技工學校《工程力學》教學改革分析

鄧漢梅（中船澄西技工學校 江蘇 江陰 214400）

技工學校《工程力學》教學改革分析

鄧漢梅
（中船澄西技工學校 江蘇 江陰 214400）

《工程力學》是一門重要的專業基礎課程，是后續專業課學習必備的知識。本文針對技校生的特點和教學實際情況，探討了對傳統的《工程力學》的教學方式進行改革的理論依據和操作過程，特別對突出職業教育特色和在教學中教會學生《工程力學》的研究思維方法等方面進行了闡述。

技校；工程力學；教學改革；教學分析；思維方法

技校開設《工程力學》的教學概況及必要性分析

《工程力學》是一門以工程技術為背景的應用基礎課程，它以理論、實踐和計算機仿真為主要手段，研究工程技術中的普遍規律和共性問題，并直接為工程技術服務。但技校學生對該課程普遍感到學習難度較大，學習不得法。主要原因有：（1）此門課程的一些思維方式是首次接觸；（2）此門課程是第一門從理論課程向實踐課程過渡的課程；（3）此門課程有賴于高中數學及物理知識；（4）此門課程具有較高的抽象性。

由于以上原因，有的技校干脆將《工程力學》課砍掉了，有的削減了《工程力學》課的課時。很多版本的教材在教學內容上也進行了刪減。如中國勞動社會保障出版社出版的全國中等職業技術學校機械類通用教材在教學內容、作業分配方面都進行了較大的改動，有些知識點只給結果，不問出處。那么，技工學校還應不應該開《工程力學》課？如果開的話，應從哪些方面進行改進呢？

《工程力學》是研究力學中最普遍、最基本規律的。《機械基礎》、《機械制造工藝基礎》等技術基礎課和《模具制造工藝》、《車工工藝》等專業課都要以《工程力學》為基礎。《工程力學》在基礎課與專業課之間起著承上啟下的作用，其教學效果的好壞將對后續專業課程的學習帶來直接的影響。《工程力學》教給學生一種新的思維方式，以實驗、實踐為基礎，總結推導出力學的理論、概念、公式，又用于分析解決工程中的實際問題。作為與機械打交道的人，必須具備嚴謹科學的工作態度，縝密的思維邏輯，分析解決實際問題的能力。《工程力學》恰恰是培養學生這種能力的一門課程，所以學習《工程力學》課是必要的。

學生的基礎差是一個現實的問題。我校學生的生源，主要以初中畢業生為主，分三年制和五年制兩種。從入學分數看，五年制的錄取分數線比三年制高40分左右。總體上來說，五年制大專班的學生基礎要好一些。學習《工程力學》有賴于高中數學及物理知識，三年制的學生學習有較大困難，五年制的學生開設高等數學課，物理基礎較好，但與大本學生仍然有較大差距。

因此，講授《工程力學》的教師必須深入研究，探討教學方法，對傳統的《工程力學》教學方法進行改革，如何在現有課時較少的情況下提高教學質量，讓學生了解工程力學中的基本思維方法，掌握生產實際中分析和解決有關力學的簡單問題，這是每個《工程力學》教師必須面對的問題。

在教學內容上突出職業教育特色

《工程力學》分“理論力學”和“材料力學”兩大部分，在理論力學中要突出靜力學的基本概念，如四個公理、兩個推論、約束與約束反力及受力分析與受力圖等。計算部分的重點是平面一般力系，而平面匯交力系、平行力系、平面力偶系均是一般力系的特殊情況。對于摩擦部分考慮到學生的實際情況可做靈活處理。對于材料力學則主要以構件四種基本變形形式的強度計算為主線，可只介紹拉壓胡克定律使學生了解力與變形的關系。與教材配套的習題冊中通過判斷、選擇、填空、受力圖等題型可以使學生對有關概念進行充分的復習、理解和掌握，這是技校教材的一大特色。

值得注意的是，由于技校學生的數學基礎太差，對列靜力平衡方程掌握有難度，《工程力學》（第四版）教科書把平面匯交力系、平面一般力系的計算練習內容及作業刪掉了不少。而靜力學計算對于加強學生概念的理解與應用有著不可替代的作用，靜力學的計算貫穿于《工程力學》的整個課程，是不可避開的內容，建議在教學中強化平面任意力系的計算。另外，新版教材中將力的合成的幾何作圖方法刪除了，而在習題中，在進行定理的推導中（如合力投影定理）還留有力的合成的幾何作圖痕跡。建議在講力的平行四邊形公理時強調多個力的合成方法。

在教學中教會學生工程力學的研究思維方法

（一）引導學生從教學過程中歸納總結規律

材料力學部分是《工程力學》的一個重點和難點，材料力學是以試驗為基礎并利用有關力學知識和數學方法建立起來的理論與實踐密切結合的科學。在材料力學課堂教學的初期，應引導學生著重理解在各個章節的教學環節中需要反復用到的研究方法。例如，在分析等直桿件軸向拉伸和壓縮的內力時，著重理解利用截面法分析內力的基本步驟與思維方法，并進一步訓練學生直接繪軸力圖的能力。在推導橫截面應力計算表達式時，引導學生著重理解以下內容：首先，通過試驗從幾何上觀察桿件受到軸力后外表面的變形規律，并利用抽象思維方法，根據平面假設推斷桿件橫截面的變形規律，進而分析出截面的應力分布規律，給出應力的計算公式以及最后得出桿的強度條件。強調該研究方法對后續內容學習的重要性，可激發學生在學習過程中對研究方法本身進行研究的積極性，在講授桿件的扭轉和彎曲變形時，其效率可大大提高。

在理論力學教學中，學生對概念部分掌握較好，而靜力學計算成了難點。靜力學計算是有規律可循的。因為它是所有靜力學公理、定理的應用，因此要引導學生一環扣一環地分析、多次地按一定的步驟練習，歸納總結規律。

第一步，取分離體，畫受力圖，與學生一起分析解決的問題：（1）構件屬于那種力系，是平面匯交力系，力偶系，平行力系，還是一般力系？（2）屬于什么約束，是柔索、固定鉸鏈、光滑面約束，還是固定端約束？（3）受力圖中力的方向怎么確定，平衡力、作用與反作用力及坐標軸的方向怎樣確定？

第二步，列平衡方程，解決的問題：（1）未知量有幾個？列幾個方程？（2）每個力在坐標軸上的投影及正負號的選擇，力矩式的矩心怎么選？

第三步，解方程，注意的問題：先從未知量少的方程著手，注意運算過程中的正負號。分析采用提問對話的方式，并讓學生黑板列方程，解方程，引導學生一步一步地糾正計算過程中的錯誤、漏洞，逐步掌握正確的分析計算方法。

（二）啟發學生從生活和實驗、實踐中思考問題，解決問題

牛頓從蘋果掉到地上發現了萬有引力定律，力學的很多規律在現實生活中隨處可見。在教學時應多從生活和生產實際的案例中引出教材的新知識，最后還要通過練習回到實踐。這樣就可以改善教學效果，提高教學質量，從而培養學生思考能力、解決實際問題的能力。如在學習力的概念、力矩的概念、鉸鏈約束時，門、圓規成了我的最佳教具。結合工程實例的教學方法常常能使《工程力學》教學取得事半功倍的效果，使教學過程和內容更具有生動性和直觀性，有利于學生將工程實例簡化為力學模型，同時也有利于學生在碰到計算簡圖時聯想到工程背景。對于不少利用抽象的理論推導和語言闡述的問題，雖經很長時間學生還一頭霧水，結合工程實例和生活經驗一點撥，就一下子豁然開朗了。用一根海綿桿的模型可以直觀地演示桿的拉壓變形、梁的彎曲變形現象，而金屬材料的靜拉伸實驗更是材料力學中強度計算的基礎。通過這些演示可以讓學生充分認識到工程力學所有的理論計算公式推導實際上都是以工程實驗、以實踐作為基礎的，是為工程服務的。經過工程實例教學法的熏陶和訓練，學生自覺養成了學習工程力學理論聯系實際的好習慣，自覺地從工程實際中去思考問題、發現問題，再結合學到的力學知識去解決問題。學生學習了《工程力學》課程，既提高了自己的力學素質，又養成了可貴的工程意識，為成為高技能應用型人才邁出了極為關鍵的一步。

在教學過程中采用多種教學手段

在教學過程中采用多媒體輔助教學，可以克服傳統教學模式的不足，在相同的時間內可以使學生獲得更多的信息。多媒體能夠將一些工程實例通過屏幕生動地展現在學生面前，增加學生的感性認識。并且多媒體教學的新穎性、趣味性和多樣化可以吸引學生的注意力，激發學習興趣，實現新內容、新體系、新方法、新手段的有機結合。利用多媒體課件輔助教學，學生基本上能當堂消化該節課的內容，大大地提高課堂教學效率和效果。當然，傳統的教學黑板和粉筆也有多媒體不能替代的連貫性優勢，在推證力學原理和講解習題過程方面，其優勢很明顯。而實體模型和力學實驗更具有形象、生動、真實感強的特點，能使學生更深刻地理解課程內容和實際應用特點。所以在教學過程中要注意多種方法的有效結合，做到揚長避短。這樣才能使教師的“教”，學生的“學”最后都能體現在學生能夠實際應用的“做”上。

總之，上好《工程力學》課是需要一定的專業功底的，為了提高工程力學的教學質量，教師除了要具備系統的力學知識，相關的專業知識，還應具有豐富的實踐經驗以及對教學內容的理解、歸納能力及課堂的組織和表達能力，只有這樣上課時才能做到游刃有余，達到《工程力學》承上啟下、服務于專業課的目的。

[1]崔婷.提高工程力學教學質量的探討[J].昆明大學學報，2006，17（4）.

[2]王瑞，李仁鎖.淺談如何提高高職《工程力學》的教學質量[J].大眾科技，2008，8（173）.

[3]魏道德，賈玉梅.工程力學[M].北京：機械工業出版社，2007.

（本文責任編輯：尚傳梅）

我覺得坦途在前，人又何必因為一點小障礙而不走路呢？

——魯迅

G712

A

1672-5727（2011）09-0102-02

鄧漢梅（1963—），女，江蘇江陰人，中船澄西技工學校講師，研究方向為工程力學與機械制圖及其教學。