段麗萍
[摘 要] 打破了《建筑力學》《混凝土結構》和《砌體結構》三門課程相對獨立,各學科分開教學的傳統(tǒng)模式,將其教學內容進行按需優(yōu)化、系統(tǒng)整合,解決了課程分離、知識分散的問題。
[關 鍵 詞] 建筑力學;建筑結構;深度融合;教學改革
[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603(2018)03-0158-02
為培養(yǎng)社會所需的零距離上崗的技術型、應用型人才,高職院校積極大膽地嘗試各種教學改革。努力擺脫傳統(tǒng)學科型教學模式的影響,積極探索學科本位向能力本位、職業(yè)本位的轉變;教學計劃以實操能力為核心,課程設置突出應用性、實踐性。在這種改革大潮下,針對建筑工程技術專業(yè)仍存在的教學內容與工作過程脫節(jié),各學科各自為政的問題,我們積極探索學科間的優(yōu)化整合,嘗試將《建筑力學》與《建筑結構》進行深度融合,以解決分別講授帶來的知識連貫性差,學生不會主動應用力學知識去學習、解決建筑結構問題的現(xiàn)狀。
《建筑力學》與《建筑結構》深度融合的目標是:以理論適度、易于掌握為原則,以建筑結構所需基本理論知識框架為出發(fā)點,構建新的教學模塊、教學內容構架?!督ㄖW》與《建筑結構》深度融合的基本做法是在深入分析《建筑力學》與《建筑結構》內在聯(lián)系的基礎上,遵循由簡單到復雜的基本學習規(guī)律,打破原有《建筑力學》與《建筑結構》內容排序規(guī)律,結合實際應用情況,將力學內容融合入結構中。具體融合安排如表1、表2所示:
由表對比可見,將兩門課合并后總學時量減少了28,其中理論學時減少了42時,實訓則增加了18學時且增加了單層工業(yè)廠房的內容。這與高職理論知識“必需、適度”強化實踐動手能力培養(yǎng)原則一致。
融合的重點、難點在于兩門課內容如何揉在一起?我們的切入點是以基本構件為模塊。每個模塊將所需力學的內力、應力、強度及變形計算融入鋼筋混凝土構件中。以表1中“軸心受拉構件”為例具體說明改革變化情況及其可行性。改革后軸心受拉構件教學用12學時,較傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構軸心受拉構件教學用時(2學時)大幅增加,這里增加的學時量,實質上是將原建筑力學軸心受力構件的內力、應力、強度、變形知識與建筑結構軸心受拉構件承載力計算融合到一起。試點實驗講授中具體安排為:首先講解訓練軸心受拉構件用到的力學基礎知識,包括桿件的基本變形(桿件拉伸、壓縮、彎曲、扭轉及剪切的概念等)、軸向拉壓桿內力與內力圖概念、軸力計算與軸力圖繪制知識,理論教學結合實訓共用6個學時。由于以上內容內含各種結構構件基本知識、內力概念、內力計算基本方法、內力圖概念、內力圖畫法及注意事項等,在此用最簡單的軸心受拉構件做鋪墊講解訓練到位,故此安排學時量較多。接下來安排軸心受拉構件的強度計算及其應用共用4學時,該部分內容知識點包括力學的應力概念、容許正應力的知識,拉壓桿件的強度控制知識。剩余2學時仍用于鋼筋混凝土軸心受拉構件的教學。
為貫徹重視理論公式應用,理論與實踐相結合的基本思想,試驗教學處理方式總結為三大步驟:(1)給出公式。(2)結合力學知識分析公式內涵。(3)結合工程實例講解公式應用。如以下三個典型例題講解不同結構軸心受拉構件正截面承載力控制問題。
例1:用兩根鋼索吊起一扇平面閘門。已知閘門的啟門力共為60kN,鋼索材料的容許拉應力[σ]=160MPa,鋼索直徑d=14mm,試求:(1)校核鋼索的強度;(2)若鋼索強度不滿足要求,求鋼索所需的直徑d。
例2:某軸心受壓墻體,墻高4米,上部2米高墻段為370mm,已知該墻體材料的抗壓強度墻[σ]墻=1.2MPa,容重?酌=16kN/m3;地基的容許壓應力地[σ]地=0.5MPa。試求墻上段每米長度上的容許荷載q及下段墻的最小厚度。
例3:某鋼筋混凝土屋架下弦,為軸心受拉構件,最大拉力設計值為N=365KN,矩形截面尺寸b*h=200mm*400mm,采用混凝土C25,HRB335鋼筋。試進行該構件的設計。
以上三個實例顯見:例1是鋼結構軸心受拉構件強度控制問題,應用公式為:σ=≤f;例2為砌體結構軸心受拉構件強度控制問題,應用公式為:Nt≤ftA;例3為鋼筋混凝土結構軸心受拉構件強度控制問題,應用公式為:N≤Asfy。表面看公式各不相同,但分析可知三種公式的基本工作原理仍是相同的,即σmax=≤[σ]對應不同材質的具體應用而已,也即受拉構件的承載力問題最終都是力學強度問題在不同類型受拉構件中的應用。這樣融合后,既能起到知識的反復靈活應用,又能達到舉一反三、事半功倍的效果。最后安排軸心受拉構件的變形計算(2學時),同樣將力學應變、結構構件變形控制知識融合在了一起。
由于軸心受拉構件相對簡單,但其設計控制過程(內力計算、強度計算、變形驗算)與其他構件相同,為給其他構件的學習奠定基礎,也為學生適應這種新的學習方法,為此該部分內容我們給定的時間相對較長,實踐證明學生接受這部分知識沒有困難,是可行的。
受彎、受壓構件采用相同的方法,結合工程實際中構件梁、柱為載體進行教學訓練,同樣取得了成功。經過實際教學試點檢驗,我們得出的結論是,這種將力學內容融合到結構構件計算內容中是可行的。這種教學不但實現(xiàn)了學校課堂學習與工程實際的直接結合,而且能引導鍛煉學生分析問題解決問題的能力。
經過一年多的試點試驗,《建筑力學》與《建筑結構》融為一體的教學研究達到了預期效果,取得了令人滿意的結果,構建的知識框架有較大的突破和創(chuàng)新。不但打破了《建筑力學》《混凝土結構》和《砌體結構》各自為政、各學科分開教學的傳統(tǒng)模式,也實現(xiàn)了老師期待的將《建筑力學》《混凝土結構》和《砌體結構》按需優(yōu)化整合,與實際工作直接接軌的問題《建筑力學》與《建筑結構》進行深度融合是可行的。
取得成功的同時也暴露出了一些問題和不足。首先目前完成的《建筑力學》與《建筑結構》整合工作,主要還是宏觀層面內容的分塊整合,細部知識點的整合還需在今后的教學實踐中繼續(xù)研究探索。其次,進行《建筑力學》《建筑結構》深度融合,對教師的知識水平、綜合教學水平等綜合素質要求較高,大面積普遍應用是否可行尚需進一步研究。
參考文獻:
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