“建筑力學”中培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力的研究

杜文學?高紅梅?薛冰?王濤

摘要：針對“建筑力學”課程教學中存在的主要問題，以“建筑力學”基本知識點為基礎，以學生所學專業(yè)為核心，結合學生學習的實際情況，以案例教學、現(xiàn)場實踐教學、啟發(fā)式教學方法和參加各類力學競賽等手段激發(fā)學生學習的興趣，在考核過程中本著重過程、重能力的考核方式，真正達到培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力的目標，為將來從事建筑設計、施工工作奠定良好基礎。

關鍵詞：案例教學；實踐教學；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0039-02

一、“建筑力學”教學現(xiàn)狀

“建筑力學”是建筑學、工程管理等專業(yè)一門理論性非常強的專業(yè)基礎課程，“建筑力學”課程的內(nèi)容由理論力學、材料力學、結構力學三部分內(nèi)容組成，該課程涉及面廣，課程所研究主要內(nèi)容都是建筑結構工程中構件的力學問題，如建筑結構中的梁、柱等桿件構件的內(nèi)力及應力等強度問題，以及荷載作用下建筑構件的整體變形和極限變形等剛度問題。“建筑力學”研究的主要問題與工程實際結合非常緊密，在所學專業(yè)中起著橋梁或紐帶作用，學生必須掌握相關力學基本知識，以便更好地開展建筑結構設計，“建筑力學”課程的教學目的是培養(yǎng)學生對力學基本概念認知和研究方法的應用，為將來的專業(yè)實踐提供必要理論支撐。然而，“建筑力學”在實際教學中由于諸多原因，學生普遍感覺課程內(nèi)容晦澀難懂，學習主動性不夠，嚴重影響教學效果。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.課程內(nèi)容繁雜、教學組織較困難，教學目標不夠明確

現(xiàn)在許多“建筑力學”教學內(nèi)容復雜、跨度大、難度高，在教學過程中經(jīng)常會有繁瑣的公式推導，從而導致課堂氣氛枯燥，直接影響教學效果；“建筑力學”教材都是三大力學——理論力學、材料力學和結構力學教材刪減或精簡而成，基本上沒有考慮專業(yè)學習目標的不同，即使考慮了也是非常有限的，甚至幾個專業(yè)共用同一部“建筑力學”教材。

2.教學方法與手段落后，學生重視程度不夠，學習興趣不高

“建筑力學”課程教學多采用傳統(tǒng)填鴨式的課堂教學模式，學生處于被動狀態(tài)。另外，由于課時較較少，課程進行較快，同時存在較多的圖例和例題，這些都可能使學生養(yǎng)成依賴和懶惰的習慣；在應用型本科高校里建筑學“建筑力學”課程設在第二學年，學生還沒有接觸實際工程，而在這期間開設的課程都為基礎課程，學生偏重于形象思維，認為邏輯性強的力學知識與專業(yè)關系不大，對這種理論性強的課程缺少學習的主動性。另外，有一些學生自身學習能力不足，容易產(chǎn)生厭學情緒。

3.注重習題數(shù)量，與工程實際結合不夠緊密，考核制度不合理

傳統(tǒng)“建筑力學”課程教學非常注重習題的練習，一般的教材都會配有相應的練習冊，有很多習題與工程實際結合不夠緊密，單純?yōu)榱擞柧毝柧?，導致一些學生質疑學“建筑力學”課程的重要性；傳統(tǒng)“建筑力學”課程主要采用平時成績加期末考試成績的考試方法。這種考核方法不能突出學生主觀能動性，忽略了專業(yè)實踐在課程中的地位，很難體現(xiàn)學生對于“建筑力學”課程的掌握程度以及實際運用和創(chuàng)新能力。

因此，如何結合建筑學、工程管理專業(yè)的特點探索新的教學模式、方法和手段，提高學生學習的興趣和應用“建筑力學”基本知識解決實際問題的能力，是課程發(fā)展和改革中所面對的問題，也是任課老師所必須面對和解決的一個現(xiàn)實問題。

二、“建筑力學”課程教學改革思路

在進行“建筑力學”課程改革時，落實的思想是“以用促學，以用導學”。按照以“建筑力學”基本知識點為基礎，以學生所學專業(yè)為核心，以培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力為主線，以實際案例為載體的總體要求，注重體現(xiàn)三個結合：結合學生學習的實際情況，針對不同層次的學生確定不同的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標；結合學生專業(yè)，介紹專業(yè)工程實際和工程背景；結合案例教學、現(xiàn)場實踐教學和參加各類力學競賽等手段，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決實際問題的能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力?！敖ㄖW”課程具體改革方案如圖1。

1.編制適合專業(yè)的教學大綱，改革教學內(nèi)容，提高教學質量

根據(jù)我校應用型本科人才培養(yǎng)目標，結合各專業(yè)特點，制定適合專業(yè)的“建筑力學”教學大綱，分專業(yè)、分層次進行培養(yǎng)，針對“建筑力學”教材中內(nèi)容普遍存在著交叉和重復的現(xiàn)象，教師要根據(jù)不同專業(yè)特點來精選教學內(nèi)容，減少一部分理論推導過程，讓學生快速掌握基本理論知識點，通過案例教學、實踐教學和啟發(fā)式等教學方法加強實踐教學應用計算，通過綜合設計，力學競賽和創(chuàng)新設計等方法提高學生應用基礎理論知識解決工程實際的能力，提煉“建筑力學”基本知識主線，形成統(tǒng)一的課程體系，讓學生消除畏懼感，有章可循，做到心中有數(shù)。該主線以平衡方程為核心，以幾何組成分析為手段，以建筑結構中的桿件內(nèi)力、應力和變形的求解為主要目的，主要涵蓋建筑結構中的靜定結構和超靜定結構的強度和剛度計算，具體“建筑力學”知識主線如圖 2。通過基本知識主線的提煉，有助于教師將“建筑力學”中基本知識準確、具體、透徹講解，讓學生對力學知識更加明確、系統(tǒng)化，對基本知識的前后銜接做到熟練掌握并靈活運用，使學習更加趨向于理性化、實用化。

2.改變教學方法和手段，提高學生學習興趣

傳統(tǒng)的“建筑力學”課程中教學方法和手段比較單一，已經(jīng)不能適應建筑學專業(yè)、工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)目標要求。因此，對傳統(tǒng)的教學方法和手段進行改革，其目的是培養(yǎng)學生建立力學基本知識體系，并在建筑結構設計中進行應用，促進學生解決工程實際能力和創(chuàng)新能力的提升。在傳統(tǒng)的教學中引入案例教學法、建筑結構施工現(xiàn)場教學法和啟發(fā)式教學等方法可以開闊學生視野，提高學生學習“建筑力學”課程的興趣。能夠改變傳統(tǒng)的灌輸式課堂教學方式，體現(xiàn)學生自主學習的教學理念，實現(xiàn)以基礎理論知識和實踐應用相結合，啟迪學生能夠自主學習和創(chuàng)新學習的精神，來培養(yǎng)建筑學、工程管理專業(yè)的學生應用基礎知識解決工程實際的能力和結構設計的創(chuàng)新能力。

（1）案例教學法?！敖ㄖW”課程有很強的工程背景，且工程應用性強，從“建筑力學”的教學需求出發(fā)精選案例，精選出的案例應當是有代表性的、典型的，最能揭示所學基本理論的案例。同時要注意案例應該生動有趣，符合學生的認知能力。所選擇的案例既不非常復雜又不能過于簡單，最好從人們熟悉的建筑結構中選擇案例。在教學中，可以引入懸臂梁的施工，施工中腳手架設計、桁架結構的內(nèi)力求解和設計、現(xiàn)澆混凝土大梁模板支撐系統(tǒng)失穩(wěn)等案例，引導學生應用所學的理論知識處理工程實際問題的能力。學生對實際的案例分析很有興趣，一旦發(fā)現(xiàn)自己畢業(yè)后所從事的工作中的問題是能夠自己解決，將極大地提高學生的學習積極性和自信心，從而能夠主動去圖書館和網(wǎng)絡去查閱相關資料，通過自主學期加強對“建筑力學”課程的理解。通過案例學習能既培養(yǎng)學生工程意識、分析工程實際問題、解決實際問題的能力，又加強了基礎理論知識在建筑工程實際中的應用能力。

（2）建筑結構施工現(xiàn)場教學法。其有助于激發(fā)學生們學習的興趣、提高學生的積極性和創(chuàng)造性，有利于培養(yǎng)學生用力學基本知識進行建筑工程結構分析的能力。例如，在講到靜定桁架結構的內(nèi)力計算時，帶領學生去參觀木桁架、鋼屋架、桁架橋梁、體育館屋架等施工現(xiàn)場，并在現(xiàn)場分析桁架中上弦桿、下弦桿、拉桿、斜桿中哪些桿件是壓桿，哪些是受拉桿，參觀完后回到課堂，再對所參觀結構進行力學分析，當講至靜定結構位移計算時，就帶學生看現(xiàn)場現(xiàn)澆混凝土大梁模板的起拱和在實際結構中梁結構出現(xiàn)裂縫變形等工程，并提出引起結構變形和裂縫的原因，返回到課堂，進行位移計算的基礎理論講解，并結合所參觀的變形進行變形計算。這樣，學生上課興致非常高，會積極努力思考，感覺到基本理論知識的重要性，并能把基礎理論知識真正融入工程實踐中，提高教學效果。

（3）啟發(fā)式教學法。一切研究探索都是從提出問題開始的，只有在教學中注意引發(fā)問題，才能激發(fā)學生的思考能力。因此，在課程教學的過程中教師要善于向學生提出問題，并啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題和回答問題。教師確定教學具體辦法和手段，講課要脈絡清晰、層次分明，環(huán)環(huán)相扣，引人入勝。例如利用去掉二元體法則對結構幾何組成分析時，可以從基礎出發(fā)依次加二元體形成結構在判斷結構的幾何性質，同樣可以引導學生是不是可以從結構出發(fā)依次去掉二元體的方法來判斷結構的幾何性質。超凈定結構利用力法來求解結構內(nèi)力時，基本結構選擇的結構一定是靜定結構，但是去掉的約束不同，靜定基本結構就不同，解題過程就有差異性，可以引導學生選擇不同的靜定基本結構來解題。根據(jù)實例利用圖乘法計算實際結構位移計算時，讓學生自己分析，得到結論，這樣引發(fā)思考問題的熱情，加深了基本知識的記憶，增強對基礎理論的理解，真正達到了培養(yǎng)學生自主分析問題和解決工程實際能力的目的。

（4）多媒體技術與板書相結合。使用傳統(tǒng)的課堂教學方式，適合講解重要的基礎力學內(nèi)容，這樣學生能夠跟上進度，記憶深刻。但是由于板書書寫速度慢，很多復雜公式的推導和例題的講解不靈活、不直觀，再加上“建筑力學”課時少，給教學帶來一定困難。多媒體輔助課堂教學可以解決這一問題。多媒體課件可以圖文并茂，利用聲音、視頻等功能，能帶來豐富的表現(xiàn)力?？梢约哟蠼虒W信息量，十分容易解決教學中難以用語言和文章描述的力學難點、重點。傳統(tǒng)的答疑方式是“建筑力學”課堂教學關鍵補充和延續(xù)，不能忽視，嚴重受到時間和場地的限制。利用Internet開辟網(wǎng)絡答疑方式，可以方便快速解決學生在課程中遇到的問題，提高了學生學習的效率。

3.改革傳統(tǒng)的考試制度

傳統(tǒng)的考試模式重結果、重分數(shù)，輕過程和輕能力。這嚴重影響著“建筑力學”教學改革的發(fā)展。培養(yǎng)利用基礎知識解決工程實際綜合素質和較強的專業(yè)能力的學生是應用型本科建筑學、工程管理專業(yè)的培養(yǎng)目標。因此，考試改革更要注重過程教育，嚴格控制課堂教學中每一個環(huán)節(jié)，期末成績由平時成績和期末考試成績兩部分組成，平時成績由出勤、表現(xiàn)、筆記、作業(yè)、階段測試等組成。出勤考核是指學生的平時課程、實踐等環(huán)節(jié)的出勤情況，表現(xiàn)考核是學生平時學習態(tài)度、課堂表現(xiàn)以及平時參與實踐的態(tài)度，筆記考核由學生理論課堂和實踐課堂的記錄總結組成，作業(yè)考核包括課后作業(yè)、實踐作業(yè)、競賽作業(yè)等，階段測試考核包括章節(jié)測試、期中測試和競賽等。這樣，可以大大減少學生學習的壓力，能夠培養(yǎng)學生良好學習品質，能把學生的能力培養(yǎng)落到實處。

四、結語

“建筑力學”是建筑學、工程管理專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎課，在教學中以“建筑力學”基本知識點為基礎，以學生所學專業(yè)為核心，以培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力為主線，結合學生學習的實際情況，以案例教學、現(xiàn)場實踐教學、啟發(fā)式教學方法和參加各類力學競賽等手段提高學生學習的興趣，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決實際問題的能力及協(xié)作能力，在考核過程中本著重過程和能力的考核方式，真正達到培養(yǎng)學生自主學習、實踐能力和創(chuàng)新能力，為將來從事建筑設計工作奠定良好基礎。

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（責任編輯：劉輝）