技工学校材料力学教学经验谈

摘 要:材料力学是《工程力学》的重要组成部分,在工程技术工作中具有重要的地位。材料力学研究工程构件的强度、刚度、稳定性问题,煤炭技工学校应重点掌握各种基本变形形式的强度计算。作者经过多年的技工学校《工程力学》教学实践,针对材料力学的教学,总结出几点教学经验:主要是通过实践教学,使学生进入感性认识阶段,激发学习兴趣和增强其学习主动性;通过课堂教学和整理总结,使学生掌握相关理论知识和计算方法;通过典型例题的讲解,进一步巩固所学的知识点。

关键词:材料力学 感性认识 理性认识 系统 整理 实际应用

材料力学研究工程构件的强度、刚度、稳定性问题,即研究构件的变形和破坏规律,是一门技术基础课程,它为构件的计算、选材,正确地使用,提供了简便实用的方法,在工程技术工作中具有重要的地位。同时,材料力学又是某些课程的基础,对学生的深造和工作都有很重要的作用。而材料力学是以数学、物理、理论力学等学科为基础,其综合性、实践性较强,是《工程力学》课程的重要组成部分,其知识点较多,且教学难度较大。技校学生知识层次较低,抽象思维能力较弱,实践经验较少,对构件基本变形形式下的内力分析、应力计算、强度计算等过程常常理解不透,对实际问题甚至束手无策。作者通过多年的技校《工程力学》的教学实践,归纳有效的教学方法如下:

一、通过实践教学,使学生进入感性认识

1.用简单的现成的生活材料做比方,理解工程上学生们不熟悉的塑性材料和脆性材料的特性。如分别用小麦面(代表塑性材料)和玉米面(代表脆性材料)和成面团,搓成条,然后,分别拉、压、切、搓,体验各种材料的变形情况、各种变形及破坏时需要的力,从而使学生从感性上认识塑性材料和脆性材料的不同之处,以便进一步理解构件的刚度和强度的含义及塑性材料和脆性材料的机械性能。

2.实验。在实验室指导学生进行构件的拉、压、剪切、扭转和弯曲变形实验,增强学生的感性认识,使学生直观地认识到材料在不同的外力作用下产生不同的基本变形,并了解各种基本变形从弹性变形到塑性变形直至破坏的不同特性,为学习各种基本变形的强度计算做好准备。

3.参观见习。去实习工厂参观车床、冲床、磨床等,观察机械设备的运动情况,了解力学在各种工程及机器零件加工过程中的应用,现场提出问题让学生思考,激发学生的好奇心,增加其学习的兴趣,使学生明确学习力学的目的和重要性,增强其学习的方向性和主动积极性。

二、组织好课堂教学,使学生从感性认识上升到理性认识

学生在上述感性认识的基础上,增强了学习材料力学的兴趣和主动性,迫切要求进一步掌握相关的理论知识。教师通过精心备课后,应认真组织课堂教学,进一步激发学生的兴趣,理清每一个概念,讲清每一个公式及其应用;学生通过专心听课,背记概念,理解例题,基本掌握材料力学中各章节的重点内容和知识点;最后教师通过系统整理(如右表),使学生全面掌握大纲要求的材料力学四种基本变形的全部内容。

三、通过讲解典型例题,使学生理解材料力学的计算原理在工程中的应用

了解构件的设计和使用的依据,思考解决安全与经济矛盾的办法。如:根据拉、压的强度条件,可以设计一个三角架简易起吊装置(见上表拉、压工程实例图)。当确定了拉杆、压杆的材料种类和起吊的最大载荷时,可以根据强度条件选择杆的直径或者当已经确定了杆的直径后,可以计算能吊起的最大重量;根据剪切强度条件,可以选择连接件的尺寸或校核连接件的强度;根据扭转的强度条件,掌握等截面轴的强度校核或轴直径的选择,进一步了解实心轴和空心轴的比较及工程上采用阶梯轴的合理性;根据弯曲的强度条件,掌握矩形截面梁的强度计算,了解梁选择合理截面的相关知识。

参考文献:

1.煤炭技工学校通用教材《工程力学》.煤炭工业出版社

2.高职高专规划教材《工程力学》.浙江大学出版社

作者单位:山西省阳泉市阳煤集团职教中心