二力杆在建筑课堂上的应用

陆焕松

摘 要： 建筑力学不但是中等职业教育建筑工程专业的一门专业必修课程，而且是中职高考的一门科目，让学生既能在高考中取得优异的成绩，又能在未来工作岗位中运用所学的专业知识。力学源于生活，要让学生从课本中走出来，体验生活中的力学，从而巩固知识。

关键词： 建筑力学 二力杆 信息化 课程改革

一、力学起源

建筑力学不但是中等职业教育建筑工程专业的一门专业必修课程，而且是中职高考的一门科目。我从任教以来开始教《建筑力学》，到现在已经第五个年头，教学内容基本都了然于胸。此外，我也任教过建筑识图、建筑测量、监理实务等课程。不同课程的教学，让我对《建筑力学》这门课程在教与学两方面有了更加深入的了解，学生在不同的课程方面，有不同的需求。集百家之长，将各科教学方面的特点融于《建筑力学》课程教学。

力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验，人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具，逐渐积累对平衡物体受力情况的认识。

鉴于力学的由来是来源于生活生产，我们不能简简单单地让学生的学习只停留在书本中，而是要将学生从课本中拉出来，回到生活实践中，让他们真正体会到力学不是在课本当中的，而是实实在在存在于生活之中的。通过游戏+信息化手段+实践操作，以学生为主体，老师为辅助，吸引学生的注意力，提高教学质量。

二、面临问题

（一）教材的选择

目前选用的教材为建筑工程施工专业课程改革成果教材，教材囊括浙江省中等职业学校建筑工程施工专业教学指导方案及《《建筑结构抗震设计规范》（GB50011—2010）、混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）、《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（11G101—1—3），并参照国家相关职业标准和行业岗位技能鉴定的规范。不难看出教材虽然整合了现阶段建筑领域的建筑设计相关内容，融合了专业岗位相关专业人员的专业知识，但是教学内容繁多、课时量少，缺少相应的建筑力学知识衔接，导致硬生生地将知识灌输给学生，不能有效提高力学与结构方面的应用能力。教材内容相当丰富，但过于丰富，会适得其反，造成内容杂乱无章，针对性不强，不利于提高课堂教学效率。

（二）课堂反馈

在目前课程教学改革与高考考纲的指引下，教师对课堂教学的方式、内容进行合理的整合与加深，但是在实际每堂课上仍然感觉累，尤其在课改之前的几年里。这种累，不仅仅是身体上的累，更是在内心深处对自己否定的那种累，总感觉心中苦无处言表，心有余而力不足。课堂上，我准备好自认为一看就能理解原理的PPT，播放动画，用投影仪把计算过程投影在屏幕上，通过讨论、动画等方法一步一步引导学生理解概念，熟悉计算方法。短暂的讨论，PPT展示的图片与动画确实能激发学生一时的兴趣，但是由于力学计算与结构设计本身的枯燥乏味和难度较大，学生还是无情地把自我给放弃了。一些学生干脆直接趴下，睡觉或做自己的事情；一些学生虽然坐着，但是眼神中显出老师我想学可是真不懂，我在发呆。幸好还有一部分学生抬着头，能跟上我的节奏。看着他们的状态，深知《建筑力学》对建筑专业学习的重要性的我，有一种无奈，又有一种失落。我常常自我反省，作为一门高考科目，为什么我的课堂上总是这么几个人在听？为什么原先在听的学生现在都不要听了呢？为什么有些学生从头到尾就没听过呢？每年我会与不同的学生聊天，也会与毕业的学生交流，一起讨论关于怎么上力学课才是最合适的。

（三）学生反馈

学生由初中升入高中，考不上普高，只能选择职高。本专业由于现在建筑行业的整体不景气，使学生在选择中职专业时，已经不优先考虑建筑专业。这样的情况下，本专业学生的数学、物理等课程的基础薄弱，导致对本门偏向理科方面的课程学习兴趣不高，重视度不够，甚至听不懂。在与学生交流后，我总结了几点问题：（1）我们本来就不怎么喜欢听课，而且大多数时间都在听，听着听着就不想听了；（2）计算过程好像是听懂的，但是让我自己做做，好像又不怎么行了；（3）我也很想好好听讲，可是PPT一用，课堂昏暗，然后理论一听，完全是在为我睡觉做准备；（4）讨论的时候挺有趣的，动画也挺有用，回答问题的时候也是有点紧张、激动的，但是这种有趣、紧张、激动的时间太短了；（5）我感觉宁可一直做题目，也比听课有意思；（6）我知道高考要考，我也想去高考，可是我数学方面计算能力差，空间想象力不丰富，老是学不会。

三、创新改革

（一）教学目标

1.高考目标

随着高考改革的进行，中职高考也步入了一个新的时代。《建筑力学与结构平法识图》这门中职高考必考科目分为上机考与笔试两部分内容，上机主要为结构平法识图方面的知识要点；笔试主要涉及理论力学、材料力学等的相关内容。力学在高考专业总分300分的分数中将近有100分左右，比重占到1/3，可以说力学在高考中占有相当重要的地位。这使得学生想在高考中取得优异的成绩，学好力学是不可或缺的。

2.就业目标

力学知识最早起源于人对自然现象的观察和在生产劳动中所得到的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具，逐渐积累对平衡物体受力情况的认识。力学源于生活，所以最终必将回归与生活。学生学习建筑专业相关知识，最终的目的还是就业。力学无不存在于生活之中，学习力学知识，我们无非是把先辈们的经验传承了下来，再回归生活，可以说我们是站在巨人的肩膀上的，学习知识后，马上能投入到实际生产之中，事半功倍。

（二）改革方式

根据中职教育的高考与就业两大方向，结合建筑专业人才培养方案对建筑各岗位核心、知识和素质的要求，在选择性课改的大环境下，秉承“做中有学，学中有做”中心思想，贴近高考，贴近学生，能适应现今建筑行业新趋势，在教学中坚持以教师为辅助、学生为主体的方针，把课堂让给学生，让学生自由发挥。形成新的教学内容框架，如图一：

四、课堂设计

课前，指导学生认真阅读实训任务书，明确实训内容，开展网络学习完成引导文问题，再让学生玩桥梁建筑游戏、拍摄身边桁架图片，引起学生学习的乐趣。

学生在学习过程中会出现各种困难，我鼓励他们在QQ群里发布问题，班级成员或者小组成员进行初步解答，完成第一轮的疑难解答，接着组织每组的组长将问题进行记录、整理，并发送给老师。

我根据每组的问题和实训知识进行整合、分析、提炼，以便在课堂上进行针对性的讨论和解答。大多数同学提出的问题自然成了本节课的重点，大家都无法解答的问题就是难点所在。这样，在课堂环节就能更好地突破重点，化解难点。

在展示交流环节，采用小组合作交流的方式，由学生展示游戏闯关成果，交流桁架结构特点和草图设计理念，以增强学生学习信心。在讨论过程中，针对引课导引导文问题，展开答案交流，并辩论答案的正确性。学生的讨论过程就是知识的内化过程，使学生的学习就从传统教学的模仿升华到应用，将知识真正据为己有。

（一）巧用力学求解器

内力计算是学生的一个薄弱环节，但是结构分析、荷载的分析、内力求解与分析又是结构构件受力分析不可或缺的部分，内力计算的烦琐及计算的难度，不借助信息化手段无法完成杆件的受力分析。通过“结构力学求解器”软件的辅助，避免了复杂的内力计算过程，使学生能顺利完成杆件的受力分析。弱化计算过程，回避学生弱势，强化了实际应用能力，让学生了解到，现代科技的发达，已经不需要手工来计算，转而由计算机来代替，但计算软件的计算，源于手工计算。利用力学求解器，将重点放在结构体系分析与内力分析上。

（二）ShetchUP软件建三维模型

立体建模是否具有科学性、合理性直接影响搭建模型时下料的准确性的强弱，通过SKETCHUP软件进行模拟建模，以确保所搭建的模型能符合材料的经济性、结构的稳定性。为实现预期的教学目标，帮助学生更好地理解建筑的实物，本堂课在实施过程中借用ShetchUP软件建立三维模型，使得抽象的平面模型立体地反映在学生面前，让学生能够更好地认识各结构构件。

（三）力学知识应用

1.实物搭建

通过力学求解器分析了构件的组成、内力情况，在此基础上，通过ShetchUP软件根据不同杆件的受力选取不同颜色的杆件，以及其相应的拼接，从平面到三维转变。但是我们不仅仅为了学习课本的知识，最终要步入社会，回报社会。动手将自己所设计的桁架，作出实物模型，让学生真正体会建筑从设想到建设的整个过程。按照企业的工作流程与模式，通过小组分工、领取材料、下料、杆件拼装等环节完成模式搭建任务，让学生在校期间步入企业工作模式。

2.作品评测

建筑物在某种程度上讲是一件艺术品，它不仅受到作者自己的欣赏，而且受到社会各界的评价。学生制作的模型也需要评价这个环节，测试评价分为学生自评、互评、教师点评等多元化的评价方式，提高岗位认知，通过组间相互评价，强化学生的竞争意识。

五、结语

从整个教学流程来看，体现了将桁架制作的工作过程引入常规实训教学中，达到了模拟职业环境的初衷。借助网络信息化平台，加大了课堂的密度和容量，实现了由课内向课外的延伸。以任务驱动整个教学过程。整个任务推动实训教学能“做中有学，学中有做”，使实训课堂教学不单板、不枯燥。采用信息化手段一一克服解决了中职生桁架模型设计制作的核心难题：桁架知识缺乏、内力计算难度大、缺乏施工经验。教师在整个课堂中所扮演的“助理员”角色起到整个实训过程的组织、引导的作用。为师者的思路必须始终关注着学生的思维走向和学习进程，在启发的过程中引导和带动着学生的学习，体现出“学生为主体，教师为主导”的指导思想。

参考文献：

[1]郑洁.突破瓶颈 柳暗花明——记《建筑工程识图》五步教学法的实践.

[2]王春福.多软件建模虚拟技术在建筑力学与结构教学中的探索.教学改革论文集粹，2015.