黃世鴻

（廣西財經(jīng)學(xué)院 廣西南寧 530003）

數(shù)值模擬實驗技術(shù)主要是指借助計算機(jī)技術(shù)，建立一個能夠反映問題本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型，通過計算機(jī)運行數(shù)學(xué)模型的方式，尋求高效率、高質(zhì)量、高準(zhǔn)確度的計算方式，在上述理論思路下完成對程序的編制，并完成計算驗證?？梢哉f，在工程結(jié)構(gòu)問題上，由于結(jié)構(gòu)問題具有隱患性和抽象性，教師若是單純開展理論教學(xué)，或是讓學(xué)生自己對問題進(jìn)行深入探究和分析，所能達(dá)到的教學(xué)效果有限。然而，教師若是導(dǎo)入直觀的數(shù)據(jù)來證明工程結(jié)構(gòu)的理論知識，則可以很好地提升教學(xué)質(zhì)量，建立具有實踐應(yīng)用操作能力的工程結(jié)構(gòu)安全人才隊伍。

一、工程結(jié)構(gòu)課的教學(xué)現(xiàn)狀

工程結(jié)構(gòu)課是建筑等專業(yè)的基礎(chǔ)性課程，其主要是展開對建筑結(jié)構(gòu)本質(zhì)的理論教學(xué)，從而提高學(xué)生對建筑行業(yè)的實踐操作能力。建筑是百年大計。建筑工程的施工質(zhì)量安全問題影響著人們的生命財產(chǎn)安全，更影響著社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定。過去頻繁的建筑安全問題已經(jīng)給我國帶來了巨大的消極影響。然而，問題出現(xiàn)的本質(zhì)，歸根究底是因為設(shè)計不合格所帶來的。建筑工程結(jié)構(gòu)課正是展開建筑設(shè)計的根本所在?？梢哉f，建筑工程結(jié)構(gòu)課教學(xué)直接影響著建筑行業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對國家未來建筑行業(yè)的質(zhì)量安全有著很大的作用。但是，在傳統(tǒng)教學(xué)理念以及教學(xué)工具的影響下，工程結(jié)構(gòu)課的教學(xué)效率和教學(xué)效果并不樂觀。以建筑工程結(jié)構(gòu)課的教學(xué)目標(biāo)為例，其要求學(xué)生能夠擁有專項能力，具備對常見建筑結(jié)構(gòu)的認(rèn)知能力，對各種建筑結(jié)構(gòu)的荷載能力以及荷載組合能力能進(jìn)行選定和判斷，還要求能確定結(jié)構(gòu)計算簡圖與具備內(nèi)力計算能力，由此展開建筑施工材料的選定，更好地處理建筑工程中的基本構(gòu)件設(shè)計和組合問題。但是，在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)活動中，課堂采用的教學(xué)方式較為單一，主要是依靠學(xué)生自己的計算能力以及專業(yè)素養(yǎng)展開對工程結(jié)構(gòu)內(nèi)容的練習(xí)和學(xué)習(xí)。事實上，這種陳舊的教學(xué)理念和教學(xué)方式導(dǎo)致建筑工程專業(yè)學(xué)生的實踐實訓(xùn)能力有限，并不能展開精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的計算和選擇。同時，這種方式還要求學(xué)生在數(shù)學(xué)計算方面具有較強(qiáng)的能力，能選擇最合適的數(shù)學(xué)計算方式展開高效率的工程結(jié)構(gòu)承載力計算。這無疑是給建筑專業(yè)教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)和壓力，也影響著建筑行業(yè)所培養(yǎng)人才的專業(yè)情況。對此，我們要尋求現(xiàn)代教育技術(shù)的幫助，導(dǎo)入一些行業(yè)技術(shù)手段來實施教學(xué)。這樣才能有效攻克教學(xué)難題，提高工程結(jié)構(gòu)課的教學(xué)質(zhì)量和效率。[1]

二、數(shù)值模擬實驗技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)課中的應(yīng)用探索

文章前面已經(jīng)分析了數(shù)值模擬實驗技術(shù)的原理以及其在工程結(jié)構(gòu)課中應(yīng)用的價值。當(dāng)前，在建筑工程結(jié)構(gòu)課的教學(xué)創(chuàng)新探索中，本文以建筑工程結(jié)構(gòu)課中的基本構(gòu)件設(shè)計與驗算的能力教學(xué)培養(yǎng)環(huán)節(jié)為例，實現(xiàn)了數(shù)值模擬實驗技術(shù)的具體應(yīng)用。

首先，確定能力的教學(xué)目標(biāo)。要求教師展開對砼受彎構(gòu)件正截面承載計算能力的教學(xué)應(yīng)用。確定能夠根據(jù)鋼筋砼受彎構(gòu)件的實際施工情況，展開對正截面承載力的設(shè)計計算，并由這些相關(guān)數(shù)據(jù)展開施工圖的繪制。

其次，展開數(shù)值模擬實驗技術(shù)的應(yīng)用流程教學(xué)。在工程結(jié)構(gòu)圖教學(xué)中，教師要能展開數(shù)值模擬實驗技術(shù)理論教學(xué)，確保學(xué)生能夠完成計算機(jī)操作，懂得如何打開并且進(jìn)入到該技術(shù)中，導(dǎo)入建筑工程的相關(guān)要求和內(nèi)容。然后，教師要在課堂中對相關(guān)的結(jié)構(gòu)承載力條件因素進(jìn)行確定。比如，學(xué)生要知道工程基本構(gòu)件中，哪一些構(gòu)件是起到主要承載力的作用，哪一些構(gòu)件是起到影響的作用，而影響的幾率大小又是多少。例如，學(xué)生要知道在鋼筋砼受彎構(gòu)件中，簡支梁截面的尺寸大小對整個建筑工程結(jié)構(gòu)的承載力和美觀性都有影響。因此，在計算中，學(xué)生要能先確定所要展開計算的未知條件。[2]

再次，導(dǎo)入數(shù)值模擬實驗技術(shù)流程?；跀?shù)值模擬的出發(fā)點，展開對建筑結(jié)構(gòu)中能夠反映各個構(gòu)件基本問題的微分方程以及相應(yīng)定解條件的確定，進(jìn)行數(shù)學(xué)模式的初步確定。選擇高效率、高準(zhǔn)確度的計算方式。在當(dāng)前的計算機(jī)發(fā)展中，其已經(jīng)不僅僅能利用微積分方程的離散化方法及求解方式，還可以利用貼體坐標(biāo)的建立、邊界條件的處理展開對建筑工程結(jié)構(gòu)各個模擬問題的解答。確定完采用哪些方式之后，我們就可以開始編制程序進(jìn)行計算。由于所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型以及采用的計算方式所呈現(xiàn)出來的是一個非線性的復(fù)雜的方程，因此，其在數(shù)值的求解結(jié)果上呈現(xiàn)出不完善性。因此，我們要求再次通過實驗的方式加以驗證。

最后，對建筑工程結(jié)構(gòu)的計算以及驗證。展開建筑工程結(jié)構(gòu)圖的繪制，由此加強(qiáng)學(xué)生對建筑行業(yè)專業(yè)核心技能的學(xué)習(xí)和操作。本文的實踐應(yīng)用探索旨在能為其他專業(yè)學(xué)科中的教學(xué)重難點環(huán)節(jié)起到指導(dǎo)和借鑒的作用。

三、結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)課教學(xué)實踐活動可知，其存在著教學(xué)質(zhì)量不高、人才實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)培育效果不佳等現(xiàn)實情況。因此，教師要對工程結(jié)構(gòu)課的教學(xué)進(jìn)行改革。導(dǎo)入數(shù)值模式實驗技術(shù)作為課堂教學(xué)的新方法和技術(shù)，可以很好地完成教學(xué)內(nèi)容的探索實踐，切實提高學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)實踐能力，從而完成對人才的培養(yǎng)。