【正文】 結(jié) 構(gòu)力學(xué)（下） 本科專業(yè)基礎(chǔ)課程 4 土木工程 99～ 03 級 505 人 結(jié)構(gòu)力學(xué) 本科專業(yè)基礎(chǔ)課程 4 給排水 00 級 63 人 2 承擔(dān)的實踐性教學(xué) 課程名稱 周數(shù) 屆數(shù) 總?cè)藬?shù) 畢業(yè)實習(xí) 2 周 土木工程 00 、 0 02 級 25 人 畢業(yè)設(shè)計 13 周 土木工程 00、 0 02 級 25 人 砌體結(jié)構(gòu)課程實驗 周 土木工程 02 級 190 人 11 2⑶ 2 教學(xué) 情況 3. 在國內(nèi)外公開發(fā)行的刊物上發(fā)表的教學(xué)研究論文 （ 1） 畢業(yè)設(shè)計教學(xué)中存在問題分析及其對策，中國高等教育論叢， 排 名 1； ； （ 2） 結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)改革研究，理工高教研究， 排 名 2， 。 3. 獲得的學(xué)術(shù)研究表彰 /獎勵 “ 混凝土多 孔磚 設(shè)計 應(yīng)用技術(shù)研究 ” 獲武漢市科技進步二等獎， 2020 年， 排名 3。 （ 5） ,帶裙房高層建筑地震反應(yīng)控制振動臺試驗研究 ， 地震工程與工程振動 ， 202024(3)。 （ 2）信息技術(shù)在土木工程結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用， 2020 年，湖北省科技進步一等獎，排名 1。四 名教授、 三 名副教授、四名講師，一名 助教 ；其中三名教師為土木工程學(xué)科的博士生導(dǎo)師 。 馮仲仁教授 土木系系主任，自 1983 年來一直從事本科和研究生的教學(xué)工作，先后主講《工程力學(xué)》、《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》、《畢業(yè)設(shè)計》等課程，教學(xué)效果優(yōu)秀，發(fā)表教學(xué)與科研論文 4 篇。 羅持久副教授 自 1984 年以來一直從事教學(xué)工作，教授的課程包括《結(jié)構(gòu)力學(xué)（上、下）》、《結(jié)構(gòu)程序設(shè)計》、《材料力學(xué)》、《彈性力學(xué)》、《塑性力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)動力學(xué)》（研究生）等課程，教學(xué)效果優(yōu)良。 18 32 教學(xué)隊 伍整體 結(jié)構(gòu) 范小春講師 自 2020 年以來一直從事教學(xué)工作，教授的課程包括《建筑力學(xué)》、《工程力學(xué)》、《計算機輔助程序設(shè)計》、《建筑結(jié)構(gòu) CAD》；指導(dǎo)《畢業(yè)實習(xí)》和《畢業(yè)設(shè)計》，教學(xué)效果優(yōu)良； 2020 年 9 月，被武漢理工大學(xué)授予 2020～ 2020 年度教學(xué)優(yōu)秀獎。 陳志華講師 自 1998 年以來一直從事教學(xué)工作，主講《結(jié)構(gòu)力學(xué)（上、下）》，《計算機輔助設(shè)計基礎(chǔ)》，《建筑結(jié)構(gòu) CAD》，教學(xué)效果優(yōu) 良 。 33 教學(xué)改 革與教 學(xué)研究 近五年來教學(xué)改革、教學(xué)研究成果及其解決的問題（不超過十項） 近五年來，結(jié)構(gòu)力學(xué)教研室全體教師在認(rèn)真完成教學(xué)任務(wù)的同時，還積極探索教學(xué)改革措施，主要內(nèi)容如下： （ 1） 建立了結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)網(wǎng)站：詳實的電子教案、豐富的教學(xué)輔助內(nèi)容、完善的師生網(wǎng)上交流體系，為廣大學(xué)生提供的一個豐富多彩的第二課堂。 19 33 教學(xué)改 革與教 學(xué)研究 （ 4） 將 “結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器 ”作為獨立章節(jié)講授，并配合以實際工程實例，在擴展教學(xué)內(nèi)容的同時，提高學(xué)生分析實際問題的能力； （ 5） 以加強結(jié)構(gòu)力學(xué)概念為目標(biāo)，在 9 00、 0 02 級的畢業(yè)設(shè)計實行改革，在培養(yǎng)學(xué)生清晰力學(xué)概念的基礎(chǔ)上，提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。今年起將由本教研室對《材料力學(xué)》和《結(jié)構(gòu)力學(xué)》進行統(tǒng)一規(guī)劃講授。同時，還特別要求和支持青年教師攻讀碩士、博士學(xué)位和參加科學(xué)研究工作，以提高他們的理論水平，更好地完成教學(xué)工作。 21 4．課程描述 41 本課程校內(nèi)發(fā)展的主要歷史沿革 土木工程是伴隨人類歷史發(fā)展而形成的最古老的學(xué)科， 結(jié)構(gòu)力學(xué) 作為土木工程最重要的理論支撐，經(jīng)歷了長期的發(fā)展的過程。十九世紀(jì)后半期，鋼結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用，推動了結(jié)構(gòu)變形和超靜定結(jié)構(gòu)理論的形成。自上個世紀(jì) 90年代中期以來，清華大學(xué)在結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器的開發(fā)研制上取得了重大成果，使得結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)思想和教學(xué)方法產(chǎn)生了某種帶根本性的變革。其后，學(xué)校經(jīng)歷了武漢城建學(xué)院、武昌建筑工程學(xué)校、湖北建工學(xué)院、武漢建材學(xué)院、武漢工業(yè)大學(xué)直至武漢理工大學(xué)的變遷，設(shè)置的土建類專業(yè)也先后有工民建、建筑工程、土木工程、交通土建、建筑學(xué)、城市規(guī)劃、給水排水等，所有這些專業(yè)都把結(jié)構(gòu)力學(xué) (或建筑力學(xué) ) 作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。 土木工程專業(yè)根據(jù)上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，長期以來，形成了“ 數(shù)學(xué)－力學(xué)－結(jié)構(gòu) ”這樣一條教學(xué)主線，將這一系列的課程作為構(gòu)成學(xué)生主體知識結(jié)構(gòu)最重要的主干課程。 422 知識模塊順序及對應(yīng)的學(xué)時 結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識可劃分為 6大模塊： 第一 模塊 ： 桿件體系的幾何構(gòu)成分析 （ 4學(xué)時） 介紹 幾何可變體系、幾何不變體系的概念和幾何不變體系的基本判定法則 。計算靜定結(jié)構(gòu) 23 位移是引入超靜定結(jié)構(gòu)計算方法的必要條件。 第六 模塊 ：計算結(jié)構(gòu)力學(xué) （ 10學(xué)時） 重點講授 矩陣位移法， 介紹 計算機在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用 ，建立后續(xù)有限元方法學(xué)習(xí)所必要的知識基礎(chǔ) 。 解決的辦法： “理論－應(yīng)用－理論” 逐步深化理解 首先交待它的概念與理論，在初步理解的基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用虛功原理對各種結(jié)構(gòu)類型在各種條件下位移的計算，在反復(fù)應(yīng)用實踐中加深和強化對理論的理解，最后再回到理論上來，進行對虛功原理的再認(rèn)識和深度理解。 解決的辦法： 認(rèn)清 “ 共性 ”“ 個性 ” 加強受力分析 此前學(xué)生已經(jīng)熟悉靜力荷載下靜定結(jié)構(gòu)的計算方法。 （ 3） 位移法的概念、用位移法求解有側(cè)移剛架和支座移動問題 掌握位移法比掌握力法需要更強的理解力，特別是有側(cè)移剛架和支座移動問題，對于線位移的處理常使學(xué)生束手無策。首先，位移法是以超靜定單跨求解成果為基礎(chǔ)的，超靜定單跨梁是力法已經(jīng)解決的問題，不存在困難；其次，“化整為零”的結(jié)果只得到有限的 3類桿件，運用轉(zhuǎn)角位移方程即可寫出桿端內(nèi)力，并不存在大的困難；最后，相比結(jié)點力矩平衡分析“以不變應(yīng)萬變”來說，投影平衡分析可依截面不同而變化，有一定難度。 （ 4） 用剛度法和柔度法建立結(jié)構(gòu)的振動微分方程 結(jié)構(gòu)力學(xué)中的動力分析一章的解題，通常都有固定的程式，除了可能比較繁瑣之外，難度有限，然而建立結(jié)構(gòu)的振動微分方程具有一定的靈活性，成為不少同學(xué)的難點。柔度法是在引入慣性力情況下，考慮質(zhì) 點的位移，其本質(zhì)是求解一個結(jié)構(gòu)在給定荷載下的位移，同樣是把動力學(xué)問題歸結(jié)于靜力學(xué)問題。 （ 5） 力學(xué)概念的加強和力學(xué)綜合分析能力的培養(yǎng) 力學(xué)學(xué)習(xí)，最重要的是要建立清晰的力學(xué)概念，掌握力學(xué)分析的基本方法。各門力學(xué)課程之間有著密切的聯(lián)系，它們構(gòu)成了一個嚴(yán)密的知識體系，不要把它們互相割裂開來，而要從知識體系的角度，不斷加深、豐富對力學(xué)概念的理解。引導(dǎo)學(xué)生從知識體系的高度來認(rèn)識、理解、歸納各種力學(xué)概念、理論、方法，是 加強 力學(xué)概念和培養(yǎng)綜合分析能力的重要途徑。 此外，還通過畢業(yè)設(shè)計，強化結(jié)構(gòu)力學(xué)概念與方法在專業(yè)課程中的應(yīng)用。 以加強結(jié)構(gòu)力學(xué)概念為目標(biāo) ，在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中進行改革，這一改革的主要內(nèi)容是：采用最接近手算過程的計算軟件 “ 結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器 ” ，建立結(jié)構(gòu)計算簡圖和進行內(nèi)力與變形計算；運用電子表格進行荷載統(tǒng)計與內(nèi)力組合；將由于運用電算與電子表格而節(jié)省下來的 時間用于力學(xué)與結(jié)構(gòu)重要概念的討論。 設(shè)置了結(jié)構(gòu)力學(xué)綜合訓(xùn)練內(nèi)容，從理論分析、計算方法、試驗研究三個方面，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和初步的科研能力。在實驗過程中，讓學(xué)生設(shè)計自己的試驗，實際動手做試驗，已經(jīng)被證明是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的最好手段。 422 課程內(nèi)容（詳細(xì)列出實驗或?qū)嵺`項目名稱和學(xué)時） 實驗名稱 學(xué)時 備注 （ 1）等強懸臂梁動力性能實驗 2 利用課余時間 （ 2）鋼桁架力學(xué)性能實驗 2 利用課余時間 （ 3）創(chuàng)新性試驗 利用課余時間 423 課程組織形式與教師指導(dǎo)方法 《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程學(xué)習(xí)完成后， 利用課余時間 進行等強懸臂梁動力性能實驗和 桁架結(jié)構(gòu)分析方法研究 。 28 (4) 學(xué)生在 實驗過程中，必須 認(rèn)真 、 客觀 地 記錄完所有測試數(shù)據(jù)，符合要求 后 ， 由指導(dǎo)教師 簽字后方可離開實驗室。 對 實驗過程中的異常實 驗 數(shù)據(jù) 需 進行 重測或補測 。 424 考核內(nèi)容與方法 對于強懸臂梁動力性能實驗和鋼桁架力學(xué)性能實驗，按下列指標(biāo)進行考核： 項目 考核點 考核目標(biāo) 成績組成 實驗預(yù)習(xí) 1. 預(yù)習(xí)報告 2. 提問 3. 對于設(shè)計型實驗，著重考察設(shè)計方案的科學(xué)性、可行性和創(chuàng)新性 對實驗?zāi)康暮突驹淼恼J(rèn)識程度，對實驗方案的設(shè)計能力 20% 實驗過程 1. 是否按時參加實驗 2. 對實驗過程的熟悉程度 3. 對基本操作的規(guī)范程度 4. 對突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力 5. 實驗原始記錄的完整程度 6. 同學(xué)之 間的團結(jié)協(xié)作精神 著重考察學(xué)生的實驗態(tài)度、基本操作技能、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、團結(jié)協(xié)作精神 40% 結(jié)果分析 1. 所分析結(jié)果是否用原始記錄數(shù)據(jù) 2. 計算結(jié)果是否正確 3. 實驗結(jié)果分析是否合理 4. 各項內(nèi)容之間是否有分析、比較與判斷等 考察學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)處理和現(xiàn)象分析的能力；對專業(yè)知識的綜合運用能力；事實求實的科學(xué)精神 40% 29 對于創(chuàng)新性試驗的最主要目標(biāo)是設(shè)計、制作一個耗材最少，承載力最大的模型結(jié)構(gòu)，即輕質(zhì)高強的結(jié)構(gòu)。 (3) 理論分析 (20分 )： 按方案圖和計算說明書內(nèi)容的完整性、正確性和一致性評分。 425 創(chuàng)新與特點 綜合性實驗與創(chuàng)新性試驗的設(shè)置，改變了結(jié)構(gòu)力學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)模式，改變了理論知識與實踐知識脫離的局面，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的興趣；鞏固了學(xué)生的理論知識，提高了學(xué)生將理論知識具體運用于實踐的能力；促使學(xué)生將理論知識與實踐知識融會貫通；提高和培養(yǎng)學(xué)生分析判斷能力、獨立思考能力、實際動手能力與解決綜合問題的能力； 提高了學(xué)生的實驗技能；培養(yǎng)了學(xué)生的相互協(xié)作精神和能力，為將來學(xué)生走向社會 打下良好基礎(chǔ)。 (4) 培養(yǎng)了學(xué)生 的相互協(xié)作能力與團隊精神。 以上內(nèi)容涉及的知識面廣，可操作性強。 2020年 6月 8日，由李保德、范小春 、馬廣閱教師指導(dǎo) “ 紙閣天香 ” 高層建筑模型在全國第一屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽中獲得三等獎。 在畢業(yè)設(shè)計中強化結(jié)構(gòu)力學(xué)概念和應(yīng)用最接近手算方式的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，讓學(xué)生從繁瑣、重復(fù)的計算中解放出來，強調(diào)力學(xué)概念的深化、培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力與獨立思考的能力。 32 44 教學(xué)方法與教學(xué)手段（舉例說明本課程教學(xué)過程使用的各種教學(xué)方法的使用目的、實施過程、實施效果；相應(yīng)的上課學(xué)生規(guī)模；信息技術(shù)手段在教學(xué)中的應(yīng)用及效果；教學(xué)方法、作業(yè)、考試等教改舉措） 1. 多種教學(xué)方法靈活使用的形式與目的 （ 1） 教學(xué)互動 課堂環(huán)節(jié) ：針對章節(jié)的不同特點，采用效果最佳的上課模式。在分析其可行性的同時與實際工作中應(yīng)用軟件計算結(jié)果比較，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的真正目的?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用為加強師生互動提供了條件，這種互動大大提高了學(xué)生的參與程度：在線討論、在線答疑、在線考試等，是我們當(dāng)前與今后工作的重要方面。 在利用多媒體教學(xué)手段方面，也進行了有益的實踐和探索，取得了教好的教學(xué)效果。該課程教學(xué)的主要特點如下： 1. 加強課程網(wǎng)站建設(shè)。鼓勵學(xué)生參加結(jié)構(gòu)模型比賽，并通過比賽掌握和應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識，如在實現(xiàn)剛接、半剛接方面提出了創(chuàng)新設(shè)想。課程教學(xué)在備課、授課、布置作業(yè)、答疑、考試等每一個環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的要求，例如堅持作業(yè)全批全改，試卷分 A、 B卷，防止學(xué)生作弊。從多年來我對該校土木工程專業(yè)進行督察情況來看，該校注重《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程建設(shè)，教師梯隊結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)手段先進，注重理論與實際相結(jié)合，注重教學(xué)方法教學(xué)手段的改革，經(jīng)常進行靈活多樣的互動式教學(xué)，使學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣日益濃厚。從一級學(xué)科層次在課程內(nèi)容體系上在注重突出共性同時強調(diào)個性，力求體現(xiàn)知識和規(guī)律性和相互聯(lián)系。 （ 5） 武漢工業(yè)學(xué)院院長李杰教授 武漢理工大學(xué)的土木工程 學(xué)科是湖北省重點學(xué)科，在國內(nèi)相關(guān)院校中有較高的知名度。同時為了進一步改進本課程的教學(xué)，我建議學(xué)校有關(guān)部門適當(dāng) 加大對該課程的建設(shè)投入，并總結(jié)與推廣結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗。從理工大學(xué)分配到我院工作的結(jié)構(gòu)技術(shù)人員能很快適應(yīng)工作，他們常說： “ 結(jié)構(gòu)力學(xué)對我們最有用 ” 。他們在教學(xué)、教研和教改等諸多方面到取得了可喜的成績。注重講課的藝術(shù)性。它不 使學(xué)生的理論分析、實際操作、計算技能及綜合應(yīng)用能力得到提高， 還 使學(xué)生的創(chuàng)新能力、團隊觀念與協(xié)作精神得到培養(yǎng) 。 。教學(xué)小組成員具有扎實的教學(xué)功底，豐富的教學(xué)經(jīng)驗。如闡述問題深入淺出，分析問題善于誘導(dǎo)，解決問題理論聯(lián)系實際，得到學(xué)生好評。如袁海慶教授利用多媒體教學(xué)將算繁瑣和書寫困難的矩陣位移法講得栩栩如生。 2. 校內(nèi)教學(xué)督導(dǎo)組評價 （網(wǎng)站可查看原件） （ 1）綜合評價 結(jié)構(gòu)力學(xué)一直是武漢理工大學(xué)的示范課程之一。從上個世紀(jì)八十年代以來，武漢建筑設(shè)計院連年接收該校土木工程專業(yè)學(xué)生來院畢業(yè)設(shè)計，并接收畢業(yè)生來 35 院工作，感到該校學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)較為深厚，業(yè)務(wù)能力普遍較 強，目前我院結(jié)構(gòu)專業(yè)的中青年業(yè)務(wù)骨干，很多是出該校。近年來圍繞省級優(yōu)質(zhì)課程開展了大量卓有成效的探索工作，并于 2020年被評為武漢理工大學(xué)精品課程，該課程教學(xué)內(nèi)容覆蓋