建筑学专业建筑力学教学改革

张秀彦，王志涛

(1．河北联合大学建筑工程学院，河北唐山063009;2．北京工业大学抗震减灾研究所，北京100022)

建筑学专业建筑力学教学改革

张秀彦1，王志涛2

(1．河北联合大学建筑工程学院，河北唐山063009;2．北京工业大学抗震减灾研究所，北京100022)

建筑学;建筑力学;教学改革;教学效果

分析了建筑学专业建筑力学课程在现阶段教学中存在的问题。结合专业特点及教学改革要求，对建筑力学课程在新的条件下如何提高教学质量提出教学内容重组、教学观念改革和教学方法改革等思路及建议。通过采用多种教学改革措施，取得了良好的教学效果。

一、建筑力学教学改革的迫切性

建筑力学是建筑学专业的一门重要基础课程。通过该门课程的学习可以培养学生对力学概念和规律的认知，建立合理的力学概念模型，为学习结构选型等后续课程奠定基础。由于建筑学专业的学生对力学概念的普遍缺乏，严重影响了教学效果。探索建筑学专业建筑力学的教学改革设计，对提升教学效果和提高学生专业素养具有重要意义。

现行建筑力学教材教学内容较多，基本是理论力学、材料力学和结构力学三大力学内容的叠加，除在广度上反映不够外，在深度上片面强调知识的完整性，却很少联系结构构思的实际;只顾及三大力学自身的系统性，缺乏灵活、通俗地阐述;偏重于计算原理和公式推导，忽略基本概念和方法的应用。长期以来，教师满足于单纯传授知识和技能的“填鸭式”教学方法，对力学规律的认识总结较少，过多重视定量分析，忽视定性分析;过分强调培养学生的计算能力和解题技巧，忽视基本理论在工程实际中的应用，在一定程度上挫伤了学生的学习积极性，不利于开发学生智力和培养学生的综合能力［1］。这种与时代发展不相适应的教学模式和教学方法，势必会造成建筑设计与结构设计间存在技术空白，影响建筑师创造力的发挥。现代建筑空间的不断延伸，对建筑师和结构师的默契配合提出了更高的要求，建筑师在结构专业的理论深度上可以远远不及结构工程师，但在思考结构的广度上，却应当处于领先地位;建筑师虽然不从事精辟地结构分析，但实际上不可避免地要靠结构知识帮助提高效率［2］。因此，建筑力学课程作为建筑学专业的重要基础课，其教学改革是顺应时代的需求［3］。

二、整合教学内容，构件新的教学体系

由于建筑力学课程教学内容多而繁琐，加上建筑学专业学生的力学基础相对薄弱，教学课时相对较少，教师的教学方法比较陈旧，致使建筑力学成为学生学习时感到特别困难的课程［4］。为了改变这一现状，我们平时教学中要不断加强教学研究，总结经验，找到一套适合建筑学专业学习建筑力学的可行性方法，为培养“应用复合型”人才做出贡献。结合学生实际情况，有针对性的对教材内容进行整合和取舍［5］。

以静力学基本理论框架的建立为起点，重组后的内容主要分为静力学、静定结构、结构稳定性、超静定结构四个部分，四部分内容相互贯通，衔接自然，内容上逐渐加深。整合后的课程在系统上打破了以结构专业特点所形成的分类界限，而把所需各课程内容有机的融为一体，同时加入大量工程实例分析研究，形成一套既符合学生实际又体现建筑学专业特色的新的课程体系。

三、改革教学观念和方法

新时代下的教师不只是知识的传授者、解惑者，而是知识的促进者、引导者;学生也不只是知识的接受者、复制者，而是知识的发现者、创造者。教师的作用主要在于“导”，通过精心设计教学过程，善于对学生进行启发诱导，点燃其思维火花，正所谓授人以鱼不如授人以渔。

1．理论联系实际，激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师，是求知欲望的动力源泉，学生只有对建筑力学产生浓厚的学习兴趣，才会想学、爱学，才能学好。培养学生学习建筑力学的兴趣，是提高教学效果、完成教学任务的关键。

教师在教学中，要引导学生观察、分析实际生活中的力学现象，理解其中蕴藏的力学机理。例如:汽车轮子上的花纹是为了防止车轮在平滑的路面上打滑;树木的圆形截面是为了要承受不同方向的风力。用这些活生生的实例帮助学生以力学的眼光认识世界，认识材料，无形中建立了力学概念，增强学生学习建筑力学的主动性和责任感。在讲绪论部分时，教师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，使学生对力学产生浓厚的兴趣。伽利略、牛顿、虎克、、欧拉、达朗伯等为力学的建立均作出了卓越贡献，尤其是英国伟大科学家牛顿于1687年出版的《自然哲学的数学原理》，提出了动力学中著名的牛顿三定律和万有引力定律，奠定了力学作为一门科学的坚实基础;当代力学之父钱伟长出版的《应用数学和力学丛书》为我国的机械工业、土木建筑、航空航天和军工事业建立了不朽的功勋。在教学过程中对提出相关理论的科学家和理论产生背景的介绍，可以缩短学生和力学的距离，极大地激发学生学习建筑力学的兴趣。

“发明千千万，起点在一问”，教师有意识地创设与教学内容相辅相成的具体场景，将理论知识演化成直观内容，能较好激发学生的学习动机和学习兴趣，帮助学生理解所学内容，引导学生对所学专业进行追究与探索，真正做到了“寓教于情，寓教于景，寓教于乐”［6］。比如在讲授“摩擦力”时向学生提问:“火车停在没有坡道的钢轨上，人能否推动它向前运动，为什么?”。学生通过讨论，经历了从感性的否定到理性分析思考的过程，在此基础上，提出“推动还是推不动，不决定外力的大小，而是决定于物体与接触面的摩擦力的大小，自然把“摩擦力”引了出来。通过情景的设定，学生对知识的理解更为透彻，记忆更为深刻。

在平时作业中，除了教材上的必要练习外，还设置了一些与日常生活有关的思考题。例如要求学生观察周围的结构物，建立力学模型并尝试分析，然后在课堂上发言讨论，对分析较好的同学可以给予适当奖励和表扬。设置这样的教学环节，可以促使学生积极主动地观察世界、思考问题，激发学生的学习兴趣。

2．结合生活实际和工程实际，变抽象力学为生动力学

过去的学生总认为建筑力学是抽象、晦涩难懂的一门课程，基本由“冷冰冰”的定义、原理、符号和简图组成。传统的课堂教学中也多数是教师“一言堂”，少师生互动，或者教学方法单一，教学过程枯燥，穿插运用启发式、引导式、观摩式和计算机辅助教学将会取得较好效果［7］。

《建筑力学》是解决工程实际和生活实际问题的一门科学。对于建筑学专业学生而言，从没有结构力学模型概念到建立这个概念，需要一定的时间和认识。在教学中，必须将理论教学和工程实践紧密结合起来，结合实际结构讲解力学模型如何建立，讲清荷载、杆件、结点、约束等概念及与现实世界中结构的联系。如果教师不能主动将理论模型与现实世界中的结构对接起来，使学生迷惑于理论模型的来源以及简化过程，会严重挫伤学生的学习积极性和对建筑结构的力学认识。在这一阶段，教师可以结合大家熟悉的日常生活用品，运用力学的基础知识，对其重新认知，从而引出相关的工程实际力学原理。

3．采用多种教学手段，加强计算机辅助教学

传统的板书教学模式下教学讲解缺乏形象性和生动性，难以有效地调动学生学习建筑力学的兴趣和积极性。现代化教学手段和工具能够增强教学趣味性和生动性，多媒体图文并茂，可使用声音、视频，表现力丰富，对加大教学信息，解决教学难点、重点十分适宜。

通过教学中使用与建筑力学有关的演示模具、挂图、幻灯投影和声像资料等多媒体辅助教学工具，弥补传统教学方式在直观性、立体感和动态感等方面的不足，开阔学生眼界，有利于学生深刻理解和掌握教学内容。例如讲解杆件的轴向拉压、扭转变形和弯曲变形的强度和刚度设计问题可通过实际工程实例并辅以多媒体动画展现杆件在这几种变形中对应的内力、应力分布和变形特点。结合实际工程杆件阐述计算简图的简化过程，运用流程图、链接和动画等功能使学生极易理解和掌握杆件设计的基本要求和基本计算公式及其设计思路，各种几何关系、物理关系及静力关系一目了然，使复杂的问题变得浅显易懂，不再感到凌乱和概念不清。

通过计算机辅助教学能够起到理论联系实际，增加感性认识的目的。学生在有了充分的感性认识后，再经教师启发、讲解和分析，其学习积极性和学习效果得到明显提高。

［1］ 夏江涛．建筑学专业建筑力学课程教学设计探讨．黑龙江教育(高教研究与评估)，2010(11):74-76．

［2］ 郭建华，金康宁．建筑学专业结构课程教学改革探讨．高等建筑教育，1999(4):48-50．

［3］ 唐明．建筑学专业建筑力学课程教学改革的探索与实践．惠州学院学报(自然科学版)，2005(6):86-91．

［4］ 李前程，安学敏．建筑力学［M］．北京:中国建筑工业出版社，1998．

［5］ 荣国瑞．建筑学专业建筑力学课教学改革的思路与实践．高等建筑教育，2000，(9)增刊:42-43．

［6］ 贺兰萍．情景模拟教学法在建筑力学教学中的应用．淮海工学院学报，2011(2):90-91．

［7］ 杜咏．建筑结构理念在建筑学教学中的融合．高等建筑教育，2001(4):35-36．

The Research and Practices about the Teaching Innovation of Architectural Mechanics

ZHANG Xiu-yan1，WANG Zhi-tao2
(1．Architecture and Construction Institute of Hebei United University，Tangshan Hebei063009，China;2．Institute of Earthquake Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 100022，China)

architectonics;architecturalmechanics;teaching innovation;teaching affection

The paper analyzes the problems in the courses of architecturalmechanics of the current teaching，and points out theways of how to improve the restructuring of the teaching contents，to innovate the teaching conception，and to the teaching methods with the specialty and request of teaching innovation．It achieves the ideal teaching effect throughout the teaching innovation．

G642.0

A

2095-2708(2012)03-0084-03

2011-12-07