淺談力學(xué)在土木工程專(zhuān)業(yè)的重要性的優(yōu)秀論文

　　1 概述

　　力學(xué)是一門(mén)基礎科學(xué)，它所闡明的規律帶有普遍的性質(zhì)。力學(xué)又是一門(mén)技術(shù)科學(xué)，它是許多工程技術(shù)的理論基礎。土木工程是力學(xué)應用最早的工程領(lǐng)域之一[1]。對于土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，力學(xué)課程是一類(lèi)極為重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，它不但影響學(xué)生對今后其他專(zhuān)業(yè)課程的理解，還將影響學(xué)生以后解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。所以，對力學(xué)課程在土木工程專(zhuān)業(yè)的重要性進(jìn)行研究，可以幫助培養出適宜于社會(huì )發(fā)展的合格的工程技術(shù)人員。

　　2 土木工程專(zhuān)業(yè)主要設置的力學(xué)課程

　　根據土木工程專(zhuān)業(yè)培養計劃，四年本科期間，8學(xué)期內，共設置7門(mén)力學(xué)類(lèi)課程。所以說(shuō)，除了理論力學(xué)、材料力學(xué)和結構力學(xué)這“三大力學(xué)”之外，結合土木工程必須與流體接觸的特點(diǎn)，也設置了流體力學(xué)這樣的學(xué)科基礎課。另外，考慮到大三之后，土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生有“建筑工程方向”、“地下工程方向”、“古建筑修復與保護工程方向（特色方向）”三個(gè)不同的發(fā)展方向，也設置了土力學(xué)、彈性力學(xué)與有限元基礎和巖石力學(xué)基礎這樣三門(mén)專(zhuān)業(yè)方向課程。

　　3 各門(mén)力學(xué)課程的教學(xué)內容及特點(diǎn)

　　3.1理論力學(xué)

　　理論力學(xué)是研究物體機械運動(dòng)一般規律的科學(xué)，是各門(mén)力學(xué)的基礎。它忽略一般物體的微小變形，建立在力作用下物體形狀、大小均不改變的剛體模型。主要講授內容分三個(gè)部分：淤靜力學(xué)部分。主要研究受力物體平衡時(shí)作用力所應滿(mǎn)足的條件；同時(shí)也研究物體受力的分析方法，以及力系簡(jiǎn)化的方法等。于運動(dòng)學(xué)部分。只從幾何的角度來(lái)研究物體的運動(dòng)，而不研究引起物體運動(dòng)的物理原因。盂動(dòng)力學(xué)部分。研究受力物體的運動(dòng)與作用力之間的關(guān)系。

　　3.2材料力學(xué)

　　材料力學(xué)以單個(gè)桿件作為主要研究對象，并且將其看作均勻、連續、各向同性的可變性固體。它研究桿件的拉、壓、彎、剪、扭變形特征，并對桿件進(jìn)行強度、剛度及穩定性分析計算。

　　3.3流體力學(xué)

　　流體力學(xué)是研究流體的平衡和流動(dòng)的機械運動(dòng)規律及其在工程實(shí)際中應用的一門(mén)學(xué)科。流體力學(xué)研究的對象是流體，包括液體和氣體。

　　3.4結構力學(xué)

　　結構力學(xué)以桿件結構（包括梁、拱、桁架、剛架和組合結構等）為主要研究對象；研究在外力和其他外界因素作用下結構的內力和變形，結構的強度、剛度、穩定性和動(dòng)力反應，以及結構的組成規律。

　　3.5土力學(xué)

　　土力學(xué)研究土的本構關(guān)系以及土與結構物相互作用的規律。土的本構關(guān)系，即土的應力、應變、強度和時(shí)間這四個(gè)變量之間的內在關(guān)系。

　　3.6彈性力學(xué)與有限元基礎

　　彈性力學(xué)研究彈性體由于受到外力作用或溫度變化以及支座沉陷等原因而發(fā)生的應力、變形和位移。它一方面對桿狀物件作進(jìn)一步的、較精確的分析；另一方面，對板和殼，以及擋土墻、堤壩、地基等實(shí)體結構，加以研究。

　　3.7巖石力學(xué)基礎

　　巖石力學(xué)基礎主要研究巖石和巖體力學(xué)性能的一門(mén)學(xué)科，是探究巖石和巖體在其周?chē)�環(huán)境（力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、地下水等）發(fā)生變化后，作出響應的一門(mén)力學(xué)分支。其所研究的巖體，具有不連續性、各向異性和不均勻性的特征。

　　4 力學(xué)課程在土木工程專(zhuān)業(yè)的重要性

　　力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎課，若缺乏對力學(xué)課程基本概念、物理意義和求解方法的深入理解，想真正掌握好相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程，做好有關(guān)工程設計、施工、監理乃至進(jìn)一步的科研工作，是不可想象的。

　　4.1對本科后續專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習的影響

　　混凝土結構基本原理、鋼結構基本原理、基礎工程、土木工程施工技術(shù)、房屋砌體與混凝土結構設計、鋼結構設計、結構抗震設計、地基處理、深基坑工程、城市軌道交通工程、隧道工程、古建筑設計與保護技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程，都與力學(xué)課程有關(guān)，如不打好力學(xué)基礎，將無(wú)法真正掌握及應用好專(zhuān)業(yè)知識。例如在學(xué)習“混凝土結構基本原理”課程中受彎構件斜截面承載力計算這部分內容時(shí)，需首先了解斜裂縫出現的原因，這時(shí)就需利用材料力學(xué)主應力跡線(xiàn)的分析方法，在構件上取出微元體，來(lái)做截面主應力分析等。再如“鋼結構基本原理”課程，由于鋼材內部組織比較接近于勻質(zhì)和各向同性體，而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的，所以鋼結構的實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計算結果比較符合；在課程的學(xué)習過(guò)程中，經(jīng)常會(huì )用到材料力學(xué)中的各種計算公式和計算理論等。除了這些專(zhuān)業(yè)課程，對于土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設計這個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節來(lái)說(shuō)，力學(xué)知識也是非常重要的。就拿經(jīng)常會(huì )出現的“混凝土框架結構設計”這種畢業(yè)設計題目來(lái)說(shuō)，它分為結構布置、計算簡(jiǎn)圖框架內力計算、框架內力組合、框架梁柱截面設計、現澆樓面板設計、基礎設計、樓梯結構設計計算和軟件計算這樣幾個(gè)部分。所以說(shuō)，若不能利用力學(xué)基礎知識先進(jìn)行結構計算簡(jiǎn)圖的簡(jiǎn)化和結構內力的計算，后面實(shí)際結構設計部分，均無(wú)法完成。

　　4.2對研究生階段學(xué)習的影響

　　畢業(yè)后，若繼續就讀本專(zhuān)業(yè)研究生，除了在研究生入學(xué)考試中可能會(huì )考核到材料力學(xué)、結構力學(xué)這樣的力學(xué)課程；在讀研期間，也將涉及更多更深入的力學(xué)課程，如應用彈塑性力學(xué)、塑性力學(xué)、連續介質(zhì)力學(xué)、有限單元法、高等結構動(dòng)力學(xué)等。如在本科階段沒(méi)有打下良好的基礎，將很難掌握這些課程。

　　4.3對就業(yè)后解決工程實(shí)踐問(wèn)題的影響

　　力學(xué)知識在工程設計工作中的作用是不言而喻的。同樣，力學(xué)知識對于施工或監理等工作，也是不可或缺的。如預制樁在堆放時(shí)墊木位置和吊裝時(shí)吊點(diǎn)位置的確定，施工腳手架的安裝計算，施工模板拆除順序的確定，施工縫留設位置的確定，施工中鋼筋放置位置的確定等，都需要通過(guò)力學(xué)知識來(lái)確定。從事建筑施工或監理的工程技術(shù)人員，只有掌握了建筑力學(xué)的基本知識，才能懂得建筑物中各種構件的作用、受力情況、傳力途徑以及它們在各種力的作用下在什么條件下會(huì )產(chǎn)生什么樣的破壞。這樣，在施工中就能正確理解設計意圖，制定出合理的安全措施和質(zhì)量保證措施，從而保證建筑施工過(guò)程中的絕對安全，確保工程質(zhì)量，避免事故發(fā)生。

　　5 對本科階段力學(xué)課程野教冶與野學(xué)冶兩方面的建議

　　力學(xué)課程內容繁多，概論抽象，在“教”與“學(xué)”兩方面都存在很多問(wèn)題，容易使教師教起來(lái)用時(shí)多，任務(wù)緊；學(xué)生學(xué)起來(lái)難度大，負擔重，且容易出現書(shū)能看懂而求解問(wèn)題無(wú)從下手的情況。

　　5.1教學(xué)方法建議

　　依據土木工程專(zhuān)業(yè)培養目標，考慮力學(xué)課程與相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的銜接性，整合力學(xué)課程教學(xué)內容。注重工程實(shí)踐教育，加強學(xué)科工程背景教學(xué)。培養學(xué)生創(chuàng )新意識，開(kāi)展競賽活動(dòng)，強化學(xué)生動(dòng)手能力。引導學(xué)生參與教師科研活動(dòng)，培養學(xué)生的科研意識。教學(xué)中運用案例教學(xué)，趣味教學(xué)，啟發(fā)式、探究式、研討式等教學(xué)方法。理論教學(xué)之余，也可簡(jiǎn)要介紹結構力學(xué)求解器、ANSYS、ABAQUS、PKPM等計算軟件，加強學(xué)生在力學(xué)計算方面的綜合能力。

　　5.2學(xué)習方法建議

　　“教”與“學(xué)”相輔相成，無(wú)法分離。所以除了教師需運用不同的教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習興趣之外，學(xué)生也需掌握合理的學(xué)習方法，以加強對教師教授知識的理解與滲透。第一，課前做好預習，課后加強復習。有效的預習，可以使學(xué)生在上課之前，了解自己即將要學(xué)的知識，這樣在課堂學(xué)習時(shí)，就可以對自己所學(xué)的東西做到心中有數；及時(shí)的復習，可以使學(xué)生及時(shí)消化課堂所學(xué)，以便深入了解所學(xué)知識，深入掌握。第二，善于積累，善于提問(wèn)。本科教學(xué)不比高中教學(xué)，它講授新知識的時(shí)間往往多余復習舊知識的時(shí)間，所以，在學(xué)習的過(guò)程中，不能存在“猴子掰玉米”的現象，學(xué)了新的忘了舊的，而是要不停積累，不停學(xué)習；對于不懂的知識點(diǎn)，要善于提出疑問(wèn)，問(wèn)同學(xué)，問(wèn)教師，問(wèn)網(wǎng)絡(luò )，及時(shí)解答疑問(wèn)，及時(shí)解決問(wèn)題。第三，要加強練習。學(xué)習力學(xué)知識的過(guò)程中，不做一定數量的習題，將很難對基本概念和計算方法有深入的理解，也很難培養出好的計算能力，所以，要學(xué)以致用，加強練習。第四，善于創(chuàng )新，積極參與不同的實(shí)踐活動(dòng)。教師教授的知識是有限的，在學(xué)習教師教授的方法之后，舉一反三，要自己善于發(fā)現問(wèn)題，創(chuàng )新思維；積極參與各項社會(huì )實(shí)踐活動(dòng)，如省大學(xué)生力學(xué)競賽、省大學(xué)生結構設計大賽等，將學(xué)到的力學(xué)知識應用到實(shí)際的大賽活動(dòng)中，并且從實(shí)踐的過(guò)程中又學(xué)習新的力學(xué)知識，循環(huán)往復，提高自身的學(xué)習積極性；積極參與教師的科研項目，提高自身的研究思路和水平，也是加強自身力學(xué)思維的較好方法。

　　6 結語(yǔ)

　　馬克思曾經(jīng)指出：“力學(xué)是大工業(yè)的真正科學(xué)的基礎�！卞X(qián)學(xué)森也說(shuō)過(guò)“：不可能設想，不要現代力學(xué)就能實(shí)現現代化�！蓖聊竟こ虒�(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員必須具備深厚的力學(xué)知識，必須掌握熟練的力學(xué)分析計算方法，所以，了解力學(xué)課程在土木工程專(zhuān)業(yè)的重要性，對于培養合格的土木工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，是非常必要的。

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