物理教學中學生如何理解構件的受力分析

　　摘要：物理教學中的構件受力分析是中職學校機電專業學生學習《機械基礎》課程中遇到的一個難題。為突破教學中這一問題，筆者在多年從事該學科教學中不斷思考，不斷總結經驗和教訓，認識到從培養興趣、掌握概念及基礎理論知識、掌握正確的分析方法和典型例題訓練等幾個方面相配合，可以很好地解決受力分析問題。
　　關鍵詞：教學方法；受力分析；中職學生
　　
　　無論是升學還是就業，學好《機械基礎》這門課都很重要。《機械基礎》是中職學校機電專業的一門綜合性基礎課，為學生將來從事機械制造或使用及維修、研究機械或機器奠定一定的基礎。同時，這門課也是對口升學考試科目之一。
　　在這門課程中，工程力學部分旨在對構件進行受力分析，解決構件的強度、剛度和選擇合理的結構問題。要做到結構設計合理和施工技術先進、安全適用、質量上乘，需要多方面緊密配合，而受力分析就是其中一個非常重要的環節，是研究力學問題的基石。然而，中職生的基礎知識薄弱，分析問題的能力往往有欠缺，而且機械結構的受力分析和初中物理中所學的力學差別也較大，使大部分學生在學習時感到困難，時常覺得無從下手。如何跨過這道門檻？我在多年從事本課程的教學中不斷摸索，不斷總結經驗和方法，對如何更好地學習掌握構件的受力分析問題有了一些突破，現闡述如下。
　　一、注重培養學習興趣，讓學生主動學習
　　興趣是最好的老師。只有當有了興趣以后，才會想方設法地去找解決問題的辦法，實踐也證明：當學生對某一知識產生興趣時，他們就會積極主動地探究，學習效果就尤佳。如果學生在學習時經常感到枯燥乏味，不愿去思考、學習，那么無論如何都學不好。因此，在教學中應結合本課程的特色采取一定的方式提高學生的學習興趣，讓學生保持積極主動的學習態度。如經常舉一些實際中的例子，一些因選材不合理、結構不合理等相關構件受力問題造成的事故，讓學生感到所學知識是很有意義的。在進行課堂練習時，有一定的梯度，由易到難逐步深入，讓學生當堂收效，利用成就感增強他們學習的信心，這樣一環扣一環地推進，越發能激發他們的學習熱情。如果一味地死扣課本去上課，讓學生覺得枯燥無味，課堂效果會大打折扣，很難達到讓學生掌握的目的。只要我們有這樣的意識，多想辦法，就一定能讓課堂教學更有藝術性、趣味性，吸引學生對所學內容感興趣。只要學生肯思考，我們的受力分析問題就不難解決了。
　　二、弄清概念，牢靠掌握基礎理論知識
　　盡管研究對象是具體的實物，很直觀，但構件之間的力卻是看不到、摸不著的，是抽象的。正因為這樣，學生對力的存在、力的作用情況總感到迷惘，尤其是力的方向搞不清楚。因此，必須要依靠扎實的理論知識，弄清概念，熟練掌握力的各種類型及一些基本公理，在做題時按客觀的理論依據準確地分析問題，而不是靠自己的主觀感覺去隨意確定。比如，一個構件無論什么形狀，只要在結構中受到兩個力作用而處于平衡，那么這兩個力就一定要符合二力平衡公理的規定，兩力一定是大小相等、方向相反沿同一直線，在受力圖上表達時就一定是將兩個受力點（作用點）連線，力的作用線就在這條連線上，按這個規定一定能準確畫出。再比如，常見約束類型中的柔性約束，學生只要認準該種約束，掌握其約束反力的規定（作用于接觸點，方向沿柔性體背離受力物體），就能夠很準確地將力表達出來。在教學中，很多地方都需要用到作用和反作用公理。甲物體對乙物體有力的作用，同時乙物體對甲物體必有反作用力，分析兩物體之間的力一定要等值、反向、共線，不然就是錯誤的。學生只有理解并熟練掌握這些公理，應用才會得心應手。所以，受力分析時必須要弄清概念，熟練掌握這些基礎理論知識，用這些基礎理論做指導會有助于正確地、順利地完成受力分析。
　　三、注重方法，正確把握分析的思路和步驟
　　有時學生常抱怨“費了這么大勁，可還是學不好”，主要是沒有掌握方法。學習的方法是學習活動必經的途徑和道路，是一個關鍵性問題。實踐證明：有法者事半功倍，不得法者事倍功半。受力分析尤其要注重方法，正確地把握分析的思路和步驟，讓分析過程科學有序有效，從而能快速掌握知識。首先確定研究對象，按要求將研究對象單獨取出，這一點必須明確，否則分析時就會混亂，不清楚要分析哪里，造成該有的力沒有畫，不該有的力卻畫了出來。做這一步時，應提出“三個不準”，不準改變對象的形狀，不準改變位置擺布，不準徒手作圖。其次，在分析表達各個力時，不無中生有，每個力都能找到施力物體，按照先畫主動力再畫約束反力的步驟進行，這樣不容易遺漏。最后，強調每個力都用一個相應的字母表示。在教學生受力分析的過程中，始終要注意強調方法，每講一個例子都貫穿分析的思路和步驟，讓學生逐步養成思路清晰、規范做題的好習慣。必要時，在做練習中讓學生講解他分析的思路和過程，和其他同學互相交流，及時發現問題，及時糾正，有利于強化方法的養成。
　　四、結合典型，加強訓練，提高學生分析思維的能力
　　有了方法，還必須加強針對性訓練，通過訓練讓學生融會貫通，熟能生巧，而且在針對性訓練中不斷提高學生分析思維的能力。為便于學生掌握，我們須將受力分析的問題分類，每一類都用幾個典型的例題為代表進行講解，且由簡到繁，慢慢深入。比如，有單一構件的，有多個構件組合的，有屬于二力構件的，有屬于三力構件的，有更多力作用的，等等。每一種都結合典型進行分析，還可以適當變化問題，引導學生靈活思考。在此，教師的精心準備和組織是非常重要的。這樣有針對性講練結合，隨時糾正學生出現的問題，最終能夠讓學生真正掌握受力分析，準確畫出受力圖。
　　最后，在學完這一部分知識后，要集中力量用二至四個課時綜合訓練。總之，每一個問題我們都可以通過積極的探索和思考去尋求解決的辦法，以突破難關。在構件受力分析這一部分知識的授課中，通過以上各方面的結合，通過教師的精心設計和準備，絕大多數同學都能夠較好掌握構件的受力分析，為以后學習打下良好基礎。
　　 （沁陽市職業中專）