高职建筑力学课程教学改革探讨

孙琴琴

0 引言

《建筑力学》是土木工程专业的一门重要专业基础课,但处于教学一线的教师普遍感到当前的高职学生学习该课程的兴趣不高,课堂重视度不够,力学课相当难教。头疼当前学生“一上力学课就睡觉”的现状,但苦于改革无从着手。本文将以一堂典型的建筑力学课为案例,提出一系列提高《建筑力学》课教学效率的有效措施。

1 案例

1.1 课题

静定梁的受力图。

1.2 教学目标

能够熟练绘制静定梁的内力图;会利用技巧校核结果的正确性;会判断梁上危险点的位置;能够总结规律,利用规律。

1.3 教学重点

按步骤绘制内力图(求关键点的内力);判断梁上危险点的位置。

1.4 教学难点

均布荷载作用的梁段上,剪力为0时,弯矩极值的求解。

1.5 教学步骤

1)基础知识回顾,展示建筑物图片,说明本节课的课程目标及重难点。

2)讲解例题。试做出如图1所示的简支梁的剪力图和弯矩图。

a.求得支座反力为:

FA=16 kN,FB=24 kN。

b.将梁分为 AC,CD,DE,EB四段(课堂提问:分段依据)。

c.做剪力图(见图2)。

d.继而做弯矩图。

求 C截面(关键点 C)处的内力弯矩 MC,画出隔离体图如图3所示。

列平衡方程:

可得:MC=12 kN·m。

同理,求得 D,E截面(关键点D,E)左临右临弯矩。

特别地(教学难点),在均布荷载梁段,剪力为0处,即 x=1.6 m处(G点),弯矩图出现最大值Mmax,取隔离体如图4所示。

列平衡方程:

可得:Mmax=12.8 kN·m。

综上所述,绘制梁的弯矩图如图5所示。

e.判断梁上危险点(D,E)。

3)启发学生总结规律。

a.在无荷载作用的一段梁上,该梁段内各横截面的剪力FS(x)为常数,故剪力图必为平行于 x轴的直线;如 CD,DE,EB段;弯矩图必为斜直线,且斜直线的斜率等于该梁段的剪力。并验证:

b.在均布荷载作用的一段梁上,q(x)为常数,剪力图必然是斜直线,如 AC段,斜率为集度 q的大小(验证-10),弯矩图是二次抛物线。若某截面上的剪力FS(x)=0,则该截面上的弯矩必为极值。当x=1.6 m时,剪力为0,弯矩有极值 M1.6=12.8 kN·m。

c.在集中力作用处的左右两侧截面上剪力图发生突变,突变值等于集中力的数值,如E点。两侧截面上的弯矩值相等,但是由于两侧的剪力值不同,所以弯矩在集中力作用处两侧的斜率不相同,弯矩图发生转折,出现尖角,尖角的指向与集中力的指向相同。

d.集中力偶作用的左右两侧截面上,剪力相等;弯矩发生突变,突变值等于集中力偶的数值(如D点)。

4)课后习题当堂练,熟能生巧。

2 结语

以上一堂看似传统的教学却处处闪烁着改革的光芒:

1)前3 min提问(绘制梁的内力图有哪些基本规定)以及教学过程中提问(分段依据)有助于学生温故知新,前后知识衔接,从而在头脑中形成力学体系;2)求弯矩最大值 Mmax的过程中,避开教科书上学生不熟练的积分法,转而利用已有知识(取相应隔离体,列平衡方程),条条道路通罗马,增强学生成就感;3)教具展示(建筑图片),使抽象、理论、晦涩的问题具体、实践、活泼化,启发学生带着疑问、带着问题有目的听课,以此来调动学生的积极性、主动性;4)注重基本技能的培养[2]:截面法作梁的内力图这种技能通过例题讲解习题反复操练,必须掌握;5)鼓励学生总结规律并利用,增强学生教学参与程度。

[1] 顾华详.论科学发展观视野下的高职教育发展战略[J].乌鲁木齐职业大学学报(人文社会科学版),2007(1):26-27.

[2] 陈燕菲,李 英.探索建筑工程专业课程设计的一体化模式[J].贵阳金筑大学学报,2002(1):100-103.