浅谈工程力学课程的教学

来源 :安家(建筑与工程) | 被引量 : 0次 | 上传用户:luocaohuozi12345
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  摘要 :从教学方法、教学手段、教学内容等方面,对工程力学课程的教学进行探讨。
  关键词:工程力学   教学方法   教学手段
  《工程力学》主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。它不仅是能够直接用于工程实际的技术学科,而且也是工科专业重要的技术基础课,同时也是学生公认的一门比较难学的课程。该课程不但要求学生要学会用所学内容解决各种工程和生活中的力学问题,而且要求学生正确理解基本概念。那么如何进行《工程力学》课程教学,提高学生的接受能力,也就成了关键的课题。在此我浅谈以下几点看法和体会:
  一、优化教材内容,提高知识的实用性
  教学改革的首要任务是教材改革。工程力学教材内容应围绕以以计算分析为手段的中心内容,以强化应用为重点,以掌握概念为基础展开,在对现有教学内容进行合理取舍的基础上,增加实验教学课时,强化技能训练,提高动手能力,培养“应用性人才”。为实现这一教育培养目标,在教材中克服为理论而理论的学科化倾向,广泛联系工程实际,使学生通过学习认识到工程力学在工程实际中所起的重要作用,以激发学生学习工程力学课程的积极性,做到有针对性地培养学生运用所学的理论和方法,分析和解决工程实际问题的能力。同时,这对于拓宽学生的工程知识面,增强学生的适应性有很好的促进作用。具体做法如下:
  1.在教学内容取舍方面,既要满足专业课教学的需要,又要满足培养学生力学素质的需要。
  2.对教学结构、教学内容以及传统的课程体系进行重新整合。
  根据学生的知识程度,适当提高教学起点,避免简单重复,减少教学时数。整合后的课程体系分为刚体静力学、材料力学2个模块,并将各模块教学内容体系优化成同类型知识单元串联系统,充分发挥学习迁移的作用。考虑课程设置要求,我们确定为:工程力学以材料力学为主线,保证它的体系基本完整;以理论力学为辅线,仅保证它的部分理论的完整性。也就是说要注重理论力学与材料力学内容的紧密结合。例如,理论力学的刚体:静力学介绍的是力系的简化和平衡;而材料力学的弹性体:内力分析介绍的是构件上的外力与构件截面上内力的关系。将两者联系衔接,就是将刚体静力平衡直接应用于弹性体的静力等效上。刚体上的不同力系,对应弹性体上的不同内力,不同的内力作用在构件上,产生不同的变形效应,这样安排便于学生理解掌握。
  3.在实验教学内容安排上,注重实验教学与理论教学相配合。在材料力学理论教学中,有些理论问题或工程实际问题,无论教师怎么讲,学生仍然会感到难以理解。而实验所具有的直观、客观的性质,很容易使学生建立起对某些力学问题的感性认识,并在此基础上达到认识的深化和升华,这不仅能激发学生主动学习的兴趣,也符合认识的一般规律,同时也锻炼了学生的自学能力和动手能力。这样既能解决重复、烦琐的问题,又能够集中和强化概念,做到削枝强干,突出重点。更重要的是能够培养学生分析和解决工程实际问题的能力
  4.以保证《材料力学》体系基本完整为前提,在完成构件的截面内力分析后,进入材料力学内容。
  二、改进教学方法及手段,调动学生学习能动性
  1.自学配合精讲,倡导对话式教学。
  由于本课程内容多,知识面广,我们采用了课堂讲授法、问题教学法、小组合作学习法、对话式教学法、自学讨论法和引导归纳法相结合的多种形式的教学模式,发挥学生内在潜力,培养其综合能力。
  自學是保证课堂精讲,提高教学效果的前提之一。教师首先要编好自学指导书,要求学生课前自学。课堂上教师可随机安排学生对自学内容进行概括、总结,并根据课堂讨论情况及时纠正,解答学生自学中遇到的疑难问题,然后对重点、难点内容详细讲授。此外,还可通过典型例题及工程实例边讲边讨论,活跃课堂气氛,引导学生发散思维,激发其学习主动性。
  “对话式教学”能促进学生思考,形成师生间互动关系,有利于学生理解、深化、拓宽所学内容。其目的一方面强化学生在公开场合的应对能力,提高学生心理素质;另一方面有利于培养学生组织“讲稿”的能力。通过参与,使学生从知识的接受者变为学习的研究者。
  2.对力学中一些定理、公式尽量用生活实例加以解释,使理论学习深入浅出。
  在力学教学中,可结合实际,把一些枯燥的定理、公式用形象生动的生活实例来阐明。如讲到摩擦时,让学生分析汽车轮子为什么有花纹?为什么不同的车型花纹不一样?当讲到圆轴,分析为什么空心轴比实心轴合理时,可以用人的四肢的骨骼和稻麦茎的截面它们都是空心圆截面加以说明。通过举例,加深了学生对抽象问题的理解,使同学们觉得力学并不深奥,并且与生活实际联系密切,使他们感到学有所用,提高了学生的学习兴趣。
  3.加强实验教学,提高学生操作技能。实验教学的目的,除配合理论教学外,主要是培养学生动手能力。如材料力学性能测定实验,让学生能利用课外时间熟悉仪器设备及实验程序,再上机操作。这样既可缓解设备不足的矛盾,也可减少试验材料的消耗。通过拉伸机的自动描绘仪,把材料的拉伸曲线描绘出来,学生在得到了第一手感性材料后,再经教师启发和讲授,学习积极性和效果会明显提高。
  4.分层次教学,激发学生创新意识。为培养学生思维能力,激发其创新、竞争意识,教师应区别对待不同层次的学生,因材施教。为此,可将工程力学课程划分为由2个模块组成,即基础型模块和应用型模块。基础型课程内容以专业课“必需、够用”为原则;应用型课程内容为工程力学的有关理论在生活及工程实际中的应用,注重培养其动手能力、分析和解决问题的能力,培养学生的创造能力。
  5.利用挂图、模型、多媒体教室等手段,增强直观教学效果,培养学生学习兴趣。在不能实现现场讲课的情况下,利用电教片段将工程结构、机构及有关机器设备展现在学生面前,增加感性认识,使学生将课程与工程背景联系起来,从而能更好地培养学生解决工程实际问题的能力。采用可交互式的CAI多媒体教学软件于课堂教学,可极大减少繁琐计算的时间,使学生将主要精力用于理解、应用上,教师也有更多的时间实施启发、诱导。总之,直观教学能使许多力学疑难问题迎刃而解,既可培养学生兴趣,又可增强其学习的自信心。
  三、加强工程概念,培养学生解决实际问题的能力。
  《工程力学》一个鲜明的特点就是它的工程应用性。从内容看,该课程具有非常深刻的工程背景,而它研究的问题都属于工程中的基本问题,研究的对象都是工程中常见构件的简化结果。让学生掌握这些常用构件的受力情况和运动情况,并进行强度、刚度和稳定性的计算是该课程教学的主要任务。在教学过程中,只有将理论和工程实际相结合,将书本上的知识与实际问题相对应,才能使学生深刻地理解知识的内涵。例如在讲解桁架结构时,可以先从同学最熟悉的“埃菲尔铁塔”引出桁架结构的概念,然后再讲实际结构中哪些可以简化成这种力学模型,应该怎样简化及怎样分析计算,得出的结果和实际情况又该如何比较,通过这种方式使学生养成从实际的角度分析问题的习惯和意识,提高解决实际问题的能力。
  参考文献
  [1]郭应征.《应用力学基础》  高等教育出版社  2003
  [2]范本隽.《简明工程力学教程》  科学出版社  2006
  [3]郭兰中  马守才.《工程力学》教材建设成果总结
  作者简介:刘金平,出生年月:1971.12.19,性别:女,民族:汉,籍贯:河南濮阳,最高学历 :本科,职称:高级讲师,研究方向 :机电一体化。
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