時(shí)間：2023-01-17 13:12:14
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工程力學(xué)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
骨骼最基本的功能就是傳遞力學(xué)載荷，發(fā)揮支撐及運(yùn)動功能. 脊柱是人體的中軸骨，是人體的脊梁，是一個(gè)具有多個(gè)復(fù)雜關(guān)節(jié)連接的系統(tǒng)，其功能發(fā)揮依賴于完整的骨性結(jié)構(gòu)和正常的負(fù)重力線. 所以，任何創(chuàng)傷、退變、炎癥、腫瘤及畸形等疾病所引起的脊柱骨質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞或力線異常，都將會導(dǎo)致其正常生理功能喪失，從而產(chǎn)生相應(yīng)的臨床癥狀. 脊柱外科手術(shù)最根本的目的就是消除病因，重建脊柱穩(wěn)定和恢復(fù)脊柱生理曲度. 隨著脊柱重建理念的更新及內(nèi)固定器械的不斷改進(jìn)，越來越多的工程力學(xué)原理和技術(shù)也被應(yīng)用于脊柱外科，用以解決脊柱骨性結(jié)構(gòu)破壞或力學(xué)異常所導(dǎo)致脊柱不穩(wěn)定等方面的問題［1-3］. 因此，脊柱外科與工程力學(xué)的結(jié)合越來越緊密. 脊柱外科的核心手術(shù)技術(shù)包括減壓、固定和融合三個(gè)方面. 每一個(gè)過程中都包含著大量的工程力學(xué)原理，與脊柱的穩(wěn)定重建密切相關(guān)，尤其在脊柱固定、脊柱融合和椎體強(qiáng)化方面，借鑒了大量的工程學(xué)原理，目前已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)比較成熟的階段，而脊柱的穩(wěn)定重建離不開對構(gòu)成脊柱的椎體、椎間盤和小關(guān)節(jié)突等結(jié)構(gòu)的再處理.
1椎弓根螺釘固定技術(shù)-杠桿原理
1.1椎弓根螺釘固定技術(shù)根據(jù)“三柱”理論，脊柱可以分為前、中、后三柱，在脊柱的運(yùn)動過程中，每一柱都承擔(dān)相應(yīng)的應(yīng)力. 由于椎弓根螺釘能夠從椎體后方，穿過椎弓根，直達(dá)椎體前方，將椎體的前、中、后三柱貫穿固定，獲得立體三維空間的穩(wěn)定，因此，椎弓根螺釘技術(shù)較椎板鉤、前路鋼板等其它固定方式有更強(qiáng)的力學(xué)穩(wěn)定性. 椎弓根螺釘與金屬棒及橫向連接器的組合，其力學(xué)原理類似于建筑工程學(xué)中腳手架固定，它可以通過對螺釘施加不同方向的載荷而獲得對椎體間撐開、加壓及旋轉(zhuǎn)等功能.
1.2椎弓根螺釘固定技術(shù)的臨床應(yīng)用椎弓根螺釘技術(shù)已經(jīng)成為脊柱手術(shù)中最常用、最重要、最核心的技術(shù)，在穩(wěn)定重建中具有不可缺少、不可替代的作用，是脊柱外科領(lǐng)域劃時(shí)代的技術(shù). 目前，每年有近20萬例脊柱疾病患者在手術(shù)中需要使用椎弓根螺釘技術(shù)，螺釘年使用量近百萬根，并且以每年30％的速度增加. 椎弓根螺釘技術(shù)力學(xué)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)最為突出并在臨床上大量應(yīng)用的就是在椎體滑脫復(fù)位和脊柱側(cè)彎矯正的過程中. 治療方法是通過手術(shù)復(fù)位，重建脊柱生物力線，恢復(fù)正常生理曲度. 手術(shù)方案是采用兩組椎弓根螺釘或三組椎弓根螺釘進(jìn)行復(fù)位. 表面上，兩種方法都是通過螺釘提拉作用，完成椎體復(fù)位，但實(shí)質(zhì)上，其應(yīng)用的工程力學(xué)原理各有不同. 兩組螺釘固定原理為懸臂梁結(jié)構(gòu)，它是以一個(gè)支點(diǎn)對另外一個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行提拉，在工程學(xué)中最典型的應(yīng)用是單臂起重機(jī)的工作原理；三組螺釘固定原理則是工字梁結(jié)構(gòu)，它是通過兩個(gè)支點(diǎn)對位于中央的力點(diǎn)進(jìn)行提拉，工作原理與龍門吊車極為類似. 因此，在椎體嚴(yán)重的滑脫復(fù)位過程中，三組螺釘固定方法療效優(yōu)于兩組螺釘固定方法的力學(xué)原理即在于此［1-2］.
除了提拉復(fù)位作用以外，椎弓根螺釘還可以完成加壓、撐開、去旋轉(zhuǎn)等功能，這在脊柱側(cè)彎的矯形過程中極為重要. 脊柱側(cè)彎在力學(xué)上主要表現(xiàn)為承載力線改變，同時(shí)存在矢狀面、冠狀面和水平面的力學(xué)平衡喪失，是一個(gè)三維立體畸形. 因此在畸形矯正過程中，需要同時(shí)應(yīng)用加壓、撐開、去旋轉(zhuǎn)等方法，恢復(fù)脊柱力線，糾正力學(xué)失衡. 在現(xiàn)有的種類繁多的脊柱內(nèi)固定器械中，僅有椎弓根螺釘能夠提供這種三維空間矯正性能，因此，椎弓根螺釘技術(shù)已經(jīng)成為脊柱側(cè)彎畸形矯正中不可缺少的技術(shù)［3-4］.
1.3椎弓根螺釘固定技術(shù)存在問題在臨床工作中，由于骨質(zhì)疏松常引起椎弓根螺釘固定能力下降，螺釘松動脫出，進(jìn)而導(dǎo)致手術(shù)失敗. 隨著脊柱內(nèi)固定手術(shù)的廣泛開展，多種原因?qū)е碌男g(shù)后翻修病例也越來越多. 如何處理翻修時(shí)椎弓根螺釘固定強(qiáng)度下降的問題，也成為困擾脊柱外科醫(yī)師的棘手問題. 因此，如何解決因脊柱骨質(zhì)條件不佳和手術(shù)操作失誤所導(dǎo)致的椎弓根釘固定強(qiáng)度下降，已成為脊柱內(nèi)固定研究領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急. 椎弓根螺釘固定的關(guān)鍵取決于能否得足夠的骨螺釘界面把持力，而且，這種把持力要持續(xù)到椎體間達(dá)到堅(jiān)固的骨性融合為止. 影響螺釘固定穩(wěn)定的因素不外乎兩個(gè)，一個(gè)是螺釘本身，另一個(gè)是椎體. 在螺釘方面，影響因素包括螺釘外形、直徑、長度以及螺釘?shù)闹萌敕较颉⑽恢玫龋辉谧刁w方面，影響因素則包括骨質(zhì)密度、骨質(zhì)強(qiáng)度等，如骨質(zhì)疏松. 任何引起椎體力學(xué)強(qiáng)度下降的病因均會導(dǎo)致擰入其中的螺釘把持力下降. 因而，螺釘固定穩(wěn)定的核心因素就是釘?shù)拦琴|(zhì)螺釘螺紋的界面情況.
1.4膨脹式椎弓根螺釘?shù)难邪l(fā)設(shè)計(jì)及臨床應(yīng)用工程學(xué)專家提出的方法是使用膨脹螺釘，同時(shí)強(qiáng)化處理墻面，從矛盾的雙方面著手，解決螺釘松動的問題. 由此，我們也考慮能否將此理念用于解決脊柱內(nèi)固定不穩(wěn)的難題. 通過對椎弓根螺釘固定的關(guān)鍵因素進(jìn)行了細(xì)致分析，西京醫(yī)院骨科在國內(nèi)外率先提出椎弓根螺釘穩(wěn)定應(yīng)著眼于螺釘早期機(jī)械性穩(wěn)定，遠(yuǎn)期生物性穩(wěn)定的原則，并研發(fā)出國內(nèi)首個(gè)膨脹式椎弓根螺釘系列產(chǎn)品. 大量的實(shí)驗(yàn)研究證明，膨脹式椎弓根螺釘通過膨脹加壓的作用，使螺釘周圍骨質(zhì)致密化，提高了螺釘?shù)某跏脊潭◤?qiáng)度. 3 mo后，骨質(zhì)長入膨脹螺釘?shù)呐蛎涢g隙內(nèi)，達(dá)到了“釘中有骨，骨中有釘”的遠(yuǎn)期穩(wěn)定效果，很好地解決了椎體骨質(zhì)疏松所導(dǎo)致的內(nèi)固定不穩(wěn)或不能固定的難題. 從2006年8月開始臨床使用膨脹式椎弓根螺釘治療植釘條件不佳的患者300余例，結(jié)果螺釘植入體內(nèi)后無松動、斷裂跡象，螺釘-骨界面密合性好，療效滿意.
2椎體間融合與非融合技術(shù)-張力帶原理與萬向軸頭結(jié)構(gòu)
正常椎間盤承受抗壓、彎曲、剪切三維空間載荷. 當(dāng)椎間盤發(fā)生退變后，蠕變率與初始松弛率增加， 達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短和平衡時(shí)的載荷減小，椎間盤緩沖和傳遞載荷的功能相應(yīng)減弱，進(jìn)一步加重椎間盤的退變、突出，壓迫神經(jīng)產(chǎn)生癥狀. 手術(shù)的目的就是將退變的椎間盤切除，解除脊髓、神經(jīng)根受到的壓迫. 術(shù)后重建椎間隙高度、恢復(fù)脊柱生理曲度的技術(shù)主要可以分為椎體間融合技術(shù)與非融合技術(shù).
2.1椎體間融合技術(shù)椎間融合器傳統(tǒng)的椎體間融合技術(shù)是采用自體或異體骨塊，將其嵌入摘除椎間盤后的椎體間隙，從而獲得椎體間融合. 其缺點(diǎn)在于增加了手術(shù)創(chuàng)傷和交叉感染的風(fēng)險(xiǎn). 隨著工業(yè)技術(shù)及材料學(xué)的發(fā)展，越來越多的脊柱外科醫(yī)師在考慮，能否尋求一種能夠替代自體骨或異體骨的材料. 20世紀(jì)70年代中期至80年代初期， 一種中空、帶孔的金屬圓柱體開始用于治療賽馬的頸椎病. 該內(nèi)置物可產(chǎn)生一種支撐作用，維持了椎間隙的高度，接受該方法治療后的馬頸椎活動基本正常， 因而美國馬外科中心將本術(shù)式定為馬頸椎穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)手術(shù). 隨后，許多學(xué)者考慮能否將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于人類脊柱疾病的治療，并對其進(jìn)行了外形、材料等物理特性的改進(jìn)，最后產(chǎn)生了目前的適用于人體的椎體間融合器. 椎體間融合器技術(shù)主要采用“牽張壓縮”張力帶效應(yīng)和椎體間界面內(nèi)固定的原理. 脊柱椎體間融合器置入椎間隙時(shí)可牽張殘余的纖維環(huán)及周圍軟組織， 又可以對收縮的反作用力產(chǎn)生壓縮作用加固融合器， 且融合器的固有螺紋與上下位椎體緊密嵌插， 如此形成一個(gè)自成一體的自動加壓固定系統(tǒng). 脊柱椎體間融合器技術(shù)特點(diǎn)在于完美地解決了脊柱手術(shù)節(jié)段所需要的早期制動和后期的骨性融合這一基本要求. 早期是通過嵌入椎節(jié)螺紋的抗剪力效應(yīng)和上下兩端拱石狀結(jié)構(gòu)的抗旋轉(zhuǎn)作用， 而后期則由于中空內(nèi)腔充滿碎骨粒， 再通過周壁上空隙內(nèi)外溝通， 而逐漸獲得骨性融合，維持脊柱前中后三柱良好的穩(wěn)定性. 早期臨床上應(yīng)用的椎體間融合器是不可吸收性的，多為金屬和多聚碳纖維兩種材料，融合后期產(chǎn)生應(yīng)力遮擋， 在一定程度上影響骨融合后的強(qiáng)度等不良反應(yīng)， 因此， 目前國內(nèi)外致力于各種生物型椎間融合器的研究. 它具有更好的剛度和彈性系數(shù)， 對影像學(xué)評估干擾更小等諸多優(yōu)勢. 已有研究表明，在屈伸、軸向旋轉(zhuǎn)及側(cè)屈的生物力學(xué)特性及節(jié)段穩(wěn)定性方面，可吸收性椎間融合器的臨床效果等于或優(yōu)于非可吸收性椎間融合器［1，3］.
2.2椎體間非融合技術(shù)人工椎間盤在醫(yī)學(xué)上，只有生理性的重建解剖結(jié)構(gòu)才是最為合理的. 盡管采用椎體間融合技術(shù)治療椎間盤源性疾病獲得良好的手術(shù)效果，但由于椎體間融合技術(shù)改變了脊柱的生物力學(xué)特性，使原本能夠活動的脊柱節(jié)段喪失運(yùn)動功能，因而導(dǎo)致其周圍組織和鄰近椎間盤應(yīng)力增加，加重了鄰近椎間盤的退化與病變. 近年來，國內(nèi)外學(xué)者致力于探求合適的人工假體替代退變椎間盤的全部或其中一部分，以求恢復(fù)椎間盤的解剖和功能，隨之誕生出人工椎間盤置換技術(shù). 替換退變的全部椎間盤者，稱為人工全椎間盤置換;只替換退變的髓核者，稱作人工髓核置換［2-4］.
轉(zhuǎn)貼于
Fernstrom等在上世紀(jì)50年代后期即提出人工腰椎間盤假體技術(shù)，其設(shè)計(jì)及種類不斷創(chuàng)新發(fā)展. 人工腰椎間盤置換術(shù)作為腰椎融合之外治療椎間盤源性疼痛的另一合理的選擇，目的是使退變椎間盤引起的疼痛得到長期緩解， 重建椎間隙高度以保護(hù)神經(jīng)組織， 保留脊柱運(yùn)動以避免晚期關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)及鄰近節(jié)段的病變. 隨著人工椎間盤研究的不斷深入，美國和歐洲的臨床應(yīng)用已經(jīng)證實(shí)，人工腰椎間盤置換術(shù)短期內(nèi)可以恢復(fù)脊柱的運(yùn)動學(xué)和載荷特性， 恢復(fù)脊柱功能單位的穩(wěn)定性和運(yùn)動能力. 這項(xiàng)技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的“切除固定融合”的手術(shù)理念， 更符合人體的解剖學(xué)和運(yùn)動生理學(xué).
人工髓核置換可以分為原位成形髓核假體和預(yù)制成形髓核假體. 原位成形髓核假體的設(shè)計(jì)原理是向椎間盤間隙內(nèi)注入可塑型的聚合物，并使其在椎間盤原位的間隙內(nèi)塑型成為髓核假體. 所用材料主要有硅橡膠和聚氨基甲酸乙酯. 該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于其操作通過纖維環(huán)上很小的切口即可進(jìn)行，因此降低了植入物脫出的風(fēng)險(xiǎn)，并存在開展經(jīng)皮微創(chuàng)手術(shù)的潛在可能. 而且，這種設(shè)計(jì)具有更好的應(yīng)力分布和植入物穩(wěn)定性. 預(yù)制成形假體是在體外用粘彈性材料制成一定形狀的假體，假體在植入體內(nèi)之前已經(jīng)固定成形. 相對于原位成形髓核假體，預(yù)制成形髓核假體的優(yōu)點(diǎn)是，更可靠的聚合物性能和更好控制的生物組織相容性.
3椎體成形術(shù)及后凸成形術(shù)-混凝土技術(shù)
經(jīng)皮椎體成形術(shù)是近年來脊柱外科發(fā)展的一項(xiàng)新的微創(chuàng)技術(shù). 它是通過椎弓根或直接向椎體內(nèi)注入人工骨方法， 以達(dá)到增強(qiáng)椎體強(qiáng)度和穩(wěn)定性、防止塌陷及緩解腰背部疼痛， 甚至部分恢復(fù)椎體高度的目的. 其原理就是模擬混凝土填塞技術(shù)，通過骨水泥固化，到達(dá)增強(qiáng)椎體力學(xué)強(qiáng)度及防止椎體進(jìn)一步塌陷的目的. 自法國介入放射學(xué)家Galibert等（1984）首次應(yīng)用經(jīng)皮椎體成形術(shù)治療椎體血管瘤以來，該項(xiàng)技術(shù)在歐美及我國迅速普及，主要治療椎體轉(zhuǎn)移瘤和骨質(zhì)疏松癥引起的椎體壓縮骨折. 盡管十幾年來經(jīng)皮椎體成形術(shù)取得了比較滿意的結(jié)果，但由于直接注入骨水泥不能抬升骨折椎體的終板，因此無法恢復(fù)椎體高度及改善后凸畸形殘留，而且向椎體內(nèi)直接注入骨水泥需要很高的壓力，容易引起骨水泥漏出，造成神經(jīng)受壓等嚴(yán)重并發(fā)癥. 針對這個(gè)問題，1999年美國骨科醫(yī)生研制出一種可膨脹球囊，先經(jīng)皮經(jīng)椎弓根將球囊置入椎體，球囊膨脹使骨折椎體復(fù)位，放氣退出球囊，再注入骨水泥，稱之為椎體后凸成形術(shù). 與經(jīng)皮椎體成形術(shù)相比，經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)能糾正病椎的后凸畸形，并在椎體內(nèi)形成一個(gè)空腔，可在低壓下注入粘稠度較高的骨水泥，明顯降低了骨水泥滲漏率，提高了臨床療效.
椎體成形術(shù)及后凸成形術(shù)臨床上最常用的填充物是聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥（PMMA），但PMMA有固化時(shí)大量放熱，發(fā)生滲漏后有灼傷鄰近組織(尤其是脊髓和神經(jīng))的可能，同時(shí)也燒傷骨細(xì)胞，不能與骨組織生物連接、不可生物降解等諸多問題. 理想的填充材料應(yīng)具備［4-5］: ①可注射性; ②迅速凝固，并具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度; ③具有生物活性和骨傳導(dǎo)性; ④凝固溫度低; ⑤有良好的顯影性; ⑥可緩慢的生物降解. 因此，目前臨床又進(jìn)一步發(fā)展出羥基磷灰石陶瓷、磷酸三鈣陶瓷、自固化磷酸鈣骨水泥、硫酸鈣骨水泥等，其中，又以硫酸鈣骨水泥生物相容性最好，體內(nèi)吸收快并能夠誘導(dǎo)骨形成. 椎體成形術(shù)和后凸成形術(shù)均可迅速緩解疼痛，強(qiáng)化椎體力學(xué)強(qiáng)度，是一種安全、有效、簡便的治療方法. 但其作為一項(xiàng)新技術(shù)，尚有值得深入研究的問題. 椎體后凸成形術(shù)中骨水泥的灌注量和分布情況，選擇適量的骨水泥并使其均勻充填空腔，既恢復(fù)了椎體剛度，又不至嚴(yán)重干擾脊柱正常的力學(xué)機(jī)制是今后的研究熱點(diǎn). 其次，尋找成骨效果更好，生物相容性更佳的注射材料，也將是未來研究的重點(diǎn).
在脊柱外科臨床中，工程學(xué)與醫(yī)學(xué)結(jié)合的例子仍有很多，借助工程力學(xué)原理和技術(shù)，醫(yī)學(xué)得到了迅猛地發(fā)展，解決了很多臨床工作中遇到的難題，很好地提高了患者生活質(zhì)量. 通過將工程學(xué)中膨脹螺釘用于脊柱外科獲得成功這一事例，我們深刻地體會到：優(yōu)秀的脊柱外科醫(yī)生，應(yīng)該將生物學(xué)和工程學(xué)有機(jī)結(jié)合，才能很好的解決脊柱穩(wěn)定的難題；學(xué)者型的骨科醫(yī)生，更應(yīng)該具備敏銳的觀察力和強(qiáng)勁的創(chuàng)新力，才能成為 一名與時(shí)俱進(jìn)的臨床專家.
參考文獻(xiàn)
［1］ Inceolu S， Ehlert M， Akbay A， et al. Axial cyclic behavior of the bonescrew interface［J］. Med Eng Phys， 2006，28(9):888-893.
［2］ Lei W， Wu ZX. Biomechanical evaluation of an expansive pedicle screw in calf vertebrae［J］. Eur Spine J， 2006，15(3):321-326.
［3］ Vena P， Franzoso G， Gastaldi D， et al. A finite element model of the L4L5 spinal motion segment: biomechanical compatibility of an interspinous device［J］. Comput Methods Biomech Biomed Engin， 2005， 8(1):7-16.
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；課程教學(xué)；教學(xué)方法
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-8631(2010)05-0123-01
一、傳統(tǒng)《工程力學(xué)》體系存在的問題
前些年學(xué)院水資源管理和水利經(jīng)濟(jì)類專業(yè)開設(shè)的《工程力學(xué)》課程為70-80學(xué)時(shí)。講授內(nèi)容包括理論力學(xué)(靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué))及材料力學(xué)。隨著社會發(fā)展步伐的不斷加快。對專業(yè)技術(shù)型人才的要求也在不斷深化，水資源管理和水利經(jīng)濟(jì)類專業(yè)的《工程力學(xué)》課程體系也存在類似的問題，為了進(jìn)一步適應(yīng)教學(xué)改革的要求，學(xué)院組織相關(guān)教研室教師對開設(shè)的《工程力學(xué)》課程的教學(xué)體系進(jìn)行了調(diào)整與改革。重新調(diào)整后的教材體系主要包括：(1)靜力學(xué)按照研究內(nèi)容分為三章，改革了以前按照力與力系分類定章節(jié)的做法，這樣做的優(yōu)勢是使學(xué)生容易從問題人手，吃透教材，并且容易理解和記憶；(2)運(yùn)動學(xué)按照研究方法分配章節(jié)，把運(yùn)動學(xué)并為兩章，其中《大學(xué)物理》課程中講授內(nèi)容直接做為課堂復(fù)習(xí)，或做總結(jié)性講授；按照單自由度和多自由度體系的研究對象不同，將動力學(xué)借助定律與定理分為三章。從而避免了和以前物理課中講授內(nèi)容的重復(fù)現(xiàn)象，達(dá)到了節(jié)省課時(shí)和集中課堂教學(xué)時(shí)間并向高起點(diǎn)邁進(jìn)的教學(xué)目的，通過我們幾年的教學(xué)實(shí)踐。取得了較好的效果，但是仍然感覺不足的是講授內(nèi)容基本不變，教學(xué)時(shí)數(shù)較以前壓縮較多，從2004年起理論講授僅剩40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課僅剩4個(gè)學(xué)時(shí)，難以達(dá)到很好的教學(xué)效果。而且隨著學(xué)生畢業(yè)走向社會，用人單位對不同專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)要求也在不斷變化。有必要對《工程力學(xué)》教材體系進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，注重學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，使學(xué)生到工作單位后更好的解決一般工程中的力學(xué)問題。
二、《工程力學(xué)》課程新體系特點(diǎn)與實(shí)施方案
由于《工程力學(xué)》課程理論講授僅剩40學(xué)時(shí)，而且學(xué)校要求學(xué)院必須采用“面向21世紀(jì)的新教材體系”，注重學(xué)生對《工程力學(xué)》基礎(chǔ)知識的理解與掌握，同時(shí)具有解決工程實(shí)際問題的能力。改革后的課程全新體系的核心主要包括如下內(nèi)容：力學(xué)基本概念和基本理論(如牛頓力學(xué)的三大定理等)放在突出位置。是講授的精華部分，而刪除掉或略講一些不必要的內(nèi)容，主要講授靜力學(xué)和材料力學(xué)兩大部分，在課堂上注重介紹力學(xué)領(lǐng)域的尖端研究成果(如計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域的研究近些年發(fā)生了翻天覆地的深刻變化，給同學(xué)們介紹并演示商業(yè)結(jié)構(gòu)分析軟件，如ANSYS、ALGOR、MIDAS及ABQUS等)，培養(yǎng)學(xué)生的動手編程能力和解決工程問題能力，實(shí)踐證明這種方式受到了學(xué)生的廣泛喜愛與歡迎；二十一世紀(jì)的大學(xué)生最需要的是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新教學(xué)體系在這方面作了適當(dāng)補(bǔ)充，注重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題本領(lǐng)。主要內(nèi)容安排如下：第一大部分平面力系與空間力系靜力學(xué)，按力系類型分章分節(jié)，第一章包括靜力學(xué)定理、復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的受力分析與畫受力圖，重點(diǎn)講述力系的和剛體的物理定義。靜力學(xué)的四大公理，約束和約束反力的概念比較抽象，在講授概念時(shí)，附以較多的實(shí)例，教師邊畫圖邊講述概念，使學(xué)生一開始就概念明晰、很快就能獨(dú)立做出結(jié)構(gòu)的受力圖。第二章講述平面匯交力系，重點(diǎn)介紹匯交力系的概念，需要舉出實(shí)例，從而使學(xué)生容易理解：匯交力系的合成及求解平衡方程的幾何法和解析法是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)。第三章力對點(diǎn)之矩、平面力偶理論，重點(diǎn)與難點(diǎn)是平面力偶系的合成和平衡條件。第四章講授平面任意力系，這里應(yīng)注重多舉工程實(shí)例，使學(xué)生能夠順利解決實(shí)際問題。第五章為空間力系及帶摩擦問題簡介。第二大部分內(nèi)容為材料力學(xué)，內(nèi)容主要有桿件的拉伸與壓縮問題、圓柱的扭轉(zhuǎn)問題、簡支梁與懸臂梁的彎曲問題，簡單結(jié)構(gòu)的基本變形和四個(gè)強(qiáng)度理論。第一章講授桿件的軸向拉伸與軸向壓縮，需要注重強(qiáng)調(diào)的是，由于首次引入橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力概念。學(xué)生不容易理解。應(yīng)結(jié)合材料力學(xué)拉壓實(shí)驗(yàn)使其搞清楚桿件在軸向拉壓時(shí)的力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)一步理解應(yīng)力的概念和拉壓強(qiáng)度條件。所以要求力學(xué)實(shí)驗(yàn)課必須跟上不得拖后。第二章講授圓軸自由扭轉(zhuǎn)變形，要求學(xué)生能熟練掌握圓截面直桿扭轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)力求解過程及正確畫出扭矩圖；建立扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力求解方法并給出相應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度條件、推導(dǎo)扭轉(zhuǎn)變形求解過程并給出扭轉(zhuǎn)剛度變形條件。第三章講授梁結(jié)構(gòu)的平面彎曲。難點(diǎn)和重點(diǎn)是梁的橫截面剪力和彎矩的求解過程，正確作出剪力圖和彎矩圖，同時(shí)弱化載荷集度、剪力和彎矩的關(guān)系，只要求了解。不強(qiáng)調(diào)必須掌握。在講述純彎曲時(shí)梁正應(yīng)力求解公式時(shí)。應(yīng)當(dāng)注重附以必要的教具以演示梁的彎曲變化情況，使學(xué)生更容易理解和掌握(兩種以上的教具)，在此基礎(chǔ)上引入直粱彎曲時(shí)的強(qiáng)度條件和剛度條件就是水到渠成的事了。第四章應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論的概念，學(xué)生不容易理解和需重點(diǎn)講清楚的是平面應(yīng)力狀態(tài)分析和圖解過程。最后對三向應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論作簡單介紹。《工程力學(xué)》理論課主要在課內(nèi)完成，但必須注重課下復(fù)習(xí)和作為教學(xué)輔助的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，課后教師一般會布置相當(dāng)數(shù)量的習(xí)題供學(xué)生鞏固知識所用。根據(jù)我們?nèi)握n教師的統(tǒng)計(jì)，一般每次課后的習(xí)題數(shù)量不少于8-10道，可布置數(shù)量和難度相當(dāng)?shù)倪x做題供有興趣愛好的同學(xué)選做。注重相關(guān)實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié)，新課程體系實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇是具有代表性的實(shí)驗(yàn)，一是低碳鋼和鑄鐵的拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)，測試低碳鋼和鑄鐵的拉壓力學(xué)性能，低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮變形是典型的塑性和脆性材料變形實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)可加深對材料四個(gè)變形階段特征的認(rèn)識，明確材料力學(xué)研究的范圍。二是深粱的純彎曲試驗(yàn)，掌握彎曲變形規(guī)律和采集應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)的方法，通過應(yīng)變片和應(yīng)變花的貼法達(dá)到采集不同部位數(shù)據(jù)的技巧。熟練掌握測試結(jié)構(gòu)變形的方法。新課程體系課堂講授40學(xué)時(shí)。靜力學(xué)12學(xué)時(shí)，材料力學(xué)20學(xué)時(shí)，介紹現(xiàn)代化計(jì)算方法和上機(jī)編程計(jì)算8學(xué)時(shí)，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課4學(xué)時(shí)。通過該課程的學(xué)習(xí)，力爭使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)，即掌握了最基本的概念與定理、搞清求解問題的基本方法，而且通過強(qiáng)化能力訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)觀測，在頭腦中建立一套完整的力學(xué)思想體系。通過教研室教師和幾屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
三、教給學(xué)生正確、科學(xué)的思維方法，注重提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力
為了教給學(xué)生科學(xué)的思維方法，以及運(yùn)用所學(xué)知識分析解決問題的能力，我們在課堂教學(xué)中應(yīng)做到：讓學(xué)生搞清力學(xué)概念、定義和定理定律的應(yīng)用范圍；不同章節(jié)計(jì)算公式推導(dǎo)過程要點(diǎn)及適用的條件；對容易混淆的定理，采用比較法進(jìn)行課程教學(xué)；正確講述解題思路和方法，加強(qiáng)學(xué)生解決問題的能力；介紹一些常用的解題技巧，以盡快達(dá)到求解目的；提倡一題多解。
四、注重理論與工程實(shí)際相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)
中圖分類號：G42文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）11-0276-01
1 針對學(xué)生的實(shí)際，采用直觀教學(xué)
在講授該課程時(shí)注意深入淺出，對有聯(lián)系的內(nèi)容重點(diǎn)加以強(qiáng)調(diào)，如“約束與約束力”一節(jié)是學(xué)習(xí)“受力分析”的基
礎(chǔ)，它貫穿于整個(gè)《工程力學(xué)》之中，我在講授之前，先進(jìn)行實(shí)例（實(shí)物）演示，讓學(xué)生觀看，有意地向?qū)W生展示各種約束（比如柔性約束及光滑面約束等）的實(shí)物形狀，并且向?qū)W生提及一些物體間相互作用的實(shí)際例子，這樣為講授“約束與約束力”提供了感性的材料，然后再充實(shí)教學(xué)手段（如模型、多媒體動畫等）進(jìn)行分析，這樣學(xué)生就容易領(lǐng)會授課內(nèi)容，使感性認(rèn)識上升到理性知識，使抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^性內(nèi)容，促進(jìn)了對“約束與約束力”一節(jié)內(nèi)容的理解。
2 舉一反三，注重學(xué)生的能力培養(yǎng)
受力分析是《工程力學(xué)》課程的難點(diǎn)，但它又是學(xué)好這門課的關(guān)鍵。我認(rèn)為：學(xué)生對物體進(jìn)行受力分析都不會的話，就談不上對物體進(jìn)行力的計(jì)算，更談不上對后續(xù)專業(yè)課（如零件設(shè)計(jì)）的學(xué)習(xí)和掌握。特別是有些高職學(xué)生，由于對受力分析問題掌握不好，在畫受力圖時(shí)漏洞百出，嚴(yán)重影響了對《工程力學(xué)》其它內(nèi)容和對機(jī)械工程專業(yè)其它專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的學(xué)習(xí)。那么，怎樣才能使學(xué)生易于掌握呢？我采用了舉一反三的方法。
3 巧設(shè)疑問，啟發(fā)學(xué)生的思維
巧設(shè)疑問，啟發(fā)學(xué)生的思維，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。學(xué)生對學(xué)習(xí)感興趣，就會激發(fā)強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動機(jī)，從而積極主動且心情愉悅地投入到學(xué)習(xí)中去；反之，如果失去興趣，將會影響學(xué)習(xí)動機(jī)。《工程力學(xué)》課程的內(nèi)容涉及大量生產(chǎn)實(shí)際中的力學(xué)問題，而且其中一些內(nèi)容較為抽象、單調(diào)和枯燥，高職學(xué)生比較陌生，如果我們在教學(xué)過程中一味地墨守成規(guī)，僅靠幾只粉筆和一塊黑板照本宣科，學(xué)生必然會感覺到索然無味，難于集中精力，久而久之就極容易失去學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)習(xí)處于被動狀態(tài)。在教學(xué)過程中，我對有些課程內(nèi)容巧妙地引入“提問”等方式教學(xué)，較好地解決了上述問題。比如講到“力偶”一節(jié)時(shí)，筆者就先提出問題：生產(chǎn)車間鉗工攻螺紋時(shí)為什么要用雙手，單手操作為什么不行？學(xué)生回答不知道，筆者要求學(xué)生帶著這個(gè)問題認(rèn)真聽課。于是筆者結(jié)合課本內(nèi)容，首先播放多媒體動畫，讓學(xué)生有親臨其境的感受，然后由淺入深，解釋攻螺紋要用雙手，主要因?yàn)殡p手分別握絞杠兩端，推力和拉力相等，用力平衡，這是力偶矩m=Fd作用的效果，如圖4所示。若單手握絞杠一端，則形成力矩m0(F)=pd2作用的效果，如圖5所示。雖然能照常轉(zhuǎn)動，但相當(dāng)于在0點(diǎn)作用了一個(gè)對等值（p）、反向、共線的平衡力，其中p和p'形成力偶矩m'=p'd2=pd2（與圖4中的等效），p''作用于0點(diǎn)，絲錐受此橫向力作用，容易折斷，所以不能單手操作，如圖6所示。這樣學(xué)生聽課時(shí)便全神貫注，且開動腦筋，聽完課后既知道了問題的答案，又對“力偶只能用力偶來平衡”、“力的平移定理”有了深刻的理解。
4 拓寬視野，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任意識
大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目的明確，科學(xué)探索積極性較高。我在講授《工程力學(xué)》理論基礎(chǔ)知識的前提下，適當(dāng)安排一些講座，讓他們了解更多的與力學(xué)有關(guān)的知識，這樣拓寬了學(xué)生的視野，增強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)探索精神和學(xué)習(xí)責(zé)任意識等。比如，在課堂上向他們傳授一些與力學(xué)有關(guān)的科學(xué)發(fā)展動態(tài)，適當(dāng)?shù)亟o他們灌輸一些工程CAE的知識，并利用多媒體技術(shù)進(jìn)行演示，從而激發(fā)他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的熱情，增強(qiáng)他們的科學(xué)探索精神，同時(shí)也為他們后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。又比如向?qū)W生講述一些在力學(xué)學(xué)科發(fā)展中獻(xiàn)身真理的優(yōu)秀科學(xué)家的感人事跡，可激發(fā)學(xué)生崇尚科學(xué)，熱愛所學(xué)專業(yè)，造福人類的熱情；同時(shí)將工程上一些重大事故用多媒體呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在觸目驚心的事故中感受到學(xué)好《工程力學(xué)》知識的重要性，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)責(zé)任意識。
總之，在教學(xué)過程中，教師起主導(dǎo)作用，學(xué)生處于主體地位。教師要多探索、多實(shí)踐高效的教學(xué)方法，要始終本著引導(dǎo)、激勵的原則盡一切可能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生實(shí)際應(yīng)用知識的能力。
關(guān)鍵詞：高職院校；工程力學(xué)；教學(xué)改革
一、當(dāng)前高職工程力學(xué)課程教學(xué)存在問題分析
（一）課程內(nèi)容存在問題
《工程力學(xué)》課程內(nèi)容比較抽象，多數(shù)是建立在力學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，建立在力學(xué)模型理想化處理的基礎(chǔ)上，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，所看到的物體與實(shí)際的物體存在著一定的差距，使學(xué)生在理解上顯得比較困難。《工程力學(xué)》沒有與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)文化課緊密聯(lián)系。一般讀理科的學(xué)生，相對來說思維敏捷，學(xué)習(xí)思路往往比較清楚，運(yùn)算能力較好，解題有速度等等特點(diǎn)。有的學(xué)生高中物理基礎(chǔ)比較好，對力學(xué)的基礎(chǔ)知道有了初步的掌握，有一定的空間想象力。
（二）在課時(shí)安排存在問題分析
目前我國就業(yè)市場上大量需要應(yīng)用型人才，而且高等職業(yè)院校由于門檻較低，這無疑對高考落榜生來說是一條較好的出路。這也是近年來高職院校招生形勢非常好的原因。但這也使高職院校存在著潛在的問題，最突出的就是生源質(zhì)量問題。高職院校生源參差不齊，基礎(chǔ)不牢，學(xué)習(xí)積極性不高，刻苦鉆石精神不強(qiáng)等特點(diǎn)，無疑對課程理解本身存在著問題。再加上學(xué)校有課程安排上也不甚合理，主要表現(xiàn)在“課時(shí)少、內(nèi)容多”問題。教師要在有限的學(xué)時(shí)里，教授大綱所要求的教學(xué)內(nèi)容，這就導(dǎo)致了速度與質(zhì)量的矛盾問題。教師為了趕進(jìn)度，往往是強(qiáng)調(diào)教學(xué)速度而忽略了教學(xué)質(zhì)量的問題，一些知識點(diǎn)沒法展開來講，這對于基礎(chǔ)本身不好的學(xué)生，無疑是設(shè)置了一道知識瓶頸。
（三）在課堂教學(xué)中的問題分析
工程力學(xué)的課程教學(xué)存在著與實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)的情況，學(xué)生普遍不重視動手能力的培養(yǎng)，加上實(shí)驗(yàn)課時(shí)比較少，與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的背道而馳的。老師在課堂上的教學(xué)手段也比較單一，多數(shù)的老教師都是習(xí)慣采用傳統(tǒng)的粉筆板書的教學(xué)模式，大量時(shí)間花費(fèi)在板書上，難以提高課堂的教學(xué)效率。另外，相當(dāng)大部分是采用4段式教學(xué)，這與現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)改變不協(xié)調(diào)。
二、改革教學(xué)模式，提高教學(xué)效果
（一）以學(xué)生思維為主，應(yīng)用精講、精練教學(xué)模式
精講就是指要將教學(xué)的深度與廣度進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，給學(xué)員以充分的思維時(shí)間和空間，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段細(xì)講課程的基本理論與方法，有一定的深度，并且與精練相結(jié)合，使得學(xué)生對工程力學(xué)的基本理論與方法在工程實(shí)際中的應(yīng)用有了初步的了解，并能分析與其它約束的異同以及與物體運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系。例如在講授摩擦問題時(shí)，要學(xué)生理解何運(yùn)用數(shù)值仿真的方法分析計(jì)算工程實(shí)際中復(fù)雜的摩擦學(xué)問題等等這些既有實(shí)踐意義的，也有一定深度的問題。而精練即是精選教材中工程力學(xué)在實(shí)踐中要解決的問題的習(xí)題，要求學(xué)生應(yīng)用力學(xué)基本理論知識與方法進(jìn)行解答，并能進(jìn)一步推廣。
（二）應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)，提高教學(xué)效果
以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代多媒體技術(shù)在近年來得到進(jìn)一步的推廣，逐漸與通訊技術(shù)、傳播技術(shù)等融為一體，具有交互處理、傳輸和管理文本、圖像、動畫和聲音等信息的功能這樣一種技術(shù)組合，很好地代替“粉筆加黑板”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，增加了演示，營造了工程氛圍，可以彌補(bǔ)由于各方面原因?qū)W生實(shí)習(xí)、實(shí)踐不足的現(xiàn)象。還要吧使老師在課堂中更能節(jié)省時(shí)間，充分展示教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率，有利于講授的連貫性和邏輯性的發(fā)揮，大大增強(qiáng)了課程的吸引力。在工程力學(xué)教學(xué)改革過程中，老師可以把理念與方法作為教學(xué)改革的突破口，在課程教學(xué)內(nèi)容與體系中那口現(xiàn)代素質(zhì)理念，形成自己一套科學(xué)、獨(dú)特的教學(xué)方法, 使課堂教學(xué)具有生動性、形象性、趣味性及高效性。
(三)改革考核方式
1、平時(shí)成績應(yīng)該占總成績的30%，具體分配是平時(shí)十次作業(yè)，每次占1%，共10%，并對平時(shí)出勤進(jìn)行嚴(yán)格的考查，遲到或者早退一次扣0.5個(gè)百分點(diǎn)，對于無故曠課都一次扣5%。課堂提問和學(xué)生積極主動參與課堂占10%比例，以優(yōu)秀、良好、合格和不合格四個(gè)等級給出考核結(jié)果。
2、實(shí)驗(yàn)考核點(diǎn)20%，可以分為實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)部分，分別占5%、10%、15%，如實(shí)驗(yàn)考核不合格，不能參加期末考試或者不給予補(bǔ)考。
3、期末考試占70%，采用閑著形式，設(shè)計(jì)題型有填空、選擇、改錯(cuò)、簡答和計(jì)算分析，內(nèi)容含括概念、原理、思考題、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和計(jì)算題，題量和難度達(dá)到地方同類院校的水平，盡可能做到理論聯(lián)系實(shí)際，且有15%難題，以消除學(xué)生自滿心理，激發(fā)其進(jìn)取意識。
三、結(jié)論
總而言之，由于《工程力學(xué)》這門課程對工科專業(yè)學(xué)習(xí)起到承前啟后的作用，作為教師要引起足夠的重視。結(jié)合學(xué)生實(shí)際水平情況，通過不斷努力，運(yùn)用各種靈活的教學(xué)手段，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目的，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，從而使學(xué)生解決實(shí)際問題問題和分析問題能力得到很好的提高，從而做到全面提高職院校學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。
參考文獻(xiàn)：
[1]弓滿鋒.工程力學(xué)課程建設(shè)和教學(xué)改革的探討與認(rèn)識[j].科教文匯(中旬刊),2009,(3).
[2]崔小立.《工程力學(xué)》教學(xué)方法的探索與思考[j].科技信息,2009,(11).
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；教學(xué)方法；工程實(shí)踐
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）31-0103-02
近年來，高校對本科生的教學(xué)大綱進(jìn)行了大幅度的調(diào)整，以我校機(jī)電工程學(xué)院為例，機(jī)械電子專業(yè)、車輛工程專業(yè)和交通運(yùn)輸專業(yè)將《理論力學(xué)》和《材料力學(xué)》課程整合成《工程力學(xué)》一門課，整合后的課程既要對原來的課程進(jìn)行優(yōu)化還要滿足學(xué)生專業(yè)要求。課程優(yōu)化后主要包括靜力學(xué)和材料力學(xué)大部分內(nèi)容。靜力學(xué)主要要求學(xué)生掌握物體的受力分析，掌握各種約束的性質(zhì)，重點(diǎn)掌握平面力系的簡化、平面匯交力系、平行力系、力偶系等的平衡方程，解決一般的工程力學(xué)模型問題。利用平面力系的相關(guān)知識對空間力系加以分析，掌握簡單及復(fù)雜的靜定力學(xué)問題的解決方法，為后續(xù)工程力學(xué)中關(guān)于研究構(gòu)件在載荷作用下的變形規(guī)重視課程與學(xué)生專業(yè)的結(jié)合。在壓桿穩(wěn)定、組合變形時(shí)重點(diǎn)突出圓形截面和常用的工字形截面，材料運(yùn)用也多以各種鋼及鑄鐵為主，引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)研究及新材料的應(yīng)用對力學(xué)研究的重要影響。除此之外，教師可將目前國際上出現(xiàn)的各種新材料、新工藝方法、新的加工技術(shù)等帶到課堂中，重點(diǎn)鍛煉學(xué)生的思維創(chuàng)新及思考能力。
一、課堂教學(xué)方法的改革
（一）多媒體在《工程力學(xué)》中的應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，多媒體教學(xué)在課堂上發(fā)揮著不可或缺的作用，如何使多媒體教學(xué)更好的服務(wù)于《工程力學(xué)》教學(xué)呢？可以從以下兩個(gè)方面重視和加強(qiáng)多媒體的作用。
1.將工程實(shí)際的力學(xué)模型運(yùn)用多媒體進(jìn)行虛擬仿真。力學(xué)中的很多約束模型簡化后的約束力方向?qū)W生會覺得難以理解，可以借助多媒體將約束模型在實(shí)際中的約束方式進(jìn)行動畫仿真并配以鮮艷的顏色和動畫，學(xué)生可以獲得最直觀的經(jīng)驗(yàn)和體會，幫助其理解約束在工程結(jié)構(gòu)中的作用。對于復(fù)雜組合變形及空間受力分析進(jìn)行多角度多媒體分析可以避免學(xué)生憑空想象，主觀臆斷，同時(shí)在放映相關(guān)知識時(shí)還可以預(yù)留一些問題，鼓勵學(xué)生進(jìn)行積極思考，開拓思維，積極主動地發(fā)掘新問題。
2.代替?zhèn)鹘y(tǒng)黑板繪制力學(xué)圖形。在工程力學(xué)中需要學(xué)生重點(diǎn)掌握軸力圖形、扭矩圖形、剪力彎矩圖形等，在繪制過程中如彎矩圖與剪力圖有積分關(guān)系，傳統(tǒng)黑板教學(xué)速度慢、精度低。多媒體技術(shù)可以方便快捷對圖形進(jìn)行處理，在講解具體例題時(shí)，可以對例題進(jìn)行分步分析，在講解期間可以隨時(shí)停留便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題并及時(shí)講解。多媒體放映壓桿失穩(wěn)的臨界狀態(tài)，幫助學(xué)生理解壓桿失穩(wěn)的概念，確定歐拉公式的使用條件及其意義。此外，教師在講到一些名人公式時(shí)，可以將人物典故在確定這些公式時(shí)的典故講述給學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、課堂教學(xué)方法和手段改革
傳統(tǒng)上認(rèn)為一個(gè)老師授課是否良好依據(jù)的判斷都是老師表演得如何，講述得內(nèi)容是否細(xì)致，對例題是否都做了詳盡的講解。如此一來，學(xué)生只是被動地接收而已，也就是傳統(tǒng)上說的“填鴨式”，不利于學(xué)生對實(shí)際問題進(jìn)行分析，使學(xué)生的創(chuàng)新能力受到限制。除了上述的多媒體教學(xué)外，還可以充分發(fā)揮學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力，讓學(xué)生上機(jī)練習(xí)，如編制程序?qū)ふ医孛婧诵牡龋瑢W(xué)生可以將兩門課程有機(jī)結(jié)合起來。在教學(xué)方法上可對力學(xué)圖形的繪制總結(jié)更適合學(xué)生理解的一些方法。比如在扭矩圖的繪制過程中引入了“雙力矢”概念，因?yàn)榕ぞ貓D的繪制要判斷扭矩的正負(fù)，而“雙力矢”的引入可以使得扭矩類似于軸力圖進(jìn)行“遇左向上，遇右向下”直接繪圖，如下頁圖1所示：可將Me扭矩轉(zhuǎn)換成如圖所示的“雙力矢”，“雙力矢”方向由右手法則確定。這樣繪制扭矩圖就可以直接類似與軸力圖。此外還應(yīng)重視討論課、習(xí)題課在課程中的重要作用。在習(xí)題課中以學(xué)生為主題，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動力，積極探索求取多種解題方法。鼓勵學(xué)生將實(shí)際中遇到的問題帶到課堂上來，比如學(xué)生在學(xué)校操場、草地等常坐的排椅可以簡化為簡支梁，討論學(xué)生坐位變化時(shí)排椅的撓度變化及最大撓度發(fā)生在哪里？討論礦泉水瓶子的形狀與壓桿穩(wěn)定的關(guān)系，討論橋梁爆破，大橋發(fā)生事故的力學(xué)原因等，鼓勵學(xué)生動手參與力學(xué)模型制作。學(xué)生是主題，教師一定要扮演好導(dǎo)師激發(fā)學(xué)生積極性、創(chuàng)新性能力。
三、教學(xué)考核方法改革
1.實(shí)驗(yàn)考核改革。素質(zhì)教育一直是我國教育的核心，在《工程力學(xué)》課程中可以做些考核方法的改革，考核主要包括平時(shí)考勤，作業(yè)提交，課堂表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)考核。目前已經(jīng)有些高校已經(jīng)對實(shí)驗(yàn)考核和考試考核進(jìn)行了改革。比如哈爾濱理工大學(xué)在課程實(shí)驗(yàn)方面將實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果40%，實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)占10%。河南科技大學(xué)重視實(shí)驗(yàn)錢的預(yù)習(xí)和提問，占到30%，實(shí)驗(yàn)操作占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40%。我院根據(jù)實(shí)際情況分配如下：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與提問占20%，實(shí)驗(yàn)操作占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告50%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及引發(fā)思考占10%。充分調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性，避免有的學(xué)生只是走馬觀花地欣賞實(shí)驗(yàn)。
2.考核內(nèi)容及方法改革。傳統(tǒng)的考核內(nèi)容及方式有時(shí)會使學(xué)生束縛于其中，現(xiàn)在的教育理念更加重視學(xué)生的素質(zhì)教育、能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力。但是考試考核制度的改革需要多方經(jīng)過仔細(xì)籌劃、論證、調(diào)研才能運(yùn)行，需要每一個(gè)老師和相關(guān)主管領(lǐng)導(dǎo)積極參與。在此，主要就《工程力學(xué)》課程的考核內(nèi)容進(jìn)行一些建議。考核的基本是考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，應(yīng)占70%的份額。另外的30%可以從學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決工程實(shí)際能力方面進(jìn)行考核。另外考試所占學(xué)生最后總分的份額應(yīng)從70%降低到60%甚至50%。考試也可以采用多考題，抽簽方法進(jìn)行。考核只是一種手段，教師更應(yīng)該重視學(xué)生對這門學(xué)科的整體把握和學(xué)習(xí)。
四、新興學(xué)科知識擴(kuò)充力學(xué)知識且提高學(xué)生興趣
工程力學(xué)中所應(yīng)用到的基礎(chǔ)理論和公式推導(dǎo)有一定的使用條件，在工程實(shí)際中遇到的問題更加復(fù)雜，目前先進(jìn)的測試技術(shù)、虛擬仿真動力學(xué)軟件、力學(xué)分析軟件等都是力學(xué)在實(shí)際解析中的重要補(bǔ)充。比如：曲桿結(jié)構(gòu)是發(fā)動機(jī)中的重要組成部件，它工作中都是處于循環(huán)狀態(tài)，對于它的受力分析可以在虛擬仿真平臺上進(jìn)行。在虛擬仿真平臺上進(jìn)行現(xiàn)實(shí)模擬過程使學(xué)生直觀的感受到曲桿各部位的力學(xué)受力情況，在彎扭組合變形部分可以利用Ansys軟件對軸的受力進(jìn)行精確分析，都可以對學(xué)生的課堂知識加以補(bǔ)充并提高學(xué)生的興趣。如圖2所示為筆者在Ansys中對曲軸的第七階應(yīng)力分析云圖，圖中顏色直觀表示了曲軸的受力情況。將其前十階應(yīng)力分析云圖和振動階型等帶入到課堂，擴(kuò)展學(xué)生的知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外將學(xué)生的電工電路中的電橋知識應(yīng)用于工程力學(xué)中，如測試梁的應(yīng)力，如圖3所示。利用電橋的和差特性，在測彎矩力時(shí)，將應(yīng)變片貼于懸臂梁的上、下側(cè)面，同時(shí)在接橋時(shí)把應(yīng)變片接在電橋的相鄰橋臂上，另外兩個(gè)橋臂為固定電阻。電橋的輸出電壓僅反映的是彎矩力作用的結(jié)果而與拉伸力無關(guān)。通過將前沿知識及時(shí)反饋給學(xué)生使學(xué)生對自己所學(xué)知識有宏觀的把握并融會貫通，鼓勵學(xué)生積極思考，提高其創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。
利用電橋的和差特性，在測彎矩力時(shí)，將應(yīng)變片貼于懸臂梁的上、下側(cè)面，同時(shí)在接橋時(shí)把應(yīng)變片接在電橋的相鄰橋臂上，另外兩個(gè)橋臂為固定電阻。這樣，在彎矩力F作用下，dR1=-dR2，同時(shí)dR3=dR4=0，電橋輸出為：
五、結(jié)語
力學(xué)知識是工科學(xué)生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)生是學(xué)習(xí)的根本也是主體，教學(xué)應(yīng)該以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展其創(chuàng)新思維能力為主，在課堂教學(xué)上利用先進(jìn)的多媒體技術(shù)并積極改進(jìn)教學(xué)方法和改革方法，將新興學(xué)科知識帶到課堂中來，鼓勵學(xué)生多提問題。多思考、多動手并與其他相關(guān)學(xué)科聯(lián)系起來解決工程實(shí)踐問題。
參考文獻(xiàn)：
1工程力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)
在理工科院校專業(yè)教育中，工程力學(xué)是一門公共基礎(chǔ)課程，與許多后續(xù)課程內(nèi)容息息相關(guān)，是關(guān)鍵性的課程．其理論課程偏重理論推導(dǎo)，通過很強(qiáng)的邏輯數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行公式證明和推導(dǎo)，對于初學(xué)者會感到枯燥．如果結(jié)合工程的實(shí)例，使教學(xué)內(nèi)容生動，在理論應(yīng)用到實(shí)際的同時(shí)，理解知識，既有針對性又會大大提高教學(xué)效率．
2案例教學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)
在案例教學(xué)的授課中，并不是以教師傳授課程內(nèi)容為主，而是把主導(dǎo)權(quán)交給學(xué)生．通過學(xué)生之間對教學(xué)案例中涉及到的問題進(jìn)行討論，對解決問題需要應(yīng)用的理論知識進(jìn)行引入解釋，讓學(xué)生主動思維，接受新的理論內(nèi)容，并掌握在實(shí)際中引用知識的能力，做到學(xué)以致用．案例教學(xué)中，學(xué)生占主導(dǎo)地位，以學(xué)生為中心，教師引導(dǎo)學(xué)生積極思考、參與討論．教學(xué)過程中，教師的任務(wù)是制定本堂課的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇案例，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，制定出課堂討論方案，課堂上組織學(xué)生討論，討論結(jié)束后進(jìn)行歸納總結(jié)．根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇的案例形式多樣，難度也大不相同，有些案例涉及內(nèi)容廣泛、難度較大，可以提前將案例材料發(fā)給學(xué)生，進(jìn)行提前預(yù)習(xí)．在課堂討論過程中，可以采取針對案例中的問題循序漸進(jìn)．例如：在某橋梁設(shè)計(jì)的工程問題案例教學(xué)中，可以對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論，然后針對橋梁結(jié)構(gòu)中的不同材料選擇進(jìn)行分析，同時(shí)聯(lián)系結(jié)構(gòu)和選擇材料之間的關(guān)系．可以讓學(xué)生課前對工程材料做一些了解，在課堂上根據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行材料選擇．教學(xué)中沒有所謂的標(biāo)準(zhǔn)答案，教師鼓勵學(xué)生針對不同方案和觀點(diǎn)進(jìn)行討論，在討論中產(chǎn)生創(chuàng)造性的觀點(diǎn)和方案．課堂討論之后，教師對案例討論中的不同觀點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，針對發(fā)言中存在的問題做點(diǎn)評，加深學(xué)生對案例的認(rèn)識．做好總結(jié)是案例教學(xué)關(guān)鍵的步驟，能讓學(xué)生對知識的理解得到深化．
3工程力學(xué)在案例選擇上應(yīng)遵循的原則
與傳統(tǒng)教學(xué)舉例不同，案例教學(xué)中使用的案例必須具備真實(shí)性和典型性．因?yàn)榘咐虒W(xué)的方法是通過策劃和引導(dǎo)，使學(xué)生針對案例的實(shí)踐環(huán)境，去分析討論；案例是教學(xué)的核心，教師引導(dǎo)學(xué)生，圍繞案例開展討論，從而使學(xué)生獲得知識和能力，需要具有典型性和啟發(fā)性．工程力學(xué)教學(xué)案例的內(nèi)容要符合客觀實(shí)際，引用數(shù)據(jù)要真實(shí)、準(zhǔn)確，來源于真實(shí)事件實(shí)例．例如：針對工程中常見的約束類型，可以選擇工程上出現(xiàn)的選擇約束連接不適當(dāng)而出現(xiàn)的事故，查找現(xiàn)場的圖片、文字資料，進(jìn)行合理推斷，再進(jìn)行正確方案設(shè)計(jì)，這樣就將約束的特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了全面的學(xué)習(xí)和掌握．
作者：秦琳晶 楊秀麗 黃鳳曉 郭文晶 陳淑清
【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】G640 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】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)識與分析工程技術(shù)問題一項(xiàng)必備的基礎(chǔ)知識與研究工具，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)、減速器中傳動軸的設(shè)計(jì)等都離不開力學(xué)知識，都需要經(jīng)過周密的科學(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)與其說是一門知識，不如說是一種思維方式，課程內(nèi)含大量的分析問題、解決問題的方法，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 。
思維方式是社會意識的形成途徑。千百年來人類通過對自然、社會的不斷深入了解，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)過加工之后就會出現(xiàn)不同的加工產(chǎn)品。形式雖多樣，本質(zhì)卻多有相似，解決方案的確定過程也就是思維方式的形成過程。伏爾泰曾說：“除了野蠻的國度，世界上所有地方都被書統(tǒng)治著。”人類社會之所以能進(jìn)步和發(fā)展，是因?yàn)閲裾莆樟讼冗M(jìn)的價(jià)值體系、思維方式知識體系。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。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矛盾性的，具有確定、絕對、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、運(yùn)動、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，是抽象思維的高級階段，是對自然界中到處盛行的對立中的運(yùn)動的反映。
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)（對運(yùn)動的限制），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)中很多知識是抽象的，并不是針對某一問題，而是針對一大類工程問題，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，即可以通過轉(zhuǎn)化思維簡化問題，對解決工程實(shí)際問題有很高的指導(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)具體問題的思維。決策性思維是對未來事件發(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)用于具體的問題是一種求解性思維，利用該方法對事物的發(fā)展的可能性預(yù)測并提出解決方案。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)
度校核問題并對桿件截面的設(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，兩者都是解決問題的方法、解決問題的思路。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
工程力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，更是一種思維方式，本文對工程力學(xué)中蘊(yùn)含的思維方式做了小結(jié)，對工程力學(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)社會科學(xué)版），2013（4）：21～23
關(guān)鍵詞： 教學(xué) 提問 引導(dǎo)
工程力學(xué)是一門在工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。提問是工程力學(xué)教學(xué)的必要手段之一，也是教師教學(xué)藝術(shù)的重要組成部分，教師根據(jù)工程力學(xué)課程的教學(xué)目的和內(nèi)容，有計(jì)劃地向?qū)W生提出問題，并引導(dǎo)學(xué)生積極思考和回答。學(xué)生在回答問題時(shí)，通過自己的頭腦，對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析、比較、組合、加工，從而達(dá)到鞏固知識、啟迪思維、發(fā)展心智的作用。當(dāng)然，并不是所有的提問都能起到這種功效，如何優(yōu)化課堂提問，才能獲得好的教學(xué)效果呢？本文從提問的作用、技巧、程序和注意事項(xiàng)等四個(gè)方面作一些探討。
一、提問的作用
1.激發(fā)興趣作用。提問可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲望，調(diào)動他們多種感官同時(shí)參與學(xué)習(xí)認(rèn)識過程。在教學(xué)過程中不時(shí)穿插一些恰到好處的提問，對學(xué)生無疑是一種興奮劑，使學(xué)生跟著教師講課的節(jié)奏去積極思考，還可以使課堂氣氛活躍。如在講“梁彎曲的概念”時(shí)可這樣提問：“同學(xué)們，在我們?nèi)粘Ｉ钪锌煽吹皆S多彎曲的現(xiàn)象，說說看有哪些？”于是，同學(xué)們興趣來了，列舉出扁擔(dān)挑水、風(fēng)吹樹、機(jī)車輪軸、房梁、跳水板等等彎曲現(xiàn)象。
2.提示思考作用。教學(xué)過程中，有些題并不復(fù)雜難懂，但是，其中有些有思考價(jià)值的東西，學(xué)生自己不容易發(fā)現(xiàn)；有些似是而非的東西，學(xué)生自己沒有察覺。通過教師的提問，就會引起學(xué)生的注意，并使學(xué)生學(xué)會怎樣發(fā)現(xiàn)問題，養(yǎng)成勤于思考的習(xí)慣。如在講到“考慮摩擦?xí)r的平衡問題”時(shí)，我就這樣提問：“我們在家中用木梯子爬高，這梯子是放陡一點(diǎn)還是緩一點(diǎn)，哪種情況不容易滑倒？為什么？”
3.檢查掌握程度的作用。根據(jù)學(xué)生回答的情況，教師可以及時(shí)判斷學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度，找到薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。
4.加深記憶作用。有些知識比較難懂難記，教師對難點(diǎn)和關(guān)鍵之處，以疑問句的形式提出來，并引導(dǎo)學(xué)生思考，有助于提高教學(xué)效果。而且，學(xué)生經(jīng)過思考后聽講，印象也要深刻得多。當(dāng)講到“提高梁的抗彎能力的措施”時(shí)，可提問：“大家抬頭，看看我們教室頂上的梁為什么要豎擱，而不橫擱？兩種擱法的抗彎截面系數(shù)有無變化？”
二、提問的技巧
問可以有正問、設(shè)問、疑問、反問、曲問等等。
1.正問。正問就是教師從正面提出問題，讓學(xué)生順藤摸瓜。這是為引導(dǎo)學(xué)生某種思考而作的邏輯發(fā)問。這種提問法開門見山，單刀直入，其目的在于引導(dǎo)學(xué)生直接尋求答案。如在學(xué)完“剪力、彎矩與分布荷載集度間的關(guān)系”后，可這樣提問：“哪位同學(xué)知道，對彎矩方程一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)結(jié)果分別是什么？剪力方程的一階導(dǎo)數(shù)是什么？”此問題的關(guān)鍵是分析彎矩方程、剪力方程和荷載集度之間的微分關(guān)系。這樣的提問一般用于復(fù)習(xí)舊課、鞏固新課或歸納知識，達(dá)到督促學(xué)習(xí)，檢查學(xué)習(xí)效果的目的，并培養(yǎng)學(xué)生的綜合概括能力。
2.設(shè)問。就是把講授內(nèi)容組成一連串的問題，按照一定的線索，用設(shè)問的語句一個(gè)個(gè)提出來，又一個(gè)個(gè)地自我解答。教師設(shè)問的語氣宜重，答問的語氣宜慢，為了充分發(fā)揮學(xué)生的思考力，在問題提出后，教師可以設(shè)想各種各樣的方案，然后層層遞進(jìn)，步步深入，最后導(dǎo)出必然的結(jié)論。如在上“材料在拉伸或壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì)”新課前，可這樣設(shè)問：“讓我們設(shè)想一下手里拿了一根軟塑料管，一手抓一端，逐漸均勻用力拉伸，會依次發(fā)生什么現(xiàn)象？”稍停后，語氣緩慢地回答：“塑料管會依次發(fā)生彈性變形、塑性變形、非彈性變形、局部突然變細(xì)、拉斷等現(xiàn)象。”
3.疑問。就是教師用懷疑的不肯定的口氣提出問題，設(shè)置疑團(tuán)，使學(xué)生覺得有矛盾存在。然后教師再擺事實(shí)，講道理，引證各種事例，去獲得正確的結(jié)論。這種問，能使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)矛盾、解決矛盾中更深刻地理解教材內(nèi)容，得到更牢固的基礎(chǔ)知識。如在講“剪切和擠壓的概念”時(shí)可提問：“用小鉚釘連接兩塊鋼板，兩鋼板分別受到大小相等、方向相反的外力作用，當(dāng)外力足夠大時(shí)，鉚釘能被剪斷嗎？為什么？”“讓我們仔細(xì)想想，可以發(fā)現(xiàn)有這樣的特點(diǎn)，作用在鉚釘兩側(cè)面上的外力，大小相等，方向相反，作用線平行，且相距很近，在這種情況下，介于兩力之間的各截面有沿著作用力方向發(fā)生相對錯(cuò)動的趨勢。因此，當(dāng)外力足夠大時(shí)，鉚釘是會被剪斷的。”
4.反問。反問就是從反面倒過來提問，讓學(xué)生的逆向思維發(fā)揮作用，或者當(dāng)學(xué)生作出錯(cuò)誤的回答或出現(xiàn)錯(cuò)誤的理解時(shí)，可抓住錯(cuò)誤的癥結(jié)所在，組織反問，從而引起學(xué)生的積極反省，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，找出錯(cuò)因。如在講到“作用力與反作用力定律”時(shí)，一些不注意的學(xué)生會把物體的重力與地面對物體的支持力誤認(rèn)為是一對作用力與反作用力，這時(shí)可提出反問：“難道作用力與反作用力的受力體可以是同一個(gè)物體嗎？”
5.曲問。就是拐個(gè)彎，委婉含蓄地問，不直接提出所要解決的問題，而是精心設(shè)計(jì)提出與此有關(guān)的其他問題，然后托出所要解決的問題。如在講到“提高梁抗彎能力的措施”時(shí)，可這樣發(fā)問：“為提高梁的抗彎能力，從梁的強(qiáng)度條件公式看，該采取什么措施？”
三、提問的程序
1.提出問題。簡練明確使學(xué)生確切地明白教師的要求。
2.稍停。給學(xué)生以思考問題，斟酌言語的時(shí)間。
3.指定回答問題的學(xué)生。親切指定學(xué)生，使其針對所提問題，沉著地將自己的認(rèn)識有系統(tǒng)地表達(dá)出來。
四、提問的注意事項(xiàng)
1.提問不要滿堂問。認(rèn)為問得多，答得多就是啟發(fā)式教學(xué)，這是對啟發(fā)式教學(xué)的片面理解。如果不注意提問的針對性，隨心所欲地提問，這樣會使課堂教學(xué)單調(diào)，致使學(xué)生產(chǎn)生疲勞感，影響大腦的思維活動，影響教學(xué)的效果。
2.提問不要“掃描式”。讓學(xué)生按座位一橫行或一縱列有順序地回答問題，這實(shí)際上就是先指名后提問，這種問法往往會造成教師與少數(shù)學(xué)生的對話，使大部分學(xué)生不再認(rèn)真思考，成了旁聽生。
3.提問不要過多重復(fù)。教師在提問時(shí)，應(yīng)該選擇新穎奇特的角度提問，突破口要選準(zhǔn)，要緊緊圍繞教學(xué)內(nèi)容，抓住那些牽一發(fā)動全身之關(guān)節(jié)點(diǎn)、疑點(diǎn)進(jìn)行提問。
4.提問不要答不出或答錯(cuò)就換人。當(dāng)學(xué)生對教師的提問回答不出或不完整時(shí)，教師一般不要立即換人，因?yàn)檫@個(gè)學(xué)生可能代表了一部分學(xué)生的情況。這時(shí)教師要善于借題發(fā)揮，啟發(fā)和幫助被提問的學(xué)生，當(dāng)學(xué)生經(jīng)啟發(fā)也回答不出時(shí)，可先讓他坐下聽別人回答，需要的話，還可讓他回答第二遍。不要回答不上來，教師就皺眉，不耐煩，更不要隨意批評。
5.提問一般不要問“是不是”、“對不對”。這些口頭禪，似在提問，實(shí)則未問，久而久之，無形中使學(xué)生養(yǎng)成分析問題不從實(shí)際出發(fā)，人云亦云的盲目從眾心理。至于教師根據(jù)教學(xué)需要，提一些讓學(xué)生判斷的問題，則可用“對不對”、“是不是”的問法。
6.提問的難度要適宜。問題太簡單，學(xué)生答得沒勁，沒有啟發(fā)性。問題太難，超出了學(xué)生的知識水平，學(xué)生答不上來等于沒問。難易程度應(yīng)該是學(xué)生利用已學(xué)過的知識，經(jīng)過認(rèn)真思考后能夠回答上來，這樣的提問，學(xué)生感興趣，才愿意回答。
總之，工程力學(xué)教學(xué)中的提問應(yīng)以“啟發(fā)式”和“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)思想為指導(dǎo)，引導(dǎo)全體學(xué)生進(jìn)入積極的思維狀態(tài)，學(xué)會研究問題的方法，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)大綱提出的培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力的要求。
參考文獻(xiàn)：
2 實(shí)習(xí)目的：
讓我們從實(shí)踐中對這門自己即將從事的專業(yè)獲得一個(gè)感性認(rèn)識，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為今后書本與實(shí)踐的結(jié)合打下基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)中，將所學(xué)知識和實(shí)習(xí)內(nèi)容互相驗(yàn)證，并對一些實(shí)際問題加以分析和討論，使學(xué)生對建筑工程專業(yè)的基本知識有一個(gè)良好的感性認(rèn)識，了解專業(yè)概況，為后續(xù)專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)，同時(shí)，使學(xué)生對本行業(yè)的工作性質(zhì)有一個(gè)初步的了解，培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛，強(qiáng)化學(xué)生的事業(yè)心和責(zé)任感，鞏固專業(yè)思想。通過實(shí)習(xí)讓我們對建筑物的規(guī)模,作用及特點(diǎn)有了初步的了解。
3 實(shí)習(xí)過程
(一)
實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月22日
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：**大學(xué)建筑技術(shù)示范基地
在實(shí)踐基地有各種建筑模型，散水，排水管，屋面桁架，植被屋面，保溫墻的三種做法等等。
種植屋面：在屋面防水層上付土覆土或鋪設(shè)鋸末、蛭石等松散材料，并種植植物，起到隔熱作用的屋面。鋼筋直螺紋接頭優(yōu)點(diǎn)：接頭抗拉強(qiáng)度高，質(zhì)量可靠，不燒傷鋼筋不減少有效截面面積，工序簡單，成本較低，施工安全，不污染環(huán)境。受氣候影響。能做到連續(xù)工作。施工工藝：購入成螺紋連接套筒并驗(yàn)收合格，鋼筋斷料，斷頭切平。鋼筋螺紋滾壓成型鋼筋現(xiàn)場螺紋直接。空心砌塊磚：煤渣、煤矸石、尾礦渣、化工渣或天然砂、海涂泥等(以上原料的一種或數(shù)種)作為主要原料，不經(jīng)高溫煅燒而制造的一種新型墻體材料稱之為免燒磚。由于該種材料強(qiáng)度高、耐久性好、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、外形完整、色澤均一，具有古樸自然的外觀，可做清水墻也可以做任何外裝飾。因此，是一種取代粘土磚的極有發(fā)展前景的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
(二)
實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月23日
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：****再建商業(yè)區(qū)
建筑總面積為6300平方米。工程期三年零六個(gè)月，施工以基本完成，正在進(jìn)行裝修階段。建筑采用框架結(jié)構(gòu)，受力方式為梁板承重結(jié)構(gòu)。花崗巖鋼架固定式貼墻，外觀美觀，堅(jiān)固耐用。外墻是玻璃幕墻具有良好的隔聲﹑隔熱及保溫的功能。
點(diǎn)支式玻璃幕墻施工工藝流程：
(1)測量放線
(2)鋼結(jié)構(gòu)制作安裝
(3)焊接處理
(4)接件安裝
(5)玻璃清洗及安裝
(6)調(diào)整打膠清洗
(7)檢查驗(yàn)收
由于再建建筑間加了剛結(jié)構(gòu)天橋，建筑局部將承受更多荷載，必須做加固處理。采用了粘貼鋼板和碳纖維方法加固。確保了天橋放置處梁及柱的安全。
(三)
實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月24日
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：****路生活區(qū)舊城改造工程
建筑物采用框架結(jié)構(gòu)，承受結(jié)構(gòu)由混凝土現(xiàn)澆而成，圍護(hù)構(gòu)建是混凝土砌塊，地下二層，地上十八層。建筑面積11432平方米。墻體上預(yù)留洞一部分是支模板澆灌水泥時(shí)用來固定模板的，還有其它的洞眼是留做線路通道。樓梯口處樓板混凝土只留配筋，目的是以便工程驗(yàn)收只用。由于砌塊澆注問題，出現(xiàn)了墻體局部不垂直，砂輪機(jī)將突出部分打磨掉，保證墻體的平整。
(四)
實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月25日
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：**大橋
**最大的城市橋梁工程，也時(shí)省內(nèi)技術(shù)較為先進(jìn)規(guī)模較大的城市橋梁，時(shí)也是配合**公園中再建景觀橋。全長220米，單跨100米，總寬55米。由市城建局項(xiàng)目部及施工方組織承建。
大橋采用拱型結(jié)構(gòu)。主跨為剛管拱，主跨由四根預(yù)應(yīng)力鋼絞固定，主跨兩側(cè)的拱為半拱，混凝土澆鑄而成。兩個(gè)半跨下面的柱子連接處加了抗震橡膠墊。從而減少地震力對橋身造成的破壞。橋面由左右兩個(gè)主跨用懸索支撐。圓弧鋼管用混凝土填充，該結(jié)構(gòu)能抵抗更大的壓力和拉力，提高了整體的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。在大橋的主跨之間用大量的‘k’型鋼架固定。預(yù)防橋面左右晃動，增強(qiáng)了大橋的整體性。
(五)
實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月26日
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：**市**生態(tài)工業(yè)園區(qū)在建汽車裝配車間
廠房為南北兩跨結(jié)構(gòu)，房頂鋼架由主次梁構(gòu)成，主梁橫向，次梁縱向，次梁搭在主梁上。主次梁成矩形，結(jié)構(gòu)簡單，受力合理。增強(qiáng)建筑的整體穩(wěn)定性。
整個(gè)廠房由三排牛腿柱兩排屋架組裝而成，搭建單層雙跨廠房。堅(jiān)固耐用，經(jīng)濟(jì)合理。牛腿柱的安裝方法是澆鑄杯型基礎(chǔ)，再將預(yù)制的牛腿柱吊裝到基礎(chǔ)之中，
調(diào)整柱的位置，然后放置柳丁，用水泥砂漿灌縫填充固定。現(xiàn)場工人師傅正在預(yù)制鋼筋混凝土桁架屋頂。屋頂為三角形，每一個(gè)模型可做四個(gè)屋頂。不僅省時(shí)省力，而且減少了預(yù)制屋頂制作時(shí)的誤差。
(六)
實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月29日
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：六教101教室
觀看了關(guān)于力學(xué)的應(yīng)用的資料片，主要講了在航空航天及水利工程領(lǐng)域上的應(yīng)用。固體力學(xué)是力學(xué)中形成較早、理論性較強(qiáng)、應(yīng)用較廣的一個(gè)分支，它主要研究可變形固體在外界因素(如載荷、溫度、濕度等)作用下，其內(nèi)部各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的位移、運(yùn)動、應(yīng)力、應(yīng)變以及破壞等的規(guī)律。流體力學(xué)主要研究在各種力的作用下，流體的狀態(tài)，以及流體和固體壁面、流體和流體間、流體與其他運(yùn)動形態(tài)之間的相互作用的重要分支。計(jì)算力學(xué)是根據(jù)力學(xué)中的理論，利用現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)和各種數(shù)值方法，解決力學(xué)中的實(shí)際問題的一門新興學(xué)科。它橫貫力學(xué)的各個(gè)分支，不斷擴(kuò)大各個(gè)領(lǐng)域中力學(xué)的研究和應(yīng)用范圍，同時(shí)也在逐漸發(fā)展自己的理論和方法。
(七)
實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年07月02日
實(shí)習(xí)地點(diǎn)：七教103教室
姚處長和馬主任給我做的講座。講了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及求職技巧的相關(guān)知識。他們都是國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，首先馬主任為我們介紹了力學(xué)在實(shí)際工作中方方面面的問題，他主要提到了基礎(chǔ)兩個(gè)字，強(qiáng)調(diào)一定要把基礎(chǔ)打好。講了磚混結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)的承重及一些細(xì)部的知識，在設(shè)計(jì)計(jì)算中注意的問題，講了一些構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)等等在實(shí)際設(shè)計(jì)中的問題。
接下來姚處長又給我們講述了關(guān)于力學(xué)就業(yè)方面的相關(guān)問題。他主要負(fù)責(zé)中煤**設(shè)計(jì)院人力資源的工作，也負(fù)責(zé)在我們學(xué)校招生，有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。他對力學(xué)專業(yè)的就業(yè)問題非常樂觀。給我們講了招聘單位在招人時(shí)通常注重哪些方面的問題，首先我們應(yīng)該把基礎(chǔ)知識學(xué)好，招聘單位招人時(shí)主要看成績單上的數(shù)學(xué)，及理論力學(xué)，材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)的成績;講了面試的技巧，受益匪淺，最后是同學(xué)們問問題的時(shí)間，這是的同學(xué)們積極問兩位專家的問題，學(xué)生自由提問的時(shí)候，大家最關(guān)心的問題就是：“工程力學(xué)的就業(yè)前景和待遇怎么樣?”。老師當(dāng)時(shí)就指出，工程力學(xué)不僅僅是純力學(xué)，還和工程問題相結(jié)合，不斷的強(qiáng)化自己，武裝自己。將來的激烈的競爭之中占有一席之地。
4 實(shí)習(xí)收獲
1碳纖維的加固應(yīng)用——參觀**商業(yè)區(qū)
加固原理：鋼筋混凝土柱在承受軸向壓力時(shí)，構(gòu)件是由于受到極限值非常小的橫向擴(kuò)張引起的，如能在構(gòu)件四周創(chuàng)造橫向約束，以阻止受壓構(gòu)件的這種橫向擴(kuò)張，從而提高構(gòu)件抗壓承載力和變形能力。碳纖維加固適用范圍：碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時(shí)廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補(bǔ)強(qiáng)。
碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。
2框架—剪力墻結(jié)構(gòu)——參觀**舊城改造工程
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)也稱框剪結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻,構(gòu)成靈活自由的使用空間,滿足不同建筑功能的要求,同樣又有足夠的剪力墻,有相當(dāng)大的剛度,框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的新的受力形式,所以它的框架不同于純框架結(jié)構(gòu)中的框架,剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)中也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻.因?yàn)?在下部樓層,剪力墻的位移較小,它拉著框架按彎曲型曲線變形,剪力墻承受大部分水平力,上部樓層則相反,剪力墻位移越來越大,有外側(cè)的趨勢,而框架則有內(nèi)收的趨勢,框架拉剪力墻按剪切型曲線變形,框架除了負(fù)擔(dān)外荷載產(chǎn)生的水平力外,還額外負(fù)擔(dān)了把剪力拉回來的附加水平力,剪力墻不但不承受荷載產(chǎn)生的水平力,還因?yàn)榻o框架一個(gè)附加水平力而承受負(fù)剪力,所以,上部樓層即使外荷載產(chǎn)生的樓層剪力很小,框架中也出現(xiàn)相當(dāng)大的剪力.
3廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——參觀**工業(yè)園區(qū)汽車裝配廠房
汽車裝配車間的廠房由對稱的兩部分組成.梯形屋架。有吊頂.并采用排架結(jié)構(gòu),排架結(jié)構(gòu)中柱與屋架鉸接與基礎(chǔ)剛接,這種結(jié)構(gòu)能承受較大的荷載,在冶金和機(jī)械廠房中應(yīng)用廣泛.排架結(jié)構(gòu)的廠房跨度大,高度較高.這種結(jié)構(gòu)受力合理,建筑設(shè)計(jì)靈活,施工方便.包括橫向排架:屋架組成;縱向聯(lián)系構(gòu)成:基礎(chǔ)梁,聯(lián)系梁,圈梁,吊頂梁等組成.而且對側(cè)面采光和天窗采光的情況及其屋面受力符合要求。
鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),其特點(diǎn)如下: 1材料強(qiáng)度高,在相同荷載和約束作用下,采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí),結(jié)構(gòu)的自重通常較小.當(dāng)跨度和荷載相同時(shí),剛架的重量只有鋼筋混泥土的1/4-1/3.所以鋼結(jié)構(gòu)特別適用于跨度大.高度高.荷載大的結(jié)構(gòu)也最適用于可移動,有拆裝要求的結(jié)構(gòu). 2.鋼材料的塑性和韌性好,由于鋼材料的塑性好,所以鋼結(jié)構(gòu)在一般情況下不會因偶然超載或局部超載而斷裂.鋼材料的韌性好使鋼結(jié)構(gòu)對荷載的適應(yīng)性較強(qiáng),鋼材料的這些性能對鋼結(jié)構(gòu)的安全可靠提供了充分的保證. 3.鋼材料整體性好. 4.建筑用鋼材焊接性良好. 5.鋼結(jié)構(gòu)制造簡單,施工方便,具有良好的裝配性. 6.鋼材的不滲漏適用于秘密閉的結(jié)構(gòu) 7.鋼材料易于腐蝕.應(yīng)采取防護(hù)措施. 8.鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性好,但防火性差.溫度變化時(shí),廠房結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生溫度變形,所以當(dāng)廠房面積尺寸很大時(shí),為避免產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力,應(yīng)在廠房的橫向和縱向設(shè)置溫度縫
【關(guān)鍵詞】工程力學(xué)；教學(xué)方法；工程實(shí)踐；創(chuàng)新能力
工程力學(xué)是高校工科專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性較強(qiáng)、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切，它的基礎(chǔ)性地位導(dǎo)致它在自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的地位，廣泛應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域如機(jī)械、土木建筑、航空航天中[1]。工程力學(xué)包括靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分的內(nèi)容，研究的是物體的受力分析、平衡條件以及桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題。通過對工程力學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)，一方面，可以為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的理論基礎(chǔ)；另一方面，可以培養(yǎng)學(xué)生分析解決工程實(shí)際問題的能力以及鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。但是，工程力學(xué)涉及的知識面較廣，研究對象從剛體到變形體，研究方法也各有不同，許多理論較為抽象，邏輯性強(qiáng)，加上學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少，在學(xué)時(shí)不斷減少而要求不斷提高的條件下，初學(xué)者要較好地掌握工程力學(xué)的知識還是具有一定的難度，甚至有些學(xué)生在接觸工程力學(xué)的初期就感覺到其困難性，進(jìn)而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。本文筆者結(jié)合個(gè)人的教學(xué)實(shí)踐，對工程力學(xué)的課程教學(xué)方法進(jìn)行了相關(guān)探討，旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)的興趣，提高工程力學(xué)的教學(xué)效果。
1 傳統(tǒng)工程力學(xué)教學(xué)中存在的問題
傳統(tǒng)的工程力學(xué)教學(xué)中一般對各知識點(diǎn)講的過全和過細(xì)，所以需要耗費(fèi)較多的學(xué)時(shí)。隨著教學(xué)改革的逐步推進(jìn)，各工程專業(yè)對各自的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容都做了相應(yīng)的調(diào)整，在縮短工程力學(xué)學(xué)時(shí)的情況下同時(shí)還提高了工程力學(xué)的教學(xué)要求，導(dǎo)致一些教師為了完成教學(xué)任務(wù)量而不得不追趕教學(xué)進(jìn)度，從而影響了教學(xué)質(zhì)量，一定程度上增大了課程學(xué)習(xí)難度。因此，需要教師結(jié)合各專業(yè)的應(yīng)用背景制定合適的教學(xué)計(jì)劃，對與專業(yè)結(jié)合相對緊密的知識點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解，從而為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生解決一定的工程實(shí)際問題的能力。
另一方面，傳統(tǒng)的工程力學(xué)教學(xué)手段主要是“黑板”或者“黑板+PPT”的方式，教師在課堂上從概念引入到定理證明再到例題講解，整個(gè)講授過程顯得枯燥無味，導(dǎo)致學(xué)生在聽課時(shí)難以集中精力，其抽象思維能力也難以得到有效的提升。
2 啟發(fā)式教學(xué)，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性
工程力學(xué)中涉及到的概念較多，理論較為抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)難以理解，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，甚至?xí)缯n，所以在教學(xué)時(shí)要注重學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性[2-3]。緒論作為一門課程的入門向?qū)В侵v授這門課程質(zhì)量好壞的關(guān)鍵所在。教師講好緒論，可以使學(xué)生明確在工程力學(xué)中需要“學(xué)什么”、“為什么學(xué)”和“怎么學(xué)”，激發(fā)學(xué)生的求知欲。在講授緒論時(shí)最好能采用多媒體教學(xué)的方式，以工程實(shí)際、人們?nèi)粘Ｉ钪杏龅降牧W(xué)問題為切入點(diǎn)來講解力學(xué)在實(shí)際應(yīng)用情況。例如，比薩斜塔為何如此堅(jiān)固而不倒塌？千斤頂為何能承受千斤的重量而不下落？為何食品包裝袋上存在一個(gè)小缺口？汽車輪胎表面為何會有許多凹凸不平的花紋？這些生活實(shí)例的引入很容易使學(xué)生產(chǎn)生對工程力學(xué)的濃厚興趣，促使他們努力學(xué)習(xí)工程力學(xué)知識去解決工程實(shí)際問題。與此同時(shí)，講授一些與工程力學(xué)有關(guān)的故事以及中國和世界的力學(xué)史實(shí)故事，例如趙州橋的設(shè)計(jì)、竹子的力學(xué)性質(zhì)以及機(jī)械手與機(jī)器人的研制，進(jìn)一步闡明工程力學(xué)的發(fā)展前景和重要性。
同時(shí)，在教學(xué)過程中教師應(yīng)善于提出問題，使學(xué)生進(jìn)入“生疑、質(zhì)疑、解疑”的學(xué)習(xí)情境中，通過不斷深入的思考，最后解決問題。例如在講解力的平移定理時(shí)，可以引用學(xué)生在金工實(shí)習(xí)時(shí)采用絲錐攻絲的實(shí)例。鉗工在攻絲時(shí)為何要用兩手同時(shí)動作，而采用單手握住絲錐絞手一端進(jìn)行攻絲則容易使絲錐折斷。與此同時(shí)，在課堂上講解一些學(xué)生難以理解的問題時(shí)，可以適當(dāng)?shù)匾胙菔緦?shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生解決難題的動力。比如，在講述鑄鐵一類材料的斷裂方式時(shí)，可以采用粉筆這樣的脆性材料來替代，通過手施加拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷，觀察粉筆在不同載荷類型的作用下的斷裂路徑，通過這樣的方式可以使學(xué)生更好地理解有關(guān)的斷裂理論。總之，使學(xué)生在愉快的心情下深入思考問題和不斷探索，從而保證教學(xué)的順利開展并達(dá)到預(yù)期的效果。
3 循序漸進(jìn)地揭示力學(xué)理論
工程力學(xué)理論較為抽象，直接講述可能枯燥無味，如果結(jié)合生活實(shí)例循序漸進(jìn)地進(jìn)行解釋，教學(xué)效果會更好。例如，在講解平面任意力系的簡化時(shí)，可以采用陽臺（懸臂梁）的固定端處的約束反力來說明，通過力的平移定理和向固定端一點(diǎn)進(jìn)行簡化可以解釋為何固定端的約束反力可以用兩個(gè)正交分力和一個(gè)力偶矩表示。再比如，在講述利用桿件彎矩、剪力和載荷集度之間的關(guān)系快速作出桿件內(nèi)力圖的方法時(shí)，往往可以總結(jié)歸納出容易記憶的口訣來直接畫出。從左往右，在集中力作用處，剪力為上加下減，彎矩有尖角；在集中力偶作用處，剪力不變，彎矩為順加逆減。隨后教師有必要進(jìn)一步解釋其來由，該口訣的基本原理實(shí)質(zhì)上是對分段點(diǎn)（集中力或力偶作用處）左右兩部分分別建立平衡方程，再根據(jù)剪力和彎矩的正負(fù)號定義即可得到剪力和彎矩在分段點(diǎn)處的變化。通過這樣的講解，學(xué)生可以更好地理解口訣，而不容易產(chǎn)生混淆。
4 理論教學(xué)與工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合
長期以來工程力學(xué)教學(xué)側(cè)重于課程內(nèi)容的講解，而忽視了工程力學(xué)的主要目的之一，即解決實(shí)際工程中的力學(xué)問題，因而難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。所以，在教學(xué)過程中教師可以適當(dāng)?shù)丶尤胂嚓P(guān)的科研項(xiàng)目內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)結(jié)合，不過這也要求教師具有深厚的力學(xué)知識和寬廣的知識體系結(jié)構(gòu)，不斷提高自己的科研水平和積累工程經(jīng)驗(yàn)，利用自己的知識對學(xué)生的知識創(chuàng)新性進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā)。例如，在講述梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論時(shí)，可以將火電廠主蒸汽管線結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析項(xiàng)目帶到課堂中，闡述彈簧支吊架和剛性吊架等的調(diào)整對整體管系結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)的影響。隨著計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，在科學(xué)和工程領(lǐng)域中涌現(xiàn)出越來越多的數(shù)值計(jì)算軟件如MATLAB[4]和有限元計(jì)算軟件如ANSYS，科研工作者和工程師們借助數(shù)值分析軟件可以完成大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析計(jì)算，通過在課堂上介紹相關(guān)軟件及其項(xiàng)目研究，可以培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件解決實(shí)際工程力學(xué)問題的能力。
5 結(jié)束語
筆者結(jié)合教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)和感受對工程力學(xué)的教學(xué)方法做了幾點(diǎn)探討。工程力學(xué)是一門與實(shí)際工程技術(shù)緊密聯(lián)系的專業(yè)基礎(chǔ)性學(xué)科，概念和理論抽象，例題和習(xí)題大多對工程模型進(jìn)行了簡化，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生難以產(chǎn)生濃厚的興趣，學(xué)生的創(chuàng)新和解決工程問題的能力難以得到有效的提高。因此，教師需要通過各種積極有效的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其科學(xué)思維能力，特別是通過一定的實(shí)際工程項(xiàng)目研究的講解，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際工程問題的能力。
【參考文獻(xiàn)】
[1]范欽珊.工程力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.
[2]左建平，左明.談大學(xué)工程力學(xué)課程的教學(xué)思想[J].高教論壇，2010，4：18-21.
【論文摘要】通過幾年來的一線教學(xué)經(jīng)歷和教學(xué)實(shí)踐的初步探索，針對作者所在學(xué)院輸電線路專業(yè)情況，對工程力學(xué)課程教學(xué)重點(diǎn)的設(shè)置、內(nèi)容安排、教學(xué)方法的改革方向進(jìn)行了深刻思考并提出了有效可行的建議，力求尋找到該課程教學(xué)改革與提高學(xué)生能力的新突破口。
目前，獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)具有很強(qiáng)的職業(yè)針對性，培養(yǎng)目標(biāo)是應(yīng)用型、技能型專門人才。因此，機(jī)械、輸電、材料等大多數(shù)專業(yè)都開設(shè)工程力學(xué)21、]課程。它是一門介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的課程，既有著較強(qiáng)的理論性，又與工程和生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系密切，在工程意識培養(yǎng)方面占據(jù)著不可替代的特殊地位。特別是對輸電線路專業(yè)來講，是基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁。因此工程力學(xué)的教學(xué)改革，對整個(gè)近機(jī)類專業(yè)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的培養(yǎng)有著直接的影響。
正因?yàn)樗诠た普n程體系中的重要性，教師要用積極的情緒、飽滿的精神、準(zhǔn)確生動的語言、清晰的邏輯思維和不斷改進(jìn)完善的教學(xué)方法去激發(fā)學(xué)生的主動性，培養(yǎng)并提高學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。
一、工程力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
(一)生源~-／g-基礎(chǔ)水平有所下降
工程力學(xué)課程教學(xué)課時(shí)大幅度減少，而用人單位對獨(dú)立學(xué)院人才應(yīng)用能力的要求卻大幅提高了，在這樣的背景下，工程力學(xué)教學(xué)中暴露出許多不容忽視的問題。
每年春季學(xué)期，工程力學(xué)有近百學(xué)時(shí)的學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容包括理論力學(xué)部分和材料力學(xué)部分I|1。和本部學(xué)生相比，獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的底子比較薄，部分學(xué)生僅憑在高中所學(xué)的基本物理知識，到了大學(xué)以后，大學(xué)物理課有的也沒學(xué)好，甚至少部分學(xué)生從文科轉(zhuǎn)向理科，也就是說這部分學(xué)生幾乎是在沒有任何鋪墊的情況下學(xué)習(xí)力學(xué)，學(xué)起來很吃力。而且他們空間想象能力不是很強(qiáng)，再加上很多學(xué)生對工程力學(xué)這門邏輯性和前后連貫性非常強(qiáng)的課程缺乏興趣。這些與以往不同的情況給我們的教學(xué)工作提出了很大的挑戰(zhàn)。
(二)工程力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)不明確
不論是土建類還是機(jī)械類專業(yè)，不論是函授學(xué)習(xí)還是脫產(chǎn)學(xué)習(xí)，都包括剛體靜力學(xué)材料力學(xué)的內(nèi)容，缺乏專業(yè)和學(xué)習(xí)對象的針對性，許多教學(xué)內(nèi)容無的放矢，教學(xué)大綱大多既沒安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也沒安排工程力學(xué)參觀實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生遇到實(shí)際工程問題眼高手低，很難學(xué)以致用。
二、工程力學(xué)實(shí)踐教學(xué)對策
考慮到獨(dú)立學(xué)院學(xué)生普遍頭腦靈活、思維活躍、情感豐富的特點(diǎn)，作者認(rèn)為首先在思想上幫助學(xué)生緩解學(xué)習(xí)工程力學(xué)這門課的壓力，具體的教學(xué)應(yīng)該主要從四個(gè)方面著手:優(yōu)化課程內(nèi)容體系，改進(jìn)教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，注重課堂管理。在實(shí)踐的基礎(chǔ)上探討應(yīng)對策略，增強(qiáng)這門課的吸引力、感染力和針對性、實(shí)效性。
(一)優(yōu)化課程內(nèi)容體系，因材施教，增強(qiáng)基礎(chǔ)課的實(shí)用性和針對性
本(專)科工程力學(xué)應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的崗位需求，徹底改變原有課程內(nèi)容體系，以解決實(shí)際工程力學(xué)問題為主線組織課程內(nèi)容。根據(jù)專業(yè)、學(xué)習(xí)形式不同對內(nèi)容作大幅度取舍。以輸電類專業(yè)為例，刪除機(jī)械類專業(yè)的軸承約束等內(nèi)容。
雖然目前已有部分嘗試的新教材用于輸電專業(yè)，但是較多的還是與電氣相關(guān)，或者偏向機(jī)械方面的，其實(shí)輸電專業(yè)要學(xué)的內(nèi)容很復(fù)雜，基本包括機(jī)械、土木、電氣等多學(xué)科的內(nèi)容。所以應(yīng)組織有豐富工程經(jīng)驗(yàn)并擔(dān)任過多年教學(xué)工作的教師編寫適于該學(xué)科的工程力學(xué)教材，教師在編寫教材過程中應(yīng)充分考慮學(xué)生的理論基礎(chǔ)薄弱、學(xué)時(shí)少的情況，為了學(xué)以致用，在內(nèi)容編排上，注意引人聯(lián)系工程實(shí)際且有代表性的例題、習(xí)題和思考題，并把一些典型工程案例中的工程力學(xué)問題編人其中，刪除已經(jīng)過時(shí)或?qū)θ瞬排囵B(yǎng)價(jià)值不大的內(nèi)容，如在有些工程中淘汰的鉚釘連接等。靈活書飯功地增加、調(diào)整一些相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，如在“基本概念和受力圖分析”這一講中適當(dāng)多用學(xué)時(shí)，針對大部分獨(dú)立學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)思維方式不當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)，著重講好如何養(yǎng)成良好的思維方式，從被動式學(xué)習(xí)向主動探索、研究轉(zhuǎn)變，以便打好學(xué)習(xí)力學(xué)的良好基礎(chǔ)。同時(shí)教師也應(yīng)該注意積累與學(xué)生實(shí)際生活相關(guān)的典型案例，結(jié)合工程實(shí)際和新的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，適時(shí)更新補(bǔ)充教材，注意教學(xué)內(nèi)容的難易和深淺，能夠?qū)嶋H給學(xué)生解決問題。
(二)注重使用先進(jìn)靈活的教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)能力
良好的創(chuàng)意需要通過一定的方法和手段來實(shí)現(xiàn)，要打破傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，用新的教育思想指導(dǎo)教學(xué)方法的改革，根據(jù)課程特點(diǎn)靈活實(shí)施教學(xué)。工程力學(xué)課程理論性強(qiáng)且抽象復(fù)雜，學(xué)生學(xué)起來感到枯燥無味，且很難與專業(yè)、工程實(shí)際聯(lián)系起來，由此容易產(chǎn)生厭學(xué)、懼學(xué)情緒。因此如何根據(jù)本課程的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況，采用先進(jìn)靈活的教學(xué)方法和手段來開展好這門課程的教學(xué)顯得非常重要。比如采用歷史由來、現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)、討論式教學(xué)等，以加大訓(xùn)練強(qiáng)度并創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。通過不斷探索先進(jìn)的教學(xué)方法和手段來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最大化地開發(fā)他們的學(xué)習(xí)潛力，努力提高教學(xué)質(zhì)量以達(dá)到良好的教學(xué)效果[2j0
1.充分利用多媒體加強(qiáng)案例教學(xué)。教師要善于選擇一些非常典型的案例作為教學(xué)素材，并將豐富生動的案例資料匯集在教學(xué)課件中，特別是突出使用視頻資料，使學(xué)生能夠通過生動形象的教學(xué)形式了解學(xué)習(xí)該內(nèi)容的重要性，這樣可以達(dá)到事半功倍的效果。
2.根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)課堂辯論。教師可以根據(jù)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)晴況和大家渴望解決的現(xiàn)實(shí)問題，在具體內(nèi)容上，結(jié)合身邊“微不足道”的小事確定選題，讓學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)實(shí)際闡述自己的學(xué)習(xí)方法和思路，并組織學(xué)生進(jìn)行討論和辯論。比如在學(xué)習(xí)力矩、力偶矩時(shí)，讓學(xué)生討論打乒乓球時(shí)直球、旋球的過程，掌握相關(guān)內(nèi)容;學(xué)習(xí)脆性材料可用現(xiàn)場粉筆為例，看斷面破壞情況。還有在材料力學(xué)部分繪制內(nèi)力圖，尤其是彎矩圖時(shí)可能部分同學(xué)存在疑惑，采用這樣的教學(xué)方法，不僅給大家提供了互相學(xué)習(xí)的機(jī)會，同時(shí)也培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生各方面的能力，增加了學(xué)習(xí)力學(xué)的興趣，走出力學(xué)難學(xué)的陰影。教師可在點(diǎn)評時(shí)進(jìn)行啟發(fā)和引導(dǎo)，收到應(yīng)有的效果。
3.充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化手段提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。獨(dú)立學(xué)院學(xué)生年輕好學(xué)，喜新獵奇，容易成為網(wǎng)絡(luò)的鐘情者。教師如果能夠善于運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源，合理運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)和手段進(jìn)行授課并完善課程相關(guān)的教學(xué)資料，如教師教案、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)、授課錄像等網(wǎng)上資源的建設(shè)，方便學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)中自主學(xué)習(xí)，使優(yōu)質(zhì)教育資源得到共享。若能建立自己的博客或在QQ上與學(xué)生進(jìn)行溝通交流，可以增強(qiáng)教學(xué)的凝聚力和吸引力，切實(shí)提高教學(xué)實(shí)效性。
4.教師應(yīng)注意言語教態(tài)等方面問題。針對獨(dú)立學(xué)院學(xué)生對三本或獨(dú)立學(xué)院的稱呼特別敏感，在心理上有一定的自卑感，作者認(rèn)為教師在教學(xué)過程中應(yīng)該盡可能多地使用激勵性的語言鼓勵學(xué)生，并積極挖掘?qū)W生的潛能，幫助學(xué)生自尊、自信和自強(qiáng)，而不能總是拿獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的缺點(diǎn)和本部學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)相比較加重學(xué)生的自卑感。要鼓勵他們做事情，肯定他們的成績。
(三)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)
為了更好地實(shí)現(xiàn)獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)，在獨(dú)立學(xué)院開展專業(yè)基礎(chǔ)課，更應(yīng)該重視突出實(shí)踐環(huán)節(jié)，注重把課堂向社會延伸，引人社會實(shí)踐這一教學(xué)環(huán)節(jié)同。如在講軸向拉壓桿這部分時(shí)，可以組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室去，親自動手做試驗(yàn)，通過試驗(yàn)機(jī)加減負(fù)荷親自感受材料的力學(xué)性能的改變，這樣在上課時(shí)就可以有的放矢地進(jìn)行學(xué)習(xí)了。在講組合變形部分時(shí)，可以組織部分男生，將伸出的手臂看成懸臂梁，另兩名同學(xué)分別在手腕和肘部作用力，讓該同學(xué)敘述感受，幾組下來，意見是否統(tǒng)一，進(jìn)行總結(jié)討論等。
將創(chuàng)新教育納人實(shí)踐環(huán)節(jié)。新學(xué)分的獲取途徑及可替代專業(yè)任選課、跨學(xué)科任選課的學(xué)分，極大地調(diào)動了學(xué)生從事科研和創(chuàng)新活動的積極性。鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽之類的比賽，獲取相應(yīng)的學(xué)分。同時(shí)應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增加綜合性、設(shè)計(jì)r}實(shí)驗(yàn)的比重。學(xué)院可建立基礎(chǔ)課特色實(shí)驗(yàn)室，讓這些實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力過程中發(fā)揮重要作用。
(四)注重課堂管理
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；素質(zhì)教育；工程能力
中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10052909（2012）06006103工程力學(xué)是機(jī)械、土建等工科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，提高綜合素質(zhì)。
一、工程力學(xué)課程教學(xué)中存在的問題
其一，雖然強(qiáng)調(diào)工程力學(xué)課程為后續(xù)專業(yè)課程提供基礎(chǔ)，但不重視課程本身與實(shí)踐的聯(lián)系。由于教材忽視理論與工程實(shí)際之間聯(lián)系，如果教師僅按照教材講授，會顯得機(jī)械和枯燥，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)就容易把它看作是一門抽象難懂的理論課程。理論與工程實(shí)際脫節(jié)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
其二，課程教學(xué)以傳授知識為教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生片面地認(rèn)為只要會做題就行，忽視課程本身對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
其三，“填鴨式”教學(xué)方法忽視了學(xué)生的主觀能動性，在引導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)、主動探索和思維訓(xùn)練方面有較大的缺陷，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
其四，工程力學(xué)教材在內(nèi)容體系上將理論力學(xué)與材料力學(xué)兩部分內(nèi)容截然分開。材料力學(xué)按照桿件的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲4種基本變形分別獨(dú)立地介紹。這樣的編排作為教材內(nèi)容體系無可厚非，但教學(xué)時(shí)如果照本宣科，一味孤立地研究某一問題，零散知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)將使學(xué)生難以從整體上把握工程力學(xué)的全貌，不能形成知識體系，更何況利用工程力學(xué)的知識去解決工程實(shí)際問題。
工程力學(xué)對學(xué)生的情感態(tài)度、價(jià)值觀念、工作作風(fēng)以及綜合素質(zhì)都有著極為重要的影響。在教學(xué)過程中，教師要不失時(shí)機(jī)地引導(dǎo)學(xué)生體會工程力學(xué)給自己帶來的自尊和自信，感悟工程力學(xué)給自己帶來的智慧和啟迪，享受工程力學(xué)帶來的使自己終生受益的良好習(xí)慣，通過工程力學(xué)學(xué)習(xí)提高綜合素質(zhì)。因此，在工程力學(xué)課程教學(xué)全過程實(shí)施素質(zhì)教育策略，必須改變過去只重視傳授知識和技能卻忽視素質(zhì)培養(yǎng)的做法，探索工程力學(xué)課程素質(zhì)教育的具體實(shí)施方案，有意識地加強(qiáng)對學(xué)生人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)和工程能力培養(yǎng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、工作奠定良好的基礎(chǔ)。學(xué)生素質(zhì)教育與能力培養(yǎng)是一項(xiàng)龐大而艱巨的系統(tǒng)工程，工程力學(xué)對提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)是相當(dāng)重要的［1］。
近年來，項(xiàng)目組從對學(xué)生工程能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際的教學(xué)工作，對工程力學(xué)課程素質(zhì)教育的具體實(shí)施進(jìn)行了有益的嘗試。
二、通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用的相互滲透
工科專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，首先要增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識和工程意識。在人才培養(yǎng)過程中應(yīng)特別注意學(xué)生工程能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，在加強(qiáng)基礎(chǔ)理論教學(xué)，拓寬學(xué)生知識面，為學(xué)生打下寬厚的工程力學(xué)理論基礎(chǔ)的同時(shí)，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的應(yīng)用，把知識的應(yīng)用滲透到教學(xué)的全過程。
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
嚴(yán)慕容，等工程力學(xué)課程素質(zhì)教育探索與實(shí)踐
由于目前國內(nèi)大部分的工程力學(xué)教材關(guān)于工程實(shí)例的內(nèi)容不多，幾乎所有的例題和習(xí)題均是針對已經(jīng)簡化好的常見幾種標(biāo)準(zhǔn)的約束類型和桿、梁、軸、柱等模型，學(xué)生感覺課堂理論與工程實(shí)踐脫節(jié)。因此，在講授理論知識的同時(shí)應(yīng)盡可能創(chuàng)設(shè)與工程實(shí)際相近的教學(xué)情境，將抽象的理論與具體的工程實(shí)例結(jié)合講授，使學(xué)生感受到工程力學(xué)知識在工程實(shí)際中的重要作用，體會到所學(xué)課程的價(jià)值，并有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高課堂教學(xué)效果。如在學(xué)習(xí)了工程上常見的標(biāo)準(zhǔn)約束類型及約束反力之后，介紹工程實(shí)際中真實(shí)約束的構(gòu)造和作用，并要求學(xué)生在課后觀察分析生活和工程實(shí)際中各種具體約束，并把它與常見的標(biāo)準(zhǔn)約束類型歸類，使學(xué)生理解約束這一抽象概念。又如在講授彎曲強(qiáng)度理論中關(guān)于合理截面、合理支承、等強(qiáng)度梁等概念前，要求課前觀察實(shí)際工程中承受彎曲構(gòu)件的截面形狀、放置方式，并思考：“在截面積相等的前提下，圓管較實(shí)心桿在抗彎強(qiáng)度上有何優(yōu)點(diǎn)？吊運(yùn)長桿狀構(gòu)件時(shí)，其合理的吊點(diǎn)是否應(yīng)設(shè)置在兩端？扁擔(dān)合理的截面形狀變化是什么？”問題的設(shè)置有助于引發(fā)學(xué)生觀察、思考，帶著問題預(yù)習(xí)，對授課難點(diǎn)可以在在課堂上安排適當(dāng)?shù)奶釂柡陀懻摥h(huán)節(jié)。又如講解軸的合理截面形狀的問題時(shí)，結(jié)合麥桿、動物的骨骼等空心圓截面，說明它們的合理性是自然界長期進(jìn)化的結(jié)果，通過這些直觀的事例加深學(xué)生對合理截面形狀的認(rèn)識。總之，把工程力學(xué)的應(yīng)用性環(huán)節(jié)貫穿每一個(gè)章節(jié)，起到了良好的教學(xué)效果。
三、通過探究式教學(xué)模式強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)
課堂教學(xué)中應(yīng)改變傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式，采取教師指導(dǎo)下的以學(xué)生為中心的探究式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和自覺性，掌握自學(xué)方法，形成對知識信息的分析、綜合和運(yùn)用能力，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的提高。通過不斷引導(dǎo)學(xué)生尋找各部分知識點(diǎn)的邏輯關(guān)聯(lián)，將課程所有知識點(diǎn)整合成完整的邏輯鏈圖，形成層次化、網(wǎng)絡(luò)化的工程力學(xué)知識體系。如在靜力學(xué)部分，按照一般的認(rèn)知規(guī)律，按特殊力系到一般力系的順序講授后，引導(dǎo)學(xué)生整理出從空間一般力系倒推出各種特殊力系合成與平衡的邏輯框圖，這樣學(xué)生就理清一般力系與特殊力系的邏輯關(guān)系，形成局部的知識網(wǎng)絡(luò)。又如講完軸向拉、壓變形后，引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)出材料力學(xué)研究方法的步驟框圖，并指出扭轉(zhuǎn)、彎曲等基本變形桿的強(qiáng)度、剛度等問題的分析思路是一致的，這樣，看似零散毫無關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)，由于研究方法的統(tǒng)一穿引形成了一條完整的主線。工程力學(xué)包含了理論力學(xué)與材料力學(xué)兩部分，內(nèi)容體系相對獨(dú)立且各有側(cè)重但又相互關(guān)聯(lián)。如果在教學(xué)中不注意引導(dǎo)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中就會產(chǎn)生概念模糊、理論零散的感覺，不利于科學(xué)思維的培養(yǎng)。因此，教學(xué)時(shí)要注意這兩部分內(nèi)容之間的聯(lián)系與滲透，引導(dǎo)學(xué)生將這兩部分內(nèi)容連成有機(jī)的整體。在教學(xué)過程中，從各自研究對象、分析方法、基本概念上引導(dǎo)學(xué)生不斷地對比、關(guān)聯(lián)。如在講到位移時(shí)，提出位移分為剛性位移和變形位移兩類：若物體中任意兩點(diǎn)的相對位置沒有變化，則這時(shí)物體的位移稱為剛性位移，理論力學(xué)中，當(dāng)剛體作平動或轉(zhuǎn)動時(shí)的位移就是剛性位移；若物體中任意兩點(diǎn)的相對位置發(fā)生了變化，則這時(shí)物體的位移稱為變形位移，材料力學(xué)中所研究的物移，是與線應(yīng)變或角應(yīng)變有關(guān)的變形位移。又如在講解構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生回顧理論力學(xué)中關(guān)于各種力系的平衡條件，使學(xué)生明白截面法其實(shí)就是力系平衡理論的應(yīng)用。此外，關(guān)于物體的彈性力勢能與構(gòu)件應(yīng)變能，剛體的轉(zhuǎn)動慣量與截面慣性矩、桁架內(nèi)力與拉壓桿的軸力等，通過這些相關(guān)概念、方法的對比分析，使學(xué)生加強(qiáng)課程章節(jié)之間和各方法之間的聯(lián)系，達(dá)到知識和方法的融合，起到溫故知新、融會貫通、事半功倍的效果。
在習(xí)題課中，著重引導(dǎo)學(xué)生以一題多解的思路進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)平時(shí)作業(yè)中解題步驟表述的嚴(yán)密性和合理性，使學(xué)生對知識理解透徹、表達(dá)嚴(yán)謹(jǐn)。通過強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維訓(xùn)練，改變學(xué)生的工程力學(xué)知識點(diǎn)零散、系統(tǒng)性不強(qiáng)和理解不透徹的弊端，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。
四、通過工程事故案例分析培養(yǎng)學(xué)生人文素質(zhì)
事故分析是一門綜合性學(xué)科，涉及到力學(xué)、材料、設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量管理等多方面知識。教師在不斷優(yōu)化自己知識體系的同時(shí)，平時(shí)要多留心收集有關(guān)資料作為教學(xué)素材，在介紹有關(guān)知識點(diǎn)時(shí)穿插介紹相關(guān)的事故案例［2］。在教學(xué)中精選一些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的案例進(jìn)行研究探討，如在講解連接件的強(qiáng)度問題時(shí)，介紹近期在中國多個(gè)城市發(fā)生的幾起電梯事故，其原因都是由于扶梯主機(jī)固定螺栓松脫或被切斷使主機(jī)支座移位，造成驅(qū)動鏈條脫離鏈輪，扶梯在重力的作用下下滑，導(dǎo)致多人傷亡。這樣鮮活的案例使學(xué)生樹立工程安全意識與社會責(zé)任感。由于各種原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)喪失承載能力、出現(xiàn)重大工程事故的例子不勝枚舉，有些可通過視頻等方式給學(xué)生直觀感受，如：播放1940年11月7日美國華盛頓州的塔科馬大橋在風(fēng)載下倒塌的視頻，這起由于對大橋的空氣動力學(xué)問題和結(jié)構(gòu)分析不嚴(yán)密所致的事故；美國紐約911恐怖襲擊事件中高達(dá)110層的世貿(mào)中心雙子塔倒塌的力學(xué)原因，可以結(jié)合壓彎組合、沖擊、材料的力學(xué)性能等方面進(jìn)行分析；因核反應(yīng)堆外殼所承受的蒸汽壓力和溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)值而發(fā)生強(qiáng)度失效，導(dǎo)致了1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站大爆炸的案例。此外還有常見于報(bào)端的有關(guān)建筑工地棚架失穩(wěn)、塔吊鋼絲斷裂等導(dǎo)致的工程事故等。殘酷的工程事故造成了重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失，令學(xué)生心靈震撼。工程力學(xué)教學(xué)中分析一些重大工程事故案例的力學(xué)問題，使教材上看似枯燥的力學(xué)知識如強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、材料的力學(xué)性能等，在事故分析中更顯得鮮活而重要，教學(xué)中通過重大工程事故分析非常有說服力，使學(xué)生從內(nèi)心深處產(chǎn)生學(xué)好材料力學(xué)的強(qiáng)大動力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，在培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)， 即責(zé)任意識、安全意識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、可持續(xù)發(fā)展的能力，以使教學(xué)達(dá)到“傳道、授業(yè)、解惑”的最高境界，真正實(shí)現(xiàn)教書育人［3］。
五、通過課程設(shè)計(jì)強(qiáng)化學(xué)生綜合分析問題能力
在工程力學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力，可針對不同專業(yè)的要求，從強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，在工程實(shí)際中選取一些較為復(fù)雜的構(gòu)件，要求學(xué)生從全面、整體的角度予以解答，并撰寫課程設(shè)計(jì)論文。這樣既可以深化課堂內(nèi)容，使知識系統(tǒng)化，又可培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用工程力學(xué)原理解決實(shí)際工程問題的能力，做到學(xué)中做、做中用，學(xué)用結(jié)合，既能系統(tǒng)應(yīng)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課知識（如高等數(shù)學(xué)、工程圖學(xué)、算法語言、計(jì)算機(jī)和工程力學(xué)等），又為后繼課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，使各教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容有機(jī)聯(lián)系。學(xué)生在撰寫論文的過程中，可以鍛煉綜合分析和解決問題的能力及獨(dú)立獲取知識的能力，強(qiáng)化學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)：
［1］胡海巖.對力學(xué)教育的若干思考［J］.力學(xué)與實(shí)踐，2009，31（1）：70-72.
