工程力學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)踐與認(rèn)識

1、工程力學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)踐與認(rèn)識200J年3月總第38期第l期高等建筑教育JOURNALOFARCHITECTURALEDUCATIONININ盯九UTloNSOFHlGHERLEARNINGMar200lSumNo.38N.J工程力學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)踐與認(rèn)識陶偉忠(同濟(jì)太學(xué)工程力學(xué)與技術(shù)系,上海200092)c關(guān)t訶工程力學(xué);教學(xué)改革;課程體系c摘要本文對工程力學(xué)曝程體系,教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的教學(xué)改革.結(jié)臺作者的具體實(shí)踐和認(rèn)識進(jìn)行了闞述.中田丹婁號)TU31142文獻(xiàn)標(biāo)識碼)A(論文編號)100529092001)O1003702Thepradieeandknowledgeofteac

2、hingreformfortheCOLIK'ofengineriagmechanicsTAOWeizhong(I)eparlmerltofEngineeringMhanandTechnolccy.TongilUniversity.Shanghai200092.China)K帥r?血:嘶叫;moehanlea;teacagrefform;sV'st0feouraeptcgrarA憎cl:Thispaperdeaswiththetmchirdeninthe鯽帥sy-temofprograms?contentsofteachingaodwsof怡'dlir1gfortheOO

3、la1.seoferIgimT1gmechanlc,oQmblaingauthor'spracticea力dkrDedge.本人承當(dāng)了我校98級土木工程專業(yè)教學(xué)改革己在這一課程教學(xué)改革實(shí)踐中的情況以及所取得的一些粗淺認(rèn)識.一,課程體系的調(diào)整工程力學(xué)課程是在原先理論力學(xué)和材料力學(xué)兩門課程內(nèi)容的根底上形成的,但不是兩門課程的簡了把這兩門課程有機(jī)地結(jié)合起來,我們進(jìn)行了較大的體系調(diào)整.把原先理論力學(xué)課程中的靜力學(xué)局部和材料力學(xué)課程中的太局部內(nèi)容相結(jié)合,形成工程力學(xué)(I),故在一年級下學(xué)期進(jìn)行教學(xué);把理論力學(xué)課程中的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)兩太局部加上材料力學(xué)課程中的動荷載和交變應(yīng)力兩局部形成工程力學(xué)()

4、,放在二年級上學(xué)期進(jìn)行教學(xué),這樣既節(jié)省了學(xué)時(shí),又消除了彼此重疊的現(xiàn)象.在靜力學(xué)局部的教學(xué)中,改變以往平面匯交力系,平面力偶系,平面一般力系,空間力系的傳統(tǒng)內(nèi)容順序,采用從一般到特殊的思想方法,按照靜力學(xué)根本知識,力系的等效與簡化,力系的平衡,剮體靜先的32學(xué)時(shí)減少到20學(xué)時(shí),而學(xué)生完全能夠接受.另外,在材料力學(xué)局部的教學(xué)中我們也作了較兩塊.前面是介紹根本理論,后面討論假設(shè)干較深入的問題,如組合變形,壓桿穩(wěn)定和極限荷載分析等.傳統(tǒng)的課程體系對于根本理論局部一直是以根本變形為主線,按拉壓,剪切,扭轉(zhuǎn),彎曲的順序分成假設(shè)干章.對于拉壓,扭轉(zhuǎn),彎曲幾種根本變形均按內(nèi)力,應(yīng)力,變形和超靜定問題逐層展開討

5、論,對于剪切那么主要介紹應(yīng)力計(jì)算.此外,在拉壓局部還插入材料的力學(xué)性質(zhì),在彎曲局部那么插入平面圖形的幾何性質(zhì).這種體系長期以來一直被廣泛采用,確實(shí)也是比擬成熟的,但多年來我們在教學(xué)過程中也確實(shí)遇到一些問鼯.比方學(xué)生在學(xué)完材料力學(xué)后,對于拉壓,剪切,扭轉(zhuǎn),彎曲幾種根本變形所形成的一條主線是明確的,但圍繞每一種根本變形討論了哪些主要內(nèi)容,那么不太清晰,感到有些雜,尤其是拉壓局部;同一個(gè)根本概念或方法要重復(fù)屢次,例如截面法求內(nèi)力,在拉壓,扭轉(zhuǎn),彎曲中都分別討論過,而每次都不深透,遇到較復(fù)雜的問題時(shí)學(xué)生仍有些不知所措,不會綜合運(yùn)用在拉壓,扭轉(zhuǎn),彎曲問題中討論了應(yīng)收稿El期1()l01一】2?37?力的

6、分布規(guī)律,采用的分析方法也是相同的,都是在實(shí)驗(yàn)觀察的根底上作出平面假設(shè),由此得出變形的規(guī)律,然后集合平衡幾何,物理三個(gè)方面,導(dǎo)出應(yīng)力的分布規(guī)律,但學(xué)生似乎對每一次討論都感到是一個(gè)陌生的新問題;材料的力學(xué)性質(zhì)插在拉壓局部,平面圖形的幾何性質(zhì)插在彎曲局部,使課程容的分布顯得雜亂,層次不清楚;此外,剪切一章的內(nèi)容有特殊性,它與拉壓,扭轉(zhuǎn),彎曲并列顯得不協(xié)調(diào)在這次試點(diǎn)班教學(xué)中,我們采用新的體系進(jìn)行了嘗試.新體系放棄了以根本變形為主線,代之以根本概念和根本分析方法為主線,即按內(nèi)力分析,應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算,變形與剛度計(jì)算,超靜定問題的順序進(jìn)行教學(xué),突出了材料力學(xué)的根本概念和根本分析方法.而每一個(gè)根本變形的內(nèi)容

7、都作為其特例進(jìn)行講解,這樣就突出了它們的共性,提高了學(xué)生的綜臺分析能力.例如在進(jìn)行內(nèi)力分析一章的講解時(shí),綜合了拉壓,扭轉(zhuǎn)彎曲和組合變形內(nèi)容來討論,突出了平衡概念和截面法的根本步驟,使學(xué)生學(xué)會在多種場中,平面圖形的幾何性質(zhì)不再隸屬于彎曲問題的組成局部,而是安排在應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算之前,作為討論應(yīng)力問題的預(yù)備知識來介紹.因?yàn)闊o論受拉(壓),受扭,受彎桿件,在分析其應(yīng)力或變形時(shí),均需涉及桿件橫截面的幾何性質(zhì),所以不宜把它插在彎曲問題中介紹.另外,在材料力學(xué)局部中連接件的應(yīng)力計(jì)算限于強(qiáng)度問題,但是其應(yīng)力分布情況比軸向拉伸,圓軸扭轉(zhuǎn)和平面彎曲要復(fù)雜,因而不得不引入簡力分析具有與拉壓,扭轉(zhuǎn),彎曲問題不同的特點(diǎn)

8、,不宜把連接件同拉壓,扭轉(zhuǎn),彎曲問題并列地討論.當(dāng)然一個(gè)新體系的形成和開展不是一朝一夕的課程的教學(xué)實(shí)踐,進(jìn)行切實(shí)的探索,貫徹邊研究,邊實(shí)踐,邊改革的原那么逐步進(jìn)行.二,教學(xué)內(nèi)容的完善考.長期以來,教師在教學(xué)過程中很少選用概念題和思考題,在布置作業(yè)和在測驗(yàn),考試的命題中,計(jì)概念和根本分析方法,但往往因缺乏相應(yīng)的概念題而力不從心.在這次試點(diǎn)班教學(xué)中,我們把習(xí)題課改為分析討論課,幾乎在每一章內(nèi)容講解后都要安排一堂分析討論課,把收集到的大量概念性題目充實(shí)到分析討論課中去.通過實(shí)踐,學(xué)生對這種形式?38?很歡送,這也要求教師選擇好典型題目,恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)討論步步深入,使教學(xué)過程活而不亂.2.在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)疊加

9、法的意艾,表述廈其運(yùn)具體問題的具體方法來討論的,如用疊加法作內(nèi)力圖,用疊加法求梁的變形等,其表述方式也具有很大的局限性.事實(shí)上疊加法的使用范圍要寬廣得多,理問題的方法,而且表達(dá)了一種思維方式,即復(fù)雜問題往往可以分解為假設(shè)干簡單問題,簡單問題比擬容易處理,把這些簡單問題解決了,復(fù)雜問題就迎刃而解了.假設(shè)能很好地掌握和運(yùn)用這種思維方式,就會表達(dá)出一種能力上的優(yōu)勢,因此我們對疊加法提出一種廣義的表述方式:"假設(shè)干因素同時(shí)作用于某系統(tǒng)而產(chǎn)生的總效果等于諸因素分別作用時(shí)所產(chǎn)生的效果的總和".多因素的限制,但我們還是花精力收集了大量的資問題,航空航天工程中的力學(xué)問題,核反響堆工程中的力學(xué)問題,以及復(fù)合材料的力學(xué)機(jī)理和強(qiáng)度理論等介紹給學(xué)生,讓學(xué)生了解工程力學(xué)課程有著廣泛而又深入的工程背景,認(rèn)識到工程力學(xué)這門學(xué)科中還有許多未解決而有待于解決的工程實(shí)際問題.三,教學(xué)手段的改良現(xiàn)代教學(xué)需要教師把更多的知識和信息傳授給學(xué)生,而又要讓學(xué)生有足夠的時(shí)問和空間去思考,去課堂教學(xué)時(shí)間,讓學(xué)生有充足的時(shí)間去思考,同時(shí)又為啟發(fā)式教學(xué)和在課堂上開展分析討論提供了方程力學(xué)多媒體課堂教學(xué)軟件,并用于試點(diǎn)班,講課節(jié)奏明顯加快,信息量明顯增大,這大大