技工學(xué)?！豆こ塘W(xué)》教學(xué)改革分析

鄧漢梅（中船澄西技工學(xué)校 江蘇 江陰 214400）

技工學(xué)?！豆こ塘W(xué)》教學(xué)改革分析

鄧漢梅
（中船澄西技工學(xué)校 江蘇 江陰 214400）

《工程力學(xué)》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)必備的知識。本文針對技校生的特點和教學(xué)實際情況，探討了對傳統(tǒng)的《工程力學(xué)》的教學(xué)方式進行改革的理論依據(jù)和操作過程，特別對突出職業(yè)教育特色和在教學(xué)中教會學(xué)生《工程力學(xué)》的研究思維方法等方面進行了闡述。

技校；工程力學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)分析；思維方法

技校開設(shè)《工程力學(xué)》的教學(xué)概況及必要性分析

《工程力學(xué)》是一門以工程技術(shù)為背景的應(yīng)用基礎(chǔ)課程，它以理論、實踐和計算機仿真為主要手段，研究工程技術(shù)中的普遍規(guī)律和共性問題，并直接為工程技術(shù)服務(wù)。但技校學(xué)生對該課程普遍感到學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)習(xí)不得法。主要原因有：（1）此門課程的一些思維方式是首次接觸；（2）此門課程是第一門從理論課程向?qū)嵺`課程過渡的課程；（3）此門課程有賴于高中數(shù)學(xué)及物理知識；（4）此門課程具有較高的抽象性。

由于以上原因，有的技校干脆將《工程力學(xué)》課砍掉了，有的削減了《工程力學(xué)》課的課時。很多版本的教材在教學(xué)內(nèi)容上也進行了刪減。如中國勞動社會保障出版社出版的全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機械類通用教材在教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)分配方面都進行了較大的改動，有些知識點只給結(jié)果，不問出處。那么，技工學(xué)校還應(yīng)不應(yīng)該開《工程力學(xué)》課？如果開的話，應(yīng)從哪些方面進行改進呢？

《工程力學(xué)》是研究力學(xué)中最普遍、最基本規(guī)律的?！稒C械基礎(chǔ)》、《機械制造工藝基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)課和《模具制造工藝》、《車工工藝》等專業(yè)課都要以《工程力學(xué)》為基礎(chǔ)。《工程力學(xué)》在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起著承上啟下的作用，其教學(xué)效果的好壞將對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)帶來直接的影響?！豆こ塘W(xué)》教給學(xué)生一種新的思維方式，以實驗、實踐為基礎(chǔ)，總結(jié)推導(dǎo)出力學(xué)的理論、概念、公式，又用于分析解決工程中的實際問題。作為與機械打交道的人，必須具備嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度，縝密的思維邏輯，分析解決實際問題的能力。《工程力學(xué)》恰恰是培養(yǎng)學(xué)生這種能力的一門課程，所以學(xué)習(xí)《工程力學(xué)》課是必要的。

學(xué)生的基礎(chǔ)差是一個現(xiàn)實的問題。我校學(xué)生的生源，主要以初中畢業(yè)生為主，分三年制和五年制兩種。從入學(xué)分數(shù)看，五年制的錄取分數(shù)線比三年制高40分左右?？傮w上來說，五年制大專班的學(xué)生基礎(chǔ)要好一些。學(xué)習(xí)《工程力學(xué)》有賴于高中數(shù)學(xué)及物理知識，三年制的學(xué)生學(xué)習(xí)有較大困難，五年制的學(xué)生開設(shè)高等數(shù)學(xué)課，物理基礎(chǔ)較好，但與大本學(xué)生仍然有較大差距。

因此，講授《工程力學(xué)》的教師必須深入研究，探討教學(xué)方法，對傳統(tǒng)的《工程力學(xué)》教學(xué)方法進行改革，如何在現(xiàn)有課時較少的情況下提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生了解工程力學(xué)中的基本思維方法，掌握生產(chǎn)實際中分析和解決有關(guān)力學(xué)的簡單問題，這是每個《工程力學(xué)》教師必須面對的問題。

在教學(xué)內(nèi)容上突出職業(yè)教育特色

《工程力學(xué)》分“理論力學(xué)”和“材料力學(xué)”兩大部分，在理論力學(xué)中要突出靜力學(xué)的基本概念，如四個公理、兩個推論、約束與約束反力及受力分析與受力圖等。計算部分的重點是平面一般力系，而平面匯交力系、平行力系、平面力偶系均是一般力系的特殊情況。對于摩擦部分考慮到學(xué)生的實際情況可做靈活處理。對于材料力學(xué)則主要以構(gòu)件四種基本變形形式的強度計算為主線，可只介紹拉壓胡克定律使學(xué)生了解力與變形的關(guān)系。與教材配套的習(xí)題冊中通過判斷、選擇、填空、受力圖等題型可以使學(xué)生對有關(guān)概念進行充分的復(fù)習(xí)、理解和掌握，這是技校教材的一大特色。

值得注意的是，由于技校學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)太差，對列靜力平衡方程掌握有難度，《工程力學(xué)》（第四版）教科書把平面匯交力系、平面一般力系的計算練習(xí)內(nèi)容及作業(yè)刪掉了不少。而靜力學(xué)計算對于加強學(xué)生概念的理解與應(yīng)用有著不可替代的作用，靜力學(xué)的計算貫穿于《工程力學(xué)》的整個課程，是不可避開的內(nèi)容，建議在教學(xué)中強化平面任意力系的計算。另外，新版教材中將力的合成的幾何作圖方法刪除了，而在習(xí)題中，在進行定理的推導(dǎo)中（如合力投影定理）還留有力的合成的幾何作圖痕跡。建議在講力的平行四邊形公理時強調(diào)多個力的合成方法。

在教學(xué)中教會學(xué)生工程力學(xué)的研究思維方法

（一）引導(dǎo)學(xué)生從教學(xué)過程中歸納總結(jié)規(guī)律

材料力學(xué)部分是《工程力學(xué)》的一個重點和難點，材料力學(xué)是以試驗為基礎(chǔ)并利用有關(guān)力學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法建立起來的理論與實踐密切結(jié)合的科學(xué)。在材料力學(xué)課堂教學(xué)的初期，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生著重理解在各個章節(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)中需要反復(fù)用到的研究方法。例如，在分析等直桿件軸向拉伸和壓縮的內(nèi)力時，著重理解利用截面法分析內(nèi)力的基本步驟與思維方法，并進一步訓(xùn)練學(xué)生直接繪軸力圖的能力。在推導(dǎo)橫截面應(yīng)力計算表達式時，引導(dǎo)學(xué)生著重理解以下內(nèi)容：首先，通過試驗從幾何上觀察桿件受到軸力后外表面的變形規(guī)律，并利用抽象思維方法，根據(jù)平面假設(shè)推斷桿件橫截面的變形規(guī)律，進而分析出截面的應(yīng)力分布規(guī)律，給出應(yīng)力的計算公式以及最后得出桿的強度條件。強調(diào)該研究方法對后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)的重要性，可激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對研究方法本身進行研究的積極性，在講授桿件的扭轉(zhuǎn)和彎曲變形時，其效率可大大提高。

在理論力學(xué)教學(xué)中，學(xué)生對概念部分掌握較好，而靜力學(xué)計算成了難點。靜力學(xué)計算是有規(guī)律可循的。因為它是所有靜力學(xué)公理、定理的應(yīng)用，因此要引導(dǎo)學(xué)生一環(huán)扣一環(huán)地分析、多次地按一定的步驟練習(xí)，歸納總結(jié)規(guī)律。

第一步，取分離體，畫受力圖，與學(xué)生一起分析解決的問題：（1）構(gòu)件屬于那種力系，是平面匯交力系，力偶系，平行力系，還是一般力系？（2）屬于什么約束，是柔索、固定鉸鏈、光滑面約束，還是固定端約束？（3）受力圖中力的方向怎么確定，平衡力、作用與反作用力及坐標軸的方向怎樣確定？

第二步，列平衡方程，解決的問題：（1）未知量有幾個？列幾個方程？（2）每個力在坐標軸上的投影及正負號的選擇，力矩式的矩心怎么選？

第三步，解方程，注意的問題：先從未知量少的方程著手，注意運算過程中的正負號。分析采用提問對話的方式，并讓學(xué)生黑板列方程，解方程，引導(dǎo)學(xué)生一步一步地糾正計算過程中的錯誤、漏洞，逐步掌握正確的分析計算方法。

（二）啟發(fā)學(xué)生從生活和實驗、實踐中思考問題，解決問題

牛頓從蘋果掉到地上發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，力學(xué)的很多規(guī)律在現(xiàn)實生活中隨處可見。在教學(xué)時應(yīng)多從生活和生產(chǎn)實際的案例中引出教材的新知識，最后還要通過練習(xí)回到實踐。這樣就可以改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，從而培養(yǎng)學(xué)生思考能力、解決實際問題的能力。如在學(xué)習(xí)力的概念、力矩的概念、鉸鏈約束時，門、圓規(guī)成了我的最佳教具。結(jié)合工程實例的教學(xué)方法常常能使《工程力學(xué)》教學(xué)取得事半功倍的效果，使教學(xué)過程和內(nèi)容更具有生動性和直觀性，有利于學(xué)生將工程實例簡化為力學(xué)模型，同時也有利于學(xué)生在碰到計算簡圖時聯(lián)想到工程背景。對于不少利用抽象的理論推導(dǎo)和語言闡述的問題，雖經(jīng)很長時間學(xué)生還一頭霧水，結(jié)合工程實例和生活經(jīng)驗一點撥，就一下子豁然開朗了。用一根海綿桿的模型可以直觀地演示桿的拉壓變形、梁的彎曲變形現(xiàn)象，而金屬材料的靜拉伸實驗更是材料力學(xué)中強度計算的基礎(chǔ)。通過這些演示可以讓學(xué)生充分認識到工程力學(xué)所有的理論計算公式推導(dǎo)實際上都是以工程實驗、以實踐作為基礎(chǔ)的，是為工程服務(wù)的。經(jīng)過工程實例教學(xué)法的熏陶和訓(xùn)練，學(xué)生自覺養(yǎng)成了學(xué)習(xí)工程力學(xué)理論聯(lián)系實際的好習(xí)慣，自覺地從工程實際中去思考問題、發(fā)現(xiàn)問題，再結(jié)合學(xué)到的力學(xué)知識去解決問題。學(xué)生學(xué)習(xí)了《工程力學(xué)》課程，既提高了自己的力學(xué)素質(zhì)，又養(yǎng)成了可貴的工程意識，為成為高技能應(yīng)用型人才邁出了極為關(guān)鍵的一步。

在教學(xué)過程中采用多種教學(xué)手段

在教學(xué)過程中采用多媒體輔助教學(xué)，可以克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，在相同的時間內(nèi)可以使學(xué)生獲得更多的信息。多媒體能夠?qū)⒁恍┕こ虒嵗ㄟ^屏幕生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前，增加學(xué)生的感性認識。并且多媒體教學(xué)的新穎性、趣味性和多樣化可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)新內(nèi)容、新體系、新方法、新手段的有機結(jié)合。利用多媒體課件輔助教學(xué)，學(xué)生基本上能當(dāng)堂消化該節(jié)課的內(nèi)容，大大地提高課堂教學(xué)效率和效果。當(dāng)然，傳統(tǒng)的教學(xué)黑板和粉筆也有多媒體不能替代的連貫性優(yōu)勢，在推證力學(xué)原理和講解習(xí)題過程方面，其優(yōu)勢很明顯。而實體模型和力學(xué)實驗更具有形象、生動、真實感強的特點，能使學(xué)生更深刻地理解課程內(nèi)容和實際應(yīng)用特點。所以在教學(xué)過程中要注意多種方法的有效結(jié)合，做到揚長避短。這樣才能使教師的“教”，學(xué)生的“學(xué)”最后都能體現(xiàn)在學(xué)生能夠?qū)嶋H應(yīng)用的“做”上。

總之，上好《工程力學(xué)》課是需要一定的專業(yè)功底的，為了提高工程力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，教師除了要具備系統(tǒng)的力學(xué)知識，相關(guān)的專業(yè)知識，還應(yīng)具有豐富的實踐經(jīng)驗以及對教學(xué)內(nèi)容的理解、歸納能力及課堂的組織和表達能力，只有這樣上課時才能做到游刃有余，達到《工程力學(xué)》承上啟下、服務(wù)于專業(yè)課的目的。

[1]崔婷.提高工程力學(xué)教學(xué)質(zhì)量的探討[J].昆明大學(xué)學(xué)報，2006，17（4）.

[2]王瑞，李仁鎖.淺談如何提高高職《工程力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量[J].大眾科技，2008，8（173）.

[3]魏道德，賈玉梅.工程力學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

（本文責(zé)任編輯：尚傳梅）

我覺得坦途在前，人又何必因為一點小障礙而不走路呢？

——魯迅

G712

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1672-5727（2011）09-0102-02

鄧漢梅（1963—），女，江蘇江陰人，中船澄西技工學(xué)校講師，研究方向為工程力學(xué)與機械制圖及其教學(xué)。