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摘要：工程力学是工科专业学生的一门重要的专业基础课。由于课程逻辑性强，概念多，抽象难懂，高职学生普遍反映这一课程枯燥乏味，对其缺乏学习兴趣。在教学方法和教学模式上突破，以求能激发学生的学习兴趣，才能真正将工程力学的实用性发挥出来。
关键词：工程力学；教学；solidworks
1671-0568（2012）29-0126-03
工程力学是一门应用范围极其广泛的技术基础课程，包含了传统学科中理论力学与材料力学两门学科中的主要内容，是研究物体机械运动一般规律的基础学科，讨论机械与结构的运动情况及其受力分析，因此是工科专业学生的一门重要的专业基础课。然而，现在很多高职教师在《工程力学》教学中，都会面对学生学习兴趣不浓、学习效果欠佳、在实际操作中难以利用力学知识结合实际进行分析等一系列的问题。所以，如何适应现代工程技术的新要求，改革教学内容体系，革新教学方法和手段，成为工程力学教学亟待研究的问题。
在教学内容的选取中，不能否认理论知识在《工程力学》中的重要性，但也需要明确学生在学习过程中的解题能力并不等同于他们日后在工作中解决问题的能力。因此，在教学环节设计上，需要将能力培养穿插在教学内容中。例如，讲解“受力图”这一知识点时，不
因为，生活中的机械都是三维的，首先应该让学生观察生活中常见的机械设备，如起重机的起重过程、凸轮的工作过程、挖掘机的挖掘过程，等等，而后选取这些机械设备中很少的一部分作为学习对象，将实物进行简化，用二维图形的方式表达出来，再进行受力分析。这种方法在后续内容的学习中也可不断强化，从而使学生将实物与课本中理论结合起来。激发学习积极性，提高知识的实际应用能力。
同样，材料力学主要是研究材料的弹性变形，因此也需要在实验环境下进行。教学中，首先引导学生根据观察的实验现象，提出相应的检测设，然后再运用力学和数学的有关知识来分析推证，由此得出结论。这些结论还必须通过实验再来检验。此外，对一些受力和形状复杂的构件，难以用理论分析解决其强度、刚度和稳定性问题时，更需要运用实验方法寻求解答。
学生通过参加实验活动，有助于提高对本课程的学习兴趣，增进学生对课堂上所涉及到的基本概念的理解，并可使学生获得科学实验的初步经验。有些力学实验所涉及的力和变形，需要同时测量，并非一人能完成，需要其他人协作配合、实验才能完成，这就在无形中培养了学生组织实验的能力。通过实验过程，不但培养了学生实事求是的科学态度，同时也增强了他们发现、分析和解决工程实际问题的能力。
例如，在讲解作用力的教学过程中，尽管在日常生活中大家对力的概念已经相当熟悉了，但“究竟力是如何起作用的？”学生并不能很好地表达出来。这时，教师可通过适当的引导：“力的表现是什么”？学生因此一下子活跃了起来：“踢足球”、“塔吊工作”、“汽车行驶”，等等。教师就结合这些现象，引导学生一起讨论、分析，挖掘力在它们之间所起的作用，弄清施力物体、受力物体，然后由学生代表进行综合、归纳，最后教师给出评价。这样，经过自己的思维加工，学生由感性认识能动地发展到理性认识，理论联系实际。通过不断的讨论分析，学生会在分析问题、解决问题的过程中将这种方法自觉不自觉地应用其中。
笔者在教学的过程中，尝试将课程中一些知识点或练习题以任务的方式进行。如图1所示练习题：已知G=5KN，试求图中支架支撑点的约束力。其实当学生看到这样的题时，经常会一头雾水，觉得和实际应用没有一点关系，也就没有心思去完成。笔者的做法，则是将其作为一个任务来完成，让学生将其做成一个模型，然后在B端挂一个重物，看如何才能使支架保持稳定。由于受力不平衡，在没有约束的情况下，支架肯定会倒下。此时，学生一定想知道，到底在约束点施加多大的力才能将支架固定。在经过这样的对力的感性认识后，再引导学生进行受力计算，学生就会将注意力集中在完成任务中，而不会觉得计算过程的枯燥。
笔者在教学中就经常利用Solidworks软件中的COOSXpress为学生做一些模拟受力分析。由于在分析的过程中，学生能够将自己的想法加进去，并可以直观地看到零件在受力以后发生变化的过程，因此能充分参与其中。简要叙述如下：
COOSXpress是Solidworks软件中的初步分析工具。在对零件受力分析时，不需要复杂的公式和命令，也无需进行专门学习，只需要几个简单的步骤，便可将零件的受力及位移情况动态展示出来。
首先，利用Solidworks软件建立三维模型，如图a所示；再运行COOSXpress分析向导，如图b所示；而后进行材料设置，从材质库中选择需要的材质，然后点击应用，如图c所示；接下来，便可以选取约束部位，可选一个或多个，如图d所示；第五步便是建立载荷面，同时确定载荷大小、单位以及方向，如图e所示；点击确定以后，系统便自动开始受力分析，如图f所示，这一过程时间视电脑配置情况而定；最后，受力结果就会以图g所示方式显示。当然，可以选择零件变形以位移大小或受力强度来表示；为了增加趣味性，激发学生学习积极性，也可以将受力结果以动态的形式表示，同时也可以将动画进行保存，如图h所示。
关键词：工程力学；教学；solidworks
1671-0568（2012）29-0126-03
工程力学是一门应用范围极其广泛的技术基础课程，包含了传统学科中理论力学与材料力学两门学科中的主要内容，是研究物体机械运动一般规律的基础学科，讨论机械与结构的运动情况及其受力分析，因此是工科专业学生的一门重要的专业基础课。然而，现在很多高职教师在《工程力学》教学中，都会面对学生学习兴趣不浓、学习效果欠佳、在实际操作中难以利用力学知识结合实际进行分析等一系列的问题。所以，如何适应现代工程技术的新要求，改革教学内容体系，革新教学方法和手段，成为工程力学教学亟待研究的问题。
一、教学内容的选取
1. 以培养学生能力为主
工程力学是以实验为基础的、实践性很强的一门学科，它的主要任务是研究构件在力的作用下变形和破坏的规律，为设计构件提供有关强度、稳定性等计算的基本理论和方法。因此，教学中更应着力于研究实践性教学的思路，以培养学生实际应用能力为最终目标。在教学内容的选取中，不能否认理论知识在《工程力学》中的重要性，但也需要明确学生在学习过程中的解题能力并不等同于他们日后在工作中解决问题的能力。因此，在教学环节设计上，需要将能力培养穿插在教学内容中。例如，讲解“受力图”这一知识点时，不
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能仅仅简单地让学生对平面图做受力分析。因为，生活中的机械都是三维的，首先应该让学生观察生活中常见的机械设备，如起重机的起重过程、凸轮的工作过程、挖掘机的挖掘过程，等等，而后选取这些机械设备中很少的一部分作为学习对象，将实物进行简化，用二维图形的方式表达出来，再进行受力分析。这种方法在后续内容的学习中也可不断强化，从而使学生将实物与课本中理论结合起来。激发学习积极性，提高知识的实际应用能力。
2. 以生活中的实例为载体
笔者认为，高职学生在学习过程中的知识获得，通常是与其熟知的已有的知识有关的，一些亲身接触或见过的事物才会在学习的过程引起共鸣。因此，在教学过程中，遵循高职学生认识的普通规律，从感性到理性，不断深化，需要将生活中的实例作为知识载体，采用通俗易懂的方式将一些概念传递给学生。例如，在学习力矩这部分内容时，可以从最常见的开、关门，最常用的扳手拧螺母等学生身边的现象出发，以学生身边发生的、可直接接触到的事例为载体，进一步分析力对物体的作用效应。这样，既加深了学生对力矩概念的理解，又丰富了课堂气氛，很好地调动了他们的积极性。3. 通过实验来验证理论
实验是理论的基础，《工程力学》中有大量的理论知识，因此需要在实验中来验证这些理论。《工程力学》由理论力学和材料力学两部分组成，其中理论力学是研究静力学、运动学和动力学的，这三者的研究都离不开实验。同样，材料力学主要是研究材料的弹性变形，因此也需要在实验环境下进行。教学中，首先引导学生根据观察的实验现象，提出相应的检测设，然后再运用力学和数学的有关知识来分析推证，由此得出结论。这些结论还必须通过实验再来检验。此外，对一些受力和形状复杂的构件，难以用理论分析解决其强度、刚度和稳定性问题时，更需要运用实验方法寻求解答。
学生通过参加实验活动，有助于提高对本课程的学习兴趣，增进学生对课堂上所涉及到的基本概念的理解，并可使学生获得科学实验的初步经验。有些力学实验所涉及的力和变形，需要同时测量，并非一人能完成，需要其他人协作配合、实验才能完成，这就在无形中培养了学生组织实验的能力。通过实验过程，不但培养了学生实事求是的科学态度，同时也增强了他们发现、分析和解决工程实际问题的能力。
二、灵活的教学方法
1. 互动教学
只有将教学活动建立在和谐轻松的氛围下，才有助于学生积极主动地学习，对于工程力学这样理论性较强的课程，更应该是在师生互动、共同讨论的前提下进行。例如，在讲解作用力的教学过程中，尽管在日常生活中大家对力的概念已经相当熟悉了，但“究竟力是如何起作用的？”学生并不能很好地表达出来。这时，教师可通过适当的引导：“力的表现是什么”？学生因此一下子活跃了起来：“踢足球”、“塔吊工作”、“汽车行驶”，等等。教师就结合这些现象，引导学生一起讨论、分析，挖掘力在它们之间所起的作用，弄清施力物体、受力物体，然后由学生代表进行综合、归纳，最后教师给出评价。这样，经过自己的思维加工，学生由感性认识能动地发展到理性认识，理论联系实际。通过不断的讨论分析，学生会在分析问题、解决问题的过程中将这种方法自觉不自觉地应用其中。
2. 任务驱动法
工程力学课程中有很多的概念和公式，同时也有很多的计算校核，学生在学习的时候会觉得枯燥无味，甚至产生排斥心理，觉得这门课程就是无聊与瞌睡的代名词。因此，解决学生对课程的错误认识，是需要教师花一些心思的。笔者在教学的过程中，尝试将课程中一些知识点或练习题以任务的方式进行。如图1所示练习题：已知G=5KN，试求图中支架支撑点的约束力。其实当学生看到这样的题时，经常会一头雾水，觉得和实际应用没有一点关系，也就没有心思去完成。笔者的做法，则是将其作为一个任务来完成，让学生将其做成一个模型，然后在B端挂一个重物，看如何才能使支架保持稳定。由于受力不平衡，在没有约束的情况下，支架肯定会倒下。此时，学生一定想知道，到底在约束点施加多大的力才能将支架固定。在经过这样的对力的感性认识后，再引导学生进行受力计算，学生就会将注意力集中在完成任务中，而不会觉得计算过程的枯燥。
3. 传统与现代相结合
工程力学课程中有一些公式和计算是需要进行推导和演化的，因此传统的"黑板+粉笔"很有必要，实际上也是最有直接效果的。但是，对于信息量较大的图片和需要动态演示的过程，传统教学方法就显得无能为力了。因此，教学中就需要将传统与现代的教学模式相结合，黑板与电脑同时应用起来，才能有效地提高学生学习的积极性。笔者在教学中就经常利用Solidworks软件中的COOSXpress为学生做一些模拟受力分析。由于在分析的过程中，学生能够将自己的想法加进去，并可以直观地看到零件在受力以后发生变化的过程，因此能充分参与其中。简要叙述如下：
COOSXpress是Solidworks软件中的初步分析工具。在对零件受力分析时，不需要复杂的公式和命令，也无需进行专门学习，只需要几个简单的步骤，便可将零件的受力及位移情况动态展示出来。
首先，利用Solidworks软件建立三维模型，如图a所示；再运行COOSXpress分析向导，如图b所示；而后进行材料设置，从材质库中选择需要的材质，然后点击应用，如图c所示；接下来，便可以选取约束部位，可选一个或多个，如图d所示；第五步便是建立载荷面，同时确定载荷大小、单位以及方向，如图e所示；点击确定以后，系统便自动开始受力分析，如图f所示，这一过程时间视电脑配置情况而定；最后，受力结果就会以图g所示方式显示。当然，可以选择零件变形以位移大小或受力强度来表示；为了增加趣味性，激发学生学习积极性，也可以将受力结果以动态的形式表示，同时也可以将动画进行保存，如图h所示。