工程管理专业建筑力学课程教学实践探索
梁颖晶++张永山++汪大洋++燕乐纬
[摘 要]建筑力学是工程管理专业的一门很重要但是难度较大的基础课，探索适用的教学方法，使得课程教学能取得良好的教学效果具有重要的意义。当前教学中面临诸多困难和挑战，可以在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行探索，并将这些方法运用到教学实践中，能够取得一定的教学效果。
[关键词]工程管理专业；建筑力学；教学研究
[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）02-0088-02
工程管理专业的目标是培养具备土木工程技术及与工程管理相关的管理、经济和法律等基本知识，获得工程师基本训练，具备较高的专业素养和较强实践、创新能力的高级管理人才。开设建筑力学课程的目的是为后续的专业课程如建筑结构、建筑施工技术与组织、建设材料等提供必要的学科基础，同时亦是使得该专业的学生具备初步的力学概念和土木工程技术基本理论方法，为其在工作中更详尽地理解工程图纸中所蕴含的设计构思，准确把握设计意图，深入领会相关设计数据奠定专业知识基础。
作为学科基础课程的建筑力学是工程管理专业的先导课程，若教学效果不好，必将影响到其他课程的教学效果，甚至会制约更多的后续的专业课程（如建筑结构、工程估价、工程项目管理、房地产估价等）的开展。[1]在近三十多年的教学实践中，相关教学工作者对该门课的教学方法等进行了一定的研究。[2-4]然而在随着当今社会对于复合型人才和通才的要求不断增加，对工程管理专业提出了新的要求，这也对工程管理专业的建筑力学课程的教学带来了一系列问题和挑战。本文根据笔者在该门课程中的教学实践，浅谈一些探索和体会。
一、当前教学中面临的困难与挑战
首先，工程管理专业开设建筑力学课程的目的与土木类、结构类专业的目的不同，需要对教学方案进行改革以适应该专业的人才培养需求。根据培养目标，工程管理专业的学生不需要通过熟练掌握详尽的力学计算来进行工程结构构件的具体设计以及计算工作，其掌握力学概念的首要目的是要能够“读懂设计图纸”，准确把握设计意图；其次是能够对主要结构构件的受力特点、常用的结构体系及其在施工过程中相关的受力特点有所了解。这就要求工程管理专业建筑力学有别于土木类、结构类专业力学课程的授课结构体系，不将时间过多放在力学公式的推导和计算上。
其次，由于工程管理专业的学生需要具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识，这要求其人才培养方案涉及多门课程。作为基础课程的建筑力学课程学时不多，涵盖理论力学、材料力学和结构力学三门课程的内容，但由于这三门课程从体系上来说不完全连贯，前后的内容衔接偶有重合，三门课的研究对象不同，对于不同的研究对象所选取的力学模型也不尽相同，因此要在较短的学时内完成三门课程的学习有一定的难度。
再次，工程管理专业的学生理科思维水平参差。由于该专业是文理兼招专业，学生中有一半文科生一半理科生，他们在高中阶段接受的数学、物理培训不同，而进入大学后，仅通过了高等数学的课程学习，没有通过大学物理的进一步学习，且学习效果参差。建筑力学课程承接了物理、高等数学等基础，文科学生的高中数学和物理基础较浅，理科思维相对薄弱，对于建设力学的课程学习有一定的难度，对建筑力学课程的公式推导和概念理解较困难。
最后，理论联系实际较少，与工程实践结合不够紧密。由于建筑力学课程安排在大学第一年的第二学期，学生还没有进行认识实习、生产实习和课程设计等教学环节，对于通过工程现象提炼出的力学模型在理解、接受以及掌握上都有一定的困难，很难将所学内容与工程现象有机结合起来或将所学的力学概念用于工程实际，这使得他们在课程的学习中仅将精力用于公式推导和力学计算，而不是关注力学模型的建立，不仅学生觉得枯燥无味，也背离了教学目的，教学效果欠佳。
二、教学实践中的改革和尝试
（一）根据教学目的，优化课程设计，精选教学内容
建筑力学这门课一般分为理论力学的静力学、材料力学和结构力学三部分，这三部分包括的内容繁多，面临着当前学时少，教学任务重、难度大的问题，我们根据教学目的优化课程设计，精选教学内容。建筑力学是后续专业课如建设结构、建设施工等学习的基础，应根据后续课程的特点将其相关的力学知识详细讲解。譬如建筑结构课程涉及结构设计的基本原理、钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构、多层及高层框架结构、剪力墙结构等。无论任何结构形式都是以结构受力为核心的，其本质是从建筑物的实际结构体系抽象对应的力学模型，描述其受力——传力——破坏过程，这样建筑力学课程就必须包括静力学的基本概念，平面力系及平衡条件，平面体系的几何组成分析，静定结构的内力计算，强度、刚度、稳定性计算，其中重点在静定结构的内力计算，强度、刚度及稳定性计算。
（二）教学内容与工程实践结合
鉴于学生的工程实际经验不足，对力学概念应用于解决工程实际问题较为困难，我们就将教学内容与工程实践结合，让学生认识到所学的力学知识不仅是书本上抽象的定理、公式，而是通过工程实际抽象而来，能够用于解决工程实践的具体问题。
首先，教学内容的每个新的知识点都采用工程实际例子引入，进而建立力学模型，抽象力学概念、公式定理，再进行公式推导，求解。例如，讲解弯曲概念的时候，直接向学生展示当地著名的桥梁结构的受弯构件的受力、变形特点，形象地引入弯曲的概念，再通过该实际的工程实例抽象弯曲力学概念，建立力学模型，进而求解。
再次，精心选择例题的讲解，对于每道例题的力学模型都有相对应的工程实际问题，重视概念的物理现象解释，求解结果的现实现象分析。例如，讲解剪切、挤压力学概念的时候，选取轴与齿轮的链接平键的强度计算作为例题，通过动画和三维给学生展示该机械结构的组成和传力原理，进而提取例题的力学模型，对该模型进行求解，最后将求得的结果在实际工程上怎么应用进行充分分析。
最后，适当引入相应力学理论的发展史，从该力学概念或者理论的发现、发展的工程原因出发，讲述其发展历史，进而讲解该理论的现状。例如讲解压杆稳定性的时候，从加拿大魁北克桥的垮塌事故开始讲解，这是一起强调强度设计而未知压杆失稳造成的悲惨教训，该事故使得桥梁等结构压杆稳定的试验和研究迅猛发展。
（三）激发学生学习兴趣，充分调动学生的学习积极性和热情
兴趣和热情是最好的老师，应在第一节建筑力学课程中就将学生的学习热情和兴趣调动起来，让他们了解力学的重要性和趣味性，通过多个现实生活、身边的例子、热点问题的力学模型进行趣味分析，既对课程进行介绍亦不让学生觉得枯燥乏味。在随后的教学环节，在适当的章节处让学生自己对最有兴趣的工程问题进行力学分析，引导他们通过查阅文献资料自主学习，同时老师进行点评，保持学生对力学的兴趣和热情。
（四）采用多媒体教学，充分利用动画、视频等手段
由于学生的实际经验不足，通过精心准备课件，采用多媒体教学，充分利用动画、视频、力学计算软件等手段将实际建筑结构，结构力学模型，结构的传力形式，变形形态等直观、形象地展现在学生面前，增强感性认识，使学生将课堂与工程实际联系在一起。如讲解平面弯曲杆件的受力、强度、变形等内容时，就通过动画等的形式对桥梁、房屋结构的弯曲构件进行实际结构与力学模型对照分析，通过力学分析软件ANSYS实现显示构件的变形、内力、应力的分布特征讲解，使得原来抽象的知识变得形象直观。
（五）注重平时成绩及过程考核
总评成绩由平时成绩和期末考试成绩构成。这个平时成绩不流于形式，注重过程考核，主要包括平时作业、课堂提问、讨论、报告等内容。由于建筑力学课程是逻辑性及系统性较强的课程，如果其中有一个环节内容没有掌握就势必影响后续内容的学习，通过过程考核情况实现对教学效果的实时反映以便可以根据学生的情况随时调整教学的具体内容和形式。同时，通过过程考核使得学生能跟紧教学进度，能够自测出是否有落下知识点以便及时补上。在过程考核中，老师应预留出一定的时间用于教学答疑环节，以便收到更好的教学效果。
三、结语
建筑力学是工程管理专业的一门很重要的基础课，是后续专业课的基础，如何进行有效的课程教学，是非常重要的。本文主要在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了一定的探索，并将这些方法运用到教学实践中，学生的学习热情有所增加，考试成绩有所提升。在学校组织的匿名教学评价体系中，学生对本课程的教学评价亦比较高，他们认为课程生动有趣，收获颇丰，可见该方法取得了一定的教学效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 魏德敏. 建筑力学[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2] 陈飞昕. 工程管理专业《建筑力学》教学实践探索[J]. 时代教育（教育教学版），2008：220-218.
[3] 王光荣. 工程监理专业《建筑力学》教学之我见[J]. 考试周刊，2012：161.
[4] 亢磊磊. 在《建筑力学与结构》课程教学工作中的探索[J]. 考试周刊，2010：197.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]建筑力学是工程管理专业的一门很重要但是难度较大的基础课，探索适用的教学方法，使得课程教学能取得良好的教学效果具有重要的意义。当前教学中面临诸多困难和挑战，可以在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行探索，并将这些方法运用到教学实践中，能够取得一定的教学效果。
[关键词]工程管理专业；建筑力学；教学研究
[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）02-0088-02
工程管理专业的目标是培养具备土木工程技术及与工程管理相关的管理、经济和法律等基本知识，获得工程师基本训练，具备较高的专业素养和较强实践、创新能力的高级管理人才。开设建筑力学课程的目的是为后续的专业课程如建筑结构、建筑施工技术与组织、建设材料等提供必要的学科基础，同时亦是使得该专业的学生具备初步的力学概念和土木工程技术基本理论方法，为其在工作中更详尽地理解工程图纸中所蕴含的设计构思，准确把握设计意图，深入领会相关设计数据奠定专业知识基础。
作为学科基础课程的建筑力学是工程管理专业的先导课程，若教学效果不好，必将影响到其他课程的教学效果，甚至会制约更多的后续的专业课程（如建筑结构、工程估价、工程项目管理、房地产估价等）的开展。[1]在近三十多年的教学实践中，相关教学工作者对该门课的教学方法等进行了一定的研究。[2-4]然而在随着当今社会对于复合型人才和通才的要求不断增加，对工程管理专业提出了新的要求，这也对工程管理专业的建筑力学课程的教学带来了一系列问题和挑战。本文根据笔者在该门课程中的教学实践，浅谈一些探索和体会。
一、当前教学中面临的困难与挑战
首先，工程管理专业开设建筑力学课程的目的与土木类、结构类专业的目的不同，需要对教学方案进行改革以适应该专业的人才培养需求。根据培养目标，工程管理专业的学生不需要通过熟练掌握详尽的力学计算来进行工程结构构件的具体设计以及计算工作，其掌握力学概念的首要目的是要能够“读懂设计图纸”，准确把握设计意图；其次是能够对主要结构构件的受力特点、常用的结构体系及其在施工过程中相关的受力特点有所了解。这就要求工程管理专业建筑力学有别于土木类、结构类专业力学课程的授课结构体系，不将时间过多放在力学公式的推导和计算上。
其次，由于工程管理专业的学生需要具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识，这要求其人才培养方案涉及多门课程。作为基础课程的建筑力学课程学时不多，涵盖理论力学、材料力学和结构力学三门课程的内容，但由于这三门课程从体系上来说不完全连贯，前后的内容衔接偶有重合，三门课的研究对象不同，对于不同的研究对象所选取的力学模型也不尽相同，因此要在较短的学时内完成三门课程的学习有一定的难度。
再次，工程管理专业的学生理科思维水平参差。由于该专业是文理兼招专业，学生中有一半文科生一半理科生，他们在高中阶段接受的数学、物理培训不同，而进入大学后，仅通过了高等数学的课程学习，没有通过大学物理的进一步学习，且学习效果参差。建筑力学课程承接了物理、高等数学等基础，文科学生的高中数学和物理基础较浅，理科思维相对薄弱，对于建设力学的课程学习有一定的难度，对建筑力学课程的公式推导和概念理解较困难。
最后，理论联系实际较少，与工程实践结合不够紧密。由于建筑力学课程安排在大学第一年的第二学期，学生还没有进行认识实习、生产实习和课程设计等教学环节，对于通过工程现象提炼出的力学模型在理解、接受以及掌握上都有一定的困难，很难将所学内容与工程现象有机结合起来或将所学的力学概念用于工程实际，这使得他们在课程的学习中仅将精力用于公式推导和力学计算，而不是关注力学模型的建立，不仅学生觉得枯燥无味，也背离了教学目的，教学效果欠佳。
二、教学实践中的改革和尝试
（一）根据教学目的，优化课程设计，精选教学内容
建筑力学这门课一般分为理论力学的静力学、材料力学和结构力学三部分，这三部分包括的内容繁多，面临着当前学时少，教学任务重、难度大的问题，我们根据教学目的优化课程设计，精选教学内容。建筑力学是后续专业课如建设结构、建设施工等学习的基础，应根据后续课程的特点将其相关的力学知识详细讲解。譬如建筑结构课程涉及结构设计的基本原理、钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构、多层及高层框架结构、剪力墙结构等。无论任何结构形式都是以结构受力为核心的，其本质是从建筑物的实际结构体系抽象对应的力学模型，描述其受力——传力——破坏过程，这样建筑力学课程就必须包括静力学的基本概念，平面力系及平衡条件，平面体系的几何组成分析，静定结构的内力计算，强度、刚度、稳定性计算，其中重点在静定结构的内力计算，强度、刚度及稳定性计算。
（二）教学内容与工程实践结合
鉴于学生的工程实际经验不足，对力学概念应用于解决工程实际问题较为困难，我们就将教学内容与工程实践结合，让学生认识到所学的力学知识不仅是书本上抽象的定理、公式，而是通过工程实际抽象而来，能够用于解决工程实践的具体问题。
首先，教学内容的每个新的知识点都采用工程实际例子引入，进而建立力学模型，抽象力学概念、公式定理，再进行公式推导，求解。例如，讲解弯曲概念的时候，直接向学生展示当地著名的桥梁结构的受弯构件的受力、变形特点，形象地引入弯曲的概念，再通过该实际的工程实例抽象弯曲力学概念，建立力学模型，进而求解。
再次，精心选择例题的讲解，对于每道例题的力学模型都有相对应的工程实际问题，重视概念的物理现象解释，求解结果的现实现象分析。例如，讲解剪切、挤压力学概念的时候，选取轴与齿轮的链接平键的强度计算作为例题，通过动画和三维给学生展示该机械结构的组成和传力原理，进而提取例题的力学模型，对该模型进行求解，最后将求得的结果在实际工程上怎么应用进行充分分析。
最后，适当引入相应力学理论的发展史，从该力学概念或者理论的发现、发展的工程原因出发，讲述其发展历史，进而讲解该理论的现状。例如讲解压杆稳定性的时候，从加拿大魁北克桥的垮塌事故开始讲解，这是一起强调强度设计而未知压杆失稳造成的悲惨教训，该事故使得桥梁等结构压杆稳定的试验和研究迅猛发展。
（三）激发学生学习兴趣，充分调动学生的学习积极性和热情
兴趣和热情是最好的老师，应在第一节建筑力学课程中就将学生的学习热情和兴趣调动起来，让他们了解力学的重要性和趣味性，通过多个现实生活、身边的例子、热点问题的力学模型进行趣味分析，既对课程进行介绍亦不让学生觉得枯燥乏味。在随后的教学环节，在适当的章节处让学生自己对最有兴趣的工程问题进行力学分析，引导他们通过查阅文献资料自主学习，同时老师进行点评，保持学生对力学的兴趣和热情。
（四）采用多媒体教学，充分利用动画、视频等手段
由于学生的实际经验不足，通过精心准备课件，采用多媒体教学，充分利用动画、视频、力学计算软件等手段将实际建筑结构，结构力学模型，结构的传力形式，变形形态等直观、形象地展现在学生面前，增强感性认识，使学生将课堂与工程实际联系在一起。如讲解平面弯曲杆件的受力、强度、变形等内容时，就通过动画等的形式对桥梁、房屋结构的弯曲构件进行实际结构与力学模型对照分析，通过力学分析软件ANSYS实现显示构件的变形、内力、应力的分布特征讲解，使得原来抽象的知识变得形象直观。
（五）注重平时成绩及过程考核
总评成绩由平时成绩和期末考试成绩构成。这个平时成绩不流于形式，注重过程考核，主要包括平时作业、课堂提问、讨论、报告等内容。由于建筑力学课程是逻辑性及系统性较强的课程，如果其中有一个环节内容没有掌握就势必影响后续内容的学习，通过过程考核情况实现对教学效果的实时反映以便可以根据学生的情况随时调整教学的具体内容和形式。同时，通过过程考核使得学生能跟紧教学进度，能够自测出是否有落下知识点以便及时补上。在过程考核中，老师应预留出一定的时间用于教学答疑环节，以便收到更好的教学效果。
三、结语
建筑力学是工程管理专业的一门很重要的基础课，是后续专业课的基础，如何进行有效的课程教学，是非常重要的。本文主要在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了一定的探索，并将这些方法运用到教学实践中，学生的学习热情有所增加，考试成绩有所提升。在学校组织的匿名教学评价体系中，学生对本课程的教学评价亦比较高，他们认为课程生动有趣，收获颇丰，可见该方法取得了一定的教学效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 魏德敏. 建筑力学[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2] 陈飞昕. 工程管理专业《建筑力学》教学实践探索[J]. 时代教育（教育教学版），2008：220-218.
[3] 王光荣. 工程监理专业《建筑力学》教学之我见[J]. 考试周刊，2012：161.
[4] 亢磊磊. 在《建筑力学与结构》课程教学工作中的探索[J]. 考试周刊，2010：197.
[责任编辑：钟 岚]
