力学教学对城市建筑课程资源的应用

一、课程资源的内涵

校外课程资源，主要包括校外一切资源，如家庭资源、社会人文资源、公共设施资源、城市交通资源、城市建筑资源，等等。课程是人才培养的基本，是组织教学活动的主要依据，课程资源就是保证课程能够顺利进行的有效资源。力学课程资源开发是指探寻一切能够进入教学课堂、能够有效地帮助教师授课、帮助学生学习力学课程的资源。城市建筑中存在丰富、大量的、有价值的课程资源。为了使课程更适应于素质教育特征，实现人才培养的实践性特征，就必须研究如何合理的开发与利用优秀的课程资源，实现力学课程在人才培养中的实践性价值。

二、课程资源开发原则

１．针对性原则每一种课程资源都要服务于不同的课程目标，课程目标界定了教育活动中学生要达到的知识目标、能力目标等。开发及利用力学课程资源就要有针对性地选取来完善课程资源在教学活动中体现出来的作用和功能。但是，由于力学课程资源本身的多样性，同一资源又可以服务于不同的课程目标，所以在开发资源的过程中要保证符合课程目标，使最优越的力学课程资源应用于实际力学教学活动中。

２．开放性原则力学课程资源具有广泛性及开放性等特点，凡是有利于力学教学活动的资源都可以充分利用。

３．适应性原则城市建筑的课程资源开发要尽量选取学生身边的事物，目的是适应学生对这类资源的认知与感受。多种多样的各类力学课程资源充斥在人们身边，只有适应本地区、本学校、本校在校生的力学课程资源才是最优秀的课程资源。不同的力学课程资源在不同条件下利用，就会产生不同的影响，以至于在力学教学活动中这些课程资源显现出来的效果也就不同。所以，对于力学课程资源，个人的态度是要能够适应实际情况，有的放矢。

４．经济性原则在力学课程资源的开发与利用过程中，我们的目的是以最少资本投入到最有效的目的。这里的经济性原则包括在财物上的经济性、在花费时间上的经济性、在开发空间上的经济性。开发能引起学生学习兴趣、培养学生科学价值观的力学课程资源。

５．生成性原则力学课程资源也并非是是一种一成不变的资源，它是一种动态生成性资源，它能够在真实的课堂教学活动中伴随教师和学生的互相沟通与交流中产生的。并且使教学能够在这个基础上不断地动态生成，从而使这个过程中的师生得到不断的发展。这也就意味着，教师在开发与利用力学课程资源时，要把握力学资源的生成性，善于发现、及时捕捉和巧妙利用与发掘那些有利于力学教学活动的资源。

三、城市建筑中力学资源分析

城市建筑在力学方面可以利用的资源是极其的丰富，可以用来研究运动、力、能量等有关力学方面内容。作者类举出一些城市建筑中静力学课程资源如下表：力学从理论上揭示了各种建筑的可行性及使用性。有很多基本的建筑中的现象和原理可以开发并应用到力学课程中，这些资源即形象又生动，最重要的是能够很直观的展现力学方面的有关内容。如果教师和学生能够积极开发城市建筑中的力学课程资源并有效合理地应用到力学课程中去，那么力学课堂必定是生动，富有激情的课堂。

四、城市建筑中的课程资源在力学教学中的应用

１．石拱桥模型课程资源在力学课程中的应用

石拱桥是城市建筑中具有典型特点的一类建筑，相比于其他建筑石拱桥的结构简单，受力情况明显，力学原理突出等特点。符合力学教学课堂的要求，且针对力的合成和分解及生活中圆周运动这两节内容来说，石拱桥资源是一种非常有效的课程资源。将石拱桥简化成图１模型，两侧阴影部分为桥墩，将石砖３、４嵌在桥墩中，１、２的接触面竖直，假设每块石砖的重力为Ｇ，每两面对应的夹角为３０°，图２是取相同的石块六块构成石拱桥模型。将石拱桥简化成这两种模型的目的是让学生学会把生活中的复杂情况简化成熟知的力学模型，以便找出其中的力学规律，锻炼学生解决复杂问题的能力。

在此过程中，学生可以独立探究这两种模型下，每块石砖所受力的情况，根据共点力系平衡条件及力的合成与分解相关知识，解决石砖具体的受力大小及方向。图２展示的模型，经过理论计算可以发现，３号石砖由于受力不平衡，产生加速度，３号砖块会沿着合力的方向滑出，如果不考虑各石砖间的摩擦力的话，１号、２号石砖就会下滑，石拱桥会坍塌。通过学生的实际操作，可以更容易地让他们掌握力的合成与分解的具体步骤与方法，同时通过拱桥的稳定性的考虑可以使学生更清晰地感受到共点力系的平衡与力是如何改变物体的运动状态的力学课程。

２．游乐场“跳楼机”和升降电梯类型资源在力学课程中的应用

力学教学注重联系生活，注重从生活中体验力学知识。很多人在乘坐升降机的时候，在升降机启动和停止的过程中会感觉到不舒服，不舒服的原因就是人们体验到了在竖直方向上的加速度，这一现象就可以用来引出超重和失重现象。引入新课之后，可以引导学生探究人们不舒服的具体原因，即向上启动过程中，加速度向上，电梯对人的支持力大于人的重力，此时为超重状态；当电梯向上停止过程中，加速度向下，电梯对人的支持力小于人的重力，此时为失重状态。利用学生在生活中的实际体验，帮助学生记忆和理解超重和失重现象。

３．过山车课程资源在力学课程中的应用

过山车是各个大型游乐场必备的游乐项目，也是深受不同年龄层的人们的喜爱。在乘坐过山车当过山车行驶至轨道最高点时，会感觉到时而是屁股受到座椅给的向下的压力，时而是肩膀会受到护栏给的向上的支持力，时而感觉自己不受任何力的作用。从过山车这类建筑来看，如果想让游客有最舒服的体验的话，那么过山车就要以临界速度通过轨道最高点。在解决问题的过程中能够帮助学生巩固有关力的合成与分解、圆周运动等知识，让学生体会到力学课程与实际生活的联系。