導語：如何才能寫好一篇工程力學知識總結(jié)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：案例教學；綜合布線；工程實訓

隨著社會經(jīng)濟的快速發(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)者及用戶的認可。為了滿足社會發(fā)展的需要，目前大多數(shù)高校均開設(shè)了綜合布線課程。本文對此進行詳細的分析和探討。

一、網(wǎng)絡(luò)綜合布線課程特殊性及教學現(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方面：一，教學內(nèi)容的特殊性。經(jīng)驗性知識多，標準、規(guī)范多，理論知識點少且分散，重實踐。二，培養(yǎng)目標的特殊性。主要是培養(yǎng)與綜合布線系統(tǒng)工程的相關(guān)的設(shè)計、施工、測試、維護、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)目標必須與用人單位需要緊密相關(guān)，要受到人力市場的檢驗

（二）綜合布線課程的教學現(xiàn)狀

1、理論與實踐之間存在距離。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，實踐部分較少。2、教學內(nèi)容與市場需要存在距離。市場需要具有綜合布線設(shè)計與施工的綜合性人員，既要懂得如何設(shè)計、布線，也要懂得測試、施工管理等方面知識；目前，大多數(shù)開設(shè)本課程的教師是計算機專業(yè)或者網(wǎng)絡(luò)專業(yè)畢業(yè)，缺乏工程現(xiàn)場經(jīng)驗，在工程實施、測試、驗收、管理等方面著墨不多，即“偏網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、輕工程實施”。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，上述兩種方式都無法全面準確地測試學生對綜合布線的設(shè)計、施工、驗收測試、管理等各方面能力的掌握，不能正確全面地對學習內(nèi)容進行引導。

二、整體設(shè)計

對整個工程實訓裝置設(shè)計的占地面積大約在142m2，長度在13.4m、寬度在10.6m、高度在4.8m的實驗室里。根據(jù)實習的教學要求、實驗室空間狀況、資金的投入情況以及課程實驗，決定使用開放式的模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)為分層星形拓撲結(jié)構(gòu)，綜合教學、實驗、實訓為一體，為學生設(shè)計一個集寫字樓、商場、營業(yè)廳等場所為一體的綜合布線實際操作的模擬真實環(huán)境，能夠同時滿足多人進行各自的實驗項目，讓學生能夠?qū)B50311-2007《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》進行充分學習和掌握。整個實訓裝置組成部分有1個示范展示單元和10個實驗單元，為了能夠更好地進行案例式實驗教學，在裝置側(cè)面配套了1個材料架和10個交換設(shè)備機柜，如圖1所示。

每個實驗單元由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)線纜來連接側(cè)面配套的交換設(shè)備機柜；仿真墻面具有光滑平整、防火、防霉、防潮的特點，能夠開展鉆、釘、刨、粘等布線施工實訓；每個實驗單元之間的頂端連接、互通來用金屬橋架來進行。每個實驗單元都能夠各自進行基礎(chǔ)實驗和與交換設(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)、建筑消防報警系統(tǒng)、住宅門禁系統(tǒng)、家居弱電系統(tǒng)等實際的工程項目案例。

三、實驗案例設(shè)計

綜合布線工程實訓裝置從3個方面為學生提供布線工程，這三個方面是教學演示、基礎(chǔ)實驗、工程項目案例。實訓中涉及的各個子系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、管理、測試、驗收等綜合的實驗環(huán)境。在場景中老師能夠?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；指導學生學習使用網(wǎng)絡(luò)測試儀表對雙絞線、同軸電纜、光纜鏈路等開展性能測試、連通性測試、衰減測試等實驗，讓學生能夠?qū)Τ橄蟮木C合布線理論知識有一個直觀、具體的認識。學生可在實驗單元按照實驗項目要求進行綜合性的實際操作，并通過師生圍繞工程實踐中如樓宇監(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)、建筑消防報警系統(tǒng)等具體案例進行分析、模擬，從實際應(yīng)用的角度完成整個綜合布線工程的設(shè)計、施工、工程管理和監(jiān)理、網(wǎng)絡(luò)測試、工程認證和驗收、管理與維護的全過程。

綜合布線工程實訓裝置既可以開展如網(wǎng)線接頭制作等的單組基礎(chǔ)實驗、又可以多單元聯(lián)合進行綜合性、設(shè)計性實驗或工程項目案例實訓，能夠符合實驗大綱所規(guī)定的學習目標和任務(wù)要求。通過采取情景教學模式能夠更好地開展網(wǎng)絡(luò)綜合布線課程的教學工作，促進教學的進步。

參考文獻：

[1]張小明，彭夷，嚴明良.綜合布線工程實訓室項目教學情境設(shè)計與教學[J].智能建筑與城市信息.2009，（04）.

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【關(guān)鍵詞】工程力學 思維方式 抽象思維 發(fā)散思維

【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）22-0011-02

一 工程力學介紹

工程力學作為一門應(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)學科中的理論力學與材料力學兩門學科中的主要內(nèi)容，是認識與分析工程技術(shù)問題一項必備的基礎(chǔ)知識與研究工具，是材料、機械、建筑、機電等專業(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，概念性強是工程力學的一個重要特點，如果死記硬背，必然會東挪西借，一團霧水。抽象性強是本課程的又一特點，尤其在材料力學篇，如材料的軸力、彎矩等內(nèi)力的概念，學生中有很多疑點，必須給予明確而有說服力的解釋，否則不利于培養(yǎng)學生的分析、思維能力。實踐應(yīng)用性強是它的第三個特點，各種起重裝置的設(shè)計、減速器中傳動軸的設(shè)計等都離不開力學知識，都需要經(jīng)過周密的科學計算才能設(shè)計尺寸選取材料。而作為一門基礎(chǔ)課程，工程力學與其說是一門知識，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)時期，為了有效地保存自己消滅敵人提出了“16字訣”：敵進我退、敵駐我擾、敵疲我打、敵退我追。這就是當時最為優(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步和發(fā)展，是因為國民掌握了先進的價值體系、思維方式知識體系。價值體系確定了處理事情的目標與方向，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)，是訓練良好的思維方式。

三 工程力學中的思維方式

1.工程力學中的抽象思維

抽象思維也稱邏輯思維，是利用概念進行的思維活動。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動的反映。

工程力學中概念較多，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。學生需要從多個個體中分析其聯(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)（機械作用），從具體的約束中抽象出其統(tǒng)一的本質(zhì)（對運動的限制），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，是從一個目標出發(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，將矢量運算簡化為標量運算），合力矩定理（合力在某點的力矩等于各分力在該點力矩的代數(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，對解決工程實際問題有很高的指導價值。

3.工程力學中的上升性思維、求解性思維、決策型思維

上升性思維是從個別的事物經(jīng)驗中，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并從中選擇最理想解決方案的思維。工程力學中的解題方法的總結(jié)實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)展的可能性預測并提出解決方案。如結(jié)構(gòu)的強度條件體現(xiàn)了求解性思維，而利用強度條件解決強

度校核問題并對桿件截面的設(shè)計則體現(xiàn)了決策性思維。

4.工程力學中的其他思維

工程力學是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，力學從誕生之日起就與數(shù)學相生相息，兩者都是解決問題的方法、解決問題的思路。力學中的理想模型的建立，蘊含著抓住主要矛盾，忽略次要矛盾去分析問題的思路，力學中的重心、形心蘊含著數(shù)學的微積分的思想，蘊含著加權(quán)平均的思想，力學中變形與外力、內(nèi)力的關(guān)系則蘊含著內(nèi)因與外因的哲學思想，聯(lián)系的觀點等。

四 結(jié)束語

工程力學是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，更是一種思維方式，本文對工程力學中蘊含的思維方式做了小結(jié)，對工程力學的教學有一定的參考意義。

參考文獻

[1]張秉榮、章秉榮主編.工程力學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007

[2]周晚林.改革力學課程 提高學生工程素質(zhì)[J].理工高教研究，2006（1）

[3]蔡迎軍.馬克思實踐觀點的思維方式及其哲學意義[J].齊齊哈爾大學報（哲學社會科學版），2013（4）：21～23

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關(guān)鍵字：工程力學；應(yīng)用型；課程改革

1前言

應(yīng)用型本科是我國高校為滿足經(jīng)濟發(fā)展需求定位的辦學標準，應(yīng)用型本科突出“應(yīng)用”二字，強調(diào)高校應(yīng)該調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程體系，改革教學方法和教學手段培養(yǎng)企業(yè)需要的應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才培養(yǎng)強調(diào)的實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，突出學生的技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。《工程力學》是所有工學相關(guān)專業(yè)開設(shè)的公共基礎(chǔ)課，改革《工程力學》的教學內(nèi)容、優(yōu)化教學方法、設(shè)計綜合型實驗，都有助于培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

2《工程力學》實施應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革的必要性

《工程力學》是工科專業(yè)相關(guān)的一門公共必修課，講解機械零部件設(shè)計中的力學理論、計算方法及試驗技術(shù)。《工程力學》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《工程力學》的學習，可以解決實際工程領(lǐng)域中的各種問題，能夠培養(yǎng)學生的察力、想象力、思維能力及創(chuàng)新能力。但傳統(tǒng)《工程力學》課堂教學重理論、輕實踐，一貫的講解工程力學系統(tǒng)化的理論知識，降低了學習學習的熱情，課堂教學枯燥無味，教學方式單一，理論與實踐嚴重脫鉤，學生學習興趣不高。教師開展《工程力學》的教學方法單一，采用滿堂灌的方式，以教師為中心，教學效率低下，不利于培養(yǎng)學生的應(yīng)用實踐能力和創(chuàng)新能力。地方本科院校急需改變這種現(xiàn)狀，將探究式教學應(yīng)用到《工程力學》的教學過程，培養(yǎng)出滿足市場需求的工程技術(shù)人才。

3基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《工程力學》課程改革思路

3.1優(yōu)化教學內(nèi)容

《工程力學》主要講解工程力學基礎(chǔ)知識和基本技能，構(gòu)件靜力問題，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算，及其它力學問題。這些內(nèi)容即包括比較空泛的理論，也包括具體抽象的問題。應(yīng)用型人才是需要具體的實踐問題解決能力，這就要求優(yōu)化《工程力學》的教學內(nèi)容，圍繞應(yīng)用和創(chuàng)新兩個角度開展。將繁瑣的理論知識采用工程案例教學，增強應(yīng)用性，同時做好《工程力學》與其它理論課的銜接，真正提高《工程力學》的實踐性。另一方面，整合與精簡原來繁雜的教學內(nèi)容，省略復雜的公式推理，直接拓寬學生的工程實踐意識，根據(jù)不同專業(yè)的要求，制定差異化的課程教學內(nèi)容，真正實現(xiàn)優(yōu)化教學內(nèi)容。

3.2改進教學方法

《工程力學》課堂教學仍然傳統(tǒng)采用的“教師教、學生聽”的教學方法，教師按照章節(jié)一章一章的講解，盡量做到知識的完整性，在非常有限的課內(nèi)時間講完全部課程內(nèi)容，不管學生是否能接受，單向的不停的講解理解。往往只記住了理論知識，實踐應(yīng)用能力不強。這種教學過程枯燥乏味的教學方式最后減弱學生的學習興趣，學生的參與性不強，最后造成教學效果不佳。教師應(yīng)該改進教學方法，采用激發(fā)式教學方法，以學生為中心，根據(jù)教學內(nèi)容的重點及難點，通過設(shè)置一些問題，引導學生主動去思考，最后總結(jié)出結(jié)論。這種教學方法能夠激發(fā)學生的學習積極性，能夠培養(yǎng)學生的求知欲望。教師應(yīng)該有意識地培養(yǎng)學生的自主學習能力，鼓勵并引導學生去獨立思考，大膽創(chuàng)新，注重師生之間、生生之間的對話、交流和互動，使學生主動參與到教學過程中，最終實現(xiàn)培養(yǎng)學生的自學能力、實踐應(yīng)用能力、科研意識及創(chuàng)新能力的目標。

3.3創(chuàng)設(shè)綜合型實驗

《工程力學》是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，《工程力學》實驗教學是不可或缺的一部分，傳統(tǒng)《工程力學》實驗教學只是理論內(nèi)容的驗證，沒有發(fā)揮實踐的真正作用，大部分時候都是由教師進行操作示范，學生跟到教師做，沒有發(fā)揮學生的主觀能動性。要想培養(yǎng)應(yīng)用型人才，就應(yīng)該創(chuàng)設(shè)綜合型實驗，提供綜合實驗平臺，由學生自己制定實驗方案，自己采集實驗數(shù)據(jù)，自己處理分析實驗結(jié)果，最后得出實驗報告。這種綜合型實驗，能夠培養(yǎng)學生的實踐應(yīng)用能力，還能培養(yǎng)學生的協(xié)作能力。

4結(jié)語

總之，《工程力學》是工科相關(guān)專業(yè)的公共必修課，對學生后續(xù)的專業(yè)學習有一定的影響。《工程力學》的教學改革應(yīng)該圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)這一中心工作，通過優(yōu)化教學內(nèi)容等，培養(yǎng)學生的科學思維能力，通過綜合型實驗，培養(yǎng)學生實踐動手的能力，為高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供理論依據(jù)。

參考文獻

[1]彭雅軒,王建國.以工程力學課程為平臺培養(yǎng)應(yīng)用型人才的科學思維能力[J].教育教學論壇,2015(3):133-134.

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關(guān)鍵詞 知識結(jié)構(gòu) 工程力學 復習策略

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

作為高等院校一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程“工程力學”的難學難教問題，一直是高職院校教學中存在的普遍現(xiàn)象。如何破解這個難題？這是擺在我們面前的一個重要課題。

經(jīng)過多年的教學與實踐經(jīng)驗，我們探索出一條運用知識結(jié)構(gòu)理論，探討高職工程力學的復習方法。知識結(jié)構(gòu)是指知識內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)，是由知識之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系聯(lián)結(jié)而成的知識整體。在工程力學復習課中可對課程的知識結(jié)構(gòu)進行挖掘和重構(gòu)，從而將教材的知識結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為學生頭腦中的認知結(jié)構(gòu)。

1 以物理模型變化為切入口，拓寬知識結(jié)構(gòu)，理清學習思路

隨著高職課程的模塊化，大學基礎(chǔ)課程“物理學”的刪減，高職力學體系直接由中學“物理”力學部分跳躍至大學“理論力學”，給基礎(chǔ)本來就較差的高職新生的“跳級”學習帶來極大困難。

這種困難主要由物體模型的變化引起的，其變化前后構(gòu)建的知識結(jié)構(gòu)參見表1。

比較表1中的（1）和（2）可見，變化后的力學體系主要增加的內(nèi)容：第一，描述外界作用的知識結(jié)構(gòu)有了新的內(nèi)容，主要增加了力矩、力偶、動量矩等知識點，同時由于描述問題維數(shù)的不同，使得空間和平面描述有較大差別。第二，描述力對物體的作用效應(yīng)的知識結(jié)構(gòu)拓寬了，如轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)角、角速度、角加速度等的增加。這就進一步理清了力學知識的邏輯關(guān)系，開闊了學生的知識視野，為力學的深入學習理清了思路。

2 挖掘教材知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，重建知識結(jié)構(gòu)，解決重點和難點問題

2.1 挖掘教材知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，重建知識結(jié)構(gòu)，理清重點和難點

工程力學主要由理論力學和材料力學兩部分組成。在復習材料力學的桿件的基本變形形式時，可分別以強度和剛度為主線，將涉及其章節(jié)的零散知識點進行整合，重構(gòu)其知識結(jié)構(gòu)（參見表2）。

依據(jù)高職工程力學教學大綱及以上列出的知識結(jié)構(gòu)，其重點和難點內(nèi)容均展示得十分清晰和直觀：①強度計算是重點；②梁的內(nèi)力圖及梁的變形是難點。

2.2 按照由易到難、循序漸進的思路，解決難點問題

以內(nèi)力圖為例，構(gòu)建經(jīng)緯聯(lián)系形式的知識結(jié)構(gòu)（參見表3）。基于此，（1）以簡易的軸力圖、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將工程實際受力物體轉(zhuǎn)變成力學模型；②畫出研究對象受力圖；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，進而解決其難點問題。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將工程實際中受力物體轉(zhuǎn)變成梁的力學模型；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，引導學生填寫表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，引導學生依據(jù)其基本規(guī)律，畫出梁的剪力圖和彎矩圖，從而達到簡化畫圖環(huán)節(jié)，提高畫圖速度的目的。

2.3 在突破難點的基礎(chǔ)上，解決重點問題

依據(jù)表2所展示的知識結(jié)構(gòu)，剖析各個變形強度計算公式的物理內(nèi)涵，引導學生由淺入深，在掌握拉伸、剪切、扭轉(zhuǎn)強度計算方法的基礎(chǔ)上，解決重點――梁的強度計算問題，從而促進認知結(jié)構(gòu)的建立，思維能力的發(fā)展。

3 構(gòu)建基于力學實驗的知識結(jié)構(gòu)，提升學生解決實際問題的能力

力學實驗與工程實際結(jié)合十分緊密，是復習鞏固工程力學理論知識和培養(yǎng)高職學生必備動手能力的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。為此，運用知識結(jié)構(gòu)理論，探討力學實驗教學問題，以提升學生分析問題和解決實際問題的能力。

3.1 引導學生做試驗，畫出關(guān)系圖

以測試低碳鋼的力學性能為例，引導學生做拉伸試驗，畫出結(jié)果圖。其低碳鋼通過拉伸試驗得到的P―L曲線圖及消除橫截面、標距影響的 ― 曲線圖，如圖1和圖2所示。

3.2 引導學生討論試驗結(jié)果，構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)

以通過拉伸試驗的低碳鋼的應(yīng)力與變形關(guān)系為主線，引導學生開展深入討論并填寫相關(guān)指標的表格，構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，如表5所示。

注釋

① 杜強.注重構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，優(yōu)化復習課效率[J].四川教育學院學報，2000.3.

② 知識結(jié)構(gòu)及其在科學教學中的應(yīng)用[J].中國校外教育（理論），2007.4.

③ 盧永全.淺議以實踐為載體的工程力學課程教學改革[J].科技信息，2009.15.

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摘要： 按照教學目標和人才培養(yǎng)目標的要求，對《工程力學》課程的教材內(nèi)容和體系、課堂教學方法進行了一系列改革探索。在課堂教學中堅持“一法為主，多法并用”的原則，以問題討論式教學法為主要教學方法，適當運用案例教學，著力培養(yǎng)學生的學習興趣和提高學生分析問題、解決問題的能力，收到了較好的效果。

關(guān)鍵詞： 工程力學；課堂教學；教學方法；教學改革

0引言

《工程力學》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，是學生從基礎(chǔ)課到專業(yè)課學習的橋梁。按照我校的人才培養(yǎng)模式“本科學歷+職業(yè)技能”教育的特點，近年來，我校對《工程力學》課程的課程體系、教學內(nèi)容、教學方式方法等進行了一系列改革的探索與實踐，形成了以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標的課堂教學模式，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，改革課程內(nèi)容與體系

教學模式的改革是以人才培養(yǎng)目標的設(shè)定和教材內(nèi)容體系的改革為前提的。前些年我校專科機械類專業(yè)的《工程力學》課程的理論課時通常達120學時以上，講授內(nèi)容包括理論力學(靜力學、運動學、動力學)及材料力學的主要概念和理論。課程內(nèi)容多，理論性強，體系結(jié)構(gòu)不夠合理，不僅要求學生具有一定的高等數(shù)學、物理、制圖的基礎(chǔ)和較強的抽象思維能力，還要求能運用力學的基本理論對工程問題進行科學合理分析和計算。因我校《工程力學》課程是放在一年級新生開設(shè)的，學生缺少工程實踐經(jīng)驗，基礎(chǔ)也相對薄弱，往往會感到內(nèi)容枯燥，概念難以理解，導致對該課程產(chǎn)生畏懼心里，從而影響了學生的學習熱情和學習積極性。

近年來，針對我校的辦學層次、生源質(zhì)量等情況，我校加大了教學改革的力度，隨著教改的深入，我們在加強實踐性教學的同時，也對課程內(nèi)容和體系進行了相應(yīng)的調(diào)整和改革。按照“夠用和必需”的原則，《工程力學》課程已由原來的120多學時縮減到現(xiàn)在的90多學時，重新調(diào)整后的教材內(nèi)容與體系主要包括：①靜力學部分按照研究內(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，第二章主要研究物體在力系作用下的平衡問題。②運動學和動力學部分按照研究對象和研究方法分為四章，主要包含質(zhì)點運動學和質(zhì)點動力學、剛體運動學和剛體動力學的相關(guān)概念和基本知識。③材料力學部分按照構(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構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題。教材內(nèi)容和體系具有以下特點：①緊密結(jié)合工程實際。在教材中，一是通過工程實例來提取力學模型、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際結(jié)合緊密的例題和習題。②突出了思維方法和分析方法的訓練。力求在分析每一個具體問題時都能善于運用已學的力學知識，通過數(shù)學演繹和嚴密的邏輯推理等方法獲得問題的解答；在討論不同問題時，學會歸納問題的共性（如力系簡化方法和結(jié)論的共性，求解平衡問題方法的共性，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題討論，對容易混淆的概念和結(jié)論進行辨析，補充相關(guān)知識內(nèi)容。這些擴充的內(nèi)容不要求學生掌握，只是給有興趣和有能力的學生自學留下足夠的空間，以提高學生自主學習的能力。這樣做的優(yōu)勢是內(nèi)容銜接好，體系結(jié)構(gòu)更加合理，學生更容易從問題入手，吃透教材，并且容易理解和記憶。

2以培養(yǎng)學生能力為目標，改革課堂教學方法

對《工程力學》課程，我們倡導課堂上堅持“一法為主，多法并用”的原則，探索以問題討論式教學法為主，適當采用案例教學，并與其它教學法相結(jié)合的教學方式，初步形成了以學生自主學習為主、教師引導為輔的課堂教學新模式。

2.1 基于問題討論式教學培養(yǎng)學生自主學習能力問題討論式教學法是問題式教學法和討論式教學法的有機結(jié)合，是以尊重、信任和發(fā)揮學生的主觀能動性為前提，以提高學生自主學習的能力為目標，以問題為主線，以課堂討論為主要教學形式的一種教學方法。

2.1.1 問題討論式教學法的運用問題討論式教學法要貫穿三個基本環(huán)節(jié)。第一個環(huán)節(jié)是提出問題。教師在課堂教學中要始終以問題為導向，適時地、恰當?shù)亍⑶擅畹靥岢鰡栴}。問題可以激發(fā)學生的求知欲和學習興趣，但提出問題要注意以下幾點：①提出的問題應(yīng)是與課程知識內(nèi)容相關(guān)的，即可以用課程知識解決的問題。②提出的問題應(yīng)緊密結(jié)合工程實際和生活實際。如我們在講鉸鏈約束時，就會提出工程中什么樣的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可以簡化為鉸鏈約束的問題；在講扭轉(zhuǎn)強度、剛度知識時，會提出工程中為什么機床主軸常采用空心圓截面的問題等等。③提出的問題要經(jīng)過精心設(shè)計，難度適中。問題一定要切合學生的實際情況，使學生通過努力能獲得解答，從而增強信心，產(chǎn)生自豪感，促進學習興趣的提高。問題太簡單激發(fā)不起學生的興趣，而問題太難學生又無法解答，反而容易挫傷學生的積極性。④鼓勵學生提問。學生是問題討論式教學法的主角，學生是否敢于提問和敢于回答問題是該教學法成敗的關(guān)鍵，所以要鼓勵學生提出自己的任何疑問。第二個環(huán)節(jié)是分析問題。在這個環(huán)節(jié)中教師要循循善誘，要啟發(fā)和引導學生深入分析問題，幫助學生理清解決問題的思路，給學生講解與問題相關(guān)的理論或指導學生看書閱讀，自學思考，最終找出解決問題的方法。第三個環(huán)節(jié)是解決問題。在這個環(huán)節(jié)中，要改變過去那種單純由教師講解來得出結(jié)論的傳統(tǒng)授課方法，而改為通過學生討論來得出問題的答案。討論可以分成幾個小組，每個小組4-6人，學生可以自由組合。教師應(yīng)根據(jù)問題的難易程度，限定出恰當?shù)挠懻摃r間，并安排合理的組合方式，便于學生之間的互相交流與協(xié)作。其間教師巡視各組討論情形，給學生提供必要的幫助和指導，引導學生找出解決問題的方法。最后，由各組對本組的討論進行總結(jié)、歸納，并介紹本組的觀點，然后由教師進行點評，并引導學生得出正確的結(jié)論，提高其分析判斷能力。教師應(yīng)結(jié)合學生討論中暴露出來的問題，對教學重點、難點進行進一步講解，使學生加深對基礎(chǔ)知識的理解和記憶。

2.1.2 問題討論式教學法的作用①能提高學生的學習興趣。教師在教學中大量運用啟發(fā)式，緊密結(jié)合工程實際，使學生帶著問題去學習，學生針對工程實際問題，往往會產(chǎn)生濃厚的學習興趣，為了把問題弄清楚，不僅會注重課堂上專心聽講，認真思考，而且有的學生還會在課后去查閱相關(guān)資料或到實習工廠進行實地考察。②能提高學生的分析能力和思維能力。通過這種教學形式，教與學雙方產(chǎn)生友好和諧的互動，使學生的思維始終處于激活狀態(tài)，有利于開啟學生廣闊的思維空間，學生獲得的力學知識也更具有針對性和實用性，從而達到使學生主動高效學習的目的。③能充分發(fā)揮學生的主體作用和教師的主導作用。問題討論式教學具有明確的、切合實際的教學目標，注重以學生為主體，充分尊重學生，使學生在課堂上積極、主動地參與課堂活動，并能運用所學的知識去分析問題和解決問題，有利于增強學生的自信心和責任感。

強調(diào)學生自主學習，并不意味著教師就可以袖手旁觀，教師仍然是課堂教學的組織者、引導者、促進者和參與者。所以，任課教師不僅對所講課程的內(nèi)容要熟練，對有關(guān)概念和原理的理解要深刻，還要有較強的工程背景與課堂駕馭能力（如良好的教學組織能力、知識加工能力、教學設(shè)計能力、語言表達與溝通能力等），否則就會難以得到學生的配合而無法收到應(yīng)有的教學效果。問題討論式教學法還要求教師和學生平時都要注意積累素材，在生活和學習中要做有心人。如果平時不注意觀察，不注意思考，不注意積累，就談不上提出問題、分析問題和創(chuàng)造性地解決問題。

2.2 基于案例教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和工程實踐能力現(xiàn)代案例教學法于1870年最早興起于美國哈佛大學。20世紀80年代末引入我國后，許多高校開始探究案例教學法。隨著課程改革和教學改革的實施，目前，案例教學法在我校《工程力學》課程的課堂教學中也得以推廣應(yīng)用。

2.2.1 案例教學法的運用現(xiàn)代教學特別強調(diào)培養(yǎng)學生的能力，讓學生在探究的過程中學習學科文化知識。工程應(yīng)用型人才的能力主要體現(xiàn)在實踐性和綜合性，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，還必須具備處理工程實際問題的能力。如何將學生所學的知識轉(zhuǎn)化為學生的能力，使學生將來面對各種工程任務(wù)時，能夠有科學的解決問題的思路和方法，這是教學改革別值得探討和研究的問題。因此，在《工程力學》課程的課堂教學中適當穿插一些案例教學是非常必要的。課堂上運用案例教學時應(yīng)包含三個環(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)和評述。

由于后兩個環(huán)節(jié)的課堂教學組織與問題討論式教學的課堂教學組織基本相同，所以下面主要對第一環(huán)節(jié)進行探討。這一環(huán)節(jié)是實施案例教學的關(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，提出所要討論的問題，而且需要完成對整個教學過程的設(shè)計，找出案例呈現(xiàn)的恰當時機。在案例設(shè)計上，要根據(jù)課程標準要求來收集相關(guān)資料和信息，并注意信息的完整性，避免使學生產(chǎn)生模糊不清的感覺，否則難以達成正確結(jié)論。選擇案例時既要注意與教學內(nèi)容和教學目標的銜接問題，又要考慮案例本身的針對性、新穎性和涵蓋知識的全面性問題，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，貼近學生生活，符合學生的認知規(guī)律，通俗易懂，能夠激起學生的學習熱情。

根據(jù)工科機械專業(yè)學生的實際情況，教師在《工程力學》教學中可以精選一些與教學內(nèi)容相關(guān)的力學案例進行分析。如我們在講壓桿穩(wěn)定性時，會把工程中由于某機械設(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生研究探討。學生為了弄清工程事故發(fā)生的原因，往往會認真閱讀教材和查閱相關(guān)資料。另外，我們也把學生畢業(yè)設(shè)計中的有關(guān)課題（如某些傳動軸設(shè)計中的強度設(shè)計部分等）作為案例拿來與學生共同研討。這樣使學生不僅感受到了理論聯(lián)系實際的重要性，而且增強了工程安全意識和社會責任感。這些案例教學的目的是通過引導學生解決實際問題來提高學生對知識的理解和運用能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和工程實踐能力。

2.2.2 運用案例教學法應(yīng)注意的問題①選擇的案例要適用，難度要適當。教學案例可以是真實的，也可以是虛擬的，但難易程度要與教學目標、學生的情況以及教師的能力相適應(yīng)，解決不同層次的問題，需要選擇相適應(yīng)的教學案例。②在《工程力學》課程課堂教學中，案例教學法最好只作為其它教學法的一種輔助和補充。一是因為案例教學法只對某些特定教學內(nèi)容比較有效，二是因為《工程力學》課程是在低年級開設(shè)的，由于低年級學生的學科知識基礎(chǔ)薄弱，知識儲備不夠，而案例教學法最好在學生掌握了相關(guān)基礎(chǔ)知識之后再加以實施，只有學生具備了必要的基礎(chǔ)知識，才能對案例材料產(chǎn)生興趣和認識，才能使案例教學發(fā)揮理論與實踐相結(jié)合的教法優(yōu)勢。③在課堂教學過程中，實施案例教學要保證課堂上有足夠的時間開展案例討論與總結(jié)，有的案例可在課前印發(fā)給學生，讓學生做好必要的準備，否則問題討論膚淺，不利于學生對教學內(nèi)容的理解和學生探究能力的培養(yǎng)。

3結(jié)束語

通過對《工程力學》課程的課堂教學改革，在培養(yǎng)學生能力和創(chuàng)新意識，激發(fā)學生學習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生輕松、愉快、自主學習的教學模式。幾年來的實踐證明，采用現(xiàn)代教學法與傳統(tǒng)教學法相結(jié)合，一法為主，多法并用的教學方法，并盡可能多的運用問題討論式教學法和案例教學法是一種既能達到《工程力學》課程教學目標，又能實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的有效教學方式，值得推廣。

參考文獻：

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[2]賈士義.案例教學法的課堂教學組織透視[J].忻州師范學院學報，2010，（4）：120-123.

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1.1互動式教學

工程力學課程與其他課程有本質(zhì)的區(qū)別，工程力學課程教學的最終目標就是解決問題，這就要求學生能理解解決問題的思路，掌握解決問題的方法.課堂上如果只是老師在上面講，學生在下面，效果是很不理想的.但如果課堂上將主動權(quán)從老師轉(zhuǎn)移給學生，效果截然相反.但是如何將主動權(quán)交給學生呢？措施如下

1.1.1緊緊結(jié)合課堂，有針對性的提問

高超的教學提問藝術(shù)，能很好的啟發(fā)學生的思維，使教學活動順利進行.教學中教師巧妙的提問常常可以一下子打開學生思維的閘門，拓展學生思維的深度和廣度，培養(yǎng)學生良好的思維習慣，還能增強學生的主體作用，鞏固強化已學過的知識.

1.1.2抓住重點難點，合理安排課堂討論

課堂上教師在講解了一定的知識點后，要及時的設(shè)計問題讓同學們思考并進行課堂討論，課本上的思考題或者自己平時教學過程中的積累設(shè)計成的問題，都能及時的引導學生課堂學習，有啟發(fā)性的問題有利于學生的思維發(fā)展，更能讓學生抓住教學的重點難點.舉例1在講解力偶和力矩時，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，及時的問學生：力矩和力偶的相同之處和不同之處分別是什么？這個問題一出，學生就開始思考，這時就可以組織一個小討論，讓大家自由發(fā)言.綜合大家討論的內(nèi)容，學生基本上都能掌握力矩和力偶，而且也能完全的區(qū)分這兩個力的形式.舉例2在講解拉壓桿的強度問題時，要根據(jù)桿件的強度來確定結(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)點處受力的許用荷載.解法1根據(jù)結(jié)點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A的平衡計算力F的大小.這兩種解法，計算的結(jié)果完全不同.我們就可以問學生，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，哪個計算方法錯誤呢？錯誤又在哪里呢？這樣一來，學生就開始思考討論了.通過這樣的一個討論，大家就會明白桿件的許用荷載和結(jié)構(gòu)的許用荷載的區(qū)別了.只要課堂上留給學生討論的時間，學生掌握知識的程度遠比老師在講臺灌輸式的講解強的多.可見，老師少講，學生多想多討論，是件事半功倍的大好事.

1.2案例式教學

工程力學理論性強，比較抽象，與工程實際聯(lián)系緊密，與此同時，學生又沒有什么實際經(jīng)驗，分析工程問題解決實際問題的能力有限，而《工程力學》課程的學習目標就是解決實際問題.所以在教學中，教師應(yīng)該搜集和積累一些與工程力學相關(guān)的實例，激發(fā)學生學習基本理論的興趣，提高學習效果.舉例1講解平面匯交力系時，基本的理論知識講完后，給大家舉例園林工程施工時的軋路碾子過障礙物的實例，如圖2所示.要大家根據(jù)學習的理論知識分析工程問題，計算拉過碾子的最小水平力是多大？拉過碾子的最小力又是多大？舉例2講解彎曲強度時，大自然賦予樹木的美好造型，如形成合理的圓形截面，能夠抵御不同方向的風力引起的彎曲內(nèi)力和變形，上細下粗的樹身，各截面彎矩自下而上越來越小，形成等強度懸臂梁.

1.3重視習題課和課下作業(yè)

為了解決《工程力學》課時相對較少內(nèi)容相對較多的矛盾，一般都采取加快授課進度的辦法，所以學生在有限的時間要掌握一定的知識點，還要會熟練應(yīng)用，就存在一定的難度.所以展開一定課時的習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)工程力學的兩大部分，分別展開靜力學習題課和材料力學習題課各一次，一次2學時.

（1）習題課時一定要選擇好題目，既要有代表性，又要有一定難度，還要能聯(lián)系工程實際，重點是通過題目的講解培養(yǎng)學時的應(yīng)用力學知識解決實際問題的能力；

（2）講解題目時盡量一題多解，讓學生通過一個題目的解決就能熟練掌握多個知識點；

（3）習題課時要充分調(diào)動學生的主觀能動性，題目講解前要給學生思考的時間，采取學生思考—設(shè)問—回答—分析—討論—講解—總結(jié)的過程，可以大大縮短學生掌握知識的時間；

（4）課下作業(yè)一定要適量，有針對性的溫習課堂教學內(nèi)容，能夠及時評價課堂教學的效果；

（5）課后作業(yè)在下次上課時進行總結(jié)，將作業(yè)中出現(xiàn)問題較多的地方再重點強調(diào)一下，個別問題單獨糾正.總之，一定要利用好習題課的時間，重視課下作業(yè)的整體質(zhì)量，通過習題課和課下作業(yè)讓學生的解決實際問題的能力得到提高.

2考核辦法

根據(jù)工程力學課程的特點，考試成績不能采取一卷定高低的方法，而應(yīng)該將平時成績和期末考試成績相結(jié)合.

（1）將課下作業(yè)做為考試成績的一部分，每次課下作業(yè)都給學生做成績記錄，不交作業(yè)的沒有成績，這樣也能提高學生做作業(yè)的動力，有效提升學生解決工程實際問題的能力；

（2）將課堂提問回答情況作為期末考試的一部分，提高學生課堂的主人翁意識，調(diào)動其學習的興趣和熱情；

（3）期末考試時，弱化學生死記硬背的內(nèi)容，強化學生解決問題的能力，將一些常見的公式印制在試卷上，增強學生的應(yīng)用知識水平.

3結(jié)束語

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一體化教學法工程力學教學應(yīng)用工程力學是理論性非常強的專業(yè)基礎(chǔ)課，在工程實際中發(fā)揮巨大的作用，因此該課程被列為高等院校理工科學生的專業(yè)必修課。但該課程同時具備抽象性和繁瑣性，對學習者的綜合素質(zhì)要求較高，因此該課程又成為理工科學生的困難課程。而教學方法是否得當，是否緊隨時展，是否滿足教學規(guī)律又成為其關(guān)鍵所在。本文結(jié)合實際，對“一體化”教學法在工程力學課程教學中的應(yīng)用了探索與實踐。 

一、“一體化”教學法的概述 

“一體化”又叫教、學、做一體化，是當前學校普遍提倡并優(yōu)先使用的一種教學方法。它是將實訓室作為學生學習的主要場所，利用先進的教學設(shè)施和條件，將理論與實訓等教學內(nèi)容重置，師生互動，邊教、邊學、邊做，理論與實踐有機結(jié)合，讓學生更加生動、形象、全面、準確的掌握課程知識，實現(xiàn)二者的無縫相融。 

工程力學課程是理論性較強的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學生學習過程中困難較大，單純的講解和死記硬背已無法滿足教學要求。因此通過教學內(nèi)容調(diào)整，將工程力學課程的教學過程與工程中典型工作任務(wù)緊密融合，教學過程中實行分組學習，體現(xiàn)學生主體地位，培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作品質(zhì)，最終形成知識、能力、素質(zhì)綜合培養(yǎng)于一體的教學新模式。 

二、“一體化”教學法在工程力學課程教學中應(yīng)用策略 

1.工程力學“一體化”教學設(shè)計 

工程力學課程一體化教學順利實施的關(guān)鍵，在于理論知識與生產(chǎn)實際結(jié)合程度的高低。在內(nèi)容設(shè)計上，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和知識目標。同時制定了如下教學模塊： 

對應(yīng)每一教學模塊都制定與生產(chǎn)實際相符合的一體化教學計劃和教學大綱，把理論知識與操作技能有機的結(jié)合，貫穿始終，并且根據(jù)每一模塊教學內(nèi)容的不同，制定不同的教學方法和評價方法，同時制定不同的知識目標和能力目標。例如在“受力分析及受力圖模塊”部分中，關(guān)于機構(gòu)的受力分析的學習，根據(jù)教學情況制定如下教學“魚骨圖” 

2.一體化教學過程 

在工程力學“力與約束”教學模塊中，取“油壓加緊機構(gòu)約束類型的分析”為典型工作任務(wù)，展示一體化教學過程。 

（1）明確本次教學任務(wù)的能力目標要求與知識目標要求； 

（2）教師展示油壓加緊機構(gòu)的拆裝，并在具有約束的部位加以標識； 

（3）學生根據(jù)教師的演示分小組對機構(gòu)進行拆卸，并提出問題； 

（4）教師匯總問題并進行知識點的講解，學生吸收、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、糾錯，協(xié)助學生驗證所完任務(wù)的正確性； 

（7）總結(jié)、歸納。 

三、工程力學一體化教學注意事項 

1.建設(shè)符合教學內(nèi)容和教學要求的一體化力學實訓室 

一體化教學離不開與之對應(yīng)的一體化實訓室，尤其在材料力學部分，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，通過現(xiàn)場展示，增強了學生的感性認識，提高了學生的操作技能，進而加深了知識的理解和掌握，達到最佳的教學效果。 

2.建立“雙師型”的一體化教師隊伍 

一體化教學講究“文武雙全”，教師不僅具有扎實的理論知識，還要具備熟練的操作技能，更要具備綜合分析能力和隨機應(yīng)變能力。在力學課程的教授過程中，能夠?qū)W生的困難做到有問必答，而且能夠舉一反三，否則將難以勝任一體化教師一職。 

3.一體化教學方法的實施過程中，始終堅持一體化模式，即教學方式的一體化、教學內(nèi)容的一體化、教學途徑的一體化。在這一方式的培養(yǎng)下，學生學習的積極性更強，目的性更明確，為適應(yīng)未來崗位和社會需求打下堅實的基礎(chǔ)。 

4.實施多元化的考核方式 

考核是檢驗學生全面學習效果的途徑，可以培養(yǎng)學生相互督促和主動積極學習的習慣。高職院校強調(diào)對學生能力的培養(yǎng)，要積極改變以考試定成績的評分方式，注重過程性評價，從多方面來考核學生的學習情況。重視學生的學習能力、獨立思考能力、解決問題能力及創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。在《工程力學》課程中，可以從“知識目標”“能力目標”“技能目標”三個方面來進行考核。其中，“知識目標”主要通過開卷考試的方式進行考核，而“能力目標”和“技能目標”考查是教師對教學任務(wù)的完成情況的評分、以及學生的自我評價、互評和完成任務(wù)報告的質(zhì)量綜合評價進行的考評。總體來說，綜合能力=學生自評20%+組內(nèi)互評20%+考試成績和任務(wù)報告60%。 

在工程力學課程教學中引入“一體化”教學法，給學生提供了自主學習和親自動手解決問題的機會，在學生分工協(xié)作、自主完成項目的過程中，用所學理論來指導項目的實施，真正做到了理論與實踐的有機結(jié)合，直觀深刻地理解了學習本課程的目的、意義和重要性，激發(fā)了學習興趣，培養(yǎng)鍛煉了學生的學習能力、動手解決問題能力、職業(yè)能力和創(chuàng)新能力等，使學生的綜合素質(zhì)得到全面提升。 

參考文獻： 

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1教學內(nèi)容的改革

工程力學課程是一門應(yīng)用性較強的課程，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、大學物理與結(jié)構(gòu)力學、彈性力學、土力學、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計等課程的橋梁，是土木工程專業(yè)學生教學由基礎(chǔ)教育向工程實踐教育的重要轉(zhuǎn)折點，其在實踐教學中的作用越來越明顯，但是教學內(nèi)容過分強調(diào)力學作為一門獨立學科的系統(tǒng)性和完整性，而忽視力學作為應(yīng)用學科的實用價值。工程力學的任務(wù)是學會如何對力學問題建模、如何將模糊的問題和想法用數(shù)學來描述，并培養(yǎng)提出、分析、設(shè)計以及解決科學和工程問題的能力[6]。為了能夠更好的培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力，拓寬學生運用力學的方法解決實際的工程問題，應(yīng)從教學內(nèi)容上加以優(yōu)化。一是重視基本概念、原理和方法的更新，增加新的教學內(nèi)容，如工程力學領(lǐng)域的新技術(shù)、新進展、新概念、新實驗以及國內(nèi)外土木工程等領(lǐng)域的實際問題。二是為了使學生對力學課程產(chǎn)生興趣，在緒論課程中應(yīng)引入經(jīng)典力學的發(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內(nèi)容、研究任務(wù)、研究方法以及研究目的，而弱化了力學發(fā)展史的介紹。從古代墨子“力，形之所以奮也”到牛頓力學《自然哲學原理》的編寫，再到哈密頓《一個動力學普遍方程》的發(fā)表，經(jīng)典力學的發(fā)展經(jīng)歷的漫長的時間，期間出現(xiàn)了很多促使力學發(fā)展的科學家，如牛頓、麥克斯韋、達朗伯、拉格朗日、哈密頓等等。這些歷史及歷史人物的介紹，可以達到喚醒、激勵、鼓舞學生的目的。三是強調(diào)概念性和實踐性內(nèi)容的重要性，適當減少計算性內(nèi)容。工程力學具有基礎(chǔ)性和應(yīng)用性的特點，在教學內(nèi)容安排中，一方面弱化理論推導過程，另一方面應(yīng)適量增加一些具有實踐性或趣味性的教學素材；例題中，應(yīng)突出對實際問題的力學模型建立過程的描述，在課后習題中引入基于力學分析的工程實踐的綜合運用實例，以調(diào)動學生的學習積極性和培養(yǎng)學生用力學方法分析問題和解決問題的能力。

2教學方法的改革

工程力學教學方法的改革，關(guān)鍵在于提高學生的學習興趣。一方面可以通過制作精美的教學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的板書并沒有多大區(qū)別，只是將原來用在黑板上推導完成的公式，放到了多媒體課件中加以展示。這樣的課件在教學過程中，達不到吸引學生的目的，自然無法引起學生的興趣。考慮到在工程力學課程教學中會用到大量的力學簡圖和實驗結(jié)論，如果可以將這些力學簡圖和試驗項目（如在理論力學課程運動學篇中出現(xiàn)的連桿機構(gòu)，材料力學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，就可以豐富課件的內(nèi)容，增加學生的興趣。另一方面是引入課堂試驗。力學課程中的基本原理都是建立在實驗基礎(chǔ)上，但目前力學的教學中，由于條件所限，工程力學課程中的實驗部分主要集中在材料力學的一些驗證試驗中，如金屬材料的拉伸壓縮試驗、梁的彎曲正應(yīng)力試驗、扭轉(zhuǎn)試驗等等。這些試驗的開設(shè)，能在一定程度上提高學生的學習興趣和動手能力，但要達到力學教學的目的，還有一定的距離。為了改變這一現(xiàn)狀，可以借鑒一些國外大學經(jīng)典力學的教學方法，在這些課程的教學中，教師在每堂課的教學中會會通過隨堂實驗的方式，驗證本堂課所涉及到的相關(guān)內(nèi)容和原理，盡管這些實驗的結(jié)果大家都是非常熟悉的。此外還可以采用離開教室的現(xiàn)場教學。土木工程專業(yè)是應(yīng)用性較強的一門學科，作為土木工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，應(yīng)該在在學期中，安排2-4個學時將教學從教室搬到現(xiàn)場，通過利用現(xiàn)場的工程實物，教會學生如何對實際工程問題模型化，并用所學的力學知識進行分析解答。

3教學模式的改革

傳統(tǒng)教學模式是以教師為中心的“填鴨式”教學，教師起主導作用。由于高校教師一職多能的特點，使得教學過程質(zhì)量控制稍顯不足。鑒于這種情況，應(yīng)對傳統(tǒng)教學模式加以改革，形成以學生為中心的教學模式。在這一過程中，應(yīng)以班級為基礎(chǔ)建立4-6人為一組的學習小組進行研討式教學。研討課教學是讓學生參與教學，教學相長，師生互動，通過專題研討使學生主動建構(gòu)和拓展知識，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。教師可以針對課程重難點問題，設(shè)置相關(guān)專題討論課。教師通過引導，教師與學生，學生與學生間通過互動交流，對所學的知識進行拓展。也可以設(shè)置一些與學科前沿相關(guān)的內(nèi)容及熱點，學生通過課后查閱文獻，以小組為單位，通過板書、圖片、多媒體、實物模型等靈活的形式展示，并由教師與其他同學進行提問、討論，最后教師進行總結(jié)和點評。此外，在作業(yè)形式中也應(yīng)該改變傳統(tǒng)以課后習題為主的作業(yè)模式，為了能夠更好的培養(yǎng)學生的能力，提高學生的綜合素質(zhì)，可以布置一些研究型的題目，通過查閱文獻，以論文的形式的完成。比如通過材料力學課程中梁的合理設(shè)計問題，可以提出鋼筋混凝土梁的合理設(shè)計問題、鋼梁的合理設(shè)計問題等等，然后將這些題目布置下去，讓學生查閱資料，并完成相關(guān)論文。總之，要以這種教學形式改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學，實現(xiàn)課堂教學從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉(zhuǎn)變。

4結(jié)論和總結(jié)

篇9

關(guān)鍵詞：工程力學；教學；習題課；作業(yè)

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）29-0066-02

《工程力學》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的理論性，又具有鮮明的實踐性與工程性。為了培養(yǎng)造就適應(yīng)我國經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量、多樣化的人才，伴隨著《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》的實施，工程力學已在課程體系、教學模式、教學內(nèi)容等方面發(fā)生了很大的變化。在改革的浪潮中，課堂教學和實驗教學作為主要教學環(huán)節(jié)無疑備受關(guān)注。但是，“課時少，內(nèi)容多”是目前工程力學教學面臨的一個主要矛盾。為了在有限的學時內(nèi)達到大綱的教學要求，教師往往為了趕進度而強調(diào)速度，習題課和課后作業(yè)往往沒有明確的規(guī)定而得不到足夠的重視，極易使學生造成理論易懂、習題難做的困難局面。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，提高學生的綜合素質(zhì)能力，筆者結(jié)合自己多年的教學經(jīng)驗，認為在工程力學教學中加強習題課和指導課后作業(yè)是必須的。

一、思想上和行動上高度統(tǒng)一，重視習題課和課后作業(yè)的不可替代性

在師生的雙向教學活動中，優(yōu)化且準確的信息反饋，能使教師及時準確地了解學生的學習情況，從而有效地調(diào)整、控制教學進程和教學活動。[1]課表中并沒有專門規(guī)定要上習題課，但教學實踐證明，學生學習的反饋方式多種多樣，習題課和指導學生課后作業(yè)是培養(yǎng)學生靈活運用所學知識、對概念加深理解的重要環(huán)節(jié)，它提供了課堂討論的機會，能綜合地反映出學生在學習過程中出現(xiàn)的問題，調(diào)動學生的積極性和靈活運用知識的能力，同時也是學以致用、理論聯(lián)系實際、對所學理論知識加深理解、鞏固和熟練的學習過程，對學生的綜合能力培養(yǎng)起著重要的作用。習題課對學生思維的鍛煉是單純講課無法代替的。所以盡管面臨學時壓縮的困難，筆者仍堅持安排上習題課，習題課體現(xiàn)在每學期初每個教師根據(jù)各自的課程表填寫的教學進程計劃表中。教學經(jīng)歷也證明，把時間和精力花費在上好習題課和指導作業(yè)上是十分值得的。要使學生把聽來的、看來的知識變成自己的，不經(jīng)過他們親自在實踐中消化、運用甚至犯錯誤的過程是無法實現(xiàn)的，同時也更好地遏制和扭轉(zhuǎn)了眼高手低、理論易懂、習題難做的局面。

二、聯(lián)系工程實際，認真精選題目，講求一題多解，能夠舉一反三

習題課教學雖然以講解習題為主，但不能僅追求習題的數(shù)量，更要強調(diào)習題的質(zhì)量。要嚴防題海戰(zhàn)術(shù)。現(xiàn)在的大學生往往就怕作業(yè)布置得多。要聯(lián)系工程實際，選出具有代表性和典型性的習題，通過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概念、定理、定律的作用，又能讓學生感受到所學知識的有用性，提高興趣。比如：講授彎曲內(nèi)力習題時，往往選取火車的輪軸、車削工件等工程實例的受力情況來進行講解。并且通過根據(jù)受力圖利用微分方程來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，一道題目采用不同的求解方法，有利于拓寬學生的解題思路。追求一題多解是培養(yǎng)和訓練發(fā)散性思維的很好形式，從不同角度、不同方法觀察解決問題，其特點是思路開闊，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，再利用方程來畫內(nèi)力圖；可以利用微分關(guān)系來畫內(nèi)力圖；也可以利用快速作圖法來畫內(nèi)力圖。對于匯交力系合成和分解的問題，既可以用解析法，又可以用幾何法。[3]在學完理論力學之后，對于同一道題，可以利用動量定理、動量矩定理、動能定理或者機械能守恒定理等多種方法來求解。通過對多種解題方法進行比較分析，不僅可以把所學理論知識掌握得更扎實，理解得更透徹，運用得更靈活，而且可以得出問題最簡單、最方便的解決方法，起到溫故知新、融會貫通的作用。經(jīng)常開展一題多解的分析討論和求解，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維，提升創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

三、通過變換角色，發(fā)揮主體能動性，鍛煉綜合素質(zhì)能力

在平時的習題課上，往往可以通過變換角色，發(fā)揮學生的主體能動性，調(diào)動學生的學習熱情。讓學生主動走上講臺，給大家展示他自己做習題的思路或者方法，讓大家來評價他自己做的正確與否，正確的地方給予肯定表揚，感受到成功的喜悅；錯誤的地方大家一起幫忙指出并改正。這樣既鞏固了所學的知識，加深了理解，又活躍了課堂氣氛，同時還鍛煉了學生的綜合素質(zhì)能力。諸如，語言表達能力、邏輯思維能力、自信心能力、大膽勇氣，等等，為將來步入社會尋求工作早做準備。每個學生的這些表現(xiàn)，筆者都會記錄在學生的點名冊上，作為平時的考核成績。受學時數(shù)壓縮的限制，這樣的方式有時雖然不免會造成時間上的延誤，但是學生的課后感受還是印象深刻，反映良好，在教學活動中是可取的，只不過需要教師提前提醒學生上習題課的時間，好讓學生有所準備。

四、運用歸納總結(jié)法，做好習題課和課后作業(yè)的歸納總結(jié)，讓知識得以升華

根據(jù)教學進程計劃安排，每周都要收取學生的作業(yè)，每次對所收的作業(yè)都要嚴格認真地及時批改（批改一次作業(yè)的時間往往多于上一次課的時間）。通過評語法或修正法使每個上交作業(yè)的學生能看到自己作業(yè)當中的問題和不足。對每次的作業(yè)批改進行總結(jié)歸納，共性的問題寫在備課本上，反思自己的教學方式并及時調(diào)整，個別的問題批注在學生的作業(yè)本上，方便上課時及時提醒學生。同時針對學生作業(yè)中的共性問題，還要在習題課上統(tǒng)一糾正，并教會學生學會總結(jié)歸納。學生的作業(yè)反饋必須及時地構(gòu)成閉環(huán)，才能更有利于教學的開展，得到學生的認可。學生的課堂評教足以說明此點。因此，學會并做好習題課和課后作業(yè)的總結(jié)，對于學生進一步掌握所學知識，明確解決問題的要點和思路，糾正習題演練中的錯誤，熟悉處理同類問題的一般方法，讓知識得以升華等，都有著十分重要的作用。

五、加強習題課和課后作業(yè)應(yīng)采用靈活多變的教學方法

學校開設(shè)工程力學課的專業(yè)有機制、車輛、交通、土木、機化等，在習題課教學中，應(yīng)結(jié)合教學內(nèi)容，根據(jù)學生的實際和對各個知識點的要求不同，采用靈活多變的教學方法。[4]對于較易理解，難度較小的題目，采用問——答——講結(jié)合法，即教師在課堂上先提出問題，讓學生來答，再通過分析總結(jié)講解給學生，一般在課堂上即可完成作業(yè)，不需布置課后作業(yè)；對于具有一定難度且學生容易出錯的題目，采用分析——討論——總結(jié)結(jié)合法，即對一具體的問題，在教師的引導下，師生共同分析，對于不同觀點處在全班展開大討論，學生各抒己見，最后總結(jié)分析不同觀點的正確或錯誤，得出正確結(jié)論，課后再通過作業(yè)練習得以鞏固；對于難度較大的題目，往往采用討論——探究結(jié)合法，這類題目往往只是少數(shù)學生有興趣去研究，因此可有意識地訓練此部分學生的深入鉆研能力。[5]教學方式上可采用多媒體加黑板的模式，利用多媒體大大節(jié)約了畫圖的時間，通過黑板板書能詳盡地展示教師的形體感染力和分析解決問題的全過程，避免了只用單一模式的缺陷。

總之，不管采用什么方式方法，教學的目的都是為了培養(yǎng)學生自主學習和分析、解決工程實際問題的能力，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：

[1]蘇衛(wèi)東，嚴宗毅.在流體力學教學中加強習題課與作業(yè)環(huán)節(jié)的體會[J].力學與實踐，2001，23（2）.

[2]劉鴻文.材料力學（Ⅰ）第四版[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室.理論力學（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；評價；實訓教學；

中圖分類號：TB12-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-08-00-02

工程力學是人們對工程實際問題的分析研究、不斷的總結(jié)經(jīng)驗而逐步發(fā)展起來的一門自然科學理論。《工程力學》教科書中，從工程力學的基本概念、基本公理講起，逐步深入。例題也是經(jīng)過簡化抽象出的力學模型，其結(jié)構(gòu)、約束、載荷都是典型化、標準化的，而沒有說明力學模型是如何從工程實例中簡化抽象出來的。目前，國內(nèi)高等院校中的機械工程、土木工程、航空工程及相關(guān)專業(yè)普遍開設(shè)工程力學課程，所用教材大同小異，不同程度地存在理論脫離實際的問題。學習了工程力學課程后的大學生們，能夠基本理解和掌握工程力學的基本概念、基本理論和基本方法。但是，當遇上工程實際問題時，就會感到茫然不知所措。因為工程實際問題都是較為復雜的結(jié)構(gòu)，不是教科書中的標準拉桿、標準簡支梁，各結(jié)構(gòu)間的連接方式有焊接、鉸接，不是書中標準的約束形式，載荷也不是給出的，需要去調(diào)查或?qū)崪y，無法直接應(yīng)用工程力學理論去分析研究，不知如何下手。這也是新畢業(yè)大學生就業(yè)難的原因之一。

理論脫離實際，大學生們?nèi)狈鉀Q工程實際問題的能力這個問題，明顯地擺在各工科高等院校面前，擺在高校各級領(lǐng)導、廣大教師和學生面前，急待解決。

通過專業(yè)課學習解決理論關(guān)系實際問題當然是一個有效途徑。但是，受到教學時間、教學內(nèi)容等諸多因素的限制，只靠在大學后期階段的幾門專業(yè)課學習是解決不了問題的，而且已顯為時較晚。那么，強調(diào)要在大學教學的全過程中貫徹落實理論聯(lián)系實際的思想并硬性規(guī)定，在技術(shù)基礎(chǔ)課中安排一定學時的工程實訓教學，是完全必要的。

一、問題

如何搞好工程實訓教學？這個問題又擺到了任課教師的面前。

如何做到從工程實際中簡化抽象出力學模型是搞好工程力學實訓教學的關(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，過去和現(xiàn)在都沒有搞過這類實訓教學，無可借鑒。但我們可從以下三方面去探索：第一，聽取老大學生的實際工作經(jīng)驗；第二，認真分析已有力學與工程實際的關(guān)系；第三，借鑒相關(guān)學科知識。經(jīng)過邊探索、邊實踐、邊總結(jié)，歸納總結(jié)出了從工程結(jié)構(gòu)分析開始，從中離散出簡單構(gòu)件，再簡化抽象出力學模型，進而進行力學分析計算，得到結(jié)論及給出對原工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的評價及改進意見，這樣一個對工程結(jié)構(gòu)進行工程力學分析全過程的方法。現(xiàn)以流程圖的方式表達如下：

工程結(jié)構(gòu)力學分析流程圖

對上述流程圖簡要說明如下：

㈠在對工程結(jié)構(gòu)進行力學分析、對構(gòu)件、約束、載荷進行簡化抽象時，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.雅俗對照，約定俗成。即要把理論（雅）的東西和工程實際（俗）的相關(guān)東西進行比對，形成相應(yīng)的簡化關(guān)系；特別是有些已經(jīng)形成定式的簡化結(jié)果（如木結(jié)構(gòu)連接就簡化成鉸接），就不能再變了。

3.由繁而簡，先分后和。工程結(jié)構(gòu)都比較復雜，直接對構(gòu)件整體作力學分析是很困難的。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行簡化處理，離散出簡單構(gòu)件；進而對構(gòu)件及相關(guān)載荷進行簡化，得到力學模型。在對力學模型進行力學分析后，再回到整個結(jié)構(gòu)中，作綜合的分析處理。

㈡力學模型三要素。簡化抽象出的力學模型必須具備三個要素：構(gòu)件、載荷和約束，缺一不可。

㈢力學分析三要點。應(yīng)用力學理論和方法進行分析研究有三個出發(fā)點：強度、剛度、和穩(wěn)定性，并分別給出結(jié)論。

㈣綜合評價三方面。對各構(gòu)件分析后，再回到對工程結(jié)構(gòu)整體的分析評價，應(yīng)用工程標準和力學標準進行安全性、經(jīng)濟性和科學性三個方面的評價。

㈤在得出了對原工程結(jié)構(gòu)的評價之后，自然會產(chǎn)生對原設(shè)計的改進意見。

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)進行了工程力學分析研究；更準確地說，也是在進行分析時，不斷地歸納、總結(jié)、完善分析方法。現(xiàn)以“掛壁床”為例，說明分析的全過程。

“掛壁床”是煙臺南山學院學生宿舍中普遍使用的學生用床，如圖所示。

該床由三部分組成：兩個床頭、一個床身。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4個M8的螺栓，即可將床離散為三個簡單構(gòu)件，即兩個床頭和一個床身。這是第一步。第二步，將已離散出的較簡單構(gòu)件轉(zhuǎn)化為力學模型。先看床頭，它一端固定在墻上，相當于固定端，另一端自由；當人坐在床沿上時，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、受有幾個集中力作用的簡支梁。考慮到幾個人同時坐在床沿上的情況較多、而且此時床沿角鋼比墻邊角鋼承受更大載荷，處于較危險狀態(tài)，應(yīng)予重點分析。考慮到兩根角鋼要同時發(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支梁、其上有幾個集中力作用的力學模型。到此即完成了力學模型的簡化抽象工作。

接下來的是對載荷的分析。當一個人坐在高度為0.5m的床沿上時，兩腳放在地面上，地面會分擔體重的20%左右，墻邊角鋼也會分擔體重的20%左右，余下的60%由床沿角鋼承擔。常見的較嚴重的情況是4個學生同時坐在床沿上。由于床板的作用，會使4個人的體重的60%平均地分配到5根方鋼管與床沿角鋼的焊接處。以每個大學生體重為600N計，則可視為簡支梁上作用有5個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，即可進行強度及剛度分析計算。對于懸臂梁，集中力對固定端處的彎矩Mmax = 612N?m，由此引起對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，可見其強度儲備很大。對于簡支梁，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，梁中點的最大撓度ω=13 mm。我們還對4人坐床沿時的變形進行了實測：懸臂梁自由端撓度為2.1 mm，簡支梁中點撓度為15 mm。上述實測撓度值與計算結(jié)果完全吻合。由此可以認為，我們所進行的力學模型的簡化抽象以及對載荷的估計是基本正確的。

根據(jù)上述分析，可對“掛壁床”作出評價及提出改進意見。

二、評價

設(shè)計思想新穎，結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟實用，安全可靠。床頭結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，既有很高的承載能力，又是很好的床頭護欄；而且用于固定床頭的膨脹螺栓有很大的強度儲備。床身的強度和剛度能滿足一般正常要求，但在嚴重情況下（如4、5人同時坐在床沿上），強度和剛度都顯不足；而且變形較大且不均勻時，會引起很大噪聲，影響休息。

三、改進建議

針對上述例子分析，為增加“掛壁床”強度和剛度，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，又可增大強度和剛度，可使4人同時坐床沿時的最大應(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。

以上只是對工程結(jié)構(gòu)的力學分析方法和工程力學實訓教學的初步探索。還需要逐步提高水平，把實訓教學活動提升到實訓教學課的高度上來。

參考文獻：

[1]蒙曉影.工程力學[M].大連：大連理工大學出版社，2008