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【摘 要】 高职课程改革的主要目的之一，便是培养学生理论联系实践的能力，作为理论性很强的《公路工程力学与结构》，如何改进教学方法，尽量穿插工程应用实例，是值得研究的课题，本文从笔者多年的教学经验出发，结合公路工程特别，将各知识点与工程实际结合起来，对提高学生的实践能力，工程素质有着深远的影响。
【关键词】 公路工程力学与结构 教学 工程应用 能力培养
一、问题的提出
高等职业教育的基本目标，便是培养适应生产第一线的高素质技能型人才，对学生的实践应用能力要求很高。目前，我国职教理念便要求高职毕业生具有一定宽度基础理论，又要具有技术应用能力强，知识面宽，素质高。如何满足这一要求呢？近年來，各学院都在进行课程体系的改革，我院也顺应形势与市场要求，对工科的三大力学及结构设计课程进行了整合，形成了独具特色的《公路工程力学与结构》。
《公路工程力学与结构》课程要求老师要以“应用”为主旨和特征构造课程与教学体系，以工程应用为中心，引导发掘生活中的工程实例，鼓励学生独立思考，大胆创新，培养学生敏锐的反应和思维能力。
本人从多年的教学经验出发，现将课程体系作一分析，并将工程应用作一穿插，以期与同行共同探讨。
二、课程体系分析
《公路工程力学与结构》分为两大部分，力学部分与结构部分，此文仅讨论力学部分。力学部分是将工科的三大力学《理论力学》《材料力学》《结构力学》作了整合：即将《理论力学》中的静力学部分，《材料力学》部分中的拉伸与压缩，扭转，弯曲变形，及《结构力学》中的影响线部分提出来，组成了《公路工程力学与结构》
静力学为材料力学提供解决问题的思路和方法，材料力学则要解决工程实际问题，即构件的强度、刚度、稳定性问题。
1、静力学的主要内容：静力学主要研究物体的受力分析与平衡规律，建立力学平衡方程，求解求知的支座反力。特别是对物体及系统的受力分析是重点，难点及基础。
2、材料力学的研究内容：材料力学主要研究变形固体在轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲及组合变形，并分析在变形过程中各种内力的变化规律，明白强度、刚度及稳定性的验算，利用强度条件进行校核、确定构件截面尺寸，确定许可荷载等问题。为工程实际中的选材设计奠定理论基础。
以上两大部分的内容是相互联系的，教师只有理清知识的脉络，从本质上理解，提升知识，才能做到浑然一体，融会贯通。
三、课程教学中工程能力的培养
1、常见事物引进法。这一方法就是把学生们天天能见到的工程实物信手拿来进行教学。比如受力分析能力的工程应用。受力分析能力是力学学习的基础和重点，并贯穿于整个力学学习的始终。受力分析是通过受力分析图来表达的。分析步骤是先画出主动和和已知力，再画出约束反力。如何掌握约束反力的画法呢？此处需要引入工程实际的例子：教室里门、窗的约束，同学们身上服饰的约束，座椅与板凳的约束，黑板的约束，马路上电线杆的约束，宿舍里床铺的约束，图书馆里屋顶的约束。。。。利用这些大家日常都能见到的约束来进行现场的受力分析图的绘制，让同学们掌握各种约束及其反力的表示方法。只要所示的例子具有针对性，受力分析的问题就比较容易地解决了。
2、概念导入中引入工程应用实例。这一方法就是让学生选择自己感兴趣且与课程教学内容相关的工作中实例，结合教学内容进行独立探索。比如力矩及力偶的学习便是这样。
力矩也力偶是使物体产生转动效应的物理量，在学习这一概念时，先提出相关的问题：分别在不同的位置开关门，什么位置更省力？答案是显而易见的，接下来提出为什么，从而引出力矩的概念，继而提出力矩和哪些因素有关？这样就加深了对力力矩概念的理解，同时也能提升大家的学习兴趣。又如，在提出应力的问题时，可以问这样的问题：大家如何才能渡过一片沼泽？显然在相同重量下，面积是一个很大的问题，继而可以进一步问，两根粗细不一样的圆杆，在受相同的外力时，内力是否相同？答案是相同，那哪一个先断？肯定是细的先断，为什么呢，从而引入应力与面积相关的概念。
3、误解法引入。此法是利用大家的经验和思路，引出一个与经验完全不同的结论，从而引起大家的注意，然后分析的方法。比如在讲梁的抗弯能力时，先问大家一个问题，我们的桥梁截面是躺着放置的还是立着放置的？大家一般会不约而同地说，是躺着放置的，其实答案是立着放置的？为什么呢？接下来教师就可以讲梁的弯曲应力与抗弯能力的问题了。弯曲正应力沿截面高度呈线性分布，最大正应力发生在离中性轴最远的上下边缘，在讲述了弯曲正应力的公式后，大家才知道，立着放置截面的抗弯刚度会增加很多，应力就会减少很多，接下来让同学们继续观察教师屋顶的承重梁的结构，加深理解，接下来可以进行讨论，为什么后一种放置方法更加安全，同时他们也会明白，工程施工中，要严格按照图纸来施工，绝不可以随便改变工程构件的安放位置及状态，否则，本来安全的构件变得不再安全。
4、先参观后讲述的方法。本方法是让同学们带着问题先去参观一些实物，然后再引入问题。比如在讲述轴的抗扭能力时，先让大家参观一下学院的汽车修理车间，让大家看一看很多空心轴的例子，在师傅的讲解下，同学们知道了很多情况下，我们用的都是空心轴。接下来，老师可以带领同学们分析相同材料的实心轴和空心轴在承载相同的扭矩时，采用空心轴更为经济。同时这种方法也可以解决主动轮和从动轮的排放位置问题，同学们会很快得出结论，将两输出轮放置在输入轮的两边比将两输出轮放置在输入轮的同一边更为合理的结论。
5、利用选材问题在工程中的应用。这种方法主要是让同学们进行材料的比选，在比选过程中穿插力学知识。比如脆性材料的性能在工程中的应用能力的培养。
在此之前，大家都已知晓，脆性材料的抗压能力大于抗拉能力。铸铁是典型的脆性材料，价格比碳钢便宜很多，如何在工程中正确应用呢？让同学们先思考：对于铸铁，如何设计截面形状才能最充分地应用材料？同学们经过分析比较，认为将截面做成与中性轴不对称的形状，并使中性尽量靠近受拉的一侧，则梁在弯曲中可使梁的最大拉应力和最大压应力同时接近许可应力，从而最大发挥材料的性能，减轻构件重量，降低工程造价。
四、结束语
在《公路工程力学与结构》课程中引入工程实例的教学，不仅能使学生掌握了力学问题的分析方法和计算方法，同时也让他们理解了工程应用中的力学模型与现象，这对于职业教育的学生今后走上新的工作岗位，不管是搞工程设计还是工程施工，都能很快地进入角色，有着出色的力学素质和可持续发展的科学精神。
参考文献
[1] 孔七一.《应用力学》，2002.
[2] 孙翠娥 《工程力学》教学研究与实践。职业教育分析，2009（6）.
[3] 孙元桃.《结构设计原理》，2002.
[4] 邹冬平.《工程力学》课程教学.职业教育分析，2008（2）.
【关键词】 公路工程力学与结构 教学 工程应用 能力培养
一、问题的提出
高等职业教育的基本目标，便是培养适应生产第一线的高素质技能型人才，对学生的实践应用能力要求很高。目前，我国职教理念便要求高职毕业生具有一定宽度基础理论，又要具有技术应用能力强，知识面宽，素质高。如何满足这一要求呢？近年來，各学院都在进行课程体系的改革，我院也顺应形势与市场要求，对工科的三大力学及结构设计课程进行了整合，形成了独具特色的《公路工程力学与结构》。
《公路工程力学与结构》课程要求老师要以“应用”为主旨和特征构造课程与教学体系，以工程应用为中心，引导发掘生活中的工程实例，鼓励学生独立思考，大胆创新，培养学生敏锐的反应和思维能力。
本人从多年的教学经验出发，现将课程体系作一分析，并将工程应用作一穿插，以期与同行共同探讨。
二、课程体系分析
《公路工程力学与结构》分为两大部分，力学部分与结构部分，此文仅讨论力学部分。力学部分是将工科的三大力学《理论力学》《材料力学》《结构力学》作了整合：即将《理论力学》中的静力学部分，《材料力学》部分中的拉伸与压缩，扭转，弯曲变形，及《结构力学》中的影响线部分提出来，组成了《公路工程力学与结构》
静力学为材料力学提供解决问题的思路和方法，材料力学则要解决工程实际问题，即构件的强度、刚度、稳定性问题。
1、静力学的主要内容：静力学主要研究物体的受力分析与平衡规律，建立力学平衡方程，求解求知的支座反力。特别是对物体及系统的受力分析是重点，难点及基础。
2、材料力学的研究内容：材料力学主要研究变形固体在轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲及组合变形，并分析在变形过程中各种内力的变化规律，明白强度、刚度及稳定性的验算，利用强度条件进行校核、确定构件截面尺寸，确定许可荷载等问题。为工程实际中的选材设计奠定理论基础。
以上两大部分的内容是相互联系的，教师只有理清知识的脉络，从本质上理解，提升知识，才能做到浑然一体，融会贯通。
三、课程教学中工程能力的培养
1、常见事物引进法。这一方法就是把学生们天天能见到的工程实物信手拿来进行教学。比如受力分析能力的工程应用。受力分析能力是力学学习的基础和重点，并贯穿于整个力学学习的始终。受力分析是通过受力分析图来表达的。分析步骤是先画出主动和和已知力，再画出约束反力。如何掌握约束反力的画法呢？此处需要引入工程实际的例子：教室里门、窗的约束，同学们身上服饰的约束，座椅与板凳的约束，黑板的约束，马路上电线杆的约束，宿舍里床铺的约束，图书馆里屋顶的约束。。。。利用这些大家日常都能见到的约束来进行现场的受力分析图的绘制，让同学们掌握各种约束及其反力的表示方法。只要所示的例子具有针对性，受力分析的问题就比较容易地解决了。
2、概念导入中引入工程应用实例。这一方法就是让学生选择自己感兴趣且与课程教学内容相关的工作中实例，结合教学内容进行独立探索。比如力矩及力偶的学习便是这样。
力矩也力偶是使物体产生转动效应的物理量，在学习这一概念时，先提出相关的问题：分别在不同的位置开关门，什么位置更省力？答案是显而易见的，接下来提出为什么，从而引出力矩的概念，继而提出力矩和哪些因素有关？这样就加深了对力力矩概念的理解，同时也能提升大家的学习兴趣。又如，在提出应力的问题时，可以问这样的问题：大家如何才能渡过一片沼泽？显然在相同重量下，面积是一个很大的问题，继而可以进一步问，两根粗细不一样的圆杆，在受相同的外力时，内力是否相同？答案是相同，那哪一个先断？肯定是细的先断，为什么呢，从而引入应力与面积相关的概念。
3、误解法引入。此法是利用大家的经验和思路，引出一个与经验完全不同的结论，从而引起大家的注意，然后分析的方法。比如在讲梁的抗弯能力时，先问大家一个问题，我们的桥梁截面是躺着放置的还是立着放置的？大家一般会不约而同地说，是躺着放置的，其实答案是立着放置的？为什么呢？接下来教师就可以讲梁的弯曲应力与抗弯能力的问题了。弯曲正应力沿截面高度呈线性分布，最大正应力发生在离中性轴最远的上下边缘，在讲述了弯曲正应力的公式后，大家才知道，立着放置截面的抗弯刚度会增加很多，应力就会减少很多，接下来让同学们继续观察教师屋顶的承重梁的结构，加深理解，接下来可以进行讨论，为什么后一种放置方法更加安全，同时他们也会明白，工程施工中，要严格按照图纸来施工，绝不可以随便改变工程构件的安放位置及状态，否则，本来安全的构件变得不再安全。
4、先参观后讲述的方法。本方法是让同学们带着问题先去参观一些实物，然后再引入问题。比如在讲述轴的抗扭能力时，先让大家参观一下学院的汽车修理车间，让大家看一看很多空心轴的例子，在师傅的讲解下，同学们知道了很多情况下，我们用的都是空心轴。接下来，老师可以带领同学们分析相同材料的实心轴和空心轴在承载相同的扭矩时，采用空心轴更为经济。同时这种方法也可以解决主动轮和从动轮的排放位置问题，同学们会很快得出结论，将两输出轮放置在输入轮的两边比将两输出轮放置在输入轮的同一边更为合理的结论。
5、利用选材问题在工程中的应用。这种方法主要是让同学们进行材料的比选，在比选过程中穿插力学知识。比如脆性材料的性能在工程中的应用能力的培养。
在此之前，大家都已知晓，脆性材料的抗压能力大于抗拉能力。铸铁是典型的脆性材料，价格比碳钢便宜很多，如何在工程中正确应用呢？让同学们先思考：对于铸铁，如何设计截面形状才能最充分地应用材料？同学们经过分析比较，认为将截面做成与中性轴不对称的形状，并使中性尽量靠近受拉的一侧，则梁在弯曲中可使梁的最大拉应力和最大压应力同时接近许可应力，从而最大发挥材料的性能，减轻构件重量，降低工程造价。
四、结束语
在《公路工程力学与结构》课程中引入工程实例的教学，不仅能使学生掌握了力学问题的分析方法和计算方法，同时也让他们理解了工程应用中的力学模型与现象，这对于职业教育的学生今后走上新的工作岗位，不管是搞工程设计还是工程施工，都能很快地进入角色，有着出色的力学素质和可持续发展的科学精神。
参考文献
[1] 孔七一.《应用力学》，2002.
[2] 孙翠娥 《工程力学》教学研究与实践。职业教育分析，2009（6）.
[3] 孙元桃.《结构设计原理》，2002.
[4] 邹冬平.《工程力学》课程教学.职业教育分析，2008（2）.