高红梅 赵延林 李长凤

(黑龙江科技大学建筑工程学院,黑龙江 哈尔滨 150022)

·建筑业管理与政策研究·

建筑力学教学中培养学生实践和创新能力研究★

高红梅 赵延林 李长凤

(黑龙江科技大学建筑工程学院,黑龙江 哈尔滨 150022)

针对建筑力学课程教学中理论和实际脱离的问题进行了研究，分析了如何在教学中以建筑力学基本理论为基础，结合学生所学专业和学生学习的实际情况，以启发式教学、案例教学、现场教学方法和参加各类力学竞赛等手段激发所有学生学习的兴趣，为将来学生从事建筑设计、建筑施工工作奠定良好的理论和实践基础。

建筑力学，实践教学，创新能力

1 概述

建筑力学课程是一门理论性极强的专业基础课程,建筑力学课程的主要内容包括:理论力学中的静力学部分、材料力学中的变形固体内力计算和结构力学中静定与超静定结构的内力、位移计算三部分，建筑力学课程内容主要是求解各类构件在外荷载作用下构件内力及应力等强度问题，以及各种不同结构形式在不同荷载作用下某点的位移等刚度问题。建筑力学课程主要基本理论知识和现实生活中工程实际结构联系的非常密切，同时对今后学生从事的建筑专业课程起着重要的桥梁或纽带作用。

然而，建筑力学在实际教学工作中由于建筑力学课程难度大，理论性强,逻辑性强,推理严密等诸多原因，目前学生普遍存在学习情绪不高，认为建筑力学课程不容易理解、力学问题讲解很抽象、学习积极性不高等问题，这些情况已经严重影响到建筑力学课堂教学效果。现将存在的问题归纳如下几个方面：1)建筑力学课程内容较多，覆盖了三大力学的主要内容、教学过程组织较困难。建筑力学教学内容跨度大，内容复杂，难度高。在教学过程中经常会有杆件系统的力学分析和繁琐内力位移的公式推导情况，从而导致大部分教学时间里，课堂气氛枯燥乏味，从而直接会影响课堂教学效果。2)教材改革势在必行。目前市场上存在建筑力学教材基本上没有考虑专业学习目标的不同，基本是由三大力学教材精简或删减而成，有些教材即使考虑专业不同教材内容的改动也是非常有限的，甚至很多不同类型的专业共用同一部教材，因此教材改革势在必行。3)教学手段与方法落后。建筑力学课程教学多采用老师课堂讲授，学生听课的课堂教学模式，这样大部分时间学生都处于较为被动听课状态。此外由于课程包含的教学内容较多，课程进度较快没有留足够的时间让学生自己消化，没有时间提出一些可以发挥学生潜力的题目，让学生有时间去思考和亲自动手做一些与课堂理论知识相关的力学训练，没有能够调动起学生学习的主动性。4)学生学习兴趣不高和重视程度不够。在黑龙江科技大学建筑工程学院建筑学专业和工程管理专业开设的建筑学建筑力学课程在第二学年，学生还没有来得及接触和专业相关的一些实际工程，学生在这期间开设的课程都是如高数和大物等基础课程，学生形象思维占主导地位，再加上有些学生在这期间养成了一些不良的学习习惯，主动学习的情绪缺失，普遍认为大学的课程都很容易及格，不求上进的思想严重，直接反映在课堂上只有部分学生听课，其余学生都在忙自己认为重要的事情。5)课程习题与工程实际结合不够紧密。建筑力学课程教学非常注重所学相关内容的习题的练习，目前该校建筑力学课程是校级优秀课程，具有与教材配套的标准化作业，但是有很多习题单纯为了训练而训练，与实际工程结合还不够紧密，这些原因也导致一些学生对建筑力学课程的重要性有所质疑。6)考核制度不尽合理。目前建筑力学课程考试考核方式是：平时成绩+期末考试成绩的传统考试方法。这种考核方法实际上还是期末考试成绩决定分数，一张试卷决定一个学生的成绩，确实有些不公平，而且试卷大部分都是以计算为主的大题，这种考核制度本身就忽略了专业实践在课程中的地位，也不能突出学生学习的主观能动性，更不能体现学生应用理论知识解决工程实际的创新能力。

针对以上建筑力学存在的一些实际教学中不容忽略的客观问题，建筑力学课程的改革势在必行，且应该做好以发展的眼光对待课程改革，寻找适合新形势下建筑力学课程的教学模式，做到以培养学生创新性和实践性为目标的教学模式。

2 课程教学中建筑力学改革路线

将按照以专业为核心，以知识为基础，以能力为主线，以项目为载体，以“用”导“学”，以“用”促“学”，做到“实基础，强能力”的原则，进一步调整结构力学课程的教学内容，完善教学方法与教学手段，丰富教学资源。真正实现新发展趋势下建筑力学课程做到以培养学生创新性和实践性为目标的教学模式。建筑力学课程具体改革方案见图1，建筑力学理论知识线路图见图2。

2.1 制定适合各个专业的教学大纲和教学内容，提高课堂教学质量

各类专业学生一般来说力学基础比较薄弱，这就需要教师在建筑力学课程的教学中，既要侧重基本知识点的讲授，更要注重培养学生综合能力，尤其更要注重培养学生的创新能力和自学学习的能力。实际学生对建筑力学课程体系的理解和掌握程度，会直接影响到后续相关专业课程的学习和专业技能掌握程度，以及应用理论解决工程实际问题的能力形成。因此，在教学中建筑力学课程的讲授过程中要特别注意对学生力学思维模式的正确引导和实际应用。根据近年来高等教育体制改革的发展及社会对毕业生的需求情况，要加强学生的基础知识的掌握，拓宽相关专业的知识面。因此，在整个教学过程中课程的门数增多，相应的课时压缩经研究把以前三个学期上的三门结构类课建筑力学、建筑结构1和建筑结构2整合成两学期完成的两门课：建筑力学和建筑结构及选型。前者注重力学基础知识学习，而后者注重结构知识的应用。编写了教学大纲、教学计划、教案及课件。增加了实际工程设计练习及分析，以达到预期的效果。提炼建筑力学基本知识主线(见图2)。通过课程基本知识主线提升，教师会准确、具体、透彻把握建筑力学中的基本知识，讲解过程目标明确，思路清晰，学生势必能更加明确、系统的理解力学知识，能够做到熟练掌握，并灵活运用基本知识。

2.2 采用灵活多变、多层次结合教学方法

在建筑力学课程的教学中，改变教学思路，化单一的教学方法为灵活多变，多层次教学方法相结合的方式，在不同的教学内容，采用对应的教学方法，这样针对性强，目标明确，对学生掌握知识的不同程度也可以适当的调整教学思路和教学方法，其以下列方法为主：

1)启发式教学法。

对基础部分内容用讲授的方法加强基础知识的学习；其他几部分用讲授和讨论及自学的方法相结合，为加强同学对结构体系的理解，培养同学工程意识和结构应用能力，每次课都以现场工程实例提出问题，启发同学去寻找解决问题的方法或启发同学有没有更好的方法解决问题。自然导入教学，课上完了，课前提出的问题也就解答了，并引出新的问题给同学留有思考的空间，课后留作业，加深对所学知识的理解。通过对作业的训练，培养学生计算能力和训练书面表达能力。要求学生的课后作业必须思路清晰、卷面整洁、过程严谨。此方法在教学过程中受到学生普遍的欢迎，这样公平公正的作业批改过程，对有厌倦学习的学生是有力的鞭策，对学习状态好的同学有激励作用。对前沿的问题和同学一起讨论，如未来高层建筑发展趋势，未来大跨度建筑结构体系的发展等课题，同学能用所学知识从提高结构承载力、研发轻质高强的建筑材料、减小外荷载到提高结构侧移刚度等方面进行了讨论，激发了同学的学习兴趣，活跃了课堂同学的学习气氛。

2)案例教学法。

在建筑力学教学过程中一直坚持理论联系工程实际，注重培养学生如何建立力学模型及其力学分析的能力，更注重培养同学们应用基本理论知识解决本专业工程实际问题的能力。在建筑力学授课内容讲授的工程中从一个工程实际引入这节课程我们要教授的力学内容，围绕着此工程实例进行结构受力分析，研究其构件内力和变形的计算方法，并结合前面课程讲授的力学求解方法进行对比，寻求不同方法解决此工程实际问题的相同和不同之处，最后递推此类结构的内力和位移计算方法。课程结束，教授布置了建筑力学大作业。老师要带学生去参观学校附近的建筑工地，对学生的疑问进行解答，然后布置大作业题目。大作业题目来源于相关实际工程，一般为对于课程内容的不同类型的结构形式，同时根据学生的学习状态、专业和层次的不同进行具体方案确定。学生要完成对应结构计算简图选取，受力分析，分析过程要有步骤，内力计算，位移计算，通过一个真实的结构内力和位移计算实例，可以很好的提高学生的学习兴趣，达到了学生处理实际工程问题的能力和综合素质的培养目标。

3)工程实训教学法。

结构选型课每个部分完成后，趁热打铁让同学完成一个结构选型设计作业，主要培养同学结构体系应用能力，一人一题，自由选题，设计材料、地点等不限定，在设计中充分发挥同学主观意识，培养其创新能力。开始设计时同学不知从何下手。如第一个设计是混合房屋结构选型设计，给同学归纳了按回答问题的方式一步步引导同学进行设计。从结构总体形状确定，结构体系确定，构件尺寸确定到选择合理的材料，回答了20多个问题，问题回答完设计就作完了，同学有了设计思路，对设计问题也不再头疼了。以后作业同学都能按思路完成且有独到见解，先后完成了单层厂房设计选型，多高层设计选型，大跨度体育建筑设计选型，通过设计选型练习同学结构体系应用能力明显提高，并对结构选型有了学习兴趣，看到一个建筑都会想一想其结构体系。

4)利用多媒体技术与板书相结合的教学手段。

现在是信息时代，利用同学喜欢上网的特点，该院计算机房全天向同学开放，让同学利用课余时间分成几个小组，利用网上资源，上网查找资料进行实例分析，最后一节课留给同学上台讲解。通过此项活动，不但锻炼了同学获取信息和分析问题的能力，还锻炼了同学语言表达及计算机应用能力。台上的同学模仿老师的样子在讲解，不时提出问题，台下的同学认真地听讲，并回答提出的问题，每位同学都把建筑实例的优缺点分析得很透彻，不但达到了预期的效果，而且有很多惊喜。

5)鼓励学生参加关于结构设计类大赛。

为提高学生的综合素质特别是工程素质，将课堂教学中学到的理论知识应用到现场工程实践中，在工程实践应用中能够锻炼学生自主分析问题、解决问题的能力,以及增强学生的实践创新的能力；立足于广大同学对校园文化和活动的客观需求，同时也为积极配合新型科技大学的发展规划，作为学校全面开展大学生科技创新活动和工程文化教育的重要组成部分。

通过参加大赛，可以拓宽学生的视野、促进学生之间的交流与学习。同时指导教师之间可以探讨有关建筑力学的教学、实验、科研、实习、毕业设计等多方面的内容，加强采矿教师与各高校采矿教师之间的交流与学习。目前大学本科的学生普遍的推理和演算能力较强，而现实生活中动手实验、操作能力较差。鼓励学生参加各类相关的设计大赛,学生在实践作品大赛中可以很大程度上弥补学生实践能力不足，有助于提高学生对专业知识的认知，能极大地促进理论设计、分析与动手能力并举，开阔科学视野，培养学生的团队协作精神，激发学生学习的热情。

2.3 改革传统的考试制度

以往的考核以一张试卷就给出学生的成绩。成绩好的同学往往是死读书的，已不符合社会需求。要培养出符合社会需求的创新能力、应用能力强的多方面人才，就必须对考核方法进行改革，以多把尺子衡量同学，发挥其个性。根据以上的教学把平时考核和期末考核相结合，考核同学的综合能力。建筑力学考试改革应该侧重过程教育，提升学生在每个课堂教环节主管能动性，期末考核成绩包含平时成绩和期末成绩，平时成绩由平时出勤、课堂表现、课堂笔记、阶段测试、课后作业等组成。平时出勤考核包含学生的课堂出勤和实践出勤,课堂表现包括学生的学习态度和参与实践的态度；笔记考核由学生理论课堂笔记、实践课堂的记录、总结等组成；课后习题作业、竞赛作业、实践作业等组成作业考核，章节测试、期中测试和竞赛成绩组成了阶段测试成绩。这种考核制度把建筑力学的学习难度分散化，可以大大降低学习压力，培养好学生平时学习的良好习惯，能够让学生在学习的过程中及时发现自己存在的不足，及时调整自己的学习方法，做到培养学生创新能力和实践能力的目标。

3 结语

建筑力学课程是建筑学和工程管理等专业非常重要的专业基础课之一，结合黑龙江科技大学建筑工程学院的办学特色，建筑力学课程在教学内容上进行整合、教学方法改进、实际工程设计练习及考核方法的改革上进行了研究。教学中教师应以学生为中心，强化同学的工程意识，提高同学们对结构体系的选型和应用能力，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，并采取了一系列措施，在11级、12级和13级教学中进行了实践，通过强化训练，同学对结构体系的应用能力明显提高，以问卷形式在11级、12级和13级学生课程设计和毕业设计中进行调查。结果是，考虑比较全面的占68%，考虑一部分的占22%，没有考虑的占10%。该课程的改革真正达到落实培养学生学习的主观能动性，实现培养学生在实际工程中实践能力和创新能力的目标，为日后学生从事建筑设计工作打下坚实的基础。

[1] 高红梅，赵延林，孟丽岩，等.建筑力学课程“立体式”教学模式的理论和实践[J].山西建筑，2014，40(4):86-88.

[2] 高红梅，赵延林，李长凤，等.平面体系几何组成分析技巧和思考[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版)，2014(1):121-123.

[3] 杜文学，高红梅.建筑力学中培养学生实践和创新能力的研究[J].中国电力教育，2014，10(3):16-18.

[4] 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.

[5] 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.

Practice and innovation ability training of the student in architecture specialty in the construction mechanics teaching★

Gao Hongmei Zhao Yanlin Li Changfeng

(HeilongjiangUniversityofScienceandTechnologyInstituteofCivilEngineering,Harbin150022,China)

According to the inconsistence between theories and practices in the architectural dynamic courses, the paper analyzes how to combine students’ majors with their learning status with the basement of the architectural dynamic basic theories, and arouses their learning interest with various measures, including inspiration teaching, case teaching, site teaching method, and participation in various dynamic competitions, so as to lay the better theoretic and practical foundation for their architectural design and construction.

architectural dynamics, practical teaching, innovation capacity

2015-05-28★:黑龙江科技大学教改项目(项目编号:JY14-90)

高红梅(1978- ),女,副教授； 赵延林(1971- ),男,教授； 李长凤(1975- ),女,副教授

1009-6825(2015)22-0218-03

G642.0

A