工程应用能力在公路工程力学及结构课程中应用.doc

工程应用能力在公路工程力学及结构课程中应用 【摘要】高职课程改革的主要目的之一，便是培养学生 理论联系实践的能力，作为理论性很强的《公路工程力学与 结构》，如何改进教学方法，尽量穿插工程应用实例，是值 得研究的课题，本文从笔者多年的教学经验出发，结合公路 工程特别，将各知识点与工程实际结合起来，对提高学生的 实践能力，工程素质有着深远的影响。 【关键词】公路工程力学与结构教学工程应用能力 培养 一、问题的提出 高等职业教育的基本目标，便是培养适应生产第一线的 高素质技能型人才，对学生的实践应用能力要求很高。目前， 我国职教理念便要求高职毕业生具有一定宽度基础理论，又 要具有技术应用能力强，知识面宽，素质高。如何满足这一 要求呢？近年来，各学院都在进行课程体系的改革，我院也 顺应形势与市场要求，对工科的三大力学及结构设计课程进 行了整合，形成了独具特色的《公路工程力学与结构》。 《公路工程力学与结构》课程要求老师要以“应用”为 主旨和特征构造课程与教学体系，以工程应用为中心，引导 发掘生活中的工程实例，鼓励学生独立思考，大胆创新，培 养学生敏锐的反应和思维能力。 本人从多年的教学经验出发，现将课程体系作一分析， 并将工程应用作一穿插，以期与同行共同探讨。 二、课程体系分析 《公路工程力学与结构》分为两大部分，力学部分与结 构部分，此文仅讨论力学部分。力学部分是将工科的三大力 学《理论力学》《材料力学》《结构力学》作了整合：即将《理 论力学》中的静力学部分，《材料力学》部分中的拉伸与压 缩，扭转，弯曲变形，及《结构力学》中的影响线部分提出 来，组成了《公路工程力学与结构》 静力学为材料力学提供解决问题的思路和方法，材料力 学则要解决工程实际问题，即构件的强度、刚度、稳定性问 题。 1、 静力学的主要内容：静力学主要研究物体的受力分 析与平衡规律，建立力学平衡方程，求解求知的支座反力。 特别是对物体及系统的受力分析是重点，难点及基础。 2、 材料力学的研究内容：材料力学主要研究变形固体 在轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲及组合变形，并分析 在变形过程中各种内力的变化规律，明白强度、刚度及稳定 性的验算，利用强度条件进行校核、确定构件截面尺寸，确 定许可荷载等问题。为工程实际中的选材设计奠定理论基 础。 以上两大部分的内容是相互联系的，教师只有理清知识 的脉络，从本质上理解，提升知识，才能做到浑然一体，融 会贯通。 三、课程教学中工程能力的培养 1、常见事物引进法。这一方法就是把学生们天天能见 到的工程实物信手拿来进行教学。比如受力分析能力的工程 应用。受力分析能力是力学学习的基础和重点，并贯穿于整 个力学学习的始终。受力分析是通过受力分析图来表迗的。 分析步骤是先画出主动和和已知力，再画出约束反力。如何 掌握约束反力的画法呢？此处需要引入工程实际的例子：教 室里门、窗的约束，同学们身上服饰的约束，座椅与板凳的 约束，黑板的约束，马路上电线杆的约束，宿舍里床铺的约 束，图书馆里屋顶的约束利用这些大家日常都能见到 束，图书馆里屋顶的约束 利用这些大家日常都能见到 的约束来进行现场的受力分析图的绘制，让同学们掌握各种 约束及其反力的表示方法。只要所示的例子具有针对性，受 力分析的问题就比较容易地解决了。 2、概念导入中引入工程应用实例。这一方法就是让学 生选择自己感兴趣且与课程教学内容相关的工作中实例，结 合教学内容进行独立探索。比如力矩及力偶的学习便是这 样。 力矩也力偶是使物体产生转动效应的物理量，在学习这 一概念时，先提出相关的问题：分别在不同的位置开关门， 什么位置更省力？答案是显而易见的，接下来提出为什么， 从而引出力矩的概念，继而提出力矩和哪些因素有关？这样 就加深了对力力矩概念的理解，同时也能提升大家的学习兴 趣。又如，在提出应力的问题时，可以问这样的问题：大家 如何才能渡过一片沼泽？显然在相同重量下，面积是一个很 大的问题，继而可以进一步问，两根粗细不一样的圆杆，在 受相同的外力时，内力是否相同？答案是相同，那哪一个先 断？肯定是细的先断，为什么呢，从而引入应力与面积相关 的概念。 3、误解法引入。此法是利用大家的经验和思路，引出 一个与经验完全不同的结论，从而引起大家的注意，然后分 析的方法。比如在讲梁的抗弯能力时，先问大家一个问题， 我们的桥梁截面是躺着放置的还是立着放置的？大家一般 会不约而同地说，是躺着放置的，其实答案是立着放置的？ 为什么呢？接下来教师就可以讲梁的弯曲应力与抗弯能力 的问题了。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，在讲述了弯曲正应力的公 式后，大家才知道，立着放置截面的抗弯刚度会增加很多， 应力就会减少很多，接下来让同学们继续观察教师屋顶的承 重梁的结构，