廣州大學(xué)建筑學(xué)專業(yè)建筑力學(xué)課程教學(xué)評價體系改革與實踐

燕樂緯，梁穎晶，陳柳潔，張永山

（廣州大學(xué)土木工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

建筑力學(xué)課程是建筑學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容和考核方式都向土木類各專業(yè)的力學(xué)課程看齊，忽略了建筑力學(xué)課程的特殊性。本文對建筑力學(xué)課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)評價體系進(jìn)行了深入研究，提出了一系列切實可行的改革方案并進(jìn)行了實施。

一、教學(xué)理念與評價體系改革

根據(jù)建筑學(xué)專業(yè)開設(shè)建筑力學(xué)課程的目標(biāo)，建筑力學(xué)的教學(xué)應(yīng)當(dāng)首先突出定性分析能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)基本的定量分析能力，了解定量分析的理論和基本方法，以及有意識地培養(yǎng)建筑師理性思維能力。在上述教學(xué)理念的指導(dǎo)下，對建筑力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容和方法做出了相應(yīng)的改革和調(diào)整。其基本思想是教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)以課程的開設(shè)目標(biāo)為導(dǎo)向，與建筑學(xué)專業(yè)的設(shè)計實踐充分結(jié)合。其中一個重要舉措是鼓勵學(xué)生在建筑設(shè)計的實踐中積極主動地利用力學(xué)和結(jié)構(gòu)知識，指導(dǎo)學(xué)生與土木工程專業(yè)的學(xué)生組隊共同參與各類建筑設(shè)計項目及競賽。與這一教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)，提出了一套自成系統(tǒng)的教學(xué)評價體系。

二、教學(xué)實踐

以上教學(xué)改革理念和內(nèi)容自2012年開始著手研究，到2013年基本完成整個理論體系。2013年9月起開始在2012級建筑學(xué)專業(yè)的建筑力學(xué)課程教學(xué)過程中實施，至今已推行6年，涉及2012—2017級的建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生532人，取得了良好的效果。根據(jù)教學(xué)評價體系，要求學(xué)生提交力學(xué)課程大作業(yè)和建筑設(shè)計過程中的力學(xué)知識應(yīng)用報告各一份。前者是為了促進(jìn)學(xué)生們自覺拓寬力學(xué)視界，將力學(xué)理論知識與工程和生活實踐相結(jié)合，在深入理解理論知識的同時，分析和理解生活中的力學(xué)問題。后者是為了促進(jìn)學(xué)生們主動將力學(xué)知識與建筑設(shè)計實踐相結(jié)合，學(xué)以致用，利用所學(xué)到的力學(xué)和結(jié)構(gòu)知識充實和完善其建筑設(shè)計。

三、力學(xué)課程作業(yè)考核

1.課程作業(yè)涉及的內(nèi)容。以2016—2017學(xué)年第一學(xué)期為例，廣州大學(xué)建筑學(xué)專業(yè)有3個班級87名學(xué)生參與了建筑力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，除2名外籍學(xué)生外，其余85名學(xué)生全部參加了力學(xué)課程作業(yè)的考核。作業(yè)內(nèi)容主要涉及建筑設(shè)計和構(gòu)造大賽、結(jié)構(gòu)工程中的力學(xué)問題、力學(xué)與生活以及力學(xué)課程的學(xué)習(xí)等多個方面。力學(xué)課程作業(yè)涉及內(nèi)容：設(shè)計和構(gòu)造大賽24%；力學(xué)與生活26%；機(jī)械工程7%；結(jié)構(gòu)工程中的力學(xué)問題27%；力學(xué)課程的學(xué)習(xí)9%；其他7%。

2.作業(yè)情況分析。（1）大部分作業(yè)能夠?qū)⑺鶎W(xué)的力學(xué)知識與工程和生活實踐相結(jié)合展開討論，反映出這一課程作業(yè)確實起到了提高學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)課程的積極性和自主性的作用。（2）教師的課堂講授方式對學(xué)生們的引導(dǎo)作用十分明顯，教師們在課堂上提到過的理論知識在生活、工程設(shè)計以及施工實踐中的應(yīng)用，都會給學(xué)生留下較為深刻的印象，使學(xué)生對相關(guān)的理論知識和工程應(yīng)用有更加深入的理解，并主動反映在力學(xué)課程的相關(guān)作業(yè)中。（3）部分學(xué)生積極在建筑設(shè)計中引入力學(xué)和結(jié)構(gòu)知識，在所參加的建筑設(shè)計和營造大賽中進(jìn)行了實踐，激發(fā)了其對建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)同合作的深入思考，使其對建筑師的職責(zé)有了更為深刻的認(rèn)識?？傮w而言，力學(xué)課程作業(yè)作為一種考核方式，不僅滿足了本課程對力學(xué)知識廣度的考察要求，對于促進(jìn)學(xué)生積極學(xué)習(xí)力學(xué)和結(jié)構(gòu)課程也起到了十分重要的作用。

3.建筑設(shè)計和構(gòu)造大賽中相關(guān)作業(yè)分析。與建筑設(shè)計和營造大賽相關(guān)的作業(yè)共收到37份，其中部分作業(yè)是多人合作參加同一賽事同一設(shè)計，從不同的角度進(jìn)行闡述。今將其中力學(xué)概念清晰、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的部分作業(yè)給出簡要介紹，其基本情況見下表。

編號為171002的作業(yè)參加了“2015年廣州大學(xué)建構(gòu)大賽”，建造了實體木制框架結(jié)構(gòu)。作業(yè)中對所用的梁柱聯(lián)合承重體系進(jìn)行了強(qiáng)度校核，并討論了連接件的受力及可能出現(xiàn)的破壞。為實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在跨度較大的梁和柱的節(jié)點處增加了斜撐，降低了結(jié)構(gòu)的自由度，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的安全性。

編號為172026的作業(yè)參加了2016天華華南營造大賽并獲獎。其作品是一個全木單間框架結(jié)構(gòu)，最初的設(shè)計缺乏結(jié)構(gòu)概念，所有構(gòu)件采用同一尺寸，造型雖然優(yōu)美但承重體系不明確，荷載傳遞路徑存在較大缺陷。經(jīng)與力學(xué)課程授課教師討論，將其中部分構(gòu)架設(shè)計為梁和柱，加大了尺寸，并加強(qiáng)了連接，明確了荷載傳遞路線，使之成為支撐整個結(jié)構(gòu)的骨架體系。

編號為171040的模塊化共享木結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計了一個帶有可活動分隔墻體的木框架結(jié)構(gòu)，靈感源于我國古代的屏風(fēng)。其作業(yè)對選擇木結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的論述，比較了木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和造型方面的優(yōu)缺點。

編號為171052的作業(yè)名為“駐燈”。為呼應(yīng)所參加的環(huán)保設(shè)計大賽的主題，擬用兩個廢棄的5加侖純凈水水桶制作一個放置于花園地面上的路燈，同時可以當(dāng)作座椅使用。初步的設(shè)計計劃是將兩個水桶口切割開，相互套入之后用螺栓連接。后來經(jīng)過分析，認(rèn)為切割難度較大，還破壞了水桶結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，改用了塑料套管連接桶嘴的方式進(jìn)行了連接。

編號為171073的作業(yè)擬用廢棄的純凈水桶制作一個環(huán)保仰臥起坐健身器，遇到的主要困難是，空的純凈水桶局部受力時會產(chǎn)生比較大的變形，有時甚至不能恢復(fù)。為解決這一問題，在整個健身器材外面包了一層帆布并裹緊，使得單個水桶的局部荷載分?jǐn)倿槎鄠€水桶的分布荷載，水桶的受力和變形情況大為改善。

四、結(jié)語

廣州大學(xué)建筑力學(xué)課程采用革新的教學(xué)評價體系以來，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)課程的積極性，促使學(xué)生主動將力學(xué)知識與建筑設(shè)計結(jié)合方面起到了重要作用。其中力學(xué)課程作業(yè)考核作為評價學(xué)生掌握力學(xué)知識深廣度及工程實踐應(yīng)用能力的評價方法，得到了學(xué)生的廣泛認(rèn)可。所提交的作業(yè)顯示出學(xué)生們能夠在生活實踐和各類建筑設(shè)計/營造大賽中自覺利用力學(xué)和結(jié)構(gòu)知識進(jìn)行分析和討論，積極完善設(shè)計方案，初步踐行了建筑和結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計的理念。這一理念對于培養(yǎng)知識結(jié)構(gòu)合理、具備創(chuàng)新理念、能夠統(tǒng)籌考慮建筑設(shè)計全局工作的未來建筑師具有重要意義。