工程力學概念總結范文

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【關鍵詞】工程力學 約束反力 受力圖 應用研究

【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)09-0083-02

工程力學是一門研究力與機械運動規律和力與構件變形規律的科學,它包括理論力學(包括靜力學、運動學和動力學三個部分)和材料力學的有關內容。

工程力學課程最鮮明的特點就是它的工程實際應用性,其廣泛應用于機械、材料、汽車、土木、水利、地質、石油、航空航天等工程領域,具有非常廣泛的工程實際應用背景。該課程是自動化專業及機械工程專業研究生入學必考課程,屬高等職業技術院校的主干課程之一。工程力學對學生樹立工程力學概念及分析、解決工程問題能力的培養具有舉足輕重的作用。因而該課程的教學質量和教學水平一直被視為衡量工科類高校高等教育水準的關鍵要素之一,成為各校教學研究和課程建設的重點。

工程力學課程的另一特點是理論性強且抽象復雜。學習工程力學,首先應重點理解工程力學的基本概念,其次,應學會應用所學的基本理論和公式去解決力學問題,所以,要求學生必須演算大量的習題,才能鞏固和加深理解所學的知識。在演算習題時,正確進行受力分析,畫好受力圖,是解決實際問題最關鍵的一步。學畫受力圖時,部分學生學習方法不當,忽視對基本概念和基本理論的理解、分析及應用研究,總試圖用想象及感覺直接完成作圖,這種學習方法無疑會給學習帶來極大的困難,很難走上學習的正軌。常期的教學實踐表明,深刻理解、分析力學基本概念,總結不同力在受力圖中的規律性畫法,并將這些規律性畫法應用于實際作圖,是學好工程力學的一種重要方法。為形成共識,本文以“約束反力概念的理解及其畫法在受力圖作圖中的應用研究”為例,特作一些分析和探討。

一、約束反力的概念

在工程結構中,每一構件皆依據工作要求以一定的方式和周圍的其它構件相互聯系著,它的運動因而受到一定的限制。一個物體的運動受到周圍物體的限制,這種限制條件就稱為約束。[1]力的作用改變了物體的運動狀態,而約束的存在則限制了物體的運動,于是,有約束則必定有力作用于被約束的物體上,約束給被約束物體的力,稱為約束反力。[2]

二、約束反力的特點及畫法

約束反力有三大特點:①約束反力的大小是未知的,它與主動力的值有關。②約束反力的方向總是與約束所能限制的運動方向相反。③約束反力的作用點,在約束與被約束物體的接觸處。

依約束反力的第二特點知,要畫構件(或物體)的約束反力,必先分析清楚構件(或物體)因約束的限制而不能運動的方向。由于力對剛體會產生移動和轉動兩種運動效應,相應的約束反力就有以下兩種基本畫法:

(1)構件(或物體)因約束的限制而不能沿某一個方向移動,則構件在該方向的反方向上必有限制構件移動的約束反力F作用。例如,若構件沿x、y、z軸方向不能移動,則可在構件上分別畫出約束反力Fx、Fy、Fz。

(2)構件(或物體)因約束的限制不能繞某軸轉動或不能在某一平面內轉動,則在該軸上或在該平面內必有限制構件轉動的約束力偶m。

三、常見約束反力畫法分析總結及應用

1.常見約束反力畫法分析總結

常見的約束類型有光滑接觸面約束、可動鉸支座、柔體約束、鏈桿、徑向軸承、球形鉸鏈及固定端約束等,這些約束的約束反力的畫法如圖1所示。

作圖難點分析:(從純運動角度分析)構件沿x、y、z軸方向不能移動,則可在構件上分別畫出約束反力FAx、FAy、FAz(如圖中光滑表面約束,構件沿z軸方向向下不能移動,故在構件上可畫出約束反力FAz)。構件不能繞x、y、z軸轉動,則可在構件上分別畫出約束力偶mAx、mAy、mAz(如圖1所示固定端約束)。

2.常見約束反力畫法應用實例

(1)約束反力畫法在靜力學基礎中的應用實例

實例:如圖2所示的構件,重量為G,放入凹槽內,在A、B、C點處分別與槽接觸,接觸面上的摩擦力略去不計。試畫出構件的受力圖。[1]

作圖難點分析:(從純運動角度分析)構件在C點處沿虛線方向(接觸點公法線方向)向下不能移動,在B點處沿y軸方向向下不能移動,在A點處沿x軸方向不能向左移動,故分別有限制構件移動的約束反力FNC、FNB、FNA作用。

(2)約束反力畫法在平面力系中的應用實例

實例:已知梁AB和BC在B點鉸接,C為固定端,如圖3(a)所示。梁AB上作用有均布載荷,載荷集度為q,梁上作用有力偶矩為m的力偶。試畫出梁AB及BC的受力圖。

作圖難點分析:從純運動角度分析?？蓜鱼q支座限制構件AB不能沿y軸方向向下移動,故有約束反力FAy;中間鉸鏈B限制構件AB不能沿x軸和y軸方向移動,故有約束反力FBx、FBy;中間鉸鏈B限制構件BC不能沿x軸和y軸方向移動,故有約束反力F′Bx、F′By;固定端限制構件BC不能沿x軸和y軸方向移動,故有約束反力FCx、FCy,同時限制構件在平面內不能轉動,故有約束力偶mc。

(3)約束反力畫法在空間力系中的應用實例

實例:在圖4所示的傳動軸上,已知兩齒輪C、D上受力有:圓周力Ft1及Ft2、徑向力Fr1及Fr2。試畫出傳動軸AB的受力圖。[2]

作圖難點分析:(從純運動角度分析)A、B兩處為徑向軸承約束,無限制AB轉動的約束力偶m,y軸方向上無限制AB移動的約束反力Fy,在x、z軸方向上有限制AB移動的約束反力Fx及Fz。故A點處有FAx及FAz,B點處有FBx及FBz。

四、結束語

約束反力畫法在后續運動學、動力學及材料力學的受力圖作圖教學中,還有大量的應用實例,其應用很廣。應用研究的過程,是一個重要的實證過程。透過多個實例的分析研究,說明當構件(或物體)因約束的限制而不能運動時,則在構件上必作用有限制構件運動的約束力[約束反力F(或約束力偶m)]。這說明力與運動有著本質的聯系,有此認識,亦就能部分理解“工程力學是一門研究力與機械運動規律和力與構件變形規律的科學”這一精準定義。

《工程力學》教材中的“力學”是公認的經典力學,每一概念、法則、定理、公式都蘊藏著豐富的內容,如果教學中一味地灌輸概念,講解公式及復雜的計算,而不注意應用研究,就會使學生感到內容“越學越多”、“越多越脹”,亦就談不上對內容的理解、消化和吸收。作為力學教師,必須認真備課,精益求精,積極探索各部分教材內容的共同規律,將不同內容而性質相同的概念、理論和公式加以規律性的總結,從無序中找到有序,這樣就會使整個內容聯系起來,使學生感到內容“越學越少”、“越少越精”,使“知識”內化為一種“智慧”,形成一種“能力”,達到使學生具有分析、解決工程問題能力的培養目的。

參考文獻

1 張定華.工程力學[M].北京:高等教育出版社,2008

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的一個挑戰。筆者結合自身多年的教學經驗，介紹了幾個基本概念的講解方法，以此期望能夠更好地完成教學工作。

關鍵詞：工程力學 基本概念 教學

工程力學是研究機械運動一般規律的科學，是自然科學的理論基礎，又是現代工程技術的理論基礎，在日常生活和生產實際中具有非常廣泛的應用。工程力學的授課方法較數學、物理、化學有所不同，需要用理論研究和實驗分析相結合的觀點，將一些復雜的研究對象分解為力學模型，使學生不光理解推導的結果，更要掌握推理的技巧，培養學生分析問題和解決問題的能力，逐步形成正確的邏輯思維，在獲取知識的同時，能將所學的知識融會貫通，學到科學的思想方法。在工程力學中存在很多的基本概念，若理解不透， 做題時就無從下手。筆者在近幾年的教學實踐中， 簡單介紹幾個基本概念的講解方法， 以供參考。

1不同角度拓展對“平衡”的理解

所謂物體的平衡，我們在工程力學中講述的概念是是指物體相對于周圍物體保持其靜止或勻速直線運動的狀態。平衡時機械運動的特殊形式，是物體在特殊力系作用下的特殊運動形式。事實上，靜止只是存在于理論上面，靜止也只是相對的，平衡是力學中一個重要的基本概念，也是學好工程力學的基礎，為了加強學生對“平衡”概念的理解，如果能從不同的角度來講述這個概念，對于學生知識的拓展將會有很大幫助。從整體到局部的關系來探討平衡的問題，當平衡系統由兩個或兩相以上物體組成，系統平衡，則組成系統的單個物體也處于平衡狀態，系統中的單個物體都可以列出獨立的平衡方程；從動力學的角度探討平衡的問題，當質點做變速運動時，質點的加速度與合外力的方向一致，當加速度等于0時，物體處于勻速直線運動，這就是平衡狀態，這個時候質點所受的作用力、反作用力與質點的慣性力組成了零力系，實際上質點是處于假設的平衡狀態，也就是相對平衡。

2 對桿件“內力”概念的講解

在工程技術實際操作中，構件的內力計算是普遍存在的（如懸梁、傳動軸、橋梁等），但內力的概念抽象，常常讓學生感到含混不清。如何讓學生更好地掌握內力的概念、判斷截面內力的方向呢？這是工程力學課程需要重點解決的問題。要了解構件的內力，還需要對所受的外力作出分析，那么內力和外力是怎樣一種關系呢？他們就類似于初中物理中學過的的拉力與摩擦力的關系。拉力作用于物體，會使物體產生，但是在物體運動之前，摩擦力等于拉力，并隨著拉力增大而增大，但增大到一個最大值后，就不會再增大了，即摩擦力有個最大值，就是最大靜摩擦力，此時，拉力如果繼續增大，就會讓物體運動。內力和外力的關系類似于摩擦力與拉力的關系。在構件沒有被破壞之前，內力等于外力，并隨著外力增大而增大，但增大到一個最大值后，就不會再增大了，這就是內力的最大值，此時，外力如果繼續增大，就會破壞構件的結構。了解了內力和外力的關系后，再進行構件內力的分析，在工程力學中求內力往往采用截面法。介紹截面法時，應具體地講述截面法的步驟，采用截面法的必要性，只有用截面法才可以分析梁的內力情況，對梁的應力可以作進一步的分析。所以先用截面截開梁，將梁的內部露出來，再來分析梁的的內力分布情況。下面介紹一下具體的分析方法：用截面假想把構件分成A、B兩部分（如下圖），取出A部分，對于A部分進行受力分析，除受外力F1、F2和F3外，在截面上還有來自B部分的作用力，這就是內力。A部分在上述外力和內力的共同作用下保持平衡。類似地，如取出B部分，則它是在外力F4、F5和截面上的內力共同 作用下保待平衡。至于部分B的截面上的內力則是來自A部分的反作用力。根據作用和反用定律，A、B兩部分在截面上相互作用的內力，必然是大小相等方向相反的。對于內力這個概念有兩個總結：第一，內力是在外力作用下，由于變形而產生的附加內力；第二， 這種內力隨外力的增大而增大， 但不會無限增大， 內力達到某一極值， 材料將發生破壞。掌握這些結論性的秘訣，一方面可以將較復雜、理論性較強的內力計算和方向判斷簡單化；另一方面又可做到理論與實際相結合。十多年的教學實踐證明，學生對這種方法較易接受，且記憶比較牢固，學習效果很好。

3 對比法分析工程力學中四種變形的概念

在工程力學的教學中，四大基本變形是材料力學的主要內容，學生在學習四種基本變形時， 往往把幾個內力混淆， 慣性矩與極慣性矩也分不清，怎樣在教學中能夠講清這四種基本變形，也不是一件容易的事。在教學中如果采用對比分析的方法來講解這四種變形，會更容易理解。這四種基本變形， 雖然受力及變形特點各不相同，但這四種變形的研究方法基本相似：首先，這四種基本變形都是按照“外力分析—內力及內力圖—應力分析—建立強度條件”的方法來研究的；其次，都使用了截面法求內力；另外強度公式相似， 分子都是表示內力的量， 分母都是與截面形狀和尺寸有關的幾何量。因而， 只要掌握了一種變形的研究方法，其它幾種變形就很容易理解，關鍵對比分析其中不同之處。為了區別這四種變形的不同，可以從生活中尋找例子，如用彈簧來說明拉伸壓縮變形的受力特點，拿剪刀剪布、剪紙等例子來說明剪切變形的受力特點；用方向盤來說明扭轉變形的受力特點；在彎曲變形中就拿晾衣桿等來說明彎曲變形的受力特點，這樣，通過具體的觀察、形象的思考、抽象的分析這些從具體到抽象的認識過程，有效地促進難點的轉化。

總之，很多同學都認為《工程力學》是一門很難的學科，其實，只要掌握了一定的方法就能迎刃而解，對課程的概念、公式是很容易掌握的。

參考文獻：

[1]工程力學教學中的幾點探索[J].長沙鐵道學院學報，2005（6）.

[2]羅澄清.關于工程力學教學的探討[J].太原城市職業技術學院學報，2006，（1）.

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【關鍵詞】工程力學；教學；改革

《工程力學》是一門研究物體機械運動和物體承載能力的科學，是工科各類專業中一門必不可少的技術基礎課，在基礎課和專業課中起著承前啟后的作用，是基礎課與工程技術的綜合。學習這門課程，既可以直接解決一些簡單工程實際問題，又可以為后續的有關課程打好基礎。同時掌握工程力學的研究方法，將有利于其它科學技術的學習。

1 《工程力學》課程的內容和特點

《工程力學》課程的內容包括理論力學和材料力學兩門課程的經典內容。主要是：物體的受力分析，力系的簡化與平衡；構件的內力、應力、應變計算，點的應力狀態分析，強度理論的建立及運用，桿件的強度、剛度、穩定性計算。工程力學課程具有如下特點：

1.1 理論聯系實際

工程力學的基本規律是通過觀察自然現象及生活、生產中的各種現象后，經過科學實驗、分析、綜合、歸納、總結而得；工程力學中的計算機簡圖和力學模型都是由具體實物經過抽象化、理想化簡化而得的。

1.2 靈活性較大

工程力學中的一些問題可以一題多解，因而要對實際問題進行具體分析，要靈活運用理論知識分析、解決問題。

1.3 綜合性較大

工程力學中的許多問題都需要綜合運用多個定理或多方面的知識、理論才能求解。

2 目前高職工程力學課程存在的主要問題

2.1 課時少，內容多

目前內蒙古建筑職業技術學院開設的《工程力學》課程總課時為60學時，講授的內容主要有：物體的受力分析，力系的簡化與平衡，構件的內力、應力、應變計算，點的應力狀態分析，強度理論的建立及應用，桿件的強度、剛度、穩定性計算等等。

2.2 聽得懂，不會做

學生在教學活動中常常出現課程內容聽得懂，而做作業時總是出錯的現象。究其原因：一是在課程設置上，《工程力學》課程安排在第一學期，學生剛進大學，缺乏實踐經驗和識圖能力，理論基礎相對薄弱；二是《工程力學》課程概念多、公式多且易混淆。

2.3 教材過分強調知識體系的完整性

目前使用的《工程力學》教材，在詳細推導一些公式時運用了大量的高等數學知識。對這些公式的推導，如果不具備扎實的數學基礎是很難理解的。

2.4 忽視培養學生工程意識

在工程力學課程教學過程中往往會碰到一些學生不曾見過的工程問題，例如工程中的鉸鏈、排架、連續梁等，授課時，學生不能清楚地把實物與力學簡圖聯系起來。學生對工程實例接觸較少，在工程力學理論教學過程中，即使是簡單工程實例，也能成為學生理解問題的障礙。

2.5 理論與實際聯系不緊密

很多學生都能解答課本上的習題，但遇到工程實際問題時，不懂得如何運用所學知識來解決問題，因為課本上的題目都是簡化后的理想模型及簡圖。理論知識與實際工程之間的差距，導致學生學習《工程力學》缺乏興趣。

3 工程力學課程改革的嘗試

3.1 強化工程意識，樹立能力本位思想

我們在課程的緒論部分教學時，列舉工程實例，從構件的安全性與經濟性關系入手，講清強度剛度穩定性的基本概念。其次，我們在課堂理論教學時，為了保證教學質量，在課堂上使用課件及教具演示，淡化公式的推導過程，重視學生應用結論來解決工程實際問題能力培養。再次，我們在編寫教材時，避免學科化傾向，與工程實際緊密聯系，設法提高學生對工程力學在生產實際的重要作用的認識，開發學生學習工程力學課程的能力，進而有針對性地培養學生運用所學的理論和方法去分析和解決工程實際問題的能力教學實踐證明，強化學生工程意識，對培養應用能力有明顯的效果

3.2 精選內容，妥排順序

根據高職教育的培養目標，以夠用為基本原則，刪除后續課程和工程實際中用不到的內容，精講與后續課程及專業實際直接相關的內容。例如：少講或不講力的定義、力的效應、力的三要素等概念，因為這些內容在高中物理中已詳細介紹過；“拉伸與壓縮”這一章是《工程力學》的重點和難點，又由于該章與“剪切”、“扭轉”、“彎曲”各章在教學內容、研究方法上有可類比性，所以應講深講透在教學過程中把四種基本變形綜合在一起講授，既可以節省時間，又可以對比各種基本變形的異同，便于學生對知識的記憶和融會貫通。

3.3 在考核形式上，應采用多種形式

加強對學生平時學習的考核與督促，增加平時成績在總成績中所占的比重。而對學生平時的考核，可以采用作業檢查課堂提問、實驗操作、實驗報告以及階段性測驗等多種形式。學習全過程定論的考核形式，有利于課程逐個階段目標的實現，更能引導學生掌握良好的學習方法，可以較為準確地考查學生在每個階段掌握知識的實際水平，客觀地反映出一個學生的真實成績和綜合能力。

工程力學課程改革，需要長期堅持，與時俱進，要積極深入研究，工程力學課程教學改革涉及各專業課程結構的改革，所以工程力學教學改革應該有針對性地進行，在探索中求改革，在發展中求提高。

【參考文獻】

[1]孫孔懿.素質教育概論[M].人民教育出版社，2000.

[2]鄭孫輝.高職工程力學課程教學改革探討[J].大眾科技，2009.

[3]李艷芳.高職高?！豆こ塘W》教學改革的嘗試與總體思路[J].2011，3.

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關鍵詞：工程力學；教學改革；項目式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）29-0262-02

高等職業院校中工科專業開設的一門主要的技術基礎課――《工程力學》，這門課程知識涉及到許多工程應用領域。學習該課程要求學生須掌握基本的力學知識，為日后工程實際中碰到的力學問題的解決提供了理論基礎，另外力學知識對培養創新思維也是大有益處的，掌握力學知識的多少是衡量一名工程技術人員發展后勁的主要因素。該課程概念多、理論性強、內容抽象且理解難的特點，增加了教學的難度。據以往整體的教學情況看，相當一部分學生因學起來吃力造成心理懼怕。總結本人多年教學實踐經驗，就如何提高工程力學的教學質量提一些看法。

一、工程力學課程和教學中存在的問題

（一）從其課程來看，存在的問題主要有兩個

1.教材與普通力學的內容重疊較多，且過于繁瑣。目前，學生所使用的教材包含理論力學和材料力學兩個部分，總共二十多章，每章又有若干小節，而且理論力學部分許多內容是與中學普通力學相似的，加上在教材的編排過程中也沒有較好地將各章節內容融會貫通，導致學生在學習過程中出現盲目心理，不知道哪章是重點，學這章干什么，與前后章節有何關聯，因此很多學生學習某章節內容時往往感覺不到其重要性，于是不用心學，自然也就難學好了。

2.課時量偏少，學生沒有足夠的學習時間。相比其他專業課程，許多學校在工程力學的課時安排上都顯得偏少，一般只有2～4節課，經常是上一章的內容學生還沒來得及消化，新的內容又講完了。于是，工程力學課程和機械制圖課程一起被學生稱為是考試通過率最低的兩門課程，尤其是對于自考生，工程力學是作為國考科目，而學生自身物理和數學基礎又比較薄弱，學起來更是難上加難。

（二）從工程力學的教學情況來看，最突出的問題是：教學方法和手段較為落后，課堂教學無法激起學生的興趣

1.“填鴨式”的落后教學方法依然占領著主導地位，這種在教學中以教師為主體，學生被動做聽眾的教學方式，使師生間的互動性差，在這種被動形式下，學生不能表達自己的真實想法及觀點，自己的疑問也不能及時反饋給教師。

2.學生因數學基礎差而產生抵觸心理。力學是由數學演變而來的，是數學的化身。兩者緊密相聯，只有數學基礎學扎實了，工程力學學起來才不費勁。目前，在高職院校中，不少學生在剛開課的工程力學中已了解到它與數學的密切關系，感覺到工程力學的難度，且因考試中通過率低從而給學生造成心理上的壓力非常大，特別是數學成績差的學生，抵觸工程力學的心理由此產生。

3.教材內容不足，考核方式單一。因教材是教學中最基本、最重要的依據，所以教學質量的提高首要問題是選好教材，但目前高職院校所用的工程力學教材基本是本科教材的一個壓縮版，這些教材基本忽略了高職院校的教學特點，教材內容層次上差別也不大，面對就業渠道多樣性的高職院校學生，根本無法滿足這些不同層次、專業的學生的學習需求。另教材內容著重理論知識，嚴重缺乏學生的實際動手實踐，更不利于培養學生的實際應用能力。而這種工程力學教材僅以閉卷考試為主，而考試中的內容也多是教材中的理論依據，學生只需死搬硬套教材中的公式即可解決問題，更別說可以將這些公式、概念運用于工程實際中，這樣就遠離了高職院校培養學生的目標，更脫離了社會對學生的要求。

工程力學課程有一個很大的特點，就是其理論知識簡單明了，并且和中學物理多少有些關聯，而主觀題型卻又多為抽象的力學模型。這種情況導致的后果是，學生在理解概念的過程中，往往會認為它就是中學物理，于是沒有花工夫去認真琢磨；而解答力學題目時，又因為無法迅速在現實中找到相應的例子，加上理論知識運用得不夠熟練，導致束手無策。

二、工程力學教學改革的建議

作為工科專業一門主要的技術基礎課工程，力學課程知識涉及的領域廣，包括機械類、建筑類在內的許多專業都要開設這門課程。目前，對于這門課程的改革已經有許許多多的模式，相比之下，本人比較認可項目式教學法。

（一）區別項目教學與傳統教學

項目教學法是教學活動中師生們共同實施進行的一個完整的項目工作，須滿足如下條件：一定教學內容的學習應具有一定的應用價值；教學課題中的理論知識與實際技能應相互結合；與現實商業經營活動或者企業實際生產過程應有直接關系；學生有在一定時間范圍內獨立制定、實施計劃的機會，并有自己自行組織、安排的學習行為；成果展示應明確且具體；在項目工作中遇到的困難、問題，學生能自己克服并處理；項目工作難度要求學生遇到實際問題應運用知識、技能去解決；項目工作成果應在學習結束時師生進行共同評價。

項目教學與傳統教學的區別可由下表得知：

（二）實施項目教學法的步驟

教師開展項目活動題目時，應根據課程教學大綱、學生的興趣及能力、地方資源等條件進行選擇，然后初步計劃應根據項目活動的基本結構框架來設計。五大關鍵環節和三個主要階段的結合形成基本結構框架。實施項目活動時教師要提前做好準備，充分設計好活動的各個環節，實行活動時應根據學生的實際情況進行靈活的安排。

例：在2008-200年的第一學期，依據實際情況，我們給出了力學系實習車間屋頂的強度計算、力學系實習車間吊車梁的強度校核及改進措施、不同支承條件下的彈性薄板的變形計算等多個題目，結合其中一個項目：“力學系實習車間吊車梁的強度校核與改進措施”，下面來闡述一下項目教學法的實施步驟。

1.三個主要階段。

第一階段：活動的開始。教師為了解學生的已有經驗及對討論項目的題目的認識，讓學生們把他們的已有經驗和知識用不同方式的表達出來，就在學生講述自己的經驗，表達自己理解已知概念的同時，學生們的興趣已在不斷增加，在教師的幫助下已能逐步設計自己的活動了，學生在設計項目活動中遇到的問題也在教師的幫助下學會了調查，在教師啟發下得以解決。

吊車梁屬于常用設備，通過教師的啟發學生在討論中掌握了其構造、使用功能以及存在的問題，進一步了解當前結構情況下的強度校核、初始撓度的作用、對比工字梁與葙形梁的優缺點、問題的存在與措施改進、后梁改進的強度計算等。

第二階段：活動的開展。為學生走出教室到實地工作創造機會，教師為學生提供資源，幫助他們進行調查并提供各種建議，學生運用自己掌握的基本技能，根據自己的水平選擇表達的方式。為使學生能相互了解他們的工作，通過經常討論自己的工作彼此互提建議和幫助，教師可采用個人展示、匯報和組織小組討論的方法以取得活動的順利開展。

明確目標之后，查閱國內外吊車梁的有關資料，學生結合已掌握的力學知識對比分析不同類型吊車梁，針對目前使用的吊車梁中存在的問題，提出相關改進方案，并與教師共同討論最終確定改進措施。

第三階段：活動的結束。為讓學生總結活動的意義，并讓學生表達自己的研究成果，教師可通過集體討論、集體答辯等的教學形式，幫助學生選擇不同方式、內容有目的地將此次活動的全過程及成果分享出來，讓學生們回顧、評估整場活動，并用有想象力的方式加強了學生的記憶，由此讓學生產生新的想法和發展學生對該項目的新的興趣，從而轉向下一個新的項目活動的開展。

2.五大關鍵環節。

構成項目活動的基本框架是因為關鍵環節能靈活穿插在三個階段中的，其他細節活動也都是圍繞這些環節所開展的，這五大關鍵環節包括：實地考察、調查、表達、討論和展示，稱它為五大關鍵環節是由于：①僅用三個階段來做計劃根本不夠具體；②這五大關鍵環節給學生們提供了一個清晰的活動框架，幫助學生清楚了解自己需要干些什么。這樣極強的結構伸縮性，讓學生在這個結構框架的指引下，用獨特且靈活的方式通過各種不同努力最終成功地完成各自不同的工作。

總之，項目教學突出優點就在于將實踐與研究融入教學過程中，與傳統教學有機結合相互補充，所以在工程力學教學中實施項目式教學法是十分有幫助的。

參考文獻：

[1]王晶.《理論力學》新體系的探索與實踐[J].中國大學教學，1999，（05）.

[2]戴玉華，徐思東，羅仙平.工程力學教學改革探討[J].理工高教研究，2003，（06）.

[3]常江.工程力學課程教學改革的探討[J].遼寧高職學報，2007，（09）.

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關鍵詞：PPT教學媒體；教學應用；工程力學；課堂教學

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0264-02

一、引言

近年來，隨著計算機技術的不斷進步以及電腦在課堂的不斷普及，采用電腦輔助教學的形式越來越普及，甚至成為了課堂教學的主要形式。PowerPoint Teaching（下文簡稱PPT）這種新型的課堂教學方式由于其獨特的教學特性，受到了大多數高校教師的青睞。PPT教學媒體輔助教學可以形象生動的通過文字、動畫、圖片、視頻等資料，增加課堂的趣味性與生動性，這是傳統教學方式所無法實現的。再者，PPT教學媒體輔助教學也將教師從繁重的課堂板書中解放了出來，教師有更多的時間進行課堂講授，增加了課堂教學的信息量。目前，有條件的高校，大部分課堂都采用此教學方法。然而，任何事物都具有兩面性。盡管大部分高校教師都非常接受此種新的教學方法并應用于自己的課堂教學，但也有一部分教師，特別是年紀較大的大學教師提出了自己的異議，并認為回歸板書等傳統的教學方法效果更佳。PPT教學媒體輔助教學效果如何，有關學者進行了系統的研究。吳榮華等[1]研究了PPT教學媒體在教學應用中存在的問題；張晶[2]通過調查分析了PPT課堂教學存在的問題及PPT在課堂教學中的應用情況，并給出了應對策略；華中科技大學教育科學研究院“PPT與課堂教學”課題組建立了PPT教學的理論模型，并提出了改進PPT教學的具體思路[3]；陳福和王嘉毅[4]研究了采用PPT教學媒體輔助教學的應用效果，通過調查發現超過一半的大學生對此教學方法的效果提出質疑。通過以上的研究發現：對于各個專業來說，PPT教學媒體輔助課堂教學在大學教學中并沒有達到預想的教學，甚至由于教學方法及PPT應用不當而降低了教學質量。對于大學教學來說，不同專業的教學特點、要求以及教學方法都存在很大的差別，對課堂教學的要求也不盡相同，其對PPT輔助教學的要求也不一樣。因此，在教學實踐方面，其他專業已經證實為成功的教學方法對另外的專業并不一定適用。比如，對于美術等需要展示效果的專業，PPT教學媒體可以提供大量的相關素材，增加了課堂教學的內容，而對于《工程力學》專業來說，其課程理論性較強，主要是力學課程，這樣的課程含有大量的公式推導以及概念的理解內容，其對PPT教學媒體輔助教學的要求更高。陸仕強[5]、張偉和李丹[6]探討了《工程力學》課程教學和試驗改革模型，從總體上指出了此課程的教學思路，但是并沒有指出其具體的操作方法。

本文分析了工程力學專業課程的典型特點以及PPT教學媒體輔助教學的特點，將兩者相結合，并考慮了學生課堂注意力等情況，提出了PPT教學媒體輔助教學在工程力學專業的課堂教學使用方法和應注意的問題，在傳統教學方法和PPT教學媒體輔助教學方法找到一個平衡點，以期更好的提高教學效果。

二、工程力學專業課程教學特點

一般來說，普通大學專業可以分為文、法、理、工、農、醫，各個學科都有各自的專業特點。然而工程力學專業則有其特殊性，其兼具理科“力學”和工科“工程”兩個專業的特點，因而具有其獨特的教學特點。

1.工程力學專業具有理科專業的典型特點。這主要體現在專業的“力學”二字上。顯而易見，工程力學專業課程特別注重力學課程的學習，力學學科為典型的物理學科，其特點為理論性、邏輯性較強。從課堂教學來說，在進行力學課程的教學時，概念的理解與延伸和公式的推導是至關重要的。如何在課堂上讓學生理解各種力學行為是此專業高校教師需要思考的重要教學內容。鑒于此，不管教師采用何種教學方法，始終要考慮力學概念和公式的推導這兩個重點內容。因此，為了達到教學目的，教師不得不采用較嚴謹的教學方法和教學態度，用大量的時間進行概念的講解和公式的推導，如何把握此問題是教學課堂教學成敗的關鍵。

2.工程力學專業具有工科專業的典型特點。這主要體現在專業的“工程”二字上。對于工程來說，往往應特別強調其應用性。將所學到的力學知識應用到工程中是本專業學習的另外一個特點。工程力學專業的應用較廣，包括土木工程、水電工程、機械工程和航空航天工程等眾多領域。因此，在進行力學課程教學的過程中，應強調其相關的應用性，促進其將理論與應用相結合。這也是教師在教學活動中應特別注重的問題。如果在進行力學教學過程中，忽略了此內容，也不能滿足此專業的教學內容。

三、PPT教學媒體特點

目前，隨著PPT教學媒體輔助教學的廣泛應用，高校教師對其在教學實踐中應注意的問題和對其教學效果開展了大量的研究[1-4]。主要觀點還是集中于教學過分依賴PPT教學媒體以后，教師的板書明顯減小而照著PPT宣科的情況明顯增多，再加上PPT制作過于簡單，使得教學效果并不理想，并提出了課堂教學的建議。筆者覺得，要想更好的應用PPT教學媒體，拋開其存在的問題，教師應充分了解本專業的教學特點和PPT輔助教學的特點，聯合考慮這兩方面的情況。針對工程力學專業來說，筆者認為PPT輔助教學有如下特點。

1.PPT輔助教學可展現豐富的教學內容。一般來說，采用傳統的板書教學，板書將會占用大量的時間，使得課堂教學的內容明顯較少，且無法展示工程應用方面的資料，只能靠說來完成。而PPT教學媒體輔助教學可以將教師從繁重的板書工作中解放出來，通過PPT展示需要大量板書的內容，從而教師有更多的時間進行講解，同時可呈現十分豐富的教學內容，包括動畫、圖片和視頻等，給學生最直觀的呈現相應的知識點。這是板書所無法做到的。

2.PPT輔助教學可增加課堂的趣味性。PPT教學媒體在應用于課堂教學時，其版面的出現、內容的出現以及排版等都可以進行設計與安排。每一次頁面的出現都可以與上次不一樣，每一項講授內容的出現也都可以與前一次不一樣，并且可以將知識點的歸納總結采用十分豐富的方式呈現。再者，通過增加視頻和動畫與聲音效果，可以使得課堂教學更加多樣性和趣味性，更好的將學生的眼球吸引到屏幕上，增加課堂教學的效果。

四、分析與建議

通過以上分析，筆者認為對于工程力學專業的課堂教學來說，根據其兼具理科和工科的特點，應采用如下的方式進行PPT教學媒體輔助教學。

1.力學概念和公式的推導往往要帶領學生進入力學的思維方式，這樣需要學生集中注意力跟上教師的教學節奏，如果此時采用過多的PPT教學媒體，采用過于“花哨”的PPT方式進行教學，往往容易將學生的注意力帶到PPT教學媒體設計的播放效果上，這樣并不利于將學生的思維帶入十分嚴謹的力學概念和公式的推導等教學內容中。其PPT教學媒體的特點往往變為教學的缺點，學生往往忽略了課堂教學的內容而進入PPT教學媒體輔助工具上。對于這樣的內容，PPT教學媒體往往列出教學大綱，采用板書的方式進行循循善誘的教學，逐步將學生的思維帶入需要講解的概念與公式中。這樣既能讓學生不至于由于短暫的走神而忘記所講授的內容，又能帶領學生跟著教師的講課節奏，教學效果會更好。

2.對于力學行為和工程應用方面，光靠“講”缺乏直觀性。通俗來說，就算教師講出一朵花來，也不如直接的動畫、圖片和視頻等資料展示來的直觀。采用定制的動畫以及實際工程的照片和視頻來展示力學行為與工程應用，可以更好得讓學生了解所學的力學知識，鞏固所學的知識點。同時，通過展示的工程應用實際圖片和視頻資料，學生可以直接感受到所學力學知識的價值所在。對于有一些學生“不知道自己知道什么”的疑惑是一劑良方，這是講授和板書所無法解決的問題。同時，讓學生知道自己學習知識的意義，增加學生對本專業的興趣。

綜上所述，任何新鮮事物的出現，都具有兩面性，教學亦一樣，為了增加課堂教學的效果，教師應時刻思考教學內容與教學方法的相互結合，提高自身的授課能力。

參考文獻：

[1]吳榮華，于勇，朱起媛.PPT教學媒體在教學應用中存在的問題研究[J].軟件導刊，2011，10（8）：196-197.

[2]張晶.PPT在高校課堂教學中的應用狀況調查[J].計算機時代，2015，（4）：55-56，59.

[3]華中科技大學教育科學研究院“PPT與課堂教學”課題組.PPT在高校教學中的應用狀況調查[J].課程整合，2009，（2）：44-46.

[4]陳福，王嘉毅.大學教學中PPT應用效果研究[J].電話教育研究，2015，（1）：29-37.

篇6

【關鍵詞】工程力學；教學方法；工程實踐；創新能力

工程力學是高校工科專業中一門重要的專業基礎課，其理論性較強、與工程技術聯系極為密切，它的基礎性地位導致它在自然科學和工程技術領域中發揮著越來越重要的地位，廣泛應用于眾多工業領域如機械、土木建筑、航空航天中[1]。工程力學包括靜力學和材料力學兩部分的內容，研究的是物體的受力分析、平衡條件以及桿件的強度、剛度和穩定性問題。通過對工程力學進行學習，一方面，可以為后續相關專業課程的學習打下必要的理論基礎；另一方面，可以培養學生分析解決工程實際問題的能力以及鍛煉學生的邏輯思維能力。但是，工程力學涉及的知識面較廣，研究對象從剛體到變形體，研究方法也各有不同，許多理論較為抽象，邏輯性強，加上學生的實踐經驗少，在學時不斷減少而要求不斷提高的條件下，初學者要較好地掌握工程力學的知識還是具有一定的難度，甚至有些學生在接觸工程力學的初期就感覺到其困難性，進而產生厭學情緒。本文筆者結合個人的教學實踐，對工程力學的課程教學方法進行了相關探討，旨在培養學生學習工程力學的興趣，提高工程力學的教學效果。

1 傳統工程力學教學中存在的問題

傳統的工程力學教學中一般對各知識點講的過全和過細，所以需要耗費較多的學時。隨著教學改革的逐步推進，各工程專業對各自的課程設置和教學內容都做了相應的調整，在縮短工程力學學時的情況下同時還提高了工程力學的教學要求，導致一些教師為了完成教學任務量而不得不追趕教學進度，從而影響了教學質量，一定程度上增大了課程學習難度。因此，需要教師結合各專業的應用背景制定合適的教學計劃，對與專業結合相對緊密的知識點進行重點講解，從而為后續的專業課學習打下扎實的力學基礎，同時培養學生解決一定的工程實際問題的能力。

另一方面，傳統的工程力學教學手段主要是“黑板”或者“黑板+PPT”的方式，教師在課堂上從概念引入到定理證明再到例題講解，整個講授過程顯得枯燥無味，導致學生在聽課時難以集中精力，其抽象思維能力也難以得到有效的提升。

2 啟發式教學，調動學習積極性

工程力學中涉及到的概念較多，理論較為抽象，學生在學習時難以理解，容易產生厭學情緒，甚至曠課，所以在教學時要注重學習興趣的培養，調動其學習積極性[2-3]。緒論作為一門課程的入門向導，是講授這門課程質量好壞的關鍵所在。教師講好緒論，可以使學生明確在工程力學中需要“學什么”、“為什么學”和“怎么學”，激發學生的求知欲。在講授緒論時最好能采用多媒體教學的方式，以工程實際、人們日常生活中遇到的力學問題為切入點來講解力學在實際應用情況。例如，比薩斜塔為何如此堅固而不倒塌？千斤頂為何能承受千斤的重量而不下落？為何食品包裝袋上存在一個小缺口？汽車輪胎表面為何會有許多凹凸不平的花紋？這些生活實例的引入很容易使學生產生對工程力學的濃厚興趣，促使他們努力學習工程力學知識去解決工程實際問題。與此同時，講授一些與工程力學有關的故事以及中國和世界的力學史實故事，例如趙州橋的設計、竹子的力學性質以及機械手與機器人的研制，進一步闡明工程力學的發展前景和重要性。

同時，在教學過程中教師應善于提出問題，使學生進入“生疑、質疑、解疑”的學習情境中，通過不斷深入的思考，最后解決問題。例如在講解力的平移定理時，可以引用學生在金工實習時采用絲錐攻絲的實例。鉗工在攻絲時為何要用兩手同時動作，而采用單手握住絲錐絞手一端進行攻絲則容易使絲錐折斷。與此同時，在課堂上講解一些學生難以理解的問題時，可以適當地引入演示實驗，激發學生解決難題的動力。比如，在講述鑄鐵一類材料的斷裂方式時，可以采用粉筆這樣的脆性材料來替代，通過手施加拉伸、彎曲、扭轉載荷，觀察粉筆在不同載荷類型的作用下的斷裂路徑，通過這樣的方式可以使學生更好地理解有關的斷裂理論。總之，使學生在愉快的心情下深入思考問題和不斷探索，從而保證教學的順利開展并達到預期的效果。

3 循序漸進地揭示力學理論

工程力學理論較為抽象，直接講述可能枯燥無味，如果結合生活實例循序漸進地進行解釋，教學效果會更好。例如，在講解平面任意力系的簡化時，可以采用陽臺（懸臂梁）的固定端處的約束反力來說明，通過力的平移定理和向固定端一點進行簡化可以解釋為何固定端的約束反力可以用兩個正交分力和一個力偶矩表示。再比如，在講述利用桿件彎矩、剪力和載荷集度之間的關系快速作出桿件內力圖的方法時，往往可以總結歸納出容易記憶的口訣來直接畫出。從左往右，在集中力作用處，剪力為上加下減，彎矩有尖角；在集中力偶作用處，剪力不變，彎矩為順加逆減。隨后教師有必要進一步解釋其來由，該口訣的基本原理實質上是對分段點（集中力或力偶作用處）左右兩部分分別建立平衡方程，再根據剪力和彎矩的正負號定義即可得到剪力和彎矩在分段點處的變化。通過這樣的講解，學生可以更好地理解口訣，而不容易產生混淆。

4 理論教學與工程實踐有機結合

長期以來工程力學教學側重于課程內容的講解，而忽視了工程力學的主要目的之一，即解決實際工程中的力學問題，因而難以培養學生的創新能力。所以，在教學過程中教師可以適當地加入相關的科研項目內容，實現二者的有機結合，不過這也要求教師具有深厚的力學知識和寬廣的知識體系結構，不斷提高自己的科研水平和積累工程經驗，利用自己的知識對學生的知識創新性進行引導和啟發。例如，在講述梁結構的應力狀態和強度理論時，可以將火電廠主蒸汽管線結構的應力分析項目帶到課堂中，闡述彈簧支吊架和剛性吊架等的調整對整體管系結構的應力狀態的影響。隨著計算機的高速發展，在科學和工程領域中涌現出越來越多的數值計算軟件如MATLAB[4]和有限元計算軟件如ANSYS，科研工作者和工程師們借助數值分析軟件可以完成大型復雜結構的應力分析計算，通過在課堂上介紹相關軟件及其項目研究，可以培養和提高學生學習計算機軟件解決實際工程力學問題的能力。

5 結束語

筆者結合教學過程中的經驗和感受對工程力學的教學方法做了幾點探討。工程力學是一門與實際工程技術緊密聯系的專業基礎性學科，概念和理論抽象，例題和習題大多對工程模型進行了簡化，導致在學習過程中學生難以產生濃厚的興趣，學生的創新和解決工程問題的能力難以得到有效的提高。因此，教師需要通過各種積極有效的教學方法，激發學生的學習興趣，增強其科學思維能力，特別是通過一定的實際工程項目研究的講解，提高學生的創新能力和解決實際工程問題的能力。

【參考文獻】

[1]范欽珊.工程力學[M].北京：清華大學出版社，2005.

[2]左建平，左明.談大學工程力學課程的教學思想[J].高教論壇，2010，4：18-21.

篇7

關鍵詞：技校 工程力學 教學方法 初步認識 透徹理解 靈活運用

工程力學是技校機電、模具、汽車等專業的一門專業基礎課，其在專業課程中占有舉足輕重的地位。工程力學的理論性很強，但又與實際工程問題密切聯系，學生要學好這一課程，既要有比較扎實的數學基礎，還要對基本概念有透徹的理解。

工程力學是一門不易掌握的學科，在學生的眼中，它是一門理論性很強，計算復雜的課程。如果學生在學習中感覺難度大，就容易失去學習的興趣與動力，而工程力學的知識點是具有連貫性的，一旦前面的內容掌握不好，后面的內容就更難以深入。所以，為了讓學生能夠學好這一課程，我們就必須采取適合技校學生特點的教學方法，為此，筆者總結了以下幾點。

一、初步認識，縱觀全書，對工程力學課程建立總體認知

在初學工程力學時，很多學生只知道課程學習的是力學方面的問題，但學習的是關于力學方面的什么問題，他們卻不清楚。這時候，教師要對學生進行引導，引導他們進入工程力學知識的結構中。工程力學這門課程的主要內容包括理論力學和材料力學兩大部分。其中理論力學是關于一些力學定理，以及研究受力分析、受力情況的問題。在教學過程中就要通過舉例，先讓學生有個大概的認知。例如，有1張桌子，下面有4條腿，在桌子上放著80kg的物體，那么這個桌子每條腿所承受的壓力是多大呢？這樣的舉例就是一個受力分析問題，知道每條腿受到多少力，就是知道受力的情況。對于這樣簡單的例子，學生很快就能夠回答，同時也能夠讓學生清楚地知道理論力學學什么。這樣，學生對這部分內容就感覺親近了、難度減小了，因此從內心里就不會排斥它了。

對于《工程力學》第二部分材料力學內容，教師要讓學生先有感性認知，同樣要舉例子。我們還是可以用桌子舉例：現在桌子的結構和材料是固定的，現在如果要在桌子上放100kg的物體，那么這張桌子能夠承受得了嗎？桌子有足夠的剛度、強度嗎？怎樣來驗證桌子的剛度、強度呢？這就是材料力學的問題。這樣一來，學生對《工程力學》教材的知識結構就有了總體的認識。

二、舉題分析，透徹理解每一個知識點

技校學生對老師的依賴性很強，學習自覺性比較差，老師在教學過程中必須采用適當的方法因材施教。對于原理和公式的每一個知識點，教師如果單憑講授，學生只會一知半解。在授課過程中，教師在每一個新的知識點，都要利用相應的舉題進行分析講解，然后再舉出其他的特殊例子或者是精選的例子進行知識鞏固，讓學生透徹理解這個知識點的意思以及如何運用。例如在講授平面任意力系的平衡方程時，教師不能只講授這個方程的形式和作用，而要結合相應的題目進行講解，講解什么時候用到這個方程，第一步做什么，第二步做什么，并且將每個步驟清晰明了地板書出來，讓學生有所熟悉。這樣，學生才能更好地將其靈活運用于其他實際應用問題上。

三、精選題目，靈活運用與生活、專業實際貼近的實例，發揮習題課的作用

要提高學生的學習興趣，教師在教學中列舉貼近生活的實例就顯得尤為重要。在授課過程中，教師舉出一些與日常生活息息相關的力學問題，讓學生討論、思考，這樣不僅能夠更好地掌握所學的內容，而且學生在解決問題的過程中還能夠取得一定的成就感，從而激發學生的學習興趣。例如，在講授力的平移定理時，教師可以提問學生：為什么打乒乓球時，我們都是削乒乓球，而不是讓作用力通過球心；在講授到軸的扭矩時，可以引入汽車傳動軸的工作過程；在講授剪切與擠壓應力時，可以結合鍵聯接的工作原理等等。所有這些例子，對學生來說都是簡明易懂，有利于學好這門課程。

在工程力學課程中，習題課是必不可少的，解題的過程就是從理論知識到實踐應用的過程。老師要精選題目，理論聯系實際，充分發揮學生的自覺性，讓學生獨立自主地解決問題，而老師只是在一邊指導，這樣才能夠充分體現學生的主體地位。

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[摘 要]在多年教學實踐與改革研究探索的基礎上，針對學生諸方面能力的培養，提出相應的力學教改措施。

[關鍵詞]力學模型；思路圖法；邏輯綜合能力；創新能力

新時期的工程技術人員，不僅要有一定的理論知識，還必須具有較強的學習能力和實踐工作能力。然而各種能力的培養不是孤立的，不能僅僅局限于各類實習和畢業設計上，而應貫穿于學校教育的全過程，體現在各門課程教學和各個教學環節中。本文就力學教學改革中如何培養學生能力進行探討。1 加強建立力學模型的方法，培養學生運用理論解決工程實際問題的能力 “力學模型”是聯系工程力學知識與實際問題的橋梁，重視學生建立力學模型方法的培養，提高理論解決實際問題的能力，就是要使學生具有較強實踐工作能力的具體體現。目前，教材多數只說明某個結構可簡化為某個力學模型，而對為什么能簡化，怎樣簡化，簡化過程中應注意的問題，往往闡述不夠。針對這一現象，我在教學中，堅持向學生傳授工程力學模型的思想和建立方法，重點放在講清楚各種鉸鏈約束和固定端約束的結構特點及反力的區別，利用教具進行直觀啟發。各類空間約束對照實物進行講解，使學生牢固認識各種約束的判別方法和各個約束反力的建立方法。進而引導學生對實際問題進行抽象、簡化，學會建立力學模型。如，在直梁彎曲中，把如何建立力學模型放在首位，讓學生通過對兩人用扁擔抬水、橋式吊車大梁的分析，掌握起簡支梁的簡化方法，再通過對比長短軸承約束的特點，加強對固定端和鉸鏈約束的判別方法。并且引導學生對日常生活和實習工廠中常見構件的受力及約束進行簡化，建立起力學模型，鍛煉抽象概括能力，使他們掌握建立力學模型應注意的各項原則，指導學生把實際問題轉化為力學問題的方法，既提高了學生對工程力學知識的應用能力，又提高了學生的學習興趣。2 用思路圖法進行總結，提高學生的邏輯綜合能力 “科學不但有實用價值，更重要的是它的訓練價值。”這正像工程力學等學科的教學一樣，不僅要傳授學生知識，而且要培養學生邏輯思維能力和分析綜合能力。在教學中我非常注重和強調對學生邏輯綜合分析能力的培養，并總結了一種行之有效的方法：思路圖法。 在每個章節結束后，就將這一章的各個概念和知識的作用及它們之間的內在聯系搞清楚，然后將這些零散的概念聯系成一個整體，作出思路圖，給學生一個高層次的概括性知識，讓學生掌握這種學習方法，并靈活地應用它，使學生由被動接受知識向主動接受知識方向轉換。如，通過材料力學中軸向拉伸和壓縮學習后，給學生歸納出思路圖。此圖以構件、受軸向拉壓的強度研究思路為主干線，引出研究過程中建立起來的各個概念、公式及計算方法，引導學生的思維從表層向深層縱深方向發展，從軸向外力引起的內力、應力導致構件拉壓破壞，到材料抗力的研究目的、材料拉壓的力學性能及工程實際情況的考慮，一環扣一環，逐步深入，最后建立起直桿拉壓強度條件，解釋強度條件的實質并闡明學科的任務，總結強度計算類型。再從觀察到的表面現象，分析構件的內力、變形，尋找內力與變形間的內在聯系，按照邏輯思路的方法進行總結歸納。順利地溝通了此章的基本概念、思路，清晰地理解、記憶了本章知識和計算公式，改變了他們中學時代的學習意識――把學習當成被動地接受知識信息的過程，學會用有效的方法主動的消化知識。 材料力學研究構件在各種變形形式下的強度和剛度的方法是相同的，因而課程各章均有著基本相似的思路圖，只是因各章研究的變形不同，而導致知識內涵完全不同。在剪切、扭轉、彎曲等章節結束后，讓學生自己對所學知識進行分析和綜合，總結、歸納出這一章的思路圖。從學生所作的思路圖中發現學生基本能夠做到把書中各章零散的、自成體系的內容和計算公式、研究思路進行有序地排列組合，逐步深入的按邏輯進行推理，聯系成有機的整體。思路圖法不僅有效地提高了學生的邏輯綜合能力，而且告訴了學生由“厚”變“薄”、由粗變精的消化知識的過程，讓學生領悟如何在不斷輸入教學信息的基礎上，用邏輯分析對各個概念及各種計算重新進行組合，派生出自己的新知識結構，從而培養自己良好的學習方法和正確的思維方式。3 不斷創新課堂教學，培養學生獨立獲取知識的能力 21世紀是科技知識爆炸的世紀，在有限的時間內給學生以終身享用不盡的知識是不可能的。我們必須培養學生學會學習，具有自我開拓和獲取知識的能力。傳統的教學方法是教師只管自己講授，以科目為中心的“灌輸式”單向教學，這使得相當一部分中專生獨立性差，幾乎無自學能力。為此，我在教學中常常改變這種教學方法，創造一個以學生為中心的具有創造性的教學環境。我首先對教學內容通過承上啟下的方式提出問題，有意識地讓學生帶著問題自己鉆研。例如，在“純彎曲梁橫截面上的應力”這一章，因應力公式推導方法與圓軸扭轉應力公式推導方法相同，雖然有一定難度，但學生根據已有的知識完全能求解。為此，我讓學生帶著彎矩在橫截面上如何分布這一問題進行自學，使每位學生進入角色，同時啟發引導，以揭示和幫助學生進行理解。學生在獨立思考和分析討論的基礎上回答各個問題，師生產生共鳴，把整個教室空間變為學生思維空間，全方位地駕馭和控制整個課堂，使得課堂氣氛活躍，學生既提高了學習能力，亦鍛煉了交流能力。有些較簡單的內容，請學生走上講臺，自我教學，使他們成為教學過程中積極主動的參與者，大大提高學生獨立獲取知識的能力，更培養了學生主動學習、自覺鉆研的精神和作風。同時對于掌握讀書方法、分析問題的方法以及語言表達能力都起到相輔相成的作用，深受學生歡迎。 總之，培養學生能力與教授學生理論知識兩者可以完美地予以結合，并相互促進，形成良性循環。

篇9

關鍵詞:基本概念 受力分析 受力圖

在工程中,為了研究機械或某構件的運動規律和平衡狀態,一定要清楚地表示出物體的受力情況;其次,確定物體受了哪些力的作用,每個力的方向和作用位置是怎樣的,即對物體進行受力分析。為了更清楚地了解某一物體的受力情況,這就需要把該物體從周圍的物體中分離出來,單獨畫出這個物體的輪廓,即畫分離體圖,然后在其分離體圖上把作用在該物體上所有的外力用圖示法表示出來,即畫出物體的受力圖?，F將畫受力圖的教學過程總結為三部曲如下:

一、熟悉基本概念,尤其是力的概念,把作用在物體上的外力,按其作用效果分為

1.主動力:使物體產生運動或運動趨勢的力,如重力、推力及外加載荷等。

2.約束反力:約束阻礙物體因主動力作用而產生的運動趨勢所引起的反作用力,其性質、方向由約束的類型決定:見下表

二、按步驟有次序地畫

1.畫出受力物體(研究對象)的分離體圖。研究對象可能是單個物體,也可能是由許多單個物體構成的物體系。此時,必須把所要分析的物體解除約束,從周圍物體中分離出來,畫出確定的研究對象的輪廓。

2.畫主動力。把全部作用在研究對象上的主動力按原方向、原位置、原符號畫在分離體圖上相應的部位。

3.畫約束反力。分析約束情況,在分離體圖上根據約束的不同類型,畫出相應的約束反力。

三、準確把握以下知識點

1.二力體的受力特征:二力體所受的兩個力大小相等,方向相反,作用線共線。

2.三力平衡條件:物體受三個力作用且處于平衡狀態,則這三個力必匯交于一點。用此條件可確定某些約束反力的指向或作用線的方位。

3.作用力與反作用力關系。兩物體間的相互約束力要符合大小相等、方向相反、符號用同一字母加“′”區別,并分別畫在兩個物體上。

4.(1)受力圖只畫研究對象的簡圖及它受到的外力。

(2)每畫一個力都要有依據,即每個力都有施力物,不多不漏。

(3)受力圖上寫出各力作用點的名稱。

例1:如圖(a),重量為G的均質球,用繩子系住固定于A點,且靠在光滑的墻上,試畫出球的受力圖。

解:1.取球為研究對象,畫出其分離體圖,如圖(b);

2.作用在球上的主動力有球的重力G,按原方位、原方向、原符號畫出;

3.球有兩處約束,一是繩子的柔性約束,其反力T沿著繩子,背離球;一是光滑面約束,其反力N垂直墻面并指向球。

解:1.畫輪轂的受力圖

(1)取輪轂為研究對象,畫出其分離體如圖(a);

(2)作用在輪轂上的主動力有G,按原方位、原方向、原符號畫出;

(3)輪轂中心處是鉸鏈約束,其反力用正交分力Rx、Ry表示;邊緣處有法向約束和摩擦,其反力分別用N和F表示,其中摩擦力F產生力矩的轉向與主動力G產生力矩的轉向相反。

2.畫制動手柄的受力圖

(1)取制動手柄為研究對象,畫出其分離體如圖(b);

(2)作用在制動手柄上的主動力有P,按原方位、原方向、原符號畫出;

(3)A處是鉸鏈約束,其反力用正交分力RAx、RAy表示;閘瓦處有法向約束和摩擦,其反力與輪轂所受的反力是作用與反作用關系,分別用N′和F′表示。

參考文獻:

[1]煤炭工業出版社.煤炭技工學校通用教材《工程力學》.

篇10

關鍵詞：工程力學；教學改革；探索；實踐

一、高職工程力學教學中存在的問題

工程力學是介于基礎科學與工程科學之間的技術基礎課，既有較強的理論，又與工程和生產實踐密切聯系。隨著科學技術的發展，力學的新知識不斷涌現，工程技術對力學的要求也越來越高，而針對高職教育的培養目標，教學計劃中給予工程力學課程的課時卻越來越少，使得教學實施過程中，出現了很多的問題，因而工程力學教學必須改革，以適應當前社會對應用型、技能型人才的需要。

長期以來，工程力學教學大綱過分強調課程本身理論的系統性與完整性，注重公式的推導，與相關課程的聯系較差，并且聯系實際工程不夠，尤其缺乏對學生將工程實際問題轉化為適當的力學模型的培養。

由于工程力學課程的縮減，使得教學實施中與前繼課程如工程制圖、高等數學很難安排得當。再加上一貫的“滿堂灌”教學方法，教學內容過多過繁，增加了學生接受和消化力學知識的困難，也不利于學生獨立思考和分析與解決問題能力的培養，更談不上培養學生分析解決工程實際問題的能力。

教學方法陳舊，課堂氣氛沉悶，力學知識本身的枯燥無味，再加上學生缺乏主動性與積極性，不能給學生留出充分的思維空間，教學效果不理想，成績不佳，影響后續課程的學習。

二、改革教學方法及手段，調動學生學習能動性

1　進行科學史、科學家傳記和科技新成就的教育，誘發學生的學習興趣。把力學科學史、科學家傳記和科學新成就介紹給學生，使學生對力學由陌生進而產生興趣。如瓦特發明蒸汽機，茅以升造橋，阿基米德創立機械學、流體力學、發現杠桿定律；哥白尼創立日心說，寫下《天體運行論》的故事等等。這樣可縮短學生和力學的距離，激發他們學習力學的興趣。

2　對力學中一些定理、公式盡量用生活實例加以解釋，使理論學習深入淺出。在力學教學中，可結合實際，把一些枯燥的定理、公式用形象生動的生活實例來闡明，如講到摩擦時，用汽車輪子為什么有花紋來說明。輪胎上的花紋并不是為了漂亮，而是為了防止車輪在平滑的路面上滾動時打滑。當講到圓軸合理截面空心軸比實心軸合理時，用人的四肢的骨骼，稻麥莖的截面也是空心圓截面加以說明。通過舉例，使同學們覺得力學并不深奧，而是與生活實際密切聯系，使他們產生學習興趣，并化為一種學習動力。

3　自學配合精講，倡導對話式教學。由于本課程內容多，知識面廣，我們采用了課堂講授法、問題教學法、自學討論法和引導歸納法相結合的多種形式的教學模式，發揮學生內在潛力，培養其綜合能力。

自學是保證課堂精講，提高教學效果的前提之一。教師首先要編好自學指導書，要求學生開課前自學，開課后預習，并做好讀書筆記。課堂上教師可隨機安排學生對自學內容進行概括、總結，并根據課堂討論情況及時糾正，解答學生自學中發生的錯誤概念和疑難問題，然后對重點、難點內容詳細講授。此外，還可通過典型例題及工程實例邊講邊討論，活躍課堂氣氛，引導學生發散思維，激發其學習主動性，教會學生會學和節省學時。

“對話式教學”能促進學生思考，形成師生間互動關系，有利于學生理解、深化、拓寬所學內容。其目的一方面提高學生在公開場合的應對能力，提高學生心理素質；另一方面有利于培養學生組織“講稿”的能力。通過參與，使學生從知識的接受者變為學習的研究者。

4　分層次教學，激發學生創新意識。為培養學生思維能力，激發其創新、競爭意識，教師應區別對待不同層次的學生，因材施教。為此，可將工程力學課程劃分為由2個模塊組成，即基礎型模塊和應用型模塊?；A型課程內容以專業課“必需、夠用”為原則；應用型課程內容為工程力學的有關理論在生活及工程實際中的應用，注重培養其動手能力、分析和解決問題的能力，培養學生的創造能力。

5　加強實驗教學，提高學生操作技能。實驗教學的目的，除配合理論教學外，主要是培養學生動手能力。如材料力學性能測定實驗，讓學生能利用課外時間熟悉儀器設備及實驗程序，再上機操作。這樣既可緩解設備不足的矛盾，也可減少試驗材料的消耗。通過拉伸機的自動描繪儀，把材料的拉伸曲線描繪出來，學生在得到了第一手感性材料后，再經教師啟發和講授，學習積極性和效果會明顯提高。

6　利用掛圖、模型、多媒體教室等手段，增強直觀教學效果，培養學生學習興趣。在不能實現現場講課的情況下，利用電教片將工程結構、機構及有關機器設備展現在學生面前，增加感性認識，使學生將課程與工程背景聯系起來，從而能更好地培養學生解決工程實際問題的能力。采用可交互式的CAI多媒體教學軟件于課堂教學，可極大減少繁瑣計算的時間，使學生將主要精力用于理解、應用上，教師也有更多的時間實施啟發、誘導?？傊?，直觀教學能使許多力學疑難問題迎刃而解，既可培養學生興趣，又可增強其學習的自信心。

三、教學改革的探索與實踐