二力桿在建筑課堂上的應用獲獎科研報告

二力桿在建筑課堂上的應用獲獎科研報告摘要：建筑力學不但是中等職業(yè)教育建筑工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，而且是中職高考的一門科目，讓學生既能在高考中取得優(yōu)異的成績，又能在未來工作崗位中運用所學的專業(yè)知識。力學源于生活，要讓學生從課本中走出來，體驗生活中的力學，從而鞏固知識。

關鍵詞：建筑力學二力桿信息化課程改革

一、力學起源

建筑力學不但是中等職業(yè)教育建筑工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，而且是中職高考的一門科目。我從任教以來開始教《建筑力學》，到現(xiàn)在已經第五個年頭，教學內容基本都了然于胸。此外，我也任教過建筑識圖、建筑測量、監(jiān)理實務等課程。不同課程的教學，讓我對《建筑力學》這門課程在教與學兩方面有了更加深入的了解，學生在不同的課程方面，有不同的需求。集百家之長，將各科教學方面的特點融于《建筑力學》課程教學。

力學知識最早起源于對自然現(xiàn)象的觀察和在生產勞動中的經驗，人們在建筑、灌溉等勞動中使用杠桿、斜面、汲水器具，逐漸積累對平衡物體受力情況的認識。

鑒于力學的由來是來源于生活生產，我們不能簡簡單單地讓學生的學習只停留在書本中，而是要將學生從課本中拉出來，回到生活實踐中，讓他們真正體會到力學不是在課本當中的，而是實實在在存在于生活之中的。通過游戲+信息化手段+實踐操作，以學生為主體，老師為輔助，吸引學生的注意力，提高教學質量。

二、面臨問題

（一）教材的選擇

目前選用的教材為建筑工程施工專業(yè)課程改革成果教材，教材囊括浙江省中等職業(yè)學校建筑工程施工專業(yè)教學指導方案及《《建筑結構抗震設計規(guī)范》（GB50011—2010）、混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010—2010）、《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖》（11G101—1—3），并參照國家相關職業(yè)標準和行業(yè)崗位技能鑒定的規(guī)范。不難看出教材雖然整合了現(xiàn)階段建筑領域的建筑設計相關內容，融合了專業(yè)崗位相關專業(yè)人員的專業(yè)知識，但是教學內容繁多、課時量少，缺少相應的建筑力學知識銜接，導致硬生生地將知識灌輸給學生，不能有效提高力學與結構方面的應用能力。教材內容相當豐富，但過于豐富，會適得其反，造成內容雜亂無章，針對性不強，不利于提高課堂教學效率。

（二）課堂反饋

在目前課程教學改革與高考考綱的指引下，教師對課堂教學的方式、內容進行合理的整合與加深，但是在實際每堂課上仍然感覺累，尤其在課改之前的幾年里。這種累，不僅僅是身體上的累，更是在內心深處對自己否定的那種累，總感覺心中苦無處言表，心有余而力不足。課堂上，我準備好自認為一看就能理解原理的PPT，播放動畫，用投影儀把計算過程投影在屏幕上，通過討論、動畫等方法一步一步引導學生理解概念，熟悉計算方法。短暫的討論，PPT展示的圖片與動畫確實能激發(fā)學生一時的興趣，但是由于力學計算與結構設計本身的枯燥乏味和難度較大，學生還是無情地把自我給放棄了。一些學生干脆直接趴下，睡覺或做自己的事情；一些學生雖然坐著，但是眼神中顯出老師我想學可是真不懂，我在發(fā)呆。幸好還有一部分學生抬著頭，能跟上我的節(jié)奏。看著他們的狀態(tài)，深知《建筑力學》對建筑專業(yè)學習的重要性的我，有一種無奈，又有一種失落。我常常自我反省，作為一門高考科目，為什么我的課堂上總是這么幾個人在聽？為什么原先在聽的學生現(xiàn)在都不要聽了呢？為什么有些學生從頭到尾就沒聽過呢？每年我會與不同的學生聊天，也會與畢業(yè)的學生交流，一起討論關于怎么上力學課才是最合適的。

（三）學生反饋

學生由初中升入高中，考不上普高，只能選擇職高。本專業(yè)由于現(xiàn)在建筑行業(yè)的整體不景氣，使學生在選擇中職專業(yè)時，已經不優(yōu)先考慮建筑專業(yè)。這樣的情況下，本專業(yè)學生的數(shù)學、物理等課程的基礎薄弱，導致對本門偏向理科方面的課程學習興趣不高，重視度不夠，甚至聽不懂。在與學生交流后，我總結了幾點問題：（1）我們本來就不怎么喜歡聽課，而且大多數(shù)時間都在聽，聽著聽著就不想聽了；（2）計算過程好像是聽懂的，但是讓我自己做做，好像又不怎么行了；（3）我也很想好好聽講，可是PPT一用，課堂昏暗，然后理論一聽，完全是在為我睡覺做準備；（4）討論的時候挺有趣的，動畫也挺有用，回答問題的時候也是有點緊張、激動的，但是這種有趣、緊張、激動的時間太短了；（5）我感覺寧可一直做題目，也比聽課有意思；（6）我知道高考要考，我也想去高考，可是我數(shù)學方面計算能力差，空間想象力不豐富，老是學不會。

三、創(chuàng)新改革

（一）教學目標

1.高考目標

隨著高考改革的進行，中職高考也步入了一個新的時代。《建筑力學與結構平法識圖》這門中職高考必考科目分為上機考與筆試兩部分內容，上機主要為結構平法識圖方面的知識要點；筆試主要涉及理論力學、材料力學等的相關內容。力學在高考專業(yè)總分300分的分數(shù)中將近有100分左右，比重占到1/3，可以說力學在高考中占有相當重要的地位。這使得學生想在高考中取得優(yōu)異的成績，學好力學是不可或缺的。

2.就業(yè)目標

力學知識最早起源于人對自然現(xiàn)象的觀察和在生產勞動中所得到的經驗。人們在建筑、灌溉等勞動中使用杠桿、斜面、汲水器具，逐漸積累對平衡物體受力情況的認識。力學源于生活，所以最終必將回歸與生活。學生學習建筑專業(yè)相關知識，最終的目的還是就業(yè)。力學無不存在于生活之中，學習力學知識，我們無非是把先輩們的經驗傳承了下來，再回歸生活，可以說我們是站在巨人的肩膀上的，學習知識后，馬上能投入到實際生產之中，事半功倍。（二）改革方式

根據(jù)中職教育的高考與就業(yè)兩大方向，結合建筑專業(yè)人才培養(yǎng)方案對建筑各崗位核心、知識和素質的要求，在選擇性課改的大環(huán)境下，秉承“做中有學，學中有做”中心思想，貼近高考，貼近學生，能適應現(xiàn)今建筑行業(yè)新趨勢，在教學中堅持以教師為輔助、學生為主體的方針，把課堂讓給學生，讓學生自由發(fā)揮。形成新的教學內容框架，如圖一：

四、課堂設計

課前，指導學生認真閱讀實訓任務書，明確實訓內容，開展網(wǎng)絡學習完成引導文問題，再讓學生玩橋梁建筑游戲、拍攝身邊桁架圖片，引起學生學習的樂趣。

學生在學習過程中會出現(xiàn)各種困難，我鼓勵他們在QQ群里發(fā)布問題，班級成員或者小組成員進行初步解答，完成第一輪的疑難解答，接著組織每組的組長將問題進行記錄、整理，并發(fā)送給老師。

我根據(jù)每組的問題和實訓知識進行整合、分析、提煉，以便在課堂上進行針對性的討論和解答。大多數(shù)同學提出的問題自然成了本節(jié)課的重點，大家都無法解答的問題就是難點所在。這樣，在課堂環(huán)節(jié)就能更好地突破重點，化解難點。

在展示交流環(huán)節(jié)，采用小組合作交流的方式，由學生展示游戲闖關成果，交流桁架結構特點和草圖設計理念，以增強學生學習信心。在討論過程中，針對引課導引導文問題，展開答案交流，并辯論答案的正確性。學生的討論過程就是知識的內化過程，使學生的學習就從傳統(tǒng)教學的模仿升華到應用，將知識真正據(jù)為己有。

（一）巧用力學求解器

內力計算是學生的一個薄弱環(huán)節(jié)，但是結構分析、荷載的分析、內力求解與分析又是結構構件受力分析不可或缺的部分，內力計算的煩瑣及計算的難度，不借助信息化手段無法完成桿件的受力分析。通過“結構力學求解器”軟件的輔助，避免了復雜的內力計算過程，使學生能順利完成桿件的受力分析。弱化計算過程，回避學生弱勢，強化了實際應用能力，讓學生了解到，現(xiàn)代科技的發(fā)達，已經不需要手工來計算，轉而由計算機來代替，但計算軟件的計算，源于手工計算。利用力學求解器，將重點放在結構體系分析與內力分析上。

（二）ShetchUP軟件建三維模型

立體建模是否具有科學性、合理性直接影響搭建模型時下料的準確性的強弱，通過SKETCHUP軟件進行模擬建模，以確保所搭建的模型能符合材料的經濟性、結構的穩(wěn)定性。為實現(xiàn)預期的教學目標，幫助學生更好地理解建筑的實物，本堂課在實施過程中借用ShetchUP軟件建立三維模型，使得抽象的平面模型立體地反映在學生面前，讓學生能夠更好地認識各結構構件。

（三）力學知識應用

1.實物搭建

通過力學求解器分析了構件的組成、內力情況，在此基礎上，通過ShetchUP軟件根據(jù)不同桿件的受力選取不同顏色的桿件，以及其相應的拼接，從平面到三維轉變。但是我們不僅僅為了學習課本的知識，最終要步入社會，回報社會。動手將自己所設計的桁架，作出實物模型，讓學生真正體會建筑從設想到建設的整個過程。按照企業(yè)的工作流程與模式，通過小組分工、領取材料、下料、桿件拼裝等環(huán)節(jié)完成模式搭建任務，讓學生在校期間步入企業(yè)工作模式。

2.作品評測

建筑物在某種程度上講是一件藝術品，它不僅受到作者自己的欣賞，而且受到社會各界的評價。學生制作的模型也需要評價這個環(huán)節(jié)，測試評價分為學生自評、互評、教師點評等多元化的評價方式，提高崗位認知，通過組間相互評價，強化學生的競爭意識。

五、結語

從整個教學流程來看，體現(xiàn)了將桁架制作的工作過程引入常規(guī)實訓教學中，達到了模擬職業(yè)環(huán)境的初衷。借助網(wǎng)絡信息化平臺，加大了課堂的密度和容量，實現(xiàn)了由課內向課外的延伸。以任務驅動整個教學