工程实例导入法在高职《工程力学》教学中的应用

　　1 引言

　　《工程力学》是工程类专业的支柱课程，具有较强的理论性，同时又与工程实际联系紧密。它是学生最早接受工程观念和工程知识的课程，使学生在学习力学知识的同时接受工程意识的启蒙和培养是《工程力学》课程的重要任务之一[1]。但由于这门课程基本概念多且抽象、理论逻辑性较强，学生学起来比较吃力;另一方面由于高职主要培养应用型、技能型人才，基础理论课教学以“必须、够用”为度，教学改革导致《工程力学》学时的大幅减少。因此，高职高专《工程力学》课程的教学不能追求冗长的理论推导与繁琐的数学运算，而要有利于培养学生的力学素质、加强学生的工程概念，使学生切身体会到工程是《工程力学》课程的源泉和归宿，真正做到理论联系实际[2]。结合工程实例引导学生进行思考、进而提出和定性阐述力学基本概念和理论，不但符合人的思维从“特殊到一般”的认知规律，更重要的是由于有工程实例作依托，使得教学过程和内容不再抽象枯燥而是直观生动，激发了学生学习《工程力学》的兴趣。学生学习的热情明显高涨，课堂上学生的参与度明显提高，较好地发挥了教学中教师的主导作用和学生的主体作用，出现了师生互动、教学相长的喜人局面。

　　2 工程实例导入教学法的含义与做法

　　工程实例导入教学法要求指根据教学的内容选择合适的工程或生活实例，通过对这些实例的观察、分析，定性地启发式地引入新的概念和原理，使学生从感性认识上升到理性知识，再结合理性知识去分析、解决工程实际问题，从而达到举一反三、触类旁通的效果。

　　例1、《工程力学》教学中首先就要介绍约束的概念，当介绍“球铰链”时，如果单靠抽象语言凭空描述，学生是无法想象其结构和特点的。如果利用录相让学生观看电视机的室内天线、舞厅悬挂的旋转彩灯等实例，学生很快就能明白球铰链的构造特点，球铰链的概念一下子在头脑中建立起来了，教师随即指出这种约束的实质是：只限制物体在空间三个方向的移动，不限制转动，解除球铰链约束后，约束反力习惯画法如图 1 所示。

　　例2、学习“应力集中”这部分内容时，笔者抛弃根据有限元计算得到的结果介绍应力集中概念的传统做法，而是现场准备了三个塑料食品袋，一个有锯齿形的缺口，一个边缘有剪口，一个则什么都没有。然后让同学试着用手撕开，并体会其难易程度。学生很快就能得出有缺口或剪口的袋子撕起来比较容易的结论。此时，教师解释原理则水到渠成：缺口处的形状、尺寸发生了突变产生应力集中而导致强度降低，并且缺口尖角越小，应力集中程度越严重，越容易撕开，而剪口尖角近似为零，所以最容易撕开。教师再引伸到工程实际中，告诉学生设计构件要尽量避免形状、尺寸发生突然改变，必要时采取过渡圆角等措施来避免或减少应力集中[3]。至此，学生对应力集中就有了比较全面而深刻的印象。