由rchibbeler的两本理论力学教材引发的思考

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1、由R.C.Hibbeler的两本理论力学教材引发的思考摘要：本文简要介绍R.C.Hibbeler的两本理论力学教材《EngineeringMechanics-statics》与《EngineeringMechanics-dynamics》的具体内容和特点，并结合国内教材的特点，认为国内《理论力学》教材和教学方式应以实际问题为导向，锻炼学牛将实际问题简化为物理模型的能力，切实提高学生实际分析问题的能力。关键词：理论力学；美国；教材中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324(2017)05-0100-02《理论力学》是我国理工科院校的力学、土木、机械、航

2、空航天、船舶等专业的专业基础课，是材料力学、机械原理、机械振动、流体力学和多刚体动力学等课程的基础。就《理论力学》教材而言，早期国内的大部分教材受前苏联教材的影响较大，力学前辈翻译了众多前苏联的教材，这些译著对当时国内理工科理论力学教学体系的形成起了重要示范作用。近年来，在我国理论力学教材建设中，俄文教材的影响日益式微。［1］本文介绍Hibbeler的《EngineeringMechanics-statics》与《EngineeringMechanics-dynamics》的主耍内容及特点，及由此引发的几点关于国内《理论力学》教材和教学方法的思考。一、Hibbeler的《工

3、程力学》的主要内容目前美国《工程力学》的内容如图1所示，分为静力学与动力力学。包括质点静力学、刚体静力学、质点的运动学、质点的动力学、质点系动力学、刚体运动学和刚体动力学等7个部分。Ilibbeler的《工程力学》目前最新版本为14版，《Statics))［1］共11章，主耍内容包括：基本原理(基本概念、单位、牛顿三大定理及数值计算方法)，力矢量、质点平衡、力系合成、刚体平衡、结构分析、内力、摩擦、重心与质心、惯性矩、虚功等，还包括结构的内力分析、剪力和弯矩方程及剪力和弯矩图等在我们教材中属于材料力学的教材内容。在叙述力系时，遵循先二维再到三维的原则。(dynamics))

4、［1］共10章，包括运动学和动力学，主耍内容为：质点的运动学、质点运动学：力与加速度、质点动力学：功与能、质点动力学:冲量与动量、刚体平面运动学、刚体平面动力学：力与加速度、刚体平面动力学：功与能、刚体平面动力学：冲量与动量、刚体的空间运动学、刚体的空间动力学。二、Hibbeler的《工程力学》的特点1•注重工程实际的应用，不追求理论的严格性与完整性。［1］基本概念、基本原理的叙述简明、？嗜贰1•圈谡莆眨?在理论体系上不过分追求完整。强调理论的应用，每个内容都配有大量的例题和习题，而且很多来自实际问题。通过解决大量与实物完全一致的习题，有利于学生应用理论解决实际问题能力的培

5、养。2.少讲多练，注意通过习题培养学牛分析问题的能力oHibbeler的《工程力学》非常重视“计算简图(free-bodydiagram)",认为画“计算简图”的过程就是将实际问题抽象为物理模型的过程。纵览整套教材，“计算简图”与实物对照，表示其抽象化过程贯穿于教材始终，并在图形设计上也精雕细刻，印刷和编排都相当考究。3•注重数值计算方法与力学的结合。在动力学部分，当质点所受的力不能采用某一函数，以解析形式表示，而是由实验测得的曲线或数字表格绘出时，美国的工程力学注重如何将运动微分方程变为差分方程，用数值法求近似解。如此求解过程有利于扩展学生的思路，使理论更好地与工程实际问

6、题结合，同时也便于应用计算机求解，因而提高了应用数学工具的能力。三、关于国内《理论力学》教材与教学方式的几点思考1・注重理论的完整性，注重“三基（基本理论、基本知识、基本技能）”的掌握，是否有利于激发学生的学习兴趣，以达到培养学生解决实际问题的能力？自上世纪60年代开始，中国著名的专家如季文美、王铎、吕茂烈、黄克累、罗远祥、郝桐生、陈维新、费学博等，写出了许多好的理论力学教材和习题集，还有许多教师在各自学校编写了不少有特色的讲义。这些教材遵循“少而精”、“精讲多练”、“三基”等教学原则，在普通物理力学的基础上，运动高等数学工具系统阐述宏观机械运动所遵循的普遍规律，系统地阐述

7、经典力学的基本理论。但是，一味强调基本理论、基本知识，追求理论的完整性，使得《理论力学》教材失去了教材本身力求达到的解决实际问题的目的。再兼以课堂教学学时少，内容多，会引导学牛产牛学习理论力学就是为了解题而解题、与工程实际关联性不大、纯粹纸上谈兵的想法。甚至于有学生产生这样的疑问：为什么要学习理论力学，对将來找工作有帮助吗？这给《理论力学》的教材和教学方式都提岀了一个很好的问题，回答这个问题的方式是唯一的，即使得教材与课堂学习均与实际工程问题密切相关。教材耍从解决工程实际问题出发，以解决问题涉及到哪些基本理论和基本