摘 要 本文以山东水利职业学院道路与桥梁工程技术专业为例，在工程力学课程教学中引入各种力学软件，设计了路桥专业后续专业课程中用到的一些结构力学模型，并尝试用各种软件建立并求解虚拟模型。实践证明，简化力学中公式与理论的讲解，用软件建立结构模型进行力学与路桥专业课程的教学方式效果很好。
关键词 力学软件 路桥专业 教学研究
中图分类号：G420 文献标识码：A
1引言
山东水利职业学院道路与桥梁工程技术专业是学院重点发展的专业，2012年被山东省教育厅确定为山东省高等学校特色专业。开设的工程力学课程具有十分重要的地位，为后续专业课程提供了必须的知识，因此具有十分重要的作用。但是由于工程力学课程内容的相对复杂性，学生在学习的过程中普遍反应比较难于学习、理解，而与此同时随着高职院校的教学改革，在教学中加重了实训的课时，缩减了理论教学的课时，课时上的此消彼长，工程力学的学习对学生而言更感到困难。因此，本研究在工程力学教学中引入一些相关的力学软件，通过用力学软件建立结构模型进行工作过程导向的教学方式不仅使学生在学习中感觉学习轻松生动，而且大大增加了学生学习后续专业课程的兴趣，取得了很好的效果。
工程上常用的力学软件有很多，包括美国ANSYS大型有限元软件和路桥上常用的midas专业桥梁软件等。在力学教学中只给学生做了简单介绍，大大激发了学生学习工程力学和路桥后续专业课程的兴趣和积极性。但是由于这些软件功能强大，命令复杂，加上有些大型有限元软件操作界面是英文界面，所以从某种程度上给教学改革和研究带来了一定的难度。本文在教学研究中引入了材料力学求解器和清华大学土木系编制的结构力学求解器进行教学。
2结构力学求解器建立超静定拱虚拟模型进行力学分析
在后续专业课程桥梁工程教学中要学习到超静定拱，但是传统的工程力学教学中对超静定结构的解法大多采取的是力法与位移法。通过教学发现，高职学生对力法和位移法的基本原理理解比较困难，但是通过用结构力学求解器来建立分析超静定拱却收到了很好的效果。图1是学生通过软件自己建立的超静定拱模型，图2是通过结构力学求解器软件绘制的超静定拱支座力和弯矩图。
3结论
通过引进结构力学求解器软件进行教学，把繁琐的手工计算交给计算机来解决。而且计算机处理工程问题可使问题简化且直观。所以，如何提高计算机在专业技术基础课中的应用水平，把学生培养成适应21世纪发展需要的懂计算机的专业人才，也应该是工程力学教学改革的一项重要内容。如果利用计算机模拟试件的受力，并计算试件的内力与变形，绘制内力图、应力图及变形曲线，就可直观地找出任一截面上的内力及变形数值，确定危险点及极值大小，计算过程准确而简单。对计算机水平较高的同学，还可指导他们编程，对试件受力过程进行动态数值模拟。把计算机应用到工程力学的学习中，培养学生灵活应用计算机解决工程力学问题的能力，不但可以提高学生的学习积极性，还可以提高教学质量。
学生还可以把课本习题通过手算解答的答案与通过求解器得到的答案进行对比从而判断自己所得的答案的正确性。要是答案错误，则对自己的解答过程进行检查，以期能够自我发现问题并改正错误。要是还不能发现错误，则可以通过求解器对解答过程的演示而找到错误的原因。最后应针对求解器的解答思考以下几个问题：为什么这么做、有没有更多更好的方法、可以得到什么结论。
鉴于高职学生的特点，教师可以通过求解器的教学使得学生提高能力和素质，而不仅仅是直接的获得教学大纲要求掌握的知识和若干的解题技巧，学生在课后的自主学习中，可以充分挖掘出学生的潜力，可以培养学生一定自学的能力，可以说这个是比“授之以鱼”更高一层次的“授之以渔”。
学生通过对生活实际的观察，从中抽象出结构力学的模型，而后对这个结构模型进行分析，从而得出一定的结论。对于生活实际问题，重在提炼出模型、分析模型通过对求解器的运用可以把学生从繁杂的计算中解放出来完全地投入到思考的过程中去。在学生实践的过程中，学生处于主导的地位，教师只是起一个点拨的作用。通过对生活实际的研究，可以提高学生在工程力学方面的综合素质， 也可以更好地与工程实际结合。
（作者简介：韩永胜（1981-），男，山西人，硕士，山东水利职业学院讲师，从事力学结构教学工作与道路桥梁工程技术专业相关的专业教研教革工作。）
基金项目：本论文是山东省职业教育与成人教育科研“十二五”规划2014年度课题《高职道路与桥梁工程技术专业“工学交替”人才培养模式研究》的研究成果（项目编号是：2014zcj131）。
参考文献
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