机械专业应用型人才培养力学教学探究

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1、机械专业应用型人才培养力学教学探究　　摘要：根据机械类专业的特点，按照应用型人才的具体要求培养学生的工程应用能力，创新能力和科研能力。在力学教学中引入数学计算软件和有限元软件；充分利用多媒体技术，精选工程实例组织教学内容；以各类竞赛以及开放性实验为平台，课堂教学与课外实践相结合。关键词：机械类；应用型人才；力学教学中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）25-0058-02一、引言力学课程是机械类学科的一门重要的专业基础课，具有较强的理论性和实践性，其不但决定以后学生对各门专业课程的学习，更重要的是对学生综合

2、能力的培养有着深远的影响。高素质的应用型人才不仅要有一定的工程应用能力，还要有较强的创新能力以及科学研究能力[1]。为满足新时期下我国经济社会发展对机械专业应用型人才的具体要求，力学教学应做出积极有效的探索。二、结合工程实例组织教学，培养学生的工程应用能力6力学课是机械专业学生最早接触到的与工程实际紧密结合的基础课，而学生普遍缺少实践经验[2]。在教学中，充分利用多媒体手段，精选一些与机械类专业相关的工程实例、图片和资料，将所分析的问题与机械工程背景对应，尽量做到课堂上讲的例题来自于工程实际。如在讲弯曲变形的强度和刚度计算时，先让学生看一个钻床的

3、图片，从这个实物图引出要解决的问题即钻床横梁的强度和刚度计算，接着引导学生根据实物图画力学简图以及载荷分布，此过程即将工程实际力学模型化。对于一个复杂的工程问题，确定合理的力学模型是至关重要的，然后用相关的力学理论进行求解。这样不仅训练了学生的力学建模能力，也使学生真正意识到力学在解决实际工程问题中的重要作用，同时也提高了学生知识的综合应用能力和工程应用能力。三、课程教学与课外实践相结合，培养学生的创新能力6为了引导高校教师在教学中注重培养大学生的创新设计意识和综合设计能力等，近年来，教育部主办了多项学科竞赛，与机械专业相关的有“机械设计创新大赛

4、”、“工程测量大赛”、“力学竞赛”等。学校也提供了一些和机械专业相关创新与实践项目经费以及工作场所，如开放性实验以及创新训练项目等。这些竞赛和项目都有个共同的目标就是提高学生针对实际问题，通过创新思维进行机械设计和工艺制作的实际工作能力。学校对这些项目的大力支持也为教学活动开展、课堂教学与课外实践提供了有利的条件。力学理论在这些制作比赛或者项目中，从理论方案的设计，材料的选择，计算校核、加工制造以及比赛过程的答辩讲解都起着积极的作用。如浙江省第九届大学生机械设计竞赛的内容为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计和制作”；浙江省首届大学生力学竞赛的题目为

5、“火箭助推滑翔机设计制作与飞行”等。比赛的理论设计方案设计要求的内容必须包括主要结构布局图、计算简图，载荷分析，而在制作的过程中要综合考虑到材料力学性质以及材料的形状尺寸等。且主办方明确提出答辩过程中一定会涉及到理论力学、材料力学的相关知识。学生在选定设计方案，加工制造之前一定要先进行力学分析和计算校核。如果贸然进行加工制造，势必会造成材料和时间的双重浪费。而且通过计算，可以对不同方案进行优劣的比较，从而确定最好的设计方案。力学教学如果能与这些课外实践完美结合，让学生理解了基本原理之后，就可以自行解决各种结构的创新问题。将力学教学与课外实践相结合

6、，不仅有利于提高学生知识的基本应用能力，更重要的是开发学生的机械创新思路。四、教学中引入计算软件，提高学生的科研能力现在很多计算软件（如MAPLE，MATLAB6等）编程简单，学生容易上手，而且功能的集成化程度高，它集图像处理、符号运算和数值计算于一身。数学计算软件（如MAPLE，MATLAB等）和有限元应用软件（如ANSYS等）引入力学教学中有利于提高教学质量，激发学生的学习兴趣[3-5]。而这些软件的应用正是现代科研工作者进行科研工作时常用的分析计算工具。若学生能够早接触并熟练应用，无疑会对科研能力的提高会有很大的帮助。在力学教学中，选择合适

7、的习题引导学生自己编程完成。如教材第7章习题17是一个关于各个方位的应力及应力方向确定的计算题[6]，此题集综合性与灵活性于一身，涉及到本章所有知识点和相关公式的综合应用，有30个空要学生完成。如果学生按照常规的计算，计算量非常大，而且容易出错。但若采用计算软件MAPLE或MATLAB编程就非常方便，只需要改变一下参数的值，所要的计算结果和图形很快就能出来了。通过这样的练习，不仅可就让学生熟练掌握基本知识和理论，同时也能亲身体会计算软件带来的方便，为以后从事科研工作打好基础。在课堂教学中，也可以用MAPLE或者MATLAB制作一些课件。对于一些抽

8、象的、计算量较大的工程问题通过计算软件分析计算并比较在不同的边界条件、不同载荷条件下，计算结果的差异，并讨论引起这些差异的原因以及采用什