浅议学好工程力学的方法

李国斌

摘要：工程力学是高职院校机械类各专业的一门技术基础课，本文结合教学实践，就学生如何学好工程力学课程，从五方面谈一谈自己的看法。

关键词：工程力学；高职院校；学习方法

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）24-0214-02

工程力学是一门理论性较强的技术基础课，同时又与工程实际联系密切，机械类专业的许多课程都以工程力学为基础。工程力学课程中的内容，包括理论力学和材料力学两门课程中除专题部分以外的主要内容。由于此门课程属于经典力学，它所讲的理论比较基本，似乎很容易懂，但一做练习题，却不知从何下手，虽然苦思冥想，绞尽脑汁，但很多题目还是做不出来。所以，学过工程力学的人都有一个共同的感觉，就是“理论易懂，题难做”。因而得出工程力学难学的结论。那么，怎么样解决这一难题，才能学好工程力学？我认为应该从以下几方面来考虑。

一、明确学习工程力学的意义

工程力学是高职院校工科专业一门重要的技术基础课。是学生学习数学、物理基础课后接触到的第一门技术基础课，它是学生从基础课到专业课的桥梁，起着承上启下的作用，这是因为它是许多后续课程的基础。比如，不同专业以后将要开设的机械设计基础、钢结构、结构力学、金属切削原理、金属塑形成型原理、挤压模具技术的理论与实践、冲压模具设计与制造技术等专业课程都要用到工程力学中的知识。工程力学中的大量理论与工程实际密切相关，可以直接用于工程解决实际问题，工程力学中的力学模型、练习题，基本上都是由工程实际中的各种构筑物或构件、零部件简化抽象而得的，例如：房屋的横梁、车间的吊车梁、道路上的桥梁等都可以抽象成简支梁，房屋的雨篷、阳台、电线杆等都抽象成悬臂梁，屋架等都抽象成桁架，等等。工程力学的知识可以直接用于工程实际问题中的强度、刚度、稳定性计算等。由于工程力学是许多专业课程的基础，因此，它在培养学生的工程技术能力方面起着重要的作用。通过这门课程的学习，可以培养、提高学生的逻辑思维（包括推理、分析、判断等）能力，抽象化能力（包括将简单的实际问题抽象成力学模型、进行适当的数学描述、运用力学理论求解），实验观察、动手能力，自学能力，表达能力（包括文字和图像）以及数字计算能力。所以，作为高职院机械类各专业的学生，有必要学好工程力学课程。

二、正确理解并掌握“三基”内容

所谓“三基”，是指工程力学中的基本概念、基本理论、基本方法。众所周知，建造房屋必须筑好坚固的地基，构筑知识结构，同样要打好基础，要学好某门课程，首先也要掌握其最基本的知识，以后才谈得上拓宽和灵活使用，学习工程力学也不例外。

首先，工程力学的基本概念比较多，例如力的概念，约束的概念，力矩的概念等，仅“点的合成运动”一章中就涉及到两个点（动点、牵连点）、两个系、三种运动、三种速度、四种加速度等概念；如果不正确理解每一章中的概念，则在分析问题和具体计算中必定出错。所以必须正确理解基本概念。

其次，是基本理论的理解。工程力学的公理、定理很多，如：二力平衡公理，力的平行四边形公理，作用与反作用公理，三力平衡汇交定理，合力矩定理，胡克定律，等等，这些我们必须熟记，同时对其内涵、要素、适用条件等要反复理解，做到真正掌握，这样我们在分析力学问题时不至于无从下手。要学好这些基本理论，如果只靠死记硬背是很难掌握的，也难以记住，最好的办法是理解其实质含义，融会贯通，找出各章基本理论之间的共性与个性。比如：点的均变速运动与刚体的匀变速转动，这两章中的公式较多，难以记忆，但只要认真分析一下，便能看出它们之间有着一一对应的关系，即：加速度与角加速度、速度与角速度、路程与转角一一对应；又如：构件各种基本变形时的强度、刚度计算公式虽然很多，但也有对应的规律：不论四种基本变形中的哪种变化，都有：应力=内力/截面几何性质量，轴向拉（压）与扭转两章中的：相对变形=内力/抗变形刚度，绝对变形量=内力×长度/抗变形刚度，当然，不同变形时的内力、截面的几何性质量、抗变形刚度都不同，这就是其个性，只要记住了各章的个性及其之间的共性，则所有理论公式就都记住了，这样可以解决公式多、难记忆的苦难。

再就是基本方法的掌握。衡量工程力学学得好与否的一个标准，就是看其分析问题、解决问题的能力和破题能力是否较强。如果不熟练掌握工程力学的基本方法，满足于听得懂或抱有“抓考题、应付考试”的想法，则必定学不好，见到题目无从下手，决不可能取得好成绩。原因在于工程力学中问题都对应于工程实际中的实物，而工程实际中的实物又是千姿百态的，并且对于同一个实物，若侧重考虑的因素不同，则又可以抽象成不同的力学问题，所以工程力学中的题目可以变化多样、举不胜举，抓到考题的概率是极微小的。因此，要想学好工程力学除了正确理解基本概念和基本理论以外，一是要适当作预习，为听课做准备；二是要保证课堂听课的效果，作好课堂笔记，值得注意的是，同学们在听课、记笔记时，应该注意老师讲课的重点，记住分析问题的思路和求解的方法，而不是抄老师的板书；三是课后复习，归纳总结，找出并掌握其中的一些规律。如：求解静力学问题的方法，主要是“四步”，即取分离体、画受力图、列平衡方程（有摩擦时加列摩擦补充方程）、解方程；又如：求解动力学问题的方法也是“四步”，只是将静力学中的“列平衡方程”改为“列动力学方程及运动学补充方程”；再如：解决材料力学中主要问题的基本方法是：求内力—内力图—进行强度（刚度）计算，求内力的方法——截面法（截、去、代、平），不论受力、变形怎样复杂，都可以用截面法求得内力、找出危险截面、从而方便地进行强度（或刚度）计算。

三、要勤用脑、多动手

工程力学的特点之一是习题多，并且有一定的计算量，在《工程力学课程教学基本要求》中对课后作业的“最少习题数”作了明确规定，只有通过一定数量习题的练习，才能达到最基本的要求。此外，工程力学之所以“理论易懂，题难做”，也是因为其基础知识看起来简单，用起来却变化多端，神通无穷。它能解决多少问题，就看各人掌握的程度和创新能力了。怎样才能掌握和创新？像工程力学这门课程，不能只读书本，而必须多做题，通过做题，及时发现并解决自己学习中存在的问题；帮助理解、消化、巩固基本概念、基本理论；熟练掌握、灵活运用基本方法；训练、提高自己的思维能力、表达能力及数字计算能力；这样才能有所创新。

在做习题时应该注意：切莫急于对答案，否则，将事半功倍。一般来说，做题时，首先要认真审题，分析此题是属于哪种类型、需要用到哪些理论、有几种解题方法；然后选用比较简单或者自己掌握得比较好的方法去求解，最后用其他方法进行验算。例如：平面一般力系的平衡问题，可以列三个独立的平衡方程，而平衡方程又有三种形式，分别是一矩式、二矩式和三矩式；求作梁的内力图时，可以用基本方法、简便法或叠加法三种方法；求解平面运动刚体上任一点的速度时，可以用基本法、瞬心法或速度投影定理法三种不同的方法。

不论用哪种方法，最后结果是唯一的。为了检验计算结果正确与否，可以用其他方法核算。

可见，在做题时，一定要认真分析，合理选用方法，才能迅速准确地破解得答案。在学习过程中，除了完成课堂布置的必做题以外，还应该争取多做题，通过不同类型习题的练习，才能使自己对这门课程做到“见多识广，熟能生巧，举一反三”，以致达到“正确理解，熟练掌握，灵活运用”之目的。

四、注意理论联系实际

工程力学是人类长期认识自然和改造自然的结晶。力学的基本规律，是人们通过长期生产实践和大量科学实验，经过综合、分析和归纳总结出来的。生产的需要促进了力学的发展，同时，力学理论又反过来推动生产不断发展。所以，学习工程力学必须注意理论联系实际，在生活和生产实践中，认真观察，勤于思考，将感性认识上升为理性认识，并将理论应用到实践中去加以检验。如：我们用板手拧紧螺母时，用大板手省力，而用小板手很费劲，这用力矩理论很容易解释。又如一直径不同的钢杆，两端受外力作用而拉伸，当力增大到一定值时，由经验可知，断裂必发生在直径较小的一段上，这验证了衡量构件强度的物理量是应力。

五、注意力学实验

工程力学中许多理论是建立在实验基础上的，如材料拉伸压缩的力学性能实验。我们做实验时要认真观察，记录数据，对实验结果要仔细研究，用实验来验证力学理论的正确性，同时增强学习工程力学的信心。

六、结语

工程力学是有关工程技术人员必修的技术基础课程，作为今后将从事有关专业工作的工科学生有必要把它学好。尽管比较难学，但只要能认识它对后继课程的影响，明确学习它的目的和意义，从而提高学习的自觉性，保证课堂的听讲效果，在学习中正确理解并熟练掌握基本概念、基本理论、基本方法，认识做习题的重要性，自觉地多做习题，理论联系实际，主动思考工程力学中的理论在实际中的应用，就一定能学好它。一定要有信心克服学习中遇到的困难，通过努力学好工程力学，并使自己的能力得到提高，为后继课程的学习，为今后的工作打下良好的基础。

参考文献：

[1]李海恒.如何提高中职生对于《工程力学》的学习兴趣[J].职业，2009，（24）：74.