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【摘要】在工程力学课程教学中，结合工科专业特点，改进教学方法，突出应用型人才的培养模式，理论教学联系生产实践，尽量穿插工程应用实例，注重对学生实践能力、工程素质的培养。
【关键词】工程力学；教学；工程应用；能力培养
引言
高职教育即以适应社会需要为目标，培养技术应用型人才，毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点。这就要求教师要以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系[1]。尤其是工科学科更应体现以工程应用为中心，教师要引导学生发掘生活中的应用实例，善于鼓励和引导学生独立思考、大胆创新，培养学生敏锐的反应和思辨能力。为了保障工程力学课程教学质量，突出应用型人才的培养目标[2]，我从受力分析、概念导入、梁的弯曲、轴的扭转、脆性材料的性能几个方面进行工程应用式教学模式探索，积极改进教学方法，力求提高教学质量，增强教学效果[3、4]。
1.课程体系分析
1.1 理论力学与材料力学的关系
工程力学课程分文两大部分，理论力学部分和材料力学部分。前者为后者提供解决问题的思路和方法，后者解决工程构件的应用问题，即保证构件在应用中的强度、刚度、稳定性安全。
1.2 静力学的主要内容
静力学主要研究构件的受力分析及平衡条件，建立平衡方程，求解未知的约束反力，其中受力分析及受力图是学习的重点和难点。静力学为材料力学的学习建立必要的理论基础和研究方法。
1.3 材料力学的主要内容
材料力学中主要研究构件的拉伸（压缩）、扭转、剪切、弯曲四种基本变形及其组合变形，并分析各种变形条件下构件的内力、强度及刚度的计算方法，为将来设计安全合理的构件奠定理论基础。
同学们只有理清工程力学中的相关知识脉络，掌握规律，从本质上理解，提升认知，才能使知识融会贯通，浑然一体。
2.课程教学中工程应用能力的培养
2.1 受力分析能力的培养
在整个力学学习中，物体的受力分析是学习的重点和难点，它贯穿整个力学学习的始终。受力分析是通过受力图来表达的。而受力分析就是要在受力图中标出所有的主动力和约束反力。主动力是已知的，只要按照构件的实际受力情照搬；关键的是要正确地表达约束反力。因此，掌握常见的约束及其约束反力表达方法就是学习的重点。在讲解约束以及约束反力时，让大家找出各种各样的约束实例，比如教室的白炽灯、电风扇的约束，座椅板凳的约束，挂在墙上的黑板的约束，教室门扇与门框的约束，马路上的电线杆的约束等等，进而启发同学们自行分析各种约束产生的约束反力，最后总结各种约束及其反力的表示方法。在物体的受力分析中，只要针对该物体的约束情况，对照前面总结的约束反力的表示方法对号入座，受力分析这个难点问题很容易得到解决。
2.2 概念导入中引入工程应用实例
在工程力学课程教学中，我们首先让学生选择自己感兴趣且与课程教学内容相关工程的实例，结合教学内容进行独立探索。比如在讲授力矩基本理论时，首先提出相关问题：分别用大、小板手拧紧同一螺母，哪个更省力？学生的答复是显而易见的，接下来提出为什么，从而引出力矩的概念。这样就加深了学生对力矩概念的理解，学习兴趣也就会大大提升。又比如讲到有关应力的内容时，可以提出这样的难题：两根长度相同，材料相同，截面均为圆形的杆件，直径不一样，一粗一细，假设两端用同样的力拉伸，当外力逐步增加时，两根杆的轴力是否相同？哪一根杆先断？因此我们就可以水到渠成地引出应力的概念。
2.3 梁的抗弯能力中工程应用能力的培养
在讲授梁的抗弯能力时，同学们知道梁在弯曲时，弯曲正应力沿截面高度呈线性分布，最大正应力发生在离中性轴最远的上下边缘处。梁的最大正应力等于梁的弯矩除以梁截面的抗弯截面模量。在讲授了矩形截面梁的抗弯截面模量的计算公式后，我们让同学们观察教室屋顶承重梁的放置位置，同学们发现，教室屋顶承重梁是钢筋混凝土矩形截面梁，梁的放置位置是高度方向尺寸大于宽度方向尺寸。于是让他们讨论：若将梁倒放（即高度方向尺寸小于宽度方向尺寸），则梁的应力的变化情况。经过分析计算，最后得出前后两种放置方法中，梁的正应力比值等于梁的矩形截面的宽度与高度的比值。于是他们知道第一种放置方法安全合理。同时他们也明白了在工程施工中，要严格按照图纸施工，绝不可随意改变工程构件的安放位置，否则，本来安全的构件就有可能变得不安全。
2.4 轴的抗扭能力中工程应用能力的培养
在讲轴的抗扭能力时，为了分析轴的截面形状对其抗扭能力的影响，引入以下问题让同学们讨论：相同材料的实心圆轴和空心圆轴承载相同扭矩时，求所需圆轴的横截面积的比值。同学们很快得出在承载能力相同的条件下，采用空心轴更为经济的结论。这也就解释了在工程中经常采用空心轴的原因。
同样，在讲授圆轴的扭转时，让同学们分析，输入轮和两个输出轮在轴上的排放位置如何放置才会合理？同学们经过探索，发现将两输出轮放置在输入轮的两边比将两输出轮放置在输入轮的同一边更为合理
2.5 脆性材料的性能中工程应用能力的培养
脆性材料的抗压能力大于抗拉能力。铸铁是典型的脆性材料，由于其造价便宜，性能良好而被广泛地应用于工程中。在讲述铸铁的抗压能力大于抗拉能力时，让学生们思考，对于铸铁梁，为了充分利用材料，应如何设计截面形状？同学们经过分析比较，认为将截面做成与中性轴不对称的形状（如T字形截面），并使中性轴尽量靠近受拉的一侧，则梁在弯曲中可使梁的最大拉应力和最大压应力同时接近许可应力，从而最大发挥材料的性能，减轻构件重量，降低工程造价。
3.结束语
通过引入工程实例教学，不仅使学生掌握了力学问题的分析方法和计算方法，同时让他们理解了工程应用中的力学现象，这对于他们将来走上工作岗位，不管是搞工程设计还是工程施工，都能很快地进入角色，胜任工作。
参考文献
[1]邹冬平等.小议《工程力学》课程教学[J].职业教育分析,2008(2):76-77.
[2]孙翠娥.《工程力学》教学研究与实践[J].职业教育分析,2009(6):85-86.
[3]罗逊谊.浅谈工程力学课程的教与学[J].职业教育分析,2007(10):159-160.
[4]王义遒.教学方法改革:改什么,怎么改[J].中国高等教育,2009(6):8-10.
作者简介：祝雯霞（1969―），女，工程师，主要从事工程设计及土木工程教学工作。
