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关于多媒体方面论文范本,与自然辩证法与结构力学教学相关毕业论文范文
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摘 要：自然辩证法与结构力学课程关系密切,将自然辩证法融入结构力学教学,可使学生在学习专业基础知识的同时,运用辩证法分析和解决问题.文章通过几个具体事例,探讨了结构力学课程教学内容、教学手段、教学方法与自然辩证法三大规律的融合.
关 键 词：结构力学；自然辩证法；教学方法
中图分类号：G6420；TU311文献标志码：A文章编号：10052909（2012）06011604结构力学是土木工程专业及相关专业一门重要的专业基础课程,是联系基础力学课程（理论力学和材料力学）与工程设计类专业课程（钢筋混凝土设计原理、钢结构、桥梁工程、高层建筑结构设计、建筑结构抗震等）的桥梁与纽带,在整个专业培养计划中占有重要地位.目前,结构力学课程教学改革仅从教学内容、教学方法、教学手段以及考核方式等方面提出改革思路［1-4］,而对自然辩证法的哲学原理与方法论［5］如何应用于结构力学核心知识体系［6］的研究较少.教师在力学课程教学中,也只注重力学知识的传授,习题的讲解,忽略了力学课程教学与自然辩证法的联系,不利于学生全面发展与教师教学水平提高.自然辩证法［7］从19世纪70～80年代恩格斯创立以来,已经发展为一门自然科学、人文科学、社会科学与思维科学相交叉的哲学性质学科.自然辩证法从辩证唯物主义的自然观、认识论、方法论与价值观方面,研究辩证唯物主义自然观、科学观与科学方法论、技术观与技术方法论、科学技术与人类社会发展的关系,是科学技术研究的思想理论基础,是培养有深厚理论基础、有战略眼光、具备文理综合素质高级人才的思想理论基础［8］,同时也契合《高等学校土木工程本科指导性专业规范》提及的具有人文、科学与工程综合素质面向未来的高级专门人才的培养要求［9］.因此,文章将自然辩证法理论应用于结构力学课程教学,顺应社会与时展的要求,是教学改革与时俱进的结果.
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一、对立统一规律
在自然辩证法的三大规律中,对立统一规律（也称为矛盾规律）处于核心地位,矛盾是指客观事物本身所固有的既对立又统一的本性及其在人们头脑中的正确反映.矛盾的统一性和对立性相互联系,不可分割,在分析矛盾和处理矛盾时,必须把统一性和对立性有机结合,在对立中把握统一,在统一中把握对立,反对形而上学的片面性.
例如,在讲结构力学几何组成分析的三个规则时,既要看到三刚片规则、两刚片规则和二元体规则在分析问题上的不同,又要学会看到三个规则之间的联系,即可以看成一个整体——三角形规则.针对具体问题,既要看到有些问题只能利用其中一种规则分析的对立性,又要看到一些问题均可以用三个规则分析的统一性,分别举例讲解,避免学生“不识三则真面目,只缘身在一则中”的困惑.
又如,讲到超静定结构2种基本计算方法：力法和位移法时,既要让学生看到这2种方法计算原理上的对立性,又要让学生看到计算步骤上的统一性.二者的对立统一如图1所示.
图1力法与位移法的对立统一特性
二、质量互变规律
辩证法认为,事物的发展是通过量变和质变及其相互转化实现的.质量互变规律揭示了事物发展的形式和状态.
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
周海龙,等自然辩证法与结构力学教学
量变是事物数量的增减或者空间排列次序的变化,质变是事物根本性质的变化,量变和质变是辩证统一的.事物的发展是量变和质变、连续性和间断性的辩证统一.在实际教学中,既要有合理的教学计划,又要根据学生的实际掌握程度量力而行；既要重视课堂上同类型例题的讲解,又要注意新内容的学习.
例如,在讲平面体系的几何组成分析时,根据几何组成分析规则,可知原体系为几何组成且无多余联系,图2（a）所示.但当将EC杆和CF杆分别移动到与AE杆和BF杆所在直线上时,如图2（b）所示,则体系的性质将发生变化,由原来的几何不变体系变为现在的瞬变体系.
这其中蕴含质量互变规律的自然辩证法原理：2个体系中的杆件数量没有发生变化,只是排列方式变化或者杆件尺寸改变,就会带来不一样的结果,前一种体系可以作&
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图2两种不同性质的体系
结构力学课程教学基本要求（A类）指出结构力学课程教学对学生能力的培养包括4个方面：分析能力、计算能力、判断能力和自学能力［10］.基础结构力学是对结构力学中基本计算方法的掌握和计算能力的培养,程序结构力学是对结构计算程序的使用能力,定性结构力学是对结构的理解、分析、判断和选择的能力.基础结构力学中知识的学习是对学生的最初级要求,是自然科学知识体系方面量的积累；程序结构力学中的知识帮助学生学会程序阅读,利用计算机辅助设计,是工具知识体系方面量的积累；定性结构力学是对学生力学素养的培养,是对结构的宏观理解和本质把握,这是结构力学教学的最终目标,是感性认识到理性认识质的飞跃.由此可见,结构力学教学内容是质和量的统一.
三、否定之否定规律
(一)辩证的否定
唯物辩证法认为,否定是事物的自我否定,它是事物发展过程中具有决定作用的环节,其实质就是扬弃.辩证的否定观具有重要的方法论和意义,对事物不能简单地肯定一切或否定一切,而要依据事物的内在矛盾运动和发展的规律具体分析.
例如,在讲结构位移计算的内容时,首先应讲解积分法,然后再讲图乘法.通过笔者多年的教学经验,发现学生容易混淆积分法和图乘法的区别与联系,认为两者都可以对同一问题求解,不会有所侧重或互相结合去解题,甚至有些学生将轴力图与剪力图也进行图乘法运算,学习了图乘法,忘掉了积分法,出现这些问题就是没有理解这2种计算方法的区别与联系.结构位移计算的积分法,是根据变形体系的虚功原理得出的一般公式：
Δk等于∑∫Ndu +∑∫dθ +∑∫Qγ0ds －∑RC .自然辩证法认为任何事物内部都包含肯定和否定两方面.结构的位移计算方法也不例外,积分法在计算结构位移上值得肯定的是应用范围广.表现在以下几个方面：
（1）从变形类型看,可以考虑弯曲变形、轴向变形、剪切变形和支座位移.
（2）从变形原因看,可以考虑荷载作用、温度改变、支座移动等不同原因引起的位移.
（3）从结构类型看,可用于计算梁、刚架、桁架、拱等各种类型结构的位移,静定结构和超静定结构都适用.
（4）从材料性质上看,可用于弹性材料,也可用于非弹性材料.
否定的方面是积分法计算需要列出实际状态和虚拟状态下的内力方程,当杆件多、荷载复杂时,积分运算相当复杂,而且容易出错.于是1925年莫斯科铁路运输学院的学生Vereshagin提出图乘法概念,他发现利用积分法计算荷载作用下梁和刚架等以弯曲变形为主的结构位移时,可以将积分运算转化为代数和的运算形式：
Δkp等于∑∫MkMPds12EI 等于∑ωyC12EI.
图乘法不需要列出实际状态与虚拟状态的内力表达式,利用2种状态下的弯矩图进行运算,计算速度快,而且应用非常方便.同时,也要认识到图乘法的局限性,即应用时要满足一定的条件：（1） 杆件为等截面直杆；（2） EI为常数；（3） Mk、Mp图形中至少有1个为直线图形.
计算梁和刚架在荷载作用下的位移时,图乘法保留了这种结构的主要变形——弯曲变形,而轴向变形和剪切变形从工程应用角度对位移的影响很小,可以忽略,这从哲学角度上称为“扬弃”.把握了否定的实质,是正确理解辩证否定的关键.
例如,结构力学中桁架位移计算法包括结点法、截面法、结点截面联合应用法,其中结点截面联合应用法是对前两种方法的一种辩证否定.超静定结构位移计算的基本方法有力法和位移法,根据具&#
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