民办高校理力学与材料力学的与探究

摘 要：理论力学与材料力学作为工科学生的重要专业基础课,对于机械、土木这种对力学要求较高的专业,它的作用和地位是不容忽视的.由于课程内容繁杂且抽象而课时却在不断减少,使得我们学习难度进一步加大.因此,为了提高课堂的教学品质和我们的学习效果,培养学生灵活运用理论力学、材料力学知识解决实际问题的能力,对它们的教学进行分析与探究就显得尤为重要.

关 键 词：理论力学与材料力学；教学探索；学习探究

中图分类号：G648文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）12-0009-01

1.引言

理论力学和材料力学课程作为力学系列课程的重要的组成部分,其教学质量直接关系到后续相关课程的教学进程、学生工程能力的培养及继续深造等方面的问题.与此同时,随着科学技术的不断发展和教学改革的深入,对理论力学和材料力学的教学也提出了更高的要求.为解决不断减少的教学课时和提高学生综合素质之间的矛盾,传统的教学方法、教学模式、教学手段已然不能满足日新月异的社会需求,我们必须更新教学理念和教学模式,调整课程内容,改进教学方法,优化教学手段,以提高课堂质量和信息量.为此,理论力学和材料力学课程的分析与探究便应运而生.

2.理论力学与材料力学课程特点

2.1内容繁杂,分得过细.理论力学与材料力学的共同特点就是内容繁杂且内容分得过细.就理论力学而言,其主干内容有：静力学部分就分为平面汇交力系、平面任意力系、空间力系等；运动学部分分为点的运动和刚体的运动等；运动学部分则分为质点和质点系的三大定理--动量定理、动量矩定理、动能定理,以及达朗贝尔原理和虚位移原理等.而材料力学则更为繁杂,其主干内容可概括为轴向的拉压、剪切、扭转和弯曲四大基本变形.这样一来,学生学完课程后,感到内容繁杂,理不出头绪,不便于掌握.

2.2内容陈旧,不利于教学.理论力学课程一般是安排在大学物理之后开设的,而材料力学则安排在理论力学之后.理论力学中的很多内容在大学物理中都有所涉及,学生已经学过.但理论力学传统的讲授方法还是从学生"熟知"的特殊而又简单的情况开始,在逐步向一般情况,引进新内容[1].这样的内容编排,使学生很容易产生一种错觉,认为理论力学只不过是大学物理的进一步延续和补充,调动不起学生的积极性.

2.3听课容易,解题困难.由于理论力学中大多数概念和基本定律在大学物理中已经学过,有一定的知识基础,相对其他课程而言,比较容易接受,但等到做题时就感觉脑中一片空白,无从下手或一出手就出错.结合笔者的亲身感受,总能切身体会到这种感受,课堂上,听讲很容易理解,但是当自己独立解题时,就感觉无从下手.

3.理论力学与材料力学课程学习现状

3.1课时缩减,课程老套.近年来,为了满足社会多样化需要,高校开的选修课日益增多,对选修课的要求也正在逐步提高,与此同时,专业课的学时大幅缩减,理论力学和材料力学也是如此.此外,传统的理论力学教学内容重经典、轻现代；重计算、轻建立力学模型；教学方法重讲授、轻参与,使学生的知识积累与解决问题的能力相脱节[2].

2.2题目抽象,缺乏实践.例题、习题中大部分是抽象化的力学模型,很少涉及工程实际问题.由于对例题和习题的过分理想化、学术化,是学生很难将其与实际应用结合起来,知识学习缺乏明确的工程目标,难以理解学习目的和意义,这样不仅不利于提高学生的学习兴趣,更不利于培养学生分析问题、解决问题的能力.

4.理论力学和材料力学教学改革的探索

4.1课程教学内容体系的改革

4.1.1合理安排,强化重点.对理论力学而言,需加强静力学学习,尤其是受力图的绘制；运动学要避免重复,将与大学物理重叠的内容,可以弱化,做针对性教学,将节省的学时用于重点和难点内容；同时强调对综合分析处理问题能力的培养.对材料力学,要注重教学内容各章节之间的关联性,合理安排教学内容.无论是理论力学,还是材料力学,其重点内容都必须要强化讲解、强化训练.

4.2课程教学模式的改革

4.2.1淡化知识应用,注重思路方法.多年来,理论力学教学内容基本按照静力学、运动学、动力学三大部分逐一讲解,而材料力学按照之后想拉压、剪切、扭转和弯曲进行讲解.尽管理论力学、材料力学各部分内容相对独立,但其研究方法却有诸多相似之处.鉴于此,在教学内容的组织上,可以打破传统的教学模式,淡化知识的横向应用,突出二者研究问题、分析问题的思路和方法.

4.2.2建立专题,突出重点.采用各个击破的方略,将教学内容分为一系列的小专题,各个专题突出中心,细化解题方法、强化训练,使学生有目的性、针对性的学习,从而加深理解便于掌握.如材料力学,构建横截面上应力分析及强度条件专题：集中讲解杆件各种受力（轴向拉压、联接件的剪切与挤压、平面弯曲）情况下横截面上应力分析的方法,应力的分布规律及构建迁都条件的建立[3].如理论力学,建立动力学专题,将各种定理使用的条件进行汇总、整合,是学生很容易理解掌握.

4.3课程教学方法改革

4.3.1采用启发式教学,强化解题通式通法.启发式教学的关键是提出问题,说明问题的性质和分析问题的方法,着重引导学生学会总结规律性的东西,培养学生科学的思维方法,提高学生分析问题和解决问题的能力[4].在理论力学和材料力学的学习过程中,通常都会出现一题多解的现象,很多学生过分的追求巧妙的技巧方法.所谓的巧解,都是有一定的使用前提,局限性很强,相反而言通式通法则是没有局限性,它是解题的基本思路和方法.

4.3.2重点内容系统化、模块化.将重要的内容系统化、模块化,是为了将知识更好地掌握,同时是对知识点的一个理解和整合的过程.很多同学在学习时学习主观能动性较差,很不注重将所学的知识进行系统的整理,往往是被动接受知识.当所学的知识内容过多时,解题就会出现张冠李戴,东拼西凑的现象.为了将所学的知识进一步深化和掌握,将解题重点内容系统化、模块化是十分有必要的.

4.3.3理论结合实际,加强习题教学.对于工科的学生而言,学习的理论知识最终的目的是解决工程实际问题,而理论力学和材料力学作为工科学生的一门基础性学科,在教学内容的讲解和学习过程中一定要体现出它的实用性.解题是一个从理论到实践的过程,是把书本上的理论知识转化为解题能力的过程,同时解题环节也是对基本理论掌握和运用的检验[5].课后的练习也很重要,事实上,学生们的课后练习程度很大程度上决定了学生对理论力学和材料力学知识的掌握程度.

5.结束语

民办高校是顺应高等教育改革和社会多样化需求而出现的新事物,因生源、培养目标不同,课程体系势必有别于普本.针对理论力学和材料力学课程特点和学习现状,其教学内容、教学模式、教学方法及教学手段等方面进行了探索与改革.通过改革,不仅可以使教学质量得到提高,而且使学生能够有效地掌握理论力学和材料力学的知识.作为工科学生的重要专业基础课,理论力学和材料力学的分析与探究是一项任重而道远的工作,需要不断的探索和实践.