《计算结构力学》教学改革

《计算结构力学》教学改革

摘要：通过《计算结构力学》课程实践教学改革研究，提出在教学内容上，教学与科研项目相结合。其次在重视理论教学的同时，也要重视实践教学环节，并要加强理论与实践教学的结合。通过组织学生参与实际工程项目来提高学生这方面的能力。希望通过这些有益的教学改革能够培养出既能动脑又能动手，既不缺乏理论知识又具备较强实践能力的复合型人才。

关键词：计算结构力学实践教学科研项目

中图分类号：g642 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2012）10（b）-0015-01

1 《计算结构力学》课程建设的意义

《计算结构力学》在各个特别是开设土木工程专业的高校中都受到重视。在《计算结构力学》课程的教学中，往往存在一种重复机械记忆学习的指导观念，即学生被动的接受知识，学生的主动性与能动性被忽略。这种机械的教与学的方式导致学生的独立性和能动性降低，从而严重阻碍学生个性与能动性的发挥。另一方面，随着社会经济的发展以及工程内容日益复杂，土木工程专业研究生的教育和教学都必须进行相应的改革，以满足土木工程专业对学生的更高要求，特别是《计算结构力学》课程的教学中提出了更高的标准。要求学生在了解常规结构分析方法的基础之上，能够进行复杂的结构分析计算；并且能够通过计算结果分析总结结构分析方法的一般规律。在工程结构日益复杂和计算精度要求不断提高的前提

下，力学分析中必须借助计算机等高效辅助工具才能到达这一标准。

目前土木工程学科研究生教育还存在着培养出来的学生难以满足企事业单位的需求的问题。

主要表现为：

（1）理论与实际相脱离，对所需解决的工程项目不知如何下手，特别是动手解决实际工程问题的能力差，墨守理论，缺乏创新能力。

（2）缺乏科学思维和科学态度，愿意相信书本，缺乏足够的独立思考和决断能力。

（3）综合能力薄弱，知识面狭窄，难以成为高质量的复合型人才，不适应现代化经济建设和工程技术发展的要求。

2 《计算结构力学》教学改革

2.1 科研项目于教学相结合

研究生培养是培养青年高层次人才，需要做到“科学研究与高等教育的有机结合”。但是目前的状况是高等教育普遍存在理论和实践脱钩，不能将所学的知识应用到实际工程中，一流的学术并不能代表一流的人才培养质量。现在国内很多高水平教师忙于搞科研、做学术，但他们没有把那些高深的学术理论、先进的学科项目和自己所教授的课程结合起来。由于国内教育体制和管理制度的原因，大学生无法接触到大学教授们进行的那些学术活动，使这些最优质的教学内容失去了其宝贵的价值。为了改变这种状况，我们在《计算结构力学》的教学中，为了培养学生科学分析解决问题的能

力，直接针对一些实际做过的课题，作为教学案例加入到课程内容当中，对学生进行讲解。例如某体外预应力钢-轻骨料混凝土结构研究，目的是建立一套完整的用于指导预应力钢-轻骨料混凝土组合梁设计承载能力的计算公式。对此课题研究方法和计算结构力学方法应用的讲解将提高学生分析解决问题的能力。

2.2 理论与实践相结合

当前高等教育存在大学与社会需求脱节，造成就业市场上同时出现“人才荒”和“就业难”。一方面，伴随着我国经济社会从粗犷型向节约型的转变以及经济结构的优化调整，新兴专业的高素质、高专业技术人才严重不足；另一方面，大学里一些专业设置和课程内容陈旧过时，没有及时跟上“转方式，调结构”的人才要求。我课题组在《计算结构力学》课程教学的基础上，组织学生参与一些正在进行的实际工程项目，例如课题组曾组织研究生参与“某市快速轨道交通轻轨双线（22+55+22）m预应力混凝土拱-连续组合箱梁吊杆张拉施工监控”的工程实际项目，此工程的目的是对此桥吊杆张拉阶段和吊杆索力调整阶段的施工监控，以确保该阶段施工过程中各主要受力构件不发生损害，保证施工顺利进行。学生通过这样实际工程的参与，使得研究生在掌握《计算结构力学》课程内容的基础上，提高了用《计算结构力学》分析解决实际工程问题的能力。

3 软件应用

计算力学已经引发一个令人振奋的新观点：理论、实验和计算

成为现代科学的三大支撑；产生了一个新的领域“计算科学”。计算力学的延伸造就了cae软件和产业，而cae产业产生了巨大的社会和经济效益，在2005年美国总统信息技术顾问委员会给总统的报告“计算科学：确保美国竞争力”中指出，“计算科学采用先进的计算能力理解和求解复杂问题，已经成为对美国科技领导地位、经济竞争力和国家安全的关键，计算科学是21世纪最重要的技术领域之一”。就国内而言，近年来，cae软件在土木工程中的应用越来越重要。因此，在掌握计算结构力学这门理论课程的基础上，必须要通过合适的软件实现计算的目的。这要求我们在课堂上就要给学生讲清楚其关系，这样，将来从事具体工作能够得心应手。

4 课程内容的完善与提高

首先在教学规划上，查阅国内外相关教材资料，制定课程建设计划和实施方案。根据计划制定符合专业培养目标、内容新颖、结构体系完整、重点难点突出、学时分配合理的教学大纲。其次教学内容上，如前所述我们引入一些科研内容，激励学生敢于思考，勇于实践，善于总结，培养学生创新意识。在教学观念上要树立“授之以渔”的教学观念。在教学过程中，通过一些实际工程项目的教学案例教学使得知识的学习不再是唯一的目的，而是认识科学本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段；在教学手段上，多媒体、互联网、电子教案和计算机辅助教学等现代化教学手段和方法，同时配合传统的教学方式实现“组合式”教学。工程图片的形象和生动，能弥补课本知识的不足，提高学生的学习兴趣，能有效改善学

生的学习效果，提高教学质量。

5 结语

课题组通过《计算结构力学》对这门课程进行了实践教学改革研究，在完成基本的课程内容改革基础上，着重就培养研究生的创新能力，解决实际问题的能力进行了实践研究。首先，提出在教学内容上，科研项目应于教学相结合，从而提高研究生分析问题解决问题的能力。其次，在重视理论教学的同时，也要重视实践教学环节，并要加强理论与实践教学的结合。通过组织学生参与实际工程项目来提高学生这方面的能力。希望通过这些有益的教学改革能够培养出既能动脑又能动手，既不缺乏理论知识又具备较强实践能力的复合型人才。

参考文献

[1] 秦荣.计算结构力学[m].科学出版社，2001.