物理教学中学生如何理解构件的受力分析

　　摘要：物理教学中的构件受力分析是中职学校机电专业学生学习《机械基础》课程中遇到的一个难题。为突破教学中这一问题，笔者在多年从事该学科教学中不断思考，不断总结经验和教训，认识到从培养兴趣、掌握概念及基础理论知识、掌握正确的分析方法和典型例题训练等几个方面相配合，可以很好地解决受力分析问题。
　　关键词：教学方法；受力分析；中职学生
　　
　　无论是升学还是就业，学好《机械基础》这门课都很重要。《机械基础》是中职学校机电专业的一门综合性基础课，为学生将来从事机械制造或使用及维修、研究机械或机器奠定一定的基础。同时，这门课也是对口升学考试科目之一。
　　在这门课程中，工程力学部分旨在对构件进行受力分析，解决构件的强度、刚度和选择合理的结构问题。要做到结构设计合理和施工技术先进、安全适用、质量上乘，需要多方面紧密配合，而受力分析就是其中一个非常重要的环节，是研究力学问题的基石。然而，中职生的基础知识薄弱，分析问题的能力往往有欠缺，而且机械结构的受力分析和初中物理中所学的力学差别也较大，使大部分学生在学习时感到困难，时常觉得无从下手。如何跨过这道门槛？我在多年从事本课程的教学中不断摸索，不断总结经验和方法，对如何更好地学习掌握构件的受力分析问题有了一些突破，现阐述如下。
　　一、注重培养学习兴趣，让学生主动学习
　　兴趣是最好的老师。只有当有了兴趣以后，才会想方设法地去找解决问题的办法，实践也证明：当学生对某一知识产生兴趣时，他们就会积极主动地探究，学习效果就尤佳。如果学生在学习时经常感到枯燥乏味，不愿去思考、学习，那么无论如何都学不好。因此，在教学中应结合本课程的特色采取一定的方式提高学生的学习兴趣，让学生保持积极主动的学习态度。如经常举一些实际中的例子，一些因选材不合理、结构不合理等相关构件受力问题造成的事故，让学生感到所学知识是很有意义的。在进行课堂练习时，有一定的梯度，由易到难逐步深入，让学生当堂收效，利用成就感增强他们学习的信心，这样一环扣一环地推进，越发能激发他们的学习热情。如果一味地死扣课本去上课，让学生觉得枯燥无味，课堂效果会大打折扣，很难达到让学生掌握的目的。只要我们有这样的意识，多想办法，就一定能让课堂教学更有艺术性、趣味性，吸引学生对所学内容感兴趣。只要学生肯思考，我们的受力分析问题就不难解决了。
　　二、弄清概念，牢靠掌握基础理论知识
　　尽管研究对象是具体的实物，很直观，但构件之间的力却是看不到、摸不着的，是抽象的。正因为这样，学生对力的存在、力的作用情况总感到迷惘，尤其是力的方向搞不清楚。因此，必须要依靠扎实的理论知识，弄清概念，熟练掌握力的各种类型及一些基本公理，在做题时按客观的理论依据准确地分析问题，而不是靠自己的主观感觉去随意确定。比如，一个构件无论什么形状，只要在结构中受到两个力作用而处于平衡，那么这两个力就一定要符合二力平衡公理的规定，两力一定是大小相等、方向相反沿同一直线，在受力图上表达时就一定是将两个受力点（作用点）连线，力的作用线就在这条连线上，按这个规定一定能准确画出。再比如，常见约束类型中的柔性约束，学生只要认准该种约束，掌握其约束反力的规定（作用于接触点，方向沿柔性体背离受力物体），就能够很准确地将力表达出来。在教学中，很多地方都需要用到作用和反作用公理。甲物体对乙物体有力的作用，同时乙物体对甲物体必有反作用力，分析两物体之间的力一定要等值、反向、共线，不然就是错误的。学生只有理解并熟练掌握这些公理，应用才会得心应手。所以，受力分析时必须要弄清概念，熟练掌握这些基础理论知识，用这些基础理论做指导会有助于正确地、顺利地完成受力分析。
　　三、注重方法，正确把握分析的思路和步骤
　　有时学生常抱怨“费了这么大劲，可还是学不好”，主要是没有掌握方法。学习的方法是学习活动必经的途径和道路，是一个关键性问题。实践证明：有法者事半功倍，不得法者事倍功半。受力分析尤其要注重方法，正确地把握分析的思路和步骤，让分析过程科学有序有效，从而能快速掌握知识。首先确定研究对象，按要求将研究对象单独取出，这一点必须明确，否则分析时就会混乱，不清楚要分析哪里，造成该有的力没有画，不该有的力却画了出来。做这一步时，应提出“三个不准”，不准改变对象的形状，不准改变位置摆布，不准徒手作图。其次，在分析表达各个力时，不无中生有，每个力都能找到施力物体，按照先画主动力再画约束反力的步骤进行，这样不容易遗漏。最后，强调每个力都用一个相应的字母表示。在教学生受力分析的过程中，始终要注意强调方法，每讲一个例子都贯穿分析的思路和步骤，让学生逐步养成思路清晰、规范做题的好习惯。必要时，在做练习中让学生讲解他分析的思路和过程，和其他同学互相交流，及时发现问题，及时纠正，有利于强化方法的养成。
　　四、结合典型，加强训练，提高学生分析思维的能力
　　有了方法，还必须加强针对性训练，通过训练让学生融会贯通，熟能生巧，而且在针对性训练中不断提高学生分析思维的能力。为便于学生掌握，我们须将受力分析的问题分类，每一类都用几个典型的例题为代表进行讲解，且由简到繁，慢慢深入。比如，有单一构件的，有多个构件组合的，有属于二力构件的，有属于三力构件的，有更多力作用的，等等。每一种都结合典型进行分析，还可以适当变化问题，引导学生灵活思考。在此，教师的精心准备和组织是非常重要的。这样有针对性讲练结合，随时纠正学生出现的问题，最终能够让学生真正掌握受力分析，准确画出受力图。
　　最后，在学完这一部分知识后，要集中力量用二至四个课时综合训练。总之，每一个问题我们都可以通过积极的探索和思考去寻求解决的办法，以突破难关。在构件受力分析这一部分知识的授课中，通过以上各方面的结合，通过教师的精心设计和准备，绝大多数同学都能够较好掌握构件的受力分析，为以后学习打下良好基础。
　　 （沁阳市职业中专）