《建筑力學(xué)》是在《理論力學(xué)》基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的工程力學(xué)的一個(gè)分支。其任務(wù)是研究作用在建筑結(jié)構(gòu)上的力的平衡條件、構(gòu)件的承載能力和工程材料的力學(xué)性能。其目的是為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理提供基礎(chǔ)理本文由收集整理論。
1 重視學(xué)科知識的運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的必然性
任何一門學(xué)科由于其研究對象的不同而有不同的研究方法,但是通過實(shí)踐而發(fā)現(xiàn)真理,再通過實(shí)踐而證實(shí)真理和發(fā)展真理,這是任何科學(xué)發(fā)展的正確途徑。1992年聯(lián)合國“教育進(jìn)展評估組織”發(fā)表的報(bào)告中有一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果,即“在21個(gè)國家和參試地區(qū)中,我國大陸的數(shù)學(xué)測試平均分為80分,名列第一。而科學(xué)測驗(yàn)成績卻列第15位,處于下游”。結(jié)果顯示,我國學(xué)生在基礎(chǔ)知識的掌握上大大優(yōu)于別國,但應(yīng)用意識薄弱,應(yīng)用知識解決問題的能力較差。只有當(dāng)理論很好的符合客觀實(shí)際時(shí),這樣的理論才是正確可靠的,也只有這樣的理論才具有指導(dǎo)實(shí)踐的作用。因此,無論從馬克思主義哲學(xué)的認(rèn)識論和實(shí)踐觀來看,還是從實(shí)施素質(zhì)教育和時(shí)代的要求來看,必須重視學(xué)科知識的運(yùn)用,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。
2 重視學(xué)科知識的運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力的教學(xué)實(shí)踐
。1)、教師平時(shí)要有意識地加強(qiáng)應(yīng)用意識的培養(yǎng),多關(guān)注生活,要善于結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,從生活的表象中抽取出具體的問題。在學(xué)習(xí)“材料的塑性和脆性”的教學(xué)內(nèi)容時(shí),可以先讓學(xué)生觀察“橡皮筋拉斷”和“粉筆拉斷”的不同試驗(yàn)現(xiàn)象,再引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去看書,思考分析產(chǎn)生兩種不同現(xiàn)象的原因,要使材料不被拉斷,作用力最大值應(yīng)如何計(jì)算等。原來橡皮筋是塑性材料,在拉斷前會有較大的延伸率和截面收縮率,即在拉斷前會伸長很多,同時(shí)橫截面面積會縮小很多;而粉筆是脆性材料,在拉斷前不會明顯伸長,它的斷裂會突然發(fā)生。如要計(jì)算兩者能承受的作用力最大值,又因兩者所采用的安全系數(shù)不一樣,則計(jì)算公式也不一樣。這樣層層推進(jìn),逐步在學(xué)生的腦海里建立起力學(xué)模型。
(2)、在生活實(shí)踐中理解所學(xué)內(nèi)容,將知識非常感性的內(nèi)化自己的東西。在學(xué)習(xí)“軸向拉伸”和“扭轉(zhuǎn)”兩種基本變形之前,先讓學(xué)生用粉筆做兩個(gè)試驗(yàn),“拉斷粉筆”和“扭斷粉筆”。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)“粉筆拉斷的斷口為與粉筆軸線垂直的圓形截面”、“粉筆扭斷的斷口為與粉筆軸線成45°的斜截面”的兩種不同試驗(yàn)現(xiàn)象。再要求學(xué)生看書分析解釋試驗(yàn)現(xiàn)象,原來粉筆和鑄鐵一樣都是脆性材料,在拉伸的試驗(yàn)過程中,斷裂前的塑性變形很小,肉眼根本看不到,破壞會突然發(fā)生,所以其斷裂面為圓形截面;在扭轉(zhuǎn)的試驗(yàn)過程中,最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在與粉筆軸線成45。的斜截面上,而粉筆的抗剪能力很弱,所以其斷裂面為斜截面。進(jìn)一步引導(dǎo),凡是脆性材料均具有這樣的力學(xué)性質(zhì)。這樣讓學(xué)生在具體的參與過程中,通過親身體驗(yàn)去感悟、檢驗(yàn)知識的由來、本質(zhì),就能更好地將知識消化、吸收、沉淀為自己的東西。
。3)、《建筑力學(xué)》是一門設(shè)計(jì)建筑物和構(gòu)造物結(jié)構(gòu)的工程力學(xué),和我們的生活息息相關(guān)。在教學(xué)過程中積極引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的知識來分析認(rèn)識身邊的各種建筑結(jié)構(gòu),從中發(fā)現(xiàn)知識、發(fā)現(xiàn)知識的實(shí)用價(jià)值,就顯得尤為重要。如引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的“軸向壓縮”知識,解釋學(xué)校的旗桿為什么做成階梯桿,最下面的一節(jié)最粗,最上面的一節(jié)最細(xì);有些發(fā)電廠的煙囪為什么做成外形優(yōu)美的弧形桿,中部細(xì)、下部漸粗、上端漸成喇叭形,而教材上受壓桿件的計(jì)算,卻都是等直桿,這又是為什么呢?在此可以引導(dǎo)學(xué)生,原來課本上講解的受壓桿件,均忽略了桿件本身的自重,現(xiàn)階段只要理解軸向受壓桿件的強(qiáng)度計(jì)算,而真正的設(shè)計(jì)工作,需考慮桿件本身的自重,在大學(xué)里面再要求。
在實(shí)際工程中,尤其是在土建和水利工程中,有許多建筑物和構(gòu)筑物,它們的自重都非常大,例如混凝土柱、橋墩、重力壩等,和它們承受的其他荷載相比較,自重占有相當(dāng)大的比例。在計(jì)算這些構(gòu)件的強(qiáng)度和變形時(shí),自重均不能忽略不計(jì),經(jīng)過理論的計(jì)算,我們將發(fā)現(xiàn)弧形桿、階梯桿和等直桿比較起來,弧形桿所用的材料是最少的,比較經(jīng)濟(jì)。但若要將桿件的形式按弧形桿所示的截面變化規(guī)律來施工制作,會大大增加施工的困難,因?yàn)榛⌒螚U在施工過程中,技術(shù)上難以控制,費(fèi)工費(fèi)時(shí)。從總體造價(jià)上來看,不一定最經(jīng)濟(jì)’,而階梯桿在施工過程中,技術(shù)上比較好控制,所以在實(shí)際工程中,除非必要,一般近視的將弧形桿制作成階梯桿的形式。分析到此,學(xué)生會得出,現(xiàn)實(shí)生活中見到受壓柱最好做成上部細(xì)下部粗,例如電線桿。
再進(jìn)一步用其他學(xué)科的知識分析,有些電廠的煙囪最上部并不是最細(xì),而是形成一個(gè)喇叭口,這又是為什么呢?原來這是環(huán)保工藝流程的需要,在煙囪的上部還需進(jìn)一步除塵,以降低廢氣中的粉塵等污染物。可見設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。不僅要從建筑力學(xué)的角度設(shè)計(jì),還要從工藝流程、環(huán)保、美學(xué)等多角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)煙囪如此,設(shè)計(jì)其他的建筑物也如此,這樣層層分析,理論聯(lián)系實(shí)際,使教學(xué)內(nèi)容和具體建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合,在實(shí)例分析中培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力,達(dá)到學(xué)以致用,學(xué)有所用的境界。使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大增,求知的欲望大增,但僅憑目前的知識還不夠,還需進(jìn)一步學(xué)習(xí)。
再比如引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的建筑結(jié)構(gòu)知識來分析南京二橋(北漢橋?yàn)閱慰玟摻罨炷凉皹,南漢橋?yàn)殡p塔斜拉素橋)、江陰大橋(雙錨錠懸索橋)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力性能、施工難點(diǎn)、構(gòu)造措施等。這樣使教學(xué)內(nèi)容充滿時(shí)代氣息,緊跟時(shí)代的步伐,知識的作用,學(xué)習(xí)的價(jià)值得以充分凸現(xiàn)。再要求學(xué)生平時(shí)注意觀察身邊的建筑結(jié)構(gòu),并用學(xué)過的結(jié)構(gòu)知識來分析看到的結(jié)構(gòu),就順理成章了。
實(shí)踐是認(rèn)識的來源,是認(rèn)識發(fā)展的動力,是認(rèn)識的目的。在教育教學(xué)過程中,只要注重學(xué)科知識的實(shí)際運(yùn)用,就能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,就能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生主動去探究知識,達(dá)到教學(xué)內(nèi)容和生活實(shí)際的互動,從而符合現(xiàn)代教育功能的要求。