《工程力学》课的启发式教学初探

《工程力学》课的启发式教学初探

黄纯

在推行素质教育的今天，国民创造力的高低已成为衡量一个国家竞争能力的重要标志，而创造力人才的培养正是民族振兴的关键。职业技术学院是培养应用型人才的基地，职业技术教育也应体现创造性教育。教师的任务，不仅仅是“按教学大纲、按教学计划……”，不仅仅是整理教材内容，我们更应该去探索，去创造，着力于如何启发学生的思维，激发他们的学习兴趣，培养他们分析问题、解决问题、应用知识的能力。下面谈的是我在《工程力学》课中进行的一些探索方法：

一、课堂提问，以提问复习旧课，以提问启发学生思维，以提问活跃课堂气氛，调动学习积极性

针对性的提问式复习，是学生课后学习的动力，一些易混淆的概念，“提问”能提高注意力，加强记忆。对于难度较大的问题，我采取让学生自由举手回答，有时也插上一些抢答题，在“五、四、三、二、一”的倒计时声中，课堂气氛变得非常活跃，学生们变被动接受为主动参与，积极思考，大胆回答。在讲约束类型和构件四种基本变型等问题时，我都先让学生发挥想象力，将平时所知、所见、所闻的有关例子举出来。例如讲固定端约束，不少同学便想到阳台、跳板；讲跨度，梁抗弯能力问题时，学生想起晾衣服的竿子，于是便引发了“衣服吊挂的位置与竿子弯曲情况”的讨论。课堂上我尽量留5～10分钟时间让学生当堂提问题（与所讲内容有关），或归类解答或逐个解答。如讲梁的三种型式：悬臂梁、简支梁、外伸梁之后，有位学生马上提问：“挑水的扁担属哪种类型？”我便将图形画出来，提示后再让学生回答。附图：

二、对例题答案进行讨论，并借题发挥

挑选有代表性的例题和习题进行讲解并结合实例，举一反三，是锻炼学生观察、分析、解决问题能力的一个重要途径。

课堂上讲解例题特别需要注意技巧，若例行公事地把课本的例题逐一讲解，不仅浪费时间，也令学生觉得乏味、多余。我常只讲例题的特点、解题思路，然后让学生课后自学，并提醒他们注意例题的规范性和完整性，再思考是否有其他解题方法。然后在课后习题中挑选有一定难度、有代表性的习题或思考题进行讲评，再对答案进行讨论、比较。

例1　已知物体A、B各重G1、G2，A、B间静摩擦系数为f1，B与水平面静摩擦系数为f2，问拉力P为多大时能将此两物体一起拉动？

解：1）由图A可知：P＜F1max时，A、B之间没有相对滑动即P＜f1N1＝f1G1

2）由图B可知：P≥F2max＝f2N2＝f2（G1＋G2）时，两物体与地面有相对运动。

结论：f2（G1＋G2）≤P＜f1G1

进一步讨论：将两黑板擦喻为A、B物体，如A图放置，则用很小的力即可使两粉笔擦一起运动；如B图放置则无法使两物体一起运动。

由此展开课堂讨论，对着司空见惯的黑板擦如此奇妙的组合，学生们眼睛一亮，饶有兴味地动起脑筋来。结论是：A图中，两绒面接触处摩擦系数大（f1大），金属面接触桌面，摩擦系数小（f2小），B图刚好相反。

对于答案f2（G1＋G2）≤P＜f1G1，显然须满足

f2（G1＋G2）＜f1G1，图A中f2＜f1，A、B能一起运动，

图B中，f2＞f1不满足条件

接着我用夸张法又画了两个图（如下），问学生哪一种方法合理？

在一片笑声中，学生们争相举手，踊跃发言。(www.zuozong.com)

例2　下图中BCF为汽车台秤的整体台面，杠杆AOB可绕O轴转动，DC杆处于水平位置，求祛码G1与汽车重量G2的关系。

解决方法：将台秤拆成BCF与AOB两部分，分别列平衡方程可求得G1＝a／l·G2

这是一道实用性较高的题目，我告诉学生古代有“曹冲称象”的故事，若这台秤早一点发明，“称象”就不必搬石头了。

讨论：汽车停在平台的不同位置上时，问1）G1数值是否改变？2）对平台的压力是否一样？

结果：1）在G1＝a／l·G2中可得出，汽车停靠位置不影响G1。

2）如图示，平台由两对力偶维持平衡，从图中可列方程：NC· lBC＝G2·X式中，lBC、G2为定值，故NC随X增加而增大，随X减小而减小，即车停的位置越靠近B点，对平台压力越小，反之越大。

三、联系实际

借题发挥，展开热烈的课堂讨论是启发学生思考，提高学习兴趣，变被动接受为主动思考的途径。此外，注重例题的实用性并尽量引入实例，是启发思维的又一催化剂。

如讲摩擦平衡问题时，联系行驶的汽车（或自行车）、人走路等具体事例进行分析，“摩擦力”立即变得似曾相识。下课后许多同学挤进车棚观察起自行车来。又如讲惯性力，当物体等速上升时，绳的拉力T＝G；若物体等加速上升，则增加了一惯性力Q（向下），此时T＞G即T＝G＋Q

联系实际例子：我们买东西时，小商贩常常将秤的吊绳猛往上提（加速上升），使称得的重量大于实际重量，蒙骗顾客。学生们恍然大悟：“怪不得呢……”。

在介绍求物体重心的计算方法之后，告诉学生，对于不规则物体，用实验法更简便快捷，补充介绍了悬挂法和称重法，前者用于尺寸较小的物体，后者用于复杂且尺寸较大物体。使教学内容更具有实际性。

四、课后练习分类

在布置课后作业上，我更是别出心裁，除了精心挑选题目外，还将作业分成三类：必做题、可做题和提高题。

必做题是起码的要求。对基础较差的学生，与其抄袭大量的作业应付老师，不如让其认认真真自己做一道题，若“必做题”能真正弄懂，考试可以过关。

对于成绩较好的学生，显然必做题使他们“吃不饱”，会主动选择“可做题”。

有些学生好学肯钻，我便不时提供一些提高题为他们“开小灶”，以鼓励他们的钻劲。

将作业分类后，学生们各得其所，避免了“吃不完兜着走”或是“吃不饱”的现象，抄袭作业的现象减少了许多。我还鼓励学生将课后题全做（或写出解题思路、方法），如平面力系一章，课后作业有27大题和9道思考题，有位学生将其全做后交了上来，我全批全改然后贴于教室让其他同学参考，虽花去不少时间，却为有如此好学的学生而欣慰。

改变单纯传授知识的传统模式，注重培养学生思维的灵活性、创造性和敏捷性；培养他们把基础理论与实践联系的应用意识，调动他们思维的积极性和主动性。变被动接受为主动发挥，最大限度开发学生的个人潜能，让他们的聪明才智得到最好的发挥，这便是启发式教学的真谛。

（作者单位：汕头职业技术学院中专部）