高职院校《建筑力学》课程教学研究与实践.docx

高职院校建筑力学课程教学研究与实践 打开文本图片集 摘要：建筑力学课程是高职建筑工程技术专业重要的专业基础课，如何提高学生的学习爱好是讲授力学课程老师始终关切的话题。本文介绍了一种基于实践性的建筑力学课程教学方法，主要通过老师在教学中将理论学问实践化，引用有实践性的案例，并要求学生通过团队合作， 自己找寻建筑工程实例中的力学问题，最终把该问题简化为建筑力学模型求解， 以此来提高学生学习建筑力学的爱好，改善学习效果，并培育学生的创新实力及团队合作实力。 Abstract： Building Mechanics course is an important professional basic course in higher vocational college， how to improve students" learning interest is a topic that has been concerned by teachers in teaching of Building Mechanics. This paper introduces a teaching method of Building Mechanics based on practice， mainly through the teachers practice of theoretical knowledge in the teaching， citing a practical case， and asking the students through teamwork， finding their own mechanical problems in architectural engineering examples， reducing construction mechanics model to solve the problem， so as to improve students" interest in learning architecture mechanics， improve the learning effect， and cultivate students" innovation ability and team cooperation ability. 关键词：建筑力学；实践化；工程实例；实例训练 Key words： Building Mechanics；practice；engineering example；training with practical cases 中图分类号：G732 文献标识码：A 文章编号：1016-431118-0254-02 0 引言 建筑力学是建筑工程专业的一门重要的专业基础课，高职建筑工程专业的建筑力学课程由静力学、材料力学、结构力学三大部分内容组成，通过对建筑力学的好用性学问与技能讲授，培育学生对简洁建筑结构的建模实力以及对建筑中构件和结构强度、刚度、稳定性的分析和计算实力，为后续的建筑结构、建筑施工技术等课程打下基础。旨在帮助学生成为适应实力强的技术型、应用型、管理型的建筑工程技术人才，毕业后能更好更快地适应建筑工程一线工作。 由于建筑力学涉及其他课程如数学、物理等学问较多，同时该课程本身的内容抽象，思维性强，难以理解。因此高职类建筑工程专业的学生在学习建筑力学时，普遍认为该课程枯燥、难学，没有实际用处，学习爱好低。作为长期讲授建筑力学课程的老师，笔者认为无论采纳任务驱动教学还是项目法教学，都必需将建筑力学课程学问进行实践化，才能激发学生的学习爱好，更好理解和运用力学学问。 1 建筑力学课程理论学问的实践化 1.1 建筑力学课程理论学问的实践化的意义与方法 在建筑力学课程中有很多定理、计算公式等理论性学问，在传统的教学方法中，老师是先推导定理或计算公式，再举例应用该定理或公式，最终布置学生做相关习题并分析习题。这种教学方法对于基础好、爱学习的学生来说是行之有效的。但是现在的高职学生，对定理、计算公式等理论学问是抗拒的，不理解的，他们更情愿接受有实践性的、直观性强的学问。因此老师将理论学问进行实践性化是提高学生学习爱好和学习效率的有效方法。 理论学问中的定理和计算公式来自实践，并用以解决实践问题。在一个新的定理或计算公式教学中，我们可以通过以下工作来将理论学问转化为实践性学问。第一，了解分析与该项定理或计算公式相关的学问学生会什么，不会什么；其次，细化分析应用该项定理或计算公式的学习目的，和其与实践的关系；第三，总结找出该项定理或计算公式的实践性表达方式。 1.2 理论学问实践化的应用实例 在静力学部分中，学生必需要学会计算力的投影，在现有建筑力学教材中该项内容为：如图1所示，力F与x轴所夹锐角为，则力F在x轴和y轴上的投影计算公式分别为Fx=±Fcos和Fy=±Fsin，式中的正负号规定为：力的起点A到终点B在x轴上的投影a到b的方向与x轴的正向一样时，力在x轴上的投影为正；同理，力的起点A到终点B在y轴上的投影a到b的方向与y轴的正向一样时，力在y轴上的投影为正。但慢慢地我们发觉按书上的方法在教现在的学生，效果较差。 因此在此项内容的教学中，我们做了下述工作。首先与学生沟通，了解到学生现有的学习的状况为：由于高职院校的建筑制图和建筑力学课程均是在高校一年级第一学期开课，很多学生并不能娴熟运用投影学问，对此有畏难心情和抵触心情。学生能正确将力进行正交分解，计算分力的大小和推断分力的方向。再分析计算力在坐标轴上的投影的目的为：在建筑力学中计算力的投影是为了将力由矢量计算转化为代数量计算，以便在后续学习中能将力系合成，求解约束反力。力在坐标轴上的投影与实践的关系为：在正交轴上，力在坐标轴上的投影的肯定值与力沿该轴上的分力大小相等，分力的方向与投影轴正向一样时，投影为正值。在建筑上，我们运用的坐标轴是一对水平向右竖直向上的正交轴。在后续学习平面汇交力系的合成时，是先将力系中各力正交分解为水平分力和竖向分力，再将各水平分力和竖向分力分别合成为一个水平力和一个竖向力，最终运用平行四边形法则将水平力和竖向力合成为一个合力。因此我们总结找出将力的投影实践化的计算方式：选用建筑上常用的水平向右竖直向上的正交轴分别为投影轴x轴和y轴，故在图1中的与水平轴x轴所夹锐角为的力F的投影计算如下： 图1中Fx表示力在x轴上的投影，计算式Fx=±Fcos中，Fcos为力沿x轴的水平分力的大小，正负号以水平分力与x轴正向一样为正，即向右为正，向左为负。 而图1中Fy表示力在y轴上的投影，计算式Fy=±Fsin中，Fsin为力沿y轴的竖向分力的大小，正负号以竖向分力与y轴正向一样为正，即向上为正，向下为负。 这种将力在坐标轴上的投影计算与实践中分力相结合，并直观推断投影值正负号的方法明显比书上的方法更易被学生理解和接受，也更符合建筑工程师惯有的思维方式和解决问题的习惯。 2 建筑力学课程引用例题的实践化 2.1 建筑力学课程引用例题的实践化的意义与方法 在建筑力学课程的教学过程中，让学生感到所学的内容与日常生活和生产是休戚相关的，这一点特别重要。但现有建筑力学教材中有很多例题是为了让学生进行力学计算而存在的，没有实践意义，与后续课程建筑结构、建筑施工技术课程没有自不待言的干脆联系，无法引起学生的学习、分析爱好。因此，去掉没有实践性的例题，收集、整理、引用工程实例作为案例，并导入其在工程实践中的实物图，不仅可以激发学生的学习爱好，明确学习目的，还可引导学生发觉力学计算与实践的差别与联系。对于不能干脆引用的工程案例，可以进行修改，给出与实际接近的假设条件来得到实践性强的工程案例。 2.2 建筑力学课程教学中实践性的工程案例应用举例 在材料力学部分中，梁的承载力计算是最重要和最主要的内容。因此在教学中引用合适的工程实例更为重要。由于工程实例中的结构构件一般为钢筋混凝土结构，不符合材料力学的志向模型，因此我们便在实例中假设采纳的材料为木材或钢材，最终再分析钢筋混凝土结构中梁的钢筋与内力的关系。 实例：图2所示阳台由木板和木梁组成，台面受均布面荷载p=2kN/m2作用，在B、D角上各受到由栏杆柱传来的压力P=2kN作用。阳台上的荷载全部由两根固定于墙内的悬臂梁AB和CD担当。设木材的许用应力=10MPa。 画出AB梁的计算简图。设木梁AB的截面为矩形，高h、宽b，且h/b=2。试确定其截面尺寸。试求木板所需的厚度t。若采纳钢筋混凝土结构，试分析图中板与梁的纵向受力钢筋放置位置有何不同。 3 学生实例训练项目的实践化 3.1 学生实例训练项目的实践化的意义 我们对相应力学问题举出实际的工程实例，与让学生自己思索以找到相应的工程实例相比，学习效果将会有很大不同。前者学生是被动学习，后者学生是主动学习。学生假如能在课程学习过程中自己找到所学力学问题相对应的工程实例，或者把这些工程实例转化为力学模型来求解，这样对其自身工程素养的培育是极有帮助的。 3.2 学生实例训练项目的实践化的实施方法 在材料力学的教学中，杆件的基本变形是存在于各种工程实例中，但假如让每个学生单独来找到相应章节内容所对应的生活或建筑中的工程实例，并把该实例简化为力学计算简图，这一过程相对还是比较困难的。但是，假如实行团队合作的方式，一方面可以降低工程实例分析的难度，另一方面可以培育学生之间团队合作的实力，小组之间还可以相互沟通，集思广益，找到更多的工程实例分析。详细的实施方法如下所示：拍照：对材料力学中产生的每一种基本变形杆件的建筑工程实例进行拍照，作为实物图。要求每一基本变形对应一工程实例照片，不能重复运用。建立计算简图：将实物图进行计算简化，要求考虑分析实际荷载。作杆件内力计算：将杆件分类计算其内力，并作内力图。作杆件强度、刚度、稳定性验算：对不符合材料力学要求的材料可以假设为采纳钢材或木材。分析内力与钢筋的关系：若为钢筋混凝土结构，试分析各基本变形的杆件中钢筋放置的位置区分。评价、展示与提交成果：描述并评价你所探讨的工程实例，并将成果制成PPT在班级里进行展示与讲解，最终修改后提交至老师邮箱。 4 结语 通过基于实践性的建筑力学课程教学，不仅可以提高高职类建筑工程专业学生的力学爱好，增加学生对力学概念的理解和应用，提高学生对身边建筑工程结构的力学相识，增加学生将力学学问应用于实践的实力，还能培育学生的视察力和团队合作的实力，为学生成为一名合格的建筑工程师打下基础，并且有利于将建筑力学课程进行模块化，促进中高职建筑工程专业建筑力学课程的有效连接。 参考文献： 1陈俊旗，刘起霞，崔伟华.基于实例训练的材料力学教学C.第十五届北方七省市区力学学术会争论文集，2022. 2黄薇.高职院校建筑力学课程教学和思索J.职业时空，2022. 3黄伟，郑亚强.“建筑力学”课程模块与任务驱动教学方法探讨J.中国电力教化，2022. 4刘可定，谭敏.建筑力学Z.2022. 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页