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谈《机械基础》教学中力学部分的教学方法
作者：张宜厚
关键词：机械基础；教学方法
《机械基础》是中等职业学校机械、机电类专业学生必须掌握的一门专业基础课。其中有关工程力学部分的内容占有相当重要的地位。很多职高学生因基础较差，在学习这部分内容时感到非常困难。笔者从事《机械基础》教学多年，在讲解这部分内容时，采用了不同的教学方法，收到了良好的教学效果。
力学概念的教学方法
广举实例法力学与生产、自然现象及人们的日常生活存在广泛而密切的联系。因而，广举实例对基础薄弱的职高生理解概念有着特别重要的意义和作用。举例可以是学前举例、学中举例，还可以是学后举例。学前举例，可使学生建立初步印象，产生感性认识；学中举例，可使学生明确概念的物理意义及概念间的内在联系；学后举例，可帮助学生加深对概念的理解，起到强化记忆的作用。
演示实验法演示实验是力学教学的一种基本手段，对学生难以理解、不易接受的概念，必须依靠演示实验去解决，如“平面汇交力系合成的平行四边形法则”、“材料力学”中杆件变形的四种基本形式：轴向拉压变形、扭转变形、弯曲变形、剪切变形的概念讲解，使学生从生动、形象的演示实验中对抽象的概念加深理解。
理清要点法讲清概念，重在把握要点。力学概念的内容常常涵盖若干个方面，所以要将概念的内容归纳为若干个要点去讲解。这样既有条件，又便于理解和记忆。如“力”的概念，多是按照力的生产条件（物体间的相互作用）、力的作用效果（内效应和外效应）、力是矢量（力的三要素：力的大小、方向、作用点或作用线的位置）的次序进行讲解，较好地反映了概念本身的层次性。这样，学生对力的概念也容易理解和掌握。
辨析异同法对于某些容易混淆的概念，必须进行对照辨析，明确异同，如“力”和“力偶”、“力偶”和“力矩”等。教师必须明确地告诉学生两个概念间的联系和区别。
物体受力分析的教学方法
为了使学生正确掌握物体的受力分析，教学中笔者常采用如下方法。
归谬法归谬法是逻辑学中一种间接反驳论题的论证方法，用于物体的受力分析，可以为学生开辟一条新的分析途径。具体做法是：在分析某约束反力时，先假设该力是存在的并指向某一方向，然后在此基础上推导出被约束物体的运动状态与它的实际状态相矛盾的荒谬结论（若当初的假设正确，则不会推导出荒谬的结论），从而达到否定原来假设并进一步确定该反力的有无或方向的目的。
取消法这是在分析约束反力时，先假想取消相应的约束，在此基础上判断：在其他外力作用下的被约束物体是否会运动或将向哪个方向运动，然后利用约束反力与被约束物体运动状态的关系进一步判断出反力的有无或方向。
例：判断图1中支座B对钢架的约束反力的方向（不计钢架的自重）。
解：因B处为活动支座，所以支座B的反力的作用线必垂直于支撑面的方向，是竖直向上还是竖直向下呢？利用取消法判断如下：设想取消支座B，如图2所示，杆架在力F的作用下，B点将向下运动，但实际上（支座B存在时）B点并未向下运动，说明了支座B阻止了B点的向下运动。可见支座B对钢架的约束反力的方向是竖直向上的，如图3所示。
灵活运用其他教学方法
（一）记忆法的运用
谐音记忆教师在教学“扭转”这一节时，常要用到功率NP、转速n和转矩M之间的关系。公式M=9500NP（KW）∕n（rpm）和M=7024NP（HP）∕n（rpm）这两个式子中系数的不同是由于功率单位的不同而引起的。学生对7024这个系数很难记住。在教学中教师可将7024谱以谐音“吃零（而）食”，并在黑板上板书“吃零（而）食——7024”。这样学生很容易记住。
形象记忆工程力学中的材料力学部分经常要画梁的弯矩图Ｍ，这是职高学生学习力学的难点，特别是绘制受均布载荷ｑ作用时梁的弯矩图Ｍ。学生常将弯矩图Ｍ画反。在教学中教师可让学生将均布载荷ｑ想象为“雨点”，弯矩图Ｍ的曲线看作是在雨中撑开的伞的轮廓，可形象地定义为“雨伞法则”。如图4和图5所示。
（二）对比法的运用
纵向对比，重视衔接教学学生在初中已学过一些力学知识，这些知识可以帮助学生学习新知识，但也会给力学知识的系统化和新方法的掌握带来一定的干扰。在教学中，教师必须通过对比新、旧知识，使学生准确地抓住知识的结合点，由浅入深地深化知识，达到牢固掌握和灵活运用新理论、新方法的目的。
横向对比，促进知识系统化在教学过程中，将相同类型的待研究内容与已知内容对比讲解，由已知推及未知，使学生既能抓住知识的共性去分析、理解、应用新知识，又能使知识形成一个完整的系统。
相似对比，排除相互干扰如力学中，在讲圆轴扭转这一节时，横截面上某一点的应力公式τ＝Ｍt×ρ/IP与直梁弯曲时横截面上某一点的应力公式δ＝Ｍ×ｙ／Ｉz看起来很相似，学生在学习时容易混淆。教师应做对比讲解，使学生明确这两个公式的不同点：τ为剪应力，δ为正应力；Ｍt为圆轴横截面上的扭矩，Ｍ为直梁弯曲时的弯矩；ρ为横截面上任一点的半径，ｙ为点到中性轴的距离；IP为横截面上截面二次极矩，Ｉz为截面对中性轴的惯性矩。
总之，《机械基础》中有关工程力学部分的内容是教学的重点和难点，教师在教学过程中应该善于思考，采用不同的教学方法，引导学生学习。
参考文献：
[1]李世维.机械基础[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2]吴建蓉.工程力学与机械设计基础[M].北京：电子工业出版社，2003.
[3]蒋平.工程力学基础[M].北京：高等教育出版社，2004.
[4]汪菁.工程力学学习指导[M].北京：高等教育出版社，2003.
作者简介：
张宜厚（1966—），男，江苏省沛县职业教育中心高级教师，主要研究方向为中职机械机电及电工电子专业课的教学与实习实训。