基于典型结构的建筑力学知识点信息化教学改革
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[摘 要] 建筑力学属于理论性学科，其涵盖内容广，课程公式多，逻辑理论强，少趣味性和实践性且课时少，而建筑结构类型多样化。探讨利用信息化手段将繁琐的理论学科细化成一个个知识点，将典型结构所需要的力学知识点制作成微课，形成一个信息化与传统教学方法相结合的教学体系。
[关 键 词] 建筑力学;教学改革;典型结构;信息化;微课
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）36-0017-03
一、建筑力学在专业教学中的定位
“建筑力学”是一门专业基础课，包括理论力学的静力学部分和材料力学及部分结构力学内容，广泛应用于建筑、市政、水利工程。建筑力学课程是本校建筑工程技术专业与建设工程管理专业的专业基础课程，该课程起到承上启下的作用。在开设该课程之前，首先得先学习高等数学、建筑材料等基础课程，学习完本课程之后，为后设的建筑结构、建筑工程技术、建筑工程项目管理、建筑工程质量安全与管理等课程奠定基础[1]。
二、建筑力学教学中存在的问题
尽管“建筑力学”课程的教学改革一直在进行，但由于建筑力学涵盖内容广，课程公式多，逻辑理论强，少趣味性和实践性，收效甚微[2]。本校人才培养方案为“2+1”模式，其中“2”指在学校学习时间为2年，以修够学分为合格，而其中的“1”指的是学生去工作单位顶岗实习1年，以至于课程都压缩在前2年，课时大幅度减少，由原来的84节缩减到42节，而高职学生理科基础普遍薄弱，且70%以上的学生是文科毕业。很多学生从一开始就被复杂的公式和抽象的理论吓住，从而产生抵触、厌学的消极情绪。现有高职教材不符合高职特点，其内容和知识体系与本科教材一样，只是删除其中的一些知识点而已。教师在教学时很难合理取舍教材内容和调整讲授顺序，从而导致讲授的知识零碎、缺少连贯性与主线[3]。由于课时少，课程篇幅大，课程本身属于工科较难学科，如何让学生在较短的时间内掌握最基本的知识点，能够与实际相结合，同时让学生对课程产生兴趣，不感觉枯燥是该课程改革的核心。
三、课程教学改革思路
对内容多，学时少，理论知识点深奥，学生基础薄弱，概念抽象难以与实践相结合的课程，我们需要通过调研，基于典型结构针对不同专业、不同岗位学生所学的深度做课程知识点规划，形成知识点体系，通过微课将核心知识点更加形象地展现出来，进一步深化理论与实际的融合。微课（micro-lecture），指的是微型视频网络课程。2008年美国学者戴维·彭罗斯首先提出了微课的概念，他设计了1～3分钟的视频或音频，供学生学习并指导学生完成课后任务。教学视频短小精悍，在学生注意力最集中的时间内讲解知识并解决问题，非常受学生欢迎。彭罗斯认为微课既可以作为一种知识挖掘的工具，也可以作为知识脉冲[4]。根据彭罗斯的說法，微课设计包括5个步骤：（1）将传统时长为1小时左右的课程所涵盖的主要内容或概念罗列出来，这些将是微课的核心内容。（2）归纳出15～30秒的介绍和结论，为微课的核心概念提供背景。（3）用摄像头将上述内容记录下来，时长不超过3分钟。（4）设计微课的后续任务，引导学生通过一系列活动对相关概念做进一步的探索。（5）结合书面作业使学生对所学内容进行巩固[5]。
四、课程教学改革实施
（一）建筑结构分类
建筑结构分类有很多种分法，按材料来分，按组成建筑结构的主体结构形式划分，按组成建筑结构的主要建筑材料划分为钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构;按组成建筑结构的主体结构形式划分为框架结构、框架剪力墙结构、框支剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、桁架结构、拱形结构、钢索结构。
（二）典型结构建筑力学对应的基本知识点体系
建筑力学分由理论力学和材料力学以及结构力学组合而成，建筑力学课程知识体系包括基础部分和拓展部分如图4所示，其中基础部分为学生着重掌握部分，拓展部分为学生提升部分不要求掌握。而对高职高专的学生主要是要掌握前面两大力学基础部分。对不同建筑结构力学知识点有所差异，其中以框架结构为例（如图5），进行构件拆分，形成框架结构力学分析知识点体系，从而举一反三，对所有框架结构按这样进行拆分与分析。学生学习更加有目的性能在脑海形成基本结构的分析思路和知识点体系。
（三）将典型结构知识点录制为微课
通过调研和整理出来的数据，我们对现代社会主流的典型结构所对应的知识点进行微课录制，微课录制需要的材料非常多，需要对知识点进行细化并搜素素材结合动画来讲解。微课是讲解知识点最好的表现形式，它能通过短短的几分钟浓缩大量的素材和动画，把抽象的知识点讲透。因为微课的直观性和高效性，所以微课的制作对一门理论课程的授课至关重要。用微课把一门课所有的知识点展现出来，虽然需要花费教师巨大的精力，但对学生来说是一笔宝贵的财富，对教师后期的授课也是如虎添翼，教学效果提高显著。图6～图8是作者最近几年就建筑力学这门课程所做的几个微课，分别参加了广西区教育厅和中国南方现代林业教育集团微课比赛。
（四）用PPT结合微课讲解理论知识点
教学方法的改进对授课效率有直接影响，我们不能只用传统的“PPT+黑板、粉笔”来授课，因为建筑力学理论性非常强，需要空间想象能力的同时还需要对建筑结构的受力破坏过程非常理解，而力是一个看不见也摸不着的东西，犹如电一样，固然需要剖析结构内部的力，需要我们通过制作微课把理论知识形象化，让学生从根本上去理解并加以应运。用PPT结合微课讲解知识点是一种现代化教学手法，也是教学的趋势，能使授课效率和效果大大提升，学生学习兴趣也会明显提高。 （五）结合典型案例分析理解知识点
在项目教学法中，根据具体的工作任务引入相应的实际工程案例，将工程案例进行剖析，从力学的角度解析需要用到的知识点，利用所学知识点对案例进行分析、开展讨论，实现师生互动，加深学生对所学知识点的理解，从而理解如何从力学角度分析问题，提高动手能力。
（六）校本教材的研究与撰写
现在市场上课程教材五花八门，建筑力学教材有的知识点太过繁琐，理论推导过多，内容太过深奥，不适合高职高专的学生，有的太过简单，知识点没有讲解透彻，没有和实际案例结合。教材选择太多，反而很难找到一本最适合的教材。所以，通过调研和整合，能够编订一本校本教材，与现代实际工程理论相结合，让学生学起来更加轻松，精准，老师上课也更加熟练，可以节省更多时间去研究和改进教材。
五、结语
通过教学改革，本校建筑力学课程的教学取得了一定的成效。学生从刚开始的拒绝，到开始接受，到最后的热爱，学生的听课效率得到明显改善。但对高职高专的学生，由于其底子本身就差，在教学中虽然通过知识整合结合微课可视化，听课积极性明显提高，但学生理解还是比较慢。本课程的教学改革仍然任重道远，知识点的细化、案例的精选以及校本教材的研究与撰写、教师团队的優化、教学方法的多样化等都需要团队老师和学生共同努力，并进一步促进教师教学改革及课程研究的积极性，不断完善课程改革方案，提高学生的学习积极性与参与度，使学生能学好扎实的本领，为社会做出更大的贡献。
参考文献：
[1]郭诗惠.应用型本科高校建筑力学课程教学改革研究[J].南阳师范学院学报，2011，10（3）：116-118.
[2]魏德敏，张敏.IEET背景下工程造价专业建筑力学的教学改革[J].教育现代化，2018，5（49）：106-108.
[3]陶莉，戴庆斌.高职《建筑力学与结构》课程教学改革初探[J].成人教育，2012，32（9）：105-106.
[4]赵慧，蒋挺.基于微课的“翻转课堂”在高校教学中的应用[J].中国成人教育2017（1）：97-99.
[5]梁乐明，曹俏俏，张宝辉.微课程设计模式研究：基于国内外微课程的对比分析[J].开放教育研究，2013（2）.
◎编辑 赵瑞峰
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