摘要:工程力學是一個總結認知規律、強化辯證思維的學科。在高職工程力學的教學中,實踐和根源分析是關鍵,它們不僅能表現出教學思想的解釋能力,而且還能提高教學在實踐操作上的力學功能。本文結合工程力學的教學思想,深度解析了工程力學的教學重點。
關鍵詞:高職 工程力學 教學思想
高職工程力學不僅能向學生全方位地展示力學工程的知識、特點和變化規律,還能幫助學生構建工程力學的結構。
一、高職工程力學的教學
(一)教學內容
工程力學主要研究力的不同形態,在受到壓縮、剪切、扭轉、彎曲等形變力時,工程結構的組合強度會發生較大改變。學生應根據力的變化特征,測算出力對工程結構的控制效果,確定結構載荷,設計出基本的構件尺寸。
(二)教學規律
高職工程力學的教育目的在于鍛煉學生的實踐能力,教會學生“學以致用”,豐富學生的工程設計思想。工程力學的教學規律有以下幾個特征:
1.規律突出,分類清晰
任一力學的變化都要遵照特定的規律,因為在客觀世界中,力的變化和轉移都是有跡可循的。
2.教學思想豐富
除了基礎教學之外,教師還應根據工程力學特有的教學優勢,創建復合型教學思想,全方位、立體式地解釋工程力學的學習規律和教學內容。
二、工程力學教學思想的探究
(一)結合生產實踐
1.安全第一思想
安全問題是工程力學教育的首要思想,教師應教會學生怎樣分析、控制,使力能夠平穩、安全、可靠的在工程各結構中轉換、變化,杜絕不安全因素在工程中出現。
2.經濟思想
經濟、實用這兩種性能對工程效益價值的影響很大,對工程結構設計復雜性、單元構件尺寸、工程材料成本等內容都至關重要。在工程力學教育中,教師應突顯節約經濟設計理念的重要性,教會學生利用力學設計的優勢,巧妙地轉化工程結構,節約材料和人力資源成本。
3.實驗標準思想
通過反復實驗、測評,能夠計算出力學性能參數,如工程結構的強度極限、彎曲極限、承受力極限等。這些參數與材料、工程結構的變化關聯性都很強,它們的變化會引發參數值的變化。因此,以實驗為依據,以實踐為標準是力學性能實驗教學的宗旨。
(二)結合認知規律
1.基本點思想
工程力學應從力和力矩出發,探究兩個基本量的變化特征,分析物體在移動、變形中的力能量。如靜力平衡原則是指在物體被轉化成剛體的過程中,靜力會變成一個不斷移動的質點,學生在分析力的變化情況時,可以根據質點的運動軌跡,尋找構件變形、工程結構變化的根本原因,并在實際操作中注意規避。
2.簡化思想
工程力學變化種類繁多,教師可以從宏觀和微觀兩個方面來分析工程力學的變化情況。從宏觀角度來看,力的變化是工程構件的形態變化,是導致結構拉伸、收縮的主要原因;從微觀角度來看,力在平面、截面、立體面中是相對平衡和穩定的。
3.遞進思想
層層深入、類比學習是工程力學教育的主導思想,教師可以結合典型例題,以類別題型為核心思想,分析工程結構的剛度、穩定性、變形極限等參數變化。如教師可以選取某一工程力學的案例,先分析一個構件的受力情況,詳細介紹該構件在工程結構中的力量支撐作用;然后,分析周邊相同構件的受力情況,分析不同構件因受力不同,變形情況也會有不同;最后,重新回到工程案例中,從細小到宏觀,向學生闡述力在不同構件、結構、工程中的變化特征。
4.解釋矛盾思想
在工程力學的教育中,教師難免會遇到“相關矛盾問題”,它們集中在力相互抵消、相互干擾、相互促進這三個方面。因此,在教學時,教師應告訴學生如何選擇“目標力”,計算存在力能量變化的應力要素,忽視次要力的變化。
利用矛盾思想,不僅能簡化教師的教學內容和流程,而且還能使學生保持清晰的頭腦,懂得合理選擇、適當挑選,將關注點集中到真正發生力學變化的參量上。
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(作者單位:湖南省交通職業技術學院)