《工程力學》課程學法的探討論文
摘要：工程力學是機電各專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，有較強的理論性，又與工程實踐密切聯(lián)系，教學以材料力學為主。在教學過程中，必要的教學方法就必不可少，下面就筆者的教學實踐，探討工程力學的教學方法。
關鍵詞：工程力學剛度強度剪切扭轉(zhuǎn)
《工程力學》是一門研究物體機械運動和構(gòu)件強度、剛度、穩(wěn)定性理論的學科，它包括理論力學、材料力學、運動學、動力學。由于高職高專院校重在培養(yǎng)應用型人才，故多選其中的《理論力學》和《材料力學》作為教學重點，此學科是后續(xù)階段《機械設計》中課程設計的計算基礎；其中的概念、計算、應用多影響到其他專業(yè)課的理解與學習。《理論力學》重點講解受力分析與平衡方程，《材料力學》重點講解四大變形形式的計算與校核，學生要達到會簡單的設計。在教學過程中，由于工程力學繁雜而抽象，很多學生會覺得難度大而枯燥，因此，在平時的教學過程中，好的教學方法就可提高學生的學習興趣，順利完成學習。本文作者主要從以下五個方面來探索和實踐學生的學法，以求提高學生專業(yè)課程的學習效果。
一、逐個擦除法
在力學的學習過程中，靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的辨別一直是難點。靜定問題的幾何特征為無多余約束，是實際結(jié)構(gòu)的基礎。因為靜定結(jié)構(gòu)撤銷約束或不適當?shù)母募s束配置可以使其變成可變體系，而增加約束又可以使其成為有多余約束的不變體系（即超靜定結(jié)構(gòu)）；超靜定問題的幾何特征為幾何不變但存在多余約束的結(jié)構(gòu)體系，是實際工程經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)體系。由于多余約束的存在，使得超靜定結(jié)構(gòu)整體性好、剛度大，內(nèi)力和變形分布比較均勻，防御能力強，使得該類結(jié)構(gòu)在部分約束或連接失效后仍可以承擔外荷載，判斷方法是先判斷力系屬于哪種力系，若為平面任意力系則可以解出三個未知量，平面平行力系和匯交力系可解兩個未知量，然后圓柱鉸鏈約束算一個約束，活動鉸支座算一個約束，固定端算三個約束，接下來逐個擦去約束，擦到最后的總數(shù)減去可列平衡方程的個數(shù)即得超靜定次數(shù)。
二、專業(yè)概念通俗化
在工程力學的學習過程中，會有許多的專業(yè)概念，而這些概念是以后專業(yè)課學習中不可缺少的一部分，概念理解透徹與否對以后的材料或工藝的學習很重要。
強度是只材料抵抗破壞的能力，我以地震對房屋為例，房屋在地震中倒塌是因為強度不夠，所以現(xiàn)在的房屋建筑強調(diào)增加抗震強度、抗剪強度，以減少地震暴雨等自然災害的影響；再以鋼材和木材在受相同外力作用下的破壞程度，說明強度與材料有關。另一概念是應力集中，應力集中是由于受力構(gòu)件幾何形狀、外形尺寸發(fā)生突變而引起局部范圍內(nèi)應力驟然增大的現(xiàn)象。應力集中對構(gòu)件強度的影響隨材料的不同而不同，舉例，一塊中間有孔結(jié)構(gòu)的大理石，在孔結(jié)構(gòu)處受力處會產(chǎn)生裂紋，裂紋會逐漸擴展而使大理石斷裂；在換一種金屬材料，做成相同結(jié)構(gòu)受同樣大小力的作用，卻不會有裂紋產(chǎn)生，以此說明應力集中對脆性材料的危害比塑形材料的嚴重的多。工程力學的概念較多且術(shù)語話，用通俗極端的例子易懂且好記憶，學起來也不會說教而乏味。
三、理論實際結(jié)合法
對于工程力學的四種基本變形，生活中都有簡單的事例，但是學生很難與知識一一對應，而教材中也有提到，只是一帶而過，學生并不能理解并接受。對于梁的橫截面有橫放和豎放，利用公式推導，豎放時的正應力小，強度高，所以房屋結(jié)構(gòu)的房梁多采用豎放。在此結(jié)論中強調(diào)的是梁的橫截面橫放或豎放，而學生不易理解重點，那么我上課時可以拿一根方形的木桿，讓學生自己選擇什么是橫放，什么是豎放，這樣既調(diào)動了他們的積極性，也得出了結(jié)論。啟發(fā)他們從將我們所學的和生活聯(lián)系起來，讓他們從心里認識到，原來高深莫測的力學在生活中處處可見。
四、變形類推發(fā)
材料力學就是圍繞四種基本變形展開，而四種基本變形的本質(zhì)就是正應力和切應力。沿著橫截面方向的應力是切應力，垂直于橫截面方向就是正應力。所對應的最簡單的形式就是拉壓和剪切變形，這兩種相對簡單易懂，抓住了這個最核心的，那么在教學中，每講到一種變形，總是可以以拉壓和剪切為終點，逐步推導，那么隨之引起變形的應力就呼之欲出了。例如扭轉(zhuǎn)變形的教學中，以一根桿件為例，上課的時候，做一個極端的扭轉(zhuǎn)變形，讓學生觀察尺寸的變化，結(jié)果桿件軸向尺寸不變，那么不是拉壓變形，也就沒有正應力，而桿件橫截面發(fā)生轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角，沿著橫截面方向，與剪切變形類似，那么就產(chǎn)生切應力。用這種方法在教學的時候，可以將難的簡單化，可以有很好的效果。
五、啟發(fā)式提問
這是一種在很多學科都用的方法，那么在力學的學習中也是百試不爽。在講到重心與形心時，我先舉個事例，怎樣將一個雞蛋立起來，學生都很努力的想方法，最終我層層提問，將重點過渡到重心和重心的求法，再以例題講解分割法求解重心位置。這樣一節(jié)舊概念新知識的內(nèi)容就快樂的傳授了，學生們都很活躍，課堂的氛圍一直很好。
在工程力學的教學中以人為本，為提高教學效果，要增強學生學習的積極性，創(chuàng)造良好的課堂學習氛圍，培養(yǎng)學生良好的學習習慣和分析問題的能力，通過多種教學方法，較好的完成教學，取得較好的教學效果。
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