工程力學(xué)受力分析范文
時間:2023-12-06 18:02:38
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中圖分類號:TB12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)03(a)-0030-02
在我國高校學(xué)科的建設(shè)中,工程力學(xué)主要有兩個方面的內(nèi)容,分別為靜力學(xué)與材料力學(xué)。靜力學(xué)是材料力學(xué)方面的基礎(chǔ),因此受到的重視更深,而在材料力學(xué)方面的研究中,通常會對靜力學(xué)進(jìn)行相關(guān)分析,從而通過更全面的分析受力的方法來開展綜合性的受力分析。作為工程力學(xué)研究的關(guān)鍵和重點(diǎn),準(zhǔn)確進(jìn)行受力的分析是學(xué)生要掌握的重要技能之一,也是對學(xué)生學(xué)業(yè)情況進(jìn)行考察的重要方式[1]。工程力學(xué)受力的分析是一門較難掌握的專業(yè)技能,在工程受力進(jìn)行分析的過程中會出現(xiàn)各種復(fù)雜的問題,只有提高受力分析的精確度,熟練掌握專業(yè)技能,才能更好地進(jìn)行受力分析。
1 工程力學(xué)的主要內(nèi)容
工程力學(xué)是高校理工院校的重要課程,在一些電子、材料、土木和機(jī)械類型專業(yè)的高校中都有所涉及。工程力學(xué)與工程之間的聯(lián)系極為密切,是一門實(shí)踐性較強(qiáng),操作要求較高的學(xué)科,在高校教學(xué)工作中,教師不僅要注重力學(xué)理論方面的教育,還要培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)的實(shí)踐技能,工程力學(xué)教學(xué)的目標(biāo)就是為了培養(yǎng)運(yùn)用工程力學(xué)知識對實(shí)際問題進(jìn)行解決的專業(yè)型技術(shù)人才,對工程構(gòu)件能否進(jìn)行準(zhǔn)確受力分析會對后續(xù)工作直接產(chǎn)生影響,例如構(gòu)件荷載的設(shè)計(jì)、構(gòu)件尺寸的設(shè)計(jì)、構(gòu)件安全性的校對以及建立平衡方程等能不能進(jìn)行順利的實(shí)施[2]。此外,教師在進(jìn)行受力分析的教學(xué)中,學(xué)生初始接觸構(gòu)件時,普遍會將高中物理中學(xué)到的受力分析運(yùn)用到構(gòu)件受力分析中,學(xué)生對力學(xué)理論掌握不足以及理論了解不夠,因此,提高學(xué)生對構(gòu)件受力的分析能力是教學(xué)的重要內(nèi)容。
2 工程力學(xué)受力分析
工程力學(xué)受力的分析是整個力學(xué)工程研究的關(guān)鍵和重點(diǎn),受力分析是有效解決力學(xué)方面問題的重要方法和步驟,是理工類大學(xué)開設(shè)的重要專業(yè)內(nèi)容,對構(gòu)件的受力分析是否準(zhǔn)確將直接關(guān)乎后續(xù)的開展工作,但當(dāng)下不少學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中并沒有理解與掌握相關(guān)的知識,在分析受力時容易出現(xiàn)較多差錯。工程力學(xué)的構(gòu)件受力分析的辦法主要是建立在學(xué)生對力學(xué)約束的了解、掌握以及記憶的基礎(chǔ)上。大多數(shù)學(xué)生都覺得這些工作的開展異常困難,在進(jìn)行受力分析時處處出錯。此外,鉸鏈類型與約束反力方面的畫法也是力學(xué)受力分析的難點(diǎn)。基于支座方面的不同,鉸鏈在類型上主要有兩種形式,一種是活動鉸鏈支座,另一種是固定鉸鏈支座。在學(xué)生學(xué)習(xí)中,固定鉸鏈與活動鉸鏈對比,前者制作出的約束反力更難被學(xué)生理解。其中,約束力是在主動力上的比較而言的,構(gòu)件除了受到主動力上的約束作用,還一定會存在于約束反力上,一般來說,約束的反力其存在主要受到主動約束力方面的限制,當(dāng)主動的約束力正處于一種未知的狀態(tài)時,相應(yīng)的,約束反力也隨之處于未知的狀態(tài)中,因此,在對約束反力方面的方向進(jìn)行確定時,此處的受力可以用正交這兩個分量來替代。值得被關(guān)注的是,實(shí)際受力的方向并不能被方向上的分量所代表,方向的分量是表現(xiàn)力的方向上的代數(shù)量。在難以確定主動力接觸點(diǎn)與合理方向的情況下,學(xué)生對約束反力的實(shí)際情況往往無法進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,從而只能采用這種替代的方法[3]。在二力構(gòu)件中,如果兩個受力點(diǎn)的連接線向外或向內(nèi)進(jìn)行延伸或者處于鉸鏈的連接處,以及在工程力學(xué)三力的構(gòu)件中,是需要使鉸鏈的約束反力方向被畫出。
3 提高工程力學(xué)受力分析準(zhǔn)確性的措施
3.1 對受力分析概念的正確理解
若想使工程力學(xué)受力分析的準(zhǔn)確性得到有效提高,就要對平衡、主動力、約束反力、約束、非自由體以及自由體等幾個重要的力學(xué)概念有充分的理解。其中,自然體指的是在進(jìn)行運(yùn)動時不受任何客觀或主觀限制的物體。例如當(dāng)物體在地球的引力作用下,如果對空氣的阻力進(jìn)行忽略,那么物體在重力的作用下,不受其他限制向地心作出自由落體的運(yùn)動,由于其運(yùn)動方式與軌跡不受限制,因此我們可以將這樣的物體稱之為自由體。自由體與非自由體是相對的,無論是在概念內(nèi)容還是運(yùn)動過程上,非自由體即指物體在運(yùn)動時受到限制。例如家里的衣柜,盡管受到重力的作用,但地面對其進(jìn)行了限制,因此不能做向下的自由落地運(yùn)動。此外,地面是限制衣柜運(yùn)動的物體,我們可以將這類物體稱之為約束。約束自身也是一種物體,也會對其向物體做方向的運(yùn)動時造成限制,約束反力,主要指約束對被約束的物體運(yùn)動產(chǎn)生阻礙的力作用,在工程力學(xué)上,約束對運(yùn)動物體的力有被動性。物體在運(yùn)動過程中會受阻礙,其接觸約束時產(chǎn)生反作用力。此外,如果物體沒有受到相應(yīng)的主動力,就不會有運(yùn)動的趨勢,更不會受到約束的反作用力,即約束反力。除此之外,還有平衡與主動力。只有對這些力學(xué)的概念進(jìn)行熟練的掌握,才能提高工程力學(xué)受力分析的準(zhǔn)確度。
3.2 對力平衡公理的熟練掌握
若想有效提高工程力學(xué)受力分析方面的精準(zhǔn)度,就要對反作用力和作用力的公理、三力平衡交匯的力系定理以及二力平衡的公理進(jìn)行熟悉理解與掌握,并將其在受力分析中靈活進(jìn)行運(yùn)用,例如二力平衡的公理,主要是指在同一物體作用的兩種力,其大小相等但方向相反,此外,還處于同一直線上,這種作用在同一物體的兩種力,平衡充分又必要的要求是這兩種力的方向相反,大小相等,且在同一直線上相互作用,但對于變形體來說,二力平衡的公理僅僅是必要的條件,卻不是充分條件。對平衡公理的熟練掌是有效提高受力分析準(zhǔn)確度的重要因素。
3.3 熟記約束力表示的方向
在工程力學(xué)中,受力分析方面的準(zhǔn)確性對整個工程力學(xué)來說至關(guān)重要,因此,熟記工程受力分析中較常見的約束反力的表現(xiàn)方法就顯得極為必要,工程受力分析當(dāng)中的主要難點(diǎn)就是約束反力的方向確定,只有在各項(xiàng)類型工程受力中,對約束反力的方向用一般表現(xiàn)方法表示出來,并按照合理的要求一一規(guī)范標(biāo)示出,便能更快更容易將問題解決??偠灾?,盡管工程力學(xué)受力分析是一種難點(diǎn),卻是可以通過有效方式進(jìn)行解決的,因此學(xué)生若想提高工程力學(xué)方面受力分析的精準(zhǔn)性,就必須要亞格按照專業(yè)學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,經(jīng)過不斷積累與實(shí)踐,最終定能掌握要領(lǐng)。
4 結(jié)語
工程力學(xué)的受力分析在整個力學(xué)當(dāng)中都是研究的關(guān)鍵因素與關(guān)注重點(diǎn),如何做到讓學(xué)生對受力分析的準(zhǔn)確性進(jìn)行有效掌握是對學(xué)生專業(yè)技能進(jìn)行考察的主要方式[4]。力學(xué)受力的分析是理工類大學(xué)專業(yè)課開設(shè)中的重要內(nèi)容,更是解決工程力學(xué)問題的重要方法與關(guān)鍵性步驟,眾所周知,對構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)受力的分析與后續(xù)工作能否順利開展有重大的聯(lián)系,受力的分析不僅關(guān)系到荷載設(shè)計(jì)的工作,還關(guān)系到構(gòu)件尺寸的設(shè)計(jì)等,因此,工程力學(xué)受力的分析有其獨(dú)立的重要性,所以,對高校來說,在教學(xué)過程中要提高力學(xué)的重視程度,培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的以理論工程受力分析知識對實(shí)際問題進(jìn)行高效解決的專業(yè)技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn)
[1] 杜階平.淺談工程力學(xué)中的受力分析問題[J].價值工程,2014(26):254-255.
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關(guān)鍵詞:技校 工程力學(xué) 教學(xué)方法 初步認(rèn)識 透徹理解 靈活運(yùn)用
工程力學(xué)是技校機(jī)電、模具、汽車等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,其在專業(yè)課程中占有舉足輕重的地位。工程力學(xué)的理論性很強(qiáng),但又與實(shí)際工程問題密切聯(lián)系,學(xué)生要學(xué)好這一課程,既要有比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),還要對基本概念有透徹的理解。
工程力學(xué)是一門不易掌握的學(xué)科,在學(xué)生的眼中,它是一門理論性很強(qiáng),計(jì)算復(fù)雜的課程。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺難度大,就容易失去學(xué)習(xí)的興趣與動力,而工程力學(xué)的知識點(diǎn)是具有連貫性的,一旦前面的內(nèi)容掌握不好,后面的內(nèi)容就更難以深入。所以,為了讓學(xué)生能夠?qū)W好這一課程,我們就必須采取適合技校學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)方法,為此,筆者總結(jié)了以下幾點(diǎn)。
一、初步認(rèn)識,縱觀全書,對工程力學(xué)課程建立總體認(rèn)知
在初學(xué)工程力學(xué)時,很多學(xué)生只知道課程學(xué)習(xí)的是力學(xué)方面的問題,但學(xué)習(xí)的是關(guān)于力學(xué)方面的什么問題,他們卻不清楚。這時候,教師要對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),引導(dǎo)他們進(jìn)入工程力學(xué)知識的結(jié)構(gòu)中。工程力學(xué)這門課程的主要內(nèi)容包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩大部分。其中理論力學(xué)是關(guān)于一些力學(xué)定理,以及研究受力分析、受力情況的問題。在教學(xué)過程中就要通過舉例,先讓學(xué)生有個大概的認(rèn)知。例如,有1張桌子,下面有4條腿,在桌子上放著80kg的物體,那么這個桌子每條腿所承受的壓力是多大呢?這樣的舉例就是一個受力分析問題,知道每條腿受到多少力,就是知道受力的情況。對于這樣簡單的例子,學(xué)生很快就能夠回答,同時也能夠讓學(xué)生清楚地知道理論力學(xué)學(xué)什么。這樣,學(xué)生對這部分內(nèi)容就感覺親近了、難度減小了,因此從內(nèi)心里就不會排斥它了。
對于《工程力學(xué)》第二部分材料力學(xué)內(nèi)容,教師要讓學(xué)生先有感性認(rèn)知,同樣要舉例子。我們還是可以用桌子舉例:現(xiàn)在桌子的結(jié)構(gòu)和材料是固定的,現(xiàn)在如果要在桌子上放100kg的物體,那么這張桌子能夠承受得了嗎?桌子有足夠的剛度、強(qiáng)度嗎?怎樣來驗(yàn)證桌子的剛度、強(qiáng)度呢?這就是材料力學(xué)的問題。這樣一來,學(xué)生對《工程力學(xué)》教材的知識結(jié)構(gòu)就有了總體的認(rèn)識。
二、舉題分析,透徹理解每一個知識點(diǎn)
技校學(xué)生對老師的依賴性很強(qiáng),學(xué)習(xí)自覺性比較差,老師在教學(xué)過程中必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ虿氖┙?。對于原理和公式的每一個知識點(diǎn),教師如果單憑講授,學(xué)生只會一知半解。在授課過程中,教師在每一個新的知識點(diǎn),都要利用相應(yīng)的舉題進(jìn)行分析講解,然后再舉出其他的特殊例子或者是精選的例子進(jìn)行知識鞏固,讓學(xué)生透徹理解這個知識點(diǎn)的意思以及如何運(yùn)用。例如在講授平面任意力系的平衡方程時,教師不能只講授這個方程的形式和作用,而要結(jié)合相應(yīng)的題目進(jìn)行講解,講解什么時候用到這個方程,第一步做什么,第二步做什么,并且將每個步驟清晰明了地板書出來,讓學(xué)生有所熟悉。這樣,學(xué)生才能更好地將其靈活運(yùn)用于其他實(shí)際應(yīng)用問題上。
三、精選題目,靈活運(yùn)用與生活、專業(yè)實(shí)際貼近的實(shí)例,發(fā)揮習(xí)題課的作用
要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教師在教學(xué)中列舉貼近生活的實(shí)例就顯得尤為重要。在授課過程中,教師舉出一些與日常生活息息相關(guān)的力學(xué)問題,讓學(xué)生討論、思考,這樣不僅能夠更好地掌握所學(xué)的內(nèi)容,而且學(xué)生在解決問題的過程中還能夠取得一定的成就感,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,在講授力的平移定理時,教師可以提問學(xué)生:為什么打乒乓球時,我們都是削乒乓球,而不是讓作用力通過球心;在講授到軸的扭矩時,可以引入汽車傳動軸的工作過程;在講授剪切與擠壓應(yīng)力時,可以結(jié)合鍵聯(lián)接的工作原理等等。所有這些例子,對學(xué)生來說都是簡明易懂,有利于學(xué)好這門課程。
在工程力學(xué)課程中,習(xí)題課是必不可少的,解題的過程就是從理論知識到實(shí)踐應(yīng)用的過程。老師要精選題目,理論聯(lián)系實(shí)際,充分發(fā)揮學(xué)生的自覺性,讓學(xué)生獨(dú)立自主地解決問題,而老師只是在一邊指導(dǎo),這樣才能夠充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。
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論文摘要: 多媒體教學(xué)提供了提供了一種新的、有效的教學(xué)手段。本文分析了《工程力學(xué)》課程使用多媒體教學(xué)的必要性, 并針對教學(xué)中出現(xiàn)的問題以及如何提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果闡述了一些觀點(diǎn)。
引言
《工程力學(xué)》是工科類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,主要包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分內(nèi)容。該課程能否學(xué)好,對后續(xù)課程,如《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《流體力學(xué)》有著比較重要的影響。不同于理論力學(xué)或是材料力學(xué)的單獨(dú)學(xué)習(xí),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,普遍感到難學(xué),究其原因,主要有以下幾點(diǎn):第一,《工程力學(xué)》內(nèi)容相對較多,課時相對較短,學(xué)生在學(xué)習(xí)初始就感到很困難;第二,《工程力學(xué)》是一門與工程實(shí)際聯(lián)系非常緊密的專業(yè)基礎(chǔ)課,許多內(nèi)容有著強(qiáng)烈的工程背景,例如點(diǎn)的合成運(yùn)動,是解決機(jī)構(gòu)運(yùn)動中各構(gòu)件的運(yùn)動關(guān)系,涉及很多后繼課程才研究的機(jī)構(gòu),學(xué)生缺少對這些機(jī)構(gòu)的了解和認(rèn)識,特別在有多個剛體組成的系統(tǒng)運(yùn)動時,各構(gòu)件的運(yùn)動及相互聯(lián)系難以想像;第三,這門課程的特點(diǎn)是概念公式繁多,并有著獨(dú)特的思考分析方法,尤其是在材料力學(xué)部分的四種基本變形中,涉及很多新的概念,需要有較強(qiáng)的空間想象及分析能力才能很好地理解。筆者結(jié)合在該課程課堂教學(xué)中引入多媒體教學(xué)手段的實(shí)踐和體會,提出了在工程力學(xué)課程教學(xué)中采用多媒體電子教案,以提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。
1.多媒體輔助教學(xué)的必要性
按照課程教學(xué)基本要求,學(xué)生要熟練掌握基本概念和基礎(chǔ)知識,具備較熟練的計(jì)算能力和初步的實(shí)驗(yàn)分析能力?!豆こ塘W(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容多而時間短。傳統(tǒng)的教學(xué)模式,即“粉筆+黑板+教師講述”的方式,其優(yōu)勢在于可以使學(xué)生跟隨教師的思路,明白邏輯推理的每一個步驟,比較適合人的思維過程。但由于板書、畫圖、語言說明需要占用大量的課堂時間,教學(xué)內(nèi)容有限,教學(xué)效率較低,隨著課內(nèi)教學(xué)的計(jì)劃學(xué)時數(shù)量的減少,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不適應(yīng)課程的教學(xué)情況。學(xué)生在《工程力學(xué)》的學(xué)習(xí)過程中普遍感到較難,理論力學(xué)部分抽象,材料力學(xué)部分公式繁多,整體課程單調(diào)、枯燥,提不起興趣。這就要求課堂教學(xué)的形式要在活躍性和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣上下功夫,避免學(xué)生對《工程力學(xué)》課的認(rèn)識誤區(qū)。因此,改革傳統(tǒng)教學(xué)模式,引入新的教學(xué)方法是非常必要的。
多媒體輔助教學(xué)設(shè)計(jì)是近年來出現(xiàn)的先進(jìn)教學(xué)模式。它集影像、圖形、文字、動畫、聲效于一體,給學(xué)生營造了一種全新的、動態(tài)的學(xué)習(xí)情境,使一些抽象的概念、理論變得直觀,使一些無法言傳的知識具體化、形象化,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。同時可節(jié)約大量板書的時間,讓大量的工程實(shí)例輕松走進(jìn)課堂,增加課堂的信息量,從而加快教學(xué)節(jié)奏,增強(qiáng)教學(xué)效果。
2.多媒體輔助教學(xué)的實(shí)踐
在現(xiàn)今的工程力學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)生普遍認(rèn)為能較好地把重點(diǎn)、難點(diǎn)及教師難以表達(dá)的知識點(diǎn)通過圖片、動畫等形式生動地表現(xiàn)出來,有助于他們對工程力學(xué)基本概念和基本理論的理解,從而達(dá)到應(yīng)用多媒體進(jìn)行教學(xué)的目的。
通過多媒體課件的制作對有關(guān)教學(xué)重難點(diǎn)分類顯示,引導(dǎo)學(xué)生深入淺出、系統(tǒng)地掌握有關(guān)知識,如:約束的種類,力系的分類,點(diǎn)的運(yùn)動形式,剛體的運(yùn)動形式,動力學(xué)的求解方法,以及材料的基本變形等。同時也可以利用多媒體的特殊優(yōu)勢將一些平時難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容清楚地展現(xiàn)在學(xué)生面前,如:靜力學(xué)部分約束的解除與受力分析,運(yùn)動學(xué)部分中各種構(gòu)件的運(yùn)動形式,材料力學(xué)中的桿件的基本變形形式以及其中的內(nèi)力應(yīng)力分析等等。通過多媒體中的動畫模擬,學(xué)生能更真實(shí)地獲得直觀經(jīng)驗(yàn),解除學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)中的憑空想象之苦,激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。再有,工程力學(xué)課程中的一些常規(guī)實(shí)驗(yàn)也可利用多媒體技術(shù)在課堂上展示,如:灰口鑄鐵和低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn),可以清晰地演示出試件在整個過程中的破壞形式及最后的斷口形狀,繪出相應(yīng)的σ-ε曲線,標(biāo)明相應(yīng)的四個變形階段,清晰明了;又如鑄鐵發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形破壞時的最終斷口的螺紋形式,等等。通過多媒體演示實(shí)驗(yàn)也填補(bǔ)了力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時少的缺點(diǎn)。
3.多媒體輔助教學(xué)的體會和建議
多媒體輔助教學(xué)使用了大量的可視性、可比性、可聽性教學(xué)素材,使學(xué)生可以很形象地觀察理解物體運(yùn)動的規(guī)律。例如在《工程力學(xué)》講解固定鉸鏈約束中,就可以利用多媒體教學(xué)的特點(diǎn),用動畫的形式將銷釘、構(gòu)件及底座分離開,然后再組合成固定鉸鏈,并演示其運(yùn)動規(guī)律及約束條件。似如這種圖文并茂、聲形輝映、生動逼真、色彩鮮明、表現(xiàn)力強(qiáng)的表現(xiàn)形式,能最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的欲望,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),大大提高教學(xué)效率,是傳統(tǒng)教學(xué)模式不能達(dá)到的。
對于習(xí)慣于滿灌式的傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)生來說,邏輯抽象思維能力、分析問題的能力和解決問題的能力都比較欠缺,而工程力學(xué)課程教學(xué)著重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和分析問題的能力,實(shí)現(xiàn)從實(shí)物到受力簡圖、從平面力系到空間力系的延伸,從理想模型的受力分析到變形實(shí)物的平衡和運(yùn)動變形規(guī)律的總結(jié),提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,例如,《工程力學(xué)》課一個很大的教學(xué)難點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的受力分析能力,而物體的受力分析又受制于空間想象力,因此,在教學(xué)中應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力為突破口。多媒體輔助教學(xué)能突出其空間形象的表達(dá),能夠充分展示各種約束的受力特點(diǎn),清晰表達(dá)物體的空間受力,讓學(xué)生能夠輕松自如地畫出受力圖,為更好地學(xué)習(xí)后續(xù)知識打好基礎(chǔ)。
多媒體輔助教學(xué)的人機(jī)界面不等于傳統(tǒng)的師生面對面的交流界面,多媒體技術(shù)不等于信息量,信息不等于理解,如何把多媒體技術(shù)用好,強(qiáng)化多媒體時代的教師作用,將是現(xiàn)代教師面臨的較大的難題。在多媒體課堂教學(xué)中,教學(xué)人員要知道多媒體輔助教學(xué)只是一種手段,它既不能代替教師的教,也不能代替學(xué)生的學(xué),教、學(xué)雙方的主觀能動性的發(fā)揮仍是至關(guān)重要的。應(yīng)該在吃透教材的基礎(chǔ)上,利用合理的結(jié)構(gòu)使其形象、生動地突出重點(diǎn)、難點(diǎn),以達(dá)到良好的教學(xué)效果。
多媒體輔助教學(xué)會給學(xué)生帶來對教學(xué)方式不習(xí)慣、視覺易疲勞等問題。在常規(guī)教學(xué)中,黑板上的文字保留時間相對較長,這為學(xué)生自我調(diào)節(jié)精力集中提供了方便;而多媒體教學(xué)則不然,照片、文字一旦放過便不復(fù)存在,這就給聽課者以壓迫感,打亂了學(xué)生們頭腦的思維慣性。因此,許多學(xué)生對多媒體授課存在一些反感情緒。同時由于多媒體教室都配有厚厚的窗簾,課件中的色彩刺激強(qiáng)烈,學(xué)生在教室中容易視覺疲勞。所以在課件的制作上應(yīng)多采用暗色底紋以盡量減少學(xué)生視覺疲勞,并適當(dāng)?shù)赜谜Z言語調(diào)、手勢等形體語言與學(xué)生進(jìn)行直接交流和溝通。特別是配合黑板這個不可代替的媒體,它營造的教育模式以及由此產(chǎn)生的氛圍,是多媒體做不到的。例如在點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動教學(xué)中,通過黑板教學(xué)讓學(xué)生了解絕對速度、相對速度、牽連速度的概念,推導(dǎo)出速度合成定理,再通過多媒體課件演示這些速度的合成分解與物體運(yùn)動之間的關(guān)系,這樣將傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體輔助教學(xué)適度地聯(lián)合起來,能創(chuàng)設(shè)最佳的教學(xué)情境,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。
多媒體輔助教學(xué)須防止課堂教學(xué)本末倒置。并非所有內(nèi)容都適合多媒體教學(xué),對于內(nèi)容多,主要以文字?jǐn)⑹鰹橹鞯牟糠?,不適用采用多媒體教學(xué),因?yàn)檫@樣教學(xué)會使教學(xué)更加枯燥無味,使得學(xué)生對知識點(diǎn)的理解不深刻。也不要一味追求表面上的新穎、動感,過多地運(yùn)用強(qiáng)烈色彩、圖片和動畫,看起來熱熱鬧鬧,使學(xué)生被這種綜合刺激所吸引,事實(shí)上卻對學(xué)生造成誤導(dǎo),使他們的注意力過多地集中在多媒體技術(shù)的各種展示技巧上,而忽視教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo),造成本末倒置,會不知不覺地使學(xué)生把精神愉悅當(dāng)作學(xué)習(xí)的最終目的,影響了教學(xué)效果。
4.結(jié)語
綜上所述,現(xiàn)代媒體有它不可抗拒的魅力。面對21世紀(jì)高質(zhì)量工程人才的培養(yǎng),《工程力學(xué)》現(xiàn)代化教學(xué)需要合理利用多媒體課件,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生的洞察力??梢灶A(yù)見,在課堂上采用多媒體輔助教學(xué)前景光明,它的成功運(yùn)用促使我們在今后的教學(xué)改革實(shí)踐中不斷求索,勇于創(chuàng)新,促進(jìn)教學(xué)思想、教學(xué)理論及教學(xué)手段的改革與發(fā)展,為培養(yǎng)國家發(fā)展急需的高素質(zhì)人才做出更多的貢獻(xiàn)。
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篇4
關(guān)鍵詞:工程力學(xué);課程教學(xué);實(shí)驗(yàn);改革模式;微課
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)29-0102-02
一、課程概況和改革目標(biāo)
《工程力學(xué)》是“大土木”專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在航空、交通運(yùn)輸、土木水利等工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。工程力學(xué)包括靜力學(xué)、材料力學(xué)兩大部分內(nèi)容,其主要任務(wù)是使學(xué)生掌握物體的受力分析和平衡規(guī)律;掌握基本構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題的分析及計(jì)算;具備將工程中的力學(xué)問題簡化為力學(xué)模型并運(yùn)用相應(yīng)的力學(xué)公式進(jìn)行求解的基本能力,具備解決工程實(shí)際問題的基本能力。該課程的主要目的是通過對簡單構(gòu)件的受力分析及強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算,實(shí)現(xiàn)為工程設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)與決策依據(jù)的目的。因此,本課程的學(xué)習(xí)對于土木專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)及工作都起著重要的基礎(chǔ)性理論支撐作用。鑒于該課程理論性強(qiáng)、課時有限、學(xué)習(xí)難度大等特點(diǎn)及其重要性地位,本文特對《工程力學(xué)》課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)改革模式進(jìn)行探討,以提出一套既利于教師教學(xué)、又利于學(xué)生理解掌握的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)綜合改革模式。
二、教學(xué)方法和手段改革
1.充分利用多媒體及網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)。由于《工程力學(xué)》課程主要講授的是工程建設(shè)領(lǐng)域的梁、軸、柱等構(gòu)件的受力及功能設(shè)計(jì)問題,與工程實(shí)際問題結(jié)合緊密,其課程理論性強(qiáng)、工程結(jié)合緊密,而教學(xué)學(xué)時有限的特點(diǎn)特別突出。為有效解決上述問題,在《工程力學(xué)》課程改革中可采用多媒體與傳統(tǒng)板書相互結(jié)合的授課方式。在教學(xué)中,教師可充分發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢,多媒體授課不僅可以節(jié)省大量板書的時間,而且可以引入大量的動畫、工程實(shí)例等,其圖、文、聲并茂及較好的交互性特點(diǎn)可提高學(xué)生的感性認(rèn)識、傳輸更多的教學(xué)信息,這樣更利于學(xué)生的理解和掌握。其次,在《工程力學(xué)》課程教學(xué)時,針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn),加強(qiáng)案例教學(xué)的內(nèi)容與時間。實(shí)踐證明:省略大量繁雜的理念推導(dǎo)過程,把時間用于案例教學(xué)上,更能讓學(xué)生牢固掌握理論知識并能靈活運(yùn)用,真正把所學(xué)應(yīng)用于工程實(shí)際。同時,課后教師還可以借助QQ群、微信等網(wǎng)絡(luò)平臺與學(xué)生進(jìn)行及時交流,通過輔導(dǎo)答疑、學(xué)習(xí)進(jìn)展追蹤等進(jìn)一步提高教學(xué)效果。
2.采用啟發(fā)、互動式教學(xué)?!豆こ塘W(xué)》課程的工程應(yīng)用性決定了其每一章節(jié)知識點(diǎn)的開展基本都是圍繞具體的工程實(shí)例開展的,而土木專業(yè)的學(xué)生在日常生活、學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)對房屋建筑中的梁、柱等實(shí)際工程構(gòu)件已經(jīng)有了一定的感性認(rèn)識。因此,教師在授課時可有效結(jié)合課程的實(shí)際特點(diǎn),通過教室里面的梁、柱、門等實(shí)際工程構(gòu)件的受力特點(diǎn)、變形規(guī)律等對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)、互動式教學(xué)。如在講授房屋建筑中最為常見的梁、柱、板構(gòu)件時,可讓學(xué)生對教室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,首先分辨出什么是梁、柱構(gòu)件,然后啟發(fā)學(xué)生思考梁和柱兩種工程構(gòu)件在受力載荷特點(diǎn)、變形特點(diǎn)、主要工程作用方面有什么不同。在學(xué)生們充分思考和討論后,最后由教師對上述問題進(jìn)行詳細(xì)講解,這樣可讓學(xué)生很快地了解基本構(gòu)件的概念,并熟練掌握荷載作用的基本原理等知識。
3.微課教學(xué)手段的引入。近年來,網(wǎng)絡(luò)和多媒體教學(xué)方法逐步成為各類教學(xué)活動的主流教學(xué)手段。但隨著應(yīng)用的發(fā)展,多媒體教學(xué)模式也具有一定的缺陷和不足,如:很多教師課程教學(xué)多以宣讀PPT為主,滿堂灌,學(xué)生在PPT中迷失,找不到教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)等。因此,需要組織一些主題明確、時間精短,能詳細(xì)展示重、難點(diǎn)的多媒體片斷及課后自助學(xué)習(xí)的互動平臺來深化學(xué)習(xí)效果。也正是為有效解決上述問題,“微課”教學(xué)模式逐漸在全球范圍內(nèi)興起?!拔⒄n”以微型的知識點(diǎn)講解為主,通過簡短的微視頻,借助文字、聲音或動畫等多媒體技術(shù),并配以相應(yīng)的作業(yè)與討論,設(shè)計(jì)開發(fā)的時長在5~10分鐘?!拔⒄n”教學(xué)模式不僅提供給教師一個知識挖掘的平臺,還告訴學(xué)生如何根據(jù)學(xué)習(xí)所需搜索相應(yīng)的資源,自主地挖掘所需的知識點(diǎn)、有針對性地開展學(xué)習(xí),并且這種主題集中的“微課程”能夠有效地節(jié)約學(xué)習(xí)時間。鑒于上述“微課”教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn),作者特提出在以后《工程力學(xué)》課程教學(xué)中引入“微課”教學(xué)模式,與課堂教學(xué)有效結(jié)合,達(dá)到更好的教學(xué)效果。
三、課程考核方式改革
教學(xué)質(zhì)量是高等院校辦學(xué)的立校之本,而考試又是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的最基本、最重要的手段?!豆こ塘W(xué)》課程作為一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課程,其學(xué)習(xí)的好壞直接關(guān)系到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。鑒于該門課程的理論性特點(diǎn)及重要性地位,本文特對該課程的考核方式進(jìn)行有效改革,在以往傳統(tǒng)的期末考試方式基礎(chǔ)上,注重加強(qiáng)對學(xué)生平時上課學(xué)習(xí)、必修實(shí)驗(yàn)以及開放性實(shí)驗(yàn)、力學(xué)競賽等第二課堂學(xué)習(xí)等方面的考核,其中:平時成績占20%(包括學(xué)生出勤、上課回答問題、開放性實(shí)驗(yàn)參加積極性等方面),實(shí)驗(yàn)成績占10%,期末考試占70%,重點(diǎn)對基本概念和方法等知識點(diǎn)進(jìn)行考查,采用多樣性的題型對學(xué)生學(xué)習(xí)的掌握程度進(jìn)行全方位考核,考試題型及難易度分值比例設(shè)計(jì)如下。
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。力學(xué)研究方法包括理論分析方法、實(shí)驗(yàn)分析方法和計(jì)算機(jī)分析方法。其中,實(shí)驗(yàn)研究方法在力學(xué)領(lǐng)域占有十分重要的地位。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《工程力學(xué)》課程教學(xué)的重要組成部分,它與理論教學(xué)相輔相成,實(shí)驗(yàn)是力學(xué)理論的基礎(chǔ),理論也需要實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法可以用于檢驗(yàn)理論分析的正確性,檢驗(yàn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、安全性和可靠性。對于已經(jīng)投入運(yùn)行的工程結(jié)構(gòu),例如高層建筑、大型橋梁等,為了確保安全,需要對這些結(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)、動態(tài)的應(yīng)力和位移進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,這些實(shí)時測試都是以力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)的。鑒于上述力學(xué)實(shí)驗(yàn)對于理論課程學(xué)習(xí)、工作的重要性和意義,特在《工程力學(xué)》課程嘗試開設(shè)下列必修實(shí)驗(yàn)和開放性試驗(yàn)。
2.數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。長期以來《工程力學(xué)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容屬于常規(guī)、驗(yàn)證性試驗(yàn),內(nèi)容單一,缺乏綜合性、創(chuàng)新性試驗(yàn),難以提高學(xué)生的動手能力和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,借助現(xiàn)代數(shù)值模擬技術(shù)虛擬模擬《工程力學(xué)》實(shí)驗(yàn),并依靠數(shù)值模擬軟件強(qiáng)大的后處理功能,將虛擬模擬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前。目前比較常用的數(shù)值模擬軟件有基于離散元原理的UDEC、3DEC,還有基于有限元原理的ABAQUS、ANSYS、MARC等,這些軟件具有強(qiáng)大的前處理及后處理功能,對于模擬《工程力學(xué)》中的實(shí)驗(yàn)非常有利。通過數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)將《工程力學(xué)》的教學(xué)與數(shù)值仿真技術(shù)結(jié)合起來,不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和分析創(chuàng)新能力,減小學(xué)時少對課程教學(xué)的影響,還可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。為此,本次《工程力學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革將引入數(shù)值模式技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討,如:懸臂梁橫力彎曲現(xiàn)象模擬、矩形截面梁應(yīng)力集中現(xiàn)象的模擬等。
五、力學(xué)競賽及第二課堂開設(shè)
為有效提高學(xué)生對于《工程力學(xué)》課程學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新意識,做好全國大學(xué)生周培源力學(xué)競賽和湖南省大學(xué)生力學(xué)競賽的工作,落實(shí)教育部關(guān)于教學(xué)質(zhì)量工程和教學(xué)改革工程,提高應(yīng)用型本科學(xué)生科技創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和就業(yè)能力,展現(xiàn)我校辦學(xué)實(shí)力,提升我校形象,力爭在大學(xué)生力學(xué)競賽取得更好的成績。特結(jié)合理論力學(xué)、材料力學(xué)(工程力學(xué))課程的教學(xué)特點(diǎn)及教學(xué)團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢,開展力學(xué)競賽的初賽、專項(xiàng)培訓(xùn)、復(fù)賽等相關(guān)教學(xué)改革工作,并將學(xué)生的學(xué)習(xí)及參與情況納入專業(yè)學(xué)分方面的第二課堂考核。
六、結(jié)語
《工程力學(xué)》是“大土木”專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,對于土木類學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)及工作都具有重要的基礎(chǔ)作用。本文正是鑒于該門課程理論性強(qiáng)、課時有限、學(xué)習(xí)難度大等特點(diǎn),提出從教學(xué)方法和手段、課程考核方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及力學(xué)競賽等方面對該門課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革,最終形成了一套系統(tǒng)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)綜合改革模式,該課程改革成果對于地方院校培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才將具有重要的意義和作用。
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篇5
在“工程力學(xué)”教學(xué)中,要始終堅(jiān)持以人為本,運(yùn)用就業(yè)目標(biāo)導(dǎo)向教學(xué)法,結(jié)合案例導(dǎo)向和教具、問題導(dǎo)向,努力使專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)實(shí)踐充分結(jié)合,才能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,不斷提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞
工程力學(xué) 教學(xué) 導(dǎo)向
一般說來,技校招收的學(xué)生,大都學(xué)習(xí)素質(zhì)和心理素質(zhì)較差。雖然他們的觀察力強(qiáng),記憶力好,想象豐富,思維活躍,接受新知識快,但學(xué)習(xí)目的往往不夠明確,理想層次低,就業(yè)目標(biāo)模糊,對技術(shù)工人在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位認(rèn)識不足,往往認(rèn)為學(xué)習(xí)成績再好也是打工,學(xué)習(xí)缺乏動力。因此,必須改革教學(xué)方法,以人為本,努力采用目標(biāo)導(dǎo)向教學(xué),讓學(xué)生在富有吸引力、好奇與感性的氛圍中獲取知識,才能完成“工程力學(xué)”的教學(xué)任務(wù)。要用就業(yè)目標(biāo)導(dǎo)向和職業(yè)行為導(dǎo)向的方法讓學(xué)生認(rèn)識“工程力學(xué)”在現(xiàn)實(shí)中的地位、研究對象、學(xué)習(xí)方法,懂得為什么要學(xué)和怎樣學(xué),幫助學(xué)生做到“學(xué)有方向”,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的責(zé)任感,培養(yǎng)自覺學(xué)習(xí)的精神。因此要通過組織學(xué)生到工廠見習(xí),了解沖床、剪床等機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動情況,設(shè)備破壞的特點(diǎn)及危害,現(xiàn)場提出一些與課本關(guān)系密切的力學(xué)問題讓學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生的好奇心,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)動機(jī),激勵強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望,培養(yǎng)良好的意向動力。這樣,才能為順利完成教學(xué)任務(wù)鋪平道路。
技校學(xué)生形象思維能力較強(qiáng)而抽象思維能力較弱。在教學(xué)中必須對學(xué)生的實(shí)際,采用案例導(dǎo)向和教具導(dǎo)向的教學(xué)方法,堅(jiān)持科學(xué)性和思想性的統(tǒng)一,做到理論聯(lián)系實(shí)際,遵循直觀性的原則由淺入深、由易到難、由近及遠(yuǎn)、由簡到繁的認(rèn)識規(guī)律,才能達(dá)到既教書又育人的目的。對學(xué)生來說,力是抽象的、概念是空洞的。因此在教學(xué)中要重視運(yùn)用案例、教學(xué)模型導(dǎo)向,充分利用實(shí)物、力學(xué)模型、卡片、電化教具等富有針對性的協(xié)助教學(xué)手段,增加學(xué)生的感性認(rèn)識,從而加深對理論的認(rèn)識。首先要充分利用教具、多舉一些現(xiàn)實(shí)而具體的例子讓學(xué)生思考,并盡可能把例子描述得生動具體。其次要結(jié)合機(jī)械等實(shí)物分析問題,幫助學(xué)生加深理解。然后要結(jié)合掛圖、板書,把抽象的力分析成具體的力。如講授三角構(gòu)架的受力分析,要制作木條三角構(gòu)架,幫助學(xué)生分析各木條的受力特點(diǎn),再通過畫力圖分析解除約束后3根木條的受力情況,幫助學(xué)生掌握受力分析的步驟。又如講授摩擦力,要通過作用力發(fā)生變化時運(yùn)動狀態(tài)也發(fā)生變化的實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解滑動趨勢、靜止?fàn)顟B(tài)、臨界狀態(tài)、滑動狀態(tài)的特點(diǎn)、掌握各種狀態(tài)下摩擦力的變化規(guī)律,理解靜摩擦力和最大靜摩擦力的關(guān)系與區(qū)別、摩擦力的方向及其計(jì)算方法等。再如,講授圓軸扭轉(zhuǎn)時要借助軟橡膠棒(教具)的扭轉(zhuǎn)變形幫助學(xué)生理解糨的實(shí)質(zhì)是剪切變形和剪應(yīng)變;講授直梁彎曲可利用兩塊等長、等截面的長方體木板釘在一起作為模擬木板的變形,進(jìn)而理解內(nèi)力是剪應(yīng)力和彎矩。這樣,通過具體的觀察、形象的思考、抽象的分析這些從具體到抽象的認(rèn)識過程,一步一步地深化啟發(fā)學(xué)生思考,才能較好地提高學(xué)生的抽象思維能力和分析能力,有效地促進(jìn)難點(diǎn)的轉(zhuǎn)化。
技校生分析判斷問題的能力不強(qiáng),因此在教學(xué)中要幫助學(xué)生掌握理論基礎(chǔ)課研究分析問題的思想方法,提高分析判斷問題、解決問題的能力。對基本定理、基本公式的推導(dǎo)應(yīng)重點(diǎn)闡述分析問題的思路,發(fā)掘問題的內(nèi)在規(guī)律。如材料力學(xué)4個基本變形中橫截面上應(yīng)力的平衡條件、應(yīng)變的幾何條件以及應(yīng)力與應(yīng)變之間的物理?xiàng)l件,著重分析應(yīng)用公式的條件和物理意義,讓學(xué)生從不同角度分析事物本質(zhì)的和非本質(zhì)的屬性,加深對問題理解。要幫助學(xué)生理順各部分知識的關(guān)聯(lián),加強(qiáng)對比、推導(dǎo),使知識系統(tǒng)化。如:力系的平衡方程轉(zhuǎn)貼于
∑Fi=0
共線力系 ∑Fix=0∑Fix=0
∑Fiy=0
平面任意力系∑Fiy=0
平面力偶系
∑Mi=0∑M0(Fi)=0
平面平行力系 ∑Fi=0
∑M0(Fi)=0
又如表1中所示材料變形的基本形式及強(qiáng)度條件。
表1 材料變形的基本形式及強(qiáng)度條件
變形基本形式
變形
公式
應(yīng)力方向
拉伸與壓縮
σ=≤[σ]
σ與A面垂直
剪切
τ=≤[τ]
τ與A面相切
擠壓
σjy=≤[σjy]
σjy與A面垂直
圓軸扭轉(zhuǎn)
τ max=Τ max/Wn≤[τ]
τ沿截面半徑成直線規(guī)律分布
直梁彎曲
σ max=M/Wz≤[σ]
σ與截面垂直
通過這樣系統(tǒng)的分析對比,學(xué)生才能比較好地掌握這些知識的聯(lián)系與區(qū)別,達(dá)到正確運(yùn)用公式進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度計(jì)算的目的,從而提高分析判斷能力。
同時教師要講好知識的關(guān)鍵點(diǎn)。縱觀靜力學(xué)和材料力學(xué),關(guān)鍵知識是受力分析和截面法求內(nèi)力。這些知識點(diǎn),雖然課本安排的內(nèi)容不多,但它們對完成整個教學(xué)任務(wù)起著舉足輕重的作用。如前所述,用模擬梁演示簡支梁的約束反力、用三角構(gòu)架演示它的整體受力和解除約束后的各桿件的受力、用能重新組合的模擬梁演示平面假設(shè)和截面法求內(nèi)力,通過這些從立體到平面的有針對性的協(xié)作教學(xué)行為,學(xué)生才能較快理解問題。學(xué)生只有掌握了這些關(guān)鍵知識,才能對完成整個教學(xué)任務(wù)創(chuàng)造決定性的條件。
還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的智能,這是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。智能包括解決問題的定向能力、表達(dá)能力、組織能力、動手操作動力、遷移能力和創(chuàng)造能力,其中動手操作能力是核心,它的最高目標(biāo)是養(yǎng)成學(xué)生的職業(yè)行為能力。意向是學(xué)習(xí)的動力,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是一個以“意向是動力”為核心和智能發(fā)展過程。因此在教學(xué)中要善于運(yùn)用問題導(dǎo)向教學(xué)法,啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、探索問題。一切研究、探索都是從提出問題開始的,只有在教學(xué)中注意引發(fā)問題,才能激發(fā)學(xué)生的思考能力。講課要條理清楚、層次分明、聲情并茂、引人入勝,關(guān)鍵在于教師能根據(jù)學(xué)生實(shí)際恰當(dāng)?shù)靥岢鰡栴}。例如應(yīng)力分布,可以提問:為什么同一材料在受力時不同地方的應(yīng)力會不同?最容易破壞的地方在哪里?為什么鑄鐵受壓時的許用應(yīng)力大、受拉時的許用應(yīng)力?。繂l(fā)學(xué)生用截面法、平衡條件等知識來分析解決。通過分析、計(jì)算,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)塑性材料和脆性材料拉、壓、扭、彎許用應(yīng)力的變化。這樣一步一步地深化,才能達(dá)到啟發(fā)學(xué)生思考,提高學(xué)生智能的目的。
篇6
一體化教學(xué)法工程力學(xué)教學(xué)應(yīng)用工程力學(xué)是理論性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,在工程實(shí)際中發(fā)揮巨大的作用,因此該課程被列為高等院校理工科學(xué)生的專業(yè)必修課。但該課程同時具備抽象性和繁瑣性,對學(xué)習(xí)者的綜合素質(zhì)要求較高,因此該課程又成為理工科學(xué)生的困難課程。而教學(xué)方法是否得當(dāng),是否緊隨時展,是否滿足教學(xué)規(guī)律又成為其關(guān)鍵所在。本文結(jié)合實(shí)際,對“一體化”教學(xué)法在工程力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用了探索與實(shí)踐。
一、“一體化”教學(xué)法的概述
“一體化”又叫教、學(xué)、做一體化,是當(dāng)前學(xué)校普遍提倡并優(yōu)先使用的一種教學(xué)方法。它是將實(shí)訓(xùn)室作為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要場所,利用先進(jìn)的教學(xué)設(shè)施和條件,將理論與實(shí)訓(xùn)等教學(xué)內(nèi)容重置,師生互動,邊教、邊學(xué)、邊做,理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,讓學(xué)生更加生動、形象、全面、準(zhǔn)確的掌握課程知識,實(shí)現(xiàn)二者的無縫相融。
工程力學(xué)課程是理論性較強(qiáng)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,學(xué)生學(xué)習(xí)過程中困難較大,單純的講解和死記硬背已無法滿足教學(xué)要求。因此通過教學(xué)內(nèi)容調(diào)整,將工程力學(xué)課程的教學(xué)過程與工程中典型工作任務(wù)緊密融合,教學(xué)過程中實(shí)行分組學(xué)習(xí),體現(xiàn)學(xué)生主體地位,培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作品質(zhì),最終形成知識、能力、素質(zhì)綜合培養(yǎng)于一體的教學(xué)新模式。
二、“一體化”教學(xué)法在工程力學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用策略
1.工程力學(xué)“一體化”教學(xué)設(shè)計(jì)
工程力學(xué)課程一體化教學(xué)順利實(shí)施的關(guān)鍵,在于理論知識與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合程度的高低。在內(nèi)容設(shè)計(jì)上,我們與企業(yè)行業(yè)專家充分溝通,與一線技術(shù)人員積極討論,最終確定該課程的能力目標(biāo)和知識目標(biāo)。同時制定了如下教學(xué)模塊:
對應(yīng)每一教學(xué)模塊都制定與生產(chǎn)實(shí)際相符合的一體化教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱,把理論知識與操作技能有機(jī)的結(jié)合,貫穿始終,并且根據(jù)每一模塊教學(xué)內(nèi)容的不同,制定不同的教學(xué)方法和評價方法,同時制定不同的知識目標(biāo)和能力目標(biāo)。例如在“受力分析及受力圖模塊”部分中,關(guān)于機(jī)構(gòu)的受力分析的學(xué)習(xí),根據(jù)教學(xué)情況制定如下教學(xué)“魚骨圖”
2.一體化教學(xué)過程
在工程力學(xué)“力與約束”教學(xué)模塊中,取“油壓加緊機(jī)構(gòu)約束類型的分析”為典型工作任務(wù),展示一體化教學(xué)過程。
(1)明確本次教學(xué)任務(wù)的能力目標(biāo)要求與知識目標(biāo)要求;
(2)教師展示油壓加緊機(jī)構(gòu)的拆裝,并在具有約束的部位加以標(biāo)識;
(3)學(xué)生根據(jù)教師的演示分小組對機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆卸,并提出問題;
(4)教師匯總問題并進(jìn)行知識點(diǎn)的講解,學(xué)生吸收、理解;
(5)小組討論,制定任務(wù)單,畫出所有約束類型及約束力圖;
(6)教師指導(dǎo)、糾錯,協(xié)助學(xué)生驗(yàn)證所完任務(wù)的正確性;
(7)總結(jié)、歸納。
三、工程力學(xué)一體化教學(xué)注意事項(xiàng)
1.建設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的一體化力學(xué)實(shí)訓(xùn)室
一體化教學(xué)離不開與之對應(yīng)的一體化實(shí)訓(xùn)室,尤其在材料力學(xué)部分,研究物體在外力作用下所發(fā)生的拉壓、剪切擠壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲等,通過現(xiàn)場展示,增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識,提高了學(xué)生的操作技能,進(jìn)而加深了知識的理解和掌握,達(dá)到最佳的教學(xué)效果。
2.建立“雙師型”的一體化教師隊(duì)伍
一體化教學(xué)講究“文武雙全”,教師不僅具有扎實(shí)的理論知識,還要具備熟練的操作技能,更要具備綜合分析能力和隨機(jī)應(yīng)變能力。在力學(xué)課程的教授過程中,能夠?qū)W(xué)生的困難做到有問必答,而且能夠舉一反三,否則將難以勝任一體化教師一職。
3.一體化教學(xué)方法的實(shí)施過程中,始終堅(jiān)持一體化模式,即教學(xué)方式的一體化、教學(xué)內(nèi)容的一體化、教學(xué)途徑的一體化。在這一方式的培養(yǎng)下,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性更強(qiáng),目的性更明確,為適應(yīng)未來崗位和社會需求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4.實(shí)施多元化的考核方式
考核是檢驗(yàn)學(xué)生全面學(xué)習(xí)效果的途徑,可以培養(yǎng)學(xué)生相互督促和主動積極學(xué)習(xí)的習(xí)慣。高職院校強(qiáng)調(diào)對學(xué)生能力的培養(yǎng),要積極改變以考試定成績的評分方式,注重過程性評價,從多方面來考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。重視學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考能力、解決問題能力及創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。在《工程力學(xué)》課程中,可以從“知識目標(biāo)”“能力目標(biāo)”“技能目標(biāo)”三個方面來進(jìn)行考核。其中,“知識目標(biāo)”主要通過開卷考試的方式進(jìn)行考核,而“能力目標(biāo)”和“技能目標(biāo)”考查是教師對教學(xué)任務(wù)的完成情況的評分、以及學(xué)生的自我評價、互評和完成任務(wù)報告的質(zhì)量綜合評價進(jìn)行的考評。總體來說,綜合能力=學(xué)生自評20%+組內(nèi)互評20%+考試成績和任務(wù)報告60%。
在工程力學(xué)課程教學(xué)中引入“一體化”教學(xué)法,給學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)和親自動手解決問題的機(jī)會,在學(xué)生分工協(xié)作、自主完成項(xiàng)目的過程中,用所學(xué)理論來指導(dǎo)項(xiàng)目的實(shí)施,真正做到了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,直觀深刻地理解了學(xué)習(xí)本課程的目的、意義和重要性,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手解決問題能力、職業(yè)能力和創(chuàng)新能力等,使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面提升。
參考文獻(xiàn):
篇7
論文摘要:《工程力學(xué)》是工程管理專業(yè)的一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課,在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中起著承上啟下的重要作用,但是由于教學(xué)對象的特殊性,使得工程力學(xué)在工程管理專業(yè)的教學(xué)過程中遇到了很多問題:學(xué)生們對于課程的不重視、學(xué)生們覺得學(xué)習(xí)起來特別難、力學(xué)課堂容易沉悶、在較少課時內(nèi)需要完成三大力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容……這些問題使得工程力學(xué)課程在工程管理專業(yè)學(xué)生的授課過程中往往不容易取得良好的教學(xué)效果,所以本篇文章就針對教學(xué)過程中容易存在的問題進(jìn)行進(jìn)一步的探討,提出相應(yīng)的改革措施,以供大家參考。
《工程力學(xué)》是工程管理專業(yè)的一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課,在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中起著承上啟下的重要作用,其任務(wù)是使學(xué)生具備解決工程實(shí)際問題所需的基礎(chǔ)知識。本課程涉及到的重要內(nèi)容是研究物體的受力分析、平衡規(guī)律和各類構(gòu)件承載力(強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性方面)的分析方法、計(jì)算理論;研究桿系結(jié)構(gòu)的組成與受力特點(diǎn),及求解桿系結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的方法,其教學(xué)內(nèi)容里包含了很多力學(xué)理論推導(dǎo)和計(jì)算過程,這些知識在傳授給工程管理專業(yè)學(xué)生的過程中,他們通常覺得接受起來比較有難度,所以根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對工程管理專業(yè)《工程力學(xué)》課程進(jìn)行一定的教學(xué)改革探討是非常有必要的。
1工程管理專業(yè)對《工程力學(xué)》課程的特殊要求
工程管理專業(yè)的力學(xué)課程與工民建專業(yè)的力學(xué)課程有很大的不同。工民建專業(yè)的力學(xué)課程將《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》分為三大課程分別講授,將每種力學(xué)理論的推導(dǎo)原理和計(jì)算過程都講解的非常詳細(xì),對學(xué)生掌握程度的要求也比較高,因?yàn)楣っ窠ǖ膶W(xué)生未來很多要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,力學(xué)知識對于結(jié)構(gòu)安全性的設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用。而工程管理專業(yè)和工民建專業(yè)的學(xué)生未來從事工作的性質(zhì)有很大不同,他們未來的工作可能從事項(xiàng)目的管理工作,或者監(jiān)理的工作,也可能從事工程造價的工作,而力學(xué)知識在這些工作中的應(yīng)用不會像在專業(yè)設(shè)計(jì)工作中那么多。所以,工程管理專業(yè)的學(xué)生對于工程力學(xué)知識的要求也必然和工民建的學(xué)生有所不同,如果按照同一個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué),勢必會影響針對工程管理學(xué)生的教學(xué)效果。目前,大多數(shù)工程管理專業(yè)的力學(xué)課程僅設(shè)置一門《工程力學(xué)》(授課學(xué)時為64-80),并在這一門課程中貫穿了理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)這三大力學(xué)的理論計(jì)算知識,如何在這么短的時間內(nèi)將三大力學(xué)的理論計(jì)算知識有效的傳遞給學(xué)生,是一個值得思考的問題。
另外,在從事工程管理專業(yè)《工程力學(xué)》課程教學(xué)工作的過程中,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對于本門課程的重視程度不足,這就直接影響了學(xué)生們對于本課程的接受程度。工程管理專業(yè)的學(xué)生常常會覺得力學(xué)課程在未來的工作中應(yīng)用不多,沒必要學(xué),所以在學(xué)習(xí)的過程中往往不愿意動腦筋去領(lǐng)會復(fù)雜的力學(xué)理論原理,僅僅是為了應(yīng)付考試而對步驟進(jìn)行簡單的死記硬背,這就使得本門課程的教學(xué)效果大打折扣,如何選擇更有用的教學(xué)內(nèi)容調(diào)動學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性也是一個很重要的問題。
2工程管理專業(yè)《工程力學(xué)》課程的改革建議
2.1教學(xué)目標(biāo)的調(diào)整課程教學(xué)的目標(biāo)決定課程的教學(xué)方向,如果力學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)定得過于側(cè)重力學(xué)理論原理的講解,則對于工程管理專業(yè)學(xué)生的針對性不足,畢竟他們將來主要從事生產(chǎn)第一線的施工、安裝、管理、設(shè)備維護(hù)等技術(shù)工作,對于他們而言,真正涉及到力學(xué)計(jì)算的地方可能不多。所以我們在確定教學(xué)目標(biāo)的時候要“弱化理論分析”,轉(zhuǎn)而側(cè)重講述力學(xué)知識的應(yīng)用,讓工程管理專業(yè)的學(xué)生能很快地理解掌握力學(xué)知識在建筑結(jié)構(gòu)方面是如何應(yīng)用的,這能夠增加力學(xué)課程對于工程管理專業(yè)學(xué)生的針對性。另一方面,由于力學(xué)課程的特殊性,除了教學(xué)方向上制定的目標(biāo)外,還應(yīng)該更加側(cè)重對學(xué)生思維能力的培養(yǎng),通過力學(xué)體系、授課案例的合理設(shè)置,增強(qiáng)學(xué)生的邏輯分析能力和嚴(yán)密的思維,有助于將來更好的從事工程管理工作。
2.2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整
2.2.1圍繞主線精選教學(xué)內(nèi)容以研究結(jié)構(gòu)體系的力平衡和變形協(xié)調(diào)以及二者之間的物理關(guān)系為主線,貫穿全書,建立對工程力學(xué)的整體認(rèn)識。在理論力學(xué)部分通過重點(diǎn)講解平面力系給出力學(xué)平衡的知識,并進(jìn)一步引申到空間力系,讓學(xué)生對于力學(xué)平衡有整體系統(tǒng)的認(rèn)識;在材料力學(xué)部分通過重點(diǎn)講解結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力和應(yīng)力給出內(nèi)力和變形的知識,并且進(jìn)一步灌輸內(nèi)力和變形在強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性中的應(yīng)用;在結(jié)構(gòu)力學(xué)部分通過重點(diǎn)講解力法和位移法的內(nèi)容深入理解力平衡和變形協(xié)調(diào)的物理關(guān)系在結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用。按此教學(xué)線路去均衡的安排教學(xué)時數(shù),適當(dāng)刪減不必要的理論內(nèi)容,側(cè)重內(nèi)容的應(yīng)用性[1]。
2.2.2教學(xué)內(nèi)容結(jié)合工程結(jié)構(gòu)分析從工程的角度講,力學(xué)知識如果完全脫離了工程結(jié)構(gòu)和施工去講解,則失去了它的實(shí)用價值,工程管理的學(xué)生日后經(jīng)常要和房屋的搭建以及相關(guān)的施工器械打交道,教學(xué)的內(nèi)容多結(jié)合結(jié)構(gòu)骨架和施工機(jī)械會起到非常良好的效果。比如談到鉸接和剛接的問題時,可以聯(lián)系到工廠的承重體系,并且涉及到承重體系基礎(chǔ)的問題,通過分析不同廠房承重體系基礎(chǔ)形式的不同,讓大家了解鉸接和剛接的區(qū)別,進(jìn)一步了解排架和剛架承重體系的區(qū)別。這樣,學(xué)生就不會認(rèn)為學(xué)習(xí)力學(xué)是沒有的,就會感覺到力學(xué)和大家從事的行業(yè)有著緊密的關(guān)系[2]。
2.2.3教學(xué)內(nèi)容結(jié)合施工分析在教學(xué)內(nèi)容中結(jié)合學(xué)生在工地上的上所見所聞,專業(yè)思想教育和職業(yè)道德進(jìn)行滲透,以培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人員。比如受力分析中的彎矩問題可以聯(lián)系到塔架結(jié)構(gòu)或者吊車的平衡分析,當(dāng)學(xué)生初到工地看到塔吊的時候,肯定也會疑問為什么高處的吊車臂除了吊需要的結(jié)構(gòu)材料以外,還有一些吊塊懸于空中,那么可以通過力學(xué)知識給大家提供解釋,告訴大家吊車可以通過該變平衡重的重量來控制吊車的載重,以免吊車翻轉(zhuǎn)。如果把這樣的問題放到講解彎矩內(nèi)容的過程中,會增加學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。
2.3工程管理專業(yè)《工程力學(xué)》課程教學(xué)方法的改進(jìn)工程管理學(xué)生《工程力學(xué)》的教學(xué)不能單一的側(cè)重理論講解過程,而應(yīng)采取靈活的教學(xué)方法調(diào)動學(xué)生的積極性。
2.3.1精講多練由于工程力學(xué)要在比較少的學(xué)時里給大家交代三大力學(xué)的內(nèi)容,所以要非常精的選擇教學(xué)內(nèi)容、案例和作業(yè),并且課上多練習(xí),及時發(fā)現(xiàn)問題,及時糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題。比如,我在多年的授課過程中,發(fā)現(xiàn)一個問題,就是老師講的再多學(xué)生不練習(xí)也仍舊不會,尤其是力學(xué)這門課程,學(xué)生們普遍認(rèn)為是非常難學(xué)的課程,這樣就更需要加大練習(xí)的力度。在課堂時間的安排上要更多的安排學(xué)生練習(xí)的時間,讓學(xué)生當(dāng)堂到黑板上做題,老師會在這個過程中及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方面存在的問題,有針對性地解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足之處,教學(xué)效果會更好。
2.3.2啟發(fā)思考力學(xué)課程很重要的一方面目標(biāo)就是要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,所以教師要經(jīng)常通過提問讓大家思考,并鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,養(yǎng)成善于思考的習(xí)慣。教師可以通過給學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H工程等例子,逐步引導(dǎo)大家思考,引出重要的概念和理論;通過比較不同的例子,讓大家思考理論之間的關(guān)聯(lián)性;通過總結(jié)讓大家更清晰的看到問題的本質(zhì)。比如,在講授如何繪制梁的內(nèi)力圖時,可以拿出一個作用有分布荷載和彎矩作用的簡支梁,讓大家分別用列方程法、簡易規(guī)律法和疊加法繪制彎矩圖,這樣在解答這道題的過程中,不僅復(fù)習(xí)了求解支座反力的知識,而且將繪制彎矩圖的幾種方法對比的應(yīng)用到一個案例,讓大家不僅對這部分知識記憶深刻,而且理解認(rèn)識也會更深一層。總之,通過一系列的啟發(fā)教學(xué),培養(yǎng)大家的思考能力、聯(lián)想能力、歸納能力,甚至發(fā)散思維等等[3]。
2.3.3課堂討論課堂討論往往是英語等課程常用的教學(xué)手段,在力學(xué)課程當(dāng)中很少有應(yīng)用,可是通常的力學(xué)課特別容易讓人感覺沉悶,所以可以考慮把這種靈活的教學(xué)手法應(yīng)用到力學(xué)的教學(xué)中。拿出一個案例讓大家討論可以用什么樣的力學(xué)理論去解答,或者拿出一個案例讓大家討論可以用幾種力學(xué)方法解答,這些討論案例的設(shè)置不僅會增加學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,而且會讓學(xué)生們對于所學(xué)的內(nèi)容印象非常深刻。
工程力學(xué)課程是后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)課程之一,為將來的結(jié)構(gòu)課程和施工課程的學(xué)習(xí)打下了重要知識基礎(chǔ),教學(xué)中進(jìn)行了上述教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法的改革研究和實(shí)踐操作,必定能大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使學(xué)生們對于工程結(jié)構(gòu)和施工具有一定的初步了解,激發(fā)他們對工程方面知識的學(xué)習(xí)興趣,并能把力學(xué)知識用到實(shí)處,培養(yǎng)出新時代的復(fù)合型人才。
參考文獻(xiàn)
[1]王秀華.“工程力學(xué)”課程教學(xué)的探討[j]考試周刊,2007,(50)
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關(guān)鍵詞 工程力學(xué) 理論研究 發(fā)展趨勢
中圖分類號:U172 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
由于相關(guān)行業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展同步,使得力學(xué)在其中多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展中起著重要的甚至是關(guān)鍵的作用。力學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生既可以從事力學(xué)教育與研究工作,又可以從事與力學(xué)相關(guān)的機(jī)械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程專業(yè)的設(shè)計(jì)與研究工作,還可以從事數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文、地球或生命等基礎(chǔ)學(xué)科的教育與研究工作。從這個意義上講,力學(xué)專業(yè)培養(yǎng)人才的對口是非常寬的,社會對力學(xué)人才的需求也是很多的。
隨著力學(xué)學(xué)科的發(fā)展,在本世紀(jì)將產(chǎn)生一些新的學(xué)科結(jié)合點(diǎn),如生物醫(yī)學(xué)工程、環(huán)境與資源、數(shù)字化信息等。經(jīng)典力學(xué)與納米科技一起孕育了微納米力學(xué)將力學(xué)知識應(yīng)用于生物領(lǐng)域產(chǎn)生了生物力學(xué)和仿生力學(xué);這些都是近年來力學(xué)學(xué)科發(fā)展的亮點(diǎn)??梢灶A(yù)料,隨著社會的發(fā)展,力學(xué)學(xué)科與環(huán)境和人居工程等專業(yè)的學(xué)科交叉也將會進(jìn)一步加強(qiáng)。
1工程力學(xué)研究方向
主要學(xué)習(xí)力學(xué)、數(shù)學(xué)基本理論和知識,受到必要的工程技能訓(xùn)練,具有應(yīng)用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段解決與力學(xué)有關(guān)的工程問題的基本能力。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識與能力:
(1)具有較扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ),較好的人文、藝術(shù)和社會科學(xué)基礎(chǔ)及正確運(yùn)用本國語言、文字的表達(dá)能力;
(2)較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識,主要包括固體力學(xué)、流體力學(xué)、電工與電子技術(shù)、市場經(jīng)濟(jì)及企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識;
(3)具有較強(qiáng)的解決與力學(xué)有關(guān)的工程技術(shù)問題的理論分析能力與實(shí)驗(yàn)技能;
(4)具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)和外語應(yīng)用能力;
(5)具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、創(chuàng)新意識和較高的綜合素質(zhì)。
主干學(xué)科:力學(xué)。主要課程:理論力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、電工與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識及程序設(shè)計(jì)。
2工程力學(xué)發(fā)展趨勢與學(xué)科交叉
(1)固體力學(xué)方面:
經(jīng)典的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的模型和體系可能被突破,它們可能將包括某些對宏觀力學(xué)行為起敏感作用的細(xì)觀和微觀因素,以及它們的演化,從而使復(fù)合材料的強(qiáng)化、韌化和功能化立足于科學(xué)的認(rèn)識之上。固體力學(xué)的發(fā)展,必將推動科學(xué)和工程技術(shù)的巨大進(jìn)步。
(2)流體力學(xué)方面:
為了盡可能多地開采地下油氣,需要深入研究滲流機(jī)理并定量化。它的研究還有助于了解各種新陳代謝的宏觀機(jī)制。
化工流程的設(shè)計(jì),很大程度上歸結(jié)為流體運(yùn)動的計(jì)算問題。由于流動的復(fù)雜性,針對若干典型化工設(shè)備進(jìn)行深入的研究,將為化工設(shè)計(jì)和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等提供新方法和基礎(chǔ)。而復(fù)雜流場計(jì)算需要各種計(jì)算方法和理論,必須發(fā)展新的計(jì)算機(jī)軟硬件,這就必須在計(jì)算流體力學(xué)上投入更大的力量。
(3)一般力學(xué)方面:
隨著技術(shù)的發(fā)展,諸如機(jī)器人、人造衛(wèi)星和高速列車等等領(lǐng)域的發(fā)展,亟需解決多體系統(tǒng)的運(yùn)動和控制、大尺度柔性部件和液體的運(yùn)動穩(wěn)定性、車輛與軌道作一個高度復(fù)雜非線性系統(tǒng)等的建模,求解理論和方法等的研究分析。
一般力學(xué)近來已經(jīng)進(jìn)入生物體運(yùn)動的研究,例如研究人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學(xué)問題。其研究結(jié)果可提供生物進(jìn)化論方向的理性認(rèn)識,也可為提高某些機(jī)構(gòu)、機(jī)械的性能提供指導(dǎo)。
(4)力學(xué)與其他學(xué)科的交叉:
所為學(xué)科的交叉可分三類:學(xué)科內(nèi)部不同分支交叉,例如流體彈性力學(xué);兩種不同學(xué)科間的交叉,例如物理力學(xué);兼有前兩者的特點(diǎn),例如爆炸力學(xué)、物理化學(xué)滲流、生物力學(xué)等。
交叉學(xué)科并非兩個學(xué)科或分支學(xué)科的簡單加合,它基于源學(xué)科又有區(qū)別,它的發(fā)展有利于發(fā)展新學(xué)科并促進(jìn)源學(xué)科的發(fā)展。
20世紀(jì)力學(xué)已經(jīng)與工程交叉產(chǎn)生了工程力學(xué),與地學(xué)結(jié)合產(chǎn)生了地球流體力學(xué),與生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)結(jié)合產(chǎn)生了生物力學(xué)等等。
3工程力學(xué)學(xué)習(xí)技巧與方法
工程力學(xué)主要課題是研究材料的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性問題。所涉及材料的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的剛度及穩(wěn)定性、疲勞斷裂問題。通過力學(xué)分析,確定材料是否安全以及安全系數(shù),為工程設(shè)計(jì)等做基礎(chǔ)。先學(xué)好理論力學(xué),學(xué)會在二維、三維情況下對物系正確的受力、力矩分析。然后逐漸掌握最基本的四種形式:軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。掌握好處理四種形式的分析方法,最后學(xué)會強(qiáng)度、剛度校核。其中最關(guān)鍵的是要能準(zhǔn)確并正確的認(rèn)知其受力狀況。
篇9
關(guān)鍵詞:高職力學(xué);教學(xué)項(xiàng)目;工學(xué)結(jié)合;項(xiàng)目設(shè)計(jì)
市政工程力學(xué)與結(jié)構(gòu)是依據(jù)“市政工程技術(shù)專業(yè)工作任務(wù)與職業(yè)能力分析表”中的市政工程技術(shù)工作項(xiàng)目設(shè)置的。其總體設(shè)計(jì)思路是,打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式,轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨ぷ魅蝿?wù)為中心組織課程內(nèi)容,并讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中學(xué)會完成相應(yīng)工作任務(wù),并構(gòu)建相關(guān)理論知識,發(fā)展職業(yè)能力。
市政工程技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)掌握市政工程技術(shù)專業(yè)知識及技能,具有良好職業(yè)道德,既能滿足施工員崗位綜合技能要求,又能勝任資料員、安全員、預(yù)算員、質(zhì)檢員、測量員等崗位工作的人才。依據(jù)上述進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)。
一、建筑力學(xué)基礎(chǔ)
建筑力學(xué)基礎(chǔ)需要訓(xùn)練的工作項(xiàng)目有力的基本概念、靜力學(xué)公理、約束類型及其約束反力,其中結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖簡化、靜力學(xué)公理的應(yīng)用、常見的約束以及物體的受力分析和受力圖作為教學(xué)重點(diǎn)。結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖可以按照實(shí)際工程中模板支架簡化計(jì)算作為載體進(jìn)行教學(xué)。
二、桿件變形
把軸向拉伸、橫力彎曲、純彎曲及組合變形整合成一個教學(xué)項(xiàng)目。需要訓(xùn)練的項(xiàng)目為內(nèi)力及內(nèi)力圖、應(yīng)力及應(yīng)變、變形及位移,這部分內(nèi)容可以按照鋼管支架驗(yàn)算的項(xiàng)目進(jìn)行。教學(xué)的重點(diǎn)為靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力求解及內(nèi)力圖繪制,剛架的內(nèi)力計(jì)算以及內(nèi)力圖繪制、平面桁架的內(nèi)力計(jì)算,模擬斜彎曲梁、拉壓與彎曲及彎曲與扭轉(zhuǎn)構(gòu)件的受力及約束條件,要求學(xué)生計(jì)算出其應(yīng)力分布及數(shù)值。
三、平面體系的幾何組成分析
這部分內(nèi)容結(jié)合鋼管支架的構(gòu)造措施尤其是剪刀撐部分進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì),需要訓(xùn)練的工作項(xiàng)目有平面體系的幾何組成規(guī)則及分析方法、靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)概念。讓學(xué)生能夠進(jìn)行簡單超靜定問題的求解,了解變形協(xié)調(diào)條件的應(yīng)用。具體的數(shù)值求解可以利用有關(guān)的計(jì)算軟件進(jìn)行。
四、壓桿穩(wěn)定性分析
由于實(shí)際工程中鋼管支架的破壞多為失穩(wěn)破壞,所以,此部分教學(xué)應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解。相應(yīng)的教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)也必須做得更為細(xì)致。需要訓(xùn)練的工作項(xiàng)目有失穩(wěn)破壞與構(gòu)件平衡時材料破壞的區(qū)別、長細(xì)比的概念以及在支架設(shè)計(jì)中的重要性、臨界荷載的計(jì)算、提高受壓構(gòu)件穩(wěn)定性的措施以及局部失穩(wěn)的概念。
其中把失穩(wěn)的概念、長細(xì)比及提高受壓構(gòu)件穩(wěn)定性的措施作為教學(xué)的重點(diǎn)。
五、影響線
把繪制影響線及利用影響線求荷載不利位置及量值的計(jì)算作為此項(xiàng)目的工作任務(wù),相應(yīng)的知識點(diǎn)為影響線的概念、靜力法作簡支梁的內(nèi)力影響線以及簡支梁、連續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖。把“了解影響線的概念”“靜力法作簡支梁的內(nèi)力影響線”以及“理解簡支梁、連續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖”作為訓(xùn)練的工作項(xiàng)目。教學(xué)情境與教學(xué)設(shè)計(jì)為模擬簡支梁或連續(xù)梁的受力及約束條件,要求學(xué)生繪制其影響線。
六、橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
把鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的正截面承載力分析作為工作項(xiàng)目,相應(yīng)的知識點(diǎn)為受彎構(gòu)件的正截面破壞形態(tài)、單筋矩形截面梁正截面承載力分析、單筋T形截面梁正截面承載力分析、雙筋矩形截面梁正截面承載力分析、材料的力學(xué)常數(shù)、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念、鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求。
訓(xùn)練的工作項(xiàng)目有“確定某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁跨中截面縱向受力鋼筋的數(shù)量”和“確定某鋼筋混凝土T型簡支梁跨中截面的縱向鋼筋截面面積”“軸心受壓構(gòu)件的破壞特征”“普通箍筋柱的正截面承載力分析”。
把“受彎構(gòu)件的正截面破壞形態(tài)”“單筋矩形截面梁正截面承載力分析”“鋼筋混凝土軸心受壓柱的截面尺寸及縱向鋼筋面積計(jì)算”“受壓構(gòu)件的配筋要求”“受壓構(gòu)件鋼筋的彎鉤、錨固和連接要
求”作為教學(xué)重點(diǎn)??梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)圖庫中8 m簡支梁的配筋作為教學(xué)案例讓學(xué)生進(jìn)行承載能力驗(yàn)算。
市政工程力學(xué)與結(jié)構(gòu)是高職市政工程技術(shù)專業(yè)一門核心的課程,傳統(tǒng)的教學(xué)偏向于理論,學(xué)生對授課內(nèi)容不易掌握,也無法將所學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際結(jié)合起來,教學(xué)效果不甚理想。與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比,采用項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)后,教學(xué)內(nèi)容更貼合施工現(xiàn)場,學(xué)生更易掌握。
參考文獻(xiàn):
[1]孫元桃.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京:人民交通出版社,2011.
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關(guān)鍵詞:工程力學(xué) 構(gòu)件 受力狀況 受力圖 探討
中圖分類號:G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)02(b)-0158-01
在前些年的教學(xué)實(shí)踐中,通過和學(xué)生在學(xué)習(xí)中的廣泛接觸,感到學(xué)生在靜力學(xué)學(xué)習(xí)過程中遇到的首先是畫物體的受力圖問題,下面就這個問題進(jìn)行具體的探討。
1 選定研究對象是對物體進(jìn)行受力分析的先決條件
在靜力學(xué)計(jì)算中,應(yīng)首先根據(jù)已知的或可事先求得的主動力與待求得未知力來選定研究對象,然后分析它的受力情況,即考察分析它受哪些力的作用,其中哪些力是已知的,哪些力是未知的,我們把這個過程叫做對物體進(jìn)行受力分析。然而對于初學(xué)者來說,往往對于具體的問題,在選取研究對象時不知所然。怎樣才能使初學(xué)者能夠順利的選對研究對象呢?下面就這一問題給以說明。
在畫受力圖以前,必須明確研究對象。一般情況下,題目中要求畫哪個物體的受力圖,就選哪個物體為研究對象。所選的研究對象可以是單個的物體,也可以是由幾個物體組成的系統(tǒng)。研究對象選定后,首先要將它從周圍物體的約束中分離出來,單獨(dú)畫出它的分離體圖。切記只畫研究對象的分離體圖,不畫周圍的約束,更不要在原題圖上畫受力圖。每取一個研究對象畫一張受力圖,不要把幾個研究對象的受力圖畫在一張圖上。
例題:如圖所示,試畫出圈柱O和托板AB的受力圖。
例題分析:題目中給出了圈柱O的重量W,托板AB的重量Q,要求分別畫出這兩個物體的受力圖。依題意在進(jìn)行物體的受力分析前,應(yīng)分別畫出它們的分離體圖,見圖1(a)、(b)。
2 正確進(jìn)行受力分析是畫出物體受力圖的基礎(chǔ)
研究對象的分離體圖畫好之后,對研究對象進(jìn)行全面的受力分析是能否正確畫出受力圖的基礎(chǔ)。在分析研究對象的受力情況時應(yīng)首先區(qū)分哪些是主動力(促使物體運(yùn)動的力),哪些是約束反力(阻礙物體運(yùn)動的力),它們共同作用于研究對象,使之處于平衡狀態(tài)。分析主動力時,一定要是作用在研究對象上的全部主動力,而不能把其它受力體的力“傳”到研究對象上來,更不能把以該研究對象為施力體的力畫在研究對象上。分析約束反力時,應(yīng)在研究對象上所有受到約束的地方找出是否存在約束反力,判明類型、方向、位置、個數(shù),以確保物體受力分析的正確、完整,為畫受力圖做好準(zhǔn)備。例如,在例題中,在分析圈柱的主動力時,只有圈柱自重W,而不能把圈柱(施力體)在E點(diǎn)對墻的反作用力N'E'畫在研究對象上;在分析圈柱的約束反力時應(yīng)找到圈柱所受全部約束的位置(D點(diǎn)和E點(diǎn)),判明約束的類型,約束反力的個數(shù)和方向,即在D點(diǎn)和E點(diǎn)均為光滑面約束,方向沿接觸面分別垂直指向圈心,故有ND、NE;在分析托板時主動力有托板自重Q,D點(diǎn)圈柱對托板AB的壓力N'D,約束反力有在A點(diǎn)繩索的拉力TA,B點(diǎn)固定鉸鏈支座約束反力NBX,NBY。
3 準(zhǔn)確判斷約束的類型是解決物體受力方向的關(guān)鍵
許多學(xué)生在畫受力圖時,出現(xiàn)錯誤的一個直接原因是對約束的類型不理解,或是約束反力方向判斷不清,以致于不能正確畫出受力圖。怎樣來判斷約束的類型和約束反力的方向呢?下面僅對常見的幾種約束類型進(jìn)行簡要說明。對于由柔軟的繩索、鏈條、傳動帶等所形成的柔體約束,因?yàn)樗荒艹惺芾?,因此也只能限制物體(非自由體)沿柔體約束中心線離開約束的運(yùn)動,故其約束反力作用于連接點(diǎn),方向沿柔體中心線背離被約束物體。對于光滑接觸面約束,僅限制物體沿接觸面法線向支承面方向的運(yùn)動,因此約束反力通過接觸點(diǎn),方向總是沿接觸面法線支承受力物體的。畫受力圖時,只要判明屬于此類約束,將約束反力沿接觸處的公法線指向被約束物體即可,如例題中D、E兩點(diǎn)的約束反力ND、NE。對于固定鉸鏈支座約束,見圖2(a)。畫圖時只要判明其類型,標(biāo)出兩個相互垂直的分力FRX和FRY即可,如例題中B點(diǎn)的NBX、NBY。對于活動鉸鏈支座約束,見圖2(b)、(c),畫受力圖時可按示意圖假設(shè)一個方向即可。
4 判斷物系問題的受力情況應(yīng)注意作用與反作用公理的應(yīng)用
在遇到物系問題時,一些學(xué)生往往只注意研究對象上受到了哪些力的作用,而忽視了研究對象對別的相互接觸物體力的作用,這樣畫出的受力圖不符合物體的實(shí)際受力情況。原因是在分開畫物系問題的受力圖時,當(dāng)兩個物體間存在相互力的作用,忽視了作用與反作用公理的應(yīng)用。因此,畫受力圖前應(yīng)首先判明上述情況,注意這個位置的力是成對出現(xiàn)的,并且共線反向,分別作用在兩個相互接觸的物體上。在上面例題中,對研究對象的受力情況進(jìn)行正確分析后,將所有作用在研究對象上的力標(biāo)注在分離體圖上即可得到正確的受力圖。
參考文獻(xiàn)
[1] 紀(jì)武瑜.工程力學(xué)[M].中國勞動社會保障出版社,2005.
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