工作过程系统化在《建筑力学》课程中的应用

王智超

（扬州工业职业技术学院，江苏 扬州 225127）

一、建筑力学教学改革是时代发展的必然

目前，随着我国建筑业的飞速发展，我国建筑业与欧美一些较发达国家的建筑技术水平间的距离在拉近，但总体上还存在一定的差距。要从根本上缩小这种差距，首先就要从专业基础教育观念的转变和教育改革上做起。

一个国家的建筑技术水平客观上受到建筑类专业教学水平的影响，作为建筑类专业的龙头，建筑工程技术专业的发展处于一个复杂变化的高速扩展阶段，现今的建造师面临和肩负的任务和使命比历史上任何时期都要繁重和艰巨。特别是一些新结构新体系的不断涌现，均给建筑工程技术专业教学提出了更高的要求。欧美建筑界普遍公认现代建造师要出色完成其历史赋予使命的先决条件之一是正确对待与运用建筑结构技术。这样的观念与转变也体现和反映在建筑教育方面。建筑结构技术是建立在建筑力学之上的学科，建筑力学知识掌握得好坏直接影响到建筑结构选型技术的学习与在实践中的应用。原有的建筑力学与建筑结构技术课程教学环节的脱节，以及与时代发展不相适应的教学模式和教学方法，会严重影响到建筑结构选型课程的学习与工程实践，造成建筑设计与结构设计间存在技术空白。所以建筑工程专业教学改革是时代发展的必然，建筑力学课程作为建筑工程专业的重要基础课，其改革是顺应时代的需求。

二、力学科学发展史对建筑形式的影响

在上绪论课时巧妙地设计课件，有意识地对学生进行力学科学发展史、科学家传记和科技新成就的教育，使学生对力学由陌生进而产生兴趣。如阿基米德创立机械学和流体力学，发现杠杆定律和阿基米德定律，写下《平面图形的平衡或其形心》、《力学（机械学）方法论》等不朽著作；潘索提出力矩的概念、力系的简化和平衡原理，解除约束原理，他的《静力学原理》建立了静力学体系；伐里农提出力矩的概念和方法，并用以解决刚体平衡问题；而牛顿、伽里略、惠更斯、欧拉、潘索、达朗伯等也为运动力学的建立分别做出的卓越贡献。在教学过程中对提出相关理论的科学家的简介和理论产生背景的介绍，可缩短学生和力学的距离，激发他们学习力学的兴趣。

三、身边的力学问题及其在结构中的应用

在学习材料力学和结构力学理论的同时，对讲到的有关知识点，应理论联系实际，引导学生留意身边的房屋、桥梁建造中的力学问题。通过大量的结构破坏事故图片和事故分析穿插在教学中，使学生懂得建筑工程的设计与施工，都离不开《建筑力学》的基本原理。在从刚体静力学到杆件变形体力学，以及超静定结构的教学中，不失时机地介绍建筑结构形式在这些力学理论建立时期的现状以及后来的发展，是《建筑力学》理论的建立和完善以及建筑结构、建筑材料、施工技术等相关学科的发展在这100多年的时间里改善了人类的居住条件，并影响了人们的生活和工作方式。例如，讲到静定梁的内力计算时就以板式楼梯和梁式楼梯中结构计算简图的建立及内力求解说明其实际应用。讲到静定桁架结构计算模型的建立和其内力计算方法时，分别以木屋架、钢屋架、组合屋架等为例分析不同宽高比和不同的桁架形式中荷载在上下弦杆和腹杆中的传递。在实际结构中来阐述力学理论才能赋予力学更丰富的内涵和更完美的诠释。

四、积极激发学生创新思维和学习兴趣

在教学中激发和培养学生的创新思维能力是实施素质教育的重要内容，要创造有利的条件，为学生提供创新思维的天地，培养学生的创新能力，和对未知世界的探索精神。浓厚的学习兴趣，强烈的求知欲望是直接推动学生学习的内动力。教师要创设条件，激发学生学习兴趣，充分利用多媒体教学展现从古代建筑到现代建筑、从国内著名建筑到国外著名建筑、从民用普通建筑到大跨度和超高层的标志性建筑的受力分析和结构造型特点，阐明建筑力学知识的正确应用是这些建筑的成功的原因之一，从而给学生后续的学习留下了期待和想象的空间。

五、培养学生自主学习，增强创新能力

建筑力学教学要贯穿创新精神，要让学生“学会”，更要让他们“会学”，让他们学会自己寻求解决问题的方法。在教学过程中采用多种方法引导培养学生的自学能力。如在讲“平面力系的合成与平衡”这一内容时，采用了“对比总结法”。由教师先讲解汇交力系的合成方法，平衡的几何条件等问题。然后在一般力系的教学中，让学生充分发挥主动性，在老师设计的问题的引导下，在对比中进行深入学习。再如在“杆件的内力”教学中，所用“截面法”解题思路适用于所有变形体力学内力求解，故可从一般任意平衡力系作用下杆件的内力求解中延伸出拉伸（压缩）、剪切与挤压、扭转、平面弯曲以及各种组合变形中横截面上内力分量的求解。采用这种“归纳总结法”引导同学们将旧知识点正确组合，软松引入了新的教学内容。

六、引导学生的发散性思维

发散性思维要求对某一问题从不同角度不同方向思考，从多方面寻求多样性答案，培养学生的发散性思维，为他们的终身自学提供有利的保证。在《建筑力学》课中培养学生的发散性思维，首先要培养学生养成“多看多想”的好习惯，建筑物的设计千变万化各有特点，但万变不离其宗。在课堂讲解知识点的时候通常是多举工程案例，然后要求同学们课下自己触类旁通，再通过自己对身边建筑的观察去寻找工程实例。例如，在讲“工程上常见的多跨梁的形式”这一问题时，首先讲解梁的定义及约束特点和受力特点，然后要求同学们在校园内的建筑物中找出不同形式的多跨梁，发表自己的见解，提出自己的疑惑和问题。其次要培养学生养成“一题多解”的好习惯。《建筑力学》课中牵涉到的计算内容很多，特别是有些题目解题过程很复杂，但是有些问题我们可以想办法使其简化。比如对称性结构，尽量利用对称性和反对称性简化计算模型，从而简化内力求解。

七、通过实践培养学生的创新能力

学生通过自身的实践，能更深刻地理解课堂知识，并在实践中创造性地学习，以检验自己的知识的正确性。《建筑力学》课程的实践性较强，在教学过程中，注重学生的实践活动，创造实践条件，引导同学们参与社会实践。比如，在讲解“约束和约束反力”这一内容时，向学生举出在身边处处形成的各种约束并了解其形成特点，让学生走出课堂到工地、建筑物中去观察实际结构的各种构件间产生的各种约束及特点。借此培养学生由抽象到具体，再由具体回到抽象的思维方式，大大提升了学生的学习能力。总之，在实施素质教育的过程中，要建立一种良好的教学模式，以学生为主体，充分发挥教师的主导作用，培养学生的创造性思维。

八、多媒体数字技术的应用

利用结构模型、电子课件、仿真试验软件、多媒体教学设备、计算机网络等现代数字技术，建立一整套系统科学的建筑力学多媒体教学体系。应充分利用多媒体的信息多样性，多媒体软件的交互性、集成性、智能性和实时性等特征；在多媒体教学软件的阐述方式上力求浅显简明，少用高深的数学，力求大量的图解方式来说明建筑结构的力学作用，充分展示在不同结构中的荷载的作用方式、力的分解方式、约束力的产生方式、应力状态、力的改向、力的分散、汇集及传递方式。以图表、图书或示意图的方式结合动画来表达抽象问题的思考或思考过程，培养学生对于空间及建筑物的想象能力和分析解决问题的能力。

［1］张克猛.理论力学课程的教学改革与实践［J］.中国大学教育，2000，（2）：39-4l.

［2］杜惠英.对工科基础力学教学改革的探索［J］.力学与实践，2001，（3）：57-59.

［3］张力.提高工程力学课教学质量的一些尝试［J］.北京教育，2004，（1）.