工程力学范文

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篇1

主管单位：中国科学技术协会

主办单位：中国力学学会

出版周期：月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1000-4750

国内刊号：11-2595/O3

邮发代号：82-862

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1984

期刊收录：

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

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篇2

广博的知识和出色的语言表达能力是做好教学工作的基础,但教学工作的成效,归根到底要看学生对知识的掌握情况,这就要求教师有针对性地研究教学方法,研究学生的心理特点,让力学知识与学生的其他专业课程以及工程技术实际活动有机地结合起来,让学生充分感受到专业技术的魅力,帮助学生消除厌学情绪,激发学生学习工程力学的兴趣。

近几年来,笔者承担了水利工程类、电厂类等工科专业班级的工程力学课程教学工作,在实际教学活动中积累了一些经验,现提出来与大家探讨。

一、“亲其师而信其道”

学生热爱一位教师,就会“爱屋及乌”地喜欢这位教师所进行的教育教学活动,因此,在教育活动中,与学生建立良好师生关系,成为学生喜爱的老师,是教育获得成功的前提条件和关键因素。

二、引导学生认知力学

工程力学:包括理论力学、材料力学和结构力学,是中等职业学校电厂类、水利工程类等工科专业的专业基础课,其理论性强,而且与专业课、工程实际紧密联系,是科学、合理选择或设计结构(或构件)的尺寸、形状、强度校核的理论依据。在教学中,我们往往称之为“一座桥”,具有承上启下的作用。也就是说,学好工程力学,为后续专业课的应用和拓展奠定了很强的理论基础,也为学生毕业后正确分析和解决生产中有关的力学问题提供了知识上的保证,对提高学生的实际操作水平和技术应变能力都具有至关重要的作用。

三、加强直观性教学

课堂教学过程中,结合教学内容,尽量使用教学模型和实物进行教学演示,如讲解“工程中常见的几种典型约束”时,让学生看固定铰链联接的模型;讲解“空间力系”时,看直角平行六面体;讲解“齿轮的受力分析”时,让学生看斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮。通过工程实际和教学内容相结合,工程实物与力学模型相对照,即可使学生增加有关工程和机械方面的感性认识又能促进理性认识,使感性认识和理性认识并行发展。

四、联系生活实际

如果教师能把抽象难懂的理论,化为具体易懂的实际。这样,既可以活跃课堂气氛,又可以使学生加深理解,加强记忆。例如在讲静力学公理一节“作用与反作用公理”时,我问学生:如果大家想买一个弹簧秤,并想校对一下它的精度时应该怎么办?学生回答:秤一个已知重量的实物。我又问:如果没有实物呢?多数同学都沉默了,这时我拿出两个弹簧秤,并使两秤水平钩在一起,然后用手施力于弹簧秤上,这时同学们恍然大悟说:两秤的读数相同。我解释道:这就是作用力与反作用力,同学们可以用这种方法通过对几个弹簧秤的实验,就可以买到一个标准的弹簧秤。

五、尊重、关心学生

用心去呼唤,让每一个学生都感受到老师不但没有忽视他的存在,而且对他很重视,很关心。由于职业中专学生的基础差异较大,多数学生正处于青春期,思想波动很大。有的学生想学但自控能力差,管不住自己,尤其是基础差的学生,如果他们认为老师忽视了自己,看不起自己,就可能引起逆反心理,导致自暴自弃的不良后果。针对这种情况,我采用的方法是,首先尽快了解每一个学生,记住学生的姓名,特别是对基础差的学生的姓名脱口而出。辅导时基础差的学生往往不能提出具体问题,我就主动和他们谈些简单易懂的问题,对汉语较差的朝族学生注意多交流,多辅导。使这些学生感觉到老师是在真心帮助他们,从而唤起他们的学习热情。在对待学生方面,我一直坚持没有不可原谅的缺点,也没有不值得表扬的成绩的原则,这样学生和老师的心就被拉近了。

六、因材施教,进退适度

根据学生的接受能力和心理特点制定有效的教学方法。就教师而言,我认为教师是在传授知识,而不是卖弄知识,教师要考虑到学生的接受能力,做到该讲的要讲,不该讲的不讲,该快的地方要快,该细的地方又要讲细。如果讲快了,讲多了,学生接受不了,效果不佳。可是在一堂课中对一个问题重复过多,学生就会感到罗嗦、厌倦。造成学生的注意力不集中,思想涣散,课堂气氛沉闷,往往效果更差。针对这种情况,我采用“紧凑、联想”的教学方法,收到了较好的效果。“紧凑、联想”就是快慢适宜,不罗嗦,每讲一个问题都尽量联系到相关的内容,这样既帮助学生复习了以前的内容加深了记忆,又增强了学生举一反三的能力,例如在讲《材料力学》四种基本变形:“弯曲变形”时。我首先要以提问的方式或抢答的办法复习以前将的三种基本变形。即轴向拉伸和压缩变形,剪切变形,圆轴的扭转变形。另外《理论力学》中的三种力系:平面汇交力系,平面力偶系,平面任意力系。《结构力学》中解超静定结构的三种方法:力法、位移法、力矩分配法。都可以通过对照、比较的方法讲授,这样不仅使学生加深了对课堂内容的理解,又抓住了学生的思路。培养学生有一个良好的听课习惯。

七、结束语

“传道”须有术,作为知识传播者的园丁,必须在教学工作中不断研究,不断地创新,方能达到更好的教学效果。大文豪肖伯纳说过:你有一个苹果,我有一个苹果,相互交换,每人仍是一个苹果;你有一个思想,我有一个思想,互相交换,每人就有两个思想。这个富有哲理性的比喻。我想,对于我们教师间教学经验的相互交流很适用。

参考文献:

[1]劳凯声.教育学[M].天津:南开大学出版社,2003

[2]张厚粲.心理学[M].天津:南开大学出版社,2002

[3]陈昌曙.自然辩证法概论新编.沈阳:东北大学出版社,2001

篇3

工程力学的概念、知识、计算原理都比较复杂、抽象，学生反映这门课程学起来很枯燥。职业学校学生大都是初中毕业生，他们对工程实际的认识几乎是空白。因此，在工程力学教学中，既要严格按照教学大纲组织教学，又要对教材内容进行优化，让力学知识与学生的其他专业课程以及工程技术实际活动有机地结合起来，让学生充分感受到专业技术的魅力，帮助学生消除厌学情绪，激发学生学习工程力学的兴趣。

近几年来，笔者承担了机械类、土木工程类等工科专业班级的工程力学课程教学工作，在实际教学活动中积累了一些经验，现提出来与大家探讨。

引导学生合理认知工程力学课程

工程力学（包括理论力学、材料力学和结构力学）是中等职业技术学校机械类、土木工程类等工科专业的技术基础课，其理论性强且与专业课、工程实际紧密联系，是科学、合理选择或设计结构（或构件）的尺寸、形状、强度校核的理论依据。在教学中，我们往往称之为“一座桥”，具有承上启下的作用。也就是说，学好工程力学，为后续专业课的应用和拓展奠定了很强的理论基础，也为学生毕业后作为技术工人运用力学知识，在实际工作中正确使用、维护、保养机械设备和建造公路与桥梁，正确分析和解决生产中有关的力学问题提供了知识上的保证，对提高学生的实际操作水平和技术应变能力都具有至关重要的作用。

在教学中我发现，学生对工程力学课程存在一些不正确的认知。有些学生认为，进入职业学校就是掌握一技之长，只需要进行专业技术训练，只需要知道怎么做就可以了，至于更深层次的理论问题，完全没有必要去研究，也没有必要了解。这种不正确的认知对学生学好工程力学课程是相当不利的。为了引导学生深入了解工程力学课程的重要性，我在课程开始就非常热情地向学生介绍这门功课，鼓励学生与我一道克服困难共同进步。通过这种沟通，学生有了学习兴趣和信心，接下来的教学活动就比较顺利了。

引导学生掌握内力的计算方法

在工程技术实际操作中，构件的内力计算是普遍存在的（如转轴、悬臂梁、桥墩等），但内力的概念抽象，常常让学生感到含混不清。如何让学生更好地掌握内力的概念、求内力的大小和判断内力的方向呢？这是工程力学课程需要重点解决的问题。

在工程力学中求内力往往采用截面法，也就是将构件在需要求内力的位置假想截开，保留一部分，去掉另一部分，将去掉部分用力来表示，这个力称为内力，然后以保留部分为研究对象，列出平衡方程，求出内力。如图1（a）为龙门吊车的牛臂柱，由于内力看不见，感觉不着，所以，仅仅凭内力的方向很难让学生确定内力大小；内力正、负号的意义、判断与计算等一连串的问题，就更让学生感到困惑不解了。针对这一问题，我将求内力的方法概括如下：（1）假想截开，如图1（b）截面A—A；（2）留下一半；（3）内力代替，如图1（c）；（4）平衡求力P=p1+p2，平衡力偶M=Me。其方向判断为：背离截面的外力为正，指向截面为负，如图1（c）P=-（P1+P2）。

掌握这些结论性的秘诀，一方面可以将较复杂、理论性较强的内力计算和方向判断简单化；另一方面又可做到理论与实际相结合。十多年的教学实践证明，学生对这种方法较易接受，且记忆比较牢固，学习效果很好。

引导学生掌握组合构件的力学计算方法

组合构件的力学计算问题，在其他专业课程中以及工程技术实际中是极为常见的，很多学生在预习这部分内容时感到很吃力。引导学生掌握组合构件的力学计算方法，是工程力学课程需要解决的另一个难点问题。

一般来说，我首先引导学生进行受力分析，在进行受力分析时，我的做法是首先拆分组合体，从二力构件着手。因为二力体受到的力沿着两受力点的连线，确定其方向比较容易。但在进行计算时，往往又是从已知力的构件开始列平衡方程。如图2所示三铰链钢架受水平力F作用，若钢架自重不计，求支座A、B的约束反力。针对此类综合构件很自然地分拆成构件AC、BC，依据以上求解法则，二力体BC为首选，但没有已知力作用，无法列平衡方程求出RB。构件AC虽然有已知力F的存在，但A、C两处二力的大小和方向都不知晓，同样无法列出平衡方程求出RA。

遇到这类情况，学生往往会怀疑教师解题思路的正确性，或认为题目给出的已知条件不充分。教师必须很明确地告诉学生，二力构件的受力分析确定其方向是首要条件，绝不能含糊。在进行定量计算时必须有已知力的参与，才能计算出未知数。其实，这道题的已知条件充分，根据二力构件BC，很容易确定C点的方向是由C指向B，再根据作用力与反作用力定理和三力汇交平衡定理确定铰链RA的约束反力的方向和大小，最后求出RB的约束反力。通过耐心指导和反复训练，学生对这部分内容可以消化了，学习效果很好。

努力提高学生解决专业实际问题的能力

学以致用是教学活动的根本目标。中等职业技术学校的学生在校学习期间极为注重实际操作技能训练。作为基础理论课程，工程力学的教学活动必须以培养学生的知识运用能力为主要目标，课堂教学中应引导学生把已学知识运用到实践之中，提高学生解决专业实际问题的能力。

我在船舶轮机专业班工程力学课程的教学过程中，除了向学生传授基础理论知识外，还十分注重引导学生思考专业课程中遇到的有关力学方面的问题。为了提高学生解决专业实际问题的能力，我专门给学生讲授“二冲程柴油机燃气爆发压力对主要部件的受力情况分析”。具体讲解配图说明如下：

如图3所示，A为十字头销中心，B为曲柄销中心，O为曲柄的回转中心。气体力P向上作用在汽缸盖上，向下作用在活塞顶上。力P沿气缸中心线通过活塞杆传到十字头销点A，在点A分解为N（侧推力）和力S，力S沿连杆传递给曲柄销B。力S1分解为力T（切向力）和力Z（径向力）。

为了分析方便，假设点O有一对大小相等、方向相反的力T1和T2，方向与T平行，且T1=T2=T。作用在点O的力T2和Z1合成，合力为S2，S2=S1，力S2分解为水平分力N1和P1，且N1=N，P1=P。

以上分析结果为：（1）作用于气缸盖上的力的大小与作用于活塞上的力P相等，且方向相反，向下的力P又经曲轴连杆传给主轴承，故气体力在柴油机内部达到了平衡，不会传到柴油机之外，只是使柴油机中各主要运动部件内部产生应力；（2）T作用在曲柄销上，T1作用在主轴颈上，组成一对力偶，使曲柄产生回转运动，力矩为Me=TR；力N与力N1组成一个力偶，企图使柴油机倾倒。这个力偶与固定柴油机机座的地脚螺钉所产生的力相平衡，使地脚螺钉受到拉应力作用。所以，根据金属材料机械性能，我们应该选择塑性好、抗拉能力强的地脚螺钉，确保柴油机工作安全。

篇4

《工程力学》是一门研究物体机械运动和构件强度、刚度、稳定性理论的学科，它包括理论力学、材料力学、运动学、动力学。由于高职高专院校重在培养应用型人才，故多选其中的《理论力学》和《材料力学》作为教学重点，此学科是后续阶段《机械设计》中课程设计的计算基础；其中的概念、计算、应用多影响到其他专业课的理解与学习。《理论力学》重点讲解受力分析与平衡方程，《材料力学》重点讲解四大变形形式的计算与校核，学生要达到会简单的设计。在教学过程中，由于工程力学繁杂而抽象，很多学生会觉得难度大而枯燥，因此，在平时的教学过程中，好的教学方法就可提高学生的学习兴趣，顺利完成学习。本文作者主要从以下五个方面来探索和实践学生的学法，以求提高学生专业课程的学习效果。

一、逐个擦除法

在力学的学习过程中，静定结构和超静定结构的辨别一直是难点。静定问题的几何特征为无多余约束，是实际结构的基础。因为静定结构撤销约束或不适当的更改约束配置可以使其变成可变体系，而增加约束又可以使其成为有多余约束的不变体系（即超静定结构）；超静定问题的几何特征为几何不变但存在多余约束的结构体系，是实际工程经常采用的结构体系。由于多余约束的存在，使得超静定结构整体性好、刚度大，内力和变形分布比较均匀，防御能力强，使得该类结构在部分约束或连接失效后仍可以承担外荷载，判断方法是先判断力系属于哪种力系，若为平面任意力系则可以解出三个未知量，平面平行力系和汇交力系可解两个未知量，然后圆柱铰链约束算一个约束，活动铰支座算一个约束，固定端算三个约束，接下来逐个擦去约束，擦到最后的总数减去可列平衡方程的个数即得超静定次数。

二、专业概念通俗化

在工程力学的学习过程中，会有许多的专业概念，而这些概念是以后专业课学习中不可缺少的一部分，概念理解透彻与否对以后的材料或工艺的学习很重要。强度是只材料抵抗破坏的能力，我以地震对房屋为例，房屋在地震中倒塌是因为强度不够，所以现在的房屋建筑强调增加抗震强度、抗剪强度，以减少地震暴雨等自然灾害的影响；再以钢材和木材在受相同外力作用下的破坏程度，说明强度与材料有关。另一概念是应力集中，应力集中是由于受力构件几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力骤然增大的现象。应力集中对构件强度的影响随材料的不同而不同，举例，一块中间有孔结构的大理石，在孔结构处受力处会产生裂纹，裂纹会逐渐扩展而使大理石断裂；在换一种金属材料，做成相同结构受同样大小力的作用，却不会有裂纹产生，以此说明应力集中对脆性材料的危害比塑形材料的严重的多。工程力学的概念较多且术语话，用通俗极端的例子易懂且好记忆，学起来也不会说教而乏味。

三、理论实际结合法

对于工程力学的四种基本变形，生活中都有简单的事例，但是学生很难与知识一一对应，而教材中也有提到，只是一带而过，学生并不能理解并接受。对于梁的横截面有横放和竖放，利用公式推导，竖放时的正应力小，强度高，所以房屋结构的房梁多采用竖放。在此结论中强调的是梁的横截面横放或竖放，而学生不易理解重点，那么我上课时可以拿一根方形的木杆，让学生自己选择什么是横放，什么是竖放，这样既调动了他们的积极性，也得出了结论。启发他们从将我们所学的和生活联系起来，让他们从心里认识到，原来高深莫测的力学在生活中处处可见。

四、变形类推发

材料力学就是围绕四种基本变形展开，而四种基本变形的本质就是正应力和切应力。沿着横截面方向的应力是切应力，垂直于横截面方向就是正应力。所对应的最简单的形式就是拉压和剪切变形，这两种相对简单易懂，抓住了这个最核心的，那么在教学中，每讲到一种变形，总是可以以拉压和剪切为终点，逐步推导，那么随之引起变形的应力就呼之欲出了。例如扭转变形的教学中，以一根杆件为例，上课的时候，做一个极端的扭转变形，让学生观察尺寸的变化，结果杆件轴向尺寸不变，那么不是拉压变形，也就没有正应力，而杆件横截面发生转动，产生扭转角，沿着横截面方向，与剪切变形类似，那么就产生切应力。用这种方法在教学的时候，可以将难的简单化，可以有很好的效果。

五、启发式提问

这是一种在很多学科都用的方法，那么在力学的学习中也是百试不爽。在讲到重心与形心时，我先举个事例，怎样将一个鸡蛋立起来，学生都很努力的想方法，最终我层层提问，将重点过渡到重心和重心的求法，再以例题讲解分割法求解重心位置。这样一节旧概念新知识的内容就快乐的传授了，学生们都很活跃，课堂的氛围一直很好。

在工程力学的教学中以人为本，为提高教学效果，要增强学生学习的积极性，创造良好的课堂学习氛围，培养学生良好的学习习惯和分析问题的能力，通过多种教学方法，较好的完成教学，取得较好的教学效果。

参考文献：

[1] 李立，张祥兰.工程力学[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2] 刘宏文.材料力学[M]. 北京：高等教育出版社，2002.