结构力学课程学习札记

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摘 要 结构力学课程是土木工程专业的一门十分重要的技术基础课，其基本概念和基本原理的掌握具有一定的难度。从六个方面探讨结构力学课程的学习方法，可供土木工程专业学生学习参考。

关键词 结构力学；土木工程专业；

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）18-0120-03

结构力学课程是土木工程专业的核心课程，是连接基础力学与专业课程的桥梁，在两者之间起着承上启下的作用。我国的结构力学前辈在多种场合下说过“结构力学是结构工程师的看家本领”，可见，结构力学在其专业知识结构中占有重要的地位。作为从事结构力学课程教学的教师，笔者在多年的教学实践中经常听到有学生抱怨本课程难学，不易掌握。为此，笔者根据教学经验，分六个方面谈一下学习这门课程的一些方法与思路。

1 提高认识

结构力学作为专业基础课，它具有和其他基础课相同的特点：理论严密、系统完整、逻辑性强。同时，结构力学又比先修的其他基础课程更接近工程实际，它的基本概念和基本原理的物理意义具体、明确，计算简图形象、直观，分析问题的思路清晰、明确。结构力学的主要内容涉及杆系结构的组成规律、合理形式以及在荷载等外因作用下的强度、刚度的计算原理与方法、结构的稳定性及动力特性和动力反应等内容。这些知识与土木工程的专业内容密切相关，在结构设计中必不可少。为此，在学习这门课时，首先应对这门课程引起足够的重视，只有提高认识，才能使自己在学习过程中投入较多的精力，认真刻苦地学习，增强学习效果。

2 课前预习

预习是学习的起始环节，也是讲课前的自学，它直接影响着课堂学习的效果，进而影响其他学习环节的顺利进行。概念性强是结构力学的主要特点之一。结构力学有很多基本概念和基本原理，如力法的基本原理、位移法的基本概念、对称结构的对称及其应用等。其中，有的还比较抽象，如桁架的影响线、矩阵位移法、振型分解法等。课前把新课所要学习的内容浏览一遍，对知识内容有初步的认识，了解新课要讲什么，哪些概念和原理较难，同时把不懂的问题记下来，做到心中有数，待教师讲下一节课的内容时，也就知道哪些是难点，哪些是自己没看懂的内容，于是上课听讲时可以有的放矢，从而获得学习上的主动。同时也会提高记笔记的效率，对于书上已有的内容可以少记而集中听课，而需要记笔记时也容易抓住重点与关键，从而更好地分配注意力，由此提高课堂学习效率。

3 认真听课

听课是学习的中心环节。结构力学课程重点和难点内容很多，如静定结构的弯矩图、最不利荷载位置、变形体系的虚功原理、非结点荷载的处理等，要求也较高。这些课程的主要内容，特别是重点和难点内容，一般都是通过讲课形式由教师系统讲解来使学生达到理解和掌握的目的。另外，结构力学对技巧性要求较高，而许多常规性的技巧（这些技巧通常具有一定的难度）会在课堂教学中讲授，所以聚精会神、专心听课尤为重要。

听课是用感官接受知识的过程，必须将耳、眼、手、脑综合协调并用，耳要认真听，眼要认真看，手要认真记，脑要认真思，听课效率才会高。特别是课堂上开动脑筋十分重要，对教师提出的问题和分析解决问题时的引导，必须理清思路，积极进行思维活动，培养良好的善思、勤思、深思习惯。此外，记笔记也是听课中重要一环。记笔记是为听课和思考服务的，也对课后复习提供一定的帮助。由于有预习打下的基础，所以听课时可以掌握好记笔记时机，只记重点、记难点、记疑点、记解决问题思路和方法等，切记不要由于记笔记而影响了重要内容的听课。

4 及时复习

课后复习是预习和上课的继续。结构力学的前后内容联系密切，如静定结构位移计算这一章中的图乘法，在后面的力法、位移法和结构动力学等内容中都要用到，因此课后复习十分必要。

在复习过程中，既调动了大脑的活动，又提高了分析问题和解决问题的能力，也巩固和记忆了所学的知识。复习一定要科学地安排时间，在遗忘前进行，使临时性记忆向较长性记忆转化。复习有计划、有目的，就会产生良好的学习效果。一般而言，在每次课后，趁热打铁，花一定的时间将课堂上的教学内容像放电影一样的在大脑里过一编，回顾其中的重点、难点，分析解决问题的思路，哪些问题已吃透，哪些问题还需要强化提高等。只有及时消化和掌握了已学知识，做到温故知新，才能巩固已学知识，并为后续内容的学习奠定基础。

5 习题作业

作业是检验对概念和原理是否理解的标准之一，是学习工程计算学科的重要环节。不做一定数量的习题，无法对结构力学的概念和原理产生深刻的理解，也难以培养良好的计算能力。一道习题不会做或者做错了，肯定是某些概念和原理没有消化好，带着问题再来复习相关概念和原理，往往会起到事半功倍的效果。此外，结构力学解题的技巧性很强，除了课堂外，还需要通过一定的练习才能把握，进而达到熟能生巧的目的。

做作业一般应先从基本题入手，用典型题引路，通过分析、综合，逐步完成复杂的或技巧性强的习题。结构力学有很多一题多解题，如利用平面体系几何不变体系的简单组成规则进行机动分析、用力法求解超静定结构、桁架的内力计算等习题，一般有多种解题方法。图1给出两个典型的多解题。

题1要求对图1（a）所示体系进行机动分析。该题可用三钢片规则分析，共有3种取钢片的方式：第一种为取3根平行链杆AB、CD、EF为3个钢片；第二种为取链杆AB、DF、EC为3个钢片；第三种为取3根对角链杆AF、BE、CD为3个钢片。三种解题方法分别对应3个虚铰为有限远、无穷远（3对不等长平行链杆）和无穷远（3对等长平行链杆）三种情况。

题2为力法计算题，其中基本结构有许多种取法，如：可以切断或去掉链杆AB，可以切断或去掉链杆DE，也可以去掉支座链杆D，还可以去掉支座链杆E，等等。

对于这些习题，不应只满足于能够用一种解法做出题目，而应当开动脑筋，从多渠道入手，从不同的角度、不同的思路去分析、解答同一习题，锻炼思维的深度、广度，培养和发挥创造性，提高综合运用已学知识解答问题的技巧和能力。同时，一题多解可使各种解法相互验证，减少差错。而且通过对不同解法进行分析、比较，可删繁就简，优中选优，以便掌握最佳的解题方案（如以上题2中，以取去掉支座链杆E得到的基本结构，计算最为简单），加快解题的速度，从而提高学习效率和应试能力，将学习质量提高到新的水平。

6 善于总结

总结是阶段性的系统复习，是认识的升华和飞跃过程。在课程学习的各个单元结束和整个课程学习后，要善于进行归纳和总结，要将所学的知识融会贯通，抓住精华和内在联系，加强相关内容的对比分析。如力法和位移法是超静定结构计算的两种基本方法，它们既有共性，也有特性，具有很强的可比性。总结时，可以从基本未知量、取基本结构的方式、典型方程的意义、系数和自由项的意义及求法、最后弯矩的确定等方面进行比较。表1列出了这两种方法的具体总结比较情况。

此外，对影响线与内力图、静定结构和超静定结构、平面体系的计算自由度和结构动力计算的振动自由度等内容可同样进行对比分析。通过总结分析，在各章节知识点之间建立起有机联系，形成系统化的知识结构，以加深对课程内容的理解和认识，进而达到读书“由薄到厚”向“由厚到薄”顺利转化的学习境界。

7 结语

对土木工程专业学生而言，学好结构力学至关重要。只要建立了正确的学习态度，掌握了科学的学习方法，那么不仅能学好结构力学这门课程，相信在其他课程的学习中也同样会受益匪浅。

参考文献

[1]李廉锟.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2010：1.

[2]袁海庆.结构力学概念的加强和力学综合能力的培养[J].理工高教研究，2007（1）：103-104.

[3]彭桂强，黎永索.浅议结构力学教学方法与能力培养[J].中国建设教育，2009（10）16-18.