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工程力學范文1
關鍵詞:工程力學 工程實際 積極和主動 教學質量
廣博的知識和出色的語言表達能力是做好教學工作的基礎,但教學工作的成效,歸根到底要看學生對知識的掌握情況,這就要求教師有針對性地研究教學方法,研究學生的心理特點,讓力學知識與學生的其他專業課程以及工程技術實際活動有機地結合起來,讓學生充分感受到專業技術的魅力,幫助學生消除厭學情緒,激發學生學習工程力學的興趣。
近幾年來,筆者承擔了水利工程類、電廠類等工科專業班級的工程力學課程教學工作,在實際教學活動中積累了一些經驗,現提出來與大家探討。
一、“親其師而信其道”
學生熱愛一位教師,就會“愛屋及烏”地喜歡這位教師所進行的教育教學活動,因此,在教育活動中,與學生建立良好師生關系,成為學生喜愛的老師,是教育獲得成功的前提條件和關鍵因素。
二、引導學生認知力學
工程力學:包括理論力學、材料力學和結構力學,是中等職業學校電廠類、水利工程類等工科專業的專業基礎課,其理論性強,而且與專業課、工程實際緊密聯系,是科學、合理選擇或設計結構(或構件)的尺寸、形狀、強度校核的理論依據。在教學中,我們往往稱之為“一座橋”,具有承上啟下的作用。也就是說,學好工程力學,為后續專業課的應用和拓展奠定了很強的理論基礎,也為學生畢業后正確分析和解決生產中有關的力學問題提供了知識上的保證,對提高學生的實際操作水平和技術應變能力都具有至關重要的作用。
三、加強直觀性教學
課堂教學過程中,結合教學內容,盡量使用教學模型和實物進行教學演示,如講解“工程中常見的幾種典型約束”時,讓學生看固定鉸鏈聯接的模型;講解“空間力系”時,看直角平行六面體;講解“齒輪的受力分析”時,讓學生看斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪。通過工程實際和教學內容相結合,工程實物與力學模型相對照,即可使學生增加有關工程和機械方面的感性認識又能促進理性認識,使感性認識和理性認識并行發展。
四、聯系生活實際
如果教師能把抽象難懂的理論,化為具體易懂的實際。這樣,既可以活躍課堂氣氛,又可以使學生加深理解,加強記憶。例如在講靜力學公理一節“作用與反作用公理”時,我問學生:如果大家想買一個彈簧秤,并想校對一下它的精度時應該怎么辦?學生回答:秤一個已知重量的實物。我又問:如果沒有實物呢?多數同學都沉默了,這時我拿出兩個彈簧秤,并使兩秤水平鉤在一起,然后用手施力于彈簧秤上,這時同學們恍然大悟說:兩秤的讀數相同。我解釋道:這就是作用力與反作用力,同學們可以用這種方法通過對幾個彈簧秤的實驗,就可以買到一個標準的彈簧秤。
五、尊重、關心學生
用心去呼喚,讓每一個學生都感受到老師不但沒有忽視他的存在,而且對他很重視,很關心。由于職業中專學生的基礎差異較大,多數學生正處于青春期,思想波動很大。有的學生想學但自控能力差,管不住自己,尤其是基礎差的學生,如果他們認為老師忽視了自己,看不起自己,就可能引起逆反心理,導致自暴自棄的不良后果。針對這種情況,我采用的方法是,首先盡快了解每一個學生,記住學生的姓名,特別是對基礎差的學生的姓名脫口而出。輔導時基礎差的學生往往不能提出具體問題,我就主動和他們談些簡單易懂的問題,對漢語較差的朝族學生注意多交流,多輔導。使這些學生感覺到老師是在真心幫助他們,從而喚起他們的學習熱情。在對待學生方面,我一直堅持沒有不可原諒的缺點,也沒有不值得表揚的成績的原則,這樣學生和老師的心就被拉近了。
六、因材施教,進退適度
根據學生的接受能力和心理特點制定有效的教學方法。就教師而言,我認為教師是在傳授知識,而不是賣弄知識,教師要考慮到學生的接受能力,做到該講的要講,不該講的不講,該快的地方要快,該細的地方又要講細。如果講快了,講多了,學生接受不了,效果不佳??墒窃谝惶谜n中對一個問題重復過多,學生就會感到羅嗦、厭倦。造成學生的注意力不集中,思想渙散,課堂氣氛沉悶,往往效果更差。針對這種情況,我采用“緊湊、聯想”的教學方法,收到了較好的效果?!熬o湊、聯想”就是快慢適宜,不羅嗦,每講一個問題都盡量聯系到相關的內容,這樣既幫助學生復習了以前的內容加深了記憶,又增強了學生舉一反三的能力,例如在講《材料力學》四種基本變形:“彎曲變形”時。我首先要以提問的方式或搶答的辦法復習以前將的三種基本變形。即軸向拉伸和壓縮變形,剪切變形,圓軸的扭轉變形。另外《理論力學》中的三種力系:平面匯交力系,平面力偶系,平面任意力系?!督Y構力學》中解超靜定結構的三種方法:力法、位移法、力矩分配法。都可以通過對照、比較的方法講授,這樣不僅使學生加深了對課堂內容的理解,又抓住了學生的思路。培養學生有一個良好的聽課習慣。
七、結束語
“傳道”須有術,作為知識傳播者的園丁,必須在教學工作中不斷研究,不斷地創新,方能達到更好的教學效果。大文豪肖伯納說過:你有一個蘋果,我有一個蘋果,相互交換,每人仍是一個蘋果;你有一個思想,我有一個思想,互相交換,每人就有兩個思想。這個富有哲理性的比喻。我想,對于我們教師間教學經驗的相互交流很適用。
參考文獻:
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工程力學范文2
論文關鍵詞:工程力學 教學 創新
論文摘要:文中指出了工程力學課程教學過程中存在的問題,結合工程力學課程特點,對教學內容、教學方法、教學手段及學生創新能力的培養進行了探討與實踐。
工程力學課程是面向近機類和非機類各專業研究工程構件共性問題的專業技術基礎課,其目的在于使學生掌握變形體力學分析中最基本的概念、原理和方法及其在工程設計中的應用。通過課堂教學和實踐環節訓練,使學生掌握構件的受力、變形的基礎理論,培養學生判斷工程中強度、剛度和穩定性問題的能力。在全校的基礎課程體系中,工程力學占有重要地位,是構成諸多后續課程的基礎性支撐平臺之一。與大學物理學或理論力學不同,它并不是以質點和剛體為研究對象,而是引入了變形體的概念,并引入了諸如微元體、應變、應力等貫穿后續力學課程的基本概念。同時,它還涉及對學生基本研究素質和能力的訓練,如:將具體的、復雜的研究對象抽象化、理想化,并建立正確的物理模型和數學模型的能力等。它是眾多力學課程中的一個轉折點,對學生后續課程的學習和知識結構的完善影響很大。
一、存在的問題
在工程力學的發展過程中,由于自身的特點,具有一些對培養創新型人才不利的因素。由于力學學科的歷史悠久,傳統知識占的比重較大,課程的內容大多幾代沿襲,知識陳舊、內容重復的問題更為突出,特別是計算技術已經對工程對象性態分析的方法產生巨大沖擊,近年來雖對部分課程的教學內容進行了不同層次的改革,且增添了一些現代內容,但并不完善。因此,進行力學課程的綜合改革勢在必行。其二,力學學科既是基礎學科又是技術學科,但由于長期以來受中國傳統的重基礎理論輕技術的思想支配,在力學的學習中重視的是對理論知識的掌握,學生的廣義的工程素質培養不夠。其三,現代力學的一般研究方法多為演繹法,反映在工程力學的教材與教學中,均是從已知的基本定律出發,進行理論分析,導出一些定理和推論,由此來對力學系統作出預示。這樣,學生在學習中很少接觸歸納法和發散性思維的訓練,對學生創新思維的培養極為不利。為此,必須改革現有的教學內容和方法。
二、改革的探討
1.優化教學內容
課程內容的體系結構與組織方式,是課程建設的重要組成部分。一個符合學生認識發展規律的課程體系和高效率的內容組織方式,對教師而言,是高水平教學效果的必要條件,對學生而言,是學生學習收益最大化的基本保證。本課程在教學內容方面著重于基本知識、基本理論和基本方法,在培養能力方面著重設計構思和設計技能的基本訓練,在教學內容安排上,要突出一條主線,即以力的平衡、變形的幾何協調、力與變形間的物理關系的研究為分析研究工程力學問題的主線,貫穿全書,以利建立對力學的整體認識。在教學內容選取上,對傳統的經典內容加以精選,刪去傳統教材中一些陳舊的和重復的內容,重新組織課程的教學內容。如靜力學中傳統教材中都是從平面匯交力系、平面力偶系到平面任意力系,最后到空間力系。每一種力系都反復簡化、合成、平衡的過程很浪費學時。改革后我們可以直接從空間匯交力系、空間力偶系講起,當把空間任意力系的平衡方程推導出后,其它力系的簡化結果、平衡方程就迎刃而解了。在運動學、動力學中減少質點運動學和動力學的內容,通過貫通、融合和相互滲透,消除課程中的羅列現象,減少大學物理和工程力學兩門課程之間的重疊內容,強化兩門課程之間的有機銜接。在材料力學中按照構件變形的內力、應力、變形來講既節省學時,又便于各種變形的同異處的比較。教學實踐證明,新的教學內容和新的組織方式,不僅有利于提高課程的教學效率,而且有利于使學生學會如何尋找事物的內在聯系,掌握工程力學課程的精華。
2.改進教學方法
轉變教育觀念,發展創新教育,就要建立教師起引導作用、學生起主導作用的啟發式教學模式,在教學的各個環節中對學生全方位地進行創新思維訓練,使學生具有觸類旁通、自我開發新知識以及發現和解決問題的能力。在求解方法訓練中,注重對學生應用與開發大型結構分析軟件能力的培養。這樣,以力學模型的建立和求解為核心,在向學生傳授知識的同時,有效地進行創新思維訓練,從同一力學模型出發,通過多角度、多形式、多層次的例題變換,構造點、線、面、體的立體思維網絡,從而使學生學習方向明確,思維空間增加,最大限度地激發學生的創造潛力。
在課堂教學中,要善于提出問題,揭示矛盾,加強學生的聯想能力、發散思維的能力,特別是培養學生發現問題的能力。結合工程力學課程的特點,可以這樣提出問題、揭示矛盾:從簡單問題引出復雜問題;從實驗現象引出重要概念;從工程背景引出理論問題;從正問題引出反問題。在課堂講授中淡化繁瑣的數學推導與數字運算、強化定性分析,強化基于基本概念的直觀判斷,突出分析思路與分析方法。同時注重歸納思維方法。在討論不同問題的個性(特點)時,突出共性的歸納。如不同基本變形應力分析方法的共性;靜定問題與超靜定問題的共性;不同材料物理模型下變形體力學分析的共性等。培養綜合與擴散、求同與辨異等歸納思維方法。
加強課堂討論,活躍課堂氣氛。促進學生對于問題、模型、假設、結論等物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與探究。每次課均精選有思考、討論題,使學生參與互動,進一步深入理解并掌握基本概念、基本理論和基本方法,引導學生積極思維。
3.完善教學手段
傳統的教學手段是一支粉筆、一塊黑板,教師用這種方法講課易于掌握講課節奏,細節分析透徹,但也存在著明顯的不足:這門課程結構圖多,在傳統的教學中畫圖要占用很多的課堂時間,圖形效果也并不理想。多媒體教學輕易地就解決了這個教學問題。多媒體技術是當今現代教育技術有效的手段之一,它可以有效地增加課堂上的信息量,提高課堂信息傳遞的質量,所以多媒體教學是必不可少的。但又不能完全依賴多媒體教學。由于設備條件的限制,多媒體教學技術在提高教學效率的同時,也將教師局限在計算機附近,教師的神態、語調等不能充分展現,在一定程度上削弱了教學效果,既影響師生情感交流,又影響教學互動,不易達到最佳講課效果。而傳統的板書教學卻可以彌補多媒體教學的不足,讓教師充分展現授課的形體感染力,增強教學效果。因此應注重現代化教學手段與課程教學的整合,充分發揮多媒體形象具體直觀、圖文清晰規范、信息量大面寬的優勢,又保留板書教學節奏可控、交流自如等特點,這樣可發揮現代教育技術在提高教學效率、提高教學質量方面的重要作用,使課程教學廣泛采用多媒體技術,在主要教學環節全面實現多媒體化。教學實踐證明,利用電子教案進行課堂教學可提高教學效率,教師可以有更多的時間進行課堂討論,實現啟發式教學,從而提高效果。單獨的傳統教學手段很難做到這一點。多媒體教學有利于教師主觀能動性的發揮,不同的教師可以上出不同風格的課。
結束語
工程力學課程是后續課程的重要基礎課程之一,通過對本課程教學內容的整合、教學方法及教學手段的改革,大大提高了學生的理論水平和實踐創新能力,有利于培養具有一定工程背景知識、寬廣的力學知識、工程結構分析軟件的應用和開發能力,以及掌握現代力學實驗與測試技術的復合型人才。
參考文獻
工程力學范文3
[關鍵詞] 工程力學;高職
【中圖分類號】 TB12-4 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1007-4244(2013)12-145-1
工程力學是在高職很多工科專業中開設的一門專業基礎課,工程力學研究工程構件最普遍、最基本的受力、變形、破壞以及運動規律,為工科專業的后續課程,如機械原理、機械零件等一些專業課的學習,打下必要的基礎。
工程力學是以理論力學和材料力學基本概念和基本理論為基本內容的學科,傳統的工程力學教學是一門理論教學課,而高職學生的培養是以市場需求為出發點,以職業能力培養為核心、以工作過程為導向,以工作任務為載體,遵循教學基本原則,汲取先進的職教理念和方法,開發適合專業特色和崗位需求的人才培養。工程力學的教學應圍繞掌握概念為基礎,以強化應用為重心,以計算分析為中心的內容展開。工程力學內容多且繁,力學知識本身枯燥無味,這就增加了學生接受和消化知識的難度。而工程力學有著大量的工程背景,在教學中,應注重引進工程案例進行講授,使學生有一種身臨其境的感覺。枯燥的知識蘊于案例設計之中,學生可以獲得形象、逼真的表象,從而更容易理解、接受所學知識。在輕松的教學氣氛中獲得知識,把感性知識變為理性知識,這比傳統的注入式教學法的效果要好得多。
“經久耐用、造價低廉”的要求和愿望發展了力學的基本概念和基本理論。工程力學又指導人們對此種要求和愿望實現了最大限度的滿足,這種有愿望到現實永無休止的循環,發展完善了力學的理論體系和研究方法。好的開始是成功的一般,在第一次課中就要抓住學生的心,以“經久耐用、造價低廉”的要求為基礎,多舉一些身邊的實例,問一些學生感興趣的問題,讓學生們帶著這些問題去學習,這樣可以大大增加學生學習的積極性。
工程力學分為理論力學和材料力學,生活中、工程中有大量的實例貫穿于其中,同樣的實例隨著學習的升華,開始通過理論力學知識去解答,慢慢的通過材料力學知識去解答,最終發展為通過理論力學和材料力學綜合考慮去解決,這樣既可以激發學生的學習熱情,又可以鍛煉學生應用知識解決工程、生活實例的能力。
例如,如圖某繩索懸掛在墻壁兩端,繩索懸掛一重物,如果重物過重,懸掛在何處繩索最容易從墻壁脫落,當學生學習理論力學時,學生們可以從受力分析方向解答,當學生學了材料力學時可以從剛度、強度、疲勞方面解答。隨著學生學習的深入,學生需要綜合考慮理論力學和材料力學的知識去解答,由于這道題已知條件較少,隨著學生對知識應用能力的提高,可以分別限定不同的條件去考慮,通過學生對外界條件的限制,可以得出很多種答案,通過學生們的作答可以發現學生對掌握知識應用情況,發散思維情況都可以得以考查。教師也可以引導學生,當生活、工程中遇到問題,如何全面的思考、發現并解決問題的能力。
傳統的工程力學教學多采取粉筆板書的教學模式,大量的公式推導、計算枯燥無味,部分力學知識在高中就講授過,高職的學生有相當一部分主動學習性較差,采用傳統的教學方法,學習效果較差,這也與高職應用型人才培養背道相馳。加強實驗環節,提高學生的動手能力,通過實驗去驗證公式得出結論,要遠遠比在黑板上公式推導、大量的計算效果好的多,學生既掌握了必須掌握的知識點,也提高了自己的動手能力。例如材料的力學性能,這個知識點不光在工程力學課中會講到,在其它的課程中也會講到,例如金屬材料等課程。經過對多屆學生的調查,雖然同一個知識點在不同的課程中講授過,問到學生塑性材料與脆性材料的拉伸性能時,能回答清楚的卻渺渺無幾。該內容比較抽象,單純的板書教學效果很差,這就需要加強實驗環節,高職教育強調的是對學生動手能力、技能的培養,而實驗教學是對這種能力培養的重要手段之一。該實驗需要反復多次、且實驗過程較漫長,教師一定要有耐心,同時也要培養學生嚴謹、耐心的學習習慣。部分院校由于客觀條件的制約,實驗條件較薄弱,大多實驗無法實現,多媒體課件、互聯網等都是非常先進的教學手段,即可以彌補實驗條件的制約又可以激發學生的學習興趣。目前課件種類靈活多樣,可模擬實驗、虛擬現實開展情景教學。如此既節省了板書時間,又增加了課堂信息,在有限的理論教學時間里,讓學生掌握更多的知識。學生輕松愉悅掌握知識的同時也降低了老師的教學難度。
現在高職教育是“以工作過程為導向”的專業基礎學習領域教學設計思路,充分考慮職業崗位能力要求,緊緊圍繞培養目標,促進學生知識、能力、素質、個性的協調發展,充分聽取企業的意見和建議,把各個單項和綜合職業能力培養需要的統一的、反復出現的知識,構建成基礎學習領域的課程體系。精通或涉獵專業知識,并將其融會貫通于工程力學的教學中才是優秀的高職教師。把一些涉及到今后專業中的力學問題,有針對性的安排在該專業的力學授課中,使學生未進入到專業課的正式學習之前,就已經開始接觸了相關專業的知識內容。此時他們學習就會更投入,更有興趣。
工程力學范文4
關鍵詞工程力學教學導向
一般說來,技校招收的學生,大都學習素質和心理素質較差。雖然他們的觀察力強,記憶力好,想象豐富,思維活躍,接受新知識快,但學習目的往往不夠明確,理想層次低,就業目標模糊,對技術工人在經濟建設中的地位認識不足,往往認為學習成績再好也是打工,學習缺乏動力。因此,必須改革教學方法,以人為本,努力采用目標導向教學,讓學生在富有吸引力、好奇與感性的氛圍中獲取知識,才能完成“工程力學”的教學任務。要用就業目標導向和職業行為導向的方法讓學生認識“工程力學”在現實中的地位、研究對象、學習方法,懂得為什么要學和怎樣學,幫助學生做到“學有方向”,增強學習的責任感,培養自覺學習的精神。因此要通過組織學生到工廠見習,了解沖床、剪床等機械設備的運動情況,設備破壞的特點及危害,現場提出一些與課本關系密切的力學問題讓學生思考,激發學生的好奇心,培養良好的學習動機,激勵強烈的學習欲望,培養良好的意向動力。這樣,才能為順利完成教學任務鋪平道路。
技校學生形象思維能力較強而抽象思維能力較弱。在教學中必須對學生的實際,采用案例導向和教具導向的教學方法,堅持科學性和思想性的統一,做到理論聯系實際,遵循直觀性的原則由淺入深、由易到難、由近及遠、由簡到繁的認識規律,才能達到既教書又育人的目的。對學生來說,力是抽象的、概念是空洞的。因此在教學中要重視運用案例、教學模型導向,充分利用實物、力學模型、卡片、電化教具等富有針對性的協助教學手段,增加學生的感性認識,從而加深對理論的認識。首先要充分利用教具、多舉一些現實而具體的例子讓學生思考,并盡可能把例子描述得生動具體。其次要結合機械等實物分析問題,幫助學生加深理解。然后要結合掛圖、板書,把抽象的力分析成具體的力。如講授三角構架的受力分析,要制作木條三角構架,幫助學生分析各木條的受力特點,再通過畫力圖分析解除約束后3根木條的受力情況,幫助學生掌握受力分析的步驟。又如講授摩擦力,要通過作用力發生變化時運動狀態也發生變化的實驗幫助學生理解滑動趨勢、靜止狀態、臨界狀態、滑動狀態的特點、掌握各種狀態下摩擦力的變化規律,理解靜摩擦力和最大靜摩擦力的關系與區別、摩擦力的方向及其計算方法等。再如,講授圓軸扭轉時要借助軟橡膠棒(教具)的扭轉變形幫助學生理解糨的實質是剪切變形和剪應變;講授直梁彎曲可利用兩塊等長、等截面的長方體木板釘在一起作為模擬木板的變形,進而理解內力是剪應力和彎矩。這樣,通過具體的觀察、形象的思考、抽象的分析這些從具體到抽象的認識過程,一步一步地深化啟發學生思考,才能較好地提高學生的抽象思維能力和分析能力,有效地促進難點的轉化。
技校生分析判斷問題的能力不強,因此在教學中要幫助學生掌握理論基礎課研究分析問題的思想方法,提高分析判斷問題、解決問題的能力。對基本定理、基本公式的推導應重點闡述分析問題的思路,發掘問題的內在規律。如材料力學4個基本變形中橫截面上應力的平衡條件、應變的幾何條件以及應力與應變之間的物理條件,著重分析應用公式的條件和物理意義,讓學生從不同角度分析事物本質的和非本質的屬性,加深對問題理解。要幫助學生理順各部分知識的關聯,加強對比、推導,使知識系統化。如:力系的平衡方程
∑Fi=0
共線力系∑Fix=0∑Fix=0
∑Fiy=0平面任意力系∑Fiy=0
平面力偶系∑Mi=0∑M0(Fi)=0
平面平行力系∑Fi=0
∑M0(Fi)=0
又如表1中所示材料變形的基本形式及強度條件。
表1材料變形的基本形式及強度條件
變形基本形式
變形公式應力方向
拉伸與壓縮σ=≤[σ]σ與A面垂直
剪切τ=≤[τ]τ與A面相切
擠壓σjy=≤[σjy]σjy與A面垂直
圓軸扭轉τmax=Τmax/Wn≤[τ]τ沿截面半徑成直線規律分布
直梁彎曲σmax=M/Wz≤[σ]σ與截面垂直
通過這樣系統的分析對比,學生才能比較好地掌握這些知識的聯系與區別,達到正確運用公式進行受力分析和強度計算的目的,從而提高分析判斷能力。
同時教師要講好知識的關鍵點。縱觀靜力學和材料力學,關鍵知識是受力分析和截面法求內力。這些知識點,雖然課本安排的內容不多,但它們對完成整個教學任務起著舉足輕重的作用。如前所述,用模擬梁演示簡支梁的約束反力、用三角構架演示它的整體受力和解除約束后的各桿件的受力、用能重新組合的模擬梁演示平面假設和截面法求內力,通過這些從立體到平面的有針對性的協作教學行為,學生才能較快理解問題。學生只有掌握了這些關鍵知識,才能對完成整個教學任務創造決定性的條件。
還應注重培養學生的智能,這是提高教學質量的關鍵。智能包括解決問題的定向能力、表達能力、組織能力、動手操作動力、遷移能力和創造能力,其中動手操作能力是核心,它的最高目標是養成學生的職業行為能力。意向是學習的動力,學生的學習過程是一個以“意向是動力”為核心和智能發展過程。因此在教學中要善于運用問題導向教學法,啟發學生發現、探索問題。一切研究、探索都是從提出問題開始的,只有在教學中注意引發問題,才能激發學生的思考能力。講課要條理清楚、層次分明、聲情并茂、引人入勝,關鍵在于教師能根據學生實際恰當地提出問題。例如應力分布,可以提問:為什么同一材料在受力時不同地方的應力會不同?最容易破壞的地方在哪里?為什么鑄鐵受壓時的許用應力大、受拉時的許用應力???啟發學生用截面法、平衡條件等知識來分析解決。通過分析、計算,引導學生總結塑性材料和脆性材料拉、壓、扭、彎許用應力的變化。這樣一步一步地深化,才能達到啟發學生思考,提高學生智能的目的。
工程力學范文5
關鍵詞:工程力學;高職院校;學習方法
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)24-0214-02
工程力學是一門理論性較強的技術基礎課,同時又與工程實際聯系密切,機械類專業的許多課程都以工程力學為基礎。工程力學課程中的內容,包括理論力學和材料力學兩門課程中除專題部分以外的主要內容。由于此門課程屬于經典力學,它所講的理論比較基本,似乎很容易懂,但一做練習題,卻不知從何下手,雖然苦思冥想,絞盡腦汁,但很多題目還是做不出來。所以,學過工程力學的人都有一個共同的感覺,就是“理論易懂,題難做”。因而得出工程力學難學的結論。那么,怎么樣解決這一難題,才能學好工程力學?我認為應該從以下幾方面來考慮。
一、明確學習工程力學的意義
工程力學是高職院校工科專業一門重要的技術基礎課。是學生學習數學、物理基礎課后接觸到的第一門技術基礎課,它是學生從基礎課到專業課的橋梁,起著承上啟下的作用,這是因為它是許多后續課程的基礎。比如,不同專業以后將要開設的機械設計基礎、鋼結構、結構力學、金屬切削原理、金屬塑形成型原理、擠壓模具技術的理論與實踐、沖壓模具設計與制造技術等專業課程都要用到工程力學中的知識。工程力學中的大量理論與工程實際密切相關,可以直接用于工程解決實際問題,工程力學中的力學模型、練習題,基本上都是由工程實際中的各種構筑物或構件、零部件簡化抽象而得的,例如:房屋的橫梁、車間的吊車梁、道路上的橋梁等都可以抽象成簡支梁,房屋的雨篷、陽臺、電線桿等都抽象成懸臂梁,屋架等都抽象成桁架,等等。工程力學的知識可以直接用于工程實際問題中的強度、剛度、穩定性計算等。由于工程力學是許多專業課程的基礎,因此,它在培養學生的工程技術能力方面起著重要的作用。通過這門課程的學習,可以培養、提高學生的邏輯思維(包括推理、分析、判斷等)能力,抽象化能力(包括將簡單的實際問題抽象成力學模型、進行適當的數學描述、運用力學理論求解),實驗觀察、動手能力,自學能力,表達能力(包括文字和圖像)以及數字計算能力。所以,作為高職院機械類各專業的學生,有必要學好工程力學課程。
二、正確理解并掌握“三基”內容
所謂“三基”,是指工程力學中的基本概念、基本理論、基本方法。眾所周知,建造房屋必須筑好堅固的地基,構筑知識結構,同樣要打好基礎,要學好某門課程,首先也要掌握其最基本的知識,以后才談得上拓寬和靈活使用,學習工程力學也不例外。
首先,工程力學的基本概念比較多,例如力的概念,約束的概念,力矩的概念等,僅“點的合成運動”一章中就涉及到兩個點(動點、牽連點)、兩個系、三種運動、三種速度、四種加速度等概念;如果不正確理解每一章中的概念,則在分析問題和具體計算中必定出錯。所以必須正確理解基本概念。
其次,是基本理論的理解。工程力學的公理、定理很多,如:二力平衡公理,力的平行四邊形公理,作用與反作用公理,三力平衡匯交定理,合力矩定理,胡克定律,等等,這些我們必須熟記,同時對其內涵、要素、適用條件等要反復理解,做到真正掌握,這樣我們在分析力學問題時不至于無從下手。要學好這些基本理論,如果只靠死記硬背是很難掌握的,也難以記住,最好的辦法是理解其實質含義,融會貫通,找出各章基本理論之間的共性與個性。比如:點的均變速運動與剛體的勻變速轉動,這兩章中的公式較多,難以記憶,但只要認真分析一下,便能看出它們之間有著一一對應的關系,即:加速度與角加速度、速度與角速度、路程與轉角一一對應;又如:構件各種基本變形時的強度、剛度計算公式雖然很多,但也有對應的規律:不論四種基本變形中的哪種變化,都有:應力=內力/截面幾何性質量,軸向拉(壓)與扭轉兩章中的:相對變形=內力/抗變形剛度,絕對變形量=內力×長度/抗變形剛度,當然,不同變形時的內力、截面的幾何性質量、抗變形剛度都不同,這就是其個性,只要記住了各章的個性及其之間的共性,則所有理論公式就都記住了,這樣可以解決公式多、難記憶的苦難。
再就是基本方法的掌握。衡量工程力學學得好與否的一個標準,就是看其分析問題、解決問題的能力和破題能力是否較強。如果不熟練掌握工程力學的基本方法,滿足于聽得懂或抱有“抓考題、應付考試”的想法,則必定學不好,見到題目無從下手,決不可能取得好成績。原因在于工程力學中問題都對應于工程實際中的實物,而工程實際中的實物又是千姿百態的,并且對于同一個實物,若側重考慮的因素不同,則又可以抽象成不同的力學問題,所以工程力學中的題目可以變化多樣、舉不勝舉,抓到考題的概率是極微小的。因此,要想學好工程力學除了正確理解基本概念和基本理論以外,一是要適當作預習,為聽課做準備;二是要保證課堂聽課的效果,作好課堂筆記,值得注意的是,同學們在聽課、記筆記時,應該注意老師講課的重點,記住分析問題的思路和求解的方法,而不是抄老師的板書;三是課后復習,歸納總結,找出并掌握其中的一些規律。如:求解靜力學問題的方法,主要是“四步”,即取分離體、畫受力圖、列平衡方程(有摩擦時加列摩擦補充方程)、解方程;又如:求解動力學問題的方法也是“四步”,只是將靜力學中的“列平衡方程”改為“列動力學方程及運動學補充方程”;再如:解決材料力學中主要問題的基本方法是:求內力―內力圖―進行強度(剛度)計算,求內力的方法――截面法(截、去、代、平),不論受力、變形怎樣復雜,都可以用截面法求得內力、找出危險截面、從而方便地進行強度(或剛度)計算。
三、要勤用腦、多動手
工程力學的特點之一是習題多,并且有一定的計算量,在《工程力學課程教學基本要求》中對課后作業的“最少習題數”作了明確規定,只有通過一定數量習題的練習,才能達到最基本的要求。此外,工程力學之所以“理論易懂,題難做”,也是因為其基礎知識看起來簡單,用起來卻變化多端,神通無窮。它能解決多少問題,就看各人掌握的程度和創新能力了。怎樣才能掌握和創新?像工程力學這門課程,不能只讀書本,而必須多做題,通過做題,及時發現并解決自己學習中存在的問題;幫助理解、消化、鞏固基本概念、基本理論;熟練掌握、靈活運用基本方法;訓練、提高自己的思維能力、表達能力及數字計算能力;這樣才能有所創新。
在做習題時應該注意:切莫急于對答案,否則,將事半功倍。一般來說,做題時,首先要認真審題,分析此題是屬于哪種類型、需要用到哪些理論、有幾種解題方法;然后選用比較簡單或者自己掌握得比較好的方法去求解,最后用其他方法進行驗算。例如:平面一般力系的平衡問題,可以列三個獨立的平衡方程,而平衡方程又有三種形式,分別是一矩式、二矩式和三矩式;求作梁的內力圖時,可以用基本方法、簡便法或疊加法三種方法;求解平面運動剛體上任一點的速度時,可以用基本法、瞬心法或速度投影定理法三種不同的方法。
不論用哪種方法,最后結果是唯一的。為了檢驗計算結果正確與否,可以用其他方法核算。
可見,在做題時,一定要認真分析,合理選用方法,才能迅速準確地破解得答案。在學習過程中,除了完成課堂布置的必做題以外,還應該爭取多做題,通過不同類型習題的練習,才能使自己對這門課程做到“見多識廣,熟能生巧,舉一反三”,以致達到“正確理解,熟練掌握,靈活運用”之目的。
四、注意理論聯系實際
工程力學是人類長期認識自然和改造自然的結晶。力學的基本規律,是人們通過長期生產實踐和大量科學實驗,經過綜合、分析和歸納總結出來的。生產的需要促進了力學的發展,同時,力學理論又反過來推動生產不斷發展。所以,學習工程力學必須注意理論聯系實際,在生活和生產實踐中,認真觀察,勤于思考,將感性認識上升為理性認識,并將理論應用到實踐中去加以檢驗。如:我們用板手擰緊螺母時,用大板手省力,而用小板手很費勁,這用力矩理論很容易解釋。又如一直徑不同的鋼桿,兩端受外力作用而拉伸,當力增大到一定值時,由經驗可知,斷裂必發生在直徑較小的一段上,這驗證了衡量構件強度的物理量是應力。
五、注意力學實驗
工程力學中許多理論是建立在實驗基礎上的,如材料拉伸壓縮的力學性能實驗。我們做實驗時要認真觀察,記錄數據,對實驗結果要仔細研究,用實驗來驗證力學理論的正確性,同時增強學習工程力學的信心。
六、結語
工程力學是有關工程技術人員必修的技術基礎課程,作為今后將從事有關專業工作的工科學生有必要把它學好。盡管比較難學,但只要能認識它對后繼課程的影響,明確學習它的目的和意義,從而提高學習的自覺性,保證課堂的聽講效果,在學習中正確理解并熟練掌握基本概念、基本理論、基本方法,認識做習題的重要性,自覺地多做習題,理論聯系實際,主動思考工程力學中的理論在實際中的應用,就一定能學好它。一定要有信心克服學習中遇到的困難,通過努力學好工程力學,并使自己的能力得到提高,為后繼課程的學習,為今后的工作打下良好的基礎。
工程力學范文6
[關鍵詞]工程力學 行為引導模式 實踐能力 行為能力
前言
工程力學是工科院校一門重要的技術基礎課,內容分為理論力學和材料力學兩個模塊,主要研究物體的機械運動規律和構件的強度、剛度問題,內容緊貼生活和工程實踐,為學生解決一些生活和工程實際問題提供基本的力學計算依據,為后續課程提供必要的理論基礎,在基礎課和專業課之間起橋梁作用[1]。
在當前信息化教學要求的前提下,培養學生分析、解決問題的能力,由被動的接受變為主動的學習成為教學改革的重要任務和主要目標。為了實現教學過程學生為行為主體、老師的講授為主導,我們對工程力學的教學模式進行改革,引入“行為引導模式”。行為引導模式的思想即:教學應從理論培養向實踐性教學轉化、從示范性教學向應用性教學轉化[2]?;谶@一思想,教學目標可以轉化為一種“行為能力”培養。結合課程標準和教學進程,主要提出以下三個方面的要求:
1) 掌握基本知識,能夠解決簡單的力學問題。
2) 能夠將工程中的力學現象轉化為力學模型,能把理論知識轉化為實際應用能力。
3) 增強接受新知識、采納新思維、樂于與他人合作的意識,培養獨立工作能力,從而適應今后的工作崗位。
基于以上三個方面的要求,主要對教學過程進行如下改革。
一、課堂教學向討論型轉化
工程力學涉及的基本點很多,為了達到扎實掌握的目的,應實現教學形式和手段的多樣化。通常在講課中采用的手段包括講授、討論、歸納、演繹等等,但在實施中發現,以討論為主、講授為輔的方式,更易達到“師生平等、積極互動,共同學習和提高”的目的,這樣可以充分調動學生的學習主動性,提高知識掌握水平。
以討論為主的教學模式在課堂實施中難度是比較大的,老師講得過多則學生易失去興趣,而討論過多則易影響進度,甚至遠離內容主題。因此,要想實現以討論為主的教學模式,要求老師對知識點和內容結構的掌握更加準確,才能對討論中產生的新問題、新論調能夠應對自如。比如靜力學部分的內容理論性非常強,包含的定理、公式很多,在準確講解定理、公式的基礎上,習題的求解是主要的鞏固方式。通過共同討論習題的解法,可以讓學生體會一題多解和多題一解的內涵。并且針對不同的題目,由大家討論、歸納,可以得到靜力學問題的解題主線為:“取研究對象一畫受力圖一列平衡力程一求未知力”。
再比如:材料力學部分雖然有不同的基本變形形式,有許多相關的公式,實際上每一種變形都遵循這樣一個解題主線:“外力分析―內力分析―應力或變形―強度或剛度條件應用”。講解中緊緊圍繞主線,通過與學生交流、互動的方式,引導學生發現問題進而解決問題。即關注學生的主體性、能動性,確定學生在教學過程中的主體地位,通過教與學雙方的整體聯系來構建行為引導教學模式。
經過實踐驗證,學生對這種教學模式非常認同,學習興趣濃厚、知識掌握準確,且接受新觀點、采納新思維的增強。
二、加強應用教學、培養實踐能力
加強應用教學主要體現在兩個方面:力學建模和實驗驗證。
力學的研究方法主要有抽象化法、邏輯推理、數學演繹等。抽象化法就是抓住主要矛盾,忽略次要因素,對問題進行簡化,形成簡單、直觀的模型,這是力學中最基本的研究方法。在此基礎上,邏輯推理和數學演繹則有助于學生提高分析問題和解決問題的能力。在課堂教學中,應非常重視模型的建立。
實際系統中的實物形狀復雜且多變,在工程力學解決實際問題的技術處理中,在不影響解決實際問題結果的情況下,將實物形狀用簡圖來表示成模型[3]。比如在講受力分析這部分內容時,我們設計了多種方案對常見的工程實際系統進行簡化,達到畫出力學模型簡圖的要求。這些方案既包括教室中的各個物體,也可以是實習工廠的機械結構,有時也直接用隨處可見的建筑設施、健身器材等等,都是可接觸的實體結構。在對接觸面、柔體、鉸鏈等基本約束形式有一定了解的基礎上,通過討論對這些結構進行力學建模。學生對此類問題興趣濃厚,充分體現了學習的重點是思想、方法,而不局限于單純的理論。
在實驗教學中,引導學生通過具體的實驗過程獲得直觀性認識,使嚴格、抽象的論證轉變為教師引導學生去探索和獲取,讓學生在獲得知識的同時感受到探索的樂趣,并且體會偶然與必然、個性與共性的哲學原理。在原有驗證性實驗的基礎上,增設一系列創新型實驗。如:電測法及應變片粘貼練習、受拉桿件彈性模量與泊松比的測量等。除掌握應變片正確粘貼方法外,還要求他們自己合理設計橋路,推導計算公式。不僅鍛煉學生動手能力,也培養學生通過合作解決實際問題的能力。
經過幾期教學發現,強調知識的應用性,淡化它的系統性,減少內容上的縱向深入,而多用實踐的方式來體會知識的應用性,可以充分提高學生的接受水平。
三、培養行為能力、提升綜合素質
在已有基本原理、基本理論的基礎上,運用小課題、大思路的方法,通過實踐培訓課題來培養知識應用的技能,并在培訓中不斷地補充理論知識。
通過一定理論知識的學習,學生已經具有一定的建立力學模型的能力。利用圖書館中豐富的資源,結合現有的網絡技術、多媒體技術,完全可以實現對小課題的開拓性思考和研究。搜集生活實踐中的案例和有工程背景的實踐性小課題,比如:“自行車急剎車時為什么會翻轉?不影響工廠運轉前提下如何提高吊車梁的強度?巨無霸如何安全過橋?”等等。在課程進行的后期由學生分組完成題目的思路分析或解答,通過查閱資料、自主建立模型、公式推導或證明,進行課題研究的鍛煉。
在自主學習的過程中,學生需要克服依賴和畏難的心理,用所學內容解決實際問題,接受新知識、采納新思維,在此基礎上實現一些創新思想的突破。經過小課題的訓練,學生對本專業的工程力學問題能夠作出自己初步的判斷,提出技術性見解、提供合理的解決方案。同時接受新知識、采納新思維,培養獨立工作能力、個人負責精神以及團隊合作意識。
結束語
總之,將行為引導模式引入教學過程,不僅提高了教學效率,還使學生學會通過信息獲取、加工處理、問題探究的途徑獲取知識。培養他們分析和解決問題的綜合能力,充分體現學生在課程教學中的主體地位,實現傳授知識和素質培養的統一。
[參考文獻]
[1]邱小林等編著:《工程力學》.北京理工大學出版社,2011.
[2]謝仲賢,邱鐵平:轉變“工程力學”教學方法的探索..2000年第4期.P55-57.