緊扣設計實踐需求 重構建筑力學教學范式 ——探尋課程教學與設計應用融合路徑

建筑力學是建筑學、建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，屬必修課性質，包括理論力學、材料力學和結構力學幾部分。通過學習，要求學生掌握一般建筑結構的組成方式與受力性能的基本概念及必備基礎知識，具備對結構內力和位移進行分析計算的初步能力。然而，當前建筑力學課程教學中，力學理論內容抽象、計算復雜，許多學生難以理解其與后續(xù)建筑設計實踐的直接關聯。進入設計課程階段，由于學生運用力學原理進行分析的能力不足，導致設計方案在結構合理性與可行性上有所欠缺?；诖耍疚膶⑻綄ね苿咏ㄖW課程教學內容與建筑設計實踐深度融合的具體路徑，力求為培養(yǎng)具備扎實技術功底與創(chuàng)新設計能力的復合型人才提供教學策略方面的參考，助力學生成長。

在力學教學中引入真實設計案例

教師可從各類建成項目中選取典型范例，在講解梁的彎曲理論時，重點展示某一實際建筑中梁的尺寸與跨度關系，幫助學生理解設計師選擇特定高度和寬度的梁的原因。講解時，先說明建筑的用途、造型特點及場地條件，再指出其在結構上存在的難題，引導學生運用所學的力學知識，分析結構的受力狀態(tài)與變形趨勢。最后，結合實際工程采用的結構方案，解釋設計師如何通過調整構件尺寸、改變支撐方式或選用特殊材料解決這些問題，進而助力學生將抽象的計算能力轉化為具體的設計能力。

不同教學階段應匹配不同復雜程度的案例，初期學習基礎概念時，選取結構簡單的小型建筑，便于學生理解基本受力關系，后期則引入大型公共建筑案例。通過這樣的階梯式訓練，學生能逐步學會以力學思維審視建筑問題，在設計課程中主動考量結構可行性。當學生看到力學知識真正解決了現實中的建筑難題，對課程價值的認同感會顯著提升。

重點講解設計規(guī)范背后的力學原理

教師在建筑力學課上講解設計規(guī)范時，應讓學生明白規(guī)范中的每一條要求都源于基本的力學原理，并幫助他們透徹理解這些原理。

例如，規(guī)范中對混凝土梁最小配筋率的要求，其原理在于混凝土自身抗拉能力較弱、易開裂，而鋼筋具有良好的抗拉性能。配置足夠的鋼筋后，即便混凝土發(fā)生開裂，梁也不會突然斷裂。教師應講清楚這一規(guī)定主要是為了防范哪種危險情況，從而讓學生真正認識到，設計規(guī)范是基于科學原理保障建筑安全的重要工具。

再舉個課程案例，有關規(guī)范規(guī)定樓板不得過薄，這背后關聯著樓板作為一塊薄板在受力時的彎曲變形理論：樓板過薄會導致剛度不足，既影響使用功能，也威脅結構安全。講解時，教師可適當結合實際工程案例，說明不按規(guī)范施工可能引發(fā)的嚴重后果。長此以往，學生既能自覺遵守規(guī)范以保障安全，又能在需要進行創(chuàng)新設計時清晰把握安全邊界。

教授方案階段適用的簡化估算方法

在建筑力學課程中，估算方法基于力學基本原理，但經過合理簡化處理，能幫助學生快速抓住結構受力的主要特征和關鍵限制條件。

對于常見的梁、柱、樓板，教師可教學生運用跨度與高度的比例關系，快速估算其所需的高度或厚度。對于框架結構，可通過層高與層間變形的大致比例，初步判斷結構抵抗側向力是否充足。教學中，教師需清晰說明這些簡化方法的適用場景及誤差范圍。學生只有理解了其中的基本原理，才能在方案推敲過程中真正運用力學知識進行思考。

教師應指導學生如何依據初步設計構想選擇適宜的估算方法，以及如何通過解讀估算結果判斷方案的合理性。若估算得出的梁高遠超出建筑允許的高度，則表明當前的結構布置存在不合理之處，需要進行調整。

同時，要讓學生明白結構可行性應該在設計一開始就考慮進去，估算的結果是影響設計形態(tài)的重要依據。反復練習，學生就能逐漸學會在設計初期運用力學知識去判斷和避免明顯的結構問題，從而做出更合理、更可行的方案。

協調力學課程與設計課程的教學進度與內容

協調建筑力學課程與設計課程，需確保兩門課程的關鍵知識點在時間安排上相互呼應。當設計課程即將引導學生思考空間布局與初步結構體系時，力學課程應同步講解結構體系的基本類型及其主要受力特點與適用場景。當設計課程進入方案深化階段，學生需初步確定主要構件的尺寸與位置時，力學課程則應同步講授梁、板、柱等基本構件在簡單荷載作用下的受力行為。兩門課程的協同配合，能夠確保學生在設計實踐中遇到具體問題時，恰好具備或正在學習解決該問題所需的基礎力學知識與實用工具，從而顯著提升知識應用的時效性與有效性。

建筑力學課程的教學內容還需優(yōu)先強化與建筑設計直接相關的核心概念，包括荷載傳遞路徑、關鍵構件受力狀態(tài)等，適度簡化對方案初期影響較小的復雜理論推導與精確計算。

同時，力學課程應積極引入設計課程中正在或即將使用的結構案例、設計任務書中的邊界條件，有意識地引導學生運用正在學習的力學知識來思考設計的合理性，從而真正理解結構邏輯對建筑設計的作用。

建筑力學課程教學內容與建筑設計實踐結合，需要在力學教學中引入真實建筑設計案例、重點講解設計規(guī)范背后的力學原理，教授學生方案階段適用的簡化估算方法，協調力學課程與設計課程的教學進度與內容，從而提升建筑力學課程教學實效性，以及學生設計方案的合理性與可行性。后續(xù)可探討如何更有效地將數字化工具引入教學，輔助學生進行快速結構性能模擬與方案優(yōu)化，從而提升學生的實踐能力與創(chuàng)新思維。

文章來源：《中國改革報》 http://m.12-baidu.cn/w/qt/35708.html