淺談高職《建筑力學》教學之現(xiàn)狀與對策

王志恒

摘要：《建筑力學》是高職建筑類學生所學的一門專業(yè)課基礎，它是在學生學習了高中物理和高等數(shù)學的基礎之上，又是后續(xù)專業(yè)課必備的基礎課。該課程要求學生有較強的綜合分析能力和計算能力。

關鍵詞：課程體系理論力學材料力學結(jié)構(gòu)力學

.《建筑力學》是高職建筑類學生必須掌握的一門重要的專業(yè)基礎課，對后續(xù)專業(yè)課能否學好起著關鍵性作用。該課程涵蓋了理論力學、材料力學及結(jié)構(gòu)力學的相關知識，其范圍廣、內(nèi)容多、難度大。在高職建筑類專業(yè)的課程體系中，建筑力學屬于必修課程，課時量根據(jù)具體專業(yè)特點而定。

目前，由于高職學生的基礎較差，一部分學生從以應試為教學學習目標的高中來到大學之后，非常茫然，基本就放棄學習。另一部分想要學習，但對力學有著高度的恐懼感，一提到力學就認為是高中物理，正因為此刻坐在高職的教室說明當年在高中學的不怎么樣，所以對力學存在著恐懼感。其實，建筑力學相對高中物理來說是螺旋式上升而不是簡單的重復，要學好它必須要培養(yǎng)科學的分析能力和準確計算能力。隨著同學們年齡的增長，分析問題的能力在逐漸增強。但是首先要解決學生心理的問題，就是讓他們從自認為較失敗的高中時代走出來，不要以為高中沒有學好在大學也學不好，因為現(xiàn)在的某些能力在無形中已經(jīng)完善增加了。計算能力，就本課程而言，計算量不是很大，遇到的計算也較為簡單，但是必須要細心，否則會直接影響結(jié)果。如力學問題的計算大多是內(nèi)力的計算，在第一步計算支座反力時出錯的話內(nèi)力勢必錯誤。

由于將三大力學壓縮為一本書書之后，內(nèi)容也做了較大的調(diào)整。其中理論力學主要講的是靜力學的概念和力系的平衡問題。在靜力學的概念中關鍵是將五個公理和兩個推論清楚明白的學習掌握，然后能夠靈活運用就可以了。盡管這一章節(jié)較為簡單且似初中學過一樣，但決定著整個建筑力學的成敗。力系主要有平面力系和空間力系，平面力系講了匯交和一般兩種，在這部分內(nèi)容的講解過程中最好是將結(jié)構(gòu)力學的自由度的概念加進來比較容易理解，因為理論力學的約束反力和結(jié)構(gòu)力學中的自由度及相關概念緊密聯(lián)系。平面匯交力系相當?shù)暮唵?，只有兩個方程，而平面一般力系較為復雜，是在匯交的基礎上加了一個力矩方程，力矩的概念所有學生都已學過。可在具體的計算中往往忽略力臂的概念而導致錯誤。空間力系更需要想象能力，根據(jù)學生的實際情況進行講解。

材料力學是工程設計的基礎之一，主要講述結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性分析的相關內(nèi)容。在工程設計中，要求構(gòu)件在給定外力作用下，具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。構(gòu)件在外力作用下，不發(fā)生破壞即具有足夠的強度。在教材中主要體現(xiàn)在桿件的拉伸與壓縮、剪切、彎曲等，關鍵是讓學生明白內(nèi)力的產(chǎn)生原因和它們之間的區(qū)別，從而會進行強度驗算和桿件的截面設計與外部荷載的確定，其實這是一個互逆的運算，必須首先讓學生理解內(nèi)力與外力的關系。若彈性變形不超過一定限度，不影響正常使用即具有足夠的剛度。對剛度的計算在高職教材中主要是體現(xiàn)在扭轉(zhuǎn)中的剛度驗算，及單位長度的扭轉(zhuǎn)角，基于學生基礎，對有些理論推導的過程可以忽略，直接讓學生掌握結(jié)論進行應用則以。若在特定外力（如細長桿承受軸向壓力）作用下能保持直線平衡狀態(tài)即具有足夠的穩(wěn)定性。壓桿的穩(wěn)定性計算，主要是學會歐拉公式的應用和使用范圍的理解，同時可以解決三個問題：強度校核、截面設計和荷載的確定。對強度、剛度和穩(wěn)定性這三方面的要求，有時統(tǒng)稱為“強度要求”，而材料力學在這三方面對構(gòu)件所進行的計算統(tǒng)稱為強度計算。在強度計算時只要把握外力產(chǎn)生的內(nèi)力不大于材料的容許值這一點，然后根據(jù)表達式可以演繹其它的結(jié)果。

結(jié)構(gòu)力學是固體力學的一個分支，它主要研究工程結(jié)構(gòu)受力和傳力的規(guī)律，以及如何進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的學科。結(jié)構(gòu)力學研究的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的組成規(guī)則，幾何可變體系和幾何不變體系，怎樣正確判斷結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)取決于是否能夠正確運用平面幾何不變體系的組成規(guī)則，經(jīng)判斷只有幾何不變體系才能用在結(jié)構(gòu)里面。結(jié)構(gòu)在各種效應（外力，溫度效應，施工誤差及支座變形等）作用下的響應，包括內(nèi)力（軸力，剪力，彎矩，扭矩）的計算，位移（線位移，角位移）計算，在計算位移時可以采用公式法，也可以采用圖乘法，前者根據(jù)虛功原理推導出來，需要用到高等數(shù)學的微積分知識，對目前的高職學生來說難度較大。而后者較為簡單，可是在圖乘法計算時必須要能夠正確繪制彎矩圖（虛擬狀態(tài)和實際荷載狀態(tài)）。為了能畫出正確的彎矩圖，要求學生對材料力學彎曲的相關內(nèi)容必須熟悉，并對彎矩圖的形心以及形心對應的另一個圖形的縱坐標都要靈活運用。位移計算是結(jié)構(gòu)力學中超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算的基礎，超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算方法有力法、位移法和力矩分配法等等。比如力法的計算原理是將超靜定結(jié)構(gòu)多余的約束用力來代替，通過在多個力的作用下產(chǎn)生的零位移而計算出相應的力即為多余力的大小，從而將超靜定結(jié)構(gòu)變?yōu)殪o定結(jié)構(gòu)利用前面的基礎可以計算。 其中在應用力法計算的時候圖乘法是基礎，同理，位移法、力矩分配法的計算都是以前一個計算為理論依據(jù)的，是層層遞進的關系。

綜上所述，建筑力學中的三大力學之間聯(lián)系緊密，如果對其中某個章節(jié)有所失誤的話直接影響整體的理解和把握。特別強調(diào)的是，通過對整個教材的學習，讓學生從支座、約束反力開始，經(jīng)過平衡計算、桿件的軸力、剪力、扭矩、彎矩和穩(wěn)定計算與強度校核、簡單梁的彎矩圖繪制、結(jié)構(gòu)的幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)的位移計算、到超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和彎矩圖的繪制結(jié)束。我們最終是培養(yǎng)學生一種素質(zhì)，一種力的素質(zhì)。讓他們明白桿件在不同的支座約束、受不同類型力的時候，那些地方所受內(nèi)力較小。同時，為了后續(xù)課程對相關的計算要求學生必須掌握。