“建筑力学”中培养学生实践和创新能力的研究

杜文学?高红梅?薛冰?王涛

摘要：针对“建筑力学”课程教学中存在的主要问题，以“建筑力学”基本知识点为基础，以学生所学专业为核心，结合学生学习的实际情况，以案例教学、现场实践教学、启发式教学方法和参加各类力学竞赛等手段激发学生学习的兴趣，在考核过程中本着重过程、重能力的考核方式，真正达到培养学生实践和创新能力的目标，为将来从事建筑设计、施工工作奠定良好基础。

关键词：案例教学；实践教学；创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0039-02

一、“建筑力学”教学现状

“建筑力学”是建筑学、工程管理等专业一门理论性非常强的专业基础课程，“建筑力学”课程的内容由理论力学、材料力学、结构力学三部分内容组成，该课程涉及面广，课程所研究主要内容都是建筑结构工程中构件的力学问题，如建筑结构中的梁、柱等杆件构件的内力及应力等强度问题，以及荷载作用下建筑构件的整体变形和极限变形等刚度问题。“建筑力学”研究的主要问题与工程实际结合非常紧密，在所学专业中起着桥梁或纽带作用，学生必须掌握相关力学基本知识，以便更好地开展建筑结构设计，“建筑力学”课程的教学目的是培养学生对力学基本概念认知和研究方法的应用，为将来的专业实践提供必要理论支撑。然而，“建筑力学”在实际教学中由于诸多原因，学生普遍感觉课程内容晦涩难懂，学习主动性不够，严重影响教学效果。具体体现在以下几个方面：

1.课程内容繁杂、教学组织较困难，教学目标不够明确

现在许多“建筑力学”教学内容复杂、跨度大、难度高，在教学过程中经常会有繁琐的公式推导，从而导致课堂气氛枯燥，直接影响教学效果；“建筑力学”教材都是三大力学——理论力学、材料力学和结构力学教材删减或精简而成，基本上没有考虑专业学习目标的不同，即使考虑了也是非常有限的，甚至几个专业共用同一部“建筑力学”教材。

2.教学方法与手段落后，学生重视程度不够，学习兴趣不高

“建筑力学”课程教学多采用传统填鸭式的课堂教学模式，学生处于被动状态。另外，由于课时较较少，课程进行较快，同时存在较多的图例和例题，这些都可能使学生养成依赖和懒惰的习惯；在应用型本科高校里建筑学“建筑力学”课程设在第二学年，学生还没有接触实际工程，而在这期间开设的课程都为基础课程，学生偏重于形象思維，认为逻辑性强的力学知识与专业关系不大，对这种理论性强的课程缺少学习的主动性。另外，有一些学生自身学习能力不足，容易产生厌学情绪。

3.注重习题数量，与工程实际结合不够紧密，考核制度不合理

传统“建筑力学”课程教学非常注重习题的练习，一般的教材都会配有相应的练习册，有很多习题与工程实际结合不够紧密，单纯为了训练而训练，导致一些学生质疑学“建筑力学”课程的重要性；传统“建筑力学”课程主要采用平时成绩加期末考试成绩的考试方法。这种考核方法不能突出学生主观能动性，忽略了专业实践在课程中的地位，很难体现学生对于“建筑力学”课程的掌握程度以及实际运用和创新能力。

因此，如何结合建筑学、工程管理专业的特点探索新的教学模式、方法和手段，提高学生学习的兴趣和应用“建筑力学”基本知识解决实际问题的能力，是课程发展和改革中所面对的问题，也是任课老师所必须面对和解决的一个现实问题。

二、“建筑力学”课程教学改革思路

在进行“建筑力学”课程改革时，落实的思想是“以用促学，以用导学”。按照以“建筑力学”基本知识点为基础，以学生所学专业为核心，以培养学生的实践能力和创新能力为主线，以实际案例为载体的总体要求，注重体现三个结合：结合学生学习的实际情况，针对不同层次的学生确定不同的培养方案和培养目标；结合学生专业，介绍专业工程实际和工程背景；结合案例教学、现场实践教学和参加各类力学竞赛等手段，培养学生发现问题和解决实际问题的能力、创新能力和协作能力。“建筑力学”课程具体改革方案如图1。

1.编制适合专业的教学大纲，改革教学内容，提高教学质量

根据我校应用型本科人才培养目标，结合各专业特点，制定适合专业的“建筑力学”教学大纲，分专业、分层次进行培养，针对“建筑力学”教材中内容普遍存在着交叉和重复的现象，教师要根据不同专业特点来精选教学内容，减少一部分理论推导过程，让学生快速掌握基本理论知识点，通过案例教学、实践教学和启发式等教学方法加强实践教学应用计算，通过综合设计，力学竞赛和创新设计等方法提高学生应用基础理论知识解决工程实际的能力，提炼“建筑力学”基本知识主线，形成统一的课程体系，让学生消除畏惧感，有章可循，做到心中有数。该主线以平衡方程为核心，以几何组成分析为手段，以建筑结构中的杆件内力、应力和变形的求解为主要目的，主要涵盖建筑结构中的静定结构和超静定结构的强度和刚度计算，具体“建筑力学”知识主线如图 2。通过基本知识主线的提炼，有助于教师将“建筑力学”中基本知识准确、具体、透彻讲解，让学生对力学知识更加明确、系统化，对基本知识的前后衔接做到熟练掌握并灵活运用，使学习更加趋向于理性化、实用化。

2.改变教学方法和手段，提高学生学习兴趣

传统的“建筑力学”课程中教学方法和手段比较单一，已经不能适应建筑学专业、工程管理专业人才培养目标要求。因此，对传统的教学方法和手段进行改革，其目的是培养学生建立力学基本知识体系，并在建筑结构设计中进行应用，促进学生解决工程实际能力和创新能力的提升。在传统的教学中引入案例教学法、建筑结构施工现场教学法和启发式教学等方法可以开阔学生视野，提高学生学习“建筑力学”课程的兴趣。能够改变传统的灌输式课堂教学方式，体现学生自主学习的教学理念，实现以基础理论知识和实践应用相结合，启迪学生能够自主学习和创新学习的精神，来培养建筑学、工程管理专业的学生应用基础知识解决工程实际的能力和结构设计的创新能力。

（1）案例教学法。“建筑力学”课程有很强的工程背景，且工程应用性强，从“建筑力学”的教学需求出发精选案例，精选出的案例应当是有代表性的、典型的，最能揭示所学基本理论的案例。同时要注意案例应该生动有趣，符合学生的認知能力。所选择的案例既不非常复杂又不能过于简单，最好从人们熟悉的建筑结构中选择案例。在教学中，可以引入悬臂梁的施工，施工中脚手架设计、桁架结构的内力求解和设计、现浇混凝土大梁模板支撑系统失稳等案例，引导学生应用所学的理论知识处理工程实际问题的能力。学生对实际的案例分析很有兴趣，一旦发现自己毕业后所从事的工作中的问题是能够自己解决，将极大地提高学生的学习积极性和自信心，从而能够主动去图书馆和网络去查阅相关资料，通过自主学期加强对“建筑力学”课程的理解。通过案例学习能既培养学生工程意识、分析工程实际问题、解决实际问题的能力，又加强了基础理论知识在建筑工程实际中的应用能力。

（2）建筑结构施工现场教学法。其有助于激发学生们学习的兴趣、提高学生的积极性和创造性，有利于培养学生用力学基本知识进行建筑工程结构分析的能力。例如，在讲到静定桁架结构的内力计算时，带领学生去参观木桁架、钢屋架、桁架桥梁、体育馆屋架等施工现场，并在现场分析桁架中上弦杆、下弦杆、拉杆、斜杆中哪些杆件是压杆，哪些是受拉杆，参观完后回到课堂，再对所参观结构进行力学分析，当讲至静定结构位移计算时，就带学生看现场现浇混凝土大梁模板的起拱和在实际结构中梁结构出现裂缝变形等工程，并提出引起结构变形和裂缝的原因，返回到课堂，进行位移计算的基础理论讲解，并结合所参观的变形进行变形计算。这样，学生上课兴致非常高，会积极努力思考，感觉到基本理论知识的重要性，并能把基础理论知识真正融入工程实践中，提高教学效果。

（3）启发式教学法。一切研究探索都是从提出问题开始的，只有在教学中注意引发问题，才能激发学生的思考能力。因此，在课程教学的过程中教师要善于向学生提出问题，并启发学生发现问题和回答问题。教师确定教学具体办法和手段，讲课要脉络清晰、层次分明，环环相扣，引人入胜。例如利用去掉二元体法则对结构几何组成分析时，可以从基础出发依次加二元体形成结构在判断结构的几何性质，同样可以引导学生是不是可以从结构出发依次去掉二元体的方法来判断结构的几何性质。超净定结构利用力法来求解结构内力时，基本结构选择的结构一定是静定结构，但是去掉的约束不同，静定基本结构就不同，解题过程就有差异性，可以引导学生选择不同的静定基本结构来解题。根据实例利用图乘法计算实际结构位移计算时，让学生自己分析，得到结论，这样引发思考问题的热情，加深了基本知识的记忆，增强对基础理论的理解，真正达到了培养学生自主分析问题和解决工程实际能力的目的。

（4）多媒体技术与板书相结合。使用传统的课堂教学方式，适合讲解重要的基础力学内容，这样学生能够跟上进度，记忆深刻。但是由于板书书写速度慢，很多复杂公式的推导和例题的讲解不灵活、不直观，再加上“建筑力学”课时少，给教学带来一定困难。多媒体辅助课堂教学可以解决这一问题。多媒体课件可以图文并茂，利用声音、视频等功能，能带来丰富的表现力。可以加大教学信息量，十分容易解决教学中难以用语言和文章描述的力学难点、重点。传统的答疑方式是“建筑力学”课堂教学关键补充和延续，不能忽视，严重受到时间和场地的限制。利用Internet开辟网络答疑方式，可以方便快速解决学生在课程中遇到的问题，提高了学生学习的效率。

3.改革传统的考试制度

传统的考试模式重结果、重分数，轻过程和轻能力。这严重影响着“建筑力学”教学改革的发展。培养利用基础知识解决工程实际综合素质和较强的专业能力的学生是应用型本科建筑学、工程管理专业的培养目标。因此，考试改革更要注重过程教育，严格控制课堂教学中每一个环节，期末成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成，平时成绩由出勤、表现、笔记、作业、阶段测试等组成。出勤考核是指学生的平时课程、实践等环节的出勤情况，表现考核是学生平时学习态度、课堂表现以及平时参与实践的态度，笔记考核由学生理论课堂和实践课堂的记录总结组成，作业考核包括课后作业、实践作业、竞赛作业等，阶段测试考核包括章节测试、期中测试和竞赛等。这样，可以大大减少学生学习的压力，能够培养学生良好学习品质，能把学生的能力培养落到实处。

四、结语

“建筑力学”是建筑学、工程管理专业一门非常重要的专业基础课，在教学中以“建筑力学”基本知识点为基础，以学生所学专业为核心，以培养学生的实践能力和创新能力为主线，结合学生学习的实际情况，以案例教学、现场实践教学、启发式教学方法和参加各类力学竞赛等手段提高学生学习的兴趣，培养发现问题和解决实际问题的能力及协作能力，在考核过程中本着重过程和能力的考核方式，真正达到培养学生自主学习、实践能力和创新能力，为将来从事建筑设计工作奠定良好基础。

参考文献：

[1]唐明.建筑学专业建筑力学课程教学改革的探索与实践[J].惠州学院学报，2005，25（6）：86-91.

[2]高红梅.结构力学改革中应用型人才培养的研究[J].活力，

2006，（23）：35-36.

[3]郭诗惠.应用型本科高校建筑力学课程教学改革研究[J].南阳师范学院学报，2011，10（3）：16-18.

[4]黄艳雁.建筑学专业教学改革探索[J].探索，2008，21（8）：214-215.

[5]张春萍.自主教学法：一种全新的立体式教学模式[J].文化教育，

2009，（7）：190-192.

（责任编辑：刘辉）