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土木工程基本概念

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土木工程基本概念范文第1篇

通过互联网以及信函咨询的方式,对国内同济大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、中南大学和湖南大学6所高校的土木工程地质教学课程内容设置进行了调查,通过调查发现,以上学校主要存在以下几个共同点:

1、强调对工程地质基本概念的学习。在课堂学习过程中,主要课时都集中于学习在工程实践中经常用到的专业术语,强调概念的厘清。课堂学习的主要内容主要包括以下几个方面:(a)地质作用与地质构造的基本知识,包括地质年代的识别、地质图的识图、常见地质结构的概念(褶皱、节理、断层等);(b)三大岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)的成因、归类和鉴别;(c)第四纪地质的基本知识,包括残积土、沉积土、冲积土、坡积土等概念、成因及对工程的影响;(d)地下水的基本知识,包括地下水的分类、运动基本规律、补给与排泄方式、对工程的影响等;(e)工程地质勘察与分析在具体工程的应用,包括在隧道工程、边坡工程等方面的应用。

2、强调室内实验是课堂书本学习的延伸。室内实验主要目的是为野外地质实习做准备,学习地质罗盘等地质考察工具的使用,同时亦学习通过岩石标本来鉴别各类岩石,还要学习地质图的填图和阅读等。

3、强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段,书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象,因此,各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性,把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来,加深对基本知识的理解和掌握。一般而言,野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异,其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知,但是,同时,各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容,介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用,比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重,实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段,实习实践时间长达20~30天,考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件,以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师,教授2名,副教授3名,讲师3名,其中具有博士学位的4人,硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名,二等奖1名,校级优秀教师1人,今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项,并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地质教研相比,我们仍然存在诸多不足之处。首先就是教师队伍建设的不足,工程地质是一门经验型极强的专业,需要足够丰富的现场工程经验,因此需要老中青传帮带,让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次,对工程地质教学的重视程度不够,课时设置偏少。最后,教学内容更新不够及时,工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此,为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐,教学改革刻不容缓。

二、当前土木工程地质教学存在的问题

通过以上详细的调查和对比分析,目前土木工程地质教学仍存在以下问题:

1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成,缺乏一个统一的标准,因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》,浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》,石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。

2、在教学内容上与其它课程交叉重复,无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程,是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础,因此,由于与其它学科老师交流不够充分,往往存在重复讲授的情况。比如,以有效应力这个概念为例,在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到,由于这个概念的重要性,各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性,都会着重讲解这个概念,虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解,但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。

3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度,课堂课设课时大多是32~48个学时,因此,老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看,基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后,没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响,往往后面工程应用的章节皆为学生自学。

4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多,同时又由于课时的不够,这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分,学生容易产生枯燥情绪。

三、土木工程地质教学改革措施

为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题,让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识,必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革,具体改革措施如下所述:

1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力,又是动力。通过精品课程建设,可以找出当前教学中存在的薄弱环节,精简重复的教学内容,突出本门课程的特色,使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设,因此,有必要根据新时期土木工程培养目标,并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术,编写一本深入浅出的教材,教材中不仅包含传统的知识要点和概念,还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等,同时还应包含工程实例,让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设,因此,有必要加大对教师队伍的培养力度,引进和培养一批有新视野、新知识的老师,以此给课堂注入新的气象。

2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性,在教学过程中,善于发挥学生的主导地位,采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时,要注重课前的准备,精心备好每一节课,善于总结归纳每节课的重点,以“主线法”讲授课程知识。

3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时,让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时,老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间,比如规定某个主题,要求学生自主独立进行文献调研,完成该主题相关文献的归纳总结,并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外,强化考试试题库建设,完善考试规范和制度,强化对学生进行专业知识训练。最后,要重视工程地质实习在教学中的作用,因为该门课程的实践性很强,需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象,使学生巩固在书本上学到的知识,有感性认识上升到理性认识,同时在野外地质实习过程中,亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。

4、紧密联系工程实践学习的目的最终是为解决实际工程的问题,在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解,因此,工程实例教学是一个非常重要的手段。比如,老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例,结合书本知识讲解如何解决工程问题,分享在解决工程问题过程中的心得体会,这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣,又能让他们积累相应的工程经验知识。

土木工程基本概念范文第2篇

关键词:卓越工程师;课程改革;水文学;土木工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章号:1674-9324(2017)08-0115-02

“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是教育部为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,实施的一项重大的教育改革试点项目。2010年6月湖南大学成为第一批“卓越计划”实施的试点高校,土木工程专业成为该校实施“卓越计划”的4个本科专业之一。

值得注意的是,土木工程专业在“卓越计划”的建设中,卓有成效地把其培养机制、培养方案、教学计划、课程体系、课程建设、实践环节、师资建设以及管理机制等综合起来,作为一个有机整体,进行系统且有针对性的教改研究,以期使土木工程专业“卓越计划”为土木工程专业综合改革的不断完善提供科学依据。本文以该学院土木工程专业的《水文学》课程改革为例,分析了目前《水文学》课程教学的现状及存在的问题,根据“卓越计划”建设的基本思路,探讨土木工程专业“卓越计划”试点班在《水文学》课程改革中的实践及其在土木工程专业综合改革中的指导示范作用。

一、《水文学》课程教学现状分析

1.一般学生对专业选修课程重视不够。在我国大部分高校,土木工程专业课程任务比较紧张。通过调查发现,大部分土木工程专业的学生对专业选修课程的重视不够,相比而言,学生们更加重视专业核心课程,他们把绝大部分的时间和精力都放在专业核心课程的学习上[1,2]。因此,《水文学》作为土木工程专业针对建筑工程、道路工程、桥梁工程和岩土工程等多个方向的一门专业选修课程,一般学生对《水文学》课程重视不够,学习的积极性也不高。

2.《水文学》课程涉及范围广泛,概念抽象。《水文学》课程授课时数少,但教材涉及范围广泛,教材中的部分内容陈旧且概念抽象不易被学生接受,计算烦琐耗时长、考试死记硬背,等等。种种问题导致学生学习《水文学》课程的兴趣差,学习的积极性低,学习的效果差。

3.《水文学》课程实践环节欠缺。土木工程专业的《水文学》是一门实践应用性很强的课程,课程内容是为涉水土木工程的施工与设计中所遇到的相关水文问题进行分析提供理论依据。但是实际上,《水文学》课程教学形式一般都是以课堂讲授为主,课程实践环节是长期欠缺的,课程内容体系主要针对基本理论,与土木工程实践的联系也不紧密,教学与工程设计存在着较严重的脱节。

二、“卓越计划”试点班的培养方案制订

院土木工程专业根据已有的研究成果,在分析比较国内外知名高校土木工程专业培养方案和教学计划的基础上,结合“卓越计划”的培养目标和要求,制定了湖南大学土木工程专业“卓越计划”试点班的专门培养方案和教学计划,重点培养学生成为卓越土木工程师所需的工程素质――工程实践能力、工程研究能力、工程创新能力和工程综合能力,旨在使学生毕业后能尽快实现角色转换,成为一名“宽知识、厚基础、强能力、高素质”的卓越工程师。

1.“卓越计划”试点班的教学计划把水文学课程修改为必修课。“卓越计划”试点班的培养方案是遵循保持现行培养方案基本稳定、实现宽口径培养、加强实践环节、加强综合能力培养、突出企业参与的原则。“卓越计划”试点班的教学计划把《水力学(含水文学)》列为专业必修课程,其中与土木工程专业本科生普通班(建筑工程、道路工程、桥梁工程和岩土工程四个专业方向)教学计划相比,在保持水力学课程课时均为32学时的情况下,还增加了16学时的《水文学》课程,这意味着《水文学》课程已由选修课转变为必修课。

2.《水力学》和《水文学》可作为一个有机的整体。虽然《水力学》和《水文学》是两门相互独立的课程,但在理论应用方面却有着非常紧密的关系。一方面,《水文学》不但是桥涵孔径、管道渠道设计的理论基础,而且是水文资料收集和整理的理论依据;另一方面,水文分析与计算的结果是《水力学》实际工程应用中不可或缺的参考依据。因此,《水力学》和《水文学》两门课程相互补充形成一个有机的整体[3]。

3.《水文学》学时偏少。“卓越计划”试点班的培养方案中《水文学》为16学时,相比土木工程专业本科生普通班的32学时来说,减少了一半,这就要求在《水文学》课程组织上,精选授课内容,培养学生的自学能力,做到少而精。教师讲授内容要以《教学大纲》为依据,选择主要的、疑难部分作为重点,力求通过对这些内容的讲解使学生能够做到举一反三,既掌握了基本概念、基本原理,又能满足工程实际需要。

三、改进教学内容

1.精简课程内容,把抽象概念具体化。由于《水文学》课程存在课时少、教学涉及内容广泛、概念抽象不易被接受等问题,因此,改进教学内容的一个重要部分就是精简课程内容,把抽象概念具体化。例如,针对学生前期已经学过的《概率论与数理统计》课程,在《水文学》教学中可以一方面精简概率统计的基本知识,另一方面把水文学概念和统计概念进行比较,例如,累积频率转化为重现期,水文实测系列即为样本。

2.抓住主线,理清概念间的逻辑关系。在《水文学》课程教学安排上,要抓住主线,突出重点内容,理清概念间的逻辑关系,将相对分散的知识单元进行合理整合形成一个有机整体。例如,第一章“绪论”中包括水文现象、水文循环、水量平衡方程、水文现象的特性、研究方法等内容间的逻辑关系。

3.加强和改进实践教学环节。由于《水文学》课程存在实践环节欠缺、教学一直采用课堂讲授等问题,因此,加强课程内容与土木工程实践紧密联系、尽可能使课堂教学结合工程设计等成为《水文学》课堂教学亟待解决的问题。在《水文学》课程教学中,突出水文分析计算的重要地位、扩展其广度和深度、增加分析工程案例等可作为一个重要内容。由于水文计算存在烦琐、耗时长、易出错等弊端,同时目前Excel软件简单易学及其列表、绘图、计算、编程等强大的功能,因此,在《水文学》教学中可采用Excel软件来计算教材中的水文数据。这些都可以激发学生学习《水文学》课程的兴趣,同时,用软件进行课后作业可大大提高学生的学习积极性与主动性,加强学生对课程创新能力和实践能力的培养。

通过土木工程专业“卓越计划”试点班在土木工程专业相关的培养模式、课程建设、实践基地、教学资源及教材建设等方面的改革实践,有力地推动了学院在土木工程专业综合改革中对“卓越工程师”的培养,为造就一批懂理论、会动手、实践能力强的新时代工程师提供了良好的实践平台,这对于培养具有较强工程实践能力和创新能力的“卓越工程师”有着重要的借鉴作用和现实意义。

笔者针对目前《水文学》教学的现状及存在的问题,根据学院对“卓越计划”建设的培养方案,对土木工程专业“卓越计划”试点班的《水文学》教学内容进行了改进实践,提高了对《水文学》课程教学改革的信心。

值得注意的是,土木工程专业“卓越计划”试点班的一些成果对土木工程专业综合改革起到很大的指导示范作用。院土木工程专业决定,2015级土木工程专业本科生普通班教学计划均把《流体力学(含水文学)》列为专业核心课程,这为今后《水文学》教学改革提供了很大的动力,对《水文学》课程教学的健康发展将起着重要的作用。

参考文献:

[1]王兆礼.土木工程专业《水文学》课程教学改革探讨[J].教育教学研究,2010,(6):106-107.

土木工程基本概念范文第3篇

室土木工程材料课程是土建类相关专业的一门重要的技术基础课,课程实用性强,与专业紧密相关。长期以来,由于课程理论部分涉及的各类材料间缺乏必要的横向联系,知识点之间的连贯性较差,学生普遍感到枯燥乏味并因此对课程失去兴趣,教学效果受到严重影响[1]。由于这门课实践性极强,因此,合理安排课内实践环节可在某种程度上弥补课堂教学的不足,提高教学效果。由于以往该课程的实验多是验证性的,且学时少,无课程实习,所以教学效果较差[2]。为此,对于该课程的教学应以拓宽学生知识面,增强其适应能力,提高其综合素质,培养学生创新精神为目标。并以此目标构建土木工程材料课程教学体系。

1.改善理论教学体系

1.1 土木工程材料课程的地位与作用

土木工程材料是以高等数学、建筑力学、化学等课程为基础的专业基础课程,同时又与建筑学、建筑结构、建筑施工、建筑工程经济等课程有着密切的联系,所以在整个教学过程中,土木工程材料的教学肩负着使学生具备常用建筑工程材料的基本知识,为在建筑工程实践中具有合理选择与使用建筑工程材料的能力,并为后续课程打下基础的使命[3]。结合我院以培养应用型人才为主要目标的办学方针,要求学生掌握适度专业基础理论知识的同时,具备一定的工程实践能力,为适应未来就业环境和自主创业打下坚实基础。所以,土木工程材料这门课程应兼顾理论知识与实验验证,在教学内容、教学方法和教学手段上改革创新,在此基础上,充分调动学生学习的主观能动性,鼓励学生自主设计实验内容,创新实验方法。

1.2 精心设计课程教学内容,构建理论教学体系

土木工程材料课程内容庞杂,毗邻知识多。如何根据课程特点,组织好教学内容,使主线分明,简洁明了,激发学生对该课程的兴趣,是精选教学内容首先考虑的问题。虽然每一种土木工程材料的性能各异,但相互之间都存在着一定的联系,因此,每堂课所教的内容不是孤立的,前后教学都会有一定的关联,授课时必须考虑内容的过渡与衔接,应与本专业开设的相关课程有机地结合,使教学内容突出重点,点面结合。

1.2.1 突出重点、删繁就简

根据专业性质,确定课程内容和要求,分清主次,哪些是必须讲深讲透的,哪些是适合学生自学的,哪些内容应该删减,哪些内容必须更新;各章讲授时必须抓住“重点”,突破“难点”,系统讲授“基本理论”。精选内容的原则是既要保证学生学到最必需的知识,打好扎实的基础,又要有一定的时间与精力去独立思考、发现问题和解决问题,以利于培养学生的创造能力。同时课程教学内容还要有一定的广度,避免过窄,使教学的对象具有一定的建材知识面。应该突出两个重点,即材料的基本性质与结构材料。材料的基本性质是研究材料具有的共性的问题,通过研究如何充分利用材料的各种性质来满足建筑物各部位的要求,对这部分内容应较详尽讲授材料的微观结构、物理性质与力学性质,不仅要清楚基本概念,还要把这些概念与工程实际紧密结合,为学生分析解决实际问题打下理论基础。结构材料能否正确使用,直接影响建筑物的安全,应围绕当前土木工程中应用最普遍的钢筋混凝土结构、钢结构等方面考虑,把水泥、混凝土及钢材三章列为重点。同时,将土木工程中使用较少的材料、叙述性的部分以及先后课程重叠覆盖部分的内容删减,或安排自学。如木材、装饰材料等。

1.2.2 加强理论

土木工程材料是建立在相关专业学科基础上的综合性学科,就整个土木工程材料课程而言,物理、化学、数学、力学等都是它的基本理论,各类材料又有各自的基本理论。在教学中,可以以材料科学的观点去充实课程的基础理论知识,在重点章节中,应尽可能以基本理论为纲领,覆盖全章内容,深入浅出地阐明问题,为学生认识和掌握材料性质及应用的途径和方法提供必要的基础理论知识。同时,不断提高教师自身的业务素质,完善知识结构,丰富文化底蕴,加快知识更新,储备丰富的有关材料研究和应用的实例,是精选教学内容、提高学生学习兴趣、改善教学效果的必要条件。

1.2.3 追踪前沿

为了使学生更好地掌握基本理论知识,了解学科前沿发展方向,必须深化课程内容设置,精心组织教学内容。在教学中,对当前大量使用的传统材料,要介绍其成熟的理论和实践应用经验;对不断涌现的新材料、新技术和新的研究成果要有选择地及时向学生介绍。首先在课程内容设置上要求新,就是将最新的材料方面的科技信息安排在教学内容中,如近年来高性能混凝土发展迅速,在讲述混凝土这一章时,就应增加高性能混凝土的制备、使用性能及国内外应用高性能混凝土的现状等内容;再如节能建筑使用的保温隔热材料;高等级公路使用的新型路面材料等,以使学生对国内外的材料发展动态有个基本的了解,以保证教学始终追踪学科发展前沿。其次要及时地将教学研究和科研成果引入教学中,让学生了解老师的科研情况及成果,以激发学习兴趣,提高教学效果。第三是注重前后内容的衔接,就是处理好课程内容中基础知识与前沿知识的内在关系;处理好经典理论知识与现论的关系;处理好课程内容的详略安排。在授课时将相关知识理成一条主线:即各种土木工程材料的制备—→各种土木工程材料的组成—→各种土木工程材料的建筑性能—→各种土木工程材料在建筑工程中的实际应用,贯穿始终。采用这条主线编排教学内容,使之章节分明,详略得当,具有系统性。要求学生了解前沿知识,并及时查阅相关资料,掌握其特点,与基础知识联系起来,理解其理论上的发展和应用上的创新,同时要求学生用掌握的专业知识来分析解决相关问题[4]。

1.3 不断改进教学手段和教学方法

土木工程基本概念范文第4篇

【关键词】BIM;土木工程;知识体系

近年来,BIM技术引发热烈的研究和讨论,取得了较大成果,也存在一定不足,文章整理土木工程学习这一技术的理论体系,以此使得BIM技术的知识框架更为清晰,一方面有助于土木工程专业的教学活动开展,另一方面,也是为了学生能够从中发现知识体系的漏洞并能够深入研究,更好的应用该技术,并能够有所完善。

1BIM技术的背景及概念

二十世纪九十年代,CAD技术开始逐渐广泛地应用于工程规划设计和施工之中,但是随着信息的复杂化和信息交流的一体化趋势的发展,CAD技术的弊端逐渐显现,建立在几何图形交流上的数据交流方式已经无法适应时代需求,于是BIM技术便应运而生。BIM技术就是通过建立统一的数据库来为工程各项流程提供数据支持的信息共享资源,相对于CAD技术而言,BIM的统一化知识库能够容纳几何信息和非几何信息,数据更加全面,能够实现统一的数据交流,贯穿于工程规划到实施完成的所有过程。并且,BIM知识库中的数据具备即时性和连续性,即数据快速更新的同时能够实现前后数据的连接,数据具有参考价值且具有一致性。数据库中资料以IFC格式为基础,为不同阶段的工作人员创设了一定的协作标准,使得交流更加便捷,而信息的修改以及综整合等都能更加快捷而且便利地实现。

2BIM技术的理论知识体系

2.1BIM信息数据模型

数据信息模型的学习中,首先需要了解的是IFC格式的基本概念以及其空间架构,其次是学习STEP的基础知识,融会贯通之后,能够以STEP的语言规范来讲解IFC使用的语言,对二者的表达格式进行比较,并解析IFC的空间层次,总结其表达规则及符号意义。总而言之,数据信息模型中,主要是IFC格式的学习,以STEP的语言来学习IFC的语言,而后是空间层次,最后总结表达规则及符号意义,IFC的学习分为这三大板块。IFC是BIM技术的基础数据格式,数据交流体系中最为基础的语言输入和输出形式,如果不能掌握,则土木工程专业便无法融会贯通地使用BIM技术,可以说,IFC是BIM的语言。

2.2协同工作技术

协同工作模块的主要内容是其概念、目标以及现今的发展情况,具体而言,首先学习协同技术的三个模式,初级、中级和高级,结合图标进行学习,其次,介绍协同技术的多种类型,主要包括:狭义协同和广义协同,前者指企业自身的协同工作,后者还包括企业外的协同工作,都需要做一定了解及区分,类型的学习中,主要的知识点是各类协同技术的概念、相同点以及区别都需要认真学习并熟练掌握。协同工作技术中的重点对象,或者是重点章节是协同工作技术在BIM技术中的应用,即BIM技术如何应用协同工作技术,实现协同工作,学习的内容主要是应用的方法,支持的原理以及存在的问题,这部分内容较为复杂,与现实对接性强,需要大量图示的理解,同时,也需要结合具体的案例进行细致的分析。

2.3数据信息集成

土木工程专业学生在学习BIM技术时,首先需要了解的是其背景及内涵,也相当于BIM的理论概述,其次是具体的技术应用,即数据模型、协同工作及信息集成。信息集成技术需要掌握的知识点包括概念、发展过程、集成方法以及模式。具体学习而言,首先对于数据信息集成是什么以及其在BIM技术中所起的作用展开,然后学习其发展过程,对于其具体的模式以及应用方法和利弊衡量进行了解掌握,通过过程集成以及组织集成模式的细致分析系统学习信息集成模式的运行,联系BIM技术的发展过程,详述其信息累计过程。信息集成是BIM技术能够创建统一数据库的重要技术支撑,是容纳大量数据并进行有效整合的关键,也是BIM技术能够突破CID技术弊病的重要原因。

3土木工程中BIM的实践知识体系

从实践知识体系而言,可以从建筑结构设计、建筑节能效果、建筑成本控制等多方面进行实例研究,使得理论学习与实践接轨。BIM的知识体系从理论与实践出发,将技术的基础理论知识和实践应用进行细致的分析讲解,使得土木工程的学生对于该技术有了全方位细致而深入的了解。建筑结构作用可以以水立方工程或者墨尔本的Eureka作为讲解案例,BIM技术在这两座建筑的设计中起到了至关重要的作用。施工管理中的BIM技术应用可以以AR公司为例,同时,以此为例还能够对于BIM技术的节能、成本控制等进行分析,经典的应用案例在现今的世界各地已经不少,其中既有效果突出的地方,也不乏缺陷漏洞,土木工程学生对该技术的学习不能止步于了解已有的知识更是要从实际中的不足出发进行探讨,力求完善这一技术,这也是笔者将实践纳入知识体系中的原因。

4总结

希望笔者的研究能够对土木工程专业的BIM教学活动有所帮助,促进专业学生的学习效率和学习深度,更为系统化的学习。

参考文献

[1]崔建华,夏珊,丁克伟,陈东,刘运林.将BIM技术应用于土木工程专业教学的探索[J].安徽建筑,2015(03):45-46.

土木工程基本概念范文第5篇

【关键字】力学;土木工程;计算简图;内力计算

1、概述

人类为了满足生活和生产活动的需求,建造了房屋、道路桥梁、隧道、堤坝、电站、港口、机场等建筑物和构筑物。建造各类建筑物和构筑物的科学技术统称为土木工程。在土木工程漫长的发展过程中,力学知识一直有着广泛的应用。通过经验的积累,人类很早就会建房子、架桥梁,但只有拥有了现代力学知识,人们才能建造出摩天大楼、巨型水坝、大跨桥梁、海洋平台、海底隧道等宏伟工程。

土木工程专业本科教学主要开设的力学必修课程包括理论力学、材料力学和结构力学三门专业基础课,通常称为土木工程的“三大力学”。 土木工程中常用的结构构件包括杆、梁、柱、板、壳、桁架、悬索等。在这些结构构件力学分析的基础上,土木工程师可以建造出结构优化、安全可靠的现代大型结构物。

2、模型的建立

人们对事物的认识往往并不是直接考察其真实的全部,而是通过科学抽象与合理简化、略去次要因素并抓住其本质特征而建立近似替代物来进行分析研究的。结构的力学分析就是按照上述的道理采用力学建模进行研究的,即利用力学、工程结构知识和实践经验,首先经过科学的抽象,并根据结构实际的受力、变形等主要因素,对结构进行合理的简化;经简化后可以用作分析计算的模型,称为结构的计算简图或力学模型。

2.1 对外力的假设及简化

对外力的假设及简化反映了外力对建筑结构的作用情况。根据不同的情况将外力简化成不同的荷载。比如,当外力作用面积相对于结构来说较小,可将其简化为集中荷载,否则简化为均布荷载。若外力相对于结构位置和大小变化均较小,可将其简化为静荷载,否则简化为动荷载。

2.2 对约束及连接的假设及简化

对约束及连接的假设及简化外部约束反映了约束体对结构和约束体连接处位移的限制情况,约束的类别很多,根据不同的标准可以将其简化成具体理想的约束。比如,当约束体的刚度很大或者结构和约束体连接处位移受到限制小到可以忽略时,就可以将其简化为刚性约束,如光滑接触面、固定支座、活动支座等。当约束体存在变形且结构和约束体连接处位移产生的影响不可以忽略时,可将其简化为理性柔性约束,如弹性支座、柔索;将杆件结构体系的构件与构件之间连接简化为铰结点、刚结点等。

目前建筑结构设计采用PKPM软件进行计算,使用过程中最关键的就是建模,也就是将一个复杂的工程问题简化为一个简单的力学计算简图,这就离不开力学知识。力学模型选取的正确与否直接关系到最终计算结果的正误。

3、内力的计算

计算机不是万能的,如果在程序的操作过程中,因为某个参数输入错误,导致整个内力计算结果错误,而计算机不具备这种纠偏能力,就需要利用力学知识进行判断、检验,以避免错误的出现。有些构件采用PKPM进行计算相当麻烦,比如小框架结构的楼梯,往往采用手算代替机算,这就需要力学知识首先算出其内力。

4、结语

要想做一个合格的土木工程师必须要有较好的力学基础。若缺乏对三大力学的基本概念、物理意义和求解方法的深入理解,想真正掌握好相关专业课程,做好有关工程设计、 施工、监理乃至进一步的科研工作,是不可想象的。

参考文献:

[1]马崇武,秦怀泉,力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教,2007(6)

[2]张明朗.论计算简图的建立[J].山西建筑,2010,36(6)

[3]郭剑, 张福明.如何激发学生学习建筑力学的兴趣[J].山西建,2007,33(2)

[4]黄立新,吴宇华.土木工程专业的计算力学教育[J].广西大学学报(自然科学版),2007,32(z2)

[5]郝哲.土木工程专业中的若干力学问题剖析[J].沈阳大学学,2005,17(2)

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土木工程基本概念范文第6篇

关键词:大土木专业;结构设计原理;精品教材

中图分类号:G423.3;TU-4 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0067-04

土木工程专业的人才培养模式很大程度决定了未来土木工程师的能力与素质。目前世界上大多数国家采取“通才”教育,即强调“土木工程专业宽口径”的培养目标,在培养方案和课程设置上注重大土木平台的构建[1-2]。在这样的背景下,专业平台课程的学习对学生知识体系的形成尤为重要。

结构设计原理课程作为土木工程专业的专业基础课[3],对帮助学生构建基本结构概念非常重要。近10年来,笔者所在的教学团队针对该课程进行了一系列的实践探索,先后承担并完成多项课程建设与改革项目,该课程已荣获“江苏省精品课程”,团队编著的《结构设计原理》教材[4]获江苏省精品教材和重点修订教材等立项。

笔者基于教学团队在课堂教学及教材修订过程中的实践,对《结构设计原理》精品教材建设进行探讨,旨在为土木工程专业基础课程教材建设提供参考。

一、现状分析

结构设计原理是土木工程专业的基础核心课程,主要培养学生掌握结构基本构件的设计计算能力,为结构整体设计奠定基础。结构设计原理主要讲授混凝土结构设计原理和钢结构设计原理两部分内容,课程具有基础性强、学时长、知识体系复杂、实践性强等特点。目前国内各高校均将该课程设置在第五学期,但开设方式各有不同,例如:清华大学将课程分为混凝土结构(1)和钢结构(1)两门课程,每门分别为3学分,合计96学时;同济大学分为混凝土结构基本

原理和钢结构基本原理,分别为4学分和2.5学分,合计111学时;东南大学将两部分合并为工程结构基本原理,合计5学分80学时;中国矿业大学将钢筋混凝土结构和钢结构合并为结构设计原理课程,共80学时。

教材的编写和选用与课程设置密切相关,教材的编写质量对课程教学效果的影响也非常明显[5-6]。目前对于《钢筋混凝土设计原理》和《钢结构设计原理》教材的建设,要么完全分离,要么简单组合,在教材内容编排方面对知识体系的完整性和共通性考虑不足。有些教材过于偏重理论分析,与实际工程联系不紧密;有些教材仅强调实例缺乏足够的理论分析。在“大土木”的背景下,如何将土木工程中基本构件的设计原理融合为一整体,实现真正意义上的平台课的搭建目标,并与后续专业课的学习有效搭接,成为精品教材建设需要思考和解决的问题。

二、教材编写探讨

基于上述现状分析和实践探索,笔者认为大土木专业结构设计原理精品课程教材的编写应重视原理共通与材料差异并存,做到基本原理与工程应用并重,实现课堂学习与课外拓展并举。

(一) 原理共通与材料差异并存

作为一门介绍专业基础的课程,其教材应体现结构构件基本设计原理的共通性,同时也不应忽略这些基本原理因材料的不同而引起的差异。以图1(a)所示纯弯曲构件为例,如果是钢筋混凝土梁图1(b),其设计公式来源于试验现象及理论推导的结合,讲解中通常需要强调钢筋与混凝土二者共同受力,给出如图2所示的截面应力的变化图,并有一系列基本假定作为前提才能获得这些基本公式,在授课过程中必须强调试验现象并有专门的试验环节针对该内容做深化;而钢梁图1(c)的设计公式则源于材料力学的理论推导,其截面应力的变化如图3所示。对比图2与图3,可见其差异明显。

这种差异在轴压柱、偏压柱以及构件的连接方面也有所体现。如果无视这种差异,强行将两部分内容简单揉合,必然给学习者特别是初学者带来很大的困惑,

造成概念混淆、理解混乱。为此,在教材的结构安排上,应将混凝土结构设计原理及钢结构设计原理分篇编写,既显示出两者之间在原理上的相通性,又体现了不同材料构件设计的区别。这样有既利于学生理解学习,又方便教师讲解。

(二)基本原理与工程应用并重

结构设计原理课程的特点应该是“始于理论,终于应用”,即立足于基础理论的同时还要强调基本原理的应用方法,以使学生在掌握基本概念的基础上,通过实例将原理应用于设计实践,加深学生理解。

首先应妥善把握理论推导的尺度。对基本理论的涉及深度不宜过深,因为纠缠于基本理论往往会适得其反,造成学生疲于推导、演算,而忽略理论背后的“原理”。另外,理论推导枯燥乏味,势必增加学生的学习负担,削弱其学习兴趣。教材中的理论应服务于基本原理。例如钢结构轴心受压构件的整体稳定设计中非常重要的整体稳定系数φ,它综合体现了初弯曲、初偏心和焊接残余应力对构件临界应力的影响,其中讲到初弯曲对轴心压杆承载力的影响时,用图4所示的压杆进行理论分析,推导出轴心压力接近临界压力时,其跨中挠度趋于无穷大的结论,表明构件失稳,就很好地体现了“原理”。

其次,应重点培养学生对基本原理的应用方法。教材中对每个知识点都应该有相应的例题可以参考,同时还应有综合例题将相关知识点串联,使学习者对知识点有系统整体把握。图5为某钢结构的主次梁体系,以此为工程背景,可以将其次梁、主梁、柱、支撑等基本构件的设计,以及主次梁、主梁与柱的连接设计分散于各个章节的例题中,既能各自独立,又能形成整体结构,帮助学生构建由点及面的知识体系,应用效果非常好。当然,作为教材,课后还应配合一些习题帮助学生完成课外拓展训练,使学生能及时将课程学习的内容进行具体应用。无论是例题还是习题,都要做到与实际工程紧密联系,只有多联系实际才能保证“原理”有个坚实的落脚点。

(三) 课堂学习与课外拓展并举

土木工程学科的一个重要特点就是实践性很强,任何一个理论都要经得住实践的检验,而很多设计理论也都是源于实践。因此,一方面应强调设计方法的实践来源,在教材内容编排上可按照试验研究―理论分析―设计方法―实例分析的顺序进行,并适当配合现场试验、动画演示以及试验录像以加深学习者的印象。另一方面应注意激发学生自主动手的能力,比如在教材中加入自主设计试验、模型制作等习题。这对培养学生的结构感觉非常重要,也可以丰富教学内容。图6a为钢结构连接部分的一道课后综合作业题,包含了角焊缝受拉受弯、螺栓拉剪、螺栓拉弯等连接的验算。学生对该图的理解有困难,为了解决此问题,首先指导学生绘制了该连接的三维模型(图6b),通过旋转角度动态观察辅助识图,然后组织学生动手制作缩比模型(图6c),通过亲手操作组装,学生对钢结构的传力路径、连接方式及构造细节等有了更为深入的理解。这种实践教学方法操作简单,很好地实现了课堂学习与课外拓展的有效对接,实施效果良好。

结构设计的流程相对比较程序化,每种构件的设计都遵循一定的流程和规律,即材料参数确定、截面初选、基本设计公式选用、适用条件校核、复核等。为此,可以在每一章节设计方法阐述之后,附上对应内容的程序化流程图(图7),以有利于学生对设计过程的总体把握。同时,该部分内容也为学有余力的学生提供了很好的编程锻炼机会,如图8即为指导学生参照教材流程编制的VB小程序,界面简单、功能齐全、效果良好。

由于篇幅有限,这些课外拓展内容无法在教材中充分展开,可以将其制作为电子资源库,采用多媒体教材的形式对纸质教材进行适当补充。此外,还可将电子资源整合于精品课程网站,供学生浏览学习。

三、结语

结构设计原理是大土木专业一门非常重要的专业核心课程,其内容多、公式多、公式适用条件多,具有一定的难度。教材建设作为该课程的重要环节,对教学效果的影响较大。基于多年的课堂教学和教材建设实践,笔者对大土木专业结构设计原理课程精品教材的编写进行一些探讨,以期为土木工程专业基础课程教材的建设提供参考。

参考文献:

[1] 陈以一.国际土木工程界对未来工程师教育的若干关注点[J].高等建筑教育,2006,15(2):119-121.

[2] 徐礼华,傅旭东,彭华,等.土木工程专业复合型创新人才培养体系的构建与实践[J].高等建筑教育,2016,25(1):55-60.

[3] 徐明,宗周红,张蓓,等.工程结构设计原理实验课程教学改革[J].高等建筑教育,2015,24(5):111-114.

[4] 夏军武,贾福萍,李富民,等.结构设计原理[M].江苏,徐州:中国矿业大学出版社,2009.

土木工程基本概念范文第7篇

关键词:发展性学习评价;力学课程;土木工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)21-0122-02

提升高等教育质量是高等教育发展的主题,而大学生的学习评价是提升高等教育质量的重要切入点和重要途径,同时也是高等教育质量评价的重要组成部分[1]。在科学技术迅猛发展的今天,现有的人才培养体系已不能适应社会对专业人才的需求,包括土木工程专业人才。大学人才培养模式的改革已到了刻不容缓的地步,而大学生学习评价体系的改革是其中的重要内容。

一、力学课程在土木工程中的作用和地位

土木工程是个涵盖范围极广的一级学科,下面设有结构工程、岩土工程、桥梁与隧道工程、市政工程、防灾减灾及防护工程、供热及空调工程等六个二级学科。土木工程专业的力学课程包括理论力学、材料力学、结构力学、土力学、流体力学、弹性力学等,其中材料力学、流体力学和土力学配有实验课。力学课程是土木工程专业重要的专业基础课,表1是我们学院土木工程专业建筑结构工程方向的部分培养计划,可以看到,在必修的专业基础课中,力学课程占1分,是总学分的46%,可见力学课程在土木工程专业中的地位。

学习力学课程的目的是为了进行工程计算,对象包括:住宅、厂房、道路、桥梁、隧道等工程结构。若缺少对这些力学课程基本概念、基本原理以及求解方法的深入理解,就很难真正掌握后续的专业课程,如:钢筋混凝土原理和设计、钢结构原理和设计等,也就无法开展有关工程设计、施工、监理乃至进一步的科研工作[2]。因此,力学知识的掌握与否对于土木工程专业的学习有着举足轻重的作用。

二、力学课程中学习评价的现状

土木工程中的力学课程与工程实际问题紧密结合,实用性强,是基础课和专业课之间的桥梁,上承高等数学等基础课程,下启钢筋混凝土等专业课程,在整个专业培养教育中起着承上启下的作用,对培养合格的工程类人才更有着至关重要的作用。同时这些力学类课程又有自身的特点,往往前后章节之间有着密切的联系,前面知识如果掌握得不好,后面的学习就会变得很困难。

以我们学校的土木工程专业为例,前面很长一段时间内力学课程的学习评价采用传统的笔试一锤定音,强调量化成绩。平时上课点名和作业占30%,期末笔试成绩占70%,但这30%的平时成绩其实形同虚设,抄作业现象时有发现。这种只重结果不重过程的评价方式,不能很好地反映学生学习的动态发展变化,使学生无法及时找到自己的优势与不足,也使教育者无法知晓关键问题之所在,从而无法适时采取有效的教学方法,促进学生创新能力与素质的提高。结果往往是学生等到期末时为了应付考试,仓促应对,有的勉强过关,有的学生考试不及格,需要来年重修,浪费了宝贵的时间,更严重的是,这一阶段力学知识的缺乏对后续专业课程的学习造成了负面的影响。

三、发展性学习评价在力学类课程的实施策略

鉴于上述现象,我们改变力学课程中的学习评价方式,采用发展性学习评价,这是一种全新的教育评价方法,它包括形成性评价和终结性评价,使学习过程评价与学习结果评价相得益彰,以促进学生的全面发展为根本目的。在教学大纲中,我们把平时成绩的比例从原来的30%提高到50%,目的是使学生重视学习过程,同时在教学过程中开展了以下的学习评价策略。

(一)加强对学生课堂内参与程度的评价

高等学校最根本的任务是通过教师的课堂教学培养社会所需人才,因此,提高课堂教学质量是高校办学的宗旨。一方面,教师在课堂教学中应采用启发式教学,适时地提出问题,启发学生思考,调动学生思维的积极性,使他们能主动、活泼、创造性地进行学习,开展讨论。然后,教师再进行细致地分析讲解。另一方面,课堂教学离不开教与学,教师在认真完成教学工作的同时,学生课堂参与的积极程度对课堂教学质量的提升有着重要的推动作用。

因此对学生的课堂表现应有客观的评价,评价标准中可以采用程度或层次的描述方法,通过量化与评价结果挂钩。如:对于听课、实验的表现可以给出以下几个评价层次:表现主动积极,注意力集中,积极互动的同学可评定为A;注意力较集中,表现较积极的同学,评定为B;表现一般,偶尔还要开小差的同学,评定为C;不专心听课或参与程度较低的同学,评定为D。这样就把学生的听课状态分成了四个层次,通过对这些层次进行赋值使其量化,并规定该评价内容在总成绩中的比重,就对学生的课堂表现给出了较为细致的评价[3],使其成为平时成绩的一部分。

(二)加强对学生课外学习投入的评价

伴随着科学技术的快速发展,新学科不断涌现,学生所要学习的课程增多,在总学时数相对稳定的情形下势必要压缩力学课程的学时,这样有一部分教学内容需要学生课外完成,或者说学生在课外需要花费一定的时间来巩固、强化和拓展课堂所学的内容,包括阅读资料、完成作业。以前总是把学生的书面作业完成情况作为平时成绩,但抄袭作业的现象屡见不鲜,因此我们把作业作为其课外学习的一部分,教师在课堂上采取课堂讨论或小测验的形式对课外学习内容进行检查,就是以实际掌握的知识作为衡量标准,而不是简单地以书面作业作为平时成绩的依据。课堂讨论和小测验一方面起到了学习评价的作用,同时教师可以通过适当的讲解,对这部分知识进行必要的总结,把正确的方法和原理及时传授给学生,使学生及时获得正确的观点和方法,也便于反思,对学习行为及时进行调整。

(三)保证期末考试命题的质量

期末考试是终结性评价的主要形式,教师应保证考试的命题质量,以课程教学大纲为依据,试题中要反映大纲重点要求的基本概念、基本原理以及基本计算方法[4]。严格按课程评价标准命题,保证符合大多数学生水平的要求,同时,命题时要注意试题所涵盖的知识面,注重考核利用所学知识解决实际问题的能力。也就是说,试题的分量(包括难度和计算工作量)应该适中,应使中等程度的学生在规定的考试时间内能有一定的复查计算结果的时间,试题的措词应力求清晰准确,以免学生对题意产生误解。最后,为了掌握试题的分寸,任课教师在拟好试题之后,应认真地预做一遍,对试题的难易程度、容量大小进行把控。总之,要充分发挥评价的导向作用,使学生既重视基本理论,又自觉地注重应用能力的培养,使终结性评价发挥更大的作用。

四、结语

经过一年多的教学实践,发展性学习评价的优势已有所显现,学生的学习积极性明显提高,教学秩序明显改观,当然还存在着很多不足,需要在不断的教学实践中得到改进和提高。通过开展发展性学习评价,我们认识到当学生从评价的消极应付者变为评价的主动参与者时,学习状态发生了很大的改变。由于评价系统更加注重对学生阶段性成绩的评判和肯定,使学生提高了学习积极性,培养了科学探索的精神,也使教师能及时有效地指导学生,促进学生的进步与发展[5]。因此,发展性学习评价能够比较好地发挥教育评价的导向、激励以及改进等功能,更加注重学生能力的培养,是值得尝试的评价方法。

参考文献:

[1]杨院.大学生学习评价的逻辑、实现与优化[J].中国高教研究,2015,(8):107-110.

[2]马崇武,秦怀泉.土木工程专业力学课程教学体系的研究[J].东莞理工学院学报,2014,21(1):91-94.

[3]杨慧卿.大学数学课程发展性学业评价的认识与实践[J].滁州学院学报,2011,13(3):121-125.

土木工程基本概念范文第8篇

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.