摘要：在结构力学课程中，超静定结构的内容占主要部分。在结构力学课堂教学中，对超静定结构内力特性的认识非常重要。为了更好说明超静定结构的结构特点及内力特性，研制一个静定与超静定结构内力特性对比现代课堂教学教具，直观地将静定结构和超静定结构的内力特性同时进行比较和检测。通过在结构力学课程中现代课堂教学教具的使用，加深了学生对结构力学基本概念、基本理论和超静定结构力学特征的理解。实践证明在结构力学课堂教学中研制和使用现代教具，可提高学生进一步学习和探讨结构力学问题的兴趣，拓展学生的知识面，培养学生的实践能力和创新能力。
关键词：结构力学；课堂教学；现代；教具
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0054-03
一、在结构力学课堂教学中使用现代教具的必要性与可行性
随着社会的发展和进步，高等教育应培养能与国际科技接轨、有竞争力和创新力的高素质毕业生。为了适应现代化建设对人才的需求，对高校的教学改革提出了越来越高的要求。课堂教学是整个教学过程中重要的一个环节，提高课堂的教学效果可有效地提高教学质量。针对现在在校学生形象思维能力较强的特点，结合学校的教学改革项目，研制了结构力学现代课堂教学教具。通过现代课堂教学教具的应用，易于学生在课堂上参与教学过程，形成积极的互动，为消除满堂灌提供一个平台和保障。现代课堂教学教具的应用还可促使广大学生积极思考，达到使学生牢固掌握结构力学课程基本概念和基本理论的目的。同时可使学生将理论与实际更紧密地联系在一起，可有效地培养学生的实际动手能力和创新能力。随着现代测试技术和电子技术的发展，对研制结构力学现代课堂教学教具提供了基础。研制的教具不同于传统的教具，是将传统的教具形象化的特点和现代测试技术定量化的特点相结合，并充分体现结构力学的课程特点。
二、结构力学现代课堂教学教具的研制
结构力学所要解决的问题更接近于工程实际，这就为研制结构力学现代课堂教学教具提供了更加丰富的内容。在结构力学课程中，超静定结构的内容占主要部分，同时由于超静定结构与静定结构相比有许多突出的优点，在工程中得到广泛的应用。这样，对超静定结构特性的全面、正确、深入的理解就具有重要的意义。在结构力学中，对超静定结构内力特性的认识是非常重要的。为了更好说明超静定结构的结构特点及内力特性。研制一个静定与超静定结构内力特性对比的教学教具，直观地将静定结构和超静定结构的内力特性同时进行比较。教具的组成包括结构、传感器、加力装置、数据采集与显示装置。结构为两个相同尺寸的刚架，其中一个为静定结构，另一个为超静定结构。教具实物图见图1。
图1 结构力学现代课堂教学教具实物图
三、结构力学现代课堂教学教具的使用及效果
研制的结构力学现代课堂教学教具自带电源，可方便地在课堂上进行应用。如在结构力学课程进行到超静定结构特点内容时，就可应用研制的教具在课堂上进行讲解。研制的教具可显示静定结构与超静定结构的不同部位应变与内力。当静定结构与超静定结构同时移动支座时，静定结构的内力始终为零，而超静定结构内力随支座移动量的增大成比例增大，由此可说明静定与超静定结构在支座移动的情况下具有不同的内力特性。结构力学现代课堂教学教具在课堂教学中的应用情况见图2。
图2 结构力学现代课堂教学教具在课堂教学中的应用
研制的教具将传统的形象化的特点和现代测试技术定量化的特点相结合，不仅直观而且还可定量地体现静定结构与超静定结构的特性。还可提高学生的学习兴趣和牢固掌握基本概念和基本理论的目的。
在2005级给排水专业结构力学课后的调查发现：学生普遍反映，由于使用结构力学现代课堂教学教具，充分体现了静定结构与超静定结构的内力特征，不仅提高了学生进一步学习和探讨结构力学问题的兴趣，提高了学生的综合素质。还可以促进结构力学课堂教学的发展，提升学校的办学条件、办学能力和办学水平。
参考文献：
[1]杜惠英，叶红玲，李晓阳.突出素质培养，改造理论力学实验.力学与实践[J].2001，23（6）：51-52.
[2]龙驭球，包世华，匡文起，袁驷.结构力学教程（Ⅱ）[M].北京：高等教育出版社，2002.
[3]孙文俊，杨海霞.结构力学[M].南京：河海大学出版社，2001.