新时代背景下结构力学课程思政教学研究

结构力学是工程力学、土木工程、交通工程等专业的一门重要专业基础课,课程思政是全员、全程、全方位育人的核心,在结构力学课程中融入课程思政是新时代背景下课程教学的基本要求。该文基于结构力学课程思政的重要意义及在教学实践中存在的痛点问题,结合学生的专业背景和学情分析,从教师课程思政意识的培养、课程思政元素的挖掘、课程思政融入方法等方面,研究结构力学课程思政教学的思路和方法。预期能够提升本课程的育人效果,并为相关专业课程思政教学提供参考。

基于“雨课堂+SPOC”的结构力学大班混合教学探索与实践

该文基于教学实践探讨结构力学大班教学采用“雨课堂+SPOC”的线上线下混合式教学模式的教学设计及教学效果。通过对2个学期多个教学班的统计数据分析表明,采用了混合式教学模式的班级及格率高、高分段人数占比大、课程满意度高,其中雨课堂及SPOC参与度高的学生成绩更佳。雨课堂的课堂互动与期末成绩的相关性最高,纸质作业的成绩与期末成绩也呈现出较高的相关性,表明传统教学手段与现代化的信息手段同等重要。对于大班教学中混合式教学信息化技术手段的合理应用,提出教学对策与设计建议。

结构力学位移法实验教学装置开发及教学实践

位移法基本原理是结构力学课程的难点和重点内容,该方法构建的基本系高度抽象,学生在学习过程中普遍感到难。将理论教学与实验教学相结合,开发了位移法基本原理的教学演示装置和实验装置。将基本系中无中生有的“刚臂”以实体部件的形式展现出来,再现“刚臂”的“放松”和“锁住”效果。从演示装置的定性分析和实验装置的定量分析2个角度阐述位移法基本原理,通过这2个装置再现位移法中原结构和基本系的变形过程。学生可以看到“结构”,看到“结构变形”,看到“基本系”及其在外荷载和结点位移单独作用下的2个状态,将抽象的位移法基本系形象化、直观化,加深了学生对位移法基本原理的理解。

应用型本科高校结构力学课程思政教育模式探索与实践

结构力学是应用型本科高校土木工程专业重要的专业基础课程,课程理论性强、难度大,学生学习主动性弱,通过实施课程思政教育来提高学生对学科的认知、端正学习态度显得非常重要。基于课程目标、课程思政教育方案、课程思政元素、教学设计、课程思政实施和成效等,对结构力学课程思政教育模式进行探索与实践。坚持以学生为中心,贯彻课程思政与教学内容有机融合的教学思路,激发学生自主学习的积极性,培养学生提高理论知识的应用能力,树立正确的职业道德观和科学态度,教学效果得到有效提升。

基于土木工程专业认证的课程考核模式改革探索——以“结构力学”课程为例

工程教育认证要求接受认证专业采用面向产出的教学评价方式。面向产出的课程目标达成情况评价的实质是“评学”,即评价课程目标的达成情况,而课程目标达成评价又是毕业要求达成评价的重要依据。从土木工程专业培养领军型人才的目标出发,结合土木工程专业认证,以“结构力学”课程为例,进行课程考核模式改革,从传统考试评价向综合素质评价转变,实现多经纬度能力的有效培养,从而为新工科背景下土木工程专业人才培养提供新思路。

结构力学求解器在“结构力学”课程中的应用研究

为了有效提升“结构力学”课程的教学效果,本文简要介绍了结构力学求解器并对其在课程教学中的应用进行了探究。通过对静定和超静定结构的示例分析,可知结构力学求解器能够完成力学实验,并直观地反映不同结构体系的受力特点。通过对结构几何组成分析和静定桁架内力计算的示例可知,结构力学求解器能够加深学生对力学问题的理解,培养并提升解决工程实践问题的能力和素养。结构力学求解器具有良好的教学效果,但也存在一定的局限性,需要进一步的探究和开发,以提高求解器在教学过程中的应用效率。

新时代背景下结构力学课程思政教学探索

新时代对德才兼备的新型工程人才培养提出了更高的要求,为了满足这一要求,需要进一步明晰传统工程教育中思政教育的主线。基于此,从教学目标设定、思政元素挖掘、教学方法调整、考核评价方式创新等方面,探讨应用型本科院校结合面向工程应用的结构力学课程培养目标进行课程思政建设的路径,以经典工程案例和学生熟悉的人物故事为载体,综合采用案例式、实践式、竞赛机制等教学方式,旨在提高课程的教学效果,切实落实立德树人的根本任务。

多框式箱体结构力学特性仿真分析

目的针对不同运输包装框架进行力学特性分析,为同类的包装箱体框架结构设计提供精确可靠的设计方案。方法以实际的2款箱体结构为例,根据不同类型的结构特征进行物理结构设计参数输入,然后分别对其进行大变形下的力学仿真分析,得到2类框架结构的静力学特性,总结得到该类框架结构的静力学结果,通过模态叠加法得到不同频率下的结构动力学响应结果,以前9阶模态为整个框架结果振动传递能量为对比进行2类框架的结果对照分析,最终对2类包装框架的力学仿真结果进行分析,实现整个过程的良性评价。结果通过静力学结果分析,可知X形框架在大变形堆码状况下更具优势,而Y形框架在15~48 Hz中频段运输过程中更具优势,实现了不同包装环境下的多框式结构力学特性的客观分析。结论通过使用有限元仿真的方法全面性地对2类箱体结构进行了力学特性分析,为运输包装框架设计提供了参考。

强化概念培养的结构力学课程教学探索

提出强化力学的概念培养是结构力学课程的重要任务,同时是关乎设计理论、施工实践等是否优劣的重要因素。然而概念的深化理解往往依赖于定量的分析结果,解决计算问题已经是学生学习结构力学、教师讲授结构力学不可忽视的重要方面。因而文章探索出快速实现结构力学的计算分析,重点培养学生力学思维、概念分析能力,从而使学生扎实掌握结构力学这门重要的基础课程。

“结构力学”课程抽象知识形象化教学方法探索

文章首先分析了“结构力学”课程抽象知识形象化教学的必要性,然后阐述了“结构力学”课程抽象知识形象化教学的原则,最后论述了“结构力学”课程抽象知识形象化教学方法,包括抽象概念形象化、抽象复杂力学分析过程形象化、学习过程参与化。

新工科背景下结构力学课程教学改革的探索

结构力学是新工科背景下系列工科课程中的一门专业基础课程,能够前承先修基础课程、铺垫后续专业课程。针对土木工程专业结构力学课程教学中的“痛点”问题,基于OBE教学理念,结合应用型大学的定位与特色,以培养应用型新工科土木工程专业人才为目标,构建了“四转变”教学思想和“四联系”教学方法。“教师为中心”转变为“学生为中心”、“正向教学”转变为“逆向教学”、“线下教学”转变为“混合教学”、“学会做题”转变为“解决问题”,在教学过程中注重联系实际工程、联系思政教育、联系实践创新、联系前沿技术。教学改革使学生融入课堂,激发学生自主学习的热情,得到了较好的教学效果。

基于三合一有机混合模式的教学改革与实践--以结构力学课程为例

结构力学课程传统课堂存在教学内容单调、组织形式陈旧、考核评定单一等典型问题,影响工程教育持续改进。鉴于此,探索开展“线下课堂-线上SPOC-慕课堂”三合一有机混合的线上线下教学改革,主要包括对教学内容进行优化,对组织模式进行创新以及对考核评定途径进行信息化。实践表明,以学生为中心的三合一有机混合教学模式实现了多层次全过程的“教-学-评”轮转,有效提升学生的主观能动性,加强结构力学基本概念、原理和方法的理解,提高分析、计算和表达能力,取得良好的教学效果。相关改革经验可为其他课程的混合式教学实施提供参考。

中日结构力学课程教育现状的比较分析

结构力学作为土木工程专业的核心基础课程,教学效果的保证至关重要。土木工程专业毕业生作为工程师在设计及建造桥梁、隧道及建筑等结构时,必须掌握力学及强度知识。但是,许多土木工程专业的学生对结构力学掌握程度不高,由于物理及三角函数等数学知识的基础不牢,无法求解桁架等复杂结构。对比中日结构力学教学现状,梳理力学课程教育的难点及问题点,针对土木工程专业的学生,有必要适当调整课程设置,提高学生在静力学、三角函数等知识点上的掌握程度,以保证结构力学课程的教学效果,达到该专业的教书育人目标。

水利类专业结构力学课程思政建设的探索与实践——以专业特色为核心

本文旨在探讨水利类专业结构力学课程思政建设的必要性与实施路径,强调在思政教育中融入专业特色,以提升课程思政教育的针对性和实效性。首先分析了当前水利类专业结构力学课程的教学实践中存在的痛点及其成因,然后提出了以专业特色为核心的思政建设策略,并通过实际教学案例阐述了这些策略的应用效果。最后,对课程思政建设的未来发展进行了展望。

能量法在船舶结构力学中的讲解及应用

本文通过研究应变能与虚位移原理的理论,结合船舶中静不定桁架进行实例分析,讨论了能量法在船舶结构力学中的应用。

漫画在船舶结构力学教学过程中的应用

船舶结构力学作为一个基本理论性强、知识点抽象、实践能力高的课程,对学生的要求较多,导致部分学生的积极性不足,课堂效率亟待提升。漫画成为教师课堂教学的一个全新工具,对丰富课堂教学手段和素材、调动学生的积极性、抽象类知识的教学、辅助学生理解、培养学生形成良好的主体意识等具有巨大的意义。目前关于漫画教学的研究主要集中在中学学科,大学学科尤其工科的研究较罕见。将漫画与船舶结构力学课堂相融合,既符合时代和社会的发展,也拓宽教学思路。

结构力学国内外发展

结构力学在工程设计和物理学中有不可取代的地位,结构力学可以应用到桥梁、建筑、航天航空等大型的工程中,也在纳米结构、细胞构造等微型仪器上有应用,因此对结构力学的研究至关重要。想要对结构力学的研究有所突破,那么对结构力学的发展的研究就是必不可少的。本文查询了之前的与结构力学有关的资料和文献,综述了几篇论文,并且将结构力学的发展进行了分类归纳和按照时间顺序进行了总结,得到了结构力学的大致发展史,并且发现了结构力学和其他物理分支,比如能量、力法、位移法之间发展的关系。

活性结构力学

活性结构(细胞壁/膜、微丝微管、核孔复合体、DNA等)是构成生命体的基本结构形态,是实现生命活动功能的载体,可抽象为板/壳、梁/杆、膜等力学模型。活性结构不仅具有机械结构的强度、刚度、稳定性等基本力学性能,而且具有渗透性、双电层、收缩力、表面效应等活性特征。这些活性特征影响着活性结构在生命活动过程中的力学行为及功能,如力感知、力传递、力生物学响应等。研究不同活性特征对活性结构力学行为的影响,可为理解生命活动提供理论基础,为设计优化活性结构提供分析方法,有助于发展新型活性结构(如基因、蛋白药物)以及活性结构力学利用新技术(如力学诊断、力学疗法)。围绕活性结构的微结构及力学性能、多场耦合理论和肿瘤力学疗法应用3个方面,开展了系统性研究:(1)发展活性结构力学实验新方法,对活性结构进行微结构刻画及力、电学性能表征;(2)发展细活性结构力-电、流-固耦合理论,阐明其力学响应机制;(3)揭示生理、病理条件下典型活性结构静、动力学行为并探索肿瘤力疗法新应用。

冲击载荷作用下航行体典型部段结构力学分析

对于航行体水下垂向破冰过程,航行体典型部段受荷载特征存在很大不确定性。因此,基于ALE流固耦合算法,运用LS-DYNA软件对航行体部段壳体厚度、材料屈服强度两个参数下部段的力学响应进行了求解分析。结果表明:航行体Ⅰ-Ⅱ级部段在破冰过程中所受应力大于Ⅱ-Ⅲ级所受应力,这与部段后端相连部段的惯性力有关;部段的t/D(壳体厚度与航行体外径之比)由0.009增加至0.012,Ⅱ-Ⅲ级部段应力由362.9 MPa下降至323.4 MPa,Ⅰ-Ⅱ级部段应力由326.4 MPa下降至222.3 MPa,Ⅱ-Ⅲ级部段应力下降趋势较Ⅰ-Ⅱ级部段更加明显;使用钛合金材料的两个部段结构强度均满足设计要求,使用碳纤维材料的Ⅰ-Ⅱ级、Ⅱ-Ⅲ级部段所受应力分别超过了其许用应力7.4%、21.2%,使用镁合金材料的Ⅰ-Ⅱ级应力超过材料屈服极限29.7%、Ⅱ-Ⅲ级超过屈服极限3.2%。

依托绿色课堂生态探索“结构力学”课程建设的思考与实践

以工程类核心课程“结构力学”为例,探讨了在“金课”建设背景下如何依托绿色课堂生态开展课程建设。通过转变教育教学理念,强调以学生为中心,实现教与学的转变;整合教学内容和资源,设计多样化的学习活动,培养学生的高级思维和创新能力;构建系统的教学模式,采用课前导学、课中论学、课后拓学3F模式,促进教学效果的提升;改革教学评价体系,实现全过程形成性评价,综合考核学生的学习成果。通过这些措施,探索“结构力学”课程建设的闭环设计,促进课程教学质量的提升,助力中国工程领域应用人才的培养。