李國斌 鄺衛(wèi)華

摘 要：“工程力學(xué)”是高職院校機類、近機類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，本文結(jié)合教學(xué)實踐體會，提出要在“工程力學(xué)”教學(xué)中加強科學(xué)思維的訓(xùn)練、科學(xué)方法的訓(xùn)練、標準化的訓(xùn)練，并通過幾個具體的實例說明訓(xùn)練的具體方法及重要性。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；思考訓(xùn)練；高職教學(xué)

作者簡介：李國斌，廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向為機械學(xué)及機械基礎(chǔ)課程教學(xué)；鄺衛(wèi)華，廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院教授，研究方向為機械制造與自動化。（廣東 廣州 511483）

基金項目：本文系廣州市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度課題（編號：1201532993）、2018年廣州市高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育項目（編號：201709K13）、廣東省教育科學(xué)規(guī)劃課題（編號：2017GGXJK048）、廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專項資金項目（編號：pdjha0824）和廣州市高等學(xué)校教育教學(xué)改革項目（編號：2017F14）的研究成果。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2018）20-0053-02

日常生活中的用具設(shè)施，無論是住房、汽車還是剪刀、夾子等，無非二個基本要求：一是能用，即能承受一定的力并具有一定的功能；二是牢靠，就是有足夠的強度和剛度，前者是理論力學(xué)所研究的，后者是材料力學(xué)分析的。工業(yè)產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)也是從這兩個方面展開的。“工程力學(xué)”（包括理論力學(xué)和材料力學(xué)）是一門理論性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，機械類專業(yè)的許多課程都以“工程力學(xué)”為基礎(chǔ)，它就像工程技術(shù)的殿堂大門，學(xué)生正是從“工程力學(xué)”這個課程進入到專業(yè)課。所以，從“工程力學(xué)”開始有意識地加強對學(xué)生工程技術(shù)的訓(xùn)練是十分重要的。筆者認為針對“工程力學(xué)”本身的特點，以及后續(xù)課程學(xué)習(xí)，直到進入工作崗位，有三方面的基本訓(xùn)練亟須加強。

一、科學(xué)思維的訓(xùn)練

教育的任務(wù)是轉(zhuǎn)變學(xué)生的思想，把學(xué)生的日常思考提升到科學(xué)的高度，也就是用科學(xué)思維代替他們習(xí)慣的想法。這就要求教師以身作則，運用科學(xué)分析和邏輯推理，其中不能有絲毫的含糊。教師要明確地從背景中提出問題，做出合理的猜想，并且運用論證的命題化格式列出條件和結(jié)論，以及邏輯上的可能聯(lián)系，一步步地充實兩者之間的空白。在這樣一次又一次的推演中，讓學(xué)生熟悉和掌握科學(xué)思維，在學(xué)習(xí)中不斷地探索以獲得某些準則，用這些準則去確定問題的結(jié)果。

要教會學(xué)生自己歸納總結(jié)，每一個內(nèi)容、每一類問題、每一個章節(jié)都是這樣的，才能把書本的知識變?yōu)榧河小＿@是通過科學(xué)的邏輯結(jié)構(gòu)來健全自己的知識框架，有牢固的框架才有扎實的基礎(chǔ)。有些學(xué)生很看重考前突擊，但效果并不理想。其實每門學(xué)科都有自己的特點，通過總結(jié)，按科學(xué)的邏輯框圖列出概念、定理和公式，抓住它們的聯(lián)系，并不需要死記內(nèi)容、硬背公式，解起題來也一樣得心應(yīng)手。而所有這些不是天生就有的，而是通過不斷總結(jié)逐步積累起來的能力。教師要指導(dǎo)學(xué)生做好總結(jié)，提高他們的素質(zhì)。比如理論力學(xué)是研究剛體受力和運動的因果關(guān)系，材料力學(xué)通過變形體的內(nèi)力和變形來研究其強度和剛度，它們之間由剛化原理聯(lián)系，變形體要滿足剛體的平衡條件，而變形體平衡又要增加自己變形的特殊條件，所以理論力學(xué)是材料力學(xué)的基礎(chǔ)。

現(xiàn)在學(xué)校對在校生的管理很多，有入學(xué)教育、軍訓(xùn)、行政和思想政治管理等等。但缺乏自始至終知道學(xué)生學(xué)習(xí)的導(dǎo)師，研究生是導(dǎo)師制，專科生更需要導(dǎo)師。因為各學(xué)科的教師只負責(zé)本身課程，專業(yè)的整體指導(dǎo)應(yīng)從入學(xué)時就進行。作為力學(xué)教師，應(yīng)盡量多做此項工作以彌補空缺。

二、科學(xué)方法的練習(xí)與掌握

“工程力學(xué)”作為工科學(xué)生的技術(shù)基礎(chǔ)課，著重研究工程中的機構(gòu)和結(jié)構(gòu)。比如解靜力學(xué)問題，首先要按原則選取研究對象；其次，畫主動力和約束力，當然也有規(guī)定準則；再次，按受力圖列出標準形式的平衡方程；最后通過解方程得到結(jié)果。這如同工業(yè)生產(chǎn)整個工藝流程，每一個環(huán)節(jié)要有條件和規(guī)范。課堂上教師要在黑板上一步一步演示，總結(jié)出一套方法，然后證實它的科學(xué)性和簡明特點，定下來在以后使用，熟練后可以按原則操作，這是規(guī)范方法的最大優(yōu)越性。靜力學(xué)如此，運動學(xué)和動力學(xué)也如此，材料力學(xué)也有一套適合解題分析表達的方法。材料力學(xué)認為內(nèi)力是由外力引起的，內(nèi)力由截面法求出，并對構(gòu)件畫出全部內(nèi)力圖，一目了然地找出最大內(nèi)力處作為危險截面，通過應(yīng)力分析又可以找出危險點，根據(jù)危險點的應(yīng)力狀態(tài)確定用強度條件或用強度理論進行強度核算，若是變形問題，對每段內(nèi)力或某一位置的內(nèi)力，通過公式直接計算變形，還可作剛度校核。穩(wěn)定性問題也有一套方法，這種方法一直可以沿用到涉及的后續(xù)課，甚至工程工作中的某些環(huán)節(jié)。

對于如此重要的問題，教師要布置大量的習(xí)題加強學(xué)生的訓(xùn)練，并在習(xí)題課中正面指導(dǎo)，及時糾正出現(xiàn)的錯誤。教師要一一改正所有點滴錯誤和不規(guī)范的表達形式，給予中肯的批語。

三、標準化的訓(xùn)練

工業(yè)化大生產(chǎn)是大規(guī)模甚至全社會協(xié)同進行的，這就要統(tǒng)一標準。每一個行業(yè)都有其專門術(shù)語，應(yīng)要求學(xué)生正確使用術(shù)語，這樣才能精確表達專業(yè)的問題和結(jié)果。在作業(yè)中，名稱、性質(zhì)、矢量分析圖、方法、記號、標記形式都十分重要，是標志內(nèi)行或外行的分水嶺。只有這樣嚴格要求，才能適應(yīng)工作的需要。下面的一個例子很能說明問題：已知桿的內(nèi)力[FN=25KN]，當桿的直徑為30mm2時，求桿截面的應(yīng)力，正確的表達式為[σ=25×103×4π×302×10-6=35.4×106Pa=35.4MPa]。但有的學(xué)生常常寫成[δ=25000π×0.0152N/m2=35367765N/m2]。學(xué)過“工程力學(xué)”的人看了第二種表達顯然會皺眉頭。雖然答案沒有錯，但是太不標準化了：第一，每一個字母一般固定表示一個量，[FN]中的下標表示內(nèi)力，[σ]表示應(yīng)力，而[δ]表示延伸率；第二，算式過程中一律以牛頓、米作為單位，所以不需要量綱，數(shù)字以給定為準，數(shù)量級一般以[103]為一級選用合適的級別；第三，各種量有其特定單位，力用千牛，應(yīng)力用兆帕；第四，工程問題都有精度要求，在力學(xué)中[±5%]是一般要求，在這范圍內(nèi)是可以用等號而不必用近似號，更不必用過分精確的累計數(shù)字表示。再比如材料力學(xué)中內(nèi)力的正負規(guī)定十分復(fù)雜，為了在求未知內(nèi)力的過程中方便并少出錯誤而必須規(guī)定：未知內(nèi)力一律假定為正，求出的內(nèi)力值可以直接移到內(nèi)力圖的坐標中，而不必第二次規(guī)定正負。力學(xué)中這種不起眼的小事比比皆是，但是如果串聯(lián)起來，互相協(xié)調(diào)，整體一致，在計算、表達、交流、發(fā)表、報告等等場合簡直是一種語言，而且超越國界。

綜上所述，教師的作用是傳授知識，但某些基礎(chǔ)性的方法和技能是必須不斷重復(fù)才能熟練掌握的，這就要求教師對訓(xùn)練有足夠的認識，并貫穿整個教學(xué)過程中，使學(xué)生在學(xué)到知識的同時又學(xué)到學(xué)習(xí)方法?！肮こ塘W(xué)”是有關(guān)工程技術(shù)人員必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程，通過這三方面的基本訓(xùn)練，學(xué)生能學(xué)好工程力學(xué)，并提高自己的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后的工作打下基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[3] 李正峰.在工程力學(xué)教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維和收斂思維能力[J].無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008，8（6）：58-59.

責(zé)任編輯 秦俊嫄