对高职高专工程力学课程教学的几点思考

国洪建，张振宇

（兰州工业高等专科学校，甘肃 兰州 730050）

对高职高专工程力学课程教学的几点思考

国洪建，张振宇

（兰州工业高等专科学校，甘肃 兰州 730050）

工程力学课程概念多、理论性强且抽象难懂，在教学过程中教师难教、学生难学。本文从教材选择、绪论课讲解、所学知识的前后联系、理论联系实际方面阐述工程力学的教学方法，并对教师个人因素提出要求。

高等职业教育；工程力学；案例教学

1 选择合适的教材，制定行之有效的教学方案

任何一门课程的教与学，教材是根本，是基础。高职高专院校学生入学时门槛低，其综合素质略差于普通本科生，因此，在选择教材时一定要注意教材理论层次的难易和深浅。另外，由于高职高专院校学生毕业后多在基层从事生产、技术和管理工作，这就要求所选教材的理论知识不宜太深奥，而且内容要贴近生产实践。教师应根据学生特点，结合专业要求，注重实用，删繁就简，制定行之有效的教学方案，以提高教学效率和教学质量。

2 把握绪论课，引导并激发学生的学习兴趣

良好的开端是成功的一半。学生对新课程的认识一般都是从绪论课开始的，绪论课的讲解将直接影响到学生今后学习的主动性和积极性。一堂精彩的绪论课能调动学生的求知欲，激发学生的学习兴趣，对后续内容的学习能起到很好的推动作用。教师要上好绪论课，首先，要熟读全书，并化繁为简，简单准确地把课程性质、任务、主要内容、地位和作用及课程的主要学习方法等提取出来并介绍给学生，使学生明确该门课程的学习目的和主要任务，明确工程力学在工科后续专业学习中的地位和作用。其次，要举一些学生感兴趣的与所学知识相关的生产、生活实例，以便学生形象地了解工程力学的广泛应用性以及内容的趣味性。在讲解过程中，如桥梁的建设，普通的大桥是先建桥墩再铺桥面，而新型现代化的斜拉式大桥可减少桥墩数量（兰州市银滩大桥），有些桥中间甚至没有桥墩，凌空而建（澳大利亚悉尼大桥）。又如劈柴时为什么横着劈比竖着劈要费力很多？购物车为什么能够自动地停在上升或下降的电动扶梯上?还有古人用冷水浇烧烫的石头使石头破裂的原理是什么?为什么对于铁等金属用同样的办法却不易破裂?为什么跳水运动员在空中先缩拢四肢，入水时又伸直四肢？跳高运动员为何选择背越式等[2]。这些有趣的例子很容易使学生感受到工程力学课程的实用性和趣味性，从而激发他们的学习兴趣，增强学好该门课程的信心。

3 注重所学知识的前后联系，善于总结

在工程力学教学过程中，应重视知识的系统性和规律性，尽可能使学生所学的内容纲目清晰，前后联系。如课本[1]第七章中计算梁弯曲横截面上应力时学习了“抗弯截面系数（WZ）”，此时可以联系到第六章中轴扭转变形时的“抗扭截面系数（WP）”，这两个物理量无论是在名称上还是表达符号上都有相似之处，这样联系在一起使学生对新学的知识印象深刻，同时又复习了已学知识。在注重对所学知识相互联系的同时，还要善于对所学知识进行总结。如在讲授工程力学习题的解题步骤时，可用图示法[3]在理论力学知识与材料力学知识之间建立起有效的联系，归纳如下：

通过归纳分析的方法引导学生沿上述提供的步骤循序渐进，即首先确定研究对象并对其进行受力分析，画出研究对象的受力图；根据物体的平衡条件，列出平衡方程，求出约束外力；然后采用截面法研究杆件的内力，分析杆件横截面的应力或杆件的应变；最后通过强度条件和刚度条件解决实际问题——强度和刚度的校核、设计截面尺寸或确定许可载荷等。采用具有较强直观性的图示教学法，可把复杂抽象的理论文字通过合理的图示加以形象化，化繁为简，使学生能按照步骤分析、解决问题，有助于学生对知识的系统掌握。

针对知识点多，公式繁琐难记忆的问题，教师可在每节课开始时以提问的形式让学生回答有关概念、公式，进行强化记忆；在每章学习结束时，教师以归纳的形式对本章知识要点进行归纳记忆。如在学完杆件的4种基本变形后，针对杆件的拉压、剪切、扭转及弯曲4种基本变形与其强度、刚度校核问题，归纳每种杆件变形问题所涉及的基本知识内容（见表1）。从表1中可知，对于每种杆件的基本变形，都涉及到内力和内力图，最终都从强度或刚度方面进行强度计算和刚度计算。

表1 杆件基本变形及其强度、刚度计算公式

这样的知识归纳也可先让学生自己完成，虽然归纳的不尽完善，但在总结过程中，不仅可以锻炼学生的归纳总结能力，而且对学生思维的条理化、知识的系统化、激发学生内在动力和学习活力都有重要作用，能使他们更深刻地从事物现象看清本质，总结规律，从而达到事半功倍的教学效果。

4 理论联系实际，结合工程实例，开展案例教学

对于高职高专学生来说，多数毕业后从事生产一线工作，学习工程力学不仅是为了掌握技术基础理论，更重要的是能运用所学理论知识指导实际工作，解决工程及日常生活中出现的问题。因此，教师在讲授理论知识的同时，应尽可能地将理论应用在实际工程中，以丰富的工程实例突出理论的应用价值，从实用性角度加强学生对课程重要性的认识，激发学生学习的兴趣和热情。如讲解“通过强度计算确定杆件的合理截面形状尺寸问题”时，可结合汽车传动轴、旗杆，讲解这些杆件为什么采用空心圆形截面。通过这些直观的事例加深学生对合理截面形状的认识，同时让学生明白材料力学就是要使杆件在安全使用的前提下节约成本，经济实用。如讲授“梁的弯曲强度”时，结合混凝土的应用实例，混凝土是典型的脆性材料，脆性材料力学性能的显著特点是抗压不抗拉，在工程中为提高混凝土梁的抗拉性能，同时考虑到经济实用性要求，通常只在梁的受拉一侧加一些钢筋，这样制作的混凝土梁的抗拉和抗压强度相当。又如结合梁的内力情况和应力分布，激发学生讨论屋梁（简支梁）和阳台（悬臂梁）预制板应如何放置的问题，引导学生根据梁的弯曲内力及横截面上的正应力分布特点，作出正确的判断。通过这些实例，一方面加深了学生对梁弯曲时横截面上正应力分布的理解，另一方面也培养了学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力。再如结合现代桥梁技术广泛采用斜拉桥结构，用所学的压杆稳定理论分析这种结构的合理性。相对普通的桥墩式（如南京长江大桥），斜拉桥（如芜湖长江大桥、武汉长江二桥、杭州湾跨海大桥等）用拉索（受拉构件）将桥身及载荷集中于主桥墩上，只要保证主桥墩的稳定性，就可保证大桥的安全性，斜拉桥通过使用大量拉索从而减少了桥墩（压杆）的数量，变受压构件为受拉构件，增强了安全性[4]。

要做到理论联系实际，教师就要注意收集、积累与教学相关的最新科技信息、工程案例等资料。通过列举实例并运用理论分析说明，既加深了学生对理论知识的理解，也大大提高了他们的学习兴趣和求知欲望，从而达到提高课堂教学效果的目的。

5 注意教师个人因素

教学效果与教学质量的好坏跟教师的个人因素也有十分重要的关系。如讲课声音要洪亮，可用麦克辅助教学，使教室里的每位学生都能听到；同时运用多媒体教学时注意不要过分依赖多媒体，对物体的受力分析和解题过程要进行简单的板书，使课堂内容更充实；还可采取多种授课模式，对内容简单的知识可采取自学讨论、互动式的教学方法[5]。另外，教师还要注意增加课堂教学的趣味性，活跃课堂气氛，拉近与学生的距离，使学生感觉学知识像跟教师“聊天”。对于青年教师来说，由于教学经验不足，可能还不能充分认识到个人在教学中的问题，这就要求青年教师不断听取前辈和学生的建议，在教学实践中不断总结，避免个人不良因素影响课堂教学效果。

综上所述，为提高工程力学的教学效果与教学质量，我们要选择合适的教材，制定行之有效的教学方案，在教学过程中注意知识的前后联系与系统总结，注意理论知识与工程实际的结合，教师还要注意可能影响课堂教学质量的个人因素。

[1]魏道德，贾玉梅.工程力学[M].北京:机械工业出版社，2009.

[2]程靳.理论力学思考题集[M].北京:高等教育出版社，2004.

[3]王银芝.材料力学课堂教学改革的实践探索[J].中国建设教育，2010，1（1）：76～78.

[4]欧淑彬.提高工程力学课程教学效果的几点体会[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2008，25（3）：125～126.

[5]马林，李天珍.工程力学课程互动式教学研究[J].湖北广播电视大学学报，2010，30（3）：131～132.

G420

B

1671-1246（2012）07-0071-02工程力学包括理论力学和材料力学两部分内容，是一门研究物体机械运动规律以及杆件变形与破坏规律的科学，理论性较强，是各工科专业教学计划中的一门重要的专业基础课，它为工科学生后续专业课程的学习提供必要的力学理论基础[1]。但由于工程力学概念多、理论性强且抽象、难以理解等特点，既给教师增加了教学难度，又使学生学起来吃力，甚至很多学生产生厌学情绪，教学效果不理想。笔者经过一段时期的教学实践，借鉴多位前辈的教学经验，从教材的选择、教学方案的制定以及教学方法的运用方面阐述工程力学的教学方法，并在教学实践中做了积极的探索。

注：本文系甘肃省高等学校研究生导师科研项目计划（1114-01）