工程應用能力在公路工程力學與結(jié)構(gòu)課程中的應用
目前，我國職教理念便要求高職畢業(yè)生具有一定寬度基礎理論，又要具有技術應用能力強，以下是小編搜集的一篇工程應用能力在公路工程力學與結(jié)構(gòu)課程中的應用探究的論文范文，歡迎閱讀參考。
【摘 要】 高職課程改革的主要目的之一，便是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐的能力，作為理論性很強的《公路工程力學與結(jié)構(gòu)》，如何改進教學方法，盡量穿插工程應用實例，是值得研究的課題，本文從筆者多年的教學經(jīng)驗出發(fā)，結(jié)合公路工程特別，將各知識點與工程實際結(jié)合起來，對提高學生的實踐能力，工程素質(zhì)有著深遠的影響。
【關鍵詞】 公路工程力學與結(jié)構(gòu) 教學 工程應用 能力培養(yǎng)
一、問題的提出
高等職業(yè)教育的基本目標，便是培養(yǎng)適應生產(chǎn)第一線的高素質(zhì)技能型人才，對學生的實踐應用能力要求很高。目前，我國職教理念便要求高職畢業(yè)生具有一定寬度基礎理論，又要具有技術應用能力強，知識面寬，素質(zhì)高。如何滿足這一要求呢?近年來，各學院都在進行課程體系的改革，我院也順應形勢與市場要求，對工科的三大力學及結(jié)構(gòu)設計課程進行了整合，形成了獨具特色的《公路工程力學與結(jié)構(gòu)》。
《公路工程力學與結(jié)構(gòu)》課程要求老師要以“應用”為主旨和特征構(gòu)造課程與教學體系，以工程應用為中心，引導發(fā)掘生活中的工程實例，鼓勵學生獨立思考，大膽創(chuàng)新，培養(yǎng)學生敏銳的反應和思維能力。
本人從多年的教學經(jīng)驗出發(fā)，現(xiàn)將課程體系作一分析，并將工程應用作一穿插，以期與同行共同探討。
二、課程體系分析
《公路工程力學與結(jié)構(gòu)》分為兩大部分，力學部分與結(jié)構(gòu)部分，此文僅討論力學部分。力學部分是將工科的三大力學《理論力學》《材料力學》《結(jié)構(gòu)力學》作了整合：即將《理論力學》中的靜力學部分，《材料力學》部分中的拉伸與壓縮，扭轉(zhuǎn)，彎曲變形，及《結(jié)構(gòu)力學》中的影響線部分提出來，組成了《公路工程力學與結(jié)構(gòu)》
靜力學為材料力學提供解決問題的思路和方法，材料力學則要解決工程實際問題，即構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性問題。
1、靜力學的主要內(nèi)容：靜力學主要研究物體的受力分析與平衡規(guī)律，建立力學平衡方程，求解求知的支座反力。特別是對物體及系統(tǒng)的受力分析是重點，難點及基礎。
2、材料力學的研究內(nèi)容：材料力學主要研究變形固體在軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲及組合變形，并分析在變形過程中各種內(nèi)力的變化規(guī)律，明白強度、剛度及穩(wěn)定性的驗算，利用強度條件進行校核、確定構(gòu)件截面尺寸，確定許可荷載等問題。為工程實際中的選材設計奠定理論基礎。
以上兩大部分的內(nèi)容是相互聯(lián)系的.，教師只有理清知識的脈絡，從本質(zhì)上理解，提升知識，才能做到渾然一體，融會貫通。
三、課程教學中工程能力的培養(yǎng)
1、常見事物引進法。這一方法就是把學生們天天能見到的工程實物信手拿來進行教學。比如受力分析能力的工程應用。受力分析能力是力學學習的基礎和重點，并貫穿于整個力學學習的始終。受力分析是通過受力分析圖來表達的。分析步驟是先畫出主動和和已知力，再畫出約束反力。如何掌握約束反力的畫法呢?此處需要引入工程實際的例子：教室里門、窗的約束，同學們身上服飾的約束，座椅與板凳的約束，黑板的約束，馬路上電線桿的約束，宿舍里床鋪的約束，圖書館里屋頂?shù)募s束。。。。利用這些大家日常都能見到的約束來進行現(xiàn)場的受力分析圖的繪制，讓同學們掌握各種約束及其反力的表示方法。只要所示的例子具有針對性，受力分析的問題就比較容易地解決了。
2、概念導入中引入工程應用實例。這一方法就是讓學生選擇自己感興趣且與課程教學內(nèi)容相關的工作中實例，結(jié)合教學內(nèi)容進行獨立探索。比如力矩及力偶的學習便是這樣。
力矩也力偶是使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應的物理量，在學習這一概念時，先提出相關的問題：分別在不同的位置開關門，什么位置更省力?答案是顯而易見的，接下來提出為什么，從而引出力矩的概念，繼而提出力矩和哪些因素有關?這樣就加深了對力力矩概念的理解，同時也能提升大家的學習興趣。又如，在提出應力的問題時，可以問這樣的問題：大家如何才能渡過一片沼澤?顯然在相同重量下，面積是一個很大的問題，繼而可以進一步問，兩根粗細不一樣的圓桿，在受相同的外力時，內(nèi)力是否相同?答案是相同，那哪一個先斷?肯定是細的先斷，為什么呢，從而引入應力與面積相關的概念。
3、誤解法引入。此法是利用大家的經(jīng)驗和思路，引出一個與經(jīng)驗完全不同的結(jié)論，從而引起大家的注意，然后分析的方法。比如在講梁的抗彎能力時，先問大家一個問題，我們的橋梁截面是躺著放置的還是立著放置的?大家一般會不約而同地說，是躺著放置的，其實答案是立著放置的?為什么呢?接下來教師就可以講梁的彎曲應力與抗彎能力的問題了。彎曲正應力沿截面高度呈線性分布，最大正應力發(fā)生在離中性軸最遠的上下邊緣，在講述了彎曲正應力的公式后，大家才知道，立著放置截面的抗彎剛度會增加很多，應力就會減少很多，接下來讓同學們繼續(xù)觀察教師屋頂?shù)某兄亓旱慕Y(jié)構(gòu)，加深理解，接下來可以進行討論，為什么后一種放置方法更加安全，同時他們也會明白，工程施工中，要嚴格按照圖紙來施工，絕不可以隨便改變工程構(gòu)件的安放位置及狀態(tài)，否則，本來安全的構(gòu)件變得不再安全。
4、先參觀后講述的方法。本方法是讓同學們帶著問題先去參觀一些實物，然后再引入問題。比如在講述軸的抗扭能力時，先讓大家參觀一下學院的汽車修理車間，讓大家看一看很多空心軸的例子，在師傅的講解下，同學們知道了很多情況下，我們用的都是空心軸。接下來，老師可以帶領同學們分析相同材料的實心軸和空心軸在承載相同的扭矩時，采用空心軸更為經(jīng)濟。同時這種方法也可以解決主動輪和從動輪的排放位置問題，同學們會很快得出結(jié)論，將兩輸出輪放置在輸入輪的兩邊比將兩輸出輪放置在輸入輪的同一邊更為合理的結(jié)論。
5、利用選材問題在工程中的應用。這種方法主要是讓同學們進行材料的比選，在比選過程中穿插力學知識。比如脆性材料的性能在工程中的應用能力的培養(yǎng)。
在此之前，大家都已知曉，脆性材料的抗壓能力大于抗拉能力。鑄鐵是典型的脆性材料，價格比碳鋼便宜很多，如何在工程中正確應用呢?讓同學們先思考：對于鑄鐵，如何設計截面形狀才能最充分地應用材料?同學們經(jīng)過分析比較，認為將截面做成與中性軸不對稱的形狀，并使中性盡量靠近受拉的一側(cè)，則梁在彎曲中可使梁的最大拉應力和最大壓應力同時接近許可應力，從而最大發(fā)揮材料的性能，減輕構(gòu)件重量，降低工程造價。
四、結(jié)束語
在《公路工程力學與結(jié)構(gòu)》課程中引入工程實例的教學，不僅能使學生掌握了力學問題的分析方法和計算方法，同時也讓他們理解了工程應用中的力學模型與現(xiàn)象，這對于職業(yè)教育的學生今后走上新的工作崗位，不管是搞工程設計還是工程施工，都能很快地進入角色，有著出色的力學素質(zhì)和可持續(xù)發(fā)展的科學精神。
參考文獻
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