談《機械基礎》教學中力學部分的教學方法

摘要：作者針對中職《機械基礎》教學中的力學部分采用了不同的教學方法，強調學生的理解、分析和記憶，獲得了良好的教學效果。

關鍵詞：機械基礎；教學方法

《機械基礎》是中等職業(yè)學校機械、機電類專業(yè)學生必須掌握的一門專業(yè)基礎課。其中有關工程力學部分的內容占有相當重要的地位。很多職高學生因基礎較差，在學習這部分內容時感到非常困難。筆者從事《機械基礎》教學多年，在講解這部分內容時，采用了不同的教學方法，收到了良好的教學效果。

力學概念的教學方法

廣舉實例法力學與生產、自然現(xiàn)象及人們的日常生活存在廣泛而密切的聯(lián)系。因而，廣舉實例對基礎薄弱的職高生理解概念有著特別重要的意義和作用。舉例可以是學前舉例、學中舉例，還可以是學后舉例。學前舉例，可使學生建立初步印象，產生感性認識；學中舉例，可使學生明確概念的物理意義及概念間的內在聯(lián)系；學后舉例，可幫助學生加深對概念的理解，起到強化記憶的作用。

演示實驗法演示實驗是力學教學的一種基本手段，對學生難以理解、不易接受的概念，必須依靠演示實驗去解決，如“平面匯交力系合成的平行四邊形法則”、“材料力學”中桿件變形的四種基本形式：軸向拉壓變形、扭轉變形、彎曲變形、剪切變形的概念講解，使學生從生動、形象的演示實驗中對抽象的概念加深理解。

理清要點法講清概念，重在把握要點。力學概念的內容常常涵蓋若干個方面，所以要將概念的內容歸納為若干個要點去講解。這樣既有條件，又便于理解和記憶。如“力”的概念，多是按照力的生產條件（物體間的相互作用）、力的作用效果（內效應和外效應）、力是矢量（力的三要素：力的大小、方向、作用點或作用線的位置）的次序進行講解，較好地反映了概念本身的層次性。這樣，學生對力的概念也容易理解和掌握。

辨析異同法對于某些容易混淆的概念，必須進行對照辨析，明確異同，如“力”和“力偶”、“力偶”和“力矩”等。教師必須明確地告訴學生兩個概念間的聯(lián)系和區(qū)別。

物體受力分析的教學方法

為了使學生正確掌握物體的受力分析，教學中筆者常采用如下方法。

歸謬法歸謬法是邏輯學中一種間接反駁論題的論證方法，用于物體的受力分析，可以為學生開辟一條新的分析途徑。具體做法是：在分析某約束反力時，先假設該力是存在的并指向某一方向，然后在此基礎上推導出被約束物體的運動狀態(tài)與它的實際狀態(tài)相矛盾的荒謬結論（若當初的假設正確，則不會推導出荒謬的結論），從而達到否定原來假設并進一步確定該反力的有無或方向的目的。

取消法這是在分析約束反力時，先假想取消相應的約束，在此基礎上判斷：在其他外力作用下的被約束物體是否會運動或將向哪個方向運動，然后利用約束反力與被約束物體運動狀態(tài)的關系進一步判斷出反力的有無或方向。

例：判斷圖1中支座B對鋼架的約束反力的方向（不計鋼架的自重）。

解：因B處為活動支座，所以支座B的反力的作用線必垂直于支撐面的方向，是豎直向上還是豎直向下呢？利用取消法判斷如下：設想取消支座B，如圖2所示，桿架在力F的作用下，B點將向下運動，但實際上（支座B存在時）B點并未向下運動，說明了支座B阻止了B點的向下運動。可見支座B對鋼架的約束反力的方向是豎直向上的，如圖3所示。

靈活運用其他教學方法

（一）記憶法的運用

諧音記憶教師在教學“扭轉”這一節(jié)時，常要用到功率NP、轉速n和轉矩M之間的關系。公式M=9500NP（KW）∕n（rpm）和M=7024N_P（H_P）∕n（rpm）這兩個式子中系數的不同是由于功率單位的不同而引起的。學生對7024這個系數很難記住。在教學中教師可將7024譜以諧音“吃零（而）食”，并在黑板上板書“吃零（而）食——7024”。這樣學生很容易記住。

形象記憶工程力學中的材料力學部分經常要畫梁的彎矩圖Ｍ，這是職高學生學習力學的難點，特別是繪制受均布載荷ｑ作用時梁的彎矩圖Ｍ。學生常將彎矩圖Ｍ畫反。在教學中教師可讓學生將均布載荷ｑ想象為“雨點”，彎矩圖Ｍ的曲線看作是在雨中撐開的傘的輪廓，可形象地定義為“雨傘法則”。如圖4和圖5所示。

（二）對比法的運用

縱向對比，重視銜接教學學生在初中已學過一些力學知識，這些知識可以幫助學生學習新知識，但也會給力學知識的系統(tǒng)化和新方法的掌握帶來一定的干擾。在教學中，教師必須通過對比新、舊知識，使學生準確地抓住知識的結合點，由淺入深地深化知識，達到牢固掌握和靈活運用新理論、新方法的目的。

橫向對比，促進知識系統(tǒng)化在教學過程中，將相同類型的待研究內容與已知內容對比講解，由已知推及未知，使學生既能抓住知識的共性去分析、理解、應用新知識，又能使知識形成一個完整的系統(tǒng)。

相似對比，排除相互干擾如力學中，在講圓軸扭轉這一節(jié)時，橫截面上某一點的應力公式τ＝Ｍt×ρ/IP與直梁彎曲時橫截面上某一點的應力公式δ＝Ｍ×ｙ／Ｉz看起來很相似，學生在學習時容易混淆。教師應做對比講解，使學生明確這兩個公式的不同點：τ為剪應力，δ為正應力；Ｍt為圓軸橫截面上的扭矩，Ｍ為直梁彎曲時的彎矩；ρ為橫截面上任一點的半徑，ｙ為點到中性軸的距離；IP為橫截面上截面二次極矩，Ｉz為截面對中性軸的慣性矩。

總之，《機械基礎》中有關工程力學部分的內容是教學的重點和難點，教師在教學過程中應該善于思考，采用不同的教學方法，引導學生學習。

參考文獻：

[1]李世維.機械基礎[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]吳建蓉.工程力學與機械設計基礎[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[3]蔣平.工程力學基礎[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]汪菁.工程力學學習指導[M].北京：高等教育出版社，2003.

作者簡介：

張宜厚（1966—），男，江蘇省沛縣職業(yè)教育中心高級教師，主要研究方向為中職機械機電及電工電子專業(yè)課的教學與實習實訓。