構造力学の勉強法

構造力学の勉強法 その1

結論

「試験に受かる」ために構造力学を学ぶ場合は、少しの理解と、公式の暗記割りきりが必要です。少しの理解は、私の経験上中学生でも理解可能です。
後述しますが、構造力学は数学を道具とした理論体系なので、時間さえあれば、どんな問題も手計算で解けます。でも、試験時間は限られているため、一部は暗記するしかありません。
また、ある程度理解したらスグに問題に取り組むことです。それも、少ない問題を繰り返し。

しかし、構造力学という「学問」を学ぶ場合は、じっくり理解するしかありません。
構造力学という学問は、数学(微分、積分など)を道具にして理論的に導かれます。
それに、最先端の研究を除き、どこかに文献があります。
理解するためには、何回も理論式を自分で追うしかありません。目で見て追うより、手で書いて追ったほうが理解が早いと思います。
最近では、ネット上に大学の先生がご自身の授業用にお書きになった構造力学の教科書がたくさん落ちています。無料とは思えないクオリティの高いものがたくさんあります。

話は一部それますが、構造設計になると実験則、経験則や統計調査の結果などが必要になります。実務に使うのならば、学会の書籍、黄色本に書いてあります。

勉強法について以下に詳しく書いていきます。

試験に受かる勉強法

試験のために、構造力学を学ぶためには、先述したとおり、少しの理解と暗記が必須です。ただ、なんでもかんでも暗記する必要はありません。試験に出る部分だけ暗記すればいいです。

また、「苦手な力学で2~3問くらい解ければ御の字!」とお思いなら、暗記する内容も減ります。

最低限理解することは、「力」および「力のモーメント」の釣り合いの概念、反力の求め方応力の仮定のやり方、位です。試験に出る程度の問題なら、数学知識は簡単な三角関数と四則演算で済みます。トラスを捨てるのであれば、三角関数は必要ありません。

そして、私の長年の経験上、特に理解できない方が多いのが、

「応力の仮定」

です。

構造力学が苦手な方で、真面目に取り組んでいる方ほど理解できません。でも、あなたが悪いワケではありません。

教科書や教え方が悪いんです!

一般的な教科書や、教え方ではコトバの矛盾が生じます。
その部分を明快に解決すれば、構造力学の理解は飛躍的に進みます。中学生でも理解できます。
でも、どうしてもダメな方は、手順として割り切ってくれれば、梁やトラスの応力算定問題は完璧です。その部分は長くなるので、後日別記事としてアップします。

先ず手を動かす

少しの理解が出来たか、手順として割り切ってくれたならば、とにかく問題を解いてください。一から十まですべてを理解する前にです。

このとき絶対必要なことは、

問題を解く手順を省略せずに、紙に手でしっかりと書く

ことです。慣れてくれば頭で考えられる部分は省略してください。ただ、慣れるまでは、ベタな解き方をしっかり紙に手で書いてください。

そして、「手順どおりに問題が解けた」という実感を味わってください。

また、

少ない問題を繰り返し解く

ことです。いきなり10問くらい解くことはダメです。せいぜい2~3問くらいです。それを繰り返してください。
解法を理解したのか、単に解き方を暗記したのかわからなくなるまで繰り返してください。
そして、また次の2~3問を解く。これを数回繰り返せば、試験に受かるレベルに達します。
ただ、回数は人により違うので、具体的に何回とはかけません。センスがあれば、1回の繰り返しで習得できますし、センスがなければ何回も繰り返す必要があります。

スポーツを習得する手順と同じ

不思議なことに、「勉強」となると、一から十まで理解してから取り組む方が多いですよね。また、繰り返しを嫌う方も多いです。
でも、「スポーツ」だと、先ずはやってみたり、繰り返しを嫌う方は少ないですよね。

人間がアタラシイコトを習得するプロセスは同じなのに不思議ですよね。

例えば、サッカーを習得することを考えてください。

最初から、試合全体の戦術を学ぶでしょうか?。
また、過去の試合を分析してどうすればよりよい試合展開になるか分析するでしょうか?。また、特定の場面を想定して練習するでしょうか?

普通はドリブルとかパスとかの練習から始めませんか?。
厳しいところだとランニングからでしょうか?

少なくとも、ある程度説明があってから、体を動かし、やってみるところからはじめますよね。
例えば、ドリブルのやり方なら、「ドリブルはこうやってやるよ~」と説明があり、次に実際にドリブルをやりますよね。そして、ある程度は繰り返しドリブルの練習をしますよね。
でも、ドリブルが完璧になるまで、ほかの事をやらないってないですよね。

ある程度ドリブルが出来るようになったら、パスの出し方とか、ヘディングの仕方とかをやりますよね。

そうやって、部分を理屈で学び、実際に体を動かし習得し、ある程度できるようになったら次の段階へ。センスがあればスグに覚えるし、センスがなければいつまで経っても覚えられない。

そういう流れではないでしょうか。

構造力学を習得することも同じです。というか、すべての学問、技能、技術が同じじゃないでしょうか。

どの分野でも、初学者が全体像を把握することはほぼ出来ません。だから、部分ごとに分け、それを体を動かし繰り返し繰り返し習得していく。そして、先の段階を同じ手順で・・・・
そういう流れではないでしょうか?

ちなみに、私は、未だに構造力学という学問の全体像を把握できていません。学べば学ぶほど、学問としての奥深さや、それを発見した先人達の優秀さに驚きます。

携帯電話の仕組みを説明してください

そういう説明をしても、実際の教育の現場では必ず次のようなことを言う方が数多くいます。

「とにかく手を動かせじゃできないの!(怒り)」
「アタシは仕組みが理解できないと、先に勧めないのっ!(怒り)」

でも、そう言う人は携帯電話の仕組みを完璧に理解しているのでしょうか?。私は全く理解していません。

番号をポチポチ押して通話ボタンを押せば相手につながる。

そういう使い方しか知りません。でも、これで事足りますよね。一般の方は携帯電話の仕組みを知る必要はないと思っています。

学問も同じです。最初は、言われたとおり手を動かし使い方を習得する。更に奥深い事を学びたければ、仕組みを更に学ぶ。そうしていくと、やがて学問に対して自分なの考えが出来るようになる。そういうものじゃないでしょうか。

やらない言い訳を、自分の性格と思い込むのは止めたほうがいいですよ。

結局すべて暗記なの?

「問題を解く手順を理解するって要は暗記することでしょ」
「結局、力学は暗記科目じゃん」

これも教育の現場で必ず言われます。

長くなりそうなので、次回に続きます。

 

 

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