摘要:針對高職院校建筑工程管理、建筑工程技術專業學生的特點,結合重慶水利電力職業技術學院在校學生對建筑力學的掌握情況和后續課程的學習情況,以及畢業生對本課程的反饋情況,分析在《建筑力學》課程教學中存在的問題,探討如何在教學方面作好相應的優化和改革,以達到更好的教學效果。
關鍵詞:高職院校;建筑力學;課程教學
高職高專的《建筑力學》課程由《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》三大部分內容組成,通過對建筑力學的實用性知識與技能講授,培養學生對簡單建筑結構的建模能力以及對建筑中構件和結構強度、剛度、穩定性的分析和計算能力,為后續的《建筑結構》、《土木工程施工》等課程打下基礎。旨在幫助學生成為適應能力強的技術型、應用型、管理型的工程技術人才,畢業后能更好更快地適應工程一線工作。
為了增強學生的力學實用性知識,提高其自學能力、歸納理解和計算能力,幫助學生能更好地適應建筑行業越來越激烈的競爭,高職高專原有的《建筑力學》課程教學需要與時俱進。近年來,在本課程的建設中筆者對本院建筑類專業的在校生、畢業生進行了問卷調查,定期分析學生對建筑力學的掌握、運用情況和后續課程的學習成績,總結研究《建筑力學》教學中存在的一些問題,并在如何優化、改進教學方面做了一些思考和探索,達到了預期的效果。
一、該課程教學中學生普遍存在的幾個問題
《建筑力學》是建筑工程管理、建筑工程技術專業學生的必修課,如果學生對力學、結構知識掌握情況不佳,不僅會影響后續課程的學習,還可能會在一定程度上制約畢業學生在工程單位的發展,一直以來,學院比較重視該課程的建設。但基于力學課程本身需要數學和物理知識,具有公式多、計算量大等特點,學生不容易掌握,在學習中普遍存在以下幾個問題。
1.學生的數學基礎較差
不少學生中學數學基礎不好,高等數學知識也掌握不牢,影響力學課程的教學進度和授課效果。在《建筑力學》課程中有較多公式推導和數據計算,經常會用到三角函數、微積分等知識。雖然建筑力學在高等數學課程之后開設,但在講到慣性矩和極慣性矩,荷載、剪力、彎矩的微分關系,靜定結構的位移計算等需要運用微積分知識的章節時,學生的學習效果仍然較差,普遍學起來困難,究其原因是對高等數學的掌握情況不好。另外,在給建筑工程管理專業的文科生和五年高職的學生授課時,不僅涉及到高等數學的知識點學生學起來困難,而且在講授力的投影、力偶計算時,三角函數也成為一個難點。
2.學生物理基礎知識不足
相對于其它如合同管理、招投標管理等偏文字性的課程,建筑力學顯得枯燥、抽象,學習難度大。除了數學知識以外,建筑力學還涉及中學物理基礎。比如課程的第一部分靜力學與中學的物理知識聯系略為緊密,在學習時不少學生已經將中學的基本物理知識遺忘了,對力、力矩的概念比較生疏,學習時有些吃力,隨著學習的深入,到材料力學部分時就覺得更加困難了。
3.學生認識不足,學習熱情不高
高職高專土建大類專業的學生認為自己參加工作以后普遍從事的是施工一線的管理工作,他們自己通常覺得力學知識只有設計人員、高層次施工管理人員才會用到,一開始學習靜力學部分時就認為建筑力學對自己的用處不大[1],學習的熱情不高、動力不足。在學到材料力學、結構力學部分的內容時,才覺得力學與施工還是有一定關系,這時候想學好也力不從心了,因為知識難度越來越大,學起來更加困難。
二、改進本課程教學的幾點思考
針對本課程教學中學生普遍存在的問題,可以從以下幾個方面進行改進,從而幫助學生加深對力學知識理解與掌握,進一步提高力學分析與計算能力,教學相長,提高教學質量。
1.合理取舍、重組傳統教學內容
建筑力學的教材比較傳統,內容上以理論知識、公式推導、受力分析和計算為主。學生數學基礎較差,對公式推導等理論性強的內容學起來困難。教學中,可以盡量用通俗易懂的道理去講解復雜的公式推導,適當地弱化理論公式的推導,幫助學生把簡單的常用計算公式通過理解而記憶,并教會學生運用這些簡單的公式進行計算。特別是涉及積分計算時,可以采用類似的方法。例如靜矩、形心計算中就可以把授課的重點放在教會學生使用常見圖形的計算公式上來,這樣既降低了學習的難度,又讓學生掌握了如何計算,從而增強學生學習的信心。
2.結合教學內容適當補充物理知識
在課程的講授中,可以適當地補充必要的中學物理知識,甚至介紹力學發展史、相關科學家的逸聞趣事等。比如講軸向拉壓桿件的變形和胡克定理時,可以與中學教材里的胡克定理作比較。在講述應力的概念時,聯系中學里學過的壓強,讓學生區分這兩個相似的概念,弄清楚應力是與內力有關,而壓強是與外力相關。這樣不僅講清了概念,還可以激發學生學好力學的積極性、主動性。
3.強調力學知識的重要性,引起學生的重視
在力學課程開課時,就應該幫助學生對課程進行正確地定位,強調力學課是非常重要的專業基礎課。要讓學生明確:學好力學知識在工程中有非常重要的意義,建筑工程的設計、施工、現場管理都離不開力學知識,例如梁板柱鋼筋的布置、溫度應力問題的處理、腳手架的搭設、模板的設計、構件的起吊都需要用到的力學知識。如果在施工中疏忽大意不注意力學知識的使用,就有可能引起質量或安全事故。通過這些講解和相關的舉例,引起學生足夠的重視。
4.在教學中理論聯系實際,激發學生學習興趣
在日常的課堂教學中,盡量把課程內容與日常生活、工程結構和構件的知識相結合。例如在桿件受力分析時舉例空調外置支架受力計算、路燈支架的受力分析、剪刀剪紙片屬于剪切、擰干毛巾是使毛巾受扭,通過郵票上的密集小孔分界線輕松地撕開一整版郵票是利用了應力集中的現象等等,這樣可以讓學生覺得身邊處處存在力學,激發學生的學習興趣,更啟發學生的思考。隨著學習的深入,還可以把建筑結構、施工等課程中較簡單的知識點,以及建筑工程施工現場工作中有關內容作為案例[2]、習題,融入《建筑力學》教學中,以利于學生對力學知識的理解和掌握,將知識活學活用,為逐步提高專業實踐能力打下基礎。例如,在講到梁的彎矩圖、剪力圖時,可以拓展講梁的縱向受力筋、箍筋和構造筋的受力和作用,還可以將模板、腳手架的計算作為案例講授。當然這些都需要教師在課外增加知識儲備,豐富自己施工、結構、設備等方面知識,積累工程經驗,為教學提供素材。
5.鼓勵學生動手計算,適當參與工程實踐
在教學中,學生如果只是聽課不練習,那么很快就會忘記所學的知識,更談不上熟練掌握。隨著學習的深入,知識難度越來越大,很可能出現越學越吃力的情況。所以不能單一地注重老師講課,還必須讓學生多動腦分析、動手計算,學生與老師交流分析可以提高學生學習和解決相應問題的能力。可以從生活、工程實踐活動中提出受力計算的問題,讓學生自己動手分析約束、結點、荷載,并將實際結構轉化成簡單的力學模型。每講完一個小節,都可以讓學生完成相應的受力計算,提高學生的計算能力。
此外,可以盡可能地安排少部分的學時讓學生到工地和實訓室進行觀摩、了解,引導學生把結構中的支座、結點、荷載、梁、剛架與力學內容聯系起來,以此促進學生的學習。積極鼓勵并組織學生參加校內、校外的力學競賽、紙材建筑模型等技能競賽,激發學生的潛能,提高學生的動手操作能力和計算能力。
三、結束語
本課程的建設通過在教學上的一些優化,在一定程度上激發了學生的學習興趣,提高了學生的分析計算能力,取得了較好的效果。本課程在后續的建設過程中,將進一步努力改進,完善課程建設,從本質上提高教學質量,讓學生掌握實用性知識,培養學生分析、計算、歸納總結和自主學習的能力。
參考文獻:
[1] 何靜.《建筑力學》課程教學改革初探[J].陜西國防工
業職業技術學院學報,2013,(12):4.
[2] 黃偉,鄭亞強.“建筑力學”課程模塊與任務驅動教學方
法研究[J].中國電力教育,2012,(1):74.