科研活动融入《板壳理论》课程的教学方法研究

张巧云　张建伟　范翠英

【摘要】《板壳理论》是一门理论性和数学性很强的力学专业课，课程内容主要为板壳结构弯曲、振动和稳定问题的求解方法，对学生的数学和力学基础要求较高，课程难度系数较高。高校工科教师的科研项目通常会遇到板壳结构，将科研活动融入到教学中，可以让学生更清楚课程的内容及应用前景，同时提高学生的逻辑思维能力，力学建模能力，数字计算能力及图像分析能力等，为学生日后的科学研究或工作打下良好的基础。

【关键词】《板壳理论》;教学;科研活动

一、《板壳理论》课程授课背景及教学中常遇到的问题

《板壳理论》可服务于土木、建筑、航空等领域，因此，《板壳理论》一般为工程力学专业本科生教材，也可为机械、土木、航空、船舶等专业的科研技术人员提供参考。《板壳理论》课程的任务是使学生掌握小扰度各向同性《板壳理论》的基本内容和基本方法以及工程复杂问题的力学模型简化方法，综合运用变分原理、微分方程、线性代数和张量分析等数学知识解决工程问题。目前《板壳理论》课程教学中常遇到的主要问题如下。

（一）《板壳理论》中繁琐的理论分析和数学计算容易使学生产生畏惧感

《板壳理论》课程中基于直法线假定，采用差分法、变分法等方法求解板壳的小挠度和大挠度弯曲问题、板的振动问题、板的稳定问题等。课程中涉及许多理论分析及复杂函数如贝塞尔函数的数值计算，需要借助高等数学、线性代数、材料力学、弹性力学的基础知识，这些理论分析及数值计算容易使学生产生畏惧感。……