淺談工程力學教學中思維能力的培養

洪加偉

摘要：本文就工程力學幾個知識點的教學從三個方面闡述了對高職類學生進行學科思維能力的培養，來提高教學質量的方法和意義。

關鍵詞：工程力學教學；高職類學生；思維能力培養；教學質量

人們對事物的認識都有一個從感性到理性的過程。學生對每門課的學習也有一個從形象思維到抽象思維的過程。在這個過程的轉變中，老師對學生進行正確的指導，是學生形成科學思維的關鍵。本文從三個方面來談談對高職學生學習工程力學的思維能力的培養。

一、 用聯系、發展的觀點，培養學生認知能力

高職學生學習工程力學是建立在剛學過的物理課程力學部分基礎上的。該部分知識掌握得牢固與否，將直接影響到工程力學學習的入門。如果物理課程力學部分學得好的話，學生對第一章靜力學的基本概念和公理將自然而然地接受。老師這時應提醒學生復習物理課程中力學部分的知識，或指導學生復習，達到溫故而知新的作用，將學過的知識與新知識融會貫通，使學生的思維有個接受和轉變的過程。

二、 培養學生綜合、概括能力，把握認識要領

學生在討論完平面一般力系向作用面內任意一點簡化結果后，老師應不失時機強調簡化的結果為一個主矢量FR′，和一個主矩MO，它們使物體產生移動和轉動效應，都不能使物體處于平衡狀態。只有主矢和對任意一點簡化中心的主矩都等于零時，才能使物體處于平衡狀態，此時作用于物體上的這一平面一般力系平衡，即：

FR′=0MO=0

在這一結論的基礎上，我們自然而然地得出了平面一般力系平衡條件與平衡方程。這時應向學生強調這一平衡條件的應用是我們解決許多靜力學問題的主要手段，應使學生深刻理解，把握其要領，并能熟練地寫出平面一般力系平衡時的獨立方程。在此基礎上，再讓學生回顧平面匯交力系的平衡條件，將兩者綜合、對比。再通過一些典型習題的練習，進一步加深學生對這些概念的認識和理解。這些知識在學生的思維中就會由零碎的、片面的轉化為完整的、系統的認識。這種認識是學生對某階段知識的理性認識。這一認識過程也是學生應用他的理性認識來解決一些實際問題所形成自己獨立解決問題方法的過程。在這一認識過程中，不應讓學生陷入題海戰役中，而應在解題中去摸索出解決問題的手段，讓學生應用該手段去解決每一個具體問題。

三、 在反復認識的基礎上，提高學生的思維能力

在平面靜定桁架內力計算這一節中，有這樣一個問題，求圖示平面靜定桁架各桿內力。（見圖一）

因桁架受荷載和支座約束反力而平衡，所以其中每一部分，每一節點受力也必然平衡。如截取桁架節點E，其受力圖為（見圖二）

由平面匯交力系的平衡條件列出節點E的平衡方程：

∑Fx=0FEF=0

∑Fy=0-FEC=0

可知EF、EC桿受力為零，稱零桿。同理，由節點D我們又得到CD桿為零桿。這時再求其余各桿的內力就簡便多了。

有學生問，不通過列式計算，能否直接找出桁架中的零桿？方法是有，但我認為不宜讓學生按某種方法找出零桿，應按部就班地用平面匯交力系的平衡條件去確定。讓學生對這一問題的認識有一個實踐和掌握的反復認識過程。如果學生的認識已足夠深刻，達到了高瞻遠矚的程度，老師不點，他已無師自通了。這樣他對知識的掌握程度遠比自己被動接受知識要深刻得多。

再如分析物體受力時，遇到這樣一個問題，如圖三，一均質鋼球被細繩吊著處于光滑斜面上，細繩為豎直方向，問鋼球是否受斜面的約束反力？

我對學生的分析如下：設鋼球與斜面接觸點為A點。若將斜面移開，根據題設條件，鋼球上的A點在空間的位置毫無變化，可見鋼球在沿斜面所能阻礙的方向上并沒有運動的趨勢。斜面對鋼球無約束作用，即斜面對鋼球無約束反力。

這時仍有學生會持懷疑態度，不能完全明白。等學完平面匯交力系這一章，我讓學生假設斜面對鋼球有約束反力，再用平面匯交力系的平衡條件求解一下，結果求得的約束反力為零。這時大家對這一問題的認識就清楚了。在學完摩擦及重心這兩章后，我再啟發大家思考，若鋼球不均質，鋼球的重心不在球心，斜面又不光滑時，斜面對鋼球是否還無約束？這樣通過用幾個階段不同層次的知識來反復認識同一個問題，能使學生對問題的認識由淺入深，由表及里，逐漸提高了學生的辯證思維能力。

總之，在教學中，應不斷激發學生積極思考，活躍其思維，用學過的知識去分析和解決實際問題，不能憑自己的主觀臆斷去信口答題，隨便解題。在反復認識和實踐的過程中不斷培養學生分析問題和解決問題的能力。讓學生自己在推理、概括、總結的反復認識過程中，養成科學思維的習慣。

在教學中，老師傳授好的學習方法，注重培養學生的思維能力，能起到事半功倍的作用。一旦學生對所學課程的思維能力提高了，就好比掌握了打開知識寶庫的金鑰匙，這對提高學生學習質量十分有益。endprint