关键词:建筑结构试验;多尺度;科学合理;教学方法
1 引 言
建筑结构试验课程是土木工程专业一门实践性较强的课程,通过理论和实践教学环节两方面的学习,使学生掌握工程结构试验的基本知识和基本技能,培养学生的实践能力、科研能力和独立解决问题的能力[1]。但教学中普遍存在着教学方法单一、试验过程程序化、试验项目较为固定等问题,学生的积极性不高,老师包办较多,不利于创新意识和应用型人才的培养。
本文从对创新思维的培养角度出发,以改善教学方法,提高教学质量为目标,探索出一种多尺度教学方法,深入分析课程的内在联系,对教学内容进行优化,加强感性认识,使课程更加形象具体易于掌握。
2 多尺度理论的发展
多尺度科学是一门研究不同长度尺度或时间尺度相互耦合现象的跨学科科学,是复杂系统重要分支之一,具有丰富的科学内涵和研究价值[2]。其具体的研究方法是考虑空间和时间跨尺度和跨层次特征,将相关尺度耦合,探寻微观尺度、细观尺度与宏观尺度之间的相关性(图1)。复杂系统中具有不同于其组成部分的特殊性质,无法运用经典科学的进行解释,系统的性质等于其组成部分的性质之和,这促进了多尺度科学的发展。多尺度现象是在客观世界普遍存在的现象,
涵盖了介观、微观和宏观等多个物理、力学及其耦合领域。
图1 不同的尺度间的相关性
多尺度分析方法是研究多尺度现象最有效的方法,是一种基于尺度效应分析和尺度分离思想的新型分析方法和技术。在工程实践中,许多现象和过程都具有多尺度特征或多尺度效应,运用多尺度分析方法已经取得一定价值的研究成果。刘亮等人运用多尺度模型对钢管混凝土节点抗震性能进行分析,分析了宏观模型无法反映的结构微观部分的受力情况[3]。