淺談建筑力學教學過程中的化繁為簡

韓延輝

【摘要】舉例說明、歸納演繹等教學方法普遍應用于教學過程中，本文結合作者在講授《建筑力學》[1]的教學實踐闡述了恰當?shù)氖褂门e例說明、歸納演繹能使教學過程化繁為簡，并取得了良好的教學效果。

【關鍵詞】舉例說明 ?歸納演繹 ?化繁為簡

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）05-0243-01

1.引言

我在教學過程中感到課本中需要識記的公式太多，有的解題過程過于繁瑣，因此我在教學過程中恰當?shù)呐e例子，將難理解的內容簡單化;將繁瑣的內容歸納演繹，增強了同學們的信心、提高了學習興趣，取得了良好的效果。

現(xiàn)將我在《建筑力學》[1]教學過程中的技巧結合自己的體會介紹如下：

2.切身體會

2.1力系的平衡與組成部分

在講緒論時考慮到同學們剛接觸到力學這門課程，對力學還不是很熟悉，為了激發(fā)同學們的興趣我提出了：平日里我們都看到過哪些力學現(xiàn)象？你所熟悉的力學專家有哪些？同學們也列舉了好多。當我問到為什么梁大多數(shù)采用的是深梁而不是扁梁，通常樓板壓到次梁上、次梁壓在主梁上、主梁壓在墻或柱子上，這樣做有什么好處呢？能不能把主梁壓在次梁上？時就沒有人回答上來了，為了不打消同學們的積極性我說這些問題我們將在今后的學習中得到答案，讓同學們帶著問題去學習，并能認識到課程的重要性。

在講如圖1所示二力桿問題時我提出了二力桿是否都是直桿呢？回答眾口不一，因此我在黑板上又畫了圖2。

在講常見的支座形式時，我舉了為什么橋梁兩端采用如圖3所示的形式，而不采用圖4的形式？我解釋說怕產(chǎn)生過大的溫度應力。看同學們還不是很理解我開玩笑的說炮彈包的越緊殺傷力越大。

在講外力力偶矩時我舉了水龍頭、方向盤的例子，在講內力剪力（類似剪刀，因此稱剪力）產(chǎn)生的原因時我舉了剪刀的例子。

2.2桿件在各種變形時的強度和剛度以及壓桿的穩(wěn)定性部分

我把強度破壞歸納為：塑性變形（折斷、扭斷、壓碎等）和較大的彈性變形（吊車梁彈性變形過大會有哪些危害）。

在講內力計算時同學們普遍反映換算單位復雜、容易出現(xiàn)錯誤因此我舉了一個例子：Wz=100cm3換算時可以寫成100×1 cm×1 cm×1 cm=100×10 mm×10 mm×10 mm（由于同學們對cm與mm的關系很熟悉，因此也就不難把cm3換成mm3）并且記住Mpa是以N/mm2為單位的，因此盡可能將題目中出現(xiàn)的kN都換算成N;m，cm等都換算成mm。

在對某一脫離體應用力的平衡方程計算剪力和軸力時不需要先判斷方向，只需要先隨意假設一個方向，待到求出結果為負值時，說明假設的方向相反。

在講梁的內力圖時我把它歸結為：（1）剪力對脫離體有順時針轉動趨勢時為正，逆時針為負，在剪力圖上一定要標明正負號;（2）鑒于各教材對彎矩符號的規(guī)定不一，但有個共同點就是彎矩圖都統(tǒng)一畫到受拉一側（因此我叫同學們彎矩圖上不用標明正負號）。（3）有集中力和集中力偶作用時剪力圖和彎矩圖發(fā)生突變，突變值的大小即為集中力和集中力偶的大小。（4）判斷剪力和彎矩的極值采用剪力方程和彎矩方程求一階導數(shù)（一階導數(shù)為零位置即為極值點），加深了同學們對菏載集度、剪力和彎矩之間的微分關系的理解。（5）同學們在畫彎矩圖時當有均布力作用時弄不清曲線彎曲方向，因此我歸結為：q的指向就是彎矩圖的凸出方向。平面鉸處彎矩等于零。

在講如圖5所示的彎矩圖的畫法時，取一脫離體如圖6所示，由于Fay產(chǎn)生的彎矩為M2，大小為Fay×x;q產(chǎn)生的彎矩為M1，大小為1/2qx2;那么到底橫截面上會產(chǎn)生逆時針還是順時針的彎矩呢？（由于彎矩圖必須畫到受拉一側，所以開始必須先判斷方向），我用數(shù)學知識（在x很小時函數(shù)趨近于零的速度為冪指〉階乘〉指〉冪〉對）給同學們解釋了這個問題：假設取的脫離體為很小的一小段（趨近于零），那么1/2qx2是Fay×x的高階無窮小，所以1/2qx2先趨近于零，開始可以認為沒有q的作用，即可判斷受拉一側。

3.結論

以上是我講授《建筑力學》[1]的一些體會，希望能對各位同行有所啟發(fā)，但由于本人教學時間短、經(jīng)驗不足、水平有限，有些內容難免存在不妥之處，懇請各位老師專家批評指正，以便提高教學水平，取得良好的教學效果。

參考文獻：

[1]楊力彬，趙萍.建筑力學（上、下冊）.北京：機械工業(yè)出版社，2007