工程力学知识总结范文

导语：如何才能写好一篇工程力学知识总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：案例教学；综合布线；工程实训

随着社会经济的快速发展，人们生活水平的快速提高，智能楼宇、智能小区、安防监控等各式各样的综合信息系统得到了广泛应用。作为综合信息系统的物质基础，综合布线工程的重要性也得到了广大从业者及用户的认可。为了满足社会发展的需要，目前大多数高校均开设了综合布线课程。本文对此进行详细的分析和探讨。

一、网络综合布线课程特殊性及教学现状

（一）网络综合布线课程的特殊性

网络综合布线课程的特殊性主要集中两个方面：一，教学内容的特殊性。经验性知识多，标准、规范多，理论知识点少且分散，重实践。二，培养目标的特殊性。主要是培养与综合布线系统工程的相关的设计、施工、测试、维护、管理、监理等一系列专业人才，是一门技能培养类课程，培养目标必须与用人单位需要紧密相关，要受到人力市场的检验

（二）综合布线课程的教学现状

1、理论与实践之间存在距离。受师资力量的限制或实践条件的限制，目前部分讲授本课程的教师主要精力集中在理论讲授，实践部分较少。2、教学内容与市场需要存在距离。市场需要具有综合布线设计与施工的综合性人员，既要懂得如何设计、布线，也要懂得测试、施工管理等方面知识；目前，大多数开设本课程的教师是计算机专业或者网络专业毕业，缺乏工程现场经验，在工程实施、测试、验收、管理等方面着墨不多，即“偏网络技术、轻工程实施”。3、考核方式比较单一。目前本课程的考核方式主要为笔试或者模拟局部施工技能考核的方式，上述两种方式都无法全面准确地测试学生对综合布线的设计、施工、验收测试、管理等各方面能力的掌握，不能正确全面地对学习内容进行引导。

二、整体设计

对整个工程实训装置设计的占地面积大约在142m2，长度在13.4m、宽度在10.6m、高度在4.8m的实验室里。根据实习的教学要求、实验室空间状况、资金的投入情况以及课程实验，决定使用开放式的模块化设计，结构为分层星形拓扑结构，综合教学、实验、实训为一体，为学生设计一个集写字楼、商场、营业厅等场所为一体的综合布线实际操作的模拟真实环境，能够同时满足多人进行各自的实验项目，让学生能够对GB50311-2007《综合布线系统工程设计规范》进行充分学习和掌握。整个实训装置组成部分有1个示范展示单元和10个实验单元，为了能够更好地进行案例式实验教学，在装置侧面配套了1个材料架和10个交换设备机柜，如图1所示。

每个实验单元由2面呈90°直角的仿真墙体相互连接组成，这2面仿真墙体的长度》1800mm，仿真墙体的高度》2800mm，仿真墙的厚度》180mm，其中一面仿真墙安装有小机柜、另一面仿真墙安装有2块层板，并提前铺设了网络线缆来连接侧面配套的交换设备机柜；仿真墙面具有光滑平整、防火、防霉、防潮的特点，能够开展钻、钉、刨、粘等布线施工实训；每个实验单元之间的顶端连接、互通来用金属桥架来进行。每个实验单元都能够各自进行基础实验和与交换设备相配合，安全模拟楼宇监控系统、企业网络系统、建筑消防报警系统、住宅门禁系统、家居弱电系统等实际的工程项目案例。

三、实验案例设计

综合布线工程实训装置从3个方面为学生提供布线工程，这三个方面是教学演示、基础实验、工程项目案例。实训中涉及的各个子系统的设计、安装、管理、测试、验收等综合的实验环境。在场景中老师能够实现在示范展示单元中讲解综合布线的产品、材料和工具，还有安装步骤、制作方法和操作流程；指导学生学习使用网络测试仪表对双绞线、同轴电缆、光缆链路等开展性能测试、连通性测试、衰减测试等实验，让学生能够对抽象的综合布线理论知识有一个直观、具体的认识。学生可在实验单元按照实验项目要求进行综合性的实际操作，并通过师生围绕工程实践中如楼宇监控系统、住宅门禁系统、企业网络系统、家居弱电系统、建筑消防报警系统等具体案例进行分析、模拟，从实际应用的角度完成整个综合布线工程的设计、施工、工程管理和监理、网络测试、工程认证和验收、管理与维护的全过程。

综合布线工程实训装置既可以开展如网线接头制作等的单组基础实验、又可以多单元联合进行综合性、设计性实验或工程项目案例实训，能够符合实验大纲所规定的学习目标和任务要求。通过采取情景教学模式能够更好地开展网络综合布线课程的教学工作，促进教学的进步。

参考文献：

[1]张小明，彭夷，严明良.综合布线工程实训室项目教学情境设计与教学[J].智能建筑与城市信息.2009，（04）.

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【关键词】工程力学 思维方式 抽象思维 发散思维

【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）22-0011-02

一 工程力学介绍

工程力学作为一门应用范围极其广泛的工科专业基础课程，它包含了传统学科中的理论力学与材料力学两门学科中的主要内容，是认识与分析工程技术问题一项必备的基础知识与研究工具，是材料、机械、建筑、机电等专业的重要专业基础课之一。课程内含大量的基本概念、基本术语如约束与约束反力等很多易混淆的名词，概念性强是工程力学的一个重要特点，如果死记硬背，必然会东挪西借，一团雾水。抽象性强是本课程的又一特点，尤其在材料力学篇，如材料的轴力、弯矩等内力的概念，学生中有很多疑点，必须给予明确而有说服力的解释，否则不利于培养学生的分析、思维能力。实践应用性强是它的第三个特点，各种起重装置的设计、减速器中传动轴的设计等都离不开力学知识，都需要经过周密的科学计算才能设计尺寸选取材料。而作为一门基础课程，工程力学与其说是一门知识，不如说是一种思维方式，课程内含大量的分析问题、解决问题的方法，是一门重要的思维方式培养课程。

二 思维方式及其重要性

所谓思维方式，就是体现一定的思想内容和一定的思考方法，使用于特定领域的思维模式。如在游击战时期，为了有效地保存自己消灭敌人提出了“16字诀”：敌进我退、敌驻我扰、敌疲我打、敌退我追。这就是当时最为优秀的思维方式。以思维的凭借物维度划分，可以把思维分为动作思维、形象思维和抽象思维，概念是人反映事物本质属性的一种思维形式，因而抽象思维是人类思维的核心形态。以思维探索问题答案的方向划分，可以把思维分为聚合思维和发散思维、以思维的创造性维度划分，可以把思维分为再造性思维和创造性思维、以思维的目的维度划分，可以把思维分为上升性思维、求解性思维和决策性思维 。

思维方式是社会意识的形成途径。千百年来人类通过对自然、社会的不断深入了解，在实践中逐步形成不同领域、不同阶段的思维方式。不同的思维方式是形成不同的思想成果的必备条件，它就像不同的加工车床，相同原料经过加工之后就会出现不同的加工产品。形式虽多样，本质却多有相似，解决方案的确定过程也就是思维方式的形成过程。伏尔泰曾说：“除了野蛮的国度，世界上所有地方都被书统治着。”人类社会之所以能进步和发展，是因为国民掌握了先进的价值体系、思维方式知识体系。价值体系确定了处理事情的目标与方向，而思维方式就是理解和处理事情的方法，掌握好了就有可以顺利地解决很多难题。教育的主要任务，是训练良好的思维方式。

三 工程力学中的思维方式

1.工程力学中的抽象思维

抽象思维也称逻辑思维，是利用概念进行的思维活动。它又分为形式逻辑思维和辩证逻辑思维。形式逻辑中的概念是无矛盾性的，具有确定、绝对、静止、单一的特性，而辩证逻辑中的概念是有矛盾的、具有变化、相对、运动、多样的特征。辩证逻辑思维是在形式逻辑思维发展的基础上形成的，是抽象思维的高级阶段，是对自然界中到处盛行的对立中的运动的反映。

工程力学中概念较多，力、力矩、力偶矩、约束、约束力、平衡、弹性变形以及塑性变形等，是对事物本质属性的一种高度概括。学生需要从多个个体中分析其联系，抽象总结出其内在本质的统一，进而得到其概念。如从具体的力中抽象出其统一的本质（机械作用），从具体的约束中抽象出其统一的本质（对运动的限制），从具体的内力中抽象出其统一的本质（与外力相关，影响变形等）。力学中很多知识是抽象的，并不是针对某一问题，而是针对一大类工程问题，其解决思路也是一种抽象思维。

2.工程力学中的发散思维

发散思维又称求异思维、辐射思维，是从一个目标出发，沿着各种不同途径寻求各种答案的思维方式。体现着哲学中的相对性。如平衡方程的多种形式（平面一般力系的一矩式、二矩式、三矩式，体现同一问题的不同解法），合力投影定理（合力在某轴上的投影等于各分力在该轴上投影的代数和，将矢量运算简化为标量运算），合力矩定理（合力在某点的力矩等于各分力在该点力矩的代数和）等都表现了该课程中的发散思维，体现着同一目标不同解决思路的发散性，即可以通过转化思维简化问题，对解决工程实际问题有很高的指导价值。

3.工程力学中的上升性思维、求解性思维、决策型思维

上升性思维是从个别的事物经验中，通过分析、综合、比较、归纳、概括出具有一般特征和普遍规律性的思维。求解性思维是寻求解决某个具体问题的思维。决策性思维是对未来事件发生的可能性予以估计并从中选择最理想解决方案的思维。工程力学中的解题方法的总结实际上是一种上升性思维，而将该方法应用于具体的问题是一种求解性思维，利用该方法对事物的发展的可能性预测并提出解决方案。如结构的强度条件体现了求解性思维，而利用强度条件解决强

度校核问题并对杆件截面的设计则体现了决策性思维。

4.工程力学中的其他思维

工程力学是一门专业基础课，力学从诞生之日起就与数学相生相息，两者都是解决问题的方法、解决问题的思路。力学中的理想模型的建立，蕴含着抓住主要矛盾，忽略次要矛盾去分析问题的思路，力学中的重心、形心蕴含着数学的微积分的思想，蕴含着加权平均的思想，力学中变形与外力、内力的关系则蕴含着内因与外因的哲学思想，联系的观点等。

四 结束语

工程力学是一门专业基础课，更是一种思维方式，本文对工程力学中蕴含的思维方式做了小结，对工程力学的教学有一定的参考意义。

参考文献

[1]张秉荣、章秉荣主编.工程力学[M].北京：机械工业出版社，2007

[2]周晚林.改革力学课程 提高学生工程素质[J].理工高教研究，2006（1）

[3]蔡迎军.马克思实践观点的思维方式及其哲学意义[J].齐齐哈尔大学报（哲学社会科学版），2013（4）：21～23

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关键字：工程力学；应用型；课程改革

1前言

应用型本科是我国高校为满足经济发展需求定位的办学标准，应用型本科突出“应用”二字，强调高校应该调整专业结构、课程体系，改革教学方法和教学手段培养企业需要的应用型人才。应用型人才培养强调的实践应用能力的培养，突出学生的技术应用能力和创新能力。《工程力学》是所有工学相关专业开设的公共基础课，改革《工程力学》的教学内容、优化教学方法、设计综合型实验，都有助于培养应用型人才。

2《工程力学》实施应用型人才培养改革的必要性

《工程力学》是工科专业相关的一门公共必修课，讲解机械零部件设计中的力学理论、计算方法及试验技术。《工程力学》的技术性、工程性和工程性都非常突出，体现了应用型人才培养的特征。通过《工程力学》的学习，可以解决实际工程领域中的各种问题，能够培养学生的察力、想象力、思维能力及创新能力。但传统《工程力学》课堂教学重理论、轻实践，一贯的讲解工程力学系统化的理论知识，降低了学习学习的热情，课堂教学枯燥无味，教学方式单一，理论与实践严重脱钩，学生学习兴趣不高。教师开展《工程力学》的教学方法单一，采用满堂灌的方式，以教师为中心，教学效率低下，不利于培养学生的应用实践能力和创新能力。地方本科院校急需改变这种现状，将探究式教学应用到《工程力学》的教学过程，培养出满足市场需求的工程技术人才。

3基于应用型人才培养的《工程力学》课程改革思路

3.1优化教学内容

《工程力学》主要讲解工程力学基础知识和基本技能，构件静力问题，杆类构件承载能力、梁类构件承载能力、轮轴类构件承载能力的分析与计算，及其它力学问题。这些内容即包括比较空泛的理论，也包括具体抽象的问题。应用型人才是需要具体的实践问题解决能力，这就要求优化《工程力学》的教学内容，围绕应用和创新两个角度开展。将繁琐的理论知识采用工程案例教学，增强应用性，同时做好《工程力学》与其它理论课的衔接，真正提高《工程力学》的实践性。另一方面，整合与精简原来繁杂的教学内容，省略复杂的公式推理，直接拓宽学生的工程实践意识，根据不同专业的要求，制定差异化的课程教学内容，真正实现优化教学内容。

3.2改进教学方法

《工程力学》课堂教学仍然传统采用的“教师教、学生听”的教学方法，教师按照章节一章一章的讲解，尽量做到知识的完整性，在非常有限的课内时间讲完全部课程内容，不管学生是否能接受，单向的不停的讲解理解。往往只记住了理论知识，实践应用能力不强。这种教学过程枯燥乏味的教学方式最后减弱学生的学习兴趣，学生的参与性不强，最后造成教学效果不佳。教师应该改进教学方法，采用激发式教学方法，以学生为中心，根据教学内容的重点及难点，通过设置一些问题，引导学生主动去思考，最后总结出结论。这种教学方法能够激发学生的学习积极性，能够培养学生的求知欲望。教师应该有意识地培养学生的自主学习能力，鼓励并引导学生去独立思考，大胆创新，注重师生之间、生生之间的对话、交流和互动，使学生主动参与到教学过程中，最终实现培养学生的自学能力、实践应用能力、科研意识及创新能力的目标。

3.3创设综合型实验

《工程力学》是一门理论与实践相结合的课程，《工程力学》实验教学是不可或缺的一部分，传统《工程力学》实验教学只是理论内容的验证，没有发挥实践的真正作用，大部分时候都是由教师进行操作示范，学生跟到教师做，没有发挥学生的主观能动性。要想培养应用型人才，就应该创设综合型实验，提供综合实验平台，由学生自己制定实验方案，自己采集实验数据，自己处理分析实验结果，最后得出实验报告。这种综合型实验，能够培养学生的实践应用能力，还能培养学生的协作能力。

4结语

总之，《工程力学》是工科相关专业的公共必修课，对学生后续的专业学习有一定的影响。《工程力学》的教学改革应该围绕应用型人才培养这一中心工作，通过优化教学内容等，培养学生的科学思维能力，通过综合型实验，培养学生实践动手的能力，为高校培养应用型人才提供理论依据。

参考文献

[1]彭雅轩,王建国.以工程力学课程为平台培养应用型人才的科学思维能力[J].教育教学论坛,2015(3):133-134.

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关键词 知识结构 工程力学 复习策略

中图分类号：G424 文献标识码：A

作为高等院校一门重要技术基础课程“工程力学”的难学难教问题，一直是高职院校教学中存在的普遍现象。如何破解这个难题？这是摆在我们面前的一个重要课题。

经过多年的教学与实践经验，我们探索出一条运用知识结构理论，探讨高职工程力学的复习方法。知识结构是指知识内在的逻辑结构，是由知识之间内在的逻辑联系联结而成的知识整体。在工程力学复习课中可对课程的知识结构进行挖掘和重构，从而将教材的知识结构转化为学生头脑中的认知结构。

1 以物理模型变化为切入口，拓宽知识结构，理清学习思路

随着高职课程的模块化，大学基础课程“物理学”的删减，高职力学体系直接由中学“物理”力学部分跳跃至大学“理论力学”，给基础本来就较差的高职新生的“跳级”学习带来极大困难。

这种困难主要由物体模型的变化引起的，其变化前后构建的知识结构参见表1。

比较表1中的（1）和（2）可见，变化后的力学体系主要增加的内容：第一，描述外界作用的知识结构有了新的内容，主要增加了力矩、力偶、动量矩等知识点，同时由于描述问题维数的不同，使得空间和平面描述有较大差别。第二，描述力对物体的作用效应的知识结构拓宽了，如转动时的转角、角速度、角加速度等的增加。这就进一步理清了力学知识的逻辑关系，开阔了学生的知识视野，为力学的深入学习理清了思路。

2 挖掘教材知识之间的内在联系，重建知识结构，解决重点和难点问题

2.1 挖掘教材知识之间的内在联系，重建知识结构，理清重点和难点

工程力学主要由理论力学和材料力学两部分组成。在复习材料力学的杆件的基本变形形式时，可分别以强度和刚度为主线，将涉及其章节的零散知识点进行整合，重构其知识结构（参见表2）。

依据高职工程力学教学大纲及以上列出的知识结构，其重点和难点内容均展示得十分清晰和直观：①强度计算是重点；②梁的内力图及梁的变形是难点。

2.2 按照由易到难、循序渐进的思路，解决难点问题

以内力图为例，构建经纬联系形式的知识结构（参见表3）。基于此，（1）以简易的轴力图、剪力图和扭矩图为例，总结归纳绘制内力图的一般程序和方法。①将工程实际受力物体转变成力学模型；②画出研究对象受力图；③列出以截面为自变量、内力为变量的方程；④依据内力方程画出杆件截面上的内力图。（2）深入研究绘制内力图的基本规律，进而解决其难点问题。第一，以以上绘制内力图基本方法为基础，归纳出绘制梁的剪力图或弯矩图的基本步骤和方法：①将工程实际中受力物体转变成梁的力学模型；②画出梁的受力图；③列出剪力方程和弯矩方程；④画出梁的剪力图和弯矩图。第二，比较表3所示梁的剪力图和弯矩图，引导学生填写表4所示不同载荷作用下的剪力图和弯矩图，从而分析出载荷、剪力图和弯矩图之间的关系――绘制梁的内力图的基本规律。第四，引导学生依据其基本规律，画出梁的剪力图和弯矩图，从而达到简化画图环节，提高画图速度的目的。

2.3 在突破难点的基础上，解决重点问题

依据表2所展示的知识结构，剖析各个变形强度计算公式的物理内涵，引导学生由浅入深，在掌握拉伸、剪切、扭转强度计算方法的基础上，解决重点――梁的强度计算问题，从而促进认知结构的建立，思维能力的发展。

3 构建基于力学实验的知识结构，提升学生解决实际问题的能力

力学实验与工程实际结合十分紧密，是复习巩固工程力学理论知识和培养高职学生必备动手能力的不可缺少的重要环节。为此，运用知识结构理论，探讨力学实验教学问题，以提升学生分析问题和解决实际问题的能力。

3.1 引导学生做试验，画出关系图

以测试低碳钢的力学性能为例，引导学生做拉伸试验，画出结果图。其低碳钢通过拉伸试验得到的P―L曲线图及消除横截面、标距影响的 ― 曲线图，如图1和图2所示。

3.2 引导学生讨论试验结果，构建知识结构

以通过拉伸试验的低碳钢的应力与变形关系为主线，引导学生开展深入讨论并填写相关指标的表格，构建知识结构，如表5所示。

注释

① 杜强.注重构建知识结构，优化复习课效率[J].四川教育学院学报，2000.3.

② 知识结构及其在科学教学中的应用[J].中国校外教育（理论），2007.4.

③ 卢永全.浅议以实践为载体的工程力学课程教学改革[J].科技信息，2009.15.

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摘要： 按照教学目标和人才培养目标的要求，对《工程力学》课程的教材内容和体系、课堂教学方法进行了一系列改革探索。在课堂教学中坚持“一法为主，多法并用”的原则，以问题讨论式教学法为主要教学方法，适当运用案例教学，着力培养学生的学习兴趣和提高学生分析问题、解决问题的能力，收到了较好的效果。

关键词： 工程力学；课堂教学；教学方法；教学改革

0引言

《工程力学》课程是我校工科类专业必修的重要专业技术基础课，是学生从基础课到专业课学习的桥梁。按照我校的人才培养模式“本科学历+职业技能”教育的特点，近年来，我校对《工程力学》课程的课程体系、教学内容、教学方式方法等进行了一系列改革的探索与实践，形成了以培养应用型人才为目标的课堂教学模式，该课程现已成为郑州市精品课程之一。

1以培养应用型人才为目标，改革课程内容与体系

教学模式的改革是以人才培养目标的设定和教材内容体系的改革为前提的。前些年我校专科机械类专业的《工程力学》课程的理论课时通常达120学时以上，讲授内容包括理论力学(静力学、运动学、动力学)及材料力学的主要概念和理论。课程内容多，理论性强，体系结构不够合理，不仅要求学生具有一定的高等数学、物理、制图的基础和较强的抽象思维能力，还要求能运用力学的基本理论对工程问题进行科学合理分析和计算。因我校《工程力学》课程是放在一年级新生开设的，学生缺少工程实践经验，基础也相对薄弱，往往会感到内容枯燥，概念难以理解，导致对该课程产生畏惧心里，从而影响了学生的学习热情和学习积极性。

近年来，针对我校的办学层次、生源质量等情况，我校加大了教学改革的力度，随着教改的深入，我们在加强实践性教学的同时，也对课程内容和体系进行了相应的调整和改革。按照“够用和必需”的原则，《工程力学》课程已由原来的120多学时缩减到现在的90多学时，重新调整后的教材内容与体系主要包括：①静力学部分按照研究内容和层次分为两章，第一章主要介绍力与力系的相关概念和基本知识，第二章主要研究物体在力系作用下的平衡问题。②运动学和动力学部分按照研究对象和研究方法分为四章，主要包含质点运动学和质点动力学、刚体运动学和刚体动力学的相关概念和基本知识。③材料力学部分按照构件变形形式分为五章，主要研究四种基本变形和组合变形时构件的强度、刚度和稳定性问题。教材内容和体系具有以下特点：①紧密结合工程实际。在教材中，一是通过工程实例来提取力学模型、建立基本概念、讲解基本原理、总结基本方法及其应用；二是增加了大量与工程实际结合紧密的例题和习题。②突出了思维方法和分析方法的训练。力求在分析每一个具体问题时都能善于运用已学的力学知识，通过数学演绎和严密的逻辑推理等方法获得问题的解答；在讨论不同问题时，学会归纳问题的共性（如力系简化方法和结论的共性，求解平衡问题方法的共性，各种基本变形内力分析方法和应力分析方法的共性等），从中总结出共同的本质。③在教材内容编排上每一章都增加有问题讨论，对容易混淆的概念和结论进行辨析，补充相关知识内容。这些扩充的内容不要求学生掌握，只是给有兴趣和有能力的学生自学留下足够的空间，以提高学生自主学习的能力。这样做的优势是内容衔接好，体系结构更加合理，学生更容易从问题入手，吃透教材，并且容易理解和记忆。

2以培养学生能力为目标，改革课堂教学方法

对《工程力学》课程，我们倡导课堂上坚持“一法为主，多法并用”的原则，探索以问题讨论式教学法为主，适当采用案例教学，并与其它教学法相结合的教学方式，初步形成了以学生自主学习为主、教师引导为辅的课堂教学新模式。

2.1 基于问题讨论式教学培养学生自主学习能力问题讨论式教学法是问题式教学法和讨论式教学法的有机结合，是以尊重、信任和发挥学生的主观能动性为前提，以提高学生自主学习的能力为目标，以问题为主线，以课堂讨论为主要教学形式的一种教学方法。

2.1.1 问题讨论式教学法的运用问题讨论式教学法要贯穿三个基本环节。第一个环节是提出问题。教师在课堂教学中要始终以问题为导向，适时地、恰当地、巧妙地提出问题。问题可以激发学生的求知欲和学习兴趣，但提出问题要注意以下几点：①提出的问题应是与课程知识内容相关的，即可以用课程知识解决的问题。②提出的问题应紧密结合工程实际和生活实际。如我们在讲铰链约束时，就会提出工程中什么样的结构或构件可以简化为铰链约束的问题；在讲扭转强度、刚度知识时，会提出工程中为什么机床主轴常采用空心圆截面的问题等等。③提出的问题要经过精心设计，难度适中。问题一定要切合学生的实际情况，使学生通过努力能获得解答，从而增强信心，产生自豪感，促进学习兴趣的提高。问题太简单激发不起学生的兴趣，而问题太难学生又无法解答，反而容易挫伤学生的积极性。④鼓励学生提问。学生是问题讨论式教学法的主角，学生是否敢于提问和敢于回答问题是该教学法成败的关键，所以要鼓励学生提出自己的任何疑问。第二个环节是分析问题。在这个环节中教师要循循善诱，要启发和引导学生深入分析问题，帮助学生理清解决问题的思路，给学生讲解与问题相关的理论或指导学生看书阅读，自学思考，最终找出解决问题的方法。第三个环节是解决问题。在这个环节中，要改变过去那种单纯由教师讲解来得出结论的传统授课方法，而改为通过学生讨论来得出问题的答案。讨论可以分成几个小组，每个小组4-6人，学生可以自由组合。教师应根据问题的难易程度，限定出恰当的讨论时间，并安排合理的组合方式，便于学生之间的互相交流与协作。其间教师巡视各组讨论情形，给学生提供必要的帮助和指导，引导学生找出解决问题的方法。最后，由各组对本组的讨论进行总结、归纳，并介绍本组的观点，然后由教师进行点评，并引导学生得出正确的结论，提高其分析判断能力。教师应结合学生讨论中暴露出来的问题，对教学重点、难点进行进一步讲解，使学生加深对基础知识的理解和记忆。

2.1.2 问题讨论式教学法的作用①能提高学生的学习兴趣。教师在教学中大量运用启发式，紧密结合工程实际，使学生带着问题去学习，学生针对工程实际问题，往往会产生浓厚的学习兴趣，为了把问题弄清楚，不仅会注重课堂上专心听讲，认真思考，而且有的学生还会在课后去查阅相关资料或到实习工厂进行实地考察。②能提高学生的分析能力和思维能力。通过这种教学形式，教与学双方产生友好和谐的互动，使学生的思维始终处于激活状态，有利于开启学生广阔的思维空间，学生获得的力学知识也更具有针对性和实用性，从而达到使学生主动高效学习的目的。③能充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。问题讨论式教学具有明确的、切合实际的教学目标，注重以学生为主体，充分尊重学生，使学生在课堂上积极、主动地参与课堂活动，并能运用所学的知识去分析问题和解决问题，有利于增强学生的自信心和责任感。

强调学生自主学习，并不意味着教师就可以袖手旁观，教师仍然是课堂教学的组织者、引导者、促进者和参与者。所以，任课教师不仅对所讲课程的内容要熟练，对有关概念和原理的理解要深刻，还要有较强的工程背景与课堂驾驭能力（如良好的教学组织能力、知识加工能力、教学设计能力、语言表达与沟通能力等），否则就会难以得到学生的配合而无法收到应有的教学效果。问题讨论式教学法还要求教师和学生平时都要注意积累素材，在生活和学习中要做有心人。如果平时不注意观察，不注意思考，不注意积累，就谈不上提出问题、分析问题和创造性地解决问题。

2.2 基于案例教学培养学生创新意识和工程实践能力现代案例教学法于1870年最早兴起于美国哈佛大学。20世纪80年代末引入我国后，许多高校开始探究案例教学法。随着课程改革和教学改革的实施，目前，案例教学法在我校《工程力学》课程的课堂教学中也得以推广应用。

2.2.1 案例教学法的运用现代教学特别强调培养学生的能力，让学生在探究的过程中学习学科文化知识。工程应用型人才的能力主要体现在实践性和综合性，要培养适应现代生产技术发展的工程应用型人才，不仅要掌握必要的工程知识，还必须具备处理工程实际问题的能力。如何将学生所学的知识转化为学生的能力，使学生将来面对各种工程任务时，能够有科学的解决问题的思路和方法，这是教学改革别值得探讨和研究的问题。因此，在《工程力学》课程的课堂教学中适当穿插一些案例教学是非常必要的。课堂上运用案例教学时应包含三个环节：一是选择和呈现案例，二是分析和探究案例，三是总结和评述。

由于后两个环节的课堂教学组织与问题讨论式教学的课堂教学组织基本相同，所以下面主要对第一环节进行探讨。这一环节是实施案例教学的关键，不仅要求教师在课前精心选择案例，熟悉需要讨论的材料，提出所要讨论的问题，而且需要完成对整个教学过程的设计，找出案例呈现的恰当时机。在案例设计上，要根据课程标准要求来收集相关资料和信息，并注意信息的完整性，避免使学生产生模糊不清的感觉，否则难以达成正确结论。选择案例时既要注意与教学内容和教学目标的衔接问题，又要考虑案例本身的针对性、新颖性和涵盖知识的全面性问题，使选择的案例具有典型性、趣味性，能够紧扣所讲的理论知识，贴近学生生活，符合学生的认知规律，通俗易懂，能够激起学生的学习热情。

根据工科机械专业学生的实际情况，教师在《工程力学》教学中可以精选一些与教学内容相关的力学案例进行分析。如我们在讲压杆稳定性时，会把工程中由于某机械设备中受压的杆件突然失效而造成人员伤亡的重大事故作为案例供学生研究探讨。学生为了弄清工程事故发生的原因，往往会认真阅读教材和查阅相关资料。另外，我们也把学生毕业设计中的有关课题（如某些传动轴设计中的强度设计部分等）作为案例拿来与学生共同研讨。这样使学生不仅感受到了理论联系实际的重要性，而且增强了工程安全意识和社会责任感。这些案例教学的目的是通过引导学生解决实际问题来提高学生对知识的理解和运用能力，培养学生的创新意识和工程实践能力。

2.2.2 运用案例教学法应注意的问题①选择的案例要适用，难度要适当。教学案例可以是真实的，也可以是虚拟的，但难易程度要与教学目标、学生的情况以及教师的能力相适应，解决不同层次的问题，需要选择相适应的教学案例。②在《工程力学》课程课堂教学中，案例教学法最好只作为其它教学法的一种辅助和补充。一是因为案例教学法只对某些特定教学内容比较有效，二是因为《工程力学》课程是在低年级开设的，由于低年级学生的学科知识基础薄弱，知识储备不够，而案例教学法最好在学生掌握了相关基础知识之后再加以实施，只有学生具备了必要的基础知识，才能对案例材料产生兴趣和认识，才能使案例教学发挥理论与实践相结合的教法优势。③在课堂教学过程中，实施案例教学要保证课堂上有足够的时间开展案例讨论与总结，有的案例可在课前印发给学生，让学生做好必要的准备，否则问题讨论肤浅，不利于学生对教学内容的理解和学生探究能力的培养。

3结束语

通过对《工程力学》课程的课堂教学改革，在培养学生能力和创新意识，激发学生学习兴趣和提高工程素质方面取得了一些成效，探索了一种能够使工科学生轻松、愉快、自主学习的教学模式。几年来的实践证明，采用现代教学法与传统教学法相结合，一法为主，多法并用的教学方法，并尽可能多的运用问题讨论式教学法和案例教学法是一种既能达到《工程力学》课程教学目标，又能实现人才培养目标的有效教学方式，值得推广。

参考文献：

[1]张家军，靳玉乐.论案例教学的本质与特点[J].中国教育学刊，2004，（1）：51-53，65．

[2]贾士义.案例教学法的课堂教学组织透视[J].忻州师范学院学报，2010，（4）：120-123.

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1.1互动式教学

工程力学课程与其他课程有本质的区别，工程力学课程教学的最终目标就是解决问题，这就要求学生能理解解决问题的思路，掌握解决问题的方法.课堂上如果只是老师在上面讲，学生在下面，效果是很不理想的.但如果课堂上将主动权从老师转移给学生，效果截然相反.但是如何将主动权交给学生呢？措施如下

1.1.1紧紧结合课堂，有针对性的提问

高超的教学提问艺术，能很好的启发学生的思维，使教学活动顺利进行.教学中教师巧妙的提问常常可以一下子打开学生思维的闸门，拓展学生思维的深度和广度，培养学生良好的思维习惯，还能增强学生的主体作用，巩固强化已学过的知识.

1.1.2抓住重点难点，合理安排课堂讨论

课堂上教师在讲解了一定的知识点后，要及时的设计问题让同学们思考并进行课堂讨论，课本上的思考题或者自己平时教学过程中的积累设计成的问题，都能及时的引导学生课堂学习，有启发性的问题有利于学生的思维发展，更能让学生抓住教学的重点难点.举例1在讲解力偶和力矩时，一般是先讲力矩再讲力偶的，基本的概念、性质、定理讲完之后，及时的问学生：力矩和力偶的相同之处和不同之处分别是什么？这个问题一出，学生就开始思考，这时就可以组织一个小讨论，让大家自由发言.综合大家讨论的内容，学生基本上都能掌握力矩和力偶，而且也能完全的区分这两个力的形式.举例2在讲解拉压杆的强度问题时，要根据杆件的强度来确定结构的许用荷载，如图1中所示结构，若已知杆1杆2的横截面积和许用应力，要确定结点处受力的许用荷载.解法1根据结点A的受力平衡找出杆1和杆2受到的力与F的关系，然后根据许用应力确定F的取值范围，取交集即可；解法2根据杆1和杆2的许用应力确定两杆受到的最大轴力，再根据结点A的平衡计算力F的大小.这两种解法，计算的结果完全不同.我们就可以问学生，这两种算法是不是都正确？如果都正确，为什么结果不同呢？如果不全正确，哪个计算方法错误呢？错误又在哪里呢？这样一来，学生就开始思考讨论了.通过这样的一个讨论，大家就会明白杆件的许用荷载和结构的许用荷载的区别了.只要课堂上留给学生讨论的时间，学生掌握知识的程度远比老师在讲台灌输式的讲解强的多.可见，老师少讲，学生多想多讨论，是件事半功倍的大好事.

1.2案例式教学

工程力学理论性强，比较抽象，与工程实际联系紧密，与此同时，学生又没有什么实际经验，分析工程问题解决实际问题的能力有限，而《工程力学》课程的学习目标就是解决实际问题.所以在教学中，教师应该搜集和积累一些与工程力学相关的实例，激发学生学习基本理论的兴趣，提高学习效果.举例1讲解平面汇交力系时，基本的理论知识讲完后，给大家举例园林工程施工时的轧路碾子过障碍物的实例，如图2所示.要大家根据学习的理论知识分析工程问题，计算拉过碾子的最小水平力是多大？拉过碾子的最小力又是多大？举例2讲解弯曲强度时，大自然赋予树木的美好造型，如形成合理的圆形截面，能够抵御不同方向的风力引起的弯曲内力和变形，上细下粗的树身，各截面弯矩自下而上越来越小，形成等强度悬臂梁.

1.3重视习题课和课下作业

为了解决《工程力学》课时相对较少内容相对较多的矛盾，一般都采取加快授课进度的办法，所以学生在有限的时间要掌握一定的知识点，还要会熟练应用，就存在一定的难度.所以展开一定课时的习题课和布置定量的有代表性的作业就显得尤为重要.笔者根据工程力学的两大部分，分别展开静力学习题课和材料力学习题课各一次，一次2学时.

（1）习题课时一定要选择好题目，既要有代表性，又要有一定难度，还要能联系工程实际，重点是通过题目的讲解培养学时的应用力学知识解决实际问题的能力；

（2）讲解题目时尽量一题多解，让学生通过一个题目的解决就能熟练掌握多个知识点；

（3）习题课时要充分调动学生的主观能动性，题目讲解前要给学生思考的时间，采取学生思考—设问—回答—分析—讨论—讲解—总结的过程，可以大大缩短学生掌握知识的时间；

（4）课下作业一定要适量，有针对性的温习课堂教学内容，能够及时评价课堂教学的效果；

（5）课后作业在下次上课时进行总结，将作业中出现问题较多的地方再重点强调一下，个别问题单独纠正.总之，一定要利用好习题课的时间，重视课下作业的整体质量，通过习题课和课下作业让学生的解决实际问题的能力得到提高.

2考核办法

根据工程力学课程的特点，考试成绩不能采取一卷定高低的方法，而应该将平时成绩和期末考试成绩相结合.

（1）将课下作业做为考试成绩的一部分，每次课下作业都给学生做成绩记录，不交作业的没有成绩，这样也能提高学生做作业的动力，有效提升学生解决工程实际问题的能力；

（2）将课堂提问回答情况作为期末考试的一部分，提高学生课堂的主人翁意识，调动其学习的兴趣和热情；

（3）期末考试时，弱化学生死记硬背的内容，强化学生解决问题的能力，将一些常见的公式印制在试卷上，增强学生的应用知识水平.

3结束语

篇7

一体化教学法工程力学教学应用工程力学是理论性非常强的专业基础课，在工程实际中发挥巨大的作用，因此该课程被列为高等院校理工科学生的专业必修课。但该课程同时具备抽象性和繁琐性，对学习者的综合素质要求较高，因此该课程又成为理工科学生的困难课程。而教学方法是否得当，是否紧随时展，是否满足教学规律又成为其关键所在。本文结合实际，对“一体化”教学法在工程力学课程教学中的应用了探索与实践。 

一、“一体化”教学法的概述 

“一体化”又叫教、学、做一体化，是当前学校普遍提倡并优先使用的一种教学方法。它是将实训室作为学生学习的主要场所，利用先进的教学设施和条件，将理论与实训等教学内容重置，师生互动，边教、边学、边做，理论与实践有机结合，让学生更加生动、形象、全面、准确的掌握课程知识，实现二者的无缝相融。 

工程力學课程是理论性较强的一门专业基础课，学生学习过程中困难较大，单纯的讲解和死记硬背已无法满足教学要求。因此通过教学内容调整，将工程力学课程的教学过程与工程中典型工作任务紧密融合，教学过程中实行分组学习，体现学生主体地位，培养团结协作品质，最终形成知识、能力、素质综合培养于一体的教学新模式。 

二、“一体化”教学法在工程力学课程教学中应用策略 

1.工程力学“一体化”教学设计 

工程力学课程一体化教学顺利实施的关键，在于理论知识与生产实际结合程度的高低。在内容设计上，我们与企业行业专家充分沟通，与一线技术人员积极讨论，最终确定该课程的能力目标和知识目标。同时制定了如下教学模块： 

对应每一教学模块都制定与生产实际相符合的一体化教学计划和教学大纲，把理论知识与操作技能有机的结合，贯穿始终，并且根据每一模块教学内容的不同，制定不同的教学方法和评价方法，同时制定不同的知识目标和能力目标。例如在“受力分析及受力图模块”部分中，关于机构的受力分析的学习，根据教学情况制定如下教学“鱼骨图” 

2.一体化教学过程 

在工程力学“力与约束”教学模块中，取“油压加紧机构约束类型的分析”为典型工作任务，展示一体化教学过程。 

（1）明确本次教学任务的能力目标要求与知识目标要求； 

（2）教师展示油压加紧机构的拆装，并在具有约束的部位加以标识； 

（3）学生根据教师的演示分小组对机构进行拆卸，并提出问题； 

（4）教师汇总问题并进行知识点的讲解，学生吸收、理解； 

（5）小组讨论，制定任务单，画出所有约束类型及约束力图； 

（6）教师指导、纠错，协助学生验证所完任务的正确性； 

（7）总结、归纳。 

三、工程力学一体化教学注意事项 

1.建设符合教学内容和教学要求的一体化力学实训室 

一体化教学离不开与之对应的一体化实训室，尤其在材料力学部分，研究物体在外力作用下所发生的拉压、剪切挤压、扭转和弯曲等，通过现场展示，增强了学生的感性认识，提高了学生的操作技能，进而加深了知识的理解和掌握，达到最佳的教学效果。 

2.建立“双师型”的一体化教师队伍 

一体化教学讲究“文武双全”，教师不仅具有扎实的理论知识，还要具备熟练的操作技能，更要具备综合分析能力和随机应变能力。在力学课程的教授过程中，能够对学生的困难做到有问必答，而且能够举一反三，否则将难以胜任一体化教师一职。 

3.一体化教学方法的实施过程中，始终坚持一体化模式，即教学方式的一体化、教学内容的一体化、教学途径的一体化。在这一方式的培养下，学生学习的积极性更强，目的性更明确，为适应未来岗位和社会需求打下坚实的基础。 

4.实施多元化的考核方式 

考核是检验学生全面学习效果的途径，可以培养学生相互督促和主动积极学习的习惯。高职院校强调对学生能力的培养，要积极改变以考试定成绩的评分方式，注重过程性评价，从多方面来考核学生的学习情况。重视学生的学习能力、独立思考能力、解决问题能力及创新思维能力的培养。在《工程力学》课程中，可以从“知识目标”“能力目标”“技能目标”三个方面来进行考核。其中，“知识目标”主要通过开卷考试的方式进行考核，而“能力目标”和“技能目标”考查是教师对教学任务的完成情况的评分、以及学生的自我评价、互评和完成任务报告的质量综合评价进行的考评。总体来说，综合能力=学生自评20%+组内互评20%+考试成绩和任务报告60%。 

在工程力学课程教学中引入“一体化”教学法，给学生提供了自主学习和亲自动手解决问题的机会，在学生分工协作、自主完成项目的过程中，用所学理论来指导项目的实施，真正做到了理论与实践的有机结合，直观深刻地理解了学习本课程的目的、意义和重要性，激发了学习兴趣，培养锻炼了学生的学习能力、动手解决问题能力、职业能力和创新能力等，使学生的综合素质得到全面提升。 

参考文献： 

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1教学内容的改革

工程力学课程是一门应用性较强的课程，是土木工程专业的核心基础课程之一，是连接高等数学、大学物理与结构力学、弹性力学、土力学、混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构设计等课程的桥梁，是土木工程专业学生教学由基础教育向工程实践教育的重要转折点，其在实践教学中的作用越来越明显，但是教学内容过分强调力学作为一门独立学科的系统性和完整性，而忽视力学作为应用学科的实用价值。工程力学的任务是学会如何对力学问题建模、如何将模糊的问题和想法用数学来描述，并培养提出、分析、设计以及解决科学和工程问题的能力[6]。为了能够更好的培养学生分析和解决实际问题的能力，拓宽学生运用力学的方法解决实际的工程问题，应从教学内容上加以优化。一是重视基本概念、原理和方法的更新，增加新的教学内容，如工程力学领域的新技术、新进展、新概念、新实验以及国内外土木工程等领域的实际问题。二是为了使学生对力学课程产生兴趣，在绪论课程中应引入经典力学的发展史。目前，在教材编写中，由于“少而精”的要求，绪论中更多的是介绍课程的研究内容、研究任务、研究方法以及研究目的，而弱化了力学发展史的介绍。从古代墨子“力，形之所以奋也”到牛顿力学《自然哲学原理》的编写，再到哈密顿《一个动力学普遍方程》的发表，经典力学的发展经历的漫长的时间，期间出现了很多促使力学发展的科学家，如牛顿、麦克斯韦、达朗伯、拉格朗日、哈密顿等等。这些历史及历史人物的介绍，可以达到唤醒、激励、鼓舞学生的目的。三是强调概念性和实践性内容的重要性，适当减少计算性内容。工程力学具有基础性和应用性的特点，在教学内容安排中，一方面弱化理论推导过程，另一方面应适量增加一些具有实践性或趣味性的教学素材；例题中，应突出对实际问题的力学模型建立过程的描述，在课后习题中引入基于力学分析的工程实践的综合运用实例，以调动学生的学习积极性和培养学生用力学方法分析问题和解决问题的能力。

2教学方法的改革

工程力学教学方法的改革，关键在于提高学生的学习兴趣。一方面可以通过制作精美的教学课件增加课堂的趣味性和直观性。现有的课件和通常意义上所说的板书并没有多大区别，只是将原来用在黑板上推导完成的公式，放到了多媒体课件中加以展示。这样的课件在教学过程中，达不到吸引学生的目的，自然无法引起学生的兴趣。考虑到在工程力学课程教学中会用到大量的力学简图和实验结论，如果可以将这些力学简图和试验项目（如在理论力学课程运动学篇中出现的连杆机构，材料力学课程中杆件的各种变形等等）用类似flas的直观方式表现出来，就可以丰富课件的内容，增加学生的兴趣。另一方面是引入课堂试验。力学课程中的基本原理都是建立在实验基础上，但目前力学的教学中，由于条件所限，工程力学课程中的实验部分主要集中在材料力学的一些验证试验中，如金属材料的拉伸压缩试验、梁的弯曲正应力试验、扭转试验等等。这些试验的开设，能在一定程度上提高学生的学习兴趣和动手能力，但要达到力学教学的目的，还有一定的距离。为了改变这一现状，可以借鉴一些国外大学经典力学的教学方法，在这些课程的教学中，教师在每堂课的教学中会会通过随堂实验的方式，验证本堂课所涉及到的相关内容和原理，尽管这些实验的结果大家都是非常熟悉的。此外还可以采用离开教室的现场教学。土木工程专业是应用性较强的一门学科，作为土木工程专业重要的基础课程，应该在在学期中，安排2-4个学时将教学从教室搬到现场，通过利用现场的工程实物，教会学生如何对实际工程问题模型化，并用所学的力学知识进行分析解答。

3教学模式的改革

传统教学模式是以教师为中心的“填鸭式”教学，教师起主导作用。由于高校教师一职多能的特点，使得教学过程质量控制稍显不足。鉴于这种情况，应对传统教学模式加以改革，形成以学生为中心的教学模式。在这一过程中，应以班级为基础建立4-6人为一组的学习小组进行研讨式教学。研讨课教学是让学生参与教学，教学相长，师生互动，通过专题研讨使学生主动建构和拓展知识，培养学生的发散思维和创新能力。教师可以针对课程重难点问题，设置相关专题讨论课。教师通过引导，教师与学生，学生与学生间通过互动交流，对所学的知识进行拓展。也可以设置一些与学科前沿相关的内容及热点，学生通过课后查阅文献，以小组为单位，通过板书、图片、多媒体、实物模型等灵活的形式展示，并由教师与其他同学进行提问、讨论，最后教师进行总结和点评。此外，在作业形式中也应该改变传统以课后习题为主的作业模式，为了能够更好的培养学生的能力，提高学生的综合素质，可以布置一些研究型的题目，通过查阅文献，以论文的形式的完成。比如通过材料力学课程中梁的合理设计问题，可以提出钢筋混凝土梁的合理设计问题、钢梁的合理设计问题等等，然后将这些题目布置下去，让学生查阅资料，并完成相关论文。总之，要以这种教学形式改变传统的“填鸭式”教学，实现课堂教学从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。

4结论和总结

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关键词：工程力学；教学；习题课；作业

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）29-0066-02

《工程力学》是工科众多专业的重要专业基础课，在基础理论课和专业课之间起着承上启下的桥梁作用。它既具有广泛的通用性和较强的理论性，又具有鲜明的实践性与工程性。为了培养造就适应我国经济社会发展需要的高质量、多样化的人才，伴随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的实施，工程力学已在课程体系、教学模式、教学内容等方面发生了很大的变化。在改革的浪潮中，课堂教学和实验教学作为主要教学环节无疑备受关注。但是，“课时少，内容多”是目前工程力学教学面临的一个主要矛盾。为了在有限的学时内达到大纲的教学要求，教师往往为了赶进度而强调速度，习题课和课后作业往往没有明确的规定而得不到足够的重视，极易使学生造成理论易懂、习题难做的困难局面。为了扭转上述的困难局面，适应高等教育人才的培养要求，提高学生的综合素质能力，笔者结合自己多年的教学经验，认为在工程力学教学中加强习题课和指导课后作业是必须的。

一、思想上和行动上高度统一，重视习题课和课后作业的不可替代性

在师生的双向教学活动中，优化且准确的信息反馈，能使教师及时准确地了解学生的学习情况，从而有效地调整、控制教学进程和教学活动。[1]课表中并没有专门规定要上习题课，但教学实践证明，学生学习的反馈方式多种多样，习题课和指导学生课后作业是培养学生灵活运用所学知识、对概念加深理解的重要环节，它提供了课堂讨论的机会，能综合地反映出学生在学习过程中出现的问题，调动学生的积极性和灵活运用知识的能力，同时也是学以致用、理论联系实际、对所学理论知识加深理解、巩固和熟练的学习过程，对学生的综合能力培养起着重要的作用。习题课对学生思维的锻炼是单纯讲课无法代替的。所以尽管面临学时压缩的困难，笔者仍坚持安排上习题课，习题课体现在每学期初每个教师根据各自的课程表填写的教学进程计划表中。教学经历也证明，把时间和精力花费在上好习题课和指导作业上是十分值得的。要使学生把听来的、看来的知识变成自己的，不经过他们亲自在实践中消化、运用甚至犯错误的过程是无法实现的，同时也更好地遏制和扭转了眼高手低、理论易懂、习题难做的局面。

二、联系工程实际，认真精选题目，讲求一题多解，能够举一反三

习题课教学虽然以讲解习题为主，但不能仅追求习题的数量，更要强调习题的质量。要严防题海战术。现在的大学生往往就怕作业布置得多。要联系工程实际，选出具有代表性和典型性的习题，通过讲解一道题可以懂得这一类题的求解方法。既能起到加深理解所学概念、定理、定律的作用，又能让学生感受到所学知识的有用性，提高兴趣。比如：讲授弯曲内力习题时，往往选取火车的轮轴、车削工件等工程实例的受力情况来进行讲解。并且通过根据受力图利用微分方程来画剪力图和弯矩图这种方法，懂得所有的弯曲变形内力图的画法，能够举一反三。[2]同时，一道题目采用不同的求解方法，有利于拓宽学生的解题思路。追求一题多解是培养和训练发散性思维的很好形式，从不同角度、不同方法观察解决问题，其特点是思路开阔，不拘一格，便于活跃思想，发散思维。比如：上述画内力图的方法就有好多种：可以利用截面法求出不同段上的内力方程，再利用方程来画内力图；可以利用微分关系来画内力图；也可以利用快速作图法来画内力图。对于汇交力系合成和分解的问题，既可以用解析法，又可以用几何法。[3]在学完理论力学之后，对于同一道题，可以利用动量定理、动量矩定理、动能定理或者机械能守恒定理等多种方法来求解。通过对多种解题方法进行比较分析，不仅可以把所学理论知识掌握得更扎实，理解得更透彻，运用得更灵活，而且可以得出问题最简单、最方便的解决方法，起到温故知新、融会贯通的作用。经常开展一题多解的分析讨论和求解，有助于培养学生的创新性思维，提升创新能力，培养创新人才。

三、通过变换角色，发挥主体能动性，锻炼综合素质能力

在平时的习题课上，往往可以通过变换角色，发挥学生的主体能动性，调动学生的学习热情。让学生主动走上讲台，给大家展示他自己做习题的思路或者方法，让大家来评价他自己做的正确与否，正确的地方给予肯定表扬，感受到成功的喜悦；错误的地方大家一起帮忙指出并改正。这样既巩固了所学的知识，加深了理解，又活跃了课堂气氛，同时还锻炼了学生的综合素质能力。诸如，语言表达能力、逻辑思维能力、自信心能力、大胆勇气，等等，为将来步入社会寻求工作早做准备。每个学生的这些表现，笔者都会记录在学生的点名册上，作为平时的考核成绩。受学时数压缩的限制，这样的方式有时虽然不免会造成时间上的延误，但是学生的课后感受还是印象深刻，反映良好，在教学活动中是可取的，只不过需要教师提前提醒学生上习题课的时间，好让学生有所准备。

四、运用归纳总结法，做好习题课和课后作业的归纳总结，让知识得以升华

根据教学进程计划安排，每周都要收取学生的作业，每次对所收的作业都要严格认真地及时批改（批改一次作业的时间往往多于上一次课的时间）。通过评语法或修正法使每个上交作业的学生能看到自己作业当中的问题和不足。对每次的作业批改进行总结归纳，共性的问题写在备课本上，反思自己的教学方式并及时调整，个别的问题批注在学生的作业本上，方便上课时及时提醒学生。同时针对学生作业中的共性问题，还要在习题课上统一纠正，并教会学生学会总结归纳。学生的作业反馈必须及时地构成闭环，才能更有利于教学的开展，得到学生的认可。学生的课堂评教足以说明此点。因此，学会并做好习题课和课后作业的总结，对于学生进一步掌握所学知识，明确解决问题的要点和思路，纠正习题演练中的错误，熟悉处理同类问题的一般方法，让知识得以升华等，都有着十分重要的作用。

五、加强习题课和课后作业应采用灵活多变的教学方法

学校开设工程力学课的专业有机制、车辆、交通、土木、机化等，在习题课教学中，应结合教学内容，根据学生的实际和对各个知识点的要求不同，采用灵活多变的教学方法。[4]对于较易理解，难度较小的题目，采用问——答——讲结合法，即教师在课堂上先提出问题，让学生来答，再通过分析总结讲解给学生，一般在课堂上即可完成作业，不需布置课后作业；对于具有一定难度且学生容易出错的题目，采用分析——讨论——总结结合法，即对一具体的问题，在教师的引导下，师生共同分析，对于不同观点处在全班展开大讨论，学生各抒己见，最后总结分析不同观点的正确或错误，得出正确结论，课后再通过作业练习得以巩固；对于难度较大的题目，往往采用讨论——探究结合法，这类题目往往只是少数学生有兴趣去研究，因此可有意识地训练此部分学生的深入钻研能力。[5]教学方式上可采用多媒体加黑板的模式，利用多媒体大大节约了画图的时间，通过黑板板书能详尽地展示教师的形体感染力和分析解决问题的全过程，避免了只用单一模式的缺陷。

总之，不管采用什么方式方法，教学的目的都是为了培养学生自主学习和分析、解决工程实际问题的能力，为培养创新人才，提高人才培养质量，尽教师的微薄之力。

参考文献：

[1]苏卫东，严宗毅.在流体力学教学中加强习题课与作业环节的体会[J].力学与实践，2001，23（2）.

[2]刘鸿文.材料力学（Ⅰ）第四版[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学（Ⅰ）第七版[M].北京：高等教育出版社，2009.

篇10

关键词：工程结构；工程力学；评价；实训教学；

中图分类号：TB12-4 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-02

工程力学是人们对工程实际问题的分析研究、不断的总结经验而逐步发展起来的一门自然科学理论。《工程力学》教科书中，从工程力学的基本概念、基本公理讲起，逐步深入。例题也是经过简化抽象出的力学模型，其结构、约束、载荷都是典型化、标准化的，而没有说明力学模型是如何从工程实例中简化抽象出来的。目前，国内高等院校中的机械工程、土木工程、航空工程及相关专业普遍开设工程力学课程，所用教材大同小异，不同程度地存在理论脱离实际的问题。学习了工程力学课程后的大学生们，能够基本理解和掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本方法。但是，当遇上工程实际问题时，就会感到茫然不知所措。因为工程实际问题都是较为复杂的结构，不是教科书中的标准拉杆、标准简支梁，各结构间的连接方式有焊接、铰接，不是书中标准的约束形式，载荷也不是给出的，需要去调查或实测，无法直接应用工程力学理论去分析研究，不知如何下手。这也是新毕业大学生就业难的原因之一。

理论脱离实际，大学生们缺乏解决工程实际问题的能力这个问题，明显地摆在各工科高等院校面前，摆在高校各级领导、广大教师和学生面前，急待解决。

通过专业课学习解决理论关系实际问题当然是一个有效途径。但是，受到教学时间、教学内容等诸多因素的限制，只靠在大学后期阶段的几门专业课学习是解决不了问题的，而且已显为时较晚。那么，强调要在大学教学的全过程中贯彻落实理论联系实际的思想并硬性规定，在技术基础课中安排一定学时的工程实训教学，是完全必要的。

一、问题

如何搞好工程实训教学？这个问题又摆到了任课教师的面前。

如何做到从工程实际中简化抽象出力学模型是搞好工程力学实训教学的关键一环，也是最基本的内容。而在普通工科高等院校中，过去和现在都没有搞过这类实训教学，无可借鉴。但我们可从以下三方面去探索：第一，听取老大学生的实际工作经验；第二，认真分析已有力学与工程实际的关系；第三，借鉴相关学科知识。经过边探索、边实践、边总结，归纳总结出了从工程结构分析开始，从中离散出简单构件，再简化抽象出力学模型，进而进行力学分析计算，得到结论及给出对原工程结构设计的评价及改进意见，这样一个对工程结构进行工程力学分析全过程的方法。现以流程图的方式表达如下：

工程结构力学分析流程图

对上述流程图简要说明如下：

㈠在对工程结构进行力学分析、对构件、约束、载荷进行简化抽象时，应遵循以下原则：

1.分清主次，注意转化。既要抓住主要因素，略去次要因素；同时要注意，在一定条件下，有些次要因素可能转化为不可忽略的重要因素。

2.雅俗对照，约定俗成。即要把理论（雅）的东西和工程实际（俗）的相关东西进行比对，形成相应的简化关系；特别是有些已经形成定式的简化结果（如木结构连接就简化成铰接），就不能再变了。

3.由繁而简，先分后和。工程结构都比较复杂，直接对构件整体作力学分析是很困难的。一般应先分析结构的构成及各构件间的连接方式；然后，将构件间的连接方式作为相互的约束进行简化处理，离散出简单构件；进而对构件及相关载荷进行简化，得到力学模型。在对力学模型进行力学分析后，再回到整个结构中，作综合的分析处理。

㈡力学模型三要素。简化抽象出的力学模型必须具备三个要素：构件、载荷和约束，缺一不可。

㈢力学分析三要点。应用力学理论和方法进行分析研究有三个出发点：强度、刚度、和稳定性，并分别给出结论。

㈣综合评价三方面。对各构件分析后，再回到对工程结构整体的分析评价，应用工程标准和力学标准进行安全性、经济性和科学性三个方面的评价。

㈤在得出了对原工程结构的评价之后，自然会产生对原设计的改进意见。

依据上述分析方法，我们“挂壁床”、篮球架、纲目结构桥、吊扇、桌连椅等多种工程结构进行了工程力学分析研究；更准确地说，也是在进行分析时，不断地归纳、总结、完善分析方法。现以“挂壁床”为例，说明分析的全过程。

“挂壁床”是烟台南山学院学生宿舍中普遍使用的学生用床，如图所示。

该床由三部分组成：两个床头、一个床身。床头是一根50×50×4的角钢弯成直角的两边，与一根外径35mm圆钢管弯成直角的两边焊接成的矩形框架，框架中还焊有3根外径为20mm的圆钢管。床身是2根40×40×3的角钢由5根外形为20×20的方钢管焊接在一起而形成。由4根M8的螺栓将床身和床头连接在一起形成了整床；又各用2个膨胀螺栓（M16）将床头固定在墙上，形成了“挂壁床”。

根据床的结构和连接方式，拆开4个M8的螺栓，即可将床离散为三个简单构件，即两个床头和一个床身。这是第一步。第二步，将已离散出的较简单构件转化为力学模型。先看床头，它一端固定在墙上，相当于固定端，另一端自由；当人坐在床沿上时，人的体重将由床身传至与之相连接的床头自由端处；于是就得出了在自由端作用有集中力的悬臂梁。床身即可视为两端铰支、受有几个集中力作用的简支梁。考虑到几个人同时坐在床沿上的情况较多、而且此时床沿角钢比墙边角钢承受更大载荷，处于较危险状态，应予重点分析。考虑到两根角钢要同时发生弯曲变形，而且变形之差比连接两角钢的方钢管尺寸小得多（约1%），两角钢间的相互作用很小，可以略去。于是就得到了以床沿角钢为简支梁、其上有几个集中力作用的力学模型。到此即完成了力学模型的简化抽象工作。

接下来的是对载荷的分析。当一个人坐在高度为0.5m的床沿上时，两脚放在地面上，地面会分担体重的20%左右，墙边角钢也会分担体重的20%左右，余下的60%由床沿角钢承担。常见的较严重的情况是4个学生同时坐在床沿上。由于床板的作用，会使4个人的体重的60%平均地分配到5根方钢管与床沿角钢的焊接处。以每个大学生体重为600N计，则可视为简支梁上作用有5个290N的集中力；而总重量的一半以集中力的方式作用在悬臂梁的自由端，约为720N。

载荷确定后，即可进行强度及刚度分析计算。对于悬臂梁，集中力对固定端处的弯矩Mmax = 612N・m，由此引起对固定床头的上部螺栓的拉力1.5KN。据查，该螺栓的许可拉力为21KN，可见其强度储备很大。对于简支梁，最大弯矩Mmax=304N・m，角钢的抗弯截面系数W2 = 1.23×10-6 m3，则σmax = 245MPa，梁中点的最大挠度ω=13 mm。我们还对4人坐床沿时的变形进行了实测：悬臂梁自由端挠度为2.1 mm，简支梁中点挠度为15 mm。上述实测挠度值与计算结果完全吻合。由此可以认为，我们所进行的力学模型的简化抽象以及对载荷的估计是基本正确的。

根据上述分析，可对“挂壁床”作出评价及提出改进意见。

二、评价

设计思想新颖，结构合理，经济实用，安全可靠。床头结构设计巧妙，既有很高的承载能力，又是很好的床头护栏；而且用于固定床头的膨胀螺栓有很大的强度储备。床身的强度和刚度能满足一般正常要求，但在严重情况下（如4、5人同时坐在床沿上），强度和刚度都显不足；而且变形较大且不均匀时，会引起很大噪声，影响休息。

三、改进建议

针对上述例子分析，为增加“挂壁床”强度和刚度，提出下列建议：

1.将床沿角钢由40×40×3改为40×40×4，既不改变外观情况，又可增大强度和刚度，可使4人同时坐床沿时的最大应力降至190MPa，最大挠度降至10mm。

2.将固定用螺栓穿墙双挂。即把相邻两宿舍的两张床背靠背地用同一根螺栓固定在同一面墙上，既节省材料，又大大提高了防地震能力。

以上只是对工程结构的力学分析方法和工程力学实训教学的初步探索。还需要逐步提高水平，把实训教学活动提升到实训教学课的高度上来。

参考文献：

[1]蒙晓影.工程力学[M].大连：大连理工大学出版社，2008