技工学校《工程力学》教学改革分析

邓汉梅（中船澄西技工学校 江苏 江阴 214400）

技工学校《工程力学》教学改革分析

邓汉梅
（中船澄西技工学校 江苏 江阴 214400）

《工程力学》是一门重要的专业基础课程，是后续专业课学习必备的知识。本文针对技校生的特点和教学实际情况，探讨了对传统的《工程力学》的教学方式进行改革的理论依据和操作过程，特别对突出职业教育特色和在教学中教会学生《工程力学》的研究思维方法等方面进行了阐述。

技校；工程力学；教学改革；教学分析；思维方法

技校开设《工程力学》的教学概况及必要性分析

《工程力学》是一门以工程技术为背景的应用基础课程，它以理论、实践和计算机仿真为主要手段，研究工程技术中的普遍规律和共性问题，并直接为工程技术服务。但技校学生对该课程普遍感到学习难度较大，学习不得法。主要原因有：（1）此门课程的一些思维方式是首次接触；（2）此门课程是第一门从理论课程向实践课程过渡的课程；（3）此门课程有赖于高中数学及物理知识；（4）此门课程具有较高的抽象性。

由于以上原因，有的技校干脆将《工程力学》课砍掉了，有的削减了《工程力学》课的课时。很多版本的教材在教学内容上也进行了删减。如中国劳动社会保障出版社出版的全国中等职业技术学校机械类通用教材在教学内容、作业分配方面都进行了较大的改动，有些知识点只给结果，不问出处。那么，技工学校还应不应该开《工程力学》课？如果开的话，应从哪些方面进行改进呢？

《工程力学》是研究力学中最普遍、最基本规律的。《机械基础》、《机械制造工艺基础》等技术基础课和《模具制造工艺》、《车工工艺》等专业课都要以《工程力学》为基础。《工程力学》在基础课与专业课之间起着承上启下的作用，其教学效果的好坏将对后续专业课程的学习带来直接的影响。《工程力学》教给学生一种新的思维方式，以实验、实践为基础，总结推导出力学的理论、概念、公式，又用于分析解决工程中的实际问题。作为与机械打交道的人，必须具备严谨科学的工作态度，缜密的思维逻辑，分析解决实际问题的能力。《工程力学》恰恰是培养学生这种能力的一门课程，所以学习《工程力学》课是必要的。

学生的基础差是一个现实的问题。我校学生的生源，主要以初中毕业生为主，分三年制和五年制两种。从入学分数看，五年制的录取分数线比三年制高40分左右。总体上来说，五年制大专班的学生基础要好一些。学习《工程力学》有赖于高中数学及物理知识，三年制的学生学习有较大困难，五年制的学生开设高等数学课，物理基础较好，但与大本学生仍然有较大差距。

因此，讲授《工程力学》的教师必须深入研究，探讨教学方法，对传统的《工程力学》教学方法进行改革，如何在现有课时较少的情况下提高教学质量，让学生了解工程力学中的基本思维方法，掌握生产实际中分析和解决有关力学的简单问题，这是每个《工程力学》教师必须面对的问题。

在教学内容上突出职业教育特色

《工程力学》分“理论力学”和“材料力学”两大部分，在理论力学中要突出静力学的基本概念，如四个公理、两个推论、约束与约束反力及受力分析与受力图等。计算部分的重点是平面一般力系，而平面汇交力系、平行力系、平面力偶系均是一般力系的特殊情况。对于摩擦部分考虑到学生的实际情况可做灵活处理。对于材料力学则主要以构件四种基本变形形式的强度计算为主线，可只介绍拉压胡克定律使学生了解力与变形的关系。与教材配套的习题册中通过判断、选择、填空、受力图等题型可以使学生对有关概念进行充分的复习、理解和掌握，这是技校教材的一大特色。

值得注意的是，由于技校学生的数学基础太差，对列静力平衡方程掌握有难度，《工程力学》（第四版）教科书把平面汇交力系、平面一般力系的计算练习内容及作业删掉了不少。而静力学计算对于加强学生概念的理解与应用有着不可替代的作用，静力学的计算贯穿于《工程力学》的整个课程，是不可避开的内容，建议在教学中强化平面任意力系的计算。另外，新版教材中将力的合成的几何作图方法删除了，而在习题中，在进行定理的推导中（如合力投影定理）还留有力的合成的几何作图痕迹。建议在讲力的平行四边形公理时强调多个力的合成方法。

在教学中教会学生工程力学的研究思维方法

（一）引导学生从教学过程中归纳总结规律

材料力学部分是《工程力学》的一个重点和难点，材料力学是以试验为基础并利用有关力学知识和数学方法建立起来的理论与实践密切结合的科学。在材料力学课堂教学的初期，应引导学生着重理解在各个章节的教学环节中需要反复用到的研究方法。例如，在分析等直杆件轴向拉伸和压缩的内力时，着重理解利用截面法分析内力的基本步骤与思维方法，并进一步训练学生直接绘轴力图的能力。在推导横截面应力计算表达式时，引导学生着重理解以下内容：首先，通过试验从几何上观察杆件受到轴力后外表面的变形规律，并利用抽象思维方法，根据平面假设推断杆件横截面的变形规律，进而分析出截面的应力分布规律，给出应力的计算公式以及最后得出杆的强度条件。强调该研究方法对后续内容学习的重要性，可激发学生在学习过程中对研究方法本身进行研究的积极性，在讲授杆件的扭转和弯曲变形时，其效率可大大提高。

在理论力学教学中，学生对概念部分掌握较好，而静力学计算成了难点。静力学计算是有规律可循的。因为它是所有静力学公理、定理的应用，因此要引导学生一环扣一环地分析、多次地按一定的步骤练习，归纳总结规律。

第一步，取分离体，画受力图，与学生一起分析解决的问题：（1）构件属于那种力系，是平面汇交力系，力偶系，平行力系，还是一般力系？（2）属于什么约束，是柔索、固定铰链、光滑面约束，还是固定端约束？（3）受力图中力的方向怎么确定，平衡力、作用与反作用力及坐标轴的方向怎样确定？

第二步，列平衡方程，解决的问题：（1）未知量有几个？列几个方程？（2）每个力在坐标轴上的投影及正负号的选择，力矩式的矩心怎么选？

第三步，解方程，注意的问题：先从未知量少的方程着手，注意运算过程中的正负号。分析采用提问对话的方式，并让学生黑板列方程，解方程，引导学生一步一步地纠正计算过程中的错误、漏洞，逐步掌握正确的分析计算方法。

（二）启发学生从生活和实验、实践中思考问题，解决问题

牛顿从苹果掉到地上发现了万有引力定律，力学的很多规律在现实生活中随处可见。在教学时应多从生活和生产实际的案例中引出教材的新知识，最后还要通过练习回到实践。这样就可以改善教学效果，提高教学质量，从而培养学生思考能力、解决实际问题的能力。如在学习力的概念、力矩的概念、铰链约束时，门、圆规成了我的最佳教具。结合工程实例的教学方法常常能使《工程力学》教学取得事半功倍的效果，使教学过程和内容更具有生动性和直观性，有利于学生将工程实例简化为力学模型，同时也有利于学生在碰到计算简图时联想到工程背景。对于不少利用抽象的理论推导和语言阐述的问题，虽经很长时间学生还一头雾水，结合工程实例和生活经验一点拨，就一下子豁然开朗了。用一根海绵杆的模型可以直观地演示杆的拉压变形、梁的弯曲变形现象，而金属材料的静拉伸实验更是材料力学中强度计算的基础。通过这些演示可以让学生充分认识到工程力学所有的理论计算公式推导实际上都是以工程实验、以实践作为基础的，是为工程服务的。经过工程实例教学法的熏陶和训练，学生自觉养成了学习工程力学理论联系实际的好习惯，自觉地从工程实际中去思考问题、发现问题，再结合学到的力学知识去解决问题。学生学习了《工程力学》课程，既提高了自己的力学素质，又养成了可贵的工程意识，为成为高技能应用型人才迈出了极为关键的一步。

在教学过程中采用多种教学手段

在教学过程中采用多媒体辅助教学，可以克服传统教学模式的不足，在相同的时间内可以使学生获得更多的信息。多媒体能够将一些工程实例通过屏幕生动地展现在学生面前，增加学生的感性认识。并且多媒体教学的新颖性、趣味性和多样化可以吸引学生的注意力，激发学习兴趣，实现新内容、新体系、新方法、新手段的有机结合。利用多媒体课件辅助教学，学生基本上能当堂消化该节课的内容，大大地提高课堂教学效率和效果。当然，传统的教学黑板和粉笔也有多媒体不能替代的连贯性优势，在推证力学原理和讲解习题过程方面，其优势很明显。而实体模型和力学实验更具有形象、生动、真实感强的特点，能使学生更深刻地理解课程内容和实际应用特点。所以在教学过程中要注意多种方法的有效结合，做到扬长避短。这样才能使教师的“教”，学生的“学”最后都能体现在学生能够实际应用的“做”上。

总之，上好《工程力学》课是需要一定的专业功底的，为了提高工程力学的教学质量，教师除了要具备系统的力学知识，相关的专业知识，还应具有丰富的实践经验以及对教学内容的理解、归纳能力及课堂的组织和表达能力，只有这样上课时才能做到游刃有余，达到《工程力学》承上启下、服务于专业课的目的。

[1]崔婷.提高工程力学教学质量的探讨[J].昆明大学学报，2006，17（4）.

[2]王瑞，李仁锁.浅谈如何提高高职《工程力学》的教学质量[J].大众科技，2008，8（173）.

[3]魏道德，贾玉梅.工程力学[M].北京：机械工业出版社，2007.

（本文责任编辑：尚传梅）

我觉得坦途在前，人又何必因为一点小障碍而不走路呢？

——鲁迅

G712

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1672-5727（2011）09-0102-02

邓汉梅（1963—），女，江苏江阴人，中船澄西技工学校讲师，研究方向为工程力学与机械制图及其教学。