對(duì)高職高專工程力學(xué)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

國(guó)洪建，張振宇

（蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校，甘肅 蘭州 730050）

對(duì)高職高專工程力學(xué)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

國(guó)洪建，張振宇

（蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校，甘肅 蘭州 730050）

工程力學(xué)課程概念多、理論性強(qiáng)且抽象難懂，在教學(xué)過程中教師難教、學(xué)生難學(xué)。本文從教材選擇、緒論課講解、所學(xué)知識(shí)的前后聯(lián)系、理論聯(lián)系實(shí)際方面闡述工程力學(xué)的教學(xué)方法，并對(duì)教師個(gè)人因素提出要求。

高等職業(yè)教育；工程力學(xué)；案例教學(xué)

1 選擇合適的教材，制定行之有效的教學(xué)方案

任何一門課程的教與學(xué)，教材是根本，是基礎(chǔ)。高職高專院校學(xué)生入學(xué)時(shí)門檻低，其綜合素質(zhì)略差于普通本科生，因此，在選擇教材時(shí)一定要注意教材理論層次的難易和深淺。另外，由于高職高專院校學(xué)生畢業(yè)后多在基層從事生產(chǎn)、技術(shù)和管理工作，這就要求所選教材的理論知識(shí)不宜太深?yuàn)W，而且內(nèi)容要貼近生產(chǎn)實(shí)踐。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)要求，注重實(shí)用，刪繁就簡(jiǎn)，制定行之有效的教學(xué)方案，以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

2 把握緒論課，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

良好的開端是成功的一半。學(xué)生對(duì)新課程的認(rèn)識(shí)一般都是從緒論課開始的，緒論課的講解將直接影響到學(xué)生今后學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。一堂精彩的緒論課能調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)能起到很好的推動(dòng)作用。教師要上好緒論課，首先，要熟讀全書，并化繁為簡(jiǎn)，簡(jiǎn)單準(zhǔn)確地把課程性質(zhì)、任務(wù)、主要內(nèi)容、地位和作用及課程的主要學(xué)習(xí)方法等提取出來(lái)并介紹給學(xué)生，使學(xué)生明確該門課程的學(xué)習(xí)目的和主要任務(wù)，明確工程力學(xué)在工科后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)中的地位和作用。其次，要舉一些學(xué)生感興趣的與所學(xué)知識(shí)相關(guān)的生產(chǎn)、生活實(shí)例，以便學(xué)生形象地了解工程力學(xué)的廣泛應(yīng)用性以及內(nèi)容的趣味性。在講解過程中，如橋梁的建設(shè)，普通的大橋是先建橋墩再鋪橋面，而新型現(xiàn)代化的斜拉式大橋可減少橋墩數(shù)量（蘭州市銀灘大橋），有些橋中間甚至沒有橋墩，凌空而建（澳大利亞悉尼大橋）。又如劈柴時(shí)為什么橫著劈比豎著劈要費(fèi)力很多？購(gòu)物車為什么能夠自動(dòng)地停在上升或下降的電動(dòng)扶梯上?還有古人用冷水澆燒燙的石頭使石頭破裂的原理是什么?為什么對(duì)于鐵等金屬用同樣的辦法卻不易破裂?為什么跳水運(yùn)動(dòng)員在空中先縮攏四肢，入水時(shí)又伸直四肢？跳高運(yùn)動(dòng)員為何選擇背越式等[2]。這些有趣的例子很容易使學(xué)生感受到工程力學(xué)課程的實(shí)用性和趣味性，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)好該門課程的信心。

3 注重所學(xué)知識(shí)的前后聯(lián)系，善于總結(jié)

在工程力學(xué)教學(xué)過程中，應(yīng)重視知識(shí)的系統(tǒng)性和規(guī)律性，盡可能使學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容綱目清晰，前后聯(lián)系。如課本[1]第七章中計(jì)算梁彎曲橫截面上應(yīng)力時(shí)學(xué)習(xí)了“抗彎截面系數(shù)（WZ）”，此時(shí)可以聯(lián)系到第六章中軸扭轉(zhuǎn)變形時(shí)的“抗扭截面系數(shù)（WP）”，這兩個(gè)物理量無(wú)論是在名稱上還是表達(dá)符號(hào)上都有相似之處，這樣聯(lián)系在一起使學(xué)生對(duì)新學(xué)的知識(shí)印象深刻，同時(shí)又復(fù)習(xí)了已學(xué)知識(shí)。在注重對(duì)所學(xué)知識(shí)相互聯(lián)系的同時(shí)，還要善于對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)。如在講授工程力學(xué)習(xí)題的解題步驟時(shí)，可用圖示法[3]在理論力學(xué)知識(shí)與材料力學(xué)知識(shí)之間建立起有效的聯(lián)系，歸納如下：

通過歸納分析的方法引導(dǎo)學(xué)生沿上述提供的步驟循序漸進(jìn)，即首先確定研究對(duì)象并對(duì)其進(jìn)行受力分析，畫出研究對(duì)象的受力圖；根據(jù)物體的平衡條件，列出平衡方程，求出約束外力；然后采用截面法研究桿件的內(nèi)力，分析桿件橫截面的應(yīng)力或桿件的應(yīng)變；最后通過強(qiáng)度條件和剛度條件解決實(shí)際問題——強(qiáng)度和剛度的校核、設(shè)計(jì)截面尺寸或確定許可載荷等。采用具有較強(qiáng)直觀性的圖示教學(xué)法，可把復(fù)雜抽象的理論文字通過合理的圖示加以形象化，化繁為簡(jiǎn)，使學(xué)生能按照步驟分析、解決問題，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)掌握。

針對(duì)知識(shí)點(diǎn)多，公式繁瑣難記憶的問題，教師可在每節(jié)課開始時(shí)以提問的形式讓學(xué)生回答有關(guān)概念、公式，進(jìn)行強(qiáng)化記憶；在每章學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)，教師以歸納的形式對(duì)本章知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行歸納記憶。如在學(xué)完桿件的4種基本變形后，針對(duì)桿件的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)及彎曲4種基本變形與其強(qiáng)度、剛度校核問題，歸納每種桿件變形問題所涉及的基本知識(shí)內(nèi)容（見表1）。從表1中可知，對(duì)于每種桿件的基本變形，都涉及到內(nèi)力和內(nèi)力圖，最終都從強(qiáng)度或剛度方面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算。

表1 桿件基本變形及其強(qiáng)度、剛度計(jì)算公式

這樣的知識(shí)歸納也可先讓學(xué)生自己完成，雖然歸納的不盡完善，但在總結(jié)過程中，不僅可以鍛煉學(xué)生的歸納總結(jié)能力，而且對(duì)學(xué)生思維的條理化、知識(shí)的系統(tǒng)化、激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力和學(xué)習(xí)活力都有重要作用，能使他們更深刻地從事物現(xiàn)象看清本質(zhì)，總結(jié)規(guī)律，從而達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

4 理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合工程實(shí)例，開展案例教學(xué)

對(duì)于高職高專學(xué)生來(lái)說(shuō)，多數(shù)畢業(yè)后從事生產(chǎn)一線工作，學(xué)習(xí)工程力學(xué)不僅是為了掌握技術(shù)基礎(chǔ)理論，更重要的是能運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)際工作，解決工程及日常生活中出現(xiàn)的問題。因此，教師在講授理論知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)盡可能地將理論應(yīng)用在實(shí)際工程中，以豐富的工程實(shí)例突出理論的應(yīng)用價(jià)值，從實(shí)用性角度加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程重要性的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。如講解“通過強(qiáng)度計(jì)算確定桿件的合理截面形狀尺寸問題”時(shí)，可結(jié)合汽車傳動(dòng)軸、旗桿，講解這些桿件為什么采用空心圓形截面。通過這些直觀的事例加深學(xué)生對(duì)合理截面形狀的認(rèn)識(shí)，同時(shí)讓學(xué)生明白材料力學(xué)就是要使桿件在安全使用的前提下節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。如講授“梁的彎曲強(qiáng)度”時(shí)，結(jié)合混凝土的應(yīng)用實(shí)例，混凝土是典型的脆性材料，脆性材料力學(xué)性能的顯著特點(diǎn)是抗壓不抗拉，在工程中為提高混凝土梁的抗拉性能，同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性要求，通常只在梁的受拉一側(cè)加一些鋼筋，這樣制作的混凝土梁的抗拉和抗壓強(qiáng)度相當(dāng)。又如結(jié)合梁的內(nèi)力情況和應(yīng)力分布，激發(fā)學(xué)生討論屋梁（簡(jiǎn)支梁）和陽(yáng)臺(tái)（懸臂梁）預(yù)制板應(yīng)如何放置的問題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)梁的彎曲內(nèi)力及橫截面上的正應(yīng)力分布特點(diǎn)，作出正確的判斷。通過這些實(shí)例，一方面加深了學(xué)生對(duì)梁彎曲時(shí)橫截面上正應(yīng)力分布的理解，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的能力。再如結(jié)合現(xiàn)代橋梁技術(shù)廣泛采用斜拉橋結(jié)構(gòu)，用所學(xué)的壓桿穩(wěn)定理論分析這種結(jié)構(gòu)的合理性。相對(duì)普通的橋墩式（如南京長(zhǎng)江大橋），斜拉橋（如蕪湖長(zhǎng)江大橋、武漢長(zhǎng)江二橋、杭州灣跨海大橋等）用拉索（受拉構(gòu)件）將橋身及載荷集中于主橋墩上，只要保證主橋墩的穩(wěn)定性，就可保證大橋的安全性，斜拉橋通過使用大量拉索從而減少了橋墩（壓桿）的數(shù)量，變受壓構(gòu)件為受拉構(gòu)件，增強(qiáng)了安全性[4]。

要做到理論聯(lián)系實(shí)際，教師就要注意收集、積累與教學(xué)相關(guān)的最新科技信息、工程案例等資料。通過列舉實(shí)例并運(yùn)用理論分析說(shuō)明，既加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，也大大提高了他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)效果的目的。

5 注意教師個(gè)人因素

教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量的好壞跟教師的個(gè)人因素也有十分重要的關(guān)系。如講課聲音要洪亮，可用麥克輔助教學(xué)，使教室里的每位學(xué)生都能聽到；同時(shí)運(yùn)用多媒體教學(xué)時(shí)注意不要過分依賴多媒體，對(duì)物體的受力分析和解題過程要進(jìn)行簡(jiǎn)單的板書，使課堂內(nèi)容更充實(shí)；還可采取多種授課模式，對(duì)內(nèi)容簡(jiǎn)單的知識(shí)可采取自學(xué)討論、互動(dòng)式的教學(xué)方法[5]。另外，教師還要注意增加課堂教學(xué)的趣味性，活躍課堂氣氛，拉近與學(xué)生的距離，使學(xué)生感覺學(xué)知識(shí)像跟教師“聊天”。對(duì)于青年教師來(lái)說(shuō)，由于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，可能還不能充分認(rèn)識(shí)到個(gè)人在教學(xué)中的問題，這就要求青年教師不斷聽取前輩和學(xué)生的建議，在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié)，避免個(gè)人不良因素影響課堂教學(xué)效果。

綜上所述，為提高工程力學(xué)的教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量，我們要選擇合適的教材，制定行之有效的教學(xué)方案，在教學(xué)過程中注意知識(shí)的前后聯(lián)系與系統(tǒng)總結(jié)，注意理論知識(shí)與工程實(shí)際的結(jié)合，教師還要注意可能影響課堂教學(xué)質(zhì)量的個(gè)人因素。

[1]魏道德，賈玉梅.工程力學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]程靳.理論力學(xué)思考題集[M].北京:高等教育出版社，2004.

[3]王銀芝.材料力學(xué)課堂教學(xué)改革的實(shí)踐探索[J].中國(guó)建設(shè)教育，2010，1（1）：76～78.

[4]歐淑彬.提高工程力學(xué)課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)體會(huì)[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2008，25（3）：125～126.

[5]馬林，李天珍.工程力學(xué)課程互動(dòng)式教學(xué)研究[J].湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（3）：131～132.

G420

B

1671-1246（2012）07-0071-02工程力學(xué)包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分內(nèi)容，是一門研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及桿件變形與破壞規(guī)律的科學(xué)，理論性較強(qiáng)，是各工科專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它為工科學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供必要的力學(xué)理論基礎(chǔ)[1]。但由于工程力學(xué)概念多、理論性強(qiáng)且抽象、難以理解等特點(diǎn)，既給教師增加了教學(xué)難度，又使學(xué)生學(xué)起來(lái)吃力，甚至很多學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，教學(xué)效果不理想。筆者經(jīng)過一段時(shí)期的教學(xué)實(shí)踐，借鑒多位前輩的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教材的選擇、教學(xué)方案的制定以及教學(xué)方法的運(yùn)用方面闡述工程力學(xué)的教學(xué)方法，并在教學(xué)實(shí)踐中做了積極的探索。

注：本文系甘肅省高等學(xué)校研究生導(dǎo)師科研項(xiàng)目計(jì)劃（1114-01）