漫谈工程力学课程中MATLAB的辅助教学.pdf

邵阳学院学报 (社会科学版)JournalofShaoyangUniversity(SocialScienceEdition) 漫谈工程力学课程中MATLAB的辅助教学 胡玮军 我国高校工科专业中工程力学 (理论力学和材 校、研究和技术设计打下基础。 料力学)课程属于专业基础课 ，既有基础理论性 ，又 二 在工程力学课程 中引入 MATLAB辅 有工程实践性，在工科专业知识结构系统中起着承 助教学能起到的作用 前启后的作用 。探讨工程力学课程 的创新教学模 式，应在现有知识、技术和信息的基础上寻求新颖、 1．克服传统教学中遇到的一些问题 独特的方法和知识。当前计算机技术和现代数值计 传统的工程力学教学中，主要偏重讲解理论和 算方法的发展，解决问题手段的多样化，给力学的发 运算，强调知识的系统性、严密性，课程 中公式多， 展和教育带来了深刻的影响。因而在工程力学的教 许多问题需要进行大量复杂的数学运算，不得不过 学中应当体现这种科技发展趋势，在原有的课程体 多地依赖解题技巧，花费大量精力，容易导致学生过 系中融合新的计算技术和引进新的计算工具，从而 多注重数学计算而忽略了力学原理和力学模型的建 提高教学质量，加强学生的建模和计算能力，拓宽学 立。如在平面力系的平衡问题中，如何选择合适的 生的知识面，培养学生的创新思维。 研究对象，建立平衡方程需用到一些技巧，其 目的是 为了避免求解联立方程组，学生在求解这类复杂的 一 MATLAB软件的特点 问题时往往感到无从下手。其实对求解线性方程组 我国高校工科专业 的学生在学习工程力学之 这样的常见问题 ，可以归纳为一个子程序 ，采用 前，已经学过高等数学、工程数学和计算机应用等课 MATLAB软件求解非常简单，而且可以重复调用，求 程 ，这给在工程力学教学中引入计算机辅助教学创 解过程规范 ，学生容易掌握。因此在这部分教学中 造了很好的条件。当然在课程教学中引入科学计算 可以要求学生按照规范的力学分析方法来进行解 软件应该有一个大的前提，即：科学计算软件引入的 题，数学计算则可调用MATI~B子程序来完成。 目的是为了提高教学效率和教学质量，要能使学生 对一些需要进行重复迭代计算的问题 ，如斜截 对基本概念、公式的物理意义理解得更清楚，而不能 面弯曲设计、压杆的稳定截面设计等，以及其他一些 喧宾夺主；要将学生的主要精力放在研究力学问题 复杂计算的内容，如复杂载荷作用下的内力分析(包 上 ，而不是在编程计算上；对计算软件来说 ，既要能 括内力图)、截面图形的几何性质确定、复杂应力状 满足分析计算要求，又要简单易学，同时最好是工程 态下主应力和主方向的确定、组合变形、超静定结构 实际计算中广为应用的通用软件。MATLAB是 目前 的分析等等问题 ，教学中教师可以调人编写好 的程 被科学和工程各个领域的研究者们普遍采用的一种 序，通过变换参数输入得到不同的图形数据，能让学 数学分析软件 ，通用性强 ，它的分析、设计功能十分 生更加直观地了解各参数对系统输出结果的影响， 强大，其分析工具箱 ，基本上涵盖了各个研究领域通 并且让学生通过先 “读”程序然后确定数据输入来完 用的和必威体育精装版的分析方法。MATLAB的基本特点有：