于玲 秦翔 包龍生

摘要：抽象力學(xué)模型，即把工程中存在的實(shí)際問題簡化為用力學(xué)專業(yè)符號(hào)表示的受力圖。本文針對這一現(xiàn)象在當(dāng)前教學(xué)中的現(xiàn)狀進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)存在一些問題，如忽視學(xué)生工程意識(shí)培養(yǎng)，專業(yè)課教師的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)較少，等等。通過對這些問題的分析，最終找到針對忽視抽象力學(xué)模型能力培養(yǎng)的相應(yīng)措施，加強(qiáng)力學(xué)概念與工程實(shí)際相聯(lián)系的教學(xué)，提高教師的專業(yè)素養(yǎng)，充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)方法，在學(xué)習(xí)中做出大量解決工程實(shí)際問題的訓(xùn)練，等等。經(jīng)研究這一系列措施大大增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)的興趣，從而使得學(xué)生抽象簡化力學(xué)模型的能力得以加強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：抽象簡化力學(xué)模型；研究；能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）24-0196-02

力學(xué)是人們對生活中的實(shí)際問題的分析研究、不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)而逐步發(fā)展起來的一門自然學(xué)科理論。力學(xué)是要求理論和實(shí)際相結(jié)合，必須以專業(yè)理論去解決生活中和工程中遇到的問題。目前國內(nèi)現(xiàn)行教學(xué)模式，教師側(cè)重圍繞課本知識(shí)進(jìn)行課堂教學(xué)，注重基本理論及解題方法的講授，而忽視了基本理論在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。畢業(yè)生在工作中，往往遇到問題不知道怎么解決，即使知道用什么知識(shí)解決，也不知道解決到什么程度合適。一般學(xué)生通過大學(xué)的學(xué)習(xí)，能夠根據(jù)力學(xué)簡圖和計(jì)算模型來解題，但也僅僅是會(huì)解題，一旦遇到實(shí)際問題，根本無法想象出書本上的力學(xué)簡圖和計(jì)算模型，更別說怎么計(jì)算了。本文就如何培養(yǎng)學(xué)生抽象力學(xué)模型能力進(jìn)行論述。

一、培養(yǎng)抽象力學(xué)模型能力所面臨的一些問題及其重要性

1.忽視學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)。現(xiàn)今大學(xué)生剛剛步入大學(xué)，對生活中的實(shí)際工程接觸相對較少，對于力學(xué)的了解也僅限于高中物理中的力學(xué)，對于他們今后所要求掌握的力學(xué)知識(shí)也很模糊，至于力學(xué)簡圖就更不用提了，也是一知半解。故而，學(xué)生在大學(xué)中學(xué)習(xí)專業(yè)力學(xué)更是困難重重，經(jīng)常遇到一些接觸較少的工程問題。在面對這些實(shí)際問題時(shí)學(xué)生不能熟練地把所學(xué)專業(yè)知識(shí)與具體事物相結(jié)合。但是當(dāng)今很多教學(xué)中都忽視了培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，這就導(dǎo)致了學(xué)生在面對實(shí)際問題時(shí)很難做到抽象簡化力學(xué)模型，也成為培養(yǎng)學(xué)生得到這方面能力的一大障礙。

2.教師的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)較少。目前在各所高等院校普遍存在一個(gè)問題，很多專業(yè)課教師對理論了解的比較多，工程施工經(jīng)驗(yàn)比較少，這樣就會(huì)導(dǎo)致教師在講解力學(xué)專業(yè)知識(shí)時(shí)，使學(xué)生感到艱澀、難以理解，更不要說學(xué)以致用了。

3.抽象力學(xué)模型能力培養(yǎng)的重要性。抽象力學(xué)模型是學(xué)生在學(xué)習(xí)力學(xué)課程時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用力學(xué)系統(tǒng)化理論從生活、工程或?qū)嶒?yàn)中觀察各種現(xiàn)象，找出反映事物本質(zhì)的主要因素，略去次要因素，經(jīng)過簡化來分析實(shí)際問題的過程。在將工程實(shí)際問題抽象簡化為力學(xué)模型過程中，學(xué)生運(yùn)用專業(yè)性理論分析處理該工程的重難點(diǎn)及其方案等一些問題，來增加自身對工程問題的了解和今后自身所工作的領(lǐng)域，并且有助于力學(xué)本質(zhì)理論和科研能力的掌握。抽象簡化力學(xué)模型是學(xué)生養(yǎng)成良好力學(xué)習(xí)慣所不可缺少的環(huán)節(jié)，而且此過程對在工程實(shí)例中靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)起著重要的推動(dòng)作用。

二、培養(yǎng)抽象力學(xué)模型能力的必要措施

1.注重力學(xué)概念與工程實(shí)際相聯(lián)系的教學(xué)。對于力學(xué)教學(xué)中那些比較抽象專業(yè)性較強(qiáng)的理論知識(shí)，可以配合生活或者工程中的實(shí)例對其加以解釋，幫助學(xué)生理解。如在講滾動(dòng)制作時(shí)可舉例簡支橋梁的例子，允許橋梁跨度隨溫度變化伸長或縮短；講到材料力學(xué)性質(zhì)和材料強(qiáng)度時(shí)，可適當(dāng)提及當(dāng)前的科研發(fā)展動(dòng)態(tài)，針對各種性質(zhì)不同的材料，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中如何選用材料；并可提起“豆腐渣”工程中的偷工減料現(xiàn)象有一部分就是價(jià)格相對便宜強(qiáng)度較低的材料，從而使結(jié)構(gòu)物達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度而過早損壞。通過列舉一些現(xiàn)實(shí)生活中常見的例子來更加形象化的教授那些專業(yè)性相對較強(qiáng)的理論知識(shí)，讓學(xué)生樂在其中，這樣會(huì)使學(xué)生更容易接受，對于他們靈活運(yùn)用課堂上的知識(shí)也有很大的幫助。

除此之外，對于在后續(xù)專業(yè)課和實(shí)際工程中可能會(huì)經(jīng)常用到的理論或結(jié)論，要通過列舉實(shí)例加深記憶，與專業(yè)課的一些知識(shí)點(diǎn)建立起聯(lián)系。例如通過計(jì)算不同截面形狀的梁在相同條件下所耗材料的用量，說明工字截面較為省料，繼而通過工程照片向?qū)W生介紹工字鋼截面在工程中的廣泛應(yīng)用，這樣可以使學(xué)生在工作中遇到類似的問題時(shí)能夠更快地找到與自身學(xué)到的知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)，從而可以輕送地將其力學(xué)模型抽象簡化出來。類似的教學(xué)也可以為學(xué)生在抽象力學(xué)模型時(shí)奠定基礎(chǔ)。

2.提高教師的專業(yè)素養(yǎng)。在當(dāng)今的教育形式中，對教師自身的專業(yè)素養(yǎng)有很高的要求?！肮び破涫拢叵壤淦鳌?，現(xiàn)如今的力學(xué)專業(yè)教師不僅要具有多元化的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，而且還要有多方面的專業(yè)能力以及豐富的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)。教師只有自身有過硬的專業(yè)素質(zhì)才能加強(qiáng)學(xué)生本身的專業(yè)能力。首先，教師要掌握當(dāng)前時(shí)代建筑行業(yè)的施工工藝，可以經(jīng)常去施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)踐，利用自己所掌握的專業(yè)知識(shí)解決一些實(shí)例問題，增強(qiáng)自身的專業(yè)業(yè)務(wù)能力，不要只是“紙上談兵”。其次，利用自己所積累的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行教學(xué)，這樣可以使學(xué)生對專業(yè)的理論更容易理解和掌握。最后，教師可利用課余時(shí)間收集一些工程實(shí)例和力學(xué)發(fā)展史料，在課上潛移默化的講給學(xué)生聽，來加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)。

3.提高施工課程的教學(xué)質(zhì)量。目前，各大高校基本都開設(shè)了施工課程，但是課程質(zhì)量卻馬馬虎虎，并沒有達(dá)到開設(shè)這門課程的目的。施工課程一般以講授施工工藝和施工方案為主，如何對施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算幾乎不講，因?yàn)楹芏嘟處煹膶I(yè)素養(yǎng)不達(dá)標(biāo)，缺少工程施工經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)大綱對這一部分的要求也不到位。因此，很多學(xué)生都對這門課不夠重視，感覺這門課可上可不上。其實(shí)，這門課對學(xué)生力學(xué)模型抽象簡化能力培養(yǎng)至關(guān)重要。首相施工課程不僅僅是為了講授施工工藝、方案，而最主要的還是課上針對工程臨時(shí)結(jié)構(gòu)簡化成力學(xué)模型的大量練習(xí)。也就是說，要充分利用這門課程，盡可能的去提高此課的教學(xué)質(zhì)量，讓抽象力學(xué)模型能力的培養(yǎng)有跡可循，對學(xué)生進(jìn)行有目的、有方法的教學(xué)。

4.結(jié)合工程實(shí)例教學(xué)。對于理工類大學(xué)生來說，力學(xué)課程的開展是為了在以后工作中碰到實(shí)際性的問題時(shí)能夠利用專業(yè)知識(shí)來解決這些問題，因此訓(xùn)練學(xué)生如何從工程中抽象簡化出力學(xué)模型也就成為了力學(xué)課程教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。然而力學(xué)中許多計(jì)算例題基本上來源于工程實(shí)例，但教材中往往忽略了這些力學(xué)模型的原型，所以這就需要在力學(xué)教學(xué)的過程中，根據(jù)學(xué)生專業(yè)將其課上的經(jīng)典例題及課后作業(yè)習(xí)題與實(shí)際工程緊密相聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際工程問題與力學(xué)模型相聯(lián)系的能力。例如：在橋梁施工中支架所用到的力學(xué)知識(shí)，支架是長細(xì)桿，這時(shí)我們就可以考慮到運(yùn)用材料力學(xué)壓桿穩(wěn)定性那一章節(jié)的內(nèi)容來解決問題。首先我們建出支架的力學(xué)模型來，然后注明它的施工狀況，然后利用剛剛講過的壓桿穩(wěn)定知識(shí)去解決這個(gè)工程實(shí)際問題。

通過這樣加強(qiáng)在學(xué)生平時(shí)力學(xué)課堂上對實(shí)際工程的認(rèn)知力，與其課堂上所學(xué)專業(yè)理論的一一對應(yīng)，使他們在不知不覺中將理論與實(shí)際相結(jié)合，從而增強(qiáng)他們力學(xué)模型的抽象簡化能力，為其將來能夠順利解決實(shí)際工程問題做出良好的鋪墊。

5.運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)方法。充分利用計(jì)算機(jī)教學(xué)，開展軟件建模課程。在教學(xué)過程中教師可以根據(jù)大量施工經(jīng)驗(yàn)尋找出需要利用力學(xué)知識(shí)解決的問題，并詳細(xì)說明施工狀況，然后讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)通過軟件操作建出仿真模型。通過建模過程，讓學(xué)生充分體會(huì)真實(shí)結(jié)構(gòu)物的各部分的處理與力學(xué)理論中質(zhì)點(diǎn)、剛體、變形體、基礎(chǔ)與地面的接觸面、鉸鏈、集中力及分布力的一一對照。在這個(gè)過程中不僅大大加強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立自主地思考、解決實(shí)際問題的能力，而且充分體現(xiàn)了力學(xué)模型抽象簡化的重要性。因此，加強(qiáng)高校對學(xué)生抽象力學(xué)模型能力的要求已經(jīng)刻不容緩。

三、結(jié)語

通過對現(xiàn)在教學(xué)中存在的不重視抽象力學(xué)模型能力培養(yǎng)的一些問題的分析，采取注重力學(xué)概念和工程實(shí)際相結(jié)合、提高教師專業(yè)素養(yǎng)、運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)方法等一系列措施，可以進(jìn)一步促使學(xué)生抽象簡化實(shí)際工程力學(xué)模型的能力得以提高，使得學(xué)生具有更高的專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)，更好地適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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