淺談工程力學(xué)教學(xué)中思維能力的培養(yǎng)

洪加偉

摘要：本文就工程力學(xué)幾個(gè)知識點(diǎn)的教學(xué)從三個(gè)方面闡述了對高職類學(xué)生進(jìn)行學(xué)科思維能力的培養(yǎng)，來提高教學(xué)質(zhì)量的方法和意義。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)教學(xué)；高職類學(xué)生；思維能力培養(yǎng)；教學(xué)質(zhì)量

人們對事物的認(rèn)識都有一個(gè)從感性到理性的過程。學(xué)生對每門課的學(xué)習(xí)也有一個(gè)從形象思維到抽象思維的過程。在這個(gè)過程的轉(zhuǎn)變中，老師對學(xué)生進(jìn)行正確的指導(dǎo)，是學(xué)生形成科學(xué)思維的關(guān)鍵。本文從三個(gè)方面來談?wù)剬Ω呗殞W(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)的思維能力的培養(yǎng)。

一、 用聯(lián)系、發(fā)展的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力

高職學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)是建立在剛學(xué)過的物理課程力學(xué)部分基礎(chǔ)上的。該部分知識掌握得牢固與否，將直接影響到工程力學(xué)學(xué)習(xí)的入門。如果物理課程力學(xué)部分學(xué)得好的話，學(xué)生對第一章靜力學(xué)的基本概念和公理將自然而然地接受。老師這時(shí)應(yīng)提醒學(xué)生復(fù)習(xí)物理課程中力學(xué)部分的知識，或指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)，達(dá)到溫故而知新的作用，將學(xué)過的知識與新知識融會貫通，使學(xué)生的思維有個(gè)接受和轉(zhuǎn)變的過程。

二、 培養(yǎng)學(xué)生綜合、概括能力，把握認(rèn)識要領(lǐng)

學(xué)生在討論完平面一般力系向作用面內(nèi)任意一點(diǎn)簡化結(jié)果后，老師應(yīng)不失時(shí)機(jī)強(qiáng)調(diào)簡化的結(jié)果為一個(gè)主矢量FR′，和一個(gè)主矩MO，它們使物體產(chǎn)生移動和轉(zhuǎn)動效應(yīng)，都不能使物體處于平衡狀態(tài)。只有主矢和對任意一點(diǎn)簡化中心的主矩都等于零時(shí)，才能使物體處于平衡狀態(tài)，此時(shí)作用于物體上的這一平面一般力系平衡，即：

FR′=0MO=0

在這一結(jié)論的基礎(chǔ)上，我們自然而然地得出了平面一般力系平衡條件與平衡方程。這時(shí)應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)這一平衡條件的應(yīng)用是我們解決許多靜力學(xué)問題的主要手段，應(yīng)使學(xué)生深刻理解，把握其要領(lǐng)，并能熟練地寫出平面一般力系平衡時(shí)的獨(dú)立方程。在此基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生回顧平面匯交力系的平衡條件，將兩者綜合、對比。再通過一些典型習(xí)題的練習(xí)，進(jìn)一步加深學(xué)生對這些概念的認(rèn)識和理解。這些知識在學(xué)生的思維中就會由零碎的、片面的轉(zhuǎn)化為完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識。這種認(rèn)識是學(xué)生對某階段知識的理性認(rèn)識。這一認(rèn)識過程也是學(xué)生應(yīng)用他的理性認(rèn)識來解決一些實(shí)際問題所形成自己獨(dú)立解決問題方法的過程。在這一認(rèn)識過程中，不應(yīng)讓學(xué)生陷入題海戰(zhàn)役中，而應(yīng)在解題中去摸索出解決問題的手段，讓學(xué)生應(yīng)用該手段去解決每一個(gè)具體問題。

三、 在反復(fù)認(rèn)識的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生的思維能力

在平面靜定桁架內(nèi)力計(jì)算這一節(jié)中，有這樣一個(gè)問題，求圖示平面靜定桁架各桿內(nèi)力。（見圖一）

因桁架受荷載和支座約束反力而平衡，所以其中每一部分，每一節(jié)點(diǎn)受力也必然平衡。如截取桁架節(jié)點(diǎn)E，其受力圖為（見圖二）

由平面匯交力系的平衡條件列出節(jié)點(diǎn)E的平衡方程：

∑Fx=0FEF=0

∑Fy=0-FEC=0

可知EF、EC桿受力為零，稱零桿。同理，由節(jié)點(diǎn)D我們又得到CD桿為零桿。這時(shí)再求其余各桿的內(nèi)力就簡便多了。

有學(xué)生問，不通過列式計(jì)算，能否直接找出桁架中的零桿？方法是有，但我認(rèn)為不宜讓學(xué)生按某種方法找出零桿，應(yīng)按部就班地用平面匯交力系的平衡條件去確定。讓學(xué)生對這一問題的認(rèn)識有一個(gè)實(shí)踐和掌握的反復(fù)認(rèn)識過程。如果學(xué)生的認(rèn)識已足夠深刻，達(dá)到了高瞻遠(yuǎn)矚的程度，老師不點(diǎn)，他已無師自通了。這樣他對知識的掌握程度遠(yuǎn)比自己被動接受知識要深刻得多。

再如分析物體受力時(shí)，遇到這樣一個(gè)問題，如圖三，一均質(zhì)鋼球被細(xì)繩吊著處于光滑斜面上，細(xì)繩為豎直方向，問鋼球是否受斜面的約束反力？

我對學(xué)生的分析如下：設(shè)鋼球與斜面接觸點(diǎn)為A點(diǎn)。若將斜面移開，根據(jù)題設(shè)條件，鋼球上的A點(diǎn)在空間的位置毫無變化，可見鋼球在沿斜面所能阻礙的方向上并沒有運(yùn)動的趨勢。斜面對鋼球無約束作用，即斜面對鋼球無約束反力。

這時(shí)仍有學(xué)生會持懷疑態(tài)度，不能完全明白。等學(xué)完平面匯交力系這一章，我讓學(xué)生假設(shè)斜面對鋼球有約束反力，再用平面匯交力系的平衡條件求解一下，結(jié)果求得的約束反力為零。這時(shí)大家對這一問題的認(rèn)識就清楚了。在學(xué)完摩擦及重心這兩章后，我再啟發(fā)大家思考，若鋼球不均質(zhì)，鋼球的重心不在球心，斜面又不光滑時(shí)，斜面對鋼球是否還無約束？這樣通過用幾個(gè)階段不同層次的知識來反復(fù)認(rèn)識同一個(gè)問題，能使學(xué)生對問題的認(rèn)識由淺入深，由表及里，逐漸提高了學(xué)生的辯證思維能力。

總之，在教學(xué)中，應(yīng)不斷激發(fā)學(xué)生積極思考，活躍其思維，用學(xué)過的知識去分析和解決實(shí)際問題，不能憑自己的主觀臆斷去信口答題，隨便解題。在反復(fù)認(rèn)識和實(shí)踐的過程中不斷培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。讓學(xué)生自己在推理、概括、總結(jié)的反復(fù)認(rèn)識過程中，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。

在教學(xué)中，老師傳授好的學(xué)習(xí)方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，能起到事半功倍的作用。一旦學(xué)生對所學(xué)課程的思維能力提高了，就好比掌握了打開知識寶庫的金鑰匙，這對提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量十分有益。endprint