工作過程系統化在《建筑力學》課程中的應用

王智超

（揚州工業職業技術學院，江蘇 揚州 225127）

一、建筑力學教學改革是時代發展的必然

目前，隨著我國建筑業的飛速發展，我國建筑業與歐美一些較發達國家的建筑技術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，首先就要從專業基礎教育觀念的轉變和教育改革上做起。

一個國家的建筑技術水平客觀上受到建筑類專業教學水平的影響，作為建筑類專業的龍頭，建筑工程技術專業的發展處于一個復雜變化的高速擴展階段，現今的建造師面臨和肩負的任務和使命比歷史上任何時期都要繁重和艱巨。特別是一些新結構新體系的不斷涌現，均給建筑工程技術專業教學提出了更高的要求。歐美建筑界普遍公認現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構技術。這樣的觀念與轉變也體現和反映在建筑教育方面。建筑結構技術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構選型技術的學習與在實踐中的應用。原有的建筑力學與建筑結構技術課程教學環節的脫節，以及與時代發展不相適應的教學模式和教學方法，會嚴重影響到建筑結構選型課程的學習與工程實踐，造成建筑設計與結構設計間存在技術空白。所以建筑工程專業教學改革是時代發展的必然，建筑力學課程作為建筑工程專業的重要基礎課，其改革是順應時代的需求。

二、力學科學發展史對建筑形式的影響

在上緒論課時巧妙地設計課件，有意識地對學生進行力學科學發展史、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生興趣。如阿基米德創立機械學和流體力學，發現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理論的科學家的簡介和理論產生背景的介紹，可縮短學生和力學的距離，激發他們學習力學的興趣。

三、身邊的力學問題及其在結構中的應用

在學習材料力學和結構力學理論的同時，對講到的有關知識點，應理論聯系實際，引導學生留意身邊的房屋、橋梁建造中的力學問題。通過大量的結構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，以及超靜定結構的教學中，不失時機地介紹建筑結構形式在這些力學理論建立時期的現狀以及后來的發展，是《建筑力學》理論的建立和完善以及建筑結構、建筑材料、施工技術等相關學科的發展在這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，講到靜定梁的內力計算時就以板式樓梯和梁式樓梯中結構計算簡圖的建立及內力求解說明其實際應用。講到靜定桁架結構計算模型的建立和其內力計算方法時，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。在實際結構中來闡述力學理論才能賦予力學更豐富的內涵和更完美的詮釋。

四、積極激發學生創新思維和學習興趣

在教學中激發和培養學生的創新思維能力是實施素質教育的重要內容，要創造有利的條件，為學生提供創新思維的天地，培養學生的創新能力，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動力。教師要創設條件，激發學生學習興趣，充分利用多媒體教學展現從古代建筑到現代建筑、從國內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構造型特點，闡明建筑力學知識的正確應用是這些建筑的成功的原因之一，從而給學生后續的學習留下了期待和想象的空間。

五、培養學生自主學習，增強創新能力

建筑力學教學要貫穿創新精神，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學生的自學能力。如在講“平面力系的合成與平衡”這一內容時，采用了“對比總結法”。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，讓學生充分發揮主動性，在老師設計的問題的引導下，在對比中進行深入學習。再如在“桿件的內力”教學中，所用“截面法”解題思路適用于所有變形體力學內力求解，故可從一般任意平衡力系作用下桿件的內力求解中延伸出拉伸（壓縮）、剪切與擠壓、扭轉、平面彎曲以及各種組合變形中橫截面上內力分量的求解。采用這種“歸納總結法”引導同學們將舊知識點正確組合，軟松引入了新的教學內容。

六、引導學生的發散性思維

發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，培養學生的發散性思維，為他們的終身自學提供有利的保證。在《建筑力學》課中培養學生的發散性思維，首先要培養學生養成“多看多想”的好習慣，建筑物的設計千變萬化各有特點，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的建筑物中找出不同形式的多跨梁，發表自己的見解，提出自己的疑惑和問題。其次要培養學生養成“一題多解”的好習慣?！督ㄖW》課中牽涉到的計算內容很多，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。比如對稱性結構，盡量利用對稱性和反對稱性簡化計算模型，從而簡化內力求解。

七、通過實踐培養學生的創新能力

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”這一內容時，向學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構的各種構件間產生的各種約束及特點。借此培養學生由抽象到具體，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。總之，在實施素質教育的過程中，要建立一種良好的教學模式，以學生為主體，充分發揮教師的主導作用，培養學生的創造性思維。

八、多媒體數字技術的應用

利用結構模型、電子課件、仿真試驗軟件、多媒體教學設備、計算機網絡等現代數字技術，建立一整套系統科學的建筑力學多媒體教學體系。應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，少用高深的數學，力求大量的圖解方式來說明建筑結構的力學作用，充分展示在不同結構中的荷載的作用方式、力的分解方式、約束力的產生方式、應力狀態、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合動畫來表達抽象問題的思考或思考過程，培養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。

［1］張克猛.理論力學課程的教學改革與實踐［J］.中國大學教育，2000，（2）：39-4l.

［2］杜惠英.對工科基礎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量的一些嘗試［J］.北京教育，2004，（1）.