時間：2023-01-17 13:12:14
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工程力學，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
骨骼最基本的功能就是傳遞力學載荷，發揮支撐及運動功能. 脊柱是人體的中軸骨，是人體的脊梁，是一個具有多個復雜關節連接的系統，其功能發揮依賴于完整的骨性結構和正常的負重力線. 所以，任何創傷、退變、炎癥、腫瘤及畸形等疾病所引起的脊柱骨質結構破壞或力線異常，都將會導致其正常生理功能喪失，從而產生相應的臨床癥狀. 脊柱外科手術最根本的目的就是消除病因，重建脊柱穩定和恢復脊柱生理曲度. 隨著脊柱重建理念的更新及內固定器械的不斷改進，越來越多的工程力學原理和技術也被應用于脊柱外科，用以解決脊柱骨性結構破壞或力學異常所導致脊柱不穩定等方面的問題［1-3］. 因此，脊柱外科與工程力學的結合越來越緊密. 脊柱外科的核心手術技術包括減壓、固定和融合三個方面. 每一個過程中都包含著大量的工程力學原理，與脊柱的穩定重建密切相關，尤其在脊柱固定、脊柱融合和椎體強化方面，借鑒了大量的工程學原理，目前已經發展到一個比較成熟的階段，而脊柱的穩定重建離不開對構成脊柱的椎體、椎間盤和小關節突等結構的再處理.
1椎弓根螺釘固定技術-杠桿原理
1.1椎弓根螺釘固定技術根據“三柱”理論，脊柱可以分為前、中、后三柱，在脊柱的運動過程中，每一柱都承擔相應的應力. 由于椎弓根螺釘能夠從椎體后方，穿過椎弓根，直達椎體前方，將椎體的前、中、后三柱貫穿固定，獲得立體三維空間的穩定，因此，椎弓根螺釘技術較椎板鉤、前路鋼板等其它固定方式有更強的力學穩定性. 椎弓根螺釘與金屬棒及橫向連接器的組合，其力學原理類似于建筑工程學中腳手架固定，它可以通過對螺釘施加不同方向的載荷而獲得對椎體間撐開、加壓及旋轉等功能.
1.2椎弓根螺釘固定技術的臨床應用椎弓根螺釘技術已經成為脊柱手術中最常用、最重要、最核心的技術，在穩定重建中具有不可缺少、不可替代的作用，是脊柱外科領域劃時代的技術. 目前，每年有近20萬例脊柱疾病患者在手術中需要使用椎弓根螺釘技術，螺釘年使用量近百萬根，并且以每年30％的速度增加. 椎弓根螺釘技術力學優點體現最為突出并在臨床上大量應用的就是在椎體滑脫復位和脊柱側彎矯正的過程中. 治療方法是通過手術復位，重建脊柱生物力線，恢復正常生理曲度. 手術方案是采用兩組椎弓根螺釘或三組椎弓根螺釘進行復位. 表面上，兩種方法都是通過螺釘提拉作用，完成椎體復位，但實質上，其應用的工程力學原理各有不同. 兩組螺釘固定原理為懸臂梁結構，它是以一個支點對另外一個支點進行提拉，在工程學中最典型的應用是單臂起重機的工作原理；三組螺釘固定原理則是工字梁結構，它是通過兩個支點對位于中央的力點進行提拉，工作原理與龍門吊車極為類似. 因此，在椎體嚴重的滑脫復位過程中，三組螺釘固定方法療效優于兩組螺釘固定方法的力學原理即在于此［1-2］.
除了提拉復位作用以外，椎弓根螺釘還可以完成加壓、撐開、去旋轉等功能，這在脊柱側彎的矯形過程中極為重要. 脊柱側彎在力學上主要表現為承載力線改變，同時存在矢狀面、冠狀面和水平面的力學平衡喪失，是一個三維立體畸形. 因此在畸形矯正過程中，需要同時應用加壓、撐開、去旋轉等方法，恢復脊柱力線，糾正力學失衡. 在現有的種類繁多的脊柱內固定器械中，僅有椎弓根螺釘能夠提供這種三維空間矯正性能，因此，椎弓根螺釘技術已經成為脊柱側彎畸形矯正中不可缺少的技術［3-4］.
1.3椎弓根螺釘固定技術存在問題在臨床工作中，由于骨質疏松常引起椎弓根螺釘固定能力下降，螺釘松動脫出，進而導致手術失敗. 隨著脊柱內固定手術的廣泛開展，多種原因導致的術后翻修病例也越來越多. 如何處理翻修時椎弓根螺釘固定強度下降的問題，也成為困擾脊柱外科醫師的棘手問題. 因此，如何解決因脊柱骨質條件不佳和手術操作失誤所導致的椎弓根釘固定強度下降，已成為脊柱內固定研究領域的當務之急. 椎弓根螺釘固定的關鍵取決于能否得足夠的骨螺釘界面把持力，而且，這種把持力要持續到椎體間達到堅固的骨性融合為止. 影響螺釘固定穩定的因素不外乎兩個，一個是螺釘本身，另一個是椎體. 在螺釘方面，影響因素包括螺釘外形、直徑、長度以及螺釘的置入方向、位置等；在椎體方面，影響因素則包括骨質密度、骨質強度等，如骨質疏松. 任何引起椎體力學強度下降的病因均會導致擰入其中的螺釘把持力下降. 因而，螺釘固定穩定的核心因素就是釘道骨質螺釘螺紋的界面情況.
1.4膨脹式椎弓根螺釘的研發設計及臨床應用工程學專家提出的方法是使用膨脹螺釘，同時強化處理墻面，從矛盾的雙方面著手，解決螺釘松動的問題. 由此，我們也考慮能否將此理念用于解決脊柱內固定不穩的難題. 通過對椎弓根螺釘固定的關鍵因素進行了細致分析，西京醫院骨科在國內外率先提出椎弓根螺釘穩定應著眼于螺釘早期機械性穩定，遠期生物性穩定的原則，并研發出國內首個膨脹式椎弓根螺釘系列產品. 大量的實驗研究證明，膨脹式椎弓根螺釘通過膨脹加壓的作用，使螺釘周圍骨質致密化，提高了螺釘的初始固定強度. 3 mo后，骨質長入膨脹螺釘的膨脹間隙內，達到了“釘中有骨，骨中有釘”的遠期穩定效果，很好地解決了椎體骨質疏松所導致的內固定不穩或不能固定的難題. 從2006年8月開始臨床使用膨脹式椎弓根螺釘治療植釘條件不佳的患者300余例，結果螺釘植入體內后無松動、斷裂跡象，螺釘-骨界面密合性好，療效滿意.
2椎體間融合與非融合技術-張力帶原理與萬向軸頭結構
正常椎間盤承受抗壓、彎曲、剪切三維空間載荷. 當椎間盤發生退變后，蠕變率與初始松弛率增加， 達到平衡所需時間縮短和平衡時的載荷減小，椎間盤緩沖和傳遞載荷的功能相應減弱，進一步加重椎間盤的退變、突出，壓迫神經產生癥狀. 手術的目的就是將退變的椎間盤切除，解除脊髓、神經根受到的壓迫. 術后重建椎間隙高度、恢復脊柱生理曲度的技術主要可以分為椎體間融合技術與非融合技術.
2.1椎體間融合技術椎間融合器傳統的椎體間融合技術是采用自體或異體骨塊，將其嵌入摘除椎間盤后的椎體間隙，從而獲得椎體間融合. 其缺點在于增加了手術創傷和交叉感染的風險. 隨著工業技術及材料學的發展，越來越多的脊柱外科醫師在考慮，能否尋求一種能夠替代自體骨或異體骨的材料. 20世紀70年代中期至80年代初期， 一種中空、帶孔的金屬圓柱體開始用于治療賽馬的頸椎病. 該內置物可產生一種支撐作用，維持了椎間隙的高度，接受該方法治療后的馬頸椎活動基本正常， 因而美國馬外科中心將本術式定為馬頸椎穩定的標準手術. 隨后，許多學者考慮能否將這項技術應用于人類脊柱疾病的治療，并對其進行了外形、材料等物理特性的改進，最后產生了目前的適用于人體的椎體間融合器. 椎體間融合器技術主要采用“牽張壓縮”張力帶效應和椎體間界面內固定的原理. 脊柱椎體間融合器置入椎間隙時可牽張殘余的纖維環及周圍軟組織， 又可以對收縮的反作用力產生壓縮作用加固融合器， 且融合器的固有螺紋與上下位椎體緊密嵌插， 如此形成一個自成一體的自動加壓固定系統. 脊柱椎體間融合器技術特點在于完美地解決了脊柱手術節段所需要的早期制動和后期的骨性融合這一基本要求. 早期是通過嵌入椎節螺紋的抗剪力效應和上下兩端拱石狀結構的抗旋轉作用， 而后期則由于中空內腔充滿碎骨粒， 再通過周壁上空隙內外溝通， 而逐漸獲得骨性融合，維持脊柱前中后三柱良好的穩定性. 早期臨床上應用的椎體間融合器是不可吸收性的，多為金屬和多聚碳纖維兩種材料，融合后期產生應力遮擋， 在一定程度上影響骨融合后的強度等不良反應， 因此， 目前國內外致力于各種生物型椎間融合器的研究. 它具有更好的剛度和彈性系數， 對影像學評估干擾更小等諸多優勢. 已有研究表明，在屈伸、軸向旋轉及側屈的生物力學特性及節段穩定性方面，可吸收性椎間融合器的臨床效果等于或優于非可吸收性椎間融合器［1，3］.
2.2椎體間非融合技術人工椎間盤在醫學上，只有生理性的重建解剖結構才是最為合理的. 盡管采用椎體間融合技術治療椎間盤源性疾病獲得良好的手術效果，但由于椎體間融合技術改變了脊柱的生物力學特性，使原本能夠活動的脊柱節段喪失運動功能，因而導致其周圍組織和鄰近椎間盤應力增加，加重了鄰近椎間盤的退化與病變. 近年來，國內外學者致力于探求合適的人工假體替代退變椎間盤的全部或其中一部分，以求恢復椎間盤的解剖和功能，隨之誕生出人工椎間盤置換技術. 替換退變的全部椎間盤者，稱為人工全椎間盤置換;只替換退變的髓核者，稱作人工髓核置換［2-4］.
轉貼于
Fernstrom等在上世紀50年代后期即提出人工腰椎間盤假體技術，其設計及種類不斷創新發展. 人工腰椎間盤置換術作為腰椎融合之外治療椎間盤源性疼痛的另一合理的選擇，目的是使退變椎間盤引起的疼痛得到長期緩解， 重建椎間隙高度以保護神經組織， 保留脊柱運動以避免晚期關節突關節及鄰近節段的病變. 隨著人工椎間盤研究的不斷深入，美國和歐洲的臨床應用已經證實，人工腰椎間盤置換術短期內可以恢復脊柱的運動學和載荷特性， 恢復脊柱功能單位的穩定性和運動能力. 這項技術徹底改變了傳統的“切除固定融合”的手術理念， 更符合人體的解剖學和運動生理學.
人工髓核置換可以分為原位成形髓核假體和預制成形髓核假體. 原位成形髓核假體的設計原理是向椎間盤間隙內注入可塑型的聚合物，并使其在椎間盤原位的間隙內塑型成為髓核假體. 所用材料主要有硅橡膠和聚氨基甲酸乙酯. 該技術的主要優點在于其操作通過纖維環上很小的切口即可進行，因此降低了植入物脫出的風險，并存在開展經皮微創手術的潛在可能. 而且，這種設計具有更好的應力分布和植入物穩定性. 預制成形假體是在體外用粘彈性材料制成一定形狀的假體，假體在植入體內之前已經固定成形. 相對于原位成形髓核假體，預制成形髓核假體的優點是，更可靠的聚合物性能和更好控制的生物組織相容性.
3椎體成形術及后凸成形術-混凝土技術
經皮椎體成形術是近年來脊柱外科發展的一項新的微創技術. 它是通過椎弓根或直接向椎體內注入人工骨方法， 以達到增強椎體強度和穩定性、防止塌陷及緩解腰背部疼痛， 甚至部分恢復椎體高度的目的. 其原理就是模擬混凝土填塞技術，通過骨水泥固化，到達增強椎體力學強度及防止椎體進一步塌陷的目的. 自法國介入放射學家Galibert等（1984）首次應用經皮椎體成形術治療椎體血管瘤以來，該項技術在歐美及我國迅速普及，主要治療椎體轉移瘤和骨質疏松癥引起的椎體壓縮骨折. 盡管十幾年來經皮椎體成形術取得了比較滿意的結果，但由于直接注入骨水泥不能抬升骨折椎體的終板，因此無法恢復椎體高度及改善后凸畸形殘留，而且向椎體內直接注入骨水泥需要很高的壓力，容易引起骨水泥漏出，造成神經受壓等嚴重并發癥. 針對這個問題，1999年美國骨科醫生研制出一種可膨脹球囊，先經皮經椎弓根將球囊置入椎體，球囊膨脹使骨折椎體復位，放氣退出球囊，再注入骨水泥，稱之為椎體后凸成形術. 與經皮椎體成形術相比，經皮椎體后凸成形術能糾正病椎的后凸畸形，并在椎體內形成一個空腔，可在低壓下注入粘稠度較高的骨水泥，明顯降低了骨水泥滲漏率，提高了臨床療效.
椎體成形術及后凸成形術臨床上最常用的填充物是聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥（PMMA），但PMMA有固化時大量放熱，發生滲漏后有灼傷鄰近組織(尤其是脊髓和神經)的可能，同時也燒傷骨細胞，不能與骨組織生物連接、不可生物降解等諸多問題. 理想的填充材料應具備［4-5］: ①可注射性; ②迅速凝固，并具有足夠的力學強度; ③具有生物活性和骨傳導性; ④凝固溫度低; ⑤有良好的顯影性; ⑥可緩慢的生物降解. 因此，目前臨床又進一步發展出羥基磷灰石陶瓷、磷酸三鈣陶瓷、自固化磷酸鈣骨水泥、硫酸鈣骨水泥等，其中，又以硫酸鈣骨水泥生物相容性最好，體內吸收快并能夠誘導骨形成. 椎體成形術和后凸成形術均可迅速緩解疼痛，強化椎體力學強度，是一種安全、有效、簡便的治療方法. 但其作為一項新技術，尚有值得深入研究的問題. 椎體后凸成形術中骨水泥的灌注量和分布情況，選擇適量的骨水泥并使其均勻充填空腔，既恢復了椎體剛度，又不至嚴重干擾脊柱正常的力學機制是今后的研究熱點. 其次，尋找成骨效果更好，生物相容性更佳的注射材料，也將是未來研究的重點.
在脊柱外科臨床中，工程學與醫學結合的例子仍有很多，借助工程力學原理和技術，醫學得到了迅猛地發展，解決了很多臨床工作中遇到的難題，很好地提高了患者生活質量. 通過將工程學中膨脹螺釘用于脊柱外科獲得成功這一事例，我們深刻地體會到：優秀的脊柱外科醫生，應該將生物學和工程學有機結合，才能很好的解決脊柱穩定的難題；學者型的骨科醫生，更應該具備敏銳的觀察力和強勁的創新力，才能成為 一名與時俱進的臨床專家.
參考文獻
［1］ Inceolu S， Ehlert M， Akbay A， et al. Axial cyclic behavior of the bonescrew interface［J］. Med Eng Phys， 2006，28(9):888-893.
［2］ Lei W， Wu ZX. Biomechanical evaluation of an expansive pedicle screw in calf vertebrae［J］. Eur Spine J， 2006，15(3):321-326.
［3］ Vena P， Franzoso G， Gastaldi D， et al. A finite element model of the L4L5 spinal motion segment: biomechanical compatibility of an interspinous device［J］. Comput Methods Biomech Biomed Engin， 2005， 8(1):7-16.
關鍵詞：工程力學；課程教學；教學方法
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1009-8631(2010)05-0123-01
一、傳統《工程力學》體系存在的問題
前些年學院水資源管理和水利經濟類專業開設的《工程力學》課程為70-80學時。講授內容包括理論力學(靜力學、運動學、動力學)及材料力學。隨著社會發展步伐的不斷加快。對專業技術型人才的要求也在不斷深化，水資源管理和水利經濟類專業的《工程力學》課程體系也存在類似的問題，為了進一步適應教學改革的要求，學院組織相關教研室教師對開設的《工程力學》課程的教學體系進行了調整與改革。重新調整后的教材體系主要包括：(1)靜力學按照研究內容分為三章，改革了以前按照力與力系分類定章節的做法，這樣做的優勢是使學生容易從問題人手，吃透教材，并且容易理解和記憶；(2)運動學按照研究方法分配章節，把運動學并為兩章，其中《大學物理》課程中講授內容直接做為課堂復習，或做總結性講授；按照單自由度和多自由度體系的研究對象不同，將動力學借助定律與定理分為三章。從而避免了和以前物理課中講授內容的重復現象，達到了節省課時和集中課堂教學時間并向高起點邁進的教學目的，通過我們幾年的教學實踐。取得了較好的效果，但是仍然感覺不足的是講授內容基本不變，教學時數較以前壓縮較多，從2004年起理論講授僅剩40學時，實驗課僅剩4個學時，難以達到很好的教學效果。而且隨著學生畢業走向社會，用人單位對不同專業學生的知識結構要求也在不斷變化。有必要對《工程力學》教材體系進行進一步的調整，注重學生的創新能力培養，使學生到工作單位后更好的解決一般工程中的力學問題。
二、《工程力學》課程新體系特點與實施方案
由于《工程力學》課程理論講授僅剩40學時，而且學校要求學院必須采用“面向21世紀的新教材體系”，注重學生對《工程力學》基礎知識的理解與掌握，同時具有解決工程實際問題的能力。改革后的課程全新體系的核心主要包括如下內容：力學基本概念和基本理論(如牛頓力學的三大定理等)放在突出位置。是講授的精華部分，而刪除掉或略講一些不必要的內容，主要講授靜力學和材料力學兩大部分，在課堂上注重介紹力學領域的尖端研究成果(如計算力學領域的研究近些年發生了翻天覆地的深刻變化，給同學們介紹并演示商業結構分析軟件，如ANSYS、ALGOR、MIDAS及ABQUS等)，培養學生的動手編程能力和解決工程問題能力，實踐證明這種方式受到了學生的廣泛喜愛與歡迎；二十一世紀的大學生最需要的是創新能力的培養。新教學體系在這方面作了適當補充，注重培養學生解決實際問題本領。主要內容安排如下：第一大部分平面力系與空間力系靜力學，按力系類型分章分節，第一章包括靜力學定理、復雜結構體系的受力分析與畫受力圖，重點講述力系的和剛體的物理定義。靜力學的四大公理，約束和約束反力的概念比較抽象，在講授概念時，附以較多的實例，教師邊畫圖邊講述概念，使學生一開始就概念明晰、很快就能獨立做出結構的受力圖。第二章講述平面匯交力系，重點介紹匯交力系的概念，需要舉出實例，從而使學生容易理解：匯交力系的合成及求解平衡方程的幾何法和解析法是本章的重點和難點。第三章力對點之矩、平面力偶理論，重點與難點是平面力偶系的合成和平衡條件。第四章講授平面任意力系，這里應注重多舉工程實例，使學生能夠順利解決實際問題。第五章為空間力系及帶摩擦問題簡介。第二大部分內容為材料力學，內容主要有桿件的拉伸與壓縮問題、圓柱的扭轉問題、簡支梁與懸臂梁的彎曲問題，簡單結構的基本變形和四個強度理論。第一章講授桿件的軸向拉伸與軸向壓縮，需要注重強調的是，由于首次引入橫截面上的內力和應力概念。學生不容易理解。應結合材料力學拉壓實驗使其搞清楚桿件在軸向拉壓時的力學性質，進一步理解應力的概念和拉壓強度條件。所以要求力學實驗課必須跟上不得拖后。第二章講授圓軸自由扭轉變形，要求學生能熟練掌握圓截面直桿扭轉時的內力求解過程及正確畫出扭矩圖；建立扭轉的應力求解方法并給出相應的應力強度條件、推導扭轉變形求解過程并給出扭轉剛度變形條件。第三章講授梁結構的平面彎曲。難點和重點是梁的橫截面剪力和彎矩的求解過程，正確作出剪力圖和彎矩圖，同時弱化載荷集度、剪力和彎矩的關系，只要求了解。不強調必須掌握。在講述純彎曲時梁正應力求解公式時。應當注重附以必要的教具以演示梁的彎曲變化情況，使學生更容易理解和掌握(兩種以上的教具)，在此基礎上引入直粱彎曲時的強度條件和剛度條件就是水到渠成的事了。第四章應力狀態和強度理論的概念，學生不容易理解和需重點講清楚的是平面應力狀態分析和圖解過程。最后對三向應力狀態和強度理論作簡單介紹?！豆こ塘W》理論課主要在課內完成，但必須注重課下復習和作為教學輔助的實驗環節，課后教師一般會布置相當數量的習題供學生鞏固知識所用。根據我們任課教師的統計，一般每次課后的習題數量不少于8-10道，可布置數量和難度相當的選做題供有興趣愛好的同學選做。注重相關實驗課環節，新課程體系實驗內容選擇是具有代表性的實驗，一是低碳鋼和鑄鐵的拉伸與壓縮實驗，測試低碳鋼和鑄鐵的拉壓力學性能，低碳鋼和鑄鐵的拉伸和壓縮變形是典型的塑性和脆性材料變形實驗。通過實驗可加深對材料四個變形階段特征的認識，明確材料力學研究的范圍。二是深粱的純彎曲試驗，掌握彎曲變形規律和采集應力應變數據的方法，通過應變片和應變花的貼法達到采集不同部位數據的技巧。熟練掌握測試結構變形的方法。新課程體系課堂講授40學時。靜力學12學時，材料力學20學時，介紹現代化計算方法和上機編程計算8學時，材料力學實驗課4學時。通過該課程的學習，力爭使學生在較短時間內，即掌握了最基本的概念與定理、搞清求解問題的基本方法，而且通過強化能力訓練和實驗數據觀測，在頭腦中建立一套完整的力學思想體系。通過教研室教師和幾屆學生的教學實踐，達到了較好的教學效果。
三、教給學生正確、科學的思維方法，注重提高學生分析問題與解決問題的能力
為了教給學生科學的思維方法，以及運用所學知識分析解決問題的能力，我們在課堂教學中應做到：讓學生搞清力學概念、定義和定理定律的應用范圍；不同章節計算公式推導過程要點及適用的條件；對容易混淆的定理，采用比較法進行課程教學；正確講述解題思路和方法，加強學生解決問題的能力；介紹一些常用的解題技巧，以盡快達到求解目的；提倡一題多解。
四、注重理論與工程實際相結合，以培養學生解決工程實際問題的能力
關鍵詞：工程力學；學習興趣；教學
中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）11-0276-01
1 針對學生的實際，采用直觀教學
在講授該課程時注意深入淺出，對有聯系的內容重點加以強調，如“約束與約束力”一節是學習“受力分析”的基
礎，它貫穿于整個《工程力學》之中，我在講授之前，先進行實例（實物）演示，讓學生觀看，有意地向學生展示各種約束（比如柔性約束及光滑面約束等）的實物形狀，并且向學生提及一些物體間相互作用的實際例子，這樣為講授“約束與約束力”提供了感性的材料，然后再充實教學手段（如模型、多媒體動畫等）進行分析，這樣學生就容易領會授課內容，使感性認識上升到理性知識，使抽象的內容轉變為直觀性內容，促進了對“約束與約束力”一節內容的理解。
2 舉一反三，注重學生的能力培養
受力分析是《工程力學》課程的難點，但它又是學好這門課的關鍵。我認為：學生對物體進行受力分析都不會的話，就談不上對物體進行力的計算，更談不上對后續專業課（如零件設計）的學習和掌握。特別是有些高職學生，由于對受力分析問題掌握不好，在畫受力圖時漏洞百出，嚴重影響了對《工程力學》其它內容和對機械工程專業其它專業基礎課、專業課的學習。那么，怎樣才能使學生易于掌握呢？我采用了舉一反三的方法。
3 巧設疑問，啟發學生的思維
巧設疑問，啟發學生的思維，有助于培養學生分析問題和解決問題的能力。學生對學習感興趣，就會激發強烈的學習動機，從而積極主動且心情愉悅地投入到學習中去；反之，如果失去興趣，將會影響學習動機?！豆こ塘W》課程的內容涉及大量生產實際中的力學問題，而且其中一些內容較為抽象、單調和枯燥，高職學生比較陌生，如果我們在教學過程中一味地墨守成規，僅靠幾只粉筆和一塊黑板照本宣科，學生必然會感覺到索然無味，難于集中精力，久而久之就極容易失去學習興趣，使學習處于被動狀態。在教學過程中，我對有些課程內容巧妙地引入“提問”等方式教學，較好地解決了上述問題。比如講到“力偶”一節時，筆者就先提出問題：生產車間鉗工攻螺紋時為什么要用雙手，單手操作為什么不行？學生回答不知道，筆者要求學生帶著這個問題認真聽課。于是筆者結合課本內容，首先播放多媒體動畫，讓學生有親臨其境的感受，然后由淺入深，解釋攻螺紋要用雙手，主要因為雙手分別握絞杠兩端，推力和拉力相等，用力平衡，這是力偶矩m=Fd作用的效果，如圖4所示。若單手握絞杠一端，則形成力矩m0(F)=pd2作用的效果，如圖5所示。雖然能照常轉動，但相當于在0點作用了一個對等值（p）、反向、共線的平衡力，其中p和p'形成力偶矩m'=p'd2=pd2（與圖4中的等效），p''作用于0點，絲錐受此橫向力作用，容易折斷，所以不能單手操作，如圖6所示。這樣學生聽課時便全神貫注，且開動腦筋，聽完課后既知道了問題的答案，又對“力偶只能用力偶來平衡”、“力的平移定理”有了深刻的理解。
4 拓寬視野，增強學生的責任意識
大部分學生的學習目的明確，科學探索積極性較高。我在講授《工程力學》理論基礎知識的前提下，適當安排一些講座，讓他們了解更多的與力學有關的知識，這樣拓寬了學生的視野，增強了學生的科學探索精神和學習責任意識等。比如，在課堂上向他們傳授一些與力學有關的科學發展動態，適當地給他們灌輸一些工程CAE的知識，并利用多媒體技術進行演示，從而激發他們進一步學習的熱情，增強他們的科學探索精神，同時也為他們后續專業課的學習奠定基礎。又比如向學生講述一些在力學學科發展中獻身真理的優秀科學家的感人事跡，可激發學生崇尚科學，熱愛所學專業，造福人類的熱情；同時將工程上一些重大事故用多媒體呈現給學生，讓學生在觸目驚心的事故中感受到學好《工程力學》知識的重要性，增強他們的學習責任意識。
總之，在教學過程中，教師起主導作用，學生處于主體地位。教師要多探索、多實踐高效的教學方法，要始終本著引導、激勵的原則盡一切可能提高學生的學習興趣，提升學生實際應用知識的能力。
關鍵詞：高職院校；工程力學；教學改革
一、當前高職工程力學課程教學存在問題分析
（一）課程內容存在問題
《工程力學》課程內容比較抽象，多數是建立在力學模型的基礎之上，建立在力學模型理想化處理的基礎上，使得學生在學習過程中，所看到的物體與實際的物體存在著一定的差距，使學生在理解上顯得比較困難?！豆こ塘W》沒有與傳統的基礎文化課緊密聯系。一般讀理科的學生，相對來說思維敏捷，學習思路往往比較清楚，運算能力較好，解題有速度等等特點。有的學生高中物理基礎比較好，對力學的基礎知道有了初步的掌握，有一定的空間想象力。
（二）在課時安排存在問題分析
目前我國就業市場上大量需要應用型人才，而且高等職業院校由于門檻較低，這無疑對高考落榜生來說是一條較好的出路。這也是近年來高職院校招生形勢非常好的原因。但這也使高職院校存在著潛在的問題，最突出的就是生源質量問題。高職院校生源參差不齊，基礎不牢，學習積極性不高，刻苦鉆石精神不強等特點，無疑對課程理解本身存在著問題。再加上學校有課程安排上也不甚合理，主要表現在“課時少、內容多”問題。教師要在有限的學時里，教授大綱所要求的教學內容，這就導致了速度與質量的矛盾問題。教師為了趕進度，往往是強調教學速度而忽略了教學質量的問題，一些知識點沒法展開來講，這對于基礎本身不好的學生，無疑是設置了一道知識瓶頸。
（三）在課堂教學中的問題分析
工程力學的課程教學存在著與實驗教學脫節的情況，學生普遍不重視動手能力的培養，加上實驗課時比較少，與應用型人才培養目標的背道而馳的。老師在課堂上的教學手段也比較單一，多數的老教師都是習慣采用傳統的粉筆板書的教學模式，大量時間花費在板書上，難以提高課堂的教學效率。另外，相當大部分是采用4段式教學，這與現代教學技術改變不協調。
二、改革教學模式，提高教學效果
（一）以學生思維為主，應用精講、精練教學模式
精講就是指要將教學的深度與廣度進行有機的結合，給學員以充分的思維時間和空間，充分利用現代化教學手段細講課程的基本理論與方法，有一定的深度，并且與精練相結合，使得學生對工程力學的基本理論與方法在工程實際中的應用有了初步的了解，并能分析與其它約束的異同以及與物體運動狀態的關系。例如在講授摩擦問題時，要學生理解何運用數值仿真的方法分析計算工程實際中復雜的摩擦學問題等等這些既有實踐意義的，也有一定深度的問題。而精練即是精選教材中工程力學在實踐中要解決的問題的習題，要求學生應用力學基本理論知識與方法進行解答，并能進一步推廣。
（二）應用現代教育技術，提高教學效果
以計算機技術為基礎的現代多媒體技術在近年來得到進一步的推廣，逐漸與通訊技術、傳播技術等融為一體，具有交互處理、傳輸和管理文本、圖像、動畫和聲音等信息的功能這樣一種技術組合，很好地代替“粉筆加黑板”的傳統教學模式，增加了演示，營造了工程氛圍，可以彌補由于各方面原因學生實習、實踐不足的現象。還要吧使老師在課堂中更能節省時間，充分展示教學內容，提高教學效率，有利于講授的連貫性和邏輯性的發揮，大大增強了課程的吸引力。在工程力學教學改革過程中，老師可以把理念與方法作為教學改革的突破口，在課程教學內容與體系中那口現代素質理念，形成自己一套科學、獨特的教學方法, 使課堂教學具有生動性、形象性、趣味性及高效性。
(三)改革考核方式
1、平時成績應該占總成績的30%，具體分配是平時十次作業，每次占1%，共10%，并對平時出勤進行嚴格的考查，遲到或者早退一次扣0.5個百分點，對于無故曠課都一次扣5%。課堂提問和學生積極主動參與課堂占10%比例，以優秀、良好、合格和不合格四個等級給出考核結果。
2、實驗考核點20%，可以分為實驗態度、實驗操作、實驗報告三個部分，分別占5%、10%、15%，如實驗考核不合格，不能參加期末考試或者不給予補考。
3、期末考試占70%，采用閑著形式，設計題型有填空、選擇、改錯、簡答和計算分析，內容含括概念、原理、思考題、實驗內容和計算題，題量和難度達到地方同類院校的水平，盡可能做到理論聯系實際，且有15%難題，以消除學生自滿心理，激發其進取意識。
三、結論
總而言之，由于《工程力學》這門課程對工科專業學習起到承前啟后的作用，作為教師要引起足夠的重視。結合學生實際水平情況，通過不斷努力，運用各種靈活的教學手段，以激發學生學習興趣為目的，充分調動學生自主學習的積極性，從而使學生解決實際問題問題和分析問題能力得到很好的提高，從而做到全面提高職院校學生綜合素質的目的。
參考文獻：
[1]弓滿鋒.工程力學課程建設和教學改革的探討與認識[j].科教文匯(中旬刊),2009,(3).
[2]崔小立.《工程力學》教學方法的探索與思考[j].科技信息,2009,(11).
關鍵詞：工程力學；教學方法；工程實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）31-0103-02
近年來，高校對本科生的教學大綱進行了大幅度的調整，以我校機電工程學院為例，機械電子專業、車輛工程專業和交通運輸專業將《理論力學》和《材料力學》課程整合成《工程力學》一門課，整合后的課程既要對原來的課程進行優化還要滿足學生專業要求。課程優化后主要包括靜力學和材料力學大部分內容。靜力學主要要求學生掌握物體的受力分析，掌握各種約束的性質，重點掌握平面力系的簡化、平面匯交力系、平行力系、力偶系等的平衡方程，解決一般的工程力學模型問題。利用平面力系的相關知識對空間力系加以分析，掌握簡單及復雜的靜定力學問題的解決方法，為后續工程力學中關于研究構件在載荷作用下的變形規重視課程與學生專業的結合。在壓桿穩定、組合變形時重點突出圓形截面和常用的工字形截面，材料運用也多以各種鋼及鑄鐵為主，引導學生重視實驗研究及新材料的應用對力學研究的重要影響。除此之外，教師可將目前國際上出現的各種新材料、新工藝方法、新的加工技術等帶到課堂中，重點鍛煉學生的思維創新及思考能力。
一、課堂教學方法的改革
（一）多媒體在《工程力學》中的應用
隨著計算機的發展，多媒體教學在課堂上發揮著不可或缺的作用，如何使多媒體教學更好的服務于《工程力學》教學呢？可以從以下兩個方面重視和加強多媒體的作用。
1.將工程實際的力學模型運用多媒體進行虛擬仿真。力學中的很多約束模型簡化后的約束力方向學生會覺得難以理解，可以借助多媒體將約束模型在實際中的約束方式進行動畫仿真并配以鮮艷的顏色和動畫，學生可以獲得最直觀的經驗和體會，幫助其理解約束在工程結構中的作用。對于復雜組合變形及空間受力分析進行多角度多媒體分析可以避免學生憑空想象，主觀臆斷，同時在放映相關知識時還可以預留一些問題，鼓勵學生進行積極思考，開拓思維，積極主動地發掘新問題。
2.代替傳統黑板繪制力學圖形。在工程力學中需要學生重點掌握軸力圖形、扭矩圖形、剪力彎矩圖形等，在繪制過程中如彎矩圖與剪力圖有積分關系，傳統黑板教學速度慢、精度低。多媒體技術可以方便快捷對圖形進行處理，在講解具體例題時，可以對例題進行分步分析，在講解期間可以隨時停留便于及時發現學生的問題并及時講解。多媒體放映壓桿失穩的臨界狀態，幫助學生理解壓桿失穩的概念，確定歐拉公式的使用條件及其意義。此外，教師在講到一些名人公式時，可以將人物典故在確定這些公式時的典故講述給學生，增強學生的學習興趣。
二、課堂教學方法和手段改革
傳統上認為一個老師授課是否良好依據的判斷都是老師表演得如何，講述得內容是否細致，對例題是否都做了詳盡的講解。如此一來，學生只是被動地接收而已，也就是傳統上說的“填鴨式”，不利于學生對實際問題進行分析，使學生的創新能力受到限制。除了上述的多媒體教學外，還可以充分發揮學生的計算機能力，讓學生上機練習，如編制程序尋找截面核心等，學生可以將兩門課程有機結合起來。在教學方法上可對力學圖形的繪制總結更適合學生理解的一些方法。比如在扭矩圖的繪制過程中引入了“雙力矢”概念，因為扭矩圖的繪制要判斷扭矩的正負，而“雙力矢”的引入可以使得扭矩類似于軸力圖進行“遇左向上，遇右向下”直接繪圖，如下頁圖1所示：可將Me扭矩轉換成如圖所示的“雙力矢”，“雙力矢”方向由右手法則確定。這樣繪制扭矩圖就可以直接類似與軸力圖。此外還應重視討論課、習題課在課程中的重要作用。在習題課中以學生為主題，發揮學生的主觀能動力，積極探索求取多種解題方法。鼓勵學生將實際中遇到的問題帶到課堂上來，比如學生在學校操場、草地等常坐的排椅可以簡化為簡支梁，討論學生坐位變化時排椅的撓度變化及最大撓度發生在哪里？討論礦泉水瓶子的形狀與壓桿穩定的關系，討論橋梁爆破，大橋發生事故的力學原因等，鼓勵學生動手參與力學模型制作。學生是主題，教師一定要扮演好導師激發學生積極性、創新性能力。
三、教學考核方法改革
1.實驗考核改革。素質教育一直是我國教育的核心，在《工程力學》課程中可以做些考核方法的改革，考核主要包括平時考勤，作業提交，課堂表現及實驗考核。目前已經有些高校已經對實驗考核和考試考核進行了改革。比如哈爾濱理工大學在課程實驗方面將實驗報告占50%，實驗結果40%，實驗表現占10%。河南科技大學重視實驗錢的預習和提問，占到30%，實驗操作占30%，實驗報告占40%。我院根據實際情況分配如下：實驗預習與提問占20%，實驗操作占20%，實驗報告50%，實驗結果分析及引發思考占10%。充分調動學生實驗積極性，避免有的學生只是走馬觀花地欣賞實驗。
2.考核內容及方法改革。傳統的考核內容及方式有時會使學生束縛于其中，現在的教育理念更加重視學生的素質教育、能力培養和創新能力。但是考試考核制度的改革需要多方經過仔細籌劃、論證、調研才能運行，需要每一個老師和相關主管領導積極參與。在此，主要就《工程力學》課程的考核內容進行一些建議。考核的基本是考察學生對基礎知識的掌握情況，應占70%的份額。另外的30%可以從學生的創新能力和解決工程實際能力方面進行考核。另外考試所占學生最后總分的份額應從70%降低到60%甚至50%。考試也可以采用多考題，抽簽方法進行?？己酥皇且环N手段，教師更應該重視學生對這門學科的整體把握和學習。
四、新興學科知識擴充力學知識且提高學生興趣
工程力學中所應用到的基礎理論和公式推導有一定的使用條件，在工程實際中遇到的問題更加復雜，目前先進的測試技術、虛擬仿真動力學軟件、力學分析軟件等都是力學在實際解析中的重要補充。比如：曲桿結構是發動機中的重要組成部件，它工作中都是處于循環狀態，對于它的受力分析可以在虛擬仿真平臺上進行。在虛擬仿真平臺上進行現實模擬過程使學生直觀的感受到曲桿各部位的力學受力情況，在彎扭組合變形部分可以利用Ansys軟件對軸的受力進行精確分析，都可以對學生的課堂知識加以補充并提高學生的興趣。如圖2所示為筆者在Ansys中對曲軸的第七階應力分析云圖，圖中顏色直觀表示了曲軸的受力情況。將其前十階應力分析云圖和振動階型等帶入到課堂，擴展學生的知識，提高學生的學習興趣。另外將學生的電工電路中的電橋知識應用于工程力學中，如測試梁的應力，如圖3所示。利用電橋的和差特性，在測彎矩力時，將應變片貼于懸臂梁的上、下側面，同時在接橋時把應變片接在電橋的相鄰橋臂上，另外兩個橋臂為固定電阻。電橋的輸出電壓僅反映的是彎矩力作用的結果而與拉伸力無關。通過將前沿知識及時反饋給學生使學生對自己所學知識有宏觀的把握并融會貫通，鼓勵學生積極思考，提高其創新能力和解決實際問題的能力。
利用電橋的和差特性，在測彎矩力時，將應變片貼于懸臂梁的上、下側面，同時在接橋時把應變片接在電橋的相鄰橋臂上，另外兩個橋臂為固定電阻。這樣，在彎矩力F作用下，dR1=-dR2，同時dR3=dR4=0，電橋輸出為：
五、結語
力學知識是工科學生的重要專業基礎課程，學生是學習的根本也是主體，教學應該以提高學生學習興趣、發展其創新思維能力為主，在課堂教學上利用先進的多媒體技術并積極改進教學方法和改革方法，將新興學科知識帶到課堂中來，鼓勵學生多提問題。多思考、多動手并與其他相關學科聯系起來解決工程實踐問題。
參考文獻：
1工程力學的學科特點
在理工科院校專業教育中，工程力學是一門公共基礎課程，與許多后續課程內容息息相關，是關鍵性的課程．其理論課程偏重理論推導，通過很強的邏輯數學關系進行公式證明和推導，對于初學者會感到枯燥．如果結合工程的實例，使教學內容生動，在理論應用到實際的同時，理解知識，既有針對性又會大大提高教學效率．
2案例教學的教學特點
在案例教學的授課中，并不是以教師傳授課程內容為主，而是把主導權交給學生．通過學生之間對教學案例中涉及到的問題進行討論，對解決問題需要應用的理論知識進行引入解釋，讓學生主動思維，接受新的理論內容，并掌握在實際中引用知識的能力，做到學以致用．案例教學中，學生占主導地位，以學生為中心，教師引導學生積極思考、參與討論．教學過程中，教師的任務是制定本堂課的教學目標，根據教學內容選擇案例，分析學生的學習特點，制定出課堂討論方案，課堂上組織學生討論，討論結束后進行歸納總結．根據教學內容選擇的案例形式多樣，難度也大不相同，有些案例涉及內容廣泛、難度較大，可以提前將案例材料發給學生，進行提前預習．在課堂討論過程中，可以采取針對案例中的問題循序漸進．例如：在某橋梁設計的工程問題案例教學中，可以對橋梁結構進行討論，然后針對橋梁結構中的不同材料選擇進行分析，同時聯系結構和選擇材料之間的關系．可以讓學生課前對工程材料做一些了解，在課堂上根據結構進行材料選擇．教學中沒有所謂的標準答案，教師鼓勵學生針對不同方案和觀點進行討論，在討論中產生創造性的觀點和方案．課堂討論之后，教師對案例討論中的不同觀點進行總結，針對發言中存在的問題做點評，加深學生對案例的認識．做好總結是案例教學關鍵的步驟，能讓學生對知識的理解得到深化．
3工程力學在案例選擇上應遵循的原則
與傳統教學舉例不同，案例教學中使用的案例必須具備真實性和典型性．因為案例教學的方法是通過策劃和引導，使學生針對案例的實踐環境，去分析討論；案例是教學的核心，教師引導學生，圍繞案例開展討論，從而使學生獲得知識和能力，需要具有典型性和啟發性．工程力學教學案例的內容要符合客觀實際，引用數據要真實、準確，來源于真實事件實例．例如：針對工程中常見的約束類型，可以選擇工程上出現的選擇約束連接不適當而出現的事故，查找現場的圖片、文字資料，進行合理推斷，再進行正確方案設計，這樣就將約束的特點和應用進行了全面的學習和掌握．
作者：秦琳晶 楊秀麗 黃鳳曉 郭文晶 陳淑清
【關鍵詞】工程力學 思維方式 抽象思維 發散思維
【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）22-0011-02
一 工程力學介紹
工程力學作為一門應用范圍極其廣泛的工科專業基礎課程，它包含了傳統學科中的理論力學與材料力學兩門學科中的主要內容，是認識與分析工程技術問題一項必備的基礎知識與研究工具，是材料、機械、建筑、機電等專業的重要專業基礎課之一。課程內含大量的基本概念、基本術語如約束與約束反力等很多易混淆的名詞，概念性強是工程力學的一個重要特點，如果死記硬背，必然會東挪西借，一團霧水。抽象性強是本課程的又一特點，尤其在材料力學篇，如材料的軸力、彎矩等內力的概念，學生中有很多疑點，必須給予明確而有說服力的解釋，否則不利于培養學生的分析、思維能力。實踐應用性強是它的第三個特點，各種起重裝置的設計、減速器中傳動軸的設計等都離不開力學知識，都需要經過周密的科學計算才能設計尺寸選取材料。而作為一門基礎課程，工程力學與其說是一門知識，不如說是一種思維方式，課程內含大量的分析問題、解決問題的方法，是一門重要的思維方式培養課程。
二 思維方式及其重要性
所謂思維方式，就是體現一定的思想內容和一定的思考方法，使用于特定領域的思維模式。如在游擊戰時期，為了有效地保存自己消滅敵人提出了“16字訣”：敵進我退、敵駐我擾、敵疲我打、敵退我追。這就是當時最為優秀的思維方式。以思維的憑借物維度劃分，可以把思維分為動作思維、形象思維和抽象思維，概念是人反映事物本質屬性的一種思維形式，因而抽象思維是人類思維的核心形態。以思維探索問題答案的方向劃分，可以把思維分為聚合思維和發散思維、以思維的創造性維度劃分，可以把思維分為再造性思維和創造性思維、以思維的目的維度劃分，可以把思維分為上升性思維、求解性思維和決策性思維 。
思維方式是社會意識的形成途徑。千百年來人類通過對自然、社會的不斷深入了解，在實踐中逐步形成不同領域、不同階段的思維方式。不同的思維方式是形成不同的思想成果的必備條件，它就像不同的加工車床，相同原料經過加工之后就會出現不同的加工產品。形式雖多樣，本質卻多有相似，解決方案的確定過程也就是思維方式的形成過程。伏爾泰曾說：“除了野蠻的國度，世界上所有地方都被書統治著。”人類社會之所以能進步和發展，是因為國民掌握了先進的價值體系、思維方式知識體系。價值體系確定了處理事情的目標與方向，而思維方式就是理解和處理事情的方法，掌握好了就有可以順利地解決很多難題。教育的主要任務，是訓練良好的思維方式。
三 工程力學中的思維方式
1.工程力學中的抽象思維
抽象思維也稱邏輯思維，是利用概念進行的思維活動。它又分為形式邏輯思維和辯證邏輯思維。形式邏輯中的概念是無矛盾性的，具有確定、絕對、靜止、單一的特性，而辯證邏輯中的概念是有矛盾的、具有變化、相對、運動、多樣的特征。辯證邏輯思維是在形式邏輯思維發展的基礎上形成的，是抽象思維的高級階段，是對自然界中到處盛行的對立中的運動的反映。
工程力學中概念較多，力、力矩、力偶矩、約束、約束力、平衡、彈性變形以及塑性變形等，是對事物本質屬性的一種高度概括。學生需要從多個個體中分析其聯系，抽象總結出其內在本質的統一，進而得到其概念。如從具體的力中抽象出其統一的本質（機械作用），從具體的約束中抽象出其統一的本質（對運動的限制），從具體的內力中抽象出其統一的本質（與外力相關，影響變形等）。力學中很多知識是抽象的，并不是針對某一問題，而是針對一大類工程問題，其解決思路也是一種抽象思維。
2.工程力學中的發散思維
發散思維又稱求異思維、輻射思維，是從一個目標出發，沿著各種不同途徑尋求各種答案的思維方式。體現著哲學中的相對性。如平衡方程的多種形式（平面一般力系的一矩式、二矩式、三矩式，體現同一問題的不同解法），合力投影定理（合力在某軸上的投影等于各分力在該軸上投影的代數和，將矢量運算簡化為標量運算），合力矩定理（合力在某點的力矩等于各分力在該點力矩的代數和）等都表現了該課程中的發散思維，體現著同一目標不同解決思路的發散性，即可以通過轉化思維簡化問題，對解決工程實際問題有很高的指導價值。
3.工程力學中的上升性思維、求解性思維、決策型思維
上升性思維是從個別的事物經驗中，通過分析、綜合、比較、歸納、概括出具有一般特征和普遍規律性的思維。求解性思維是尋求解決某個具體問題的思維。決策性思維是對未來事件發生的可能性予以估計并從中選擇最理想解決方案的思維。工程力學中的解題方法的總結實際上是一種上升性思維，而將該方法應用于具體的問題是一種求解性思維，利用該方法對事物的發展的可能性預測并提出解決方案。如結構的強度條件體現了求解性思維，而利用強度條件解決強
度校核問題并對桿件截面的設計則體現了決策性思維。
4.工程力學中的其他思維
工程力學是一門專業基礎課，力學從誕生之日起就與數學相生相息，兩者都是解決問題的方法、解決問題的思路。力學中的理想模型的建立，蘊含著抓住主要矛盾，忽略次要矛盾去分析問題的思路，力學中的重心、形心蘊含著數學的微積分的思想，蘊含著加權平均的思想，力學中變形與外力、內力的關系則蘊含著內因與外因的哲學思想，聯系的觀點等。
四 結束語
工程力學是一門專業基礎課，更是一種思維方式，本文對工程力學中蘊含的思維方式做了小結，對工程力學的教學有一定的參考意義。
參考文獻
[1]張秉榮、章秉榮主編.工程力學[M].北京：機械工業出版社，2007
[2]周晚林.改革力學課程 提高學生工程素質[J].理工高教研究，2006（1）
[3]蔡迎軍.馬克思實踐觀點的思維方式及其哲學意義[J].齊齊哈爾大學報（哲學社會科學版），2013（4）：21～23
關鍵詞： 教學 提問 引導
工程力學是一門在工程技術領域中有著廣泛應用的專業技術基礎課。提問是工程力學教學的必要手段之一，也是教師教學藝術的重要組成部分，教師根據工程力學課程的教學目的和內容，有計劃地向學生提出問題，并引導學生積極思考和回答。學生在回答問題時，通過自己的頭腦，對所學內容進行分析、比較、組合、加工，從而達到鞏固知識、啟迪思維、發展心智的作用。當然，并不是所有的提問都能起到這種功效，如何優化課堂提問，才能獲得好的教學效果呢？本文從提問的作用、技巧、程序和注意事項等四個方面作一些探討。
一、提問的作用
1.激發興趣作用。提問可以激發學生學習的興趣和求知欲望，調動他們多種感官同時參與學習認識過程。在教學過程中不時穿插一些恰到好處的提問，對學生無疑是一種興奮劑，使學生跟著教師講課的節奏去積極思考，還可以使課堂氣氛活躍。如在講“梁彎曲的概念”時可這樣提問：“同學們，在我們日常生活中可看到許多彎曲的現象，說說看有哪些？”于是，同學們興趣來了，列舉出扁擔挑水、風吹樹、機車輪軸、房梁、跳水板等等彎曲現象。
2.提示思考作用。教學過程中，有些題并不復雜難懂，但是，其中有些有思考價值的東西，學生自己不容易發現；有些似是而非的東西，學生自己沒有察覺。通過教師的提問，就會引起學生的注意，并使學生學會怎樣發現問題，養成勤于思考的習慣。如在講到“考慮摩擦時的平衡問題”時，我就這樣提問：“我們在家中用木梯子爬高，這梯子是放陡一點還是緩一點，哪種情況不容易滑倒？為什么？”
3.檢查掌握程度的作用。根據學生回答的情況，教師可以及時判斷學生對所學知識的掌握程度，找到薄弱環節，及時調整教學進度。
4.加深記憶作用。有些知識比較難懂難記，教師對難點和關鍵之處，以疑問句的形式提出來，并引導學生思考，有助于提高教學效果。而且，學生經過思考后聽講，印象也要深刻得多。當講到“提高梁的抗彎能力的措施”時，可提問：“大家抬頭，看看我們教室頂上的梁為什么要豎擱，而不橫擱？兩種擱法的抗彎截面系數有無變化？”
二、提問的技巧
問可以有正問、設問、疑問、反問、曲問等等。
1.正問。正問就是教師從正面提出問題，讓學生順藤摸瓜。這是為引導學生某種思考而作的邏輯發問。這種提問法開門見山，單刀直入，其目的在于引導學生直接尋求答案。如在學完“剪力、彎矩與分布荷載集度間的關系”后，可這樣提問：“哪位同學知道，對彎矩方程一階導數、二階導數結果分別是什么？剪力方程的一階導數是什么？”此問題的關鍵是分析彎矩方程、剪力方程和荷載集度之間的微分關系。這樣的提問一般用于復習舊課、鞏固新課或歸納知識，達到督促學習，檢查學習效果的目的，并培養學生的綜合概括能力。
2.設問。就是把講授內容組成一連串的問題，按照一定的線索，用設問的語句一個個提出來，又一個個地自我解答。教師設問的語氣宜重，答問的語氣宜慢，為了充分發揮學生的思考力，在問題提出后，教師可以設想各種各樣的方案，然后層層遞進，步步深入，最后導出必然的結論。如在上“材料在拉伸或壓縮時的力學性質”新課前，可這樣設問：“讓我們設想一下手里拿了一根軟塑料管，一手抓一端，逐漸均勻用力拉伸，會依次發生什么現象？”稍停后，語氣緩慢地回答：“塑料管會依次發生彈性變形、塑性變形、非彈性變形、局部突然變細、拉斷等現象。”
3.疑問。就是教師用懷疑的不肯定的口氣提出問題，設置疑團，使學生覺得有矛盾存在。然后教師再擺事實，講道理，引證各種事例，去獲得正確的結論。這種問，能使學生在發現矛盾、解決矛盾中更深刻地理解教材內容，得到更牢固的基礎知識。如在講“剪切和擠壓的概念”時可提問：“用小鉚釘連接兩塊鋼板，兩鋼板分別受到大小相等、方向相反的外力作用，當外力足夠大時，鉚釘能被剪斷嗎？為什么？”“讓我們仔細想想，可以發現有這樣的特點，作用在鉚釘兩側面上的外力，大小相等，方向相反，作用線平行，且相距很近，在這種情況下，介于兩力之間的各截面有沿著作用力方向發生相對錯動的趨勢。因此，當外力足夠大時，鉚釘是會被剪斷的?！?/p>
4.反問。反問就是從反面倒過來提問，讓學生的逆向思維發揮作用，或者當學生作出錯誤的回答或出現錯誤的理解時，可抓住錯誤的癥結所在，組織反問，從而引起學生的積極反省，及時發現錯誤，找出錯因。如在講到“作用力與反作用力定律”時，一些不注意的學生會把物體的重力與地面對物體的支持力誤認為是一對作用力與反作用力，這時可提出反問：“難道作用力與反作用力的受力體可以是同一個物體嗎？”
5.曲問。就是拐個彎，委婉含蓄地問，不直接提出所要解決的問題，而是精心設計提出與此有關的其他問題，然后托出所要解決的問題。如在講到“提高梁抗彎能力的措施”時，可這樣發問：“為提高梁的抗彎能力，從梁的強度條件公式看，該采取什么措施？”
三、提問的程序
1.提出問題。簡練明確使學生確切地明白教師的要求。
2.稍停。給學生以思考問題，斟酌言語的時間。
3.指定回答問題的學生。親切指定學生，使其針對所提問題，沉著地將自己的認識有系統地表達出來。
四、提問的注意事項
1.提問不要滿堂問。認為問得多，答得多就是啟發式教學，這是對啟發式教學的片面理解。如果不注意提問的針對性，隨心所欲地提問，這樣會使課堂教學單調，致使學生產生疲勞感，影響大腦的思維活動，影響教學的效果。
2.提問不要“掃描式”。讓學生按座位一橫行或一縱列有順序地回答問題，這實際上就是先指名后提問，這種問法往往會造成教師與少數學生的對話，使大部分學生不再認真思考，成了旁聽生。
3.提問不要過多重復。教師在提問時，應該選擇新穎奇特的角度提問，突破口要選準，要緊緊圍繞教學內容，抓住那些牽一發動全身之關節點、疑點進行提問。
4.提問不要答不出或答錯就換人。當學生對教師的提問回答不出或不完整時，教師一般不要立即換人，因為這個學生可能代表了一部分學生的情況。這時教師要善于借題發揮，啟發和幫助被提問的學生，當學生經啟發也回答不出時，可先讓他坐下聽別人回答，需要的話，還可讓他回答第二遍。不要回答不上來，教師就皺眉，不耐煩，更不要隨意批評。
5.提問一般不要問“是不是”、“對不對”。這些口頭禪，似在提問，實則未問，久而久之，無形中使學生養成分析問題不從實際出發，人云亦云的盲目從眾心理。至于教師根據教學需要，提一些讓學生判斷的問題，則可用“對不對”、“是不是”的問法。
6.提問的難度要適宜。問題太簡單，學生答得沒勁，沒有啟發性。問題太難，超出了學生的知識水平，學生答不上來等于沒問。難易程度應該是學生利用已學過的知識，經過認真思考后能夠回答上來，這樣的提問，學生感興趣，才愿意回答。
總之，工程力學教學中的提問應以“啟發式”和“教師為主導，學生為主體”的教學思想為指導，引導全體學生進入積極的思維狀態，學會研究問題的方法，從而實現教學大綱提出的培養學生分析問題和解決問題的能力的要求。
參考文獻：
2 實習目的：
讓我們從實踐中對這門自己即將從事的專業獲得一個感性認識，為今后專業課的學習打下堅實的基礎,為今后書本與實踐的結合打下基礎。實習中，將所學知識和實習內容互相驗證，并對一些實際問題加以分析和討論，使學生對建筑工程專業的基本知識有一個良好的感性認識，了解專業概況，為后續專業理論知識的學習奠定一個良好的基礎，同時，使學生對本行業的工作性質有一個初步的了解，培養學生對本專業的熱愛，強化學生的事業心和責任感，鞏固專業思想。通過實習讓我們對建筑物的規模,作用及特點有了初步的了解。
3 實習過程
(一)
實習時間：XX年06月22日
實習地點：**大學建筑技術示范基地
在實踐基地有各種建筑模型，散水，排水管，屋面桁架，植被屋面，保溫墻的三種做法等等。
種植屋面：在屋面防水層上付土覆土或鋪設鋸末、蛭石等松散材料，并種植植物，起到隔熱作用的屋面。鋼筋直螺紋接頭優點：接頭抗拉強度高，質量可靠，不燒傷鋼筋不減少有效截面面積，工序簡單，成本較低，施工安全，不污染環境。受氣候影響。能做到連續工作。施工工藝：購入成螺紋連接套筒并驗收合格，鋼筋斷料，斷頭切平。鋼筋螺紋滾壓成型鋼筋現場螺紋直接?？招钠鰤K磚：煤渣、煤矸石、尾礦渣、化工渣或天然砂、海涂泥等(以上原料的一種或數種)作為主要原料，不經高溫煅燒而制造的一種新型墻體材料稱之為免燒磚。由于該種材料強度高、耐久性好、尺寸標準、外形完整、色澤均一，具有古樸自然的外觀，可做清水墻也可以做任何外裝飾。因此，是一種取代粘土磚的極有發展前景的更新換代產品。
(二)
實習時間：XX年06月23日
實習地點：****再建商業區
建筑總面積為6300平方米。工程期三年零六個月，施工以基本完成，正在進行裝修階段。建筑采用框架結構，受力方式為梁板承重結構。花崗巖鋼架固定式貼墻，外觀美觀，堅固耐用。外墻是玻璃幕墻具有良好的隔聲﹑隔熱及保溫的功能。
點支式玻璃幕墻施工工藝流程：
(1)測量放線
(2)鋼結構制作安裝
(3)焊接處理
(4)接件安裝
(5)玻璃清洗及安裝
(6)調整打膠清洗
(7)檢查驗收
由于再建建筑間加了剛結構天橋，建筑局部將承受更多荷載，必須做加固處理。采用了粘貼鋼板和碳纖維方法加固。確保了天橋放置處梁及柱的安全。
(三)
實習時間：XX年06月24日
實習地點：****路生活區舊城改造工程
建筑物采用框架結構，承受結構由混凝土現澆而成，圍護構建是混凝土砌塊，地下二層，地上十八層。建筑面積11432平方米。墻體上預留洞一部分是支模板澆灌水泥時用來固定模板的，還有其它的洞眼是留做線路通道。樓梯口處樓板混凝土只留配筋，目的是以便工程驗收只用。由于砌塊澆注問題，出現了墻體局部不垂直，砂輪機將突出部分打磨掉，保證墻體的平整。
(四)
實習時間：XX年06月25日
實習地點：**大橋
**最大的城市橋梁工程，也時省內技術較為先進規模較大的城市橋梁，時也是配合**公園中再建景觀橋。全長220米，單跨100米，總寬55米。由市城建局項目部及施工方組織承建。
大橋采用拱型結構。主跨為剛管拱，主跨由四根預應力鋼絞固定，主跨兩側的拱為半拱，混凝土澆鑄而成。兩個半跨下面的柱子連接處加了抗震橡膠墊。從而減少地震力對橋身造成的破壞。橋面由左右兩個主跨用懸索支撐。圓弧鋼管用混凝土填充，該結構能抵抗更大的壓力和拉力，提高了整體的穩定性和強度。在大橋的主跨之間用大量的‘k’型鋼架固定。預防橋面左右晃動，增強了大橋的整體性。
(五)
實習時間：XX年06月26日
實習地點：**市**生態工業園區在建汽車裝配車間
廠房為南北兩跨結構，房頂鋼架由主次梁構成，主梁橫向，次梁縱向，次梁搭在主梁上。主次梁成矩形，結構簡單，受力合理。增強建筑的整體穩定性。
整個廠房由三排牛腿柱兩排屋架組裝而成，搭建單層雙跨廠房。堅固耐用，經濟合理。牛腿柱的安裝方法是澆鑄杯型基礎，再將預制的牛腿柱吊裝到基礎之中，
調整柱的位置，然后放置柳丁，用水泥砂漿灌縫填充固定。現場工人師傅正在預制鋼筋混凝土桁架屋頂。屋頂為三角形，每一個模型可做四個屋頂。不僅省時省力，而且減少了預制屋頂制作時的誤差。
(六)
實習時間：XX年06月29日
實習地點：六教101教室
觀看了關于力學的應用的資料片，主要講了在航空航天及水利工程領域上的應用。固體力學是力學中形成較早、理論性較強、應用較廣的一個分支，它主要研究可變形固體在外界因素(如載荷、溫度、濕度等)作用下，其內部各個質點所產生的位移、運動、應力、應變以及破壞等的規律。流體力學主要研究在各種力的作用下，流體的狀態，以及流體和固體壁面、流體和流體間、流體與其他運動形態之間的相互作用的重要分支。計算力學是根據力學中的理論，利用現代電子計算機和各種數值方法，解決力學中的實際問題的一門新興學科。它橫貫力學的各個分支，不斷擴大各個領域中力學的研究和應用范圍，同時也在逐漸發展自己的理論和方法。
(七)
實習時間：XX年07月02日
實習地點：七教103教室
姚處長和馬主任給我做的講座。講了結構設計及求職技巧的相關知識。他們都是國家一級注冊結構工程師，首先馬主任為我們介紹了力學在實際工作中方方面面的問題，他主要提到了基礎兩個字，強調一定要把基礎打好。講了磚混結構，框架結構，剪力墻結構的承重及一些細部的知識，在設計計算中注意的問題，講了一些構件截面的設計等等在實際設計中的問題。
接下來姚處長又給我們講述了關于力學就業方面的相關問題。他主要負責中煤**設計院人力資源的工作，也負責在我們學校招生，有著豐富的經驗。他對力學專業的就業問題非常樂觀。給我們講了招聘單位在招人時通常注重哪些方面的問題，首先我們應該把基礎知識學好，招聘單位招人時主要看成績單上的數學，及理論力學，材料力學，結構力學的成績;講了面試的技巧，受益匪淺，最后是同學們問問題的時間，這是的同學們積極問兩位專家的問題，學生自由提問的時候，大家最關心的問題就是：“工程力學的就業前景和待遇怎么樣?”。老師當時就指出，工程力學不僅僅是純力學，還和工程問題相結合，不斷的強化自己，武裝自己。將來的激烈的競爭之中占有一席之地。
4 實習收獲
1碳纖維的加固應用——參觀**商業區
加固原理：鋼筋混凝土柱在承受軸向壓力時，構件是由于受到極限值非常小的橫向擴張引起的，如能在構件四周創造橫向約束，以阻止受壓構件的這種橫向擴張，從而提高構件抗壓承載力和變形能力。碳纖維加固適用范圍：碳纖維加固法可用于混凝土結構抗彎、抗剪加固，同時廣泛用于各類工業與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強。
碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節省空間，施工簡便，不需要現場固定設施，施工質量易保證，基本不增加結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關注。
2框架—剪力墻結構——參觀**舊城改造工程
框架-剪力墻結構也稱框剪結構,這種結構是在框架結構中布置一定數量的剪力墻,構成靈活自由的使用空間,滿足不同建筑功能的要求,同樣又有足夠的剪力墻,有相當大的剛度,框架結構的受力特點,是由框架和剪力墻結構兩種不同的抗側力結構組成的新的受力形式,所以它的框架不同于純框架結構中的框架,剪力墻在框剪結構中也不同于剪力墻結構中的剪力墻.因為,在下部樓層,剪力墻的位移較小,它拉著框架按彎曲型曲線變形,剪力墻承受大部分水平力,上部樓層則相反,剪力墻位移越來越大,有外側的趨勢,而框架則有內收的趨勢,框架拉剪力墻按剪切型曲線變形,框架除了負擔外荷載產生的水平力外,還額外負擔了把剪力拉回來的附加水平力,剪力墻不但不承受荷載產生的水平力,還因為給框架一個附加水平力而承受負剪力,所以,上部樓層即使外荷載產生的樓層剪力很小,框架中也出現相當大的剪力.
3廠房結構特點和鋼結構特點——參觀**工業園區汽車裝配廠房
汽車裝配車間的廠房由對稱的兩部分組成.梯形屋架。有吊頂.并采用排架結構,排架結構中柱與屋架鉸接與基礎剛接,這種結構能承受較大的荷載,在冶金和機械廠房中應用廣泛.排架結構的廠房跨度大,高度較高.這種結構受力合理,建筑設計靈活,施工方便.包括橫向排架:屋架組成;縱向聯系構成:基礎梁,聯系梁,圈梁,吊頂梁等組成.而且對側面采光和天窗采光的情況及其屋面受力符合要求。
鋼結構的特點,其特點如下: 1材料強度高,在相同荷載和約束作用下,采用鋼結構時,結構的自重通常較小.當跨度和荷載相同時,剛架的重量只有鋼筋混泥土的1/4-1/3.所以鋼結構特別適用于跨度大.高度高.荷載大的結構也最適用于可移動,有拆裝要求的結構. 2.鋼材料的塑性和韌性好,由于鋼材料的塑性好,所以鋼結構在一般情況下不會因偶然超載或局部超載而斷裂.鋼材料的韌性好使鋼結構對荷載的適應性較強,鋼材料的這些性能對鋼結構的安全可靠提供了充分的保證. 3.鋼材料整體性好. 4.建筑用鋼材焊接性良好. 5.鋼結構制造簡單,施工方便,具有良好的裝配性. 6.鋼材的不滲漏適用于秘密閉的結構 7.鋼材料易于腐蝕.應采取防護措施. 8.鋼結構的耐熱性好,但防火性差.溫度變化時,廠房結構將產生溫度變形,所以當廠房面積尺寸很大時,為避免產生過大的溫度應力,應在廠房的橫向和縱向設置溫度縫
【關鍵詞】工程力學；教學方法；工程實踐；創新能力
工程力學是高校工科專業中一門重要的專業基礎課，其理論性較強、與工程技術聯系極為密切，它的基礎性地位導致它在自然科學和工程技術領域中發揮著越來越重要的地位，廣泛應用于眾多工業領域如機械、土木建筑、航空航天中[1]。工程力學包括靜力學和材料力學兩部分的內容，研究的是物體的受力分析、平衡條件以及桿件的強度、剛度和穩定性問題。通過對工程力學進行學習，一方面，可以為后續相關專業課程的學習打下必要的理論基礎；另一方面，可以培養學生分析解決工程實際問題的能力以及鍛煉學生的邏輯思維能力。但是，工程力學涉及的知識面較廣，研究對象從剛體到變形體，研究方法也各有不同，許多理論較為抽象，邏輯性強，加上學生的實踐經驗少，在學時不斷減少而要求不斷提高的條件下，初學者要較好地掌握工程力學的知識還是具有一定的難度，甚至有些學生在接觸工程力學的初期就感覺到其困難性，進而產生厭學情緒。本文筆者結合個人的教學實踐，對工程力學的課程教學方法進行了相關探討，旨在培養學生學習工程力學的興趣，提高工程力學的教學效果。
1 傳統工程力學教學中存在的問題
傳統的工程力學教學中一般對各知識點講的過全和過細，所以需要耗費較多的學時。隨著教學改革的逐步推進，各工程專業對各自的課程設置和教學內容都做了相應的調整，在縮短工程力學學時的情況下同時還提高了工程力學的教學要求，導致一些教師為了完成教學任務量而不得不追趕教學進度，從而影響了教學質量，一定程度上增大了課程學習難度。因此，需要教師結合各專業的應用背景制定合適的教學計劃，對與專業結合相對緊密的知識點進行重點講解，從而為后續的專業課學習打下扎實的力學基礎，同時培養學生解決一定的工程實際問題的能力。
另一方面，傳統的工程力學教學手段主要是“黑板”或者“黑板+PPT”的方式，教師在課堂上從概念引入到定理證明再到例題講解，整個講授過程顯得枯燥無味，導致學生在聽課時難以集中精力，其抽象思維能力也難以得到有效的提升。
2 啟發式教學，調動學習積極性
工程力學中涉及到的概念較多，理論較為抽象，學生在學習時難以理解，容易產生厭學情緒，甚至曠課，所以在教學時要注重學習興趣的培養，調動其學習積極性[2-3]。緒論作為一門課程的入門向導，是講授這門課程質量好壞的關鍵所在。教師講好緒論，可以使學生明確在工程力學中需要“學什么”、“為什么學”和“怎么學”，激發學生的求知欲。在講授緒論時最好能采用多媒體教學的方式，以工程實際、人們日常生活中遇到的力學問題為切入點來講解力學在實際應用情況。例如，比薩斜塔為何如此堅固而不倒塌？千斤頂為何能承受千斤的重量而不下落？為何食品包裝袋上存在一個小缺口？汽車輪胎表面為何會有許多凹凸不平的花紋？這些生活實例的引入很容易使學生產生對工程力學的濃厚興趣，促使他們努力學習工程力學知識去解決工程實際問題。與此同時，講授一些與工程力學有關的故事以及中國和世界的力學史實故事，例如趙州橋的設計、竹子的力學性質以及機械手與機器人的研制，進一步闡明工程力學的發展前景和重要性。
同時，在教學過程中教師應善于提出問題，使學生進入“生疑、質疑、解疑”的學習情境中，通過不斷深入的思考，最后解決問題。例如在講解力的平移定理時，可以引用學生在金工實習時采用絲錐攻絲的實例。鉗工在攻絲時為何要用兩手同時動作，而采用單手握住絲錐絞手一端進行攻絲則容易使絲錐折斷。與此同時，在課堂上講解一些學生難以理解的問題時，可以適當地引入演示實驗，激發學生解決難題的動力。比如，在講述鑄鐵一類材料的斷裂方式時，可以采用粉筆這樣的脆性材料來替代，通過手施加拉伸、彎曲、扭轉載荷，觀察粉筆在不同載荷類型的作用下的斷裂路徑，通過這樣的方式可以使學生更好地理解有關的斷裂理論。總之，使學生在愉快的心情下深入思考問題和不斷探索，從而保證教學的順利開展并達到預期的效果。
3 循序漸進地揭示力學理論
工程力學理論較為抽象，直接講述可能枯燥無味，如果結合生活實例循序漸進地進行解釋，教學效果會更好。例如，在講解平面任意力系的簡化時，可以采用陽臺（懸臂梁）的固定端處的約束反力來說明，通過力的平移定理和向固定端一點進行簡化可以解釋為何固定端的約束反力可以用兩個正交分力和一個力偶矩表示。再比如，在講述利用桿件彎矩、剪力和載荷集度之間的關系快速作出桿件內力圖的方法時，往往可以總結歸納出容易記憶的口訣來直接畫出。從左往右，在集中力作用處，剪力為上加下減，彎矩有尖角；在集中力偶作用處，剪力不變，彎矩為順加逆減。隨后教師有必要進一步解釋其來由，該口訣的基本原理實質上是對分段點（集中力或力偶作用處）左右兩部分分別建立平衡方程，再根據剪力和彎矩的正負號定義即可得到剪力和彎矩在分段點處的變化。通過這樣的講解，學生可以更好地理解口訣，而不容易產生混淆。
4 理論教學與工程實踐有機結合
長期以來工程力學教學側重于課程內容的講解，而忽視了工程力學的主要目的之一，即解決實際工程中的力學問題，因而難以培養學生的創新能力。所以，在教學過程中教師可以適當地加入相關的科研項目內容，實現二者的有機結合，不過這也要求教師具有深厚的力學知識和寬廣的知識體系結構，不斷提高自己的科研水平和積累工程經驗，利用自己的知識對學生的知識創新性進行引導和啟發。例如，在講述梁結構的應力狀態和強度理論時，可以將火電廠主蒸汽管線結構的應力分析項目帶到課堂中，闡述彈簧支吊架和剛性吊架等的調整對整體管系結構的應力狀態的影響。隨著計算機的高速發展，在科學和工程領域中涌現出越來越多的數值計算軟件如MATLAB[4]和有限元計算軟件如ANSYS，科研工作者和工程師們借助數值分析軟件可以完成大型復雜結構的應力分析計算，通過在課堂上介紹相關軟件及其項目研究，可以培養和提高學生學習計算機軟件解決實際工程力學問題的能力。
5 結束語
筆者結合教學過程中的經驗和感受對工程力學的教學方法做了幾點探討。工程力學是一門與實際工程技術緊密聯系的專業基礎性學科，概念和理論抽象，例題和習題大多對工程模型進行了簡化，導致在學習過程中學生難以產生濃厚的興趣，學生的創新和解決工程問題的能力難以得到有效的提高。因此，教師需要通過各種積極有效的教學方法，激發學生的學習興趣，增強其科學思維能力，特別是通過一定的實際工程項目研究的講解，提高學生的創新能力和解決實際工程問題的能力。
【參考文獻】
[1]范欽珊.工程力學[M].北京：清華大學出版社，2005.
[2]左建平，左明.談大學工程力學課程的教學思想[J].高教論壇，2010，4：18-21.
【論文摘要】通過幾年來的一線教學經歷和教學實踐的初步探索，針對作者所在學院輸電線路專業情況，對工程力學課程教學重點的設置、內容安排、教學方法的改革方向進行了深刻思考并提出了有效可行的建議，力求尋找到該課程教學改革與提高學生能力的新突破口。
目前，獨立學院的教學具有很強的職業針對性，培養目標是應用型、技能型專門人才。因此，機械、輸電、材料等大多數專業都開設工程力學21、]課程。它是一門介于基礎課和專業課之間的課程，既有著較強的理論性，又與工程和生產實踐聯系密切，在工程意識培養方面占據著不可替代的特殊地位。特別是對輸電線路專業來講，是基礎課和專業課之間的橋梁。因此工程力學的教學改革，對整個近機類專業獨立學院學生的培養有著直接的影響。
正因為它在工科課程體系中的重要性，教師要用積極的情緒、飽滿的精神、準確生動的語言、清晰的邏輯思維和不斷改進完善的教學方法去激發學生的主動性，培養并提高學生的分析能力、計算能力、自學能力和創新能力。
一、工程力學教學現狀
(一)生源~-／g-基礎水平有所下降
工程力學課程教學課時大幅度減少，而用人單位對獨立學院人才應用能力的要求卻大幅提高了，在這樣的背景下，工程力學教學中暴露出許多不容忽視的問題。
每年春季學期，工程力學有近百學時的學習，主要內容包括理論力學部分和材料力學部分I|1。和本部學生相比，獨立學院學生的底子比較薄，部分學生僅憑在高中所學的基本物理知識，到了大學以后，大學物理課有的也沒學好，甚至少部分學生從文科轉向理科，也就是說這部分學生幾乎是在沒有任何鋪墊的情況下學習力學，學起來很吃力。而且他們空間想象能力不是很強，再加上很多學生對工程力學這門邏輯性和前后連貫性非常強的課程缺乏興趣。這些與以往不同的情況給我們的教學工作提出了很大的挑戰。
(二)工程力學課程教學目標不明確
不論是土建類還是機械類專業，不論是函授學習還是脫產學習，都包括剛體靜力學材料力學的內容，缺乏專業和學習對象的針對性，許多教學內容無的放矢，教學大綱大多既沒安排實驗項目，也沒安排工程力學參觀實習、實訓等實踐教學，導致學生遇到實際工程問題眼高手低，很難學以致用。
二、工程力學實踐教學對策
考慮到獨立學院學生普遍頭腦靈活、思維活躍、情感豐富的特點，作者認為首先在思想上幫助學生緩解學習工程力學這門課的壓力，具體的教學應該主要從四個方面著手:優化課程內容體系，改進教學方法，加強實踐環節，注重課堂管理。在實踐的基礎上探討應對策略，增強這門課的吸引力、感染力和針對性、實效性。
(一)優化課程內容體系，因材施教，增強基礎課的實用性和針對性
本(專)科工程力學應根據不同專業的崗位需求，徹底改變原有課程內容體系，以解決實際工程力學問題為主線組織課程內容。根據專業、學習形式不同對內容作大幅度取舍。以輸電類專業為例，刪除機械類專業的軸承約束等內容。
雖然目前已有部分嘗試的新教材用于輸電專業，但是較多的還是與電氣相關，或者偏向機械方面的，其實輸電專業要學的內容很復雜，基本包括機械、土木、電氣等多學科的內容。所以應組織有豐富工程經驗并擔任過多年教學工作的教師編寫適于該學科的工程力學教材，教師在編寫教材過程中應充分考慮學生的理論基礎薄弱、學時少的情況，為了學以致用，在內容編排上，注意引人聯系工程實際且有代表性的例題、習題和思考題，并把一些典型工程案例中的工程力學問題編人其中，刪除已經過時或對人才培養價值不大的內容，如在有些工程中淘汰的鉚釘連接等。靈活書飯功地增加、調整一些相關的教學內容，如在“基本概念和受力圖分析”這一講中適當多用學時，針對大部分獨立學院學生學習思維方式不當的特點，著重講好如何養成良好的思維方式，從被動式學習向主動探索、研究轉變，以便打好學習力學的良好基礎。同時教師也應該注意積累與學生實際生活相關的典型案例，結合工程實際和新的標準、規范，適時更新補充教材，注意教學內容的難易和深淺，能夠實際給學生解決問題。
(二)注重使用先進靈活的教學方法和手段，提高教學能力
良好的創意需要通過一定的方法和手段來實現，要打破傳統的教學觀念，用新的教育思想指導教學方法的改革，根據課程特點靈活實施教學。工程力學課程理論性強且抽象復雜，學生學起來感到枯燥無味，且很難與專業、工程實際聯系起來，由此容易產生厭學、懼學情緒。因此如何根據本課程的特點和學生的實際情況，采用先進靈活的教學方法和手段來開展好這門課程的教學顯得非常重要。比如采用歷史由來、現場教學、案例教學、討論式教學等，以加大訓練強度并創造條件，引導學生學習。通過不斷探索先進的教學方法和手段來激發學生的學習興趣，最大化地開發他們的學習潛力，努力提高教學質量以達到良好的教學效果[2j0
1.充分利用多媒體加強案例教學。教師要善于選擇一些非常典型的案例作為教學素材，并將豐富生動的案例資料匯集在教學課件中，特別是突出使用視頻資料，使學生能夠通過生動形象的教學形式了解學習該內容的重要性，這樣可以達到事半功倍的效果。
2.根據教學內容設計課堂辯論。教師可以根據獨立學院學生的實際學習晴況和大家渴望解決的現實問題，在具體內容上，結合身邊“微不足道”的小事確定選題，讓學生結合自己的學習實際闡述自己的學習方法和思路，并組織學生進行討論和辯論。比如在學習力矩、力偶矩時，讓學生討論打乒乓球時直球、旋球的過程，掌握相關內容;學習脆性材料可用現場粉筆為例，看斷面破壞情況。還有在材料力學部分繪制內力圖，尤其是彎矩圖時可能部分同學存在疑惑，采用這樣的教學方法，不僅給大家提供了互相學習的機會，同時也培養和鍛煉了學生各方面的能力，增加了學習力學的興趣，走出力學難學的陰影。教師可在點評時進行啟發和引導，收到應有的效果。
3.充分運用網絡等現代化手段提升學生學習興趣。獨立學院學生年輕好學，喜新獵奇，容易成為網絡的鐘情者。教師如果能夠善于運用網絡資源，合理運用現代教育技術和手段進行授課并完善課程相關的教學資料，如教師教案、習題、實驗或實習指導、授課錄像等網上資源的建設，方便學生在網絡中自主學習，使優質教育資源得到共享。若能建立自己的博客或在QQ上與學生進行溝通交流，可以增強教學的凝聚力和吸引力，切實提高教學實效性。
4.教師應注意言語教態等方面問題。針對獨立學院學生對三本或獨立學院的稱呼特別敏感，在心理上有一定的自卑感，作者認為教師在教學過程中應該盡可能多地使用激勵性的語言鼓勵學生，并積極挖掘學生的潛能，幫助學生自尊、自信和自強，而不能總是拿獨立學院學生的缺點和本部學生的優點相比較加重學生的自卑感。要鼓勵他們做事情，肯定他們的成績。
(三)加強實踐環節
為了更好地實現獨立學院的人才培養目標，在獨立學院開展專業基礎課，更應該重視突出實踐環節，注重把課堂向社會延伸，引人社會實踐這一教學環節同。如在講軸向拉壓桿這部分時，可以組織學生到實驗室去，親自動手做試驗，通過試驗機加減負荷親自感受材料的力學性能的改變，這樣在上課時就可以有的放矢地進行學習了。在講組合變形部分時，可以組織部分男生，將伸出的手臂看成懸臂梁，另兩名同學分別在手腕和肘部作用力，讓該同學敘述感受，幾組下來，意見是否統一，進行總結討論等。
將創新教育納人實踐環節。新學分的獲取途徑及可替代專業任選課、跨學科任選課的學分，極大地調動了學生從事科研和創新活動的積極性。鼓勵學生參加創新設計大賽、結構設計大賽之類的比賽，獲取相應的學分。同時應注重實驗教學，增加綜合性、設計r}實驗的比重。學院可建立基礎課特色實驗室，讓這些實驗室在培養學生的創新能力過程中發揮重要作用。
(四)注重課堂管理
關鍵詞：工程力學；素質教育；工程能力
中圖分類號：文獻標志碼：A文章編號：10052909（2012）06006103工程力學是機械、土建等工科專業重要的專業基礎課程，通過該課程的學習培養學生的工程能力，提高綜合素質。
一、工程力學課程教學中存在的問題
其一，雖然強調工程力學課程為后續專業課程提供基礎，但不重視課程本身與實踐的聯系。由于教材忽視理論與工程實際之間聯系，如果教師僅按照教材講授，會顯得機械和枯燥，學生在學習時就容易把它看作是一門抽象難懂的理論課程。理論與工程實際脫節，難以激發學生的學習興趣。
其二，課程教學以傳授知識為教學目標，學生片面地認為只要會做題就行，忽視課程本身對學生綜合素質的培養。
其三，“填鴨式”教學方法忽視了學生的主觀能動性，在引導學生主動參與教學、主動探索和思維訓練方面有較大的缺陷，不利于學生綜合素質的提高。
其四，工程力學教材在內容體系上將理論力學與材料力學兩部分內容截然分開。材料力學按照桿件的拉壓、剪切、扭轉、彎曲4種基本變形分別獨立地介紹。這樣的編排作為教材內容體系無可厚非，但教學時如果照本宣科，一味孤立地研究某一問題，零散知識點的學習將使學生難以從整體上把握工程力學的全貌，不能形成知識體系，更何況利用工程力學的知識去解決工程實際問題。
工程力學對學生的情感態度、價值觀念、工作作風以及綜合素質都有著極為重要的影響。在教學過程中，教師要不失時機地引導學生體會工程力學給自己帶來的自尊和自信，感悟工程力學給自己帶來的智慧和啟迪，享受工程力學帶來的使自己終生受益的良好習慣，通過工程力學學習提高綜合素質。因此，在工程力學課程教學全過程實施素質教育策略，必須改變過去只重視傳授知識和技能卻忽視素質培養的做法，探索工程力學課程素質教育的具體實施方案，有意識地加強對學生人文素質、科學素質和工程能力培養，提高學生綜合素質，為學生今后的學習、工作奠定良好的基礎。學生素質教育與能力培養是一項龐大而艱巨的系統工程，工程力學對提高學生的綜合能力和素質是相當重要的［1］。
近年來，項目組從對學生工程能力和綜合素質培養的角度出發，結合實際的教學工作，對工程力學課程素質教育的具體實施進行了有益的嘗試。
二、通過創設教學情境加強理論教學與實踐應用的相互滲透
工科專業應用型創新人才的培養，首先要增強學生的實踐意識和工程意識。在人才培養過程中應特別注意學生工程能力的培養和訓練，在加強基礎理論教學，拓寬學生知識面，為學生打下寬厚的工程力學理論基礎的同時，加強基礎理論的應用，把知識的應用滲透到教學的全過程。
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
嚴慕容，等工程力學課程素質教育探索與實踐
由于目前國內大部分的工程力學教材關于工程實例的內容不多，幾乎所有的例題和習題均是針對已經簡化好的常見幾種標準的約束類型和桿、梁、軸、柱等模型，學生感覺課堂理論與工程實踐脫節。因此，在講授理論知識的同時應盡可能創設與工程實際相近的教學情境，將抽象的理論與具體的工程實例結合講授，使學生感受到工程力學知識在工程實際中的重要作用，體會到所學課程的價值，并有效地激發學生的求知欲，提高課堂教學效果。如在學習了工程上常見的標準約束類型及約束反力之后，介紹工程實際中真實約束的構造和作用，并要求學生在課后觀察分析生活和工程實際中各種具體約束，并把它與常見的標準約束類型歸類，使學生理解約束這一抽象概念。又如在講授彎曲強度理論中關于合理截面、合理支承、等強度梁等概念前，要求課前觀察實際工程中承受彎曲構件的截面形狀、放置方式，并思考：“在截面積相等的前提下，圓管較實心桿在抗彎強度上有何優點？吊運長桿狀構件時，其合理的吊點是否應設置在兩端？扁擔合理的截面形狀變化是什么？”問題的設置有助于引發學生觀察、思考，帶著問題預習，對授課難點可以在在課堂上安排適當的提問和討論環節。又如講解軸的合理截面形狀的問題時，結合麥桿、動物的骨骼等空心圓截面，說明它們的合理性是自然界長期進化的結果，通過這些直觀的事例加深學生對合理截面形狀的認識?？傊?，把工程力學的應用性環節貫穿每一個章節，起到了良好的教學效果。
三、通過探究式教學模式強化學生科學思維能力的培養
課堂教學中應改變傳統的以教師為中心的教學模式，采取教師指導下的以學生為中心的探究式教學模式，培養學生主動學習的興趣和自覺性，掌握自學方法，形成對知識信息的分析、綜合和運用能力，促進學生素質的提高。通過不斷引導學生尋找各部分知識點的邏輯關聯，將課程所有知識點整合成完整的邏輯鏈圖，形成層次化、網絡化的工程力學知識體系。如在靜力學部分，按照一般的認知規律，按特殊力系到一般力系的順序講授后，引導學生整理出從空間一般力系倒推出各種特殊力系合成與平衡的邏輯框圖，這樣學生就理清一般力系與特殊力系的邏輯關系，形成局部的知識網絡。又如講完軸向拉、壓變形后，引導學生歸納、總結出材料力學研究方法的步驟框圖，并指出扭轉、彎曲等基本變形桿的強度、剛度等問題的分析思路是一致的，這樣，看似零散毫無關聯的知識點，由于研究方法的統一穿引形成了一條完整的主線。工程力學包含了理論力學與材料力學兩部分，內容體系相對獨立且各有側重但又相互關聯。如果在教學中不注意引導，學生在學習中就會產生概念模糊、理論零散的感覺，不利于科學思維的培養。因此，教學時要注意這兩部分內容之間的聯系與滲透，引導學生將這兩部分內容連成有機的整體。在教學過程中，從各自研究對象、分析方法、基本概念上引導學生不斷地對比、關聯。如在講到位移時，提出位移分為剛性位移和變形位移兩類：若物體中任意兩點的相對位置沒有變化，則這時物體的位移稱為剛性位移，理論力學中，當剛體作平動或轉動時的位移就是剛性位移；若物體中任意兩點的相對位置發生了變化，則這時物體的位移稱為變形位移，材料力學中所研究的物移，是與線應變或角應變有關的變形位移。又如在講解構件內力計算時，引導學生回顧理論力學中關于各種力系的平衡條件，使學生明白截面法其實就是力系平衡理論的應用。此外，關于物體的彈性力勢能與構件應變能，剛體的轉動慣量與截面慣性矩、桁架內力與拉壓桿的軸力等，通過這些相關概念、方法的對比分析，使學生加強課程章節之間和各方法之間的聯系，達到知識和方法的融合，起到溫故知新、融會貫通、事半功倍的效果。
在習題課中，著重引導學生以一題多解的思路進行分析，強調平時作業中解題步驟表述的嚴密性和合理性，使學生對知識理解透徹、表達嚴謹。通過強化學生的邏輯思維訓練，改變學生的工程力學知識點零散、系統性不強和理解不透徹的弊端，提升學生的科學思維能力。
四、通過工程事故案例分析培養學生人文素質
事故分析是一門綜合性學科，涉及到力學、材料、設計、施工、質量管理等多方面知識。教師在不斷優化自己知識體系的同時，平時要多留心收集有關資料作為教學素材，在介紹有關知識點時穿插介紹相關的事故案例［2］。在教學中精選一些與教學內容相關的案例進行研究探討，如在講解連接件的強度問題時，介紹近期在中國多個城市發生的幾起電梯事故，其原因都是由于扶梯主機固定螺栓松脫或被切斷使主機支座移位，造成驅動鏈條脫離鏈輪，扶梯在重力的作用下下滑，導致多人傷亡。這樣鮮活的案例使學生樹立工程安全意識與社會責任感。由于各種原因導致結構喪失承載能力、出現重大工程事故的例子不勝枚舉，有些可通過視頻等方式給學生直觀感受，如：播放1940年11月7日美國華盛頓州的塔科馬大橋在風載下倒塌的視頻，這起由于對大橋的空氣動力學問題和結構分析不嚴密所致的事故；美國紐約911恐怖襲擊事件中高達110層的世貿中心雙子塔倒塌的力學原因，可以結合壓彎組合、沖擊、材料的力學性能等方面進行分析；因核反應堆外殼所承受的蒸汽壓力和溫度遠遠超過設計值而發生強度失效，導致了1986年前蘇聯切爾諾貝利核電站大爆炸的案例。此外還有常見于報端的有關建筑工地棚架失穩、塔吊鋼絲斷裂等導致的工程事故等。殘酷的工程事故造成了重大人員傷亡和經濟財產的損失，令學生心靈震撼。工程力學教學中分析一些重大工程事故案例的力學問題，使教材上看似枯燥的力學知識如強度、剛度、穩定性、材料的力學性能等，在事故分析中更顯得鮮活而重要，教學中通過重大工程事故分析非常有說服力，使學生從內心深處產生學好材料力學的強大動力，激發學生的學習主動性，在培養學生的工程素質的同時培養學生的人文素質， 即責任意識、安全意識、嚴謹的工作作風、可持續發展的能力，以使教學達到“傳道、授業、解惑”的最高境界，真正實現教書育人［3］。
五、通過課程設計強化學生綜合分析問題能力
在工程力學教學中培養學生綜合分析問題的能力，可針對不同專業的要求，從強度、剛度、穩定性的觀點出發，在工程實際中選取一些較為復雜的構件，要求學生從全面、整體的角度予以解答，并撰寫課程設計論文。這樣既可以深化課堂內容，使知識系統化，又可培養了學生應用工程力學原理解決實際工程問題的能力，做到學中做、做中用，學用結合，既能系統應用所學過的基礎課知識（如高等數學、工程圖學、算法語言、計算機和工程力學等），又為后繼課程的學習打下基礎，使各教學環節和教學內容有機聯系。學生在撰寫論文的過程中，可以鍛煉綜合分析和解決問題的能力及獨立獲取知識的能力，強化學生的綜合素質。
參考文獻：
［1］胡海巖.對力學教育的若干思考［J］.力學與實踐，2009，31（1）：70-72.
