工程力學(xué)知識(shí)總結(jié)范文
時(shí)間:2023-12-06 18:02:10
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篇1
關(guān)鍵詞:案例教學(xué);綜合布線;工程實(shí)訓(xùn)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們生活水平的快速提高,智能樓宇、智能小區(qū)、安防監(jiān)控等各式各樣的綜合信息系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。作為綜合信息系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),綜合布線工程的重要性也得到了廣大從業(yè)者及用戶的認(rèn)可。為了滿足社會(huì)發(fā)展的需要,目前大多數(shù)高校均開(kāi)設(shè)了綜合布線課程。本文對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的分析和探討。
一、網(wǎng)絡(luò)綜合布線課程特殊性及教學(xué)現(xiàn)狀
(一)網(wǎng)絡(luò)綜合布線課程的特殊性
網(wǎng)絡(luò)綜合布線課程的特殊性主要集中兩個(gè)方面:一,教學(xué)內(nèi)容的特殊性。經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)多,標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范多,理論知識(shí)點(diǎn)少且分散,重實(shí)踐。二,培養(yǎng)目標(biāo)的特殊性。主要是培養(yǎng)與綜合布線系統(tǒng)工程的相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工、測(cè)試、維護(hù)、管理、監(jiān)理等一系列專業(yè)人才,是一門技能培養(yǎng)類課程,培養(yǎng)目標(biāo)必須與用人單位需要緊密相關(guān),要受到人力市場(chǎng)的檢驗(yàn)
(二)綜合布線課程的教學(xué)現(xiàn)狀
1、理論與實(shí)踐之間存在距離。受師資力量的限制或?qū)嵺`條件的限制,目前部分講授本課程的教師主要精力集中在理論講授,實(shí)踐部分較少。2、教學(xué)內(nèi)容與市場(chǎng)需要存在距離。市場(chǎng)需要具有綜合布線設(shè)計(jì)與施工的綜合性人員,既要懂得如何設(shè)計(jì)、布線,也要懂得測(cè)試、施工管理等方面知識(shí);目前,大多數(shù)開(kāi)設(shè)本課程的教師是計(jì)算機(jī)專業(yè)或者網(wǎng)絡(luò)專業(yè)畢業(yè),缺乏工程現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),在工程實(shí)施、測(cè)試、驗(yàn)收、管理等方面著墨不多,即“偏網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、輕工程實(shí)施”。3、考核方式比較單一。目前本課程的考核方式主要為筆試或者模擬局部施工技能考核的方式,上述兩種方式都無(wú)法全面準(zhǔn)確地測(cè)試學(xué)生對(duì)綜合布線的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收測(cè)試、管理等各方面能力的掌握,不能正確全面地對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)。
二、整體設(shè)計(jì)
對(duì)整個(gè)工程實(shí)訓(xùn)裝置設(shè)計(jì)的占地面積大約在142m2,長(zhǎng)度在13.4m、寬度在10.6m、高度在4.8m的實(shí)驗(yàn)室里。根據(jù)實(shí)習(xí)的教學(xué)要求、實(shí)驗(yàn)室空間狀況、資金的投入情況以及課程實(shí)驗(yàn),決定使用開(kāi)放式的模塊化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)為分層星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),綜合教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)為一體,為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)集寫字樓、商場(chǎng)、營(yíng)業(yè)廳等場(chǎng)所為一體的綜合布線實(shí)際操作的模擬真實(shí)環(huán)境,能夠同時(shí)滿足多人進(jìn)行各自的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,讓學(xué)生能夠?qū)B50311-2007《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行充分學(xué)習(xí)和掌握。整個(gè)實(shí)訓(xùn)裝置組成部分有1個(gè)示范展示單元和10個(gè)實(shí)驗(yàn)單元,為了能夠更好地進(jìn)行案例式實(shí)驗(yàn)教學(xué),在裝置側(cè)面配套了1個(gè)材料架和10個(gè)交換設(shè)備機(jī)柜,如圖1所示。
每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元由2面呈90°直角的仿真墻體相互連接組成,這2面仿真墻體的長(zhǎng)度》1800mm,仿真墻體的高度》2800mm,仿真墻的厚度》180mm,其中一面仿真墻安裝有小機(jī)柜、另一面仿真墻安裝有2塊層板,并提前鋪設(shè)了網(wǎng)絡(luò)線纜來(lái)連接側(cè)面配套的交換設(shè)備機(jī)柜;仿真墻面具有光滑平整、防火、防霉、防潮的特點(diǎn),能夠開(kāi)展鉆、釘、刨、粘等布線施工實(shí)訓(xùn);每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元之間的頂端連接、互通來(lái)用金屬橋架來(lái)進(jìn)行。每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元都能夠各自進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和與交換設(shè)備相配合,安全模擬樓宇監(jiān)控系統(tǒng)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、建筑消防報(bào)警系統(tǒng)、住宅門禁系統(tǒng)、家居弱電系統(tǒng)等實(shí)際的工程項(xiàng)目案例。
三、實(shí)驗(yàn)案例設(shè)計(jì)
綜合布線工程實(shí)訓(xùn)裝置從3個(gè)方面為學(xué)生提供布線工程,這三個(gè)方面是教學(xué)演示、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、工程項(xiàng)目案例。實(shí)訓(xùn)中涉及的各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、管理、測(cè)試、驗(yàn)收等綜合的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在場(chǎng)景中老師能夠?qū)崿F(xiàn)在示范展示單元中講解綜合布線的產(chǎn)品、材料和工具,還有安裝步驟、制作方法和操作流程;指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀表對(duì)雙絞線、同軸電纜、光纜鏈路等開(kāi)展性能測(cè)試、連通性測(cè)試、衰減測(cè)試等實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生能夠?qū)Τ橄蟮木C合布線理論知識(shí)有一個(gè)直觀、具體的認(rèn)識(shí)。學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)單元按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求進(jìn)行綜合性的實(shí)際操作,并通過(guò)師生圍繞工程實(shí)踐中如樓宇監(jiān)控系統(tǒng)、住宅門禁系統(tǒng)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、家居弱電系統(tǒng)、建筑消防報(bào)警系統(tǒng)等具體案例進(jìn)行分析、模擬,從實(shí)際應(yīng)用的角度完成整個(gè)綜合布線工程的設(shè)計(jì)、施工、工程管理和監(jiān)理、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、工程認(rèn)證和驗(yàn)收、管理與維護(hù)的全過(guò)程。
綜合布線工程實(shí)訓(xùn)裝置既可以開(kāi)展如網(wǎng)線接頭制作等的單組基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、又可以多單元聯(lián)合進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或工程項(xiàng)目案例實(shí)訓(xùn),能夠符合實(shí)驗(yàn)大綱所規(guī)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)要求。通過(guò)采取情景教學(xué)模式能夠更好地開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)綜合布線課程的教學(xué)工作,促進(jìn)教學(xué)的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
[1]張小明,彭夷,嚴(yán)明良.綜合布線工程實(shí)訓(xùn)室項(xiàng)目教學(xué)情境設(shè)計(jì)與教學(xué)[J].智能建筑與城市信息.2009,(04).
篇2
【關(guān)鍵詞】工程力學(xué) 思維方式 抽象思維 發(fā)散思維
【中圖分類號(hào)】G640 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)22-0011-02
一 工程力學(xué)介紹
工程力學(xué)作為一門應(yīng)用范圍極其廣泛的工科專業(yè)基礎(chǔ)課程,它包含了傳統(tǒng)學(xué)科中的理論力學(xué)與材料力學(xué)兩門學(xué)科中的主要內(nèi)容,是認(rèn)識(shí)與分析工程技術(shù)問(wèn)題一項(xiàng)必備的基礎(chǔ)知識(shí)與研究工具,是材料、機(jī)械、建筑、機(jī)電等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。課程內(nèi)含大量的基本概念、基本術(shù)語(yǔ)如約束與約束反力等很多易混淆的名詞,概念性強(qiáng)是工程力學(xué)的一個(gè)重要特點(diǎn),如果死記硬背,必然會(huì)東挪西借,一團(tuán)霧水。抽象性強(qiáng)是本課程的又一特點(diǎn),尤其在材料力學(xué)篇,如材料的軸力、彎矩等內(nèi)力的概念,學(xué)生中有很多疑點(diǎn),必須給予明確而有說(shuō)服力的解釋,否則不利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、思維能力。實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)是它的第三個(gè)特點(diǎn),各種起重裝置的設(shè)計(jì)、減速器中傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)等都離不開(kāi)力學(xué)知識(shí),都需要經(jīng)過(guò)周密的科學(xué)計(jì)算才能設(shè)計(jì)尺寸選取材料。而作為一門基礎(chǔ)課程,工程力學(xué)與其說(shuō)是一門知識(shí),不如說(shuō)是一種思維方式,課程內(nèi)含大量的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法,是一門重要的思維方式培養(yǎng)課程。
二 思維方式及其重要性
所謂思維方式,就是體現(xiàn)一定的思想內(nèi)容和一定的思考方法,使用于特定領(lǐng)域的思維模式。如在游擊戰(zhàn)時(shí)期,為了有效地保存自己消滅敵人提出了“16字訣”:敵進(jìn)我退、敵駐我擾、敵疲我打、敵退我追。這就是當(dāng)時(shí)最為優(yōu)秀的思維方式。以思維的憑借物維度劃分,可以把思維分為動(dòng)作思維、形象思維和抽象思維,概念是人反映事物本質(zhì)屬性的一種思維形式,因而抽象思維是人類思維的核心形態(tài)。以思維探索問(wèn)題答案的方向劃分,可以把思維分為聚合思維和發(fā)散思維、以思維的創(chuàng)造性維度劃分,可以把思維分為再造性思維和創(chuàng)造性思維、以思維的目的維度劃分,可以把思維分為上升性思維、求解性思維和決策性思維 。
思維方式是社會(huì)意識(shí)的形成途徑。千百年來(lái)人類通過(guò)對(duì)自然、社會(huì)的不斷深入了解,在實(shí)踐中逐步形成不同領(lǐng)域、不同階段的思維方式。不同的思維方式是形成不同的思想成果的必備條件,它就像不同的加工車床,相同原料經(jīng)過(guò)加工之后就會(huì)出現(xiàn)不同的加工產(chǎn)品。形式雖多樣,本質(zhì)卻多有相似,解決方案的確定過(guò)程也就是思維方式的形成過(guò)程。伏爾泰曾說(shuō):“除了野蠻的國(guó)度,世界上所有地方都被書統(tǒng)治著?!比祟惿鐣?huì)之所以能進(jìn)步和發(fā)展,是因?yàn)閲?guó)民掌握了先進(jìn)的價(jià)值體系、思維方式知識(shí)體系。價(jià)值體系確定了處理事情的目標(biāo)與方向,而思維方式就是理解和處理事情的方法,掌握好了就有可以順利地解決很多難題。教育的主要任務(wù),是訓(xùn)練良好的思維方式。
三 工程力學(xué)中的思維方式
1.工程力學(xué)中的抽象思維
抽象思維也稱邏輯思維,是利用概念進(jìn)行的思維活動(dòng)。它又分為形式邏輯思維和辯證邏輯思維。形式邏輯中的概念是無(wú)矛盾性的,具有確定、絕對(duì)、靜止、單一的特性,而辯證邏輯中的概念是有矛盾的、具有變化、相對(duì)、運(yùn)動(dòng)、多樣的特征。辯證邏輯思維是在形式邏輯思維發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的,是抽象思維的高級(jí)階段,是對(duì)自然界中到處盛行的對(duì)立中的運(yùn)動(dòng)的反映。
工程力學(xué)中概念較多,力、力矩、力偶矩、約束、約束力、平衡、彈性變形以及塑性變形等,是對(duì)事物本質(zhì)屬性的一種高度概括。學(xué)生需要從多個(gè)個(gè)體中分析其聯(lián)系,抽象總結(jié)出其內(nèi)在本質(zhì)的統(tǒng)一,進(jìn)而得到其概念。如從具體的力中抽象出其統(tǒng)一的本質(zhì)(機(jī)械作用),從具體的約束中抽象出其統(tǒng)一的本質(zhì)(對(duì)運(yùn)動(dòng)的限制),從具體的內(nèi)力中抽象出其統(tǒng)一的本質(zhì)(與外力相關(guān),影響變形等)。力學(xué)中很多知識(shí)是抽象的,并不是針對(duì)某一問(wèn)題,而是針對(duì)一大類工程問(wèn)題,其解決思路也是一種抽象思維。
2.工程力學(xué)中的發(fā)散思維
發(fā)散思維又稱求異思維、輻射思維,是從一個(gè)目標(biāo)出發(fā),沿著各種不同途徑尋求各種答案的思維方式。體現(xiàn)著哲學(xué)中的相對(duì)性。如平衡方程的多種形式(平面一般力系的一矩式、二矩式、三矩式,體現(xiàn)同一問(wèn)題的不同解法),合力投影定理(合力在某軸上的投影等于各分力在該軸上投影的代數(shù)和,將矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為標(biāo)量運(yùn)算),合力矩定理(合力在某點(diǎn)的力矩等于各分力在該點(diǎn)力矩的代數(shù)和)等都表現(xiàn)了該課程中的發(fā)散思維,體現(xiàn)著同一目標(biāo)不同解決思路的發(fā)散性,即可以通過(guò)轉(zhuǎn)化思維簡(jiǎn)化問(wèn)題,對(duì)解決工程實(shí)際問(wèn)題有很高的指導(dǎo)價(jià)值。
3.工程力學(xué)中的上升性思維、求解性思維、決策型思維
上升性思維是從個(gè)別的事物經(jīng)驗(yàn)中,通過(guò)分析、綜合、比較、歸納、概括出具有一般特征和普遍規(guī)律性的思維。求解性思維是尋求解決某個(gè)具體問(wèn)題的思維。決策性思維是對(duì)未來(lái)事件發(fā)生的可能性予以估計(jì)并從中選擇最理想解決方案的思維。工程力學(xué)中的解題方法的總結(jié)實(shí)際上是一種上升性思維,而將該方法應(yīng)用于具體的問(wèn)題是一種求解性思維,利用該方法對(duì)事物的發(fā)展的可能性預(yù)測(cè)并提出解決方案。如結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度條件體現(xiàn)了求解性思維,而利用強(qiáng)度條件解決強(qiáng)
度校核問(wèn)題并對(duì)桿件截面的設(shè)計(jì)則體現(xiàn)了決策性思維。
4.工程力學(xué)中的其他思維
工程力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,力學(xué)從誕生之日起就與數(shù)學(xué)相生相息,兩者都是解決問(wèn)題的方法、解決問(wèn)題的思路。力學(xué)中的理想模型的建立,蘊(yùn)含著抓住主要矛盾,忽略次要矛盾去分析問(wèn)題的思路,力學(xué)中的重心、形心蘊(yùn)含著數(shù)學(xué)的微積分的思想,蘊(yùn)含著加權(quán)平均的思想,力學(xué)中變形與外力、內(nèi)力的關(guān)系則蘊(yùn)含著內(nèi)因與外因的哲學(xué)思想,聯(lián)系的觀點(diǎn)等。
四 結(jié)束語(yǔ)
工程力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,更是一種思維方式,本文對(duì)工程力學(xué)中蘊(yùn)含的思維方式做了小結(jié),對(duì)工程力學(xué)的教學(xué)有一定的參考意義。
參考文獻(xiàn)
[1]張秉榮、章秉榮主編.工程力學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007
[2]周晚林.改革力學(xué)課程 提高學(xué)生工程素質(zhì)[J].理工高教研究,2006(1)
[3]蔡迎軍.馬克思實(shí)踐觀點(diǎn)的思維方式及其哲學(xué)意義[J].齊齊哈爾大學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),2013(4):21~23
篇3
關(guān)鍵字:工程力學(xué);應(yīng)用型;課程改革
1前言
應(yīng)用型本科是我國(guó)高校為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求定位的辦學(xué)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用型本科突出“應(yīng)用”二字,強(qiáng)調(diào)高校應(yīng)該調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程體系,改革教學(xué)方法和教學(xué)手段培養(yǎng)企業(yè)需要的應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)的實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng),突出學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力?!豆こ塘W(xué)》是所有工學(xué)相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)的公共基礎(chǔ)課,改革《工程力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法、設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn),都有助于培養(yǎng)應(yīng)用型人才。
2《工程力學(xué)》實(shí)施應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革的必要性
《工程力學(xué)》是工科專業(yè)相關(guān)的一門公共必修課,講解機(jī)械零部件設(shè)計(jì)中的力學(xué)理論、計(jì)算方法及試驗(yàn)技術(shù)?!豆こ塘W(xué)》的技術(shù)性、工程性和工程性都非常突出,體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特征。通過(guò)《工程力學(xué)》的學(xué)習(xí),可以解決實(shí)際工程領(lǐng)域中的各種問(wèn)題,能夠培養(yǎng)學(xué)生的察力、想象力、思維能力及創(chuàng)新能力。但傳統(tǒng)《工程力學(xué)》課堂教學(xué)重理論、輕實(shí)踐,一貫的講解工程力學(xué)系統(tǒng)化的理論知識(shí),降低了學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)的熱情,課堂教學(xué)枯燥無(wú)味,教學(xué)方式單一,理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫鉤,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。教師開(kāi)展《工程力學(xué)》的教學(xué)方法單一,采用滿堂灌的方式,以教師為中心,教學(xué)效率低下,不利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。地方本科院校急需改變這種現(xiàn)狀,將探究式教學(xué)應(yīng)用到《工程力學(xué)》的教學(xué)過(guò)程,培養(yǎng)出滿足市場(chǎng)需求的工程技術(shù)人才。
3基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《工程力學(xué)》課程改革思路
3.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
《工程力學(xué)》主要講解工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,構(gòu)件靜力問(wèn)題,桿類構(gòu)件承載能力、梁類構(gòu)件承載能力、輪軸類構(gòu)件承載能力的分析與計(jì)算,及其它力學(xué)問(wèn)題。這些內(nèi)容即包括比較空泛的理論,也包括具體抽象的問(wèn)題。應(yīng)用型人才是需要具體的實(shí)踐問(wèn)題解決能力,這就要求優(yōu)化《工程力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容,圍繞應(yīng)用和創(chuàng)新兩個(gè)角度開(kāi)展。將繁瑣的理論知識(shí)采用工程案例教學(xué),增強(qiáng)應(yīng)用性,同時(shí)做好《工程力學(xué)》與其它理論課的銜接,真正提高《工程力學(xué)》的實(shí)踐性。另一方面,整合與精簡(jiǎn)原來(lái)繁雜的教學(xué)內(nèi)容,省略復(fù)雜的公式推理,直接拓寬學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí),根據(jù)不同專業(yè)的要求,制定差異化的課程教學(xué)內(nèi)容,真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。
3.2改進(jìn)教學(xué)方法
《工程力學(xué)》課堂教學(xué)仍然傳統(tǒng)采用的“教師教、學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)方法,教師按照章節(jié)一章一章的講解,盡量做到知識(shí)的完整性,在非常有限的課內(nèi)時(shí)間講完全部課程內(nèi)容,不管學(xué)生是否能接受,單向的不停的講解理解。往往只記住了理論知識(shí),實(shí)踐應(yīng)用能力不強(qiáng)。這種教學(xué)過(guò)程枯燥乏味的教學(xué)方式最后減弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生的參與性不強(qiáng),最后造成教學(xué)效果不佳。教師應(yīng)該改進(jìn)教學(xué)方法,采用激發(fā)式教學(xué)方法,以學(xué)生為中心,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)及難點(diǎn),通過(guò)設(shè)置一些問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考,最后總結(jié)出結(jié)論。這種教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,能夠培養(yǎng)學(xué)生的求知欲望。教師應(yīng)該有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生去獨(dú)立思考,大膽創(chuàng)新,注重師生之間、生生之間的對(duì)話、交流和互動(dòng),使學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)過(guò)程中,最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐應(yīng)用能力、科研意識(shí)及創(chuàng)新能力的目標(biāo)。
3.3創(chuàng)設(shè)綜合型實(shí)驗(yàn)
《工程力學(xué)》是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程,《工程力學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不可或缺的一部分,傳統(tǒng)《工程力學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是理論內(nèi)容的驗(yàn)證,沒(méi)有發(fā)揮實(shí)踐的真正作用,大部分時(shí)候都是由教師進(jìn)行操作示范,學(xué)生跟到教師做,沒(méi)有發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。要想培養(yǎng)應(yīng)用型人才,就應(yīng)該創(chuàng)設(shè)綜合型實(shí)驗(yàn),提供綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),由學(xué)生自己制定實(shí)驗(yàn)方案,自己采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),自己處理分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,最后得出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種綜合型實(shí)驗(yàn),能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力,還能培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力。
4結(jié)語(yǔ)
總之,《工程力學(xué)》是工科相關(guān)專業(yè)的公共必修課,對(duì)學(xué)生后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)有一定的影響?!豆こ塘W(xué)》的教學(xué)改革應(yīng)該圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)這一中心工作,通過(guò)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,通過(guò)綜合型實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手的能力,為高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]彭雅軒,王建國(guó).以工程力學(xué)課程為平臺(tái)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的科學(xué)思維能力[J].教育教學(xué)論壇,2015(3):133-134.
篇4
關(guān)鍵詞 知識(shí)結(jié)構(gòu) 工程力學(xué) 復(fù)習(xí)策略
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
作為高等院校一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程“工程力學(xué)”的難學(xué)難教問(wèn)題,一直是高職院校教學(xué)中存在的普遍現(xiàn)象。如何破解這個(gè)難題?這是擺在我們面前的一個(gè)重要課題。
經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我們探索出一條運(yùn)用知識(shí)結(jié)構(gòu)理論,探討高職工程力學(xué)的復(fù)習(xí)方法。知識(shí)結(jié)構(gòu)是指知識(shí)內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu),是由知識(shí)之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系聯(lián)結(jié)而成的知識(shí)整體。在工程力學(xué)復(fù)習(xí)課中可對(duì)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行挖掘和重構(gòu),從而將教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為學(xué)生頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
1 以物理模型變化為切入口,拓寬知識(shí)結(jié)構(gòu),理清學(xué)習(xí)思路
隨著高職課程的模塊化,大學(xué)基礎(chǔ)課程“物理學(xué)”的刪減,高職力學(xué)體系直接由中學(xué)“物理”力學(xué)部分跳躍至大學(xué)“理論力學(xué)”,給基礎(chǔ)本來(lái)就較差的高職新生的“跳級(jí)”學(xué)習(xí)帶來(lái)極大困難。
這種困難主要由物體模型的變化引起的,其變化前后構(gòu)建的知識(shí)結(jié)構(gòu)參見(jiàn)表1。
比較表1中的(1)和(2)可見(jiàn),變化后的力學(xué)體系主要增加的內(nèi)容:第一,描述外界作用的知識(shí)結(jié)構(gòu)有了新的內(nèi)容,主要增加了力矩、力偶、動(dòng)量矩等知識(shí)點(diǎn),同時(shí)由于描述問(wèn)題維數(shù)的不同,使得空間和平面描述有較大差別。第二,描述力對(duì)物體的作用效應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)拓寬了,如轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度等的增加。這就進(jìn)一步理清了力學(xué)知識(shí)的邏輯關(guān)系,開(kāi)闊了學(xué)生的知識(shí)視野,為力學(xué)的深入學(xué)習(xí)理清了思路。
2 挖掘教材知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,重建知識(shí)結(jié)構(gòu),解決重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題
2.1 挖掘教材知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,重建知識(shí)結(jié)構(gòu),理清重點(diǎn)和難點(diǎn)
工程力學(xué)主要由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分組成。在復(fù)習(xí)材料力學(xué)的桿件的基本變形形式時(shí),可分別以強(qiáng)度和剛度為主線,將涉及其章節(jié)的零散知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合,重構(gòu)其知識(shí)結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)表2)。
依據(jù)高職工程力學(xué)教學(xué)大綱及以上列出的知識(shí)結(jié)構(gòu),其重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容均展示得十分清晰和直觀:①?gòu)?qiáng)度計(jì)算是重點(diǎn);②梁的內(nèi)力圖及梁的變形是難點(diǎn)。
2.2 按照由易到難、循序漸進(jìn)的思路,解決難點(diǎn)問(wèn)題
以內(nèi)力圖為例,構(gòu)建經(jīng)緯聯(lián)系形式的知識(shí)結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)表3)?;诖耍?)以簡(jiǎn)易的軸力圖、剪力圖和扭矩圖為例,總結(jié)歸納繪制內(nèi)力圖的一般程序和方法。①將工程實(shí)際受力物體轉(zhuǎn)變成力學(xué)模型;②畫出研究對(duì)象受力圖;③列出以截面為自變量、內(nèi)力為變量的方程;④依據(jù)內(nèi)力方程畫出桿件截面上的內(nèi)力圖。(2)深入研究繪制內(nèi)力圖的基本規(guī)律,進(jìn)而解決其難點(diǎn)問(wèn)題。第一,以以上繪制內(nèi)力圖基本方法為基礎(chǔ),歸納出繪制梁的剪力圖或彎矩圖的基本步驟和方法:①將工程實(shí)際中受力物體轉(zhuǎn)變成梁的力學(xué)模型;②畫出梁的受力圖;③列出剪力方程和彎矩方程;④畫出梁的剪力圖和彎矩圖。第二,比較表3所示梁的剪力圖和彎矩圖,引導(dǎo)學(xué)生填寫表4所示不同載荷作用下的剪力圖和彎矩圖,從而分析出載荷、剪力圖和彎矩圖之間的關(guān)系――繪制梁的內(nèi)力圖的基本規(guī)律。第四,引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)其基本規(guī)律,畫出梁的剪力圖和彎矩圖,從而達(dá)到簡(jiǎn)化畫圖環(huán)節(jié),提高畫圖速度的目的。
2.3 在突破難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,解決重點(diǎn)問(wèn)題
依據(jù)表2所展示的知識(shí)結(jié)構(gòu),剖析各個(gè)變形強(qiáng)度計(jì)算公式的物理內(nèi)涵,引導(dǎo)學(xué)生由淺入深,在掌握拉伸、剪切、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,解決重點(diǎn)――梁的強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題,從而促進(jìn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立,思維能力的發(fā)展。
3 構(gòu)建基于力學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu),提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力
力學(xué)實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)際結(jié)合十分緊密,是復(fù)習(xí)鞏固工程力學(xué)理論知識(shí)和培養(yǎng)高職學(xué)生必備動(dòng)手能力的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。為此,運(yùn)用知識(shí)結(jié)構(gòu)理論,探討力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題,以提升學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
3.1 引導(dǎo)學(xué)生做試驗(yàn),畫出關(guān)系圖
以測(cè)試低碳鋼的力學(xué)性能為例,引導(dǎo)學(xué)生做拉伸試驗(yàn),畫出結(jié)果圖。其低碳鋼通過(guò)拉伸試驗(yàn)得到的P―L曲線圖及消除橫截面、標(biāo)距影響的 ― 曲線圖,如圖1和圖2所示。
3.2 引導(dǎo)學(xué)生討論試驗(yàn)結(jié)果,構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)
以通過(guò)拉伸試驗(yàn)的低碳鋼的應(yīng)力與變形關(guān)系為主線,引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展深入討論并填寫相關(guān)指標(biāo)的表格,構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu),如表5所示。
注釋
① 杜強(qiáng).注重構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu),優(yōu)化復(fù)習(xí)課效率[J].四川教育學(xué)院學(xué)報(bào),2000.3.
② 知識(shí)結(jié)構(gòu)及其在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)校外教育(理論),2007.4.
③ 盧永全.淺議以實(shí)踐為載體的工程力學(xué)課程教學(xué)改革[J].科技信息,2009.15.
篇5
摘要: 按照教學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,對(duì)《工程力學(xué)》課程的教材內(nèi)容和體系、課堂教學(xué)方法進(jìn)行了一系列改革探索。在課堂教學(xué)中堅(jiān)持“一法為主,多法并用”的原則,以問(wèn)題討論式教學(xué)法為主要教學(xué)方法,適當(dāng)運(yùn)用案例教學(xué),著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,收到了較好的效果。
關(guān)鍵詞: 工程力學(xué);課堂教學(xué);教學(xué)方法;教學(xué)改革
0引言
《工程力學(xué)》課程是我校工科類專業(yè)必修的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,是學(xué)生從基礎(chǔ)課到專業(yè)課學(xué)習(xí)的橋梁。按照我校的人才培養(yǎng)模式“本科學(xué)歷+職業(yè)技能”教育的特點(diǎn),近年來(lái),我校對(duì)《工程力學(xué)》課程的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法等進(jìn)行了一系列改革的探索與實(shí)踐,形成了以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的課堂教學(xué)模式,該課程現(xiàn)已成為鄭州市精品課程之一。
1以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),改革課程內(nèi)容與體系
教學(xué)模式的改革是以人才培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)定和教材內(nèi)容體系的改革為前提的。前些年我校??茩C(jī)械類專業(yè)的《工程力學(xué)》課程的理論課時(shí)通常達(dá)120學(xué)時(shí)以上,講授內(nèi)容包括理論力學(xué)(靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué))及材料力學(xué)的主要概念和理論。課程內(nèi)容多,理論性強(qiáng),體系結(jié)構(gòu)不夠合理,不僅要求學(xué)生具有一定的高等數(shù)學(xué)、物理、制圖的基礎(chǔ)和較強(qiáng)的抽象思維能力,還要求能運(yùn)用力學(xué)的基本理論對(duì)工程問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)合理分析和計(jì)算。因我?!豆こ塘W(xué)》課程是放在一年級(jí)新生開(kāi)設(shè)的,學(xué)生缺少工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),基礎(chǔ)也相對(duì)薄弱,往往會(huì)感到內(nèi)容枯燥,概念難以理解,導(dǎo)致對(duì)該課程產(chǎn)生畏懼心里,從而影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性。
近年來(lái),針對(duì)我校的辦學(xué)層次、生源質(zhì)量等情況,我校加大了教學(xué)改革的力度,隨著教改的深入,我們?cè)诩訌?qiáng)實(shí)踐性教學(xué)的同時(shí),也對(duì)課程內(nèi)容和體系進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整和改革。按照“夠用和必需”的原則,《工程力學(xué)》課程已由原來(lái)的120多學(xué)時(shí)縮減到現(xiàn)在的90多學(xué)時(shí),重新調(diào)整后的教材內(nèi)容與體系主要包括:①靜力學(xué)部分按照研究?jī)?nèi)容和層次分為兩章,第一章主要介紹力與力系的相關(guān)概念和基本知識(shí),第二章主要研究物體在力系作用下的平衡問(wèn)題。②運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分按照研究對(duì)象和研究方法分為四章,主要包含質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)和剛體動(dòng)力學(xué)的相關(guān)概念和基本知識(shí)。③材料力學(xué)部分按照構(gòu)件變形形式分為五章,主要研究四種基本變形和組合變形時(shí)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題。教材內(nèi)容和體系具有以下特點(diǎn):①緊密結(jié)合工程實(shí)際。在教材中,一是通過(guò)工程實(shí)例來(lái)提取力學(xué)模型、建立基本概念、講解基本原理、總結(jié)基本方法及其應(yīng)用;二是增加了大量與工程實(shí)際結(jié)合緊密的例題和習(xí)題。②突出了思維方法和分析方法的訓(xùn)練。力求在分析每一個(gè)具體問(wèn)題時(shí)都能善于運(yùn)用已學(xué)的力學(xué)知識(shí),通過(guò)數(shù)學(xué)演繹和嚴(yán)密的邏輯推理等方法獲得問(wèn)題的解答;在討論不同問(wèn)題時(shí),學(xué)會(huì)歸納問(wèn)題的共性(如力系簡(jiǎn)化方法和結(jié)論的共性,求解平衡問(wèn)題方法的共性,各種基本變形內(nèi)力分析方法和應(yīng)力分析方法的共性等),從中總結(jié)出共同的本質(zhì)。③在教材內(nèi)容編排上每一章都增加有問(wèn)題討論,對(duì)容易混淆的概念和結(jié)論進(jìn)行辨析,補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)內(nèi)容。這些擴(kuò)充的內(nèi)容不要求學(xué)生掌握,只是給有興趣和有能力的學(xué)生自學(xué)留下足夠的空間,以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。這樣做的優(yōu)勢(shì)是內(nèi)容銜接好,體系結(jié)構(gòu)更加合理,學(xué)生更容易從問(wèn)題入手,吃透教材,并且容易理解和記憶。
2以培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo),改革課堂教學(xué)方法
對(duì)《工程力學(xué)》課程,我們倡導(dǎo)課堂上堅(jiān)持“一法為主,多法并用”的原則,探索以問(wèn)題討論式教學(xué)法為主,適當(dāng)采用案例教學(xué),并與其它教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方式,初步形成了以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主、教師引導(dǎo)為輔的課堂教學(xué)新模式。
2.1 基于問(wèn)題討論式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力問(wèn)題討論式教學(xué)法是問(wèn)題式教學(xué)法和討論式教學(xué)法的有機(jī)結(jié)合,是以尊重、信任和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性為前提,以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力為目標(biāo),以問(wèn)題為主線,以課堂討論為主要教學(xué)形式的一種教學(xué)方法。
2.1.1 問(wèn)題討論式教學(xué)法的運(yùn)用問(wèn)題討論式教學(xué)法要貫穿三個(gè)基本環(huán)節(jié)。第一個(gè)環(huán)節(jié)是提出問(wèn)題。教師在課堂教學(xué)中要始終以問(wèn)題為導(dǎo)向,適時(shí)地、恰當(dāng)?shù)亍⑶擅畹靥岢鰡?wèn)題。問(wèn)題可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣,但提出問(wèn)題要注意以下幾點(diǎn):①提出的問(wèn)題應(yīng)是與課程知識(shí)內(nèi)容相關(guān)的,即可以用課程知識(shí)解決的問(wèn)題。②提出的問(wèn)題應(yīng)緊密結(jié)合工程實(shí)際和生活實(shí)際。如我們?cè)谥v鉸鏈約束時(shí),就會(huì)提出工程中什么樣的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可以簡(jiǎn)化為鉸鏈約束的問(wèn)題;在講扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、剛度知識(shí)時(shí),會(huì)提出工程中為什么機(jī)床主軸常采用空心圓截面的問(wèn)題等等。③提出的問(wèn)題要經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),難度適中。問(wèn)題一定要切合學(xué)生的實(shí)際情況,使學(xué)生通過(guò)努力能獲得解答,從而增強(qiáng)信心,產(chǎn)生自豪感,促進(jìn)學(xué)習(xí)興趣的提高。問(wèn)題太簡(jiǎn)單激發(fā)不起學(xué)生的興趣,而問(wèn)題太難學(xué)生又無(wú)法解答,反而容易挫傷學(xué)生的積極性。④鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)。學(xué)生是問(wèn)題討論式教學(xué)法的主角,學(xué)生是否敢于提問(wèn)和敢于回答問(wèn)題是該教學(xué)法成敗的關(guān)鍵,所以要鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的任何疑問(wèn)。第二個(gè)環(huán)節(jié)是分析問(wèn)題。在這個(gè)環(huán)節(jié)中教師要循循善誘,要啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生深入分析問(wèn)題,幫助學(xué)生理清解決問(wèn)題的思路,給學(xué)生講解與問(wèn)題相關(guān)的理論或指導(dǎo)學(xué)生看書閱讀,自學(xué)思考,最終找出解決問(wèn)題的方法。第三個(gè)環(huán)節(jié)是解決問(wèn)題。在這個(gè)環(huán)節(jié)中,要改變過(guò)去那種單純由教師講解來(lái)得出結(jié)論的傳統(tǒng)授課方法,而改為通過(guò)學(xué)生討論來(lái)得出問(wèn)題的答案。討論可以分成幾個(gè)小組,每個(gè)小組4-6人,學(xué)生可以自由組合。教師應(yīng)根據(jù)問(wèn)題的難易程度,限定出恰當(dāng)?shù)挠懻摃r(shí)間,并安排合理的組合方式,便于學(xué)生之間的互相交流與協(xié)作。其間教師巡視各組討論情形,給學(xué)生提供必要的幫助和指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生找出解決問(wèn)題的方法。最后,由各組對(duì)本組的討論進(jìn)行總結(jié)、歸納,并介紹本組的觀點(diǎn),然后由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng),并引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論,提高其分析判斷能力。教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生討論中暴露出來(lái)的問(wèn)題,對(duì)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步講解,使學(xué)生加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和記憶。
2.1.2 問(wèn)題討論式教學(xué)法的作用①能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在教學(xué)中大量運(yùn)用啟發(fā)式,緊密結(jié)合工程實(shí)際,使學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí),學(xué)生針對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題,往往會(huì)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,為了把問(wèn)題弄清楚,不僅會(huì)注重課堂上專心聽(tīng)講,認(rèn)真思考,而且有的學(xué)生還會(huì)在課后去查閱相關(guān)資料或到實(shí)習(xí)工廠進(jìn)行實(shí)地考察。②能提高學(xué)生的分析能力和思維能力。通過(guò)這種教學(xué)形式,教與學(xué)雙方產(chǎn)生友好和諧的互動(dòng),使學(xué)生的思維始終處于激活狀態(tài),有利于開(kāi)啟學(xué)生廣闊的思維空間,學(xué)生獲得的力學(xué)知識(shí)也更具有針對(duì)性和實(shí)用性,從而達(dá)到使學(xué)生主動(dòng)高效學(xué)習(xí)的目的。③能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用。問(wèn)題討論式教學(xué)具有明確的、切合實(shí)際的教學(xué)目標(biāo),注重以學(xué)生為主體,充分尊重學(xué)生,使學(xué)生在課堂上積極、主動(dòng)地參與課堂活動(dòng),并能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,有利于增強(qiáng)學(xué)生的自信心和責(zé)任感。
強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí),并不意味著教師就可以袖手旁觀,教師仍然是課堂教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者、促進(jìn)者和參與者。所以,任課教師不僅對(duì)所講課程的內(nèi)容要熟練,對(duì)有關(guān)概念和原理的理解要深刻,還要有較強(qiáng)的工程背景與課堂駕馭能力(如良好的教學(xué)組織能力、知識(shí)加工能力、教學(xué)設(shè)計(jì)能力、語(yǔ)言表達(dá)與溝通能力等),否則就會(huì)難以得到學(xué)生的配合而無(wú)法收到應(yīng)有的教學(xué)效果。問(wèn)題討論式教學(xué)法還要求教師和學(xué)生平時(shí)都要注意積累素材,在生活和學(xué)習(xí)中要做有心人。如果平時(shí)不注意觀察,不注意思考,不注意積累,就談不上提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。
2.2 基于案例教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力現(xiàn)代案例教學(xué)法于1870年最早興起于美國(guó)哈佛大學(xué)。20世紀(jì)80年代末引入我國(guó)后,許多高校開(kāi)始探究案例教學(xué)法。隨著課程改革和教學(xué)改革的實(shí)施,目前,案例教學(xué)法在我?!豆こ塘W(xué)》課程的課堂教學(xué)中也得以推廣應(yīng)用。
2.2.1 案例教學(xué)法的運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)特別強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的能力,讓學(xué)生在探究的過(guò)程中學(xué)習(xí)學(xué)科文化知識(shí)。工程應(yīng)用型人才的能力主要體現(xiàn)在實(shí)踐性和綜合性,要培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的工程應(yīng)用型人才,不僅要掌握必要的工程知識(shí),還必須具備處理工程實(shí)際問(wèn)題的能力。如何將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的能力,使學(xué)生將來(lái)面對(duì)各種工程任務(wù)時(shí),能夠有科學(xué)的解決問(wèn)題的思路和方法,這是教學(xué)改革別值得探討和研究的問(wèn)題。因此,在《工程力學(xué)》課程的課堂教學(xué)中適當(dāng)穿插一些案例教學(xué)是非常必要的。課堂上運(yùn)用案例教學(xué)時(shí)應(yīng)包含三個(gè)環(huán)節(jié):一是選擇和呈現(xiàn)案例,二是分析和探究案例,三是總結(jié)和評(píng)述。
由于后兩個(gè)環(huán)節(jié)的課堂教學(xué)組織與問(wèn)題討論式教學(xué)的課堂教學(xué)組織基本相同,所以下面主要對(duì)第一環(huán)節(jié)進(jìn)行探討。這一環(huán)節(jié)是實(shí)施案例教學(xué)的關(guān)鍵,不僅要求教師在課前精心選擇案例,熟悉需要討論的材料,提出所要討論的問(wèn)題,而且需要完成對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì),找出案例呈現(xiàn)的恰當(dāng)時(shí)機(jī)。在案例設(shè)計(jì)上,要根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)收集相關(guān)資料和信息,并注意信息的完整性,避免使學(xué)生產(chǎn)生模糊不清的感覺(jué),否則難以達(dá)成正確結(jié)論。選擇案例時(shí)既要注意與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的銜接問(wèn)題,又要考慮案例本身的針對(duì)性、新穎性和涵蓋知識(shí)的全面性問(wèn)題,使選擇的案例具有典型性、趣味性,能夠緊扣所講的理論知識(shí),貼近學(xué)生生活,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,通俗易懂,能夠激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
根據(jù)工科機(jī)械專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況,教師在《工程力學(xué)》教學(xué)中可以精選一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的力學(xué)案例進(jìn)行分析。如我們?cè)谥v壓桿穩(wěn)定性時(shí),會(huì)把工程中由于某機(jī)械設(shè)備中受壓的桿件突然失效而造成人員傷亡的重大事故作為案例供學(xué)生研究探討。學(xué)生為了弄清工程事故發(fā)生的原因,往往會(huì)認(rèn)真閱讀教材和查閱相關(guān)資料。另外,我們也把學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中的有關(guān)課題(如某些傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度設(shè)計(jì)部分等)作為案例拿來(lái)與學(xué)生共同研討。這樣使學(xué)生不僅感受到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性,而且增強(qiáng)了工程安全意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。這些案例教學(xué)的目的是通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力。
2.2.2 運(yùn)用案例教學(xué)法應(yīng)注意的問(wèn)題①選擇的案例要適用,難度要適當(dāng)。教學(xué)案例可以是真實(shí)的,也可以是虛擬的,但難易程度要與教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的情況以及教師的能力相適應(yīng),解決不同層次的問(wèn)題,需要選擇相適應(yīng)的教學(xué)案例。②在《工程力學(xué)》課程課堂教學(xué)中,案例教學(xué)法最好只作為其它教學(xué)法的一種輔助和補(bǔ)充。一是因?yàn)榘咐虒W(xué)法只對(duì)某些特定教學(xué)內(nèi)容比較有效,二是因?yàn)椤豆こ塘W(xué)》課程是在低年級(jí)開(kāi)設(shè)的,由于低年級(jí)學(xué)生的學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)薄弱,知識(shí)儲(chǔ)備不夠,而案例教學(xué)法最好在學(xué)生掌握了相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)之后再加以實(shí)施,只有學(xué)生具備了必要的基礎(chǔ)知識(shí),才能對(duì)案例材料產(chǎn)生興趣和認(rèn)識(shí),才能使案例教學(xué)發(fā)揮理論與實(shí)踐相結(jié)合的教法優(yōu)勢(shì)。③在課堂教學(xué)過(guò)程中,實(shí)施案例教學(xué)要保證課堂上有足夠的時(shí)間開(kāi)展案例討論與總結(jié),有的案例可在課前印發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生做好必要的準(zhǔn)備,否則問(wèn)題討論膚淺,不利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。
3結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)《工程力學(xué)》課程的課堂教學(xué)改革,在培養(yǎng)學(xué)生能力和創(chuàng)新意識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高工程素質(zhì)方面取得了一些成效,探索了一種能夠使工科學(xué)生輕松、愉快、自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。幾年來(lái)的實(shí)踐證明,采用現(xiàn)代教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法相結(jié)合,一法為主,多法并用的教學(xué)方法,并盡可能多的運(yùn)用問(wèn)題討論式教學(xué)法和案例教學(xué)法是一種既能達(dá)到《工程力學(xué)》課程教學(xué)目標(biāo),又能實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效教學(xué)方式,值得推廣。
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篇6
1.1互動(dòng)式教學(xué)
工程力學(xué)課程與其他課程有本質(zhì)的區(qū)別,工程力學(xué)課程教學(xué)的最終目標(biāo)就是解決問(wèn)題,這就要求學(xué)生能理解解決問(wèn)題的思路,掌握解決問(wèn)題的方法.課堂上如果只是老師在上面講,學(xué)生在下面,效果是很不理想的.但如果課堂上將主動(dòng)權(quán)從老師轉(zhuǎn)移給學(xué)生,效果截然相反.但是如何將主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生呢?措施如下
1.1.1緊緊結(jié)合課堂,有針對(duì)性的提問(wèn)
高超的教學(xué)提問(wèn)藝術(shù),能很好的啟發(fā)學(xué)生的思維,使教學(xué)活動(dòng)順利進(jìn)行.教學(xué)中教師巧妙的提問(wèn)常??梢砸幌伦哟蜷_(kāi)學(xué)生思維的閘門,拓展學(xué)生思維的深度和廣度,培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣,還能增強(qiáng)學(xué)生的主體作用,鞏固強(qiáng)化已學(xué)過(guò)的知識(shí).
1.1.2抓住重點(diǎn)難點(diǎn),合理安排課堂討論
課堂上教師在講解了一定的知識(shí)點(diǎn)后,要及時(shí)的設(shè)計(jì)問(wèn)題讓同學(xué)們思考并進(jìn)行課堂討論,課本上的思考題或者自己平時(shí)教學(xué)過(guò)程中的積累設(shè)計(jì)成的問(wèn)題,都能及時(shí)的引導(dǎo)學(xué)生課堂學(xué)習(xí),有啟發(fā)性的問(wèn)題有利于學(xué)生的思維發(fā)展,更能讓學(xué)生抓住教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn).舉例1在講解力偶和力矩時(shí),一般是先講力矩再講力偶的,基本的概念、性質(zhì)、定理講完之后,及時(shí)的問(wèn)學(xué)生:力矩和力偶的相同之處和不同之處分別是什么?這個(gè)問(wèn)題一出,學(xué)生就開(kāi)始思考,這時(shí)就可以組織一個(gè)小討論,讓大家自由發(fā)言.綜合大家討論的內(nèi)容,學(xué)生基本上都能掌握力矩和力偶,而且也能完全的區(qū)分這兩個(gè)力的形式.舉例2在講解拉壓桿的強(qiáng)度問(wèn)題時(shí),要根據(jù)桿件的強(qiáng)度來(lái)確定結(jié)構(gòu)的許用荷載,如圖1中所示結(jié)構(gòu),若已知桿1桿2的橫截面積和許用應(yīng)力,要確定結(jié)點(diǎn)處受力的許用荷載.解法1根據(jù)結(jié)點(diǎn)A的受力平衡找出桿1和桿2受到的力與F的關(guān)系,然后根據(jù)許用應(yīng)力確定F的取值范圍,取交集即可;解法2根據(jù)桿1和桿2的許用應(yīng)力確定兩桿受到的最大軸力,再根據(jù)結(jié)點(diǎn)A的平衡計(jì)算力F的大小.這兩種解法,計(jì)算的結(jié)果完全不同.我們就可以問(wèn)學(xué)生,這兩種算法是不是都正確?如果都正確,為什么結(jié)果不同呢?如果不全正確,哪個(gè)計(jì)算方法錯(cuò)誤呢?錯(cuò)誤又在哪里呢?這樣一來(lái),學(xué)生就開(kāi)始思考討論了.通過(guò)這樣的一個(gè)討論,大家就會(huì)明白桿件的許用荷載和結(jié)構(gòu)的許用荷載的區(qū)別了.只要課堂上留給學(xué)生討論的時(shí)間,學(xué)生掌握知識(shí)的程度遠(yuǎn)比老師在講臺(tái)灌輸式的講解強(qiáng)的多.可見(jiàn),老師少講,學(xué)生多想多討論,是件事半功倍的大好事.
1.2案例式教學(xué)
工程力學(xué)理論性強(qiáng),比較抽象,與工程實(shí)際聯(lián)系緊密,與此同時(shí),學(xué)生又沒(méi)有什么實(shí)際經(jīng)驗(yàn),分析工程問(wèn)題解決實(shí)際問(wèn)題的能力有限,而《工程力學(xué)》課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)就是解決實(shí)際問(wèn)題.所以在教學(xué)中,教師應(yīng)該搜集和積累一些與工程力學(xué)相關(guān)的實(shí)例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基本理論的興趣,提高學(xué)習(xí)效果.舉例1講解平面匯交力系時(shí),基本的理論知識(shí)講完后,給大家舉例園林工程施工時(shí)的軋路碾子過(guò)障礙物的實(shí)例,如圖2所示.要大家根據(jù)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)分析工程問(wèn)題,計(jì)算拉過(guò)碾子的最小水平力是多大?拉過(guò)碾子的最小力又是多大?舉例2講解彎曲強(qiáng)度時(shí),大自然賦予樹(shù)木的美好造型,如形成合理的圓形截面,能夠抵御不同方向的風(fēng)力引起的彎曲內(nèi)力和變形,上細(xì)下粗的樹(shù)身,各截面彎矩自下而上越來(lái)越小,形成等強(qiáng)度懸臂梁.
1.3重視習(xí)題課和課下作業(yè)
為了解決《工程力學(xué)》課時(shí)相對(duì)較少內(nèi)容相對(duì)較多的矛盾,一般都采取加快授課進(jìn)度的辦法,所以學(xué)生在有限的時(shí)間要掌握一定的知識(shí)點(diǎn),還要會(huì)熟練應(yīng)用,就存在一定的難度.所以展開(kāi)一定課時(shí)的習(xí)題課和布置定量的有代表性的作業(yè)就顯得尤為重要.筆者根據(jù)工程力學(xué)的兩大部分,分別展開(kāi)靜力學(xué)習(xí)題課和材料力學(xué)習(xí)題課各一次,一次2學(xué)時(shí).
(1)習(xí)題課時(shí)一定要選擇好題目,既要有代表性,又要有一定難度,還要能聯(lián)系工程實(shí)際,重點(diǎn)是通過(guò)題目的講解培養(yǎng)學(xué)時(shí)的應(yīng)用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力;
(2)講解題目時(shí)盡量一題多解,讓學(xué)生通過(guò)一個(gè)題目的解決就能熟練掌握多個(gè)知識(shí)點(diǎn);
(3)習(xí)題課時(shí)要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,題目講解前要給學(xué)生思考的時(shí)間,采取學(xué)生思考—設(shè)問(wèn)—回答—分析—討論—講解—總結(jié)的過(guò)程,可以大大縮短學(xué)生掌握知識(shí)的時(shí)間;
(4)課下作業(yè)一定要適量,有針對(duì)性的溫習(xí)課堂教學(xué)內(nèi)容,能夠及時(shí)評(píng)價(jià)課堂教學(xué)的效果;
(5)課后作業(yè)在下次上課時(shí)進(jìn)行總結(jié),將作業(yè)中出現(xiàn)問(wèn)題較多的地方再重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下,個(gè)別問(wèn)題單獨(dú)糾正.總之,一定要利用好習(xí)題課的時(shí)間,重視課下作業(yè)的整體質(zhì)量,通過(guò)習(xí)題課和課下作業(yè)讓學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題的能力得到提高.
2考核辦法
根據(jù)工程力學(xué)課程的特點(diǎn),考試成績(jī)不能采取一卷定高低的方法,而應(yīng)該將平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)相結(jié)合.
(1)將課下作業(yè)做為考試成績(jī)的一部分,每次課下作業(yè)都給學(xué)生做成績(jī)記錄,不交作業(yè)的沒(méi)有成績(jī),這樣也能提高學(xué)生做作業(yè)的動(dòng)力,有效提升學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力;
(2)將課堂提問(wèn)回答情況作為期末考試的一部分,提高學(xué)生課堂的主人翁意識(shí),調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的興趣和熱情;
(3)期末考試時(shí),弱化學(xué)生死記硬背的內(nèi)容,強(qiáng)化學(xué)生解決問(wèn)題的能力,將一些常見(jiàn)的公式印制在試卷上,增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用知識(shí)水平.
3結(jié)束語(yǔ)
篇7
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(shí)具備抽象性和繁瑣性,對(duì)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(shí)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(duì)“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(chǎng)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(dòng),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(dòng)、形象、全面、準(zhǔn)確的掌握課程知識(shí),實(shí)現(xiàn)二者的無(wú)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(guò)程中困難較大,單純的講解和死記硬背已無(wú)法滿足教學(xué)要求。因此通過(guò)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整,將工程力學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程與工程中典型工作任務(wù)緊密融合,教學(xué)過(guò)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(shí)、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(shí)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(shí)目標(biāo)。同時(shí)制定了如下教學(xué)模塊:
對(duì)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(shí)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(píng)價(jià)方法,同時(shí)制定不同的知識(shí)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(guò)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(guò)程。
(1)明確本次教學(xué)任務(wù)的能力目標(biāo)要求與知識(shí)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(shí);
(3)學(xué)生根據(jù)教師的演示分小組對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆卸,并提出問(wèn)題;
(4)教師匯總問(wèn)題并進(jìn)行知識(shí)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(cuò),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(kāi)與之對(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)展示,增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),提高了學(xué)生的操作技能,進(jìn)而加深了知識(shí)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(shí),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(guò)程中,能夠?qū)W(xué)生的困難做到有問(wèn)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(guò)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(lái)崗位和社會(huì)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(dòng)積極學(xué)習(xí)的習(xí)慣。高職院校強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng),要積極改變以考試定成績(jī)的評(píng)分方式,注重過(guò)程性評(píng)價(jià),從多方面來(lái)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(wèn)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(shí)目標(biāo)”“能力目標(biāo)”“技能目標(biāo)”三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考核。其中,“知識(shí)目標(biāo)”主要通過(guò)開(kāi)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(duì)教學(xué)任務(wù)的完成情況的評(píng)分、以及學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、互評(píng)和完成任務(wù)報(bào)告的質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行的考評(píng)??傮w來(lái)說(shuō),綜合能力=學(xué)生自評(píng)20%+組內(nèi)互評(píng)20%+考試成績(jī)和任務(wù)報(bào)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(dòng)手解決問(wèn)題的機(jī)會(huì),在學(xué)生分工協(xié)作、自主完成項(xiàng)目的過(guò)程中,用所學(xué)理論來(lái)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(dòng)手解決問(wèn)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8
1教學(xué)內(nèi)容的改革
工程力學(xué)課程是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程,是土木工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一,是連接高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理與結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、土力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等課程的橋梁,是土木工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)由基礎(chǔ)教育向工程實(shí)踐教育的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),其在實(shí)踐教學(xué)中的作用越來(lái)越明顯,但是教學(xué)內(nèi)容過(guò)分強(qiáng)調(diào)力學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性,而忽視力學(xué)作為應(yīng)用學(xué)科的實(shí)用價(jià)值。工程力學(xué)的任務(wù)是學(xué)會(huì)如何對(duì)力學(xué)問(wèn)題建模、如何將模糊的問(wèn)題和想法用數(shù)學(xué)來(lái)描述,并培養(yǎng)提出、分析、設(shè)計(jì)以及解決科學(xué)和工程問(wèn)題的能力[6]。為了能夠更好的培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,拓寬學(xué)生運(yùn)用力學(xué)的方法解決實(shí)際的工程問(wèn)題,應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容上加以優(yōu)化。一是重視基本概念、原理和方法的更新,增加新的教學(xué)內(nèi)容,如工程力學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)、新進(jìn)展、新概念、新實(shí)驗(yàn)以及國(guó)內(nèi)外土木工程等領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題。二是為了使學(xué)生對(duì)力學(xué)課程產(chǎn)生興趣,在緒論課程中應(yīng)引入經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展史。目前,在教材編寫中,由于“少而精”的要求,緒論中更多的是介紹課程的研究?jī)?nèi)容、研究任務(wù)、研究方法以及研究目的,而弱化了力學(xué)發(fā)展史的介紹。從古代墨子“力,形之所以?shī)^也”到牛頓力學(xué)《自然哲學(xué)原理》的編寫,再到哈密頓《一個(gè)動(dòng)力學(xué)普遍方程》的發(fā)表,經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷的漫長(zhǎng)的時(shí)間,期間出現(xiàn)了很多促使力學(xué)發(fā)展的科學(xué)家,如牛頓、麥克斯韋、達(dá)朗伯、拉格朗日、哈密頓等等。這些歷史及歷史人物的介紹,可以達(dá)到喚醒、激勵(lì)、鼓舞學(xué)生的目的。三是強(qiáng)調(diào)概念性和實(shí)踐性內(nèi)容的重要性,適當(dāng)減少計(jì)算性內(nèi)容。工程力學(xué)具有基礎(chǔ)性和應(yīng)用性的特點(diǎn),在教學(xué)內(nèi)容安排中,一方面弱化理論推導(dǎo)過(guò)程,另一方面應(yīng)適量增加一些具有實(shí)踐性或趣味性的教學(xué)素材;例題中,應(yīng)突出對(duì)實(shí)際問(wèn)題的力學(xué)模型建立過(guò)程的描述,在課后習(xí)題中引入基于力學(xué)分析的工程實(shí)踐的綜合運(yùn)用實(shí)例,以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生用力學(xué)方法分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2教學(xué)方法的改革
工程力學(xué)教學(xué)方法的改革,關(guān)鍵在于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一方面可以通過(guò)制作精美的教學(xué)課件增加課堂的趣味性和直觀性。現(xiàn)有的課件和通常意義上所說(shuō)的板書并沒(méi)有多大區(qū)別,只是將原來(lái)用在黑板上推導(dǎo)完成的公式,放到了多媒體課件中加以展示。這樣的課件在教學(xué)過(guò)程中,達(dá)不到吸引學(xué)生的目的,自然無(wú)法引起學(xué)生的興趣??紤]到在工程力學(xué)課程教學(xué)中會(huì)用到大量的力學(xué)簡(jiǎn)圖和實(shí)驗(yàn)結(jié)論,如果可以將這些力學(xué)簡(jiǎn)圖和試驗(yàn)項(xiàng)目(如在理論力學(xué)課程運(yùn)動(dòng)學(xué)篇中出現(xiàn)的連桿機(jī)構(gòu),材料力學(xué)課程中桿件的各種變形等等)用類似flas的直觀方式表現(xiàn)出來(lái),就可以豐富課件的內(nèi)容,增加學(xué)生的興趣。另一方面是引入課堂試驗(yàn)。力學(xué)課程中的基本原理都是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,但目前力學(xué)的教學(xué)中,由于條件所限,工程力學(xué)課程中的實(shí)驗(yàn)部分主要集中在材料力學(xué)的一些驗(yàn)證試驗(yàn)中,如金屬材料的拉伸壓縮試驗(yàn)、梁的彎曲正應(yīng)力試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)等等。這些試驗(yàn)的開(kāi)設(shè),能在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力,但要達(dá)到力學(xué)教學(xué)的目的,還有一定的距離。為了改變這一現(xiàn)狀,可以借鑒一些國(guó)外大學(xué)經(jīng)典力學(xué)的教學(xué)方法,在這些課程的教學(xué)中,教師在每堂課的教學(xué)中會(huì)會(huì)通過(guò)隨堂實(shí)驗(yàn)的方式,驗(yàn)證本堂課所涉及到的相關(guān)內(nèi)容和原理,盡管這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果大家都是非常熟悉的。此外還可以采用離開(kāi)教室的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。土木工程專業(yè)是應(yīng)用性較強(qiáng)的一門學(xué)科,作為土木工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,應(yīng)該在在學(xué)期中,安排2-4個(gè)學(xué)時(shí)將教學(xué)從教室搬到現(xiàn)場(chǎng),通過(guò)利用現(xiàn)場(chǎng)的工程實(shí)物,教會(huì)學(xué)生如何對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題模型化,并用所學(xué)的力學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析解答。
3教學(xué)模式的改革
傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師為中心的“填鴨式”教學(xué),教師起主導(dǎo)作用。由于高校教師一職多能的特點(diǎn),使得教學(xué)過(guò)程質(zhì)量控制稍顯不足。鑒于這種情況,應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式加以改革,形成以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。在這一過(guò)程中,應(yīng)以班級(jí)為基礎(chǔ)建立4-6人為一組的學(xué)習(xí)小組進(jìn)行研討式教學(xué)。研討課教學(xué)是讓學(xué)生參與教學(xué),教學(xué)相長(zhǎng),師生互動(dòng),通過(guò)專題研討使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)和拓展知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。教師可以針對(duì)課程重難點(diǎn)問(wèn)題,設(shè)置相關(guān)專題討論課。教師通過(guò)引導(dǎo),教師與學(xué)生,學(xué)生與學(xué)生間通過(guò)互動(dòng)交流,對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行拓展。也可以設(shè)置一些與學(xué)科前沿相關(guān)的內(nèi)容及熱點(diǎn),學(xué)生通過(guò)課后查閱文獻(xiàn),以小組為單位,通過(guò)板書、圖片、多媒體、實(shí)物模型等靈活的形式展示,并由教師與其他同學(xué)進(jìn)行提問(wèn)、討論,最后教師進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。此外,在作業(yè)形式中也應(yīng)該改變傳統(tǒng)以課后習(xí)題為主的作業(yè)模式,為了能夠更好的培養(yǎng)學(xué)生的能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),可以布置一些研究型的題目,通過(guò)查閱文獻(xiàn),以論文的形式的完成。比如通過(guò)材料力學(xué)課程中梁的合理設(shè)計(jì)問(wèn)題,可以提出鋼筋混凝土梁的合理設(shè)計(jì)問(wèn)題、鋼梁的合理設(shè)計(jì)問(wèn)題等等,然后將這些題目布置下去,讓學(xué)生查閱資料,并完成相關(guān)論文??傊?,要以這種教學(xué)形式改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué),實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變。
4結(jié)論和總結(jié)
篇9
關(guān)鍵詞:工程力學(xué);教學(xué);習(xí)題課;作業(yè)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568(2012)29-0066-02
《工程力學(xué)》是工科眾多專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,在基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課之間起著承上啟下的橋梁作用。它既具有廣泛的通用性和較強(qiáng)的理論性,又具有鮮明的實(shí)踐性與工程性。為了培養(yǎng)造就適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量、多樣化的人才,伴隨著《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》的實(shí)施,工程力學(xué)已在課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容等方面發(fā)生了很大的變化。在改革的浪潮中,課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為主要教學(xué)環(huán)節(jié)無(wú)疑備受關(guān)注。但是,“課時(shí)少,內(nèi)容多”是目前工程力學(xué)教學(xué)面臨的一個(gè)主要矛盾。為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到大綱的教學(xué)要求,教師往往為了趕進(jìn)度而強(qiáng)調(diào)速度,習(xí)題課和課后作業(yè)往往沒(méi)有明確的規(guī)定而得不到足夠的重視,極易使學(xué)生造成理論易懂、習(xí)題難做的困難局面。為了扭轉(zhuǎn)上述的困難局面,適應(yīng)高等教育人才的培養(yǎng)要求,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力,筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為在工程力學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)習(xí)題課和指導(dǎo)課后作業(yè)是必須的。
一、思想上和行動(dòng)上高度統(tǒng)一,重視習(xí)題課和課后作業(yè)的不可替代性
在師生的雙向教學(xué)活動(dòng)中,優(yōu)化且準(zhǔn)確的信息反饋,能使教師及時(shí)準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,從而有效地調(diào)整、控制教學(xué)進(jìn)程和教學(xué)活動(dòng)。[1]課表中并沒(méi)有專門規(guī)定要上習(xí)題課,但教學(xué)實(shí)踐證明,學(xué)生學(xué)習(xí)的反饋方式多種多樣,習(xí)題課和指導(dǎo)學(xué)生課后作業(yè)是培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、對(duì)概念加深理解的重要環(huán)節(jié),它提供了課堂討論的機(jī)會(huì),能綜合地反映出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力,同時(shí)也是學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際、對(duì)所學(xué)理論知識(shí)加深理解、鞏固和熟練的學(xué)習(xí)過(guò)程,對(duì)學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)起著重要的作用。習(xí)題課對(duì)學(xué)生思維的鍛煉是單純講課無(wú)法代替的。所以盡管面臨學(xué)時(shí)壓縮的困難,筆者仍堅(jiān)持安排上習(xí)題課,習(xí)題課體現(xiàn)在每學(xué)期初每個(gè)教師根據(jù)各自的課程表填寫的教學(xué)進(jìn)程計(jì)劃表中。教學(xué)經(jīng)歷也證明,把時(shí)間和精力花費(fèi)在上好習(xí)題課和指導(dǎo)作業(yè)上是十分值得的。要使學(xué)生把聽(tīng)來(lái)的、看來(lái)的知識(shí)變成自己的,不經(jīng)過(guò)他們親自在實(shí)踐中消化、運(yùn)用甚至犯錯(cuò)誤的過(guò)程是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,同時(shí)也更好地遏制和扭轉(zhuǎn)了眼高手低、理論易懂、習(xí)題難做的局面。
二、聯(lián)系工程實(shí)際,認(rèn)真精選題目,講求一題多解,能夠舉一反三
習(xí)題課教學(xué)雖然以講解習(xí)題為主,但不能僅追求習(xí)題的數(shù)量,更要強(qiáng)調(diào)習(xí)題的質(zhì)量。要嚴(yán)防題海戰(zhàn)術(shù)?,F(xiàn)在的大學(xué)生往往就怕作業(yè)布置得多。要聯(lián)系工程實(shí)際,選出具有代表性和典型性的習(xí)題,通過(guò)講解一道題可以懂得這一類題的求解方法。既能起到加深理解所學(xué)概念、定理、定律的作用,又能讓學(xué)生感受到所學(xué)知識(shí)的有用性,提高興趣。比如:講授彎曲內(nèi)力習(xí)題時(shí),往往選取火車的輪軸、車削工件等工程實(shí)例的受力情況來(lái)進(jìn)行講解。并且通過(guò)根據(jù)受力圖利用微分方程來(lái)畫剪力圖和彎矩圖這種方法,懂得所有的彎曲變形內(nèi)力圖的畫法,能夠舉一反三。[2]同時(shí),一道題目采用不同的求解方法,有利于拓寬學(xué)生的解題思路。追求一題多解是培養(yǎng)和訓(xùn)練發(fā)散性思維的很好形式,從不同角度、不同方法觀察解決問(wèn)題,其特點(diǎn)是思路開(kāi)闊,不拘一格,便于活躍思想,發(fā)散思維。比如:上述畫內(nèi)力圖的方法就有好多種:可以利用截面法求出不同段上的內(nèi)力方程,再利用方程來(lái)畫內(nèi)力圖;可以利用微分關(guān)系來(lái)畫內(nèi)力圖;也可以利用快速作圖法來(lái)畫內(nèi)力圖。對(duì)于匯交力系合成和分解的問(wèn)題,既可以用解析法,又可以用幾何法。[3]在學(xué)完理論力學(xué)之后,對(duì)于同一道題,可以利用動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理或者機(jī)械能守恒定理等多種方法來(lái)求解。通過(guò)對(duì)多種解題方法進(jìn)行比較分析,不僅可以把所學(xué)理論知識(shí)掌握得更扎實(shí),理解得更透徹,運(yùn)用得更靈活,而且可以得出問(wèn)題最簡(jiǎn)單、最方便的解決方法,起到溫故知新、融會(huì)貫通的作用。經(jīng)常開(kāi)展一題多解的分析討論和求解,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維,提升創(chuàng)新能力,培養(yǎng)創(chuàng)新人才。
三、通過(guò)變換角色,發(fā)揮主體能動(dòng)性,鍛煉綜合素質(zhì)能力
在平時(shí)的習(xí)題課上,往往可以通過(guò)變換角色,發(fā)揮學(xué)生的主體能動(dòng)性,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。讓學(xué)生主動(dòng)走上講臺(tái),給大家展示他自己做習(xí)題的思路或者方法,讓大家來(lái)評(píng)價(jià)他自己做的正確與否,正確的地方給予肯定表?yè)P(yáng),感受到成功的喜悅;錯(cuò)誤的地方大家一起幫忙指出并改正。這樣既鞏固了所學(xué)的知識(shí),加深了理解,又活躍了課堂氣氛,同時(shí)還鍛煉了學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。諸如,語(yǔ)言表達(dá)能力、邏輯思維能力、自信心能力、大膽勇氣,等等,為將來(lái)步入社會(huì)尋求工作早做準(zhǔn)備。每個(gè)學(xué)生的這些表現(xiàn),筆者都會(huì)記錄在學(xué)生的點(diǎn)名冊(cè)上,作為平時(shí)的考核成績(jī)。受學(xué)時(shí)數(shù)壓縮的限制,這樣的方式有時(shí)雖然不免會(huì)造成時(shí)間上的延誤,但是學(xué)生的課后感受還是印象深刻,反映良好,在教學(xué)活動(dòng)中是可取的,只不過(guò)需要教師提前提醒學(xué)生上習(xí)題課的時(shí)間,好讓學(xué)生有所準(zhǔn)備。
四、運(yùn)用歸納總結(jié)法,做好習(xí)題課和課后作業(yè)的歸納總結(jié),讓知識(shí)得以升華
根據(jù)教學(xué)進(jìn)程計(jì)劃安排,每周都要收取學(xué)生的作業(yè),每次對(duì)所收的作業(yè)都要嚴(yán)格認(rèn)真地及時(shí)批改(批改一次作業(yè)的時(shí)間往往多于上一次課的時(shí)間)。通過(guò)評(píng)語(yǔ)法或修正法使每個(gè)上交作業(yè)的學(xué)生能看到自己作業(yè)當(dāng)中的問(wèn)題和不足。對(duì)每次的作業(yè)批改進(jìn)行總結(jié)歸納,共性的問(wèn)題寫在備課本上,反思自己的教學(xué)方式并及時(shí)調(diào)整,個(gè)別的問(wèn)題批注在學(xué)生的作業(yè)本上,方便上課時(shí)及時(shí)提醒學(xué)生。同時(shí)針對(duì)學(xué)生作業(yè)中的共性問(wèn)題,還要在習(xí)題課上統(tǒng)一糾正,并教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)總結(jié)歸納。學(xué)生的作業(yè)反饋必須及時(shí)地構(gòu)成閉環(huán),才能更有利于教學(xué)的開(kāi)展,得到學(xué)生的認(rèn)可。學(xué)生的課堂評(píng)教足以說(shuō)明此點(diǎn)。因此,學(xué)會(huì)并做好習(xí)題課和課后作業(yè)的總結(jié),對(duì)于學(xué)生進(jìn)一步掌握所學(xué)知識(shí),明確解決問(wèn)題的要點(diǎn)和思路,糾正習(xí)題演練中的錯(cuò)誤,熟悉處理同類問(wèn)題的一般方法,讓知識(shí)得以升華等,都有著十分重要的作用。
五、加強(qiáng)習(xí)題課和課后作業(yè)應(yīng)采用靈活多變的教學(xué)方法
學(xué)校開(kāi)設(shè)工程力學(xué)課的專業(yè)有機(jī)制、車輛、交通、土木、機(jī)化等,在習(xí)題課教學(xué)中,應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際和對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的要求不同,采用靈活多變的教學(xué)方法。[4]對(duì)于較易理解,難度較小的題目,采用問(wèn)——答——講結(jié)合法,即教師在課堂上先提出問(wèn)題,讓學(xué)生來(lái)答,再通過(guò)分析總結(jié)講解給學(xué)生,一般在課堂上即可完成作業(yè),不需布置課后作業(yè);對(duì)于具有一定難度且學(xué)生容易出錯(cuò)的題目,采用分析——討論——總結(jié)結(jié)合法,即對(duì)一具體的問(wèn)題,在教師的引導(dǎo)下,師生共同分析,對(duì)于不同觀點(diǎn)處在全班展開(kāi)大討論,學(xué)生各抒己見(jiàn),最后總結(jié)分析不同觀點(diǎn)的正確或錯(cuò)誤,得出正確結(jié)論,課后再通過(guò)作業(yè)練習(xí)得以鞏固;對(duì)于難度較大的題目,往往采用討論——探究結(jié)合法,這類題目往往只是少數(shù)學(xué)生有興趣去研究,因此可有意識(shí)地訓(xùn)練此部分學(xué)生的深入鉆研能力。[5]教學(xué)方式上可采用多媒體加黑板的模式,利用多媒體大大節(jié)約了畫圖的時(shí)間,通過(guò)黑板板書能詳盡地展示教師的形體感染力和分析解決問(wèn)題的全過(guò)程,避免了只用單一模式的缺陷。
總之,不管采用什么方式方法,教學(xué)的目的都是為了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,為培養(yǎng)創(chuàng)新人才,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,盡教師的微薄之力。
參考文獻(xiàn):
[1]蘇衛(wèi)東,嚴(yán)宗毅.在流體力學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)習(xí)題課與作業(yè)環(huán)節(jié)的體會(huì)[J].力學(xué)與實(shí)踐,2001,23(2).
[2]劉鴻文.材料力學(xué)(Ⅰ)第四版[M].北京:高等教育出版社,2004.
[3]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)(Ⅰ)第七版[M].北京:高等教育出版社,2009.
篇10
關(guān)鍵詞:工程結(jié)構(gòu);工程力學(xué);評(píng)價(jià);實(shí)訓(xùn)教學(xué);
中圖分類號(hào):TB12-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-3520(2014)-08-00-02
工程力學(xué)是人們對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題的分析研究、不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)而逐步發(fā)展起來(lái)的一門自然科學(xué)理論?!豆こ塘W(xué)》教科書中,從工程力學(xué)的基本概念、基本公理講起,逐步深入。例題也是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化抽象出的力學(xué)模型,其結(jié)構(gòu)、約束、載荷都是典型化、標(biāo)準(zhǔn)化的,而沒(méi)有說(shuō)明力學(xué)模型是如何從工程實(shí)例中簡(jiǎn)化抽象出來(lái)的。目前,國(guó)內(nèi)高等院校中的機(jī)械工程、土木工程、航空工程及相關(guān)專業(yè)普遍開(kāi)設(shè)工程力學(xué)課程,所用教材大同小異,不同程度地存在理論脫離實(shí)際的問(wèn)題。學(xué)習(xí)了工程力學(xué)課程后的大學(xué)生們,能夠基本理解和掌握工程力學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法。但是,當(dāng)遇上工程實(shí)際問(wèn)題時(shí),就會(huì)感到茫然不知所措。因?yàn)楣こ虒?shí)際問(wèn)題都是較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),不是教科書中的標(biāo)準(zhǔn)拉桿、標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支梁,各結(jié)構(gòu)間的連接方式有焊接、鉸接,不是書中標(biāo)準(zhǔn)的約束形式,載荷也不是給出的,需要去調(diào)查或?qū)崪y(cè),無(wú)法直接應(yīng)用工程力學(xué)理論去分析研究,不知如何下手。這也是新畢業(yè)大學(xué)生就業(yè)難的原因之一。
理論脫離實(shí)際,大學(xué)生們?nèi)狈鉀Q工程實(shí)際問(wèn)題的能力這個(gè)問(wèn)題,明顯地?cái)[在各工科高等院校面前,擺在高校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、廣大教師和學(xué)生面前,急待解決。
通過(guò)專業(yè)課學(xué)習(xí)解決理論關(guān)系實(shí)際問(wèn)題當(dāng)然是一個(gè)有效途徑。但是,受到教學(xué)時(shí)間、教學(xué)內(nèi)容等諸多因素的限制,只靠在大學(xué)后期階段的幾門專業(yè)課學(xué)習(xí)是解決不了問(wèn)題的,而且已顯為時(shí)較晚。那么,強(qiáng)調(diào)要在大學(xué)教學(xué)的全過(guò)程中貫徹落實(shí)理論聯(lián)系實(shí)際的思想并硬性規(guī)定,在技術(shù)基礎(chǔ)課中安排一定學(xué)時(shí)的工程實(shí)訓(xùn)教學(xué),是完全必要的。
一、問(wèn)題
如何搞好工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)?這個(gè)問(wèn)題又?jǐn)[到了任課教師的面前。
如何做到從工程實(shí)際中簡(jiǎn)化抽象出力學(xué)模型是搞好工程力學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵一環(huán),也是最基本的內(nèi)容。而在普通工科高等院校中,過(guò)去和現(xiàn)在都沒(méi)有搞過(guò)這類實(shí)訓(xùn)教學(xué),無(wú)可借鑒。但我們可從以下三方面去探索:第一,聽(tīng)取老大學(xué)生的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn);第二,認(rèn)真分析已有力學(xué)與工程實(shí)際的關(guān)系;第三,借鑒相關(guān)學(xué)科知識(shí)。經(jīng)過(guò)邊探索、邊實(shí)踐、邊總結(jié),歸納總結(jié)出了從工程結(jié)構(gòu)分析開(kāi)始,從中離散出簡(jiǎn)單構(gòu)件,再簡(jiǎn)化抽象出力學(xué)模型,進(jìn)而進(jìn)行力學(xué)分析計(jì)算,得到結(jié)論及給出對(duì)原工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)及改進(jìn)意見(jiàn),這樣一個(gè)對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程力學(xué)分析全過(guò)程的方法?,F(xiàn)以流程圖的方式表達(dá)如下:
工程結(jié)構(gòu)力學(xué)分析流程圖
對(duì)上述流程圖簡(jiǎn)要說(shuō)明如下:
㈠在對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析、對(duì)構(gòu)件、約束、載荷進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象時(shí),應(yīng)遵循以下原則:
1.分清主次,注意轉(zhuǎn)化。既要抓住主要因素,略去次要因素;同時(shí)要注意,在一定條件下,有些次要因素可能轉(zhuǎn)化為不可忽略的重要因素。
2.雅俗對(duì)照,約定俗成。即要把理論(雅)的東西和工程實(shí)際(俗)的相關(guān)東西進(jìn)行比對(duì),形成相應(yīng)的簡(jiǎn)化關(guān)系;特別是有些已經(jīng)形成定式的簡(jiǎn)化結(jié)果(如木結(jié)構(gòu)連接就簡(jiǎn)化成鉸接),就不能再變了。
3.由繁而簡(jiǎn),先分后和。工程結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,直接對(duì)構(gòu)件整體作力學(xué)分析是很困難的。一般應(yīng)先分析結(jié)構(gòu)的構(gòu)成及各構(gòu)件間的連接方式;然后,將構(gòu)件間的連接方式作為相互的約束進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,離散出簡(jiǎn)單構(gòu)件;進(jìn)而對(duì)構(gòu)件及相關(guān)載荷進(jìn)行簡(jiǎn)化,得到力學(xué)模型。在對(duì)力學(xué)模型進(jìn)行力學(xué)分析后,再回到整個(gè)結(jié)構(gòu)中,作綜合的分析處理。
㈡力學(xué)模型三要素。簡(jiǎn)化抽象出的力學(xué)模型必須具備三個(gè)要素:構(gòu)件、載荷和約束,缺一不可。
㈢力學(xué)分析三要點(diǎn)。應(yīng)用力學(xué)理論和方法進(jìn)行分析研究有三個(gè)出發(fā)點(diǎn):強(qiáng)度、剛度、和穩(wěn)定性,并分別給出結(jié)論。
㈣綜合評(píng)價(jià)三方面。對(duì)各構(gòu)件分析后,再回到對(duì)工程結(jié)構(gòu)整體的分析評(píng)價(jià),應(yīng)用工程標(biāo)準(zhǔn)和力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性三個(gè)方面的評(píng)價(jià)。
㈤在得出了對(duì)原工程結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)之后,自然會(huì)產(chǎn)生對(duì)原設(shè)計(jì)的改進(jìn)意見(jiàn)。
依據(jù)上述分析方法,我們“掛壁床”、籃球架、綱目結(jié)構(gòu)橋、吊扇、桌連椅等多種工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工程力學(xué)分析研究;更準(zhǔn)確地說(shuō),也是在進(jìn)行分析時(shí),不斷地歸納、總結(jié)、完善分析方法?,F(xiàn)以“掛壁床”為例,說(shuō)明分析的全過(guò)程。
“掛壁床”是煙臺(tái)南山學(xué)院學(xué)生宿舍中普遍使用的學(xué)生用床,如圖所示。
該床由三部分組成:兩個(gè)床頭、一個(gè)床身。床頭是一根50×50×4的角鋼彎成直角的兩邊,與一根外徑35mm圓鋼管彎成直角的兩邊焊接成的矩形框架,框架中還焊有3根外徑為20mm的圓鋼管。床身是2根40×40×3的角鋼由5根外形為20×20的方鋼管焊接在一起而形成。由4根M8的螺栓將床身和床頭連接在一起形成了整床;又各用2個(gè)膨脹螺栓(M16)將床頭固定在墻上,形成了“掛壁床”。
根據(jù)床的結(jié)構(gòu)和連接方式,拆開(kāi)4個(gè)M8的螺栓,即可將床離散為三個(gè)簡(jiǎn)單構(gòu)件,即兩個(gè)床頭和一個(gè)床身。這是第一步。第二步,將已離散出的較簡(jiǎn)單構(gòu)件轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型。先看床頭,它一端固定在墻上,相當(dāng)于固定端,另一端自由;當(dāng)人坐在床沿上時(shí),人的體重將由床身傳至與之相連接的床頭自由端處;于是就得出了在自由端作用有集中力的懸臂梁。床身即可視為兩端鉸支、受有幾個(gè)集中力作用的簡(jiǎn)支梁??紤]到幾個(gè)人同時(shí)坐在床沿上的情況較多、而且此時(shí)床沿角鋼比墻邊角鋼承受更大載荷,處于較危險(xiǎn)狀態(tài),應(yīng)予重點(diǎn)分析。考慮到兩根角鋼要同時(shí)發(fā)生彎曲變形,而且變形之差比連接兩角鋼的方鋼管尺寸小得多(約1%),兩角鋼間的相互作用很小,可以略去。于是就得到了以床沿角鋼為簡(jiǎn)支梁、其上有幾個(gè)集中力作用的力學(xué)模型。到此即完成了力學(xué)模型的簡(jiǎn)化抽象工作。
接下來(lái)的是對(duì)載荷的分析。當(dāng)一個(gè)人坐在高度為0.5m的床沿上時(shí),兩腳放在地面上,地面會(huì)分擔(dān)體重的20%左右,墻邊角鋼也會(huì)分擔(dān)體重的20%左右,余下的60%由床沿角鋼承擔(dān)。常見(jiàn)的較嚴(yán)重的情況是4個(gè)學(xué)生同時(shí)坐在床沿上。由于床板的作用,會(huì)使4個(gè)人的體重的60%平均地分配到5根方鋼管與床沿角鋼的焊接處。以每個(gè)大學(xué)生體重為600N計(jì),則可視為簡(jiǎn)支梁上作用有5個(gè)290N的集中力;而總重量的一半以集中力的方式作用在懸臂梁的自由端,約為720N。
載荷確定后,即可進(jìn)行強(qiáng)度及剛度分析計(jì)算。對(duì)于懸臂梁,集中力對(duì)固定端處的彎矩Mmax = 612N?m,由此引起對(duì)固定床頭的上部螺栓的拉力1.5KN。據(jù)查,該螺栓的許可拉力為21KN,可見(jiàn)其強(qiáng)度儲(chǔ)備很大。對(duì)于簡(jiǎn)支梁,最大彎矩Mmax=304N?m,角鋼的抗彎截面系數(shù)W2 = 1.23×10-6 m3,則σmax = 245MPa,梁中點(diǎn)的最大撓度ω=13 mm。我們還對(duì)4人坐床沿時(shí)的變形進(jìn)行了實(shí)測(cè):懸臂梁自由端撓度為2.1 mm,簡(jiǎn)支梁中點(diǎn)撓度為15 mm。上述實(shí)測(cè)撓度值與計(jì)算結(jié)果完全吻合。由此可以認(rèn)為,我們所進(jìn)行的力學(xué)模型的簡(jiǎn)化抽象以及對(duì)載荷的估計(jì)是基本正確的。
根據(jù)上述分析,可對(duì)“掛壁床”作出評(píng)價(jià)及提出改進(jìn)意見(jiàn)。
二、評(píng)價(jià)
設(shè)計(jì)思想新穎,結(jié)構(gòu)合理,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,安全可靠。床頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙,既有很高的承載能力,又是很好的床頭護(hù)欄;而且用于固定床頭的膨脹螺栓有很大的強(qiáng)度儲(chǔ)備。床身的強(qiáng)度和剛度能滿足一般正常要求,但在嚴(yán)重情況下(如4、5人同時(shí)坐在床沿上),強(qiáng)度和剛度都顯不足;而且變形較大且不均勻時(shí),會(huì)引起很大噪聲,影響休息。
三、改進(jìn)建議
針對(duì)上述例子分析,為增加“掛壁床”強(qiáng)度和剛度,提出下列建議:
1.將床沿角鋼由40×40×3改為40×40×4,既不改變外觀情況,又可增大強(qiáng)度和剛度,可使4人同時(shí)坐床沿時(shí)的最大應(yīng)力降至190MPa,最大撓度降至10mm。
2.將固定用螺栓穿墻雙掛。即把相鄰兩宿舍的兩張床背靠背地用同一根螺栓固定在同一面墻上,既節(jié)省材料,又大大提高了防地震能力。
以上只是對(duì)工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析方法和工程力學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的初步探索。還需要逐步提高水平,把實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)提升到實(shí)訓(xùn)教學(xué)課的高度上來(lái)。
參考文獻(xiàn):
[1]蒙曉影.工程力學(xué)[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2008
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