材料力学中弯曲内力的教学研究.pdf

第1 9 卷第4 期 2 0 0 5 年7 月 株洲工学院学报 J o u m a lo fZ h u z h o uI n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y V 0 1 1 9N o 4 J u l 2 0 0 5 材料力学中弯曲内力的教学研究 陈莘莘 李庆华 株洲工学院 湖南株洲4 1 2 0 0 8 摘要 对材料力学中弯曲内力的传统教学方法进行改革 设计一种新的教学方法 关键词 材料力学 弯曲内力 教学改革 中图分类号 G 6 4 2 0文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 2 6 11 2 0 0 5 0 4 0 1 2 7 0 2 在材料力学的教学中 弯曲内力既是重点又是难 点 因为当构件的受载与变形情况不同时 绘出的内 力图也就不同 弯曲内力的计算 内力图的绘制在材 料力学的教学中非常重要 教师在讲授时都做重点讲 解 而学生在学习过程中 常常感到难于掌握 为攻 克这一教学难点 笔者在材料力学的教学实践基础上 对弯曲内力的教学方法进行了研究 提出了一种新的 教学方法 实践证明 采用这种方法进行教学 学生 能在较短的时问内熟练掌握弯曲内力图的绘制 1传统教学方法的弊端 材料力学教师在讲授梁的弯曲内力时 通常先讲 解弯曲变形与平面弯曲等基本概念 再讲解梁的横截 面上的剪力和弯矩的定义 剪力和弯矩的正负号规定 及其计算 接下来重点讲授如何用 截面法 列出梁 的剪力方程和弯矩方程 从而作出剪力图和弯矩图 对于多学时的材料力学 可能会介绍载荷集度 剪力 和弯矩问的关系 分析载荷图 剪力图和弯矩图3 者 问的关系 及如何根据它们的关系用 简易法 作剪 力图和弯矩图 而对于少学时的材料力学 则往往把 这一节的教学内容给删除了 这种教学方法的弊端是显而易见的 用 截面法 作图时 频繁地作截面不但降低了作图速度 且使错 误增多 降低了作图的准确性 尤其是当梁上作用的 载荷较多时 更是要频繁地作截面 分段列出多个剪 力方程 弯矩方程后才能作图 因此学生难于掌握 常 产生畏难情绪 学习的积极性被挫伤 这时如果再往 下学习载荷集度 剪力和弯矩间的关系 学习剪力图 和弯矩图的 简易法 其教学效果就可想而知了 对 于少学时的材料力学 将这一节教学内容删除 学生 就更加难于掌握快速准确作剪力图 弯矩图的方法 2 优化教学方法 2 1 载荷集度 剪力和弯矩间的关系在教学中的地位 学生如果理解了载荷集度 剪力和弯矩间的关系 就可以很快掌握用 简易法 作剪力图和弯矩图 另 外 学生也可利用载荷集度 剪力和弯矩间的关系去 检验自己所作的剪力图和弯矩图是否正确 同时也可 加深对 截面法 作剪力图和弯矩图的理解 学生如果没有理解载荷集度 剪力和弯矩问的关 系 单纯利用 截面法 列剪力方程 弯矩方程的方 法作图 的确费时费力 另外 由于对所作的剪力图 弯矩图缺乏整体把握 作图带有一定的盲目性 偶尔 在计算中的一些错误也就很难发现 可见 载荷集度 剪力和弯矩间的关系在弯曲内 力的教学中非常重要 是学生能否熟练掌握作剪力图 和弯矩图方法的关键 对于多学时的材料力学 这一 节的内容要讲深讲透 对于少学时的材料力学 这一 节的内容不仅不能删 反而要重点讲解 所占课时可 适当由删除其它一些工程实际中应用不多的内容补充 2 2 载荷集度 剪力和弯矩间的关系易理解 记忆 载荷集度 剪力和弯矩间的关系可用如下3 个公 式表示 d Q x q x i a M x Q z d 2 M r x q x 这3 个公式的推导并不难 而且大多数现有的材 料力学教材都对这3 个公式作了洋细推导 只要具备 了基本的高等数学知识和理论力学知识就可以理解 收稿日期 2 0 0 5 1 2 1 1 作者简介 陈莘苹 1 9 7 5 一 男 江西赣县人 株洲工学院教师 硕士 丰要从事工程力学和运输包装方面的教学与研究 万方数据万方数据 1 2 8株洲工学院学报2 0 0 5 矩 另外 这3 个公式非常简单 记忆也并不困难 只 要理解了这3 个公式的含义 掌握了它的应用 那么 这3 个公式就是一个非常有用的工具 在剪力图 弯 矩图的绘制和检验中将发挥重要作用 所以这一节内 容应该作为一个教学重点来讲授 2 3 优化教学内容的顺序 载荷集度 剪力和弯矩间的关系既然在剪力图 弯矩图的绘制中起着举足轻重的作用 那么我们在教 学中就应该让学生尽早接触 从而贯穿于弯曲内力的 整个教学过程 不断强化其应用 从而达到学生能熟 练掌握其应用的目的 为此 笔者在教学实践中对弯 曲内力这一章教学内容的顺序进行了优化 即 弯 曲变形与平面弯曲等基本概念 梁的横截面上的剪 力和弯矩的定义 剪力和弯矩的正负号的规定及其计 算 载荷集度 剪力和弯矩间的关系 分析载荷图 剪力图和弯矩图3 者之问的关系 以及如何根据载荷 图 剪力图和弯矩图3 者之间的关系用 简易法 来 作剪力图和弯矩图 截面法 列出梁的剪力方程 和弯矩方程 从而再作出剪力图和弯矩图 将第 部分与第 部分教学内容的顺序颠倒 主 要基于以下两点理由 第一 截面法 思想在材料力 学中讲轴力图 扭矩图的绘制时已经多次接触 现已 基本掌握其内涵 第二 载荷集度 剪力和弯矩问关 系的教学内容非常重要 为了避免学生对作剪力图 弯矩图产生畏难情绪 先讲解载荷集度 剪力和弯矩 间的关系及用 简易法 作剪力图和弯矩图是必要的 在教学实践中 笔者一般用两 三个典型例题详 细示范用 简易法 作剪力图和弯矩图 学生就能较 好地掌握了 再布置一些练习 让学生进一步加深理 解 在讲解用 截面法 作剪力图和弯矩图时 只要 讲清楚基本思路 再举一 两个例题用 简易法 和 截面法 两种方法作图 进行对比 这样学生就不仅 能理解两种作图方法的本质 又能迅速准确地作图 起到事半功倍的效果 2 4 课堂讨论 在弯曲内力的教学中 学生在听课过程中可能感 觉比较好理解 但在分析做题时还是经常出错 感觉 困难 出现这种情况 主要是载荷集度 剪力和弯矩 问的关系应用得不够熟练 为了克服这种情况 可以 开展一些课堂讨论 选画出一些错误的剪力图和弯矩 图 让学生自己应用载荷集度 剪力和弯矩问的关系 来挑错误 讲清楚错在哪里 为什么错 从而进一步 加深对载荷集度 剪力和弯矩问关系的理解 实践证 明 这种课堂讨论的教学效果很不错 巩固和加深了 对所学知识的理解 对提高学生作剪力图和弯矩图的 准确性有很大的帮助 2 5 运用多媒体 提高教学的直观性 随着科学技术的发展 借助计算机进行辅助教学 已是当今教学手段的重要变革 是提高教学质量的有 效手段 目前 材料力学的课时都非常少 如何在少 课时的情况下尽可能把重点 难点讲深讲透 运用多 媒体进行教学是一个很好的出路 例如 在绘制剪力 图 弯矩图的教学中 可以精心设计多媒体课件 将 分析和绘图的全过程动态演示给学生 可以提高学生 的感性认识 提高学生的学习兴趣 同时可以节约大 量课时 3结论 弯曲内力是材料力学教学中的一个重点 难点 学生普遍反映抽象 难学 笔者在教学方法上做了一 些研究 在实践中取得了较好的教学效果 但是材料 力学的教学研究是一项长期而艰巨的任务 应遵循客 观事物的发展规律 结合教学实际 不断探索 不断 总结 不断提高材料力学的教学质量 参考文献 1 孙训方 材料力学 M 北京 高等教育出版社 1 9 9 4 2 刘鸿文 材料力学 M 北京 高等教育出版社 1 9 9 2 3 1朱玉萍 陈章耀 材料力学多媒体教学调查报告 J 1 江苏 理j 大学学报 社会科学版 2 0 0 1 3 9 9 1 0 1 T e a c h i n go fI n t e r n a lB e n d i n gF o r c ei nM a t e r i a lM e c h a n i c s C H E NS h e n s h e n L IQ i n g h u a Z h u z h o uI n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y Z h u z h o uH u n a n4 1 2 0 0 8 C h i n a A b s t r a c t C o n v e n t i o n a lt e a c h i n gm e t h o d so fi n t e r n a lb e n d i n gf o r c ei nm a t e r i a lm e c h a n i c sh a sb e e nr e f o r m e dw i t hn e wm e t h o d sp u tf o r w a r d K e y w o r d s m a t e r i a lm e c h a n i c s i n t e m a lb e n d i n gf o r c et e a c h i n gr e f o r m 万方数据万方数据 材料力学中弯曲内力的教学研究材料力学中弯曲内力的教学研究 作者 陈莘莘 李庆华 CHEN Shen shen LI Qing hua 作者单位 株洲工学院 湖南 株洲 412008 刊名 株洲工学院学报 英文刊名 JOURNAL OF ZHUZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 年 卷 期 2005 19 4 被引用次数 1次 参考文献 3条 参考文献 3条 1 孙训方 材料力学 1994 2 刘鸿文 材料力学 1992 3 朱玉萍 陈章耀 材料力学多媒体教学调查报告 期刊论文 江苏大学学报 社会科学版 2001 3 本文读者也读过 10条 本文读者也读过 10条 1 崔婷 材料力学 中弯曲内力教学方法的探索与思考 期刊论文 中国科技信息2007 15 2 黄开志 郑航太 HUANG Kai zhi ZHENG Hang tai 浅析弯曲内力图的绘制 期刊论文 重庆科技学院学报 自然 科学版 2009 11 5 3 生涛 赵俭斌 力学课程体系改革与素质教育 期刊论文 沈阳建筑工程学院学报 社会科学版 2001 3 2 4 杨韧 重视 材料力学 大作业提高学生的综合能力 期刊论文 新西部 下半月 2010 7 5 姚合宝 董庆彦 王冰 田来科 改革力学教学方法和教学内容注重培养学生的创新意识 期刊论文 高等理科教育 2001 6 6 李晓阳 杜惠英 李祥琴 Li Xiaoyang DU Huiying LI Xiangqin 知识 能力 素质的关系研究 理论力学教 学中能力培养浅析 期刊论文 力学与实践2001 23 1 7 陈