土木工程專業(yè)材料力學教學改革

時間：2022-12-11 05:26:23 土木工程畢業(yè)論文我要投稿

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土木工程專業(yè)材料力學教學改革

　　土木工程專業(yè)課程繁多，材料力學是其中非常重要的專業(yè)基礎課程之一。下面是小編搜集整理的土木工程專業(yè)材料力學教學改革的論文范文，歡迎大家閱讀參考。

土木工程專業(yè)材料力學教學改革

　　摘要：爲進步土木工程專業(yè)資料力學的教學效果，針對教學進程中發(fā)現(xiàn)的一些成績，在教員隊伍專業(yè)性，教學內容時效性、拓展性，教學手腕結合性、細節(jié)性，教學辦法靈敏性，實驗教學層次性，課程考核多樣性六個方面作出了無益的探究和嘗試。理論標明:這些教改措施加強了先生的學習興味、學習動力、入手才能、處理實踐成績的才能，有利于土木工程專業(yè)資料力學教學質量的進步。

　　關鍵詞：土木工程;資料力學;教學變革;教學內容;課程考核

　　引言

　　資料力學是固膂力學中最早開展起來的一個分支。普通以為，1638年，意大利著名數(shù)學家、地理學家、理學家伽利略出版的名著《關于兩門新迷信的說話和數(shù)學證明》標志著資料力學的末尾。書中，初次提出了資料的力學性質和強度的計算辦法。關于土木工程專業(yè)來說，資料力學是一門十分重要的專業(yè)根底課。其以處理資料的強度成績、剛度成績、波動性成績爲總綱，具有較強的實際性和理論性。

　　一、現(xiàn)狀及存在的成績

　　目前，國際各高校土木工程專業(yè)多選用張如三、孫訓方、劉鴻文主編的《資料力學》作爲指定教材，或許選用在這三本《資料力學》根底上重新編寫的教材。采用的課堂教學辦法根本都是從復雜的拉伸(緊縮)、剪切、改變和彎曲四種根本變形開端，然后歸結到普通的應力應變形態(tài)剖析與強度實際、組合變形以及壓桿波動成績。在講授完課堂相關實際知識后，由實驗指點教員指點先生停止軸向拉伸、緊縮以及立體彎曲等實驗�？傮w上，土木工程專業(yè)的資料力學教學內容曾經(jīng)比擬波動，課堂學時普通在60~74個之間，實驗學時普通在4~8個學時之間，學分在3.2~4.0分之間。針對資料力學的教改成績，很多同行停止了研討，也獲得了一定的效果。但結合我們前些年的教學理論，也發(fā)現(xiàn)了一系列的成績，詳細如下：

　　1.教員隊伍缺乏專業(yè)性。資料力學是土木工程專業(yè)、機械類專業(yè)、信息類專業(yè)等很多工科專業(yè)都開設的一門專業(yè)根底課，因而很多學校(包括作者所在學校前些年)均一致布置根底學部的力學教員來講授資料力學。從學校層面講，這樣布置節(jié)省了教學資源，便于一致管理。但弊端是根底學部的教員對土木工程專業(yè)缺乏深化的理解，不能將資料力學中的相關實際和實踐土木工程相結合，這就招致了先生學到的知識僅限于書本上，不知終究學到了什麼，很難提升學習興味。

　　2.資料力學實際性較強，概念多，公式多，計算多，內容多，先生承受困難。資料力學章節(jié)多，內容多，各章之間延續(xù)性絕對不強。自身實際性、籠統(tǒng)性又較強，很多概念，如應力、應變等，先生第一次接觸，若采用傳統(tǒng)的講授式教學，不輔以必要的手腕，在無限學時內，很難了解其實質，降低先生學習的自動性和積極性。

　　3.教材的開展絕對落后于標準。目前，我疆土木行業(yè)的標準體系中，如鋼構造設計標準、混凝土構造設計標準等，除疲勞計算外，均基于近似概率極限形態(tài)設計法停止強度、波動等校核，而資料力學中仍次要采用允許應力法，若完全依照教材解說，先生所學知識與以后工程理論、新實際相差甚遠，會誤導先生。

　　4.實驗教學流于方式、先生不注重。資料力學的實驗根本是在課堂教學講授完相關實際之后停止，相關實驗根本爲驗證性實驗，有些甚至僅由教員給先生演示一遍，先生僅需觀看不需求本人入手驗證，最初先生上交實驗報告就算是完成了實驗教學。實驗教學淪爲一種“方式主義”教學，不只進步不了先生的興味，有時甚至被先生以為是耽擱了無限的課堂教學工夫。

　　二、資料力學教學變革建議

　　針對資料力學教學理論中發(fā)現(xiàn)的成績，經(jīng)過理論，作者提出了一些針對性的建議，詳細爲：

　　1.教員隊伍注重專業(yè)性建立。充沛認識到教員在教學進程中的主導及組織作用，選擇具有較高學術程度、豐厚工程背景的土木工程專業(yè)教員講授資料力學課程，這樣教員可以實時地把資料力學教學內容與工程理論結合起來，比方資料力學中梁構件的支座可分爲可動鉸、固定鉸、固定端支座，但我們工程中的主梁普通支承于柱上，次梁普通支承于主梁上，那工程中實踐中的梁對應的支座又是那種呢?關于鋼筋混凝土梁構件來說，當梁端部接受負彎矩，上部混凝土受拉開裂，如梁上部不配置縱向受拉鋼筋，即可允許梁端發(fā)作轉動，進而釋放掉負彎矩，這樣普通就可以為是固定鉸;反之，若梁端上部配置了足夠多的縱向受拉鋼筋，那計算時就可以簡化爲固定端。經(jīng)過專業(yè)教師的講授，使先生實在領會到資料力學和工程理論的親密關系，進而激起學習的興味。

　　2.教學內容注重時效性、拓展性建立。在對教學內容不做較大修正的前提下，教學時注重時效性，與現(xiàn)行相關標準作比擬，如軸心受拉構件的強度計算公式，資料力學中基于允許應力法的表述爲公式(1)、鋼構造設計標準中基于近似概率極限形態(tài)設計法的表述爲公式(2)。NAn≤[σ](1)NAn≤f(2)式中，N爲構件遭到的軸拉力;An爲構件的凈截面面積;[σ]爲許用應力，Q235鋼材普通取150~170MPa之間;f爲鋼材的抗拉強度設計值，Q235鋼材普通取215MPa(板件厚度小于12mm)。從外表上看，公式(1)和公式(2)的區(qū)別僅爲[σ]和f。但實踐上公式(1)基于允許應力設計法，要求構造在規(guī)范荷載下發(fā)生應力不得超越資料的允許應力[σ](允許應力[σ]由資料的極限應力除以一個大于1的平安系數(shù)失掉)，因而可知，式(1)中的N是由規(guī)范荷載發(fā)生的軸拉力。近似概率極限形態(tài)設計法設計公式(2)是用荷載或荷載效應、資料功能和幾何參數(shù)的規(guī)范值附以各種分項系數(shù)，關于不同重要性的構造，尚應思索構造重要性系數(shù)，即式(2)中的N是由荷載設計值(荷載規(guī)范值乘以相應的荷載分項系數(shù))發(fā)生的軸拉力，f是由資料強度規(guī)范值除以抗力分項系數(shù)失掉。除注重教學內容與現(xiàn)行標準相結合外，教學進程中我們也強調力學知識的拓展性，即資料力學中的相關知識不只在土木工程中使用，在生活中也有少量使用，諸如食品包裝袋上預留一個小豁口、如何吃火腿腸、冬天水管爲什麼會被冰脹裂、撐桿跳運發(fā)動運用的撐桿的變化(由木桿、竹竿、金屬桿等逐步過渡到如今用的玻璃纖維桿)、香蕉球的力學原理、彈簧秤的力學原理等等，經(jīng)過這些生活中的詳細成績，使短少工程理論的先生從生活案例中了解資料力學概念，讓先生認識到資料力學就在我們身邊，并逐漸引導先生本人去發(fā)現(xiàn)資料力學在生活中的使用，進而進步先生的學習興味。

　　3.教學手腕注重結合性、細節(jié)性建立。本文著重引見的是作者采用多媒體課件教學時，以為應該留意的一些細節(jié)性成績。(1)多媒體課件形聲、動畫兼?zhèn)�，關于籠統(tǒng)的應力、應變、變形進程等更容易展現(xiàn)出來，先生也容易了解，但制造課件時要留意排版、字體大小、顏色等，最好多圖片少漢字，能用動畫表述不必文字描繪。排版不宜過于花哨，否則會喧賓奪主，先生會把過多的留意力放在課件上，而不是教學內容上。(2)多媒體課件內容選擇上，輻射面要廣，不只包括教材上的知識，尚應涵蓋教材沒有觸及到的知識。但除重點內容外，普通不用過于詳細，否則先生會以為“課件”就是資料力學，降低他們自動學習的積極性。細節(jié)決議成敗，一個好的多媒體課件可以讓先生在愉悅中掌握知識，優(yōu)化課堂教學，進步教學質量。

　　4.教學辦法上注重靈敏性建立。爲改善傳統(tǒng)的教員講、先生聽這種先生“主動學習”的教學辦法，將“啟示式學習”“先生自主學習”與傳統(tǒng)的教學辦法相結合，引導先生積極考慮，加強了教與學的互動，使先生參與到教學活動中來，而不是主動地承受。“啟示式學習”的中心是引導先生學習，結合資料力學每章節(jié)課程內容，教員在導課時都結合詳細的工程案例或相關科研效果，首先讓先生曉得要學什麼，相關的成績在哪?帶著成績去學習，學完相關內容后，師生共同對成績停止歸結總結，加深先生對學習內容的了解。比方在解說壓桿波動成績時，教員首先提出成績：僅長度不同的鋼柱，其他均相反，哪個承載力會高一些呢?先生從生活知識的角度普通能曉得短柱普通承載力會高一些，但不曉得緣由在哪兒。在解說完壓桿波動成績后，先生就曉得緣由所在了。“先生自主學習”就是給先生站上講臺并充任教員角色的時機。資料力學課程布置中普通會有2~4個學時的機動課時，我們應用這幾個學時的工夫，讓先生站上講臺，規(guī)則每個先生授課工夫普通在8分鐘左右，從授課章節(jié)、多媒體課件制造、素材搜集等等全部由先生自主完成，在“先生教員”授課的進程中，教員充任先生，最初由教員停止點評。以前，教學進程中，我們普通把這幾個學時布置成答疑，效果并不理想�；诖�，我們把答疑全部改爲課下停止，不占用課堂工夫，把浪費上去的課時用來給先生展現(xiàn)，這樣進步了他們學習的客觀能動性和在眾人面前表達本人的才能，也讓他們領會到了教員任務的辛勞。

　　5.實驗教學注重層次性建立。針對之前實驗教學的弊端，我們作了如下改良：(1)除實驗室專門裝備的教員外，要求資料力學授課教員全程參與實驗教學。(2)將實驗分層，第一層次爲根底性實驗，包括拉伸、緊縮、立體彎曲實驗。第二層次爲綜合性實驗，可以由先生自擬標題或結合教員團體科研項目確定。(3)根底性實驗教學進程中，授課教員首先把與實驗有關的多媒體課件等相關素材提供應先生。進入實驗室停止實驗時，由實驗室教員對授課教員事前提供應先生的素材(多媒體課件等)停止詳細解說，并預留下一些成績。因先生課下曾經(jīng)做好了預習，這樣無效地節(jié)省了預備工夫。爲進步先生的入手才能，實驗按每2~3人一組停止分組，撰寫實驗報告時，先生除需對實驗數(shù)據(jù)停止整理剖析外，尚需對實驗室教員預留的成績停止解答。對實驗進程中不懂的成績，也可以在實驗報告上提出，最初由實驗室教員匯總交給授課教員，由授課教員一致解答。同時，實驗報告上必需注明小組每團體的分工。(4)綜合性實驗爲選做性實驗，可以是真實的物感性實驗也可以是數(shù)值性實驗，次要是針對學不足力的同窗展開的。截至作者發(fā)稿前，先生自擬了軸向壓桿波動承載力的測定、焊接構件剩余應力測量等多個實驗項目;參與到教員的科研項目中的實驗就更多了，諸如一些實踐檢測類的工程項目、實驗室的科研實驗項目等。6.課程考核注重多樣性建立。課程考核進程中，摒棄了平常成果+實驗課程成果+期末考試成果加權計算總成果、期末考試閉卷的傳統(tǒng)作法。相關改良如下：(1)針對資料力學公式多、概念多的實踐狀況，考試時允許先生自備半張A4紙，半張A4紙單面(另一面空白)可以撰寫本人以為重要的公式、概念等等，但只能自用不可相互傳閱，考試完畢時該半張A4紙寫上姓名伴隨試卷上交。(2)減小客觀性成果在總成果中所占比重，平常成果次要依托作業(yè)質量、出勤率等來確定，但僅占總成果的10%;實驗課程成果分爲A(優(yōu)秀，對應90分及以上)、B(良好，對應80~90分)、C(中等，對應70~80分)、D(及格，對應60~70分)、E(不及格，對應60以下)五個等級，若實驗成果等級爲E，則采用一票否決制，總成果不合格;若等級爲C或D，實驗課程成果占總成果的30%;若等級爲A或B，實驗課程成果占總成果的20%�？傮w上，實驗成果越低，在總成果中所占比重越大，就會招致總成果越低，進而促進先生注重實驗教學。

　　三、完畢語

　　經(jīng)過幾輪的教學理論變革，針對我校土木工程專業(yè)資料力學的教學變革獲得了初步成效，先生對資料力學的了解逐步由一門籠統(tǒng)、難懂的“力學課”轉變爲土木工程專業(yè)的一門“專業(yè)根底課”，先生的學習興味、學習動力、入手才能、處理實踐成績的才能大幅進步，學習進程中的參與感逐步加強。但我們也認識到，資料力學教改任務是一項臨時工程，需求我們順應情勢，進一步地探究和理論。

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