工作過程系統(tǒng)化在《建筑力學》課程中的應(yīng)用

王智超

（揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 揚州 225127）

一、建筑力學教學改革是時代發(fā)展的必然

目前，隨著我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，我國建筑業(yè)與歐美一些較發(fā)達國家的建筑技術(shù)水平間的距離在拉近，但總體上還存在一定的差距。要從根本上縮小這種差距，首先就要從專業(yè)基礎(chǔ)教育觀念的轉(zhuǎn)變和教育改革上做起。

一個國家的建筑技術(shù)水平客觀上受到建筑類專業(yè)教學水平的影響，作為建筑類專業(yè)的龍頭，建筑工程技術(shù)專業(yè)的發(fā)展處于一個復雜變化的高速擴展階段，現(xiàn)今的建造師面臨和肩負的任務(wù)和使命比歷史上任何時期都要繁重和艱巨。特別是一些新結(jié)構(gòu)新體系的不斷涌現(xiàn)，均給建筑工程技術(shù)專業(yè)教學提出了更高的要求。歐美建筑界普遍公認現(xiàn)代建造師要出色完成其歷史賦予使命的先決條件之一是正確對待與運用建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)。這樣的觀念與轉(zhuǎn)變也體現(xiàn)和反映在建筑教育方面。建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)是建立在建筑力學之上的學科，建筑力學知識掌握得好壞直接影響到建筑結(jié)構(gòu)選型技術(shù)的學習與在實踐中的應(yīng)用。原有的建筑力學與建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)課程教學環(huán)節(jié)的脫節(jié)，以及與時代發(fā)展不相適應(yīng)的教學模式和教學方法，會嚴重影響到建筑結(jié)構(gòu)選型課程的學習與工程實踐，造成建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計間存在技術(shù)空白。所以建筑工程專業(yè)教學改革是時代發(fā)展的必然，建筑力學課程作為建筑工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，其改革是順應(yīng)時代的需求。

二、力學科學發(fā)展史對建筑形式的影響

在上緒論課時巧妙地設(shè)計課件，有意識地對學生進行力學科學發(fā)展史、科學家傳記和科技新成就的教育，使學生對力學由陌生進而產(chǎn)生興趣。如阿基米德創(chuàng)立機械學和流體力學，發(fā)現(xiàn)杠桿定律和阿基米德定律，寫下《平面圖形的平衡或其形心》、《力學（機械學）方法論》等不朽著作；潘索提出力矩的概念、力系的簡化和平衡原理，解除約束原理，他的《靜力學原理》建立了靜力學體系；伐里農(nóng)提出力矩的概念和方法，并用以解決剛體平衡問題；而牛頓、伽里略、惠更斯、歐拉、潘索、達朗伯等也為運動力學的建立分別做出的卓越貢獻。在教學過程中對提出相關(guān)理論的科學家的簡介和理論產(chǎn)生背景的介紹，可縮短學生和力學的距離，激發(fā)他們學習力學的興趣。

三、身邊的力學問題及其在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在學習材料力學和結(jié)構(gòu)力學理論的同時，對講到的有關(guān)知識點，應(yīng)理論聯(lián)系實際，引導學生留意身邊的房屋、橋梁建造中的力學問題。通過大量的結(jié)構(gòu)破壞事故圖片和事故分析穿插在教學中，使學生懂得建筑工程的設(shè)計與施工，都離不開《建筑力學》的基本原理。在從剛體靜力學到桿件變形體力學，以及超靜定結(jié)構(gòu)的教學中，不失時機地介紹建筑結(jié)構(gòu)形式在這些力學理論建立時期的現(xiàn)狀以及后來的發(fā)展，是《建筑力學》理論的建立和完善以及建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工技術(shù)等相關(guān)學科的發(fā)展在這100多年的時間里改善了人類的居住條件，并影響了人們的生活和工作方式。例如，講到靜定梁的內(nèi)力計算時就以板式樓梯和梁式樓梯中結(jié)構(gòu)計算簡圖的建立及內(nèi)力求解說明其實際應(yīng)用。講到靜定桁架結(jié)構(gòu)計算模型的建立和其內(nèi)力計算方法時，分別以木屋架、鋼屋架、組合屋架等為例分析不同寬高比和不同的桁架形式中荷載在上下弦桿和腹桿中的傳遞。在實際結(jié)構(gòu)中來闡述力學理論才能賦予力學更豐富的內(nèi)涵和更完美的詮釋。

四、積極激發(fā)學生創(chuàng)新思維和學習興趣

在教學中激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力是實施素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，要創(chuàng)造有利的條件，為學生提供創(chuàng)新思維的天地，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，和對未知世界的探索精神。濃厚的學習興趣，強烈的求知欲望是直接推動學生學習的內(nèi)動力。教師要創(chuàng)設(shè)條件，激發(fā)學生學習興趣，充分利用多媒體教學展現(xiàn)從古代建筑到現(xiàn)代建筑、從國內(nèi)著名建筑到國外著名建筑、從民用普通建筑到大跨度和超高層的標志性建筑的受力分析和結(jié)構(gòu)造型特點，闡明建筑力學知識的正確應(yīng)用是這些建筑的成功的原因之一，從而給學生后續(xù)的學習留下了期待和想象的空間。

五、培養(yǎng)學生自主學習，增強創(chuàng)新能力

建筑力學教學要貫穿創(chuàng)新精神，要讓學生“學會”，更要讓他們“會學”，讓他們學會自己尋求解決問題的方法。在教學過程中采用多種方法引導培養(yǎng)學生的自學能力。如在講“平面力系的合成與平衡”這一內(nèi)容時，采用了“對比總結(jié)法”。由教師先講解匯交力系的合成方法，平衡的幾何條件等問題。然后在一般力系的教學中，讓學生充分發(fā)揮主動性，在老師設(shè)計的問題的引導下，在對比中進行深入學習。再如在“桿件的內(nèi)力”教學中，所用“截面法”解題思路適用于所有變形體力學內(nèi)力求解，故可從一般任意平衡力系作用下桿件的內(nèi)力求解中延伸出拉伸（壓縮）、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)、平面彎曲以及各種組合變形中橫截面上內(nèi)力分量的求解。采用這種“歸納總結(jié)法”引導同學們將舊知識點正確組合，軟松引入了新的教學內(nèi)容。

六、引導學生的發(fā)散性思維

發(fā)散性思維要求對某一問題從不同角度不同方向思考，從多方面尋求多樣性答案，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，為他們的終身自學提供有利的保證。在《建筑力學》課中培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，首先要培養(yǎng)學生養(yǎng)成“多看多想”的好習慣，建筑物的設(shè)計千變?nèi)f化各有特點，但萬變不離其宗。在課堂講解知識點的時候通常是多舉工程案例，然后要求同學們課下自己觸類旁通，再通過自己對身邊建筑的觀察去尋找工程實例。例如，在講“工程上常見的多跨梁的形式”這一問題時，首先講解梁的定義及約束特點和受力特點，然后要求同學們在校園內(nèi)的建筑物中找出不同形式的多跨梁，發(fā)表自己的見解，提出自己的疑惑和問題。其次要培養(yǎng)學生養(yǎng)成“一題多解”的好習慣?！督ㄖW》課中牽涉到的計算內(nèi)容很多，特別是有些題目解題過程很復雜，但是有些問題我們可以想辦法使其簡化。比如對稱性結(jié)構(gòu)，盡量利用對稱性和反對稱性簡化計算模型，從而簡化內(nèi)力求解。

七、通過實踐培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

學生通過自身的實踐，能更深刻地理解課堂知識，并在實踐中創(chuàng)造性地學習，以檢驗自己的知識的正確性?！督ㄖW》課程的實踐性較強，在教學過程中，注重學生的實踐活動，創(chuàng)造實踐條件，引導同學們參與社會實踐。比如，在講解“約束和約束反力”這一內(nèi)容時，向?qū)W生舉出在身邊處處形成的各種約束并了解其形成特點，讓學生走出課堂到工地、建筑物中去觀察實際結(jié)構(gòu)的各種構(gòu)件間產(chǎn)生的各種約束及特點。借此培養(yǎng)學生由抽象到具體，再由具體回到抽象的思維方式，大大提升了學生的學習能力?？傊?，在實施素質(zhì)教育的過程中，要建立一種良好的教學模式，以學生為主體，充分發(fā)揮教師的主導作用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。

八、多媒體數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用

利用結(jié)構(gòu)模型、電子課件、仿真試驗軟件、多媒體教學設(shè)備、計算機網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)，建立一整套系統(tǒng)科學的建筑力學多媒體教學體系。應(yīng)充分利用多媒體的信息多樣性，多媒體軟件的交互性、集成性、智能性和實時性等特征；在多媒體教學軟件的闡述方式上力求淺顯簡明，少用高深的數(shù)學，力求大量的圖解方式來說明建筑結(jié)構(gòu)的力學作用，充分展示在不同結(jié)構(gòu)中的荷載的作用方式、力的分解方式、約束力的產(chǎn)生方式、應(yīng)力狀態(tài)、力的改向、力的分散、匯集及傳遞方式。以圖表、圖書或示意圖的方式結(jié)合動畫來表達抽象問題的思考或思考過程，培養(yǎng)學生對于空間及建筑物的想象能力和分析解決問題的能力。

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［2］杜惠英.對工科基礎(chǔ)力學教學改革的探索［J］.力學與實踐，2001，（3）：57-59.

［3］張力.提高工程力學課教學質(zhì)量的一些嘗試［J］.北京教育，2004，（1）.