建筑力學(xué)課程改革設(shè)計案例

摘要：文章按照“1+3”人才培養(yǎng)要求，構(gòu)建了建筑力學(xué)的課程教學(xué)模式，為課程改革提出創(chuàng)新思路，加大了工程實踐力度，使課堂教學(xué)豐富多彩，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，滿足市場需求，實現(xiàn)畢業(yè)生零距離就業(yè)。

關(guān)鍵詞：建筑力學(xué)；課程改革；教學(xué)模式；工程實踐

中圖分類號：G6423文獻標志碼：A文章編號：10052909（2012）06011204建筑力學(xué)是高職建筑工程專業(yè)的職業(yè)能力核心課程，學(xué)校應(yīng)深入研究建筑力學(xué)課程教學(xué)，提出課程改革實施方案，以提高學(xué)生職業(yè)能力和設(shè)計能力為宗旨，為其從事建筑工程工作奠定良好基礎(chǔ)，達到人才培養(yǎng)目標。

一、構(gòu)建“1+3”人才培養(yǎng)的教學(xué)模式

（一）“1+3”人才培養(yǎng)模式定義

“1+3”人才培養(yǎng)模式以基本工程實例為主線，圍繞主線加強理論教學(xué)、實踐教學(xué)、教材建設(shè)這三方面，使之有機結(jié)合，構(gòu)建科學(xué)、合理的教學(xué)模式。其中，“1”是指基本工程實例。該基本工程實例可以看作是一個經(jīng)典的“模型”?？紤]到高等職業(yè)教育特點，該“模型”要有一定的代表性，要求是構(gòu)造簡單、通俗易懂、具有代表性的工程實例，如磚混辦公樓?！?”指同基本工程實例有機結(jié)合的教學(xué)三方面，即：理論教學(xué)、實踐教學(xué)、教材建設(shè)（圖1）。

由圖1可見，基本工程實例是重中之重，它與理論教學(xué)、實踐教學(xué)、教材建設(shè)緊密結(jié)合。

圖1“1+3”人才培養(yǎng)模式由圖1可以看出：在“1+3”人才培養(yǎng)模式中，除了要注重“1”和“3”的緊密結(jié)合之外，還要注重“3”本身的基本三方面的緊密結(jié)合。這里要注重理論教學(xué)與實踐教學(xué)的結(jié)合、理論教學(xué)與教材的結(jié)合、實踐教學(xué)與教材的相互結(jié)合，同時又都圍繞著基本工程實例來進行，這樣才能完整構(gòu)建“1+3”人才培養(yǎng)模式。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

金喜平，等建筑力學(xué)課程改革設(shè)計案例

“1+3”人才培養(yǎng)模式，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式中理論與工程實踐脫節(jié)的弊端，改變了教學(xué)方法，創(chuàng)建了以基本工程實例為主線、以培養(yǎng)學(xué)生動手能力和專業(yè)能力為核心的教學(xué)模式，使教學(xué)過程與學(xué)生能力培養(yǎng)相輔相成、緊密結(jié)合、同步提高。

（二）“1+3”教學(xué)模式中的工程形象建立

在目前高等職業(yè)教育教學(xué)中，學(xué)生頭腦中缺乏完整的工程實例形象，這就造成2個嚴重問題：第一，學(xué)生不了解學(xué)習(xí)該課程的目的，不知道學(xué)習(xí)該課程在實際工作中的用途，因此，學(xué)習(xí)積極性不高，感覺所學(xué)理論知識枯燥無味，沒有興趣，課堂上經(jīng)常出現(xiàn)昏昏欲睡的狀態(tài)。第二，由于實踐教學(xué)不到位，學(xué)生雖然學(xué)會理論知識，但是在實踐教學(xué)中不能充分得以應(yīng)用，也不知道所學(xué)的理論用于何處，動手能力難以提高。

目前的教學(xué)模式不能使學(xué)生形成完整的工程實例形象，理論教學(xué)與工程實際脫節(jié)，學(xué)生感覺所學(xué)的理論知識零散，無法形成完整的工程概念。

為解決上述問題，構(gòu)建了“1+3”人才培養(yǎng)教學(xué)模式，該模式的重點是引進典型的工程實例，目的是先給學(xué)生樹立一個完整的工程形象，再由這個完整工程形象分解出任務(wù)和問題，同時將理論知識穿插于這些任務(wù)和問題中，并與實踐教學(xué)有機結(jié)合、相輔相成，如此即可有效解決目前教學(xué)模式的弊端。建立完整工程形象的教學(xué)順序如圖2所示。

圖2基本工程實例形象建立順序首先，建立基本工程實例形象，需在課程開始即交待典型的工程實例。對專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，采用統(tǒng)一的典型工程實例，在學(xué)生腦海中建立基本的工程形象，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和實踐平臺訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。

其次，分解該基本工程實例得以實現(xiàn)的任務(wù)，讓各個任務(wù)和各個相應(yīng)的理論課程銜接，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)理論課程的目的及在工程實際中的作用。

由于先建立了基本工程實例形象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中始終有完整的工程實例形象，這樣即使各個理論課程很分散，也不會影響學(xué)生腦海中基本工程實例形象的完整性。同時理論與工程實例任務(wù)和要解決的問題相對應(yīng)，學(xué)生知道理論課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)驅(qū)動性增強。工程實例將枯燥的理論變得生動有趣，改變了學(xué)生課堂上昏昏欲睡的情況，提高了學(xué)生的動手能力。

最后，在學(xué)習(xí)理論后，還要進行實訓(xùn)。通過綜合實踐訓(xùn)練平臺，將理論與基本工程實例結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。

實訓(xùn)結(jié)束后，還要將所完成的任務(wù)與基本工程實例結(jié)合。這一步驟十分重要，可在學(xué)生腦海中再次復(fù)原和加深基本工程形象，通過該工程形象，也可以將學(xué)生所學(xué)的相關(guān)課程串聯(lián)，進一步提高學(xué)生的工程實踐能力和綜合能力。

二、構(gòu)建“1+3”人才培養(yǎng)的建筑力學(xué)課堂教學(xué)模式

圍繞“1+3”人才培養(yǎng)的教學(xué)模式，基本工程實例是重中之重，與理論教學(xué)、實踐教學(xué)、教材建設(shè)緊密結(jié)合。因此，在建筑力學(xué)課程改革和建設(shè)中，仍然要把基本工程實例放在首位，構(gòu)建完善的建筑力學(xué)教學(xué)模式。

按照“1+3”人才培養(yǎng)的教學(xué)模式，針對建筑力學(xué)課程的特點，構(gòu)建課堂教學(xué)模式（圖3）。

圖3課堂教學(xué)模式

（一）提出任務(wù)、展開問題

房屋的荷載受力計算及構(gòu)件設(shè)計是建筑力學(xué)的主要任務(wù)。根據(jù)任務(wù)可以展開與建筑力學(xué)理論相對應(yīng)的問題，這些問題又可以分為基本問題和擴展問題。基本問題圍繞建筑力學(xué)的基本核心理論，而擴展問題圍繞建筑力學(xué)的理論應(yīng)用，在綜合實訓(xùn)平臺進行。

（二）與建筑力學(xué)理論相結(jié)合的任務(wù)、問題

實現(xiàn)基本工程實例的任務(wù)分解為三部分：房屋的荷載及受力、構(gòu)件的設(shè)計計算、房屋的結(jié)構(gòu)受力計算，受力計算包括外力計算和內(nèi)力計算。建筑力學(xué)與之相對應(yīng)的理論內(nèi)容包括靜力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)（圖4）。

圖4建筑力學(xué)理論

（三）構(gòu)建“1+3”人才培養(yǎng)的建筑力學(xué)課堂教學(xué)模式

從靜力學(xué)問題入手構(gòu)建教學(xué)模式。分解基本工程實例任務(wù)，主要圍繞房屋的荷載及受力進行基本理論知識點的教學(xué)（圖5）。

圖5房屋荷載及受力問題教學(xué)模式

在建筑力學(xué)中，材料力學(xué)的工程任務(wù)是加深學(xué)生對工程構(gòu)件承受的荷載概念，構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的平衡等概念，從而學(xué)會對工程結(jié)構(gòu)荷載傳遞路線的分析、構(gòu)件的受力（外力）分析，應(yīng)用這些概念和理論對構(gòu)件進行受力（外力）計算。

將靜力學(xué)的問題與工程實例相結(jié)合，可以分為基本問題和擴展問題?；締栴}為靜力學(xué)概念（力和平衡的概念、靜力學(xué)公理），對應(yīng)的擴展問題是工程實例中構(gòu)件受力分析等；基本問題為力的平衡（平面力系的平衡理論），對應(yīng)的擴展問題是工程實例中各個平面力系的受力計算。

從材料力學(xué)問題入手構(gòu)建教學(xué)模式。分解基本工程實例任務(wù)，主要圍繞房屋構(gòu)件的設(shè)計計算進行基本理論知識點的教學(xué)（圖6）。

圖6房屋構(gòu)件設(shè)計計算教學(xué)模式

在建筑力學(xué)中，材料力學(xué)的工程任務(wù)是加深學(xué)生對工程構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性概念，從而應(yīng)用這些概念對構(gòu)件進行設(shè)計和計算。

材料力學(xué)的基本理論包括拉伸壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲4種基本變形及組合變形和壓桿穩(wěn)定等。根據(jù)上述理論，結(jié)合工程實例的任務(wù)和問題教學(xué)，最后應(yīng)用于綜合實訓(xùn)平臺。即結(jié)合基本實例的構(gòu)件，進行設(shè)計和計算，最后還原工程實例任務(wù)，加深學(xué)生對工程實例的印象。

從結(jié)構(gòu)力學(xué)問題入手構(gòu)建教學(xué)模式。分解基本工程實例任務(wù)，主要圍繞房屋結(jié)構(gòu)的受力計算進行基本理論知識的教學(xué)（圖7）。

圖7房屋結(jié)構(gòu)的受力計算教學(xué)模式

在建筑力學(xué)中，結(jié)構(gòu)力學(xué)的工程任務(wù)就是使學(xué)生掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)的受力計算技巧和概念。由于學(xué)時有限，結(jié)構(gòu)力學(xué)內(nèi)容沒有時間全部講授，需要根據(jù)具體課時和基本工程實例精簡教學(xué)內(nèi)容。

按照基本工程實例，結(jié)構(gòu)力學(xué)所完成的任務(wù)是房屋結(jié)構(gòu)的受力計算，結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本內(nèi)容有靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析、靜定結(jié)構(gòu)的位移計算、力法、位移法等。根據(jù)上述基本內(nèi)容，結(jié)合基本理論和基本工程實例，完成結(jié)構(gòu)受力計算的教學(xué)。

三、構(gòu)建“1+3”人才培養(yǎng)的建筑力學(xué)綜合實訓(xùn)平臺

“1+3”教學(xué)模式中建筑力學(xué)綜合訓(xùn)練平臺主要用于訓(xùn)練學(xué)生將課堂所學(xué)的理論知識應(yīng)用于工程實踐，鍛煉學(xué)生的動手能力。其主體圍繞基本工程實例的建筑力學(xué)任務(wù)，根據(jù)課堂提出的問題和理論知識，通過綜合訓(xùn)練平臺完成任務(wù)。

建筑力學(xué)綜合訓(xùn)練平臺的訓(xùn)練內(nèi)容可以結(jié)合上述三方面構(gòu)建，實訓(xùn)手段可以采取課堂討論、布置課后大作業(yè)等形式。實訓(xùn)結(jié)束后，教師要對學(xué)生的實訓(xùn)成果進行點評，或采取答辯形式，幫助學(xué)生還原并加深工程印象，使學(xué)生更加注重工程實訓(xùn)，提高學(xué)生實踐能力。

（一）靜力學(xué)工程實訓(xùn)平臺的構(gòu)建

根據(jù)靜力學(xué)的工程任務(wù)，結(jié)合基本工程實例展開工程實訓(xùn)。內(nèi)容主要是工程實例中的結(jié)構(gòu)荷載傳遞路線分析、構(gòu)件的受力分析及構(gòu)件的受力計算，同時要求學(xué)生對工程實例中的簡單結(jié)構(gòu)進行受力計算。

（二）材料力學(xué)工程實訓(xùn)平臺的構(gòu)建

根據(jù)材料力學(xué)的工程任務(wù)，結(jié)合基本工程實例，展開工程實訓(xùn)，內(nèi)容主要是工程實例結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件設(shè)計計算，包括4種基本變形的構(gòu)件設(shè)計計算，組合變形和壓桿穩(wěn)定的構(gòu)件設(shè)計計算。訓(xùn)練中注重將材料力學(xué)理論中的強度、剛度、穩(wěn)定性概念與工程實例相結(jié)合，鍛煉學(xué)生簡單構(gòu)件校核、設(shè)計截面、設(shè)計構(gòu)件最大受力三方面的計算能力。

（三）結(jié)構(gòu)力學(xué)工程實訓(xùn)平臺的構(gòu)建

根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的工程任務(wù)，結(jié)合基本工程實例展開工程實訓(xùn)。主要內(nèi)容是工程實例中結(jié)構(gòu)受力計算：第一部分是工程實例中簡單靜定結(jié)構(gòu)受力計算；第二部分是簡單結(jié)構(gòu)位移計算；第三部分是超靜定結(jié)構(gòu)受力計算。

四、建筑力學(xué)教材建設(shè)

建筑力學(xué)教材建設(shè)以基本工程實例為主線，緊密結(jié)合理論教學(xué)和實踐教學(xué)，教材的編寫基本同“1+3”人才培養(yǎng)的教學(xué)模式同步，分為3個步驟：第一，提出任務(wù)及問題的展開；第二，針對問題提出理論知識；第三，應(yīng)用理論解決問題。同時教材編寫要注意理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，理論與實踐一體化，達到培養(yǎng)目標的要求。

在教材建設(shè)中，考慮到高職學(xué)生特點，精簡教學(xué)內(nèi)容、加強工程形象培養(yǎng)、加大工程實訓(xùn)力度，以基本工程實例任務(wù)和問題為出發(fā)點，有的放矢。在精簡理論的同時，注重理論知識應(yīng)用，即工程實訓(xùn)。教材建設(shè)既要結(jié)合理論課程編寫，又要與綜合訓(xùn)練的實訓(xùn)平臺相結(jié)合。圍繞基本工程實例，編寫專項課后習(xí)題，讓學(xué)生以工程實例為參照完成課后習(xí)題，所設(shè)立的習(xí)題數(shù)量要適中，應(yīng)涉及建筑工程注冊考試及規(guī)范，拓展課后習(xí)題范圍。

五、結(jié)語

構(gòu)建建筑力學(xué)“1+3”人才培養(yǎng)教學(xué)模式，對目前高職建筑工程專業(yè)教學(xué)起到了非常重要的作用。由于引入基本工程實例，建筑力學(xué)教學(xué)不再枯燥無味，學(xué)生能夠?qū)⒔ㄖW(xué)知識應(yīng)用于工程實踐，提高了動手能力，增強了職業(yè)能力和綜合素質(zhì)。

參考文獻：

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編輯周沫