對高職高專工程力學課程教學的幾點思考

國洪建，張振宇

（蘭州工業高等專科學校，甘肅 蘭州 730050）

對高職高專工程力學課程教學的幾點思考

國洪建，張振宇

（蘭州工業高等專科學校，甘肅 蘭州 730050）

工程力學課程概念多、理論性強且抽象難懂，在教學過程中教師難教、學生難學。本文從教材選擇、緒論課講解、所學知識的前后聯系、理論聯系實際方面闡述工程力學的教學方法，并對教師個人因素提出要求。

高等職業教育；工程力學；案例教學

1 選擇合適的教材，制定行之有效的教學方案

任何一門課程的教與學，教材是根本，是基礎。高職高專院校學生入學時門檻低，其綜合素質略差于普通本科生，因此，在選擇教材時一定要注意教材理論層次的難易和深淺。另外，由于高職高專院校學生畢業后多在基層從事生產、技術和管理工作，這就要求所選教材的理論知識不宜太深奧，而且內容要貼近生產實踐。教師應根據學生特點，結合專業要求，注重實用，刪繁就簡，制定行之有效的教學方案，以提高教學效率和教學質量。

2 把握緒論課，引導并激發學生的學習興趣

良好的開端是成功的一半。學生對新課程的認識一般都是從緒論課開始的，緒論課的講解將直接影響到學生今后學習的主動性和積極性。一堂精彩的緒論課能調動學生的求知欲，激發學生的學習興趣，對后續內容的學習能起到很好的推動作用。教師要上好緒論課，首先，要熟讀全書，并化繁為簡，簡單準確地把課程性質、任務、主要內容、地位和作用及課程的主要學習方法等提取出來并介紹給學生，使學生明確該門課程的學習目的和主要任務，明確工程力學在工科后續專業學習中的地位和作用。其次，要舉一些學生感興趣的與所學知識相關的生產、生活實例，以便學生形象地了解工程力學的廣泛應用性以及內容的趣味性。在講解過程中，如橋梁的建設，普通的大橋是先建橋墩再鋪橋面，而新型現代化的斜拉式大橋可減少橋墩數量（蘭州市銀灘大橋），有些橋中間甚至沒有橋墩，凌空而建（澳大利亞悉尼大橋）。又如劈柴時為什么橫著劈比豎著劈要費力很多？購物車為什么能夠自動地停在上升或下降的電動扶梯上?還有古人用冷水澆燒燙的石頭使石頭破裂的原理是什么?為什么對于鐵等金屬用同樣的辦法卻不易破裂?為什么跳水運動員在空中先縮攏四肢，入水時又伸直四肢？跳高運動員為何選擇背越式等[2]。這些有趣的例子很容易使學生感受到工程力學課程的實用性和趣味性，從而激發他們的學習興趣，增強學好該門課程的信心。

3 注重所學知識的前后聯系，善于總結

在工程力學教學過程中，應重視知識的系統性和規律性，盡可能使學生所學的內容綱目清晰，前后聯系。如課本[1]第七章中計算梁彎曲橫截面上應力時學習了“抗彎截面系數（WZ）”，此時可以聯系到第六章中軸扭轉變形時的“抗扭截面系數（WP）”，這兩個物理量無論是在名稱上還是表達符號上都有相似之處，這樣聯系在一起使學生對新學的知識印象深刻，同時又復習了已學知識。在注重對所學知識相互聯系的同時，還要善于對所學知識進行總結。如在講授工程力學習題的解題步驟時，可用圖示法[3]在理論力學知識與材料力學知識之間建立起有效的聯系，歸納如下：

通過歸納分析的方法引導學生沿上述提供的步驟循序漸進，即首先確定研究對象并對其進行受力分析，畫出研究對象的受力圖；根據物體的平衡條件，列出平衡方程，求出約束外力；然后采用截面法研究桿件的內力，分析桿件橫截面的應力或桿件的應變；最后通過強度條件和剛度條件解決實際問題——強度和剛度的校核、設計截面尺寸或確定許可載荷等。采用具有較強直觀性的圖示教學法，可把復雜抽象的理論文字通過合理的圖示加以形象化，化繁為簡，使學生能按照步驟分析、解決問題，有助于學生對知識的系統掌握。

針對知識點多，公式繁瑣難記憶的問題，教師可在每節課開始時以提問的形式讓學生回答有關概念、公式，進行強化記憶；在每章學習結束時，教師以歸納的形式對本章知識要點進行歸納記憶。如在學完桿件的4種基本變形后，針對桿件的拉壓、剪切、扭轉及彎曲4種基本變形與其強度、剛度校核問題，歸納每種桿件變形問題所涉及的基本知識內容（見表1）。從表1中可知，對于每種桿件的基本變形，都涉及到內力和內力圖，最終都從強度或剛度方面進行強度計算和剛度計算。

表1 桿件基本變形及其強度、剛度計算公式

這樣的知識歸納也可先讓學生自己完成，雖然歸納的不盡完善，但在總結過程中，不僅可以鍛煉學生的歸納總結能力，而且對學生思維的條理化、知識的系統化、激發學生內在動力和學習活力都有重要作用，能使他們更深刻地從事物現象看清本質，總結規律，從而達到事半功倍的教學效果。

4 理論聯系實際，結合工程實例，開展案例教學

對于高職高專學生來說，多數畢業后從事生產一線工作，學習工程力學不僅是為了掌握技術基礎理論，更重要的是能運用所學理論知識指導實際工作，解決工程及日常生活中出現的問題。因此，教師在講授理論知識的同時，應盡可能地將理論應用在實際工程中，以豐富的工程實例突出理論的應用價值，從實用性角度加強學生對課程重要性的認識，激發學生學習的興趣和熱情。如講解“通過強度計算確定桿件的合理截面形狀尺寸問題”時，可結合汽車傳動軸、旗桿，講解這些桿件為什么采用空心圓形截面。通過這些直觀的事例加深學生對合理截面形狀的認識，同時讓學生明白材料力學就是要使桿件在安全使用的前提下節約成本，經濟實用。如講授“梁的彎曲強度”時，結合混凝土的應用實例，混凝土是典型的脆性材料，脆性材料力學性能的顯著特點是抗壓不抗拉，在工程中為提高混凝土梁的抗拉性能，同時考慮到經濟實用性要求，通常只在梁的受拉一側加一些鋼筋，這樣制作的混凝土梁的抗拉和抗壓強度相當。又如結合梁的內力情況和應力分布，激發學生討論屋梁（簡支梁）和陽臺（懸臂梁）預制板應如何放置的問題，引導學生根據梁的彎曲內力及橫截面上的正應力分布特點，作出正確的判斷。通過這些實例，一方面加深了學生對梁彎曲時橫截面上正應力分布的理解，另一方面也培養了學生運用所學知識分析、解決實際問題的能力。再如結合現代橋梁技術廣泛采用斜拉橋結構，用所學的壓桿穩定理論分析這種結構的合理性。相對普通的橋墩式（如南京長江大橋），斜拉橋（如蕪湖長江大橋、武漢長江二橋、杭州灣跨海大橋等）用拉索（受拉構件）將橋身及載荷集中于主橋墩上，只要保證主橋墩的穩定性，就可保證大橋的安全性，斜拉橋通過使用大量拉索從而減少了橋墩（壓桿）的數量，變受壓構件為受拉構件，增強了安全性[4]。

要做到理論聯系實際，教師就要注意收集、積累與教學相關的最新科技信息、工程案例等資料。通過列舉實例并運用理論分析說明，既加深了學生對理論知識的理解，也大大提高了他們的學習興趣和求知欲望，從而達到提高課堂教學效果的目的。

5 注意教師個人因素

教學效果與教學質量的好壞跟教師的個人因素也有十分重要的關系。如講課聲音要洪亮，可用麥克輔助教學，使教室里的每位學生都能聽到；同時運用多媒體教學時注意不要過分依賴多媒體，對物體的受力分析和解題過程要進行簡單的板書，使課堂內容更充實；還可采取多種授課模式，對內容簡單的知識可采取自學討論、互動式的教學方法[5]。另外，教師還要注意增加課堂教學的趣味性，活躍課堂氣氛，拉近與學生的距離，使學生感覺學知識像跟教師“聊天”。對于青年教師來說，由于教學經驗不足，可能還不能充分認識到個人在教學中的問題，這就要求青年教師不斷聽取前輩和學生的建議，在教學實踐中不斷總結，避免個人不良因素影響課堂教學效果。

綜上所述，為提高工程力學的教學效果與教學質量，我們要選擇合適的教材，制定行之有效的教學方案，在教學過程中注意知識的前后聯系與系統總結，注意理論知識與工程實際的結合，教師還要注意可能影響課堂教學質量的個人因素。

[1]魏道德，賈玉梅.工程力學[M].北京:機械工業出版社，2009.

[2]程靳.理論力學思考題集[M].北京:高等教育出版社，2004.

[3]王銀芝.材料力學課堂教學改革的實踐探索[J].中國建設教育，2010，1（1）：76～78.

[4]歐淑彬.提高工程力學課程教學效果的幾點體會[J].安徽工業大學學報：社會科學版，2008，25（3）：125～126.

[5]馬林，李天珍.工程力學課程互動式教學研究[J].湖北廣播電視大學學報，2010，30（3）：131～132.

G420

B

1671-1246（2012）07-0071-02工程力學包括理論力學和材料力學兩部分內容，是一門研究物體機械運動規律以及桿件變形與破壞規律的科學，理論性較強，是各工科專業教學計劃中的一門重要的專業基礎課，它為工科學生后續專業課程的學習提供必要的力學理論基礎[1]。但由于工程力學概念多、理論性強且抽象、難以理解等特點，既給教師增加了教學難度，又使學生學起來吃力，甚至很多學生產生厭學情緒，教學效果不理想。筆者經過一段時期的教學實踐，借鑒多位前輩的教學經驗，從教材的選擇、教學方案的制定以及教學方法的運用方面闡述工程力學的教學方法，并在教學實踐中做了積極的探索。

注：本文系甘肅省高等學校研究生導師科研項目計劃（1114-01）