徐美娟 于安福 張 貝
(南京交通職業(yè)技術學院,江蘇 南京 211188)
目前高職力學教學存在一些問題:一是學生對學習課程的必要性認識不足,學習積極性不高。首先大部分高職生由于基礎問題對學習力學信心不足,缺乏學習興趣;其次是對力學課程的重要性認識不夠,沒有意識到力學課程學習對后續(xù)課程的影響;認為髙職學生畢業(yè)以后主要在一線現(xiàn)場工作,力學用處不大,加之課程本身的確有難度,從而影響了學生學習的積極性[1]。二是課程內(nèi)容抽象枯燥,主要體現(xiàn)在概念多、簡圖多、習題類型多。對于剛入學的學生來說,缺乏工程實際知識,學習有不少困難,存在對抽象概念理解不深、對抽象簡圖認識不清、應用理論解題困難較大等現(xiàn)象。因此,隨著高職教育教學改革的推進,在加強專業(yè)技能訓練的同時,力學課程亦需要改革,其教學過程應基于工作過程,應將課程教學與工程實際相結合[2],加強培養(yǎng)學生的工程觀點,提高學生的學習積極性。
搭建一個理論知識與實際應用相結合的平臺,讓學生自己動手設計制作力學模型,設計制作出直觀、形象的力學實體模型[3],展示結構構件在荷載作用下的受力和變形過程,通過方案設計、確定材料、購買材料、模型制作、模型優(yōu)化等活動,充分調動學生的學習積極性和主動性,加深學生對力學課程內(nèi)容的理解,強化學生的力學分析能力與力學邏輯思維能力,鞏固學生力學知識體系的整體把握和綜合應用能力[4]。
采用長5CM,寬5CM寬橡皮筋,在中間畫兩條紅色區(qū)域帶表兩截面,將其懸掛于外伸橫桿上。演示時,只需在寬橡皮筋的下部的加力鉤上添加一定的砝碼。寬橡皮筋受砝碼的重力的作用被拉伸。觀察兩紅色區(qū)域帶的變化,即可拉伸變形情況;試件穩(wěn)定后,將砝碼順速取下,寬橡皮筋受力壓縮。觀察兩紅色區(qū)域帶的變化即可了解壓縮變形情況。
圖1 拉伸壓縮模型
圖2 彎曲模型
采用直徑為cm、長20cm的螺紋管,在管的兩側用鐵絲穿孔固定兩塊釘有把手的三合板,如圖2所示。演示時,在把手加力使其彎曲,即可看到上側的管紋緊密靠緊,而下側的管紋則向兩側分散。從而形象的展現(xiàn)了梁彎曲時的受力與變形的特點。
將薄海綿對折翻卷成長30CM,直徑50CM的棒形,在海綿棒的中部畫出一條紅色區(qū)域帶,如圖3所示。演示時,只需將雙手握在海綿棒的兩端,兩手反方向扭動。觀察紅色區(qū)域帶,即可了解扭轉的變形情況。
圖3 扭轉模型
為了更好的理解圓軸扭轉的應力分布情況,將兩根細鋼筋的一端用鏈鉸鏈接起來,使其可繞一端自由旋轉。將橡皮片卷在細鋼筋上,并用膠水粘牢,要保持橡皮片平整的狀態(tài)。在橡皮片上畫井字格。如圖4所示。將此模型看作圓軸截面的一部分,當向兩邊拉細鋼筋時,根據(jù)線條的分布情況可知圓軸扭轉應力的分布情況。
圖4 圓軸扭轉應力分布模型
將2塊木板、9根橡膠棒如圖所示連接,用橡膠棒的兩端連接2塊板,扭轉兩個板,可以看到橡膠棒的變形情況,以橡膠棒的變形來反應桿或梁的內(nèi)部變形,從而反映出扭轉時的應力分布。
拉壓兩塊板,則通過觀察橡膠棒的變化,可以反映拉伸壓縮變形特點。
用同樣的方法,在兩塊板上施加荷載使得橡膠棒發(fā)生彎曲變形。
圖5 拉伸壓縮扭轉模型
通過搭設力學教學實踐平臺,引導學生自己動手設計制作力學模型,并在教學中使用,可充分地調動學生的學習積極性,提高教學質量,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、解決工程實際問題的能力。
[1]徐美娟,趙亮.高職建筑力學課程模塊化教學設計研究[J].科技信息,2010(34).
[2]曹衍華.如何開展工民建專業(yè)《建筑力學》課程教學[J].職業(yè)教育研究,2004(11).
[3]殷祥超,劉玉慶.改革專業(yè)實驗教學 培養(yǎng)學生綜合素質[J].實驗室研究與探索,2003(02).
[4]吳國輝,鄒廣平,張學義.淺談材料力學實驗教學與學生創(chuàng)新意識培養(yǎng)[J].黑龍江教育:高教研究與評估,2011(04).