浅谈工程力学教学中思维能力的培养

洪加伟

摘要：本文就工程力学几个知识点的教学从三个方面阐述了对高职类学生进行学科思维能力的培养，来提高教学质量的方法和意义。

关键词：工程力学教学；高职类学生；思维能力培养；教学质量

人们对事物的认识都有一个从感性到理性的过程。学生对每门课的学习也有一个从形象思维到抽象思维的过程。在这个过程的转变中，老师对学生进行正确的指导，是学生形成科学思维的关键。本文从三个方面来谈谈对高职学生学习工程力学的思维能力的培养。

一、 用联系、发展的观点，培养学生认知能力

高职学生学习工程力学是建立在刚学过的物理课程力学部分基础上的。该部分知识掌握得牢固与否，将直接影响到工程力学学习的入门。如果物理课程力学部分学得好的话，学生对第一章静力学的基本概念和公理将自然而然地接受。老师这时应提醒学生复习物理课程中力学部分的知识，或指导学生复习，达到温故而知新的作用，将学过的知识与新知识融会贯通，使学生的思维有个接受和转变的过程。

二、 培养学生综合、概括能力，把握认识要领

学生在讨论完平面一般力系向作用面内任意一点简化结果后，老师应不失时机强调简化的结果为一个主矢量FR′，和一个主矩MO，它们使物体产生移动和转动效应，都不能使物体处于平衡状态。只有主矢和对任意一点简化中心的主矩都等于零时，才能使物体处于平衡状态，此时作用于物体上的这一平面一般力系平衡，即：

FR′=0MO=0

在这一结论的基础上，我们自然而然地得出了平面一般力系平衡条件与平衡方程。这时应向学生强调这一平衡条件的应用是我们解决许多静力学问题的主要手段，应使学生深刻理解，把握其要领，并能熟练地写出平面一般力系平衡时的独立方程。在此基础上，再让学生回顾平面汇交力系的平衡条件，将两者综合、对比。再通过一些典型习题的练习，进一步加深学生对这些概念的认识和理解。这些知识在学生的思维中就会由零碎的、片面的转化为完整的、系统的认识。这种认识是学生对某阶段知识的理性认识。这一认识过程也是学生应用他的理性认识来解决一些实际问题所形成自己独立解决问题方法的过程。在这一认识过程中，不应让学生陷入题海战役中，而应在解题中去摸索出解决问题的手段，让学生应用该手段去解决每一个具体问题。

三、 在反复认识的基础上，提高学生的思维能力

在平面静定桁架内力计算这一节中，有这样一个问题，求图示平面静定桁架各杆内力。（见图一）

因桁架受荷载和支座约束反力而平衡，所以其中每一部分，每一节点受力也必然平衡。如截取桁架节点E，其受力图为（见图二）

由平面汇交力系的平衡条件列出节点E的平衡方程：

∑Fx=0FEF=0

∑Fy=0-FEC=0

可知EF、EC杆受力为零，称零杆。同理，由节点D我们又得到CD杆为零杆。这时再求其余各杆的内力就简便多了。

有学生问，不通过列式计算，能否直接找出桁架中的零杆？方法是有，但我认为不宜让学生按某种方法找出零杆，应按部就班地用平面汇交力系的平衡条件去确定。让学生对这一问题的认识有一个实践和掌握的反复认识过程。如果学生的认识已足够深刻，达到了高瞻远瞩的程度，老师不点，他已无师自通了。这样他对知识的掌握程度远比自己被动接受知识要深刻得多。

再如分析物体受力时，遇到这样一个问题，如图三，一均质钢球被细绳吊着处于光滑斜面上，细绳为竖直方向，问钢球是否受斜面的约束反力？

我对学生的分析如下：设钢球与斜面接触点为A点。若将斜面移开，根据题设条件，钢球上的A点在空间的位置毫无变化，可见钢球在沿斜面所能阻碍的方向上并没有运动的趋势。斜面对钢球无约束作用，即斜面对钢球无约束反力。

这时仍有学生会持怀疑态度，不能完全明白。等学完平面汇交力系这一章，我让学生假设斜面对钢球有约束反力，再用平面汇交力系的平衡条件求解一下，结果求得的约束反力為零。这时大家对这一问题的认识就清楚了。在学完摩擦及重心这两章后，我再启发大家思考，若钢球不均质，钢球的重心不在球心，斜面又不光滑时，斜面对钢球是否还无约束？这样通过用几个阶段不同层次的知识来反复认识同一个问题，能使学生对问题的认识由浅入深，由表及里，逐渐提高了学生的辩证思维能力。

总之，在教学中，应不断激发学生积极思考，活跃其思维，用学过的知识去分析和解决实际问题，不能凭自己的主观臆断去信口答题，随便解题。在反复认识和实践的过程中不断培养学生分析问题和解决问题的能力。让学生自己在推理、概括、总结的反复认识过程中，养成科学思维的习惯。

在教学中，老师传授好的学习方法，注重培养学生的思维能力，能起到事半功倍的作用。一旦学生对所学课程的思维能力提高了，就好比掌握了打开知识宝库的金钥匙，这对提高学生学习质量十分有益。endprint