《工程力学》教学方法探讨

　　《工程力学》是高等教育工程类专业课程中一门理论性强且与工程实际紧密联系的技术基础课, 是科学合理地设计构件的理论依据, 为今后学生学习专业技术课、从事机械设备的维护和技术革新机械设施奠定基础。随着教育教学改革的深入, 专业基础课的理论教学学时普遍减少, 如何根据本课程的特点使学生熟练掌握并灵活运用其理论知识解决实际问题, 通过几年的教学实践, 对教学方法进行了一些探讨。

　　1 重点阐述分析问题的思路

　　《工程力学》的内容包括静力学、运动学和材料力学, 知识点多, 在讲述基本定理、基本公式时应运用归纳法重点阐述分析问题的思路, 发掘问题的内在规律。大学阶段要求学生掌握怎样运用所学知识解决实际问题的方法。例如静力学是研究物体机械运动处于平衡的力学问题, 包括如何将工程实际中比较复杂的机械运动抽象并建立力学模型, 分析力系并简化, 最终找到平衡条件。但不管作用于物体上的力系是那种类型, 应用该力系的平衡条件求解未知的约束反力时, 可将解题步骤归纳为三步:( 1) 选取研究对象, 画受力分析图;( 2) 根据受力分析图中各力构成的力系, 列平衡方程;( 3) 求解未知力。

　　例 1 如图 1 所示梁 ABC, 已知 F=2000N,M=1500N.m,a=2m, 求支座反力。

　　解:( 1) 选取 AC 杆为研究对象, 画受力分析图( 如图 2) 。

　　( 2) 列平衡方程

　　联立解方程得: FAX=0.707KN, FAY=0.35KN,FB=1.06KN。

　　这样可使教材中的例题规范化, 让学生有规律可寻,有利于培养学生综合分析和解决问题的能力。例如材料力学部分, 首先讲解轴向拉伸和压缩这一最简单的变形形式, 以“外力—内力—应力—变形—强度—刚度”为主线, 以截面法计算内力 N、应力 σ 分布规律及应力公式、变形特点及变形计算、强度刚度条件的建立及实际工程三类问题的解决,

　　( 1) 校核强度条件 σ=NmaxA≤[σ];( 2) 确定构件截面尺寸 A≥Nmax/ [σ];( 3) 确定最大容许荷载 Nmax≤A[N]。总结出力学研究问题的思路和解题方法, 再直接用类比法给出其他变形杆件的解题思路, 指导学生分析剪切、扭转、弯曲等基本变形。这样, 思路简洁, 便于学生记忆。

　　又如, 力学中静力学、运动学及动力学三大部分有联系。平面汇交力系和平面任意力系之间, 平面力系及空间力系之间, 动量定理、动力矩定理和动能定理之间, 点的运动与刚体运动之间等, 它们既有一定的联系, 又有根本的区别。在教学时要理清思路, 引导学生从不同角度分辨事物本质属性, 加深对问题的理解, 使复杂问题简单化。使学生通过比较事物之间的联系与区别, 掌握规律, 举一反三, 建立对课程学习的兴趣, 从而获得较满意的教学效果。