向荷载下节点的受力、杆件的受力和变形,对结力课程的熟练程度直接影响对脚手架方案整体结构的搭建与控制。

结合课程各知识点,通过典型的工程案例分析进行强化,让学生明确学有所用,充分激发学生的学习动机。

综上,力学思维的锻炼与熏陶(对整体结构的受力分布、对部分杆件的力传递、对关键节点的位移控制)对于工管专业学生三大基本能力的培养与提高有其他课程不可替代的作用。

3.教学组织及知识体系优化

结构力学课程主要采用班級授课制,工程管理专业2个小班一起授课,采用多媒体与传统板书相结合的教学手段,通过多媒体中可以播放动画、图片以及文字和声音的处理,生动地展示一些工程结构受力和变形过程,达到活跃课堂气氛、提高学生注意力与学习兴趣的效果,对于一些重要的公式推导、实例关键步骤的讲解,用板书的方式教学,引领学生思考,给学生足够的时间消化吸收。

根据高等学校工程管理专业对力学课程的要求,结构力学的知识体系框架如图1所示,在学生学习的过程中,有了这张图,他们能清楚地了解到结力的全貌,把握住整门课程的脉络,然后分章节地逐步展开学习。结构力学课程里,各部分知识相互构成了完整的体系,静力学与动力学,静定结构与超静定结构,力法与位移法,固定荷载分析与移动荷载分析,精确计算与渐近近似计算,手算方法与电算方法等,它们之间相互联系又有各自特点,通过比较学习,求同存异,异中求同,从而更好地认识这门课程并逐个解决其中的问题。

4.结语

对于工程管理专业来说,结构力学是很重要的专业基础课,对于培养学生基本的工程结构设计能力、结构计算分析能力、跟结构相关的方案编制能力等方面有举足轻重的作用,直接影响到后续专业课程的学习。因此,基于能力导向型的结构力学课程教学,应着重培养学生的理论学习能力、技术方法应用能力与整体观把控能力,合理利用教学手段,提高教学效率。

参考文献:

[1]刘京红,何洪明,高宗章等.结构力学教学中培养学生可持续发展能力研究[J].河北农业大学学报(农林教育版),2008(1):56-58.

[2]夏雨,余颖烨.结构力学教学方法改革探讨[J].现代商贸工业,2011(11):197-198.

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