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浅谈中职《建筑力学》课程对比教学法的有效应用

时间:2022-10-19 19:55:04 来源:网友投稿

摘 要:《建筑力学》作为中职学校建筑类专业中必须要学习和掌握的一门专业基础课程,它在中职学校建筑类专业的培养目标中占有极其重要的位置。随着中等职业教育课程改革的不断深入,《建筑力学》的教学内容和教学方法也在不断地更新和改善。本文主要围绕中职建筑工程管理专业的培养目标,分析了对比教学法在中职《建筑力学》中应用的必要性和可行性,并对中职《建筑力学》中对比教学法的有效应用进行了重点阐述,以期为中职《建筑力学》教学水平和质量的提高提供参考和建议。

关键词:中职建筑工程类专业 建筑力学 对比教学法 有效应用

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)04(a)-0195-02Z

《建筑力学》是中职学校建筑类专业中必须要学习和掌握的一门专业基础课程,它不仅是建筑工程类专业学生学好《土力学与地基基础》《建筑施工技术》以及《建筑结构》等后续专业课程的先行课程,同时对于物理、数学知识的应用提升也具有重要意义,因此,这门课程起着承上启下的作用[1]。近年来,随着新课改的不断深入,中等职业教育课程改革的不断深入,《建筑力学》的教学内容和教学方法也在不断的更新和改善。对比教学法作为一种重要的思维方式和教学方式的结合体,它能够极大的提高学生分析问题和解决问题的能力。

1 对比教学法在中职《建筑力学》中应用的必要性和可行性

中职学校建筑工程类专业的《建筑力学》课程内容主要包括三个部分,分别为材料力学、结构力学以及静力学,这是一门与概念、计算、实践都有着密切联系的课程,中职教师在教学设计中应该将对基本概念和公理的理解以及对基本公式的掌握作为教学的重点内容,使学生掌握力学知识的建筑施工工程中的重要作用和有效应用,以达到指导施工的目的。然而由于大多数中职学生的基础比较薄弱,在他们看来,《建筑力学》是一门抽象、难学的课程,并且对于未来的工作也不能提供有效的帮助,因此大多数学生会对课程产生抵触和畏难等情绪,不能很好的适应建筑力学的学习,这就导致了《建筑力学》的教学质量一直处于停滞的状态[2]。但是从中职学校人才培养的目标来看,中职学校建筑工程类专业的学生必须要掌握《建筑力学》这门课程的知识要点和操作技能,进而完善本专业的理论学习和工作实践。在传统的教学中主要是“以教师为中心”对学生进行理论知识点的灌输,忽略了教学方法对于学生学习的重要意义。对比教学法作为新型的一种教学理念,它主要是对所教学内容中的相关知识从某一角度进行相同点和不同点的对比,这种方式的教学能够使学生更加直截和明了的认识和掌握相关的理论知识,并且印象也比较深刻,直观性比较强,不仅对促进学生掌握和巩固教学内容,完成教学目标具有重要意义,同时还有有利于开拓学生思维、培养学生能力[3]。通过对比,可以引导学生发现概念、规律的内在联系,不仅使学生对所学知识有更深刻的理解,更能提高学生的观察能力和归纳总结能力。另外,通过对比,还能锻炼学生发现问题、解决问题的能力。

2 中职《建筑力学》中对比教学法的有效应用

2.1 《建筑力学》新知识和旧知识之间的比较

任何一门学科其知识都是在不断的学习中得到更新,在新知识的接受过程中,往往会在一定程度上受到原有知识的影响,同时也会依赖已经掌握的知识内容。因此,在《建筑力学》的教学过程中,教师可以根据教学内容进行新知识和旧知识之间联系和区别的比较,促进学生知识结构的完善[4]。在学生学习《建筑力学》所讲授的知识之前,他们已经从中学物理课程中学习过一些与力学有关的知识,教师可以将这两者进行比较,使学生能够更好的理解和掌握《建筑力学》的教学内容。比如在学习平面汇交力系这个知识点时,教师可以先利用中学物理中三角形关系的计算方法进行计算,再采用三个力的平面汇交力系的力学计算方法进行计算,学生会发现两种计算方法的结果是一样的,这个时候教师就可以提出如果有四个或者四个以上的力组成的汇交力系问题,再采用这两种方法进行计算,他们的结果会不会还是一样的呢?学生在计算过后会发现是不一样的。通过这样的联系和比较,学生头脑中的新知识和旧知识得到了有效的衔接、融合和完善,他们能够充分理解采用列方程的方法来计算平面汇交力系的原因,那么在以后的学习和实践中就不会再单纯的依靠三角形关系进行平面汇交力系问题求解了。

2.2 《建筑力学》理论计算简图和实际构件之间的比较

进行结构力学分析之前,应首先将实际结构进行抽象和简化,使之既能反映实际的主要受力特征,同时又能使计算大大简化。这种经合理抽象和简化,用来代替实际结构的力学模型叫做结构的计算简图。计算简图是《建筑力学》课程中所有计算过程的基础内容,同时也是这门课程的难点内容。其中教师在教学中最需要注意的是计算简图与实际构件之间的差别,在简化实际构件的时候,必须要保留其主要特征,在这种情况下采用对比教学法对于帮助学生理解计算简图具有事半功倍的效果[5]。如对刚结点、铰结点的教学中,刚结点其变形特征和受力特点是汇交于各结点的各杆段之间不发生相对转动,刚结点处不但能承受和传递力,而且能承受和传递力偶;铰结点汇交于各结点的各杆段之间可以绕结点自由转动,在铰结点处,只能承受和传递力,而不能传递力偶。教学时给出刚结点、铰结点的计算简图和实际构件,让学生动一动、看一看、想一想,其理解起来会也就更加透彻。

2.3 《建筑力学》各课程部分之间内容相同点和不同点的比较

《建筑力学》是中职学校建筑类专业中必须要学习和掌握的一门专业基础课程,它是建筑工程类专业学生学好《土力学与地基基础》《建筑施工技术》以及《建筑结构》等后续专业课程的先行课程,起着承上启下的作用。其中平面力系在这些学科中都占有重要的比例,需要学生重点学习和掌握。而在《建筑力学》中,通过对课程内容相同点和不同点作对比,可以使学生更系统、准确地掌握理论知识,了解不同知识点的内在联系,发现知识的系统性和规律性;同时,通过对比,学生还能找出知识的不同点,更清晰的了解概念、规律的差异,避免相似概念、规律的混淆和滥用。比如在进行力偶与力矩的学习中,学生往往会将两者的概念混淆,做题中也总是在具体应用和表达式的书写中犯错。教师可以将这两个概念放在一起进行教学,让学生对两者的异同点进行思考,这对于帮助学生抓住事物的本质,搞清楚力偶与力矩这两个概念的区别和联系,进而构建更为清晰、完善的知识体系。因此,在《建筑力学》的教学过程中,教师要时常组织学生概括、归纳所学过的有内在联系的知识点,通过对知识的横向对比、纵向对比,发现知识的共性和个性,以强化对所学知识的理解和掌握,提高对知识的应用能力。

2.4 对比应用实例

在教学过程中,教师还可以通过现实中常见的物体设置一定的疑问,对学生的学习理论知识过程进行指导,使他们能够从实践中寻找答案,比如在讲授压杆稳定性的时候,这个知识点是学生很难理解的一个学习难点,教师可以选择准备一些还没有开启的易拉罐,将其置于讲台上,然后请两位学生到讲台前面,让他们进行比赛,比赛的内容是将易拉罐一个叠一个的垒起来,谁垒的高谁就获胜。在垒的过程中学生就会发现,易拉罐不能一个叠一个的垒起来,那么这是为什么呢,是不是因为强度不够呢。通过这样的疑问的产生,能够激发学生探究的兴趣,然后对答案进行探索,并得到结论。在这个过程中,学生将课程的理论学习与实际生活有效的结合在了一起,对知识的掌握得到了巩固,思维能力也得到了训练。

教学过程中,将工程实例引入课堂,与抽象的力学概念进行对比教学,不仅能加深学生对概念的理解,更能培养学生应用力学基本概念和基本理论进行工程分析的能力。材料力学是《建筑力学》中的一个重点内容,它主要学习的是以剪切、扭转、直梁弯曲、轴向拉伸(压缩)等基本变形,以及变形中各种应力分布规律和计算、强度条件、刚度条件、内力计算还有变形计算等,是工程建筑过程中选料以及对材料合理应用时必须要掌握的内容。在材料力学中讲到轴向拉力的时候,教师可以先让学生回忆在生活中比较常见的拉力器、三角架等,将学习与生活联系在一起。然后教师可以针对材料力学的主要内容中的剪切、扭转、质量弯曲以及轴向拉伸等方面的基本变形概念、内力计算、变形计算、刚度条件、强度条件还有应力分布规律和计算等,采用对比的方式进行教学:从受力特点比较来说,剪切的受力特点是两个力相距很近、强度相等且方向相反,扭转的受力特点是两个力的作用面与物体的轴线具有垂直的关系,且这两个力强度相等、方向相反,直梁弯曲的特点是所受力在纵向对称的平面内,与轴线相垂直,轴向拉压的受力特点是两个力方向与轴线的方向相同,且这两个力强度相等、方向相反;从变形特点比较来看,剪切的变形特点是沿着剪切面相互错开,扭转的变形特点是以轴线为中心围绕其进行相互转动,直梁弯曲的变形特点是以中性轴为中心围绕其进行转动,轴向拉压的变形特点是沿着轴线方向缩短或者伸长;从横截面应力比较来看,剪切的横截面应力分布比较复杂,实用公式为τ=V/A,扭转的横截面应力分布在任意点上,计算公式为τk=Tp/Ip,直梁弯曲的横截面应力也呈现复杂分布,其计算公式为σ=My/Iz,轴向拉压的横截面应力分布比较均匀,σ=N/A;从内力方面比较来看,剪切的内力计算方式为V=P,扭转的计算方式为T=Σm一侧,直梁弯曲的计算方式为V=ΣP一侧,Mk=ΣMk(F),轴向拉力的计算方法为N=ΣP一侧;从强度条件比较来看,剪切的强度条件为T=V/A≤[T],扭转的强度条件为τmax=Tmax/Wt≤[τ],直梁弯曲的强度条件为σmax=Mmax/Wz≤[σ]τmax≤[τ],轴向拉力的强度条件为σ=N/A≤[σ];从变形计算方面比较来看,扭转的变形计算方法为Φ=TL/GIP,其中GIP表示的是抗扭刚度,轴向拉力的变形计算方法为△I=NL/EA,ε=σ/E,其中EA表示的是抗拉刚度。通过这样对比比较的方式,学生能够对剪切、扭转、直梁弯曲、轴向拉伸(压缩)等基本变形,以及变形中各种应力分布规律和计算、强度条件、刚度条件、内力计算还有变形计算等有准确的掌握,同时也能帮助学生强化对知识的理解和记忆。这样通过实例对比教学,不仅进行了方法和理论知识的教学,还根据工程实例提出问题,以课堂互动的形式,对于工程问题采取教师引导,让学生用建筑力学理论进行分析,找出解决问题的方法[6]。

3 结语

新时期的课程改革为教育事业提供了更高的要求和更明确的发展方向,新形势下的中职教育改革也对中职院校的教育工作提出了更高的要求,中职院校的教师应该紧跟时代的步伐,努力钻研中职教学理论和专业知识,将对比教学法应用于《建筑力学》的教学设计中,积极探索,勤于实践,为社会培养出全面发展的高素质专业技能人才。

参考文献

[1]李春.浅谈《建筑力学》的教学改革[J].新课程研究(中旬刊),2010(9):98-99.

[2]夏江涛.建筑学专业建筑力学课程教学设计探讨[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2010(11):45-46.

[3]徐晓雨.高职《建筑力学》课程教学改革浅析[J].新课程研究(中旬刊),2009(11):83-84.

[4]李春光.高职“建筑力学”课程教学与实践[J].中国电力教育,2011(4):105-106

[5]夏江涛.建筑学专业建筑力学课程教学设计探讨[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2010(11):59-60.

[6]张文巧.建筑力学课程教学改革[J].中国冶金教育,2013(2):26-28.

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