建筑力學課程教學探析

馬小山

摘 要：建筑力學是建筑類專業學生必開的一門專業基礎課，本課程涵蓋了靜力學、材料力學和結構力學的部分知識，概念較多，綜合性強。面對基礎相對較差的中職學生，本文在教學實踐方面進行了探索，期望能取得較好的教學效果。

關鍵詞：建筑力學 厘清概念 問題導向 認識實習

建筑力學是建筑類專業學生必開的一門專業基礎課，本課程對后續課程的學習有著重要影響，而必備的力學知識可以為學生今后從事建筑專業相關崗位工作打下良好基礎。

一、分析情況，知彼知己

筆者所使用的《建筑力學》教材是機械工業出版社出版的中等職業教育建筑類專業規劃教材。該教材在編寫過程中，本著“夠用”原則，將靜力學、材料力學和結構力學的部分內容，按照力學知識的內在規律進行整合，形成新課程體系。本教材概念敘述簡明扼要，減少公式推導，而且每章節前都附有知識要點及學習程度要求。雖然編者在絕大部分章節前安排了課題導入，但是這些導入材料脫離了工程案例，不容易激發學生學習興趣與激情。

而學生情況又如何呢？目前，職業教育招生還處于“兜底”階段，職校招生難、生源大戰現象仍然在絕大部分地區上演，招進來的學生絕大部處于低分段，專業的選擇具有盲目性，且缺乏學習興趣。

二、厘清概念，打好基礎

本教材概念多，而概念是掌握知識、把握重點、突破難點的基礎，概念具有抽象性、概括性強的特點，因此厘清概念，可以為課程學習打下堅實的基礎。筆者根據概念的特點，選擇合適的教學方法舉例如下。

運用類比教學法。“類比法”也叫“比較類推法”，是指由一類事物所具有的某種屬性，推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法。“類比法”的作用是“由此及彼”“先比后推”。通過“類比”讓不容易理解的內容變得直觀、形象，從而讓學生容易理解掌握。例如，對理想軸心壓桿在外力作用下的三種平衡狀態的理解，筆者借助類比的方法進行教學。引入一個小球在三種不同的支承面上的平衡情況進行類比分析：下凹圓弧面、上凸圓弧面、水平面。假若對小球施加一個水平干擾力，觀察小球的平衡狀況，來類比壓桿的三種平衡狀態，即穩定平衡、不穩定平衡和臨界平衡。小球的三種平衡狀態與壓桿的三種平衡狀態具有可類比性，而小球的三種平衡狀態直觀、形象，可展示觀察。通過“由此及彼”“先比后推”的類比教學，學生很容易理解具有抽象特性的壓桿 “三種平衡狀態”概念，從而突破這一教學難點。

運用體驗教學法。俗話說：“百聞不如一見”。演示教學通過展示實物、教具或運用多媒體設備進行示范，使抽象、復雜的教學內容變得直觀、易于理解。力矩是用來衡量力對物體作用產生的轉動效果大小的物理量，力矩的大小是指使物體轉動的力乘以到轉軸（矩心）的距離。理解了力矩的概念，可以為學習平面一般力系的平衡（基本式、二矩式、三矩式）、內力的計算等打下很好的基礎，否則將會對后續章節內容的教學帶來很大困難。因此，在講解力矩時，筆者結合以往教學經歷，著重解決力矩中力臂的這個影響因素，從開關門入手，讓學生不斷改變力到門轉軸的作用位置與作用方向的變化，體驗要收到相同的作用效果，所施加的力的變化和對應力臂的變化，同時再結合工程中出現的“自關門”“自關窗”工程質量問題，讓學生加深對力矩的理解和應用。

運用實習教學法。實習法又稱實習作業法。學生在教師的組織和指導下，從事一定的實際工作，借以掌握一定的技能和有關的直接知識，驗證間接知識，或綜合運用知識于實踐的教學方法。“眼看百遍，不如手做一遍”。目前，各職業學校正在大力推進課堂教學改革，構建包括職業核心能力和專業通用能力在內的學習領域或課程模塊，積極實施理實一體的情境化教學，倡導“學中做” “做中學”。專業基礎課的課堂教學也應該滲透這一理念。在學習約束與結束反力內容時，筆者讓學生自己動手制作光滑圓柱鉸鏈約束，然后通過施加不同方向的作用力，觀察銷釘與銷釘孔接觸面位置的變化，得知該約束反力的方向的不確定性（大小和方向未知），結合力的平行四邊形法則，可以用一對相互垂直的分力來表示。對于可動鉸支座約束，結合學生所做模型，一端用滾動軸承做支承，另一端固定在支承面上，橫向桿件長度可調節，用來示意熱脹冷縮的作用，這樣學生可比較直觀形象地了解掌握可動鉸支座約束的特性：可動鉸支座只限制垂直于支承面方向的運動或運動趨勢，沿著支承面方向的限制（滾動摩阻）可忽略。

三、問題導向，激發興趣

力學內容本身比較抽象，在教學中采用問題導向教學法可以吸引學生注意力和學習興趣。

例如在講解壓桿穩定內容時，教材中使用了工程實踐的例子進行導入，一根細長直鋼桿在豎向荷載作用下突然彎曲失去平衡的實際荷載和根據強度條件計算的承載力二者之間相差很大，從而引入失穩的概念。筆者補充了一個例子，準備一把嶄新鋼卷尺，讓學生把鋼卷尺沿著豎直方向慢慢地向上拉，讓動手操作的學生來體驗鋼卷尺在上升過程中的平衡性，學生發現伸出的鋼卷尺到達一定的高度后會突然失去平衡倒下。通過學生分組操作，記錄每組學生伸出的卷尺高度這種自我體驗的競賽方式，既激發了學生的學習興趣，同時又加深了學生對失穩概念的理解。在講解自由度的概念時，首先提出問題，手持一只裝水的水杯，可以在不讓水溢出的前提下，讓水杯旋轉一圈嗎？這個問題馬上就引起了學生的求知欲望，通過老師演示，學生動手做，這樣自然而然地引出了自由度的概念。

在教學過程中采用問題導向。學生在豎向荷載作用下的簡支梁支座反力計算中，經常會出現計算錯誤而不自知，而利用豎向荷載的平衡方程可以簡單校驗，但對哪個支座的反力比較大，往往沒有直觀的體會。筆者就結合兩個人抬重物來舉例，讓他們增強感性認識。重物懸掛在中間兩人分擔同樣的重量（支座反力也相同），再延伸到結構對稱、荷載對稱的情況。但為什么小時候和父母抬東西時，父母總是把繩索往自己面前拽？從掌握知識的角度去分析，同時也讓學生體會愛的情懷。

四、認識實習，學以致用

認識實習，又稱認知實習，是對課堂教學的一種補充和延伸，可以加深對書本知識的理解和鞏固，對于抽象的理論難點問題，通過施工現場參觀、實習以積累感性認識、增加工程力學經驗，將較難理解的抽象的力學知識具體化、形象化，幫助學生解決實際工程中的力學、結構布置、配筋構造、施工工藝等問題。

注重學用結合，以達到學以致用是最終目的。組織學生參觀附墻腳手架、人貨兩用電梯時，問：為什么每隔一段距離就使用附墻連接件進行加固連接，與書本上提高壓桿穩定性措施的知識點相對應：改善約束條件、減小壓桿長度。腳手架間距、腳手架剪刀撐的設置可以分別從梁彎曲、幾何體系的組成分析的角度理解。支座處的負筋布置、鋼筋的錨固長度、懸挑構件的受力筋位置等知識點結合對應的力學知識，讓學生加深理解，認識到必備的力學知識是施工員、安全員的基本職業能力要求。

（作者單位：江蘇省淮安技師學院）endprint