《建筑力學》課程教學改革探討

李杰　董羽蕙

摘要：力學教學在工科教學中占有舉足輕重的地位。本文將首先敘述當前力學本科教育尤其是三本院校中土木類專業(yè)的《建筑力學》教學所面臨的挑戰(zhàn)，然后從教學思想、教學方法、教學實驗等方面闡述一些提升力學教學效果的思路，使《建筑力學》教學從三本院校學情出發(fā)，達到以學生為主體的教育方針，培養(yǎng)學生分析解決工程實際問題的能力，提高課堂教學質量。

關鍵詞：教學改革；教學方式；教學手段

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）31-0085-02

一、引言

力學在工科知識結構中占有舉足輕重的地位。但國內相關專業(yè)力學基礎課程設置的比重低于國外相關專業(yè)。如何在教學時數較少的情況下提高教學質量，提升學生學習力學學科的興趣及實際解決問題的能力，筆者認為這是工科院校力學教學改革的一個努力方向，是培養(yǎng)有創(chuàng)新能力的工程技術人員以提升我國制造業(yè)整體水平的重要因素。而學時少與提高教學質量的矛盾，對于基礎知識相對較為薄弱的三本院校來說，顯得更為突出。我校建筑工程學院中的土木類專業(yè)，是要培養(yǎng)適應社會建筑工程發(fā)展所需要的中高級技術人員、管理人員，實施的教育模式側重應用型人才的培養(yǎng)，是要讓學生具備必要的理論知識和較強的實踐能力。因此，基礎理論教學要以應用為目的，以“必需”、“夠用”為度。如何針對學情，在保證教學質量的同時，注重培養(yǎng)學生的技術應用能力，使學生今后能夠較好地適應崗位工作，是建筑力學改革的主要出發(fā)點、任務和目標。

二、學情分析

隨著社會經濟發(fā)展，隨著高校尤其是三本院校辦學規(guī)模迅速擴大，學生的心態(tài)、知識結構、能力水平等與從前有明顯差別，這也使得提高力學學科教學質量面臨一些實際困難，現歸納一下，大體有如下幾點。

1.學生主觀能動性的變化。在12年的應試教育下，大部分學生學習認知主體的地位屬于被動接受狀態(tài)，習慣于教師主導下的刺激、反應的行為主義學習方式，學習積極性不高。加之多年以來力學教學講求的是學科體系的完整性、邏輯的嚴密性、結構的嚴謹性等，這就不可避免地在教學中較多地進行力學理論知識的傳授。但理論知識比較抽象，對于基礎較弱的三本院校學生來說，較多地進行力學理論知識的傳授，學生難以接受。現在，學生的學習動機受市場需求等的影響，也在發(fā)生著變化。在學習過程中，學生更多地關注學習這門學科的實用性。大多三本院校學生不太關心或不太愿意進行冗長繁復的公式推導，難以接受全篇的理論知識的講授。

2.教學實訓和實驗條件。近年隨著高校的擴招，師生比例降低，力學課通常采用大班授課方式，雖然能夠滿足教學要求，但師生的交流機會減少，教師很難對每個學生的學習狀況進行跟蹤和指導。由于力學實驗室建設規(guī)模有限，學生在實驗課時無法做到人人上手操作。更重要的一點是，現有的力學實驗課程主要是驗證有關力學理論的正確性，缺少創(chuàng)新性、工程性與設計性的實驗內容。

3.學生對教學改革抱有期望。通過溝通，筆者認為學生對學校教學管理、教學方式改革的呼聲較高；在課堂教學中，增強互動是學生喜聞樂見的。教師應培養(yǎng)學生的學習意識，使學生學會學習，學會自主學習，關鍵在于教師是否能設計出問題情境，增強互動，讓學生主動參與。

三、《建筑力學》教學改革的幾點探討

1.教學方式的轉變。在學生長期受教育過程中，較大程度是以“以教材為中心，以教師為中心，以教室為中心”，而隨著學情的變化，尤其是三本院校學情的發(fā)展變化，必要的改進勢在必行。“以學生為中心”的教學理念突出“學到”，這才是效果和目的，“教學”只是手段，建立了以學生發(fā)展為中心、以學生學習為中心、以學習效果為中心的教學觀念。這樣的觀念溯本清源，重新樹立了以學生和學習為目的的教學方式。就《建筑力學》這門課程來說，它是學生進入土木類專業(yè)接觸的一門專業(yè)基礎課。

為培養(yǎng)和激發(fā)學生的思維，突出理論聯系實際的特點，具體做法如下：（1）配合選定的教材，編制適合的多媒體教學課件，強化學生從抽象模型聯系具體模型，以及從具體模型到抽象模型的抽象化思維的訓練。（2）適時營造問題情境，引導學生思考。例如，在講授“荷載集度、剪力、彎矩之間的微分關系”時，先回顧前面所講的根據剪力方程和彎矩方程畫剪力圖和彎矩圖的方法，指出這種方法必須先建立方程再根據方程畫圖，過程煩瑣。接著提出問題——“不寫方程能不能畫剪力圖和彎矩圖？”（3）激發(fā)學生創(chuàng)新思維。通過基本理論知識、基本原理的學習，鼓勵學生盡可能將所學的原理和技能應用于實際，分析和解決實際問題，在材料、實驗、工程設計等方面，引導學生做一些力學方法的創(chuàng)新思考和嘗試，達到促使學生積極建立和鞏固學習認知主體地位的目的，同時培養(yǎng)其分析和解決問題的工作能力以及創(chuàng)新能力。

2.教學手段的推進。為提高教學質量，教學方法與教學手段必須進行改革和創(chuàng)新，首先要讓學生聽得懂，愿意聽；其次，引導學生積極主動地思考，探索問題，發(fā)現問題，解決問題，使學生變被動為主動。（1）大力開展啟發(fā)式教學。講授力求深入淺出，把握學生認知規(guī)律，在新知識、基本概念的講授過程中尋求從簡單的例子入手引出一般性結論。例如，在講解桿件的基本變形時，先以一根粉筆為例，向學生提問，如何破壞粉筆？引導學生思考后，進而總結出桿件拉壓、彎曲、扭轉、剪切四種基本變形形式。又如，在講解材料的拉伸、壓縮實驗之前，先復習之前內容，再向學生介紹一些必要的實驗設備，然后提出問題“你將如何利用現有設備或自行創(chuàng)新設備來測定某種材料的強度”？經過充分討論，將學生的想法與學校實驗室擬定的實驗步驟進行對比分析，尋找改進的方法和措施。（2）充分利用多媒體技術。將課本或黑板上不易表達出來的一些工程實例通過屏幕以圖片、視頻、動畫演示等，生動直觀地展現在學生面前，著力幫助學生解決力學模型建立的問題。例如講解壓桿穩(wěn)定章節(jié)時，用動畫將抽象難理解的穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡等內容用形象的方式表達出來，化抽象為形象，以達到幫助學生理解、增強學生對建筑力學構件受力過程的感性認識。（3）采用案例教學法、習題課教學法。在課程中，選用一些典型的工程實例，結合工程問題從力學層面進行分析討論，進而引出其中所涉及的力學概念以及蘊含的力學原理。在學生搞清楚基本原理、概念的基礎上，針對三本院校學生情況，為了幫助學生鞏固知識，熟練運用，課堂上引入一些題目讓學生進行練習，然后教師進行指導。同時，加強課外練習，達到理解和深入學習的目的。

3.實驗的改進。力學實驗目前以驗證性實驗為主，學生對此興趣有限。可以考慮增加設計性實驗、綜合性實驗來滿足不同學習程度的學生要求。尤其可以鼓勵并引導學生自主進行實驗設計，學習使用有限元分析軟件進行分析，對有關實驗內容進行建模計算。通過實驗和分析軟件來尋找結果，印證并探索理論。

四、結語

三本院校《建筑力學》的教學改革，是一項長期又艱巨的任務，需要經過長期努力，積極穩(wěn)妥，循序漸進。針對學生現狀，要有的放矢地進行教學內容和教學方法等的改革，在教學中充分調動學生學習的積極性，從而達到以學生為主體的教育方針，引導學生主動思考，培養(yǎng)學生學習力學知識的興趣和創(chuàng)新思維，提升其解決實際問題的能力，提高《建筑力學》課堂教學質量。

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