淺談工程力學教學中滲透文史知識案例
工程力學是一門強調邏輯性和理論性的工程專業基礎課程，在教學過程中引入力學文史知識案例，可以起到多重效果，下面是小編為你們搜集整理的一篇探討工程力學融入文史知識論文范文，供大家閱讀參考。
摘要：工程力學是工程專業本科教學中一門的專業基礎課。為了提高學生學習興趣，在力學教學中融入文史素材案例，不僅能增加課堂趣味性，提高學生的求知欲，而且可以在潛移默化中培養學生工程科學精神，從而提高教學質量和學生素質。
關鍵詞：工程力學;文史知識;學習興趣
一、引言
現代科學技術迅猛發展，要求大學教育樹立素質教育的觀念，從偏重知識傳授轉變到能力素質培養上來。《工程力學》是大學工科類專業教育中一門的專業基礎課，它包括靜力學和材料力學兩。本課程的學習，培養學生應用力學理論解決工程理由的能力，同時也是結構力學、彈性力學、鋼結構等后繼課程的理論基礎。在2012年我校“卓越工程師教育培養計劃”中，《工程力學》是輪機工程、熱能與動力工程、工業工程等專業的學科基礎必修課程，占有的地位。目前，大學生本科力學課程教學目前狀況并不樂觀。主要體現在學生對課程知識感到枯燥無味，缺乏學習興趣，自主學習能力弱，特別是學生欠缺主動發現理由和解決理由的動力和能力。自主學習能力弱等。這些理由嚴重影響了《工程力學》教學質量的提高。
現代自然科學是從力學開始的[1]，力學研究成果對自然科學、工程技術的發展和社會進步做出了突出的貢獻，其發展歷史中蘊含著豐富的人文素質教育素材。如果能在實際教學中結合相關知識點，介紹杰出科學家人生奮斗的歷程，穿插有趣、在益的文史知識案例，一方面可活躍課堂氣氛，激發學生的學習興趣;另一方面，將執著追求、求實創新的科學精神在潛移默化中傳輸給學生，提高學生科學素養。在我校《工程力學》教學過程中，引用一些代表性的典型力學文史知識案例，將知識傳授與人文素質培養滲透融合，已經取得了較好的教學效果。下面以中國古代力學成果介紹和魁北克大橋垮塌事故為例說明。
二、引古論今，激發學生愛國熱情和歷史責任感
讀史可以明智。力學教材中，絕大力學原理以外國人名命名的，介紹我國古代力學成就的資料很少。教學中穿插介紹中國古代力學成果[2，3]，會產生讓學生耳目一新的效果。例如：講到力的概念時，可順勢引用春秋時代墨家代表人物墨翟在《墨經》中對力的定義：“力，形之所以奮也”。按照字面理解，“形”指物體，“奮”即運動變形，也就是說力是物體產生運動變形的理由。這與牛頓經典力學對力的看法基本一致。材料彈性變形定律是力學基本定律之一，由英國著名科學家胡克于1678年提出。東漢著名經學家鄭玄，在為春秋時期文獻《考工記·馬人》“量其力，有三鈞”一句作注解中寫到：“弓力勝三石，引之中三尺，弛其弦，以繩緩擐之，每加物一石，則張一尺”。即測量弓力時，先將弓的弦松開，用繩子松松地套住弓的兩端，然后加重物測量;重量每增加一石，則弓弦就伸長一尺。可以看出，鄭玄已經正確描述了力與變形成線性正比的關系，比胡克足足早了1500多年。中國盡管沒有發展出現代科學，但勞動人民在實踐中總結出了暗含力學原理的寶貴經驗，確定橫梁高寬比就是中國古代重大力學成就之一[4]。早在公元前5000年，浙江河姆渡遺址中梁木與木枋的比大約是4∶1，已經認識到增大梁木斷面的對于承重的性。宋代李誡在其所著《營造法式》中寫道：“凡梁之大小，各隨其廣分為三分之二為厚。”意思是房梁要從圓木中截取高寬之比為3∶2的矩形最合理。這個比值與理論計算值1.414很接近，兼顧了梁抗彎強度和剛度因素，科學而規范，對后世營造起了重大影響。在講到梁彎曲應力強度條件時，就可以引用這一素材。凡如此類，結合課程內容，追溯中國古代力學輝煌成就，體會到了古代中國人民的智慧，將愛國主義教育融入教學之中，激發民族自強心和歷史責任感，從而提高學生對力學課的學習興趣。
三、以史為鑒，培養學生工程科學素質
力學是一門應用性實踐性很強的學科，不僅要求學生掌握公式定理的推導，更要習題練習培養嚴謹求實的科學態度。引用一些典型工程案例，可進行學生工程科學素質培養。例如，可引用著名的加拿大魁北克大橋(Quebec Bridge)垮塌事故案例。1900年，魁北克大橋開始修建，橫貫加拿大圣勞倫斯河，是當時世界上最長的橋梁。主設計師庫帕(Theodore Cooper)為了節省成本，沒有經過細致驗算，輕率延長了大橋主跨的長度，由500米增長到了600米。1907年8月29日，當橋梁即將竣工之際，發生了垮塌事故，75人死亡，多人受傷。事故調查表明，正是由于庫帕的過分自信，忽略了對桁架重量的精確計算，而導致悲劇的發生。1913年，大橋的設計建造重新開始，可血的教訓沒有被吸取，1916年9月重建過程中，悲劇再一次重演：由于某個支撐點的材料指標不到位，中間最長的橋身突然塌陷，造成10名工人死亡。該事故被Engineering news稱為“有史以來的最大工程災難”，也被認為是懸臂結構的最大災難，還被評為20世紀10大工程技術悲劇之首[5]。庫帕所畢業的加拿大工學院也因此聲譽掃地，但是學校并沒有掩飾、隱瞞這次事故。相反，為了銘記這個教訓，它聯合倡議七所工程學院籌資買下了大橋的鋼梁殘骸，打造成一枚枚指環，分發給每年從工程系畢業的學生，取名“恥辱戒指”(Iron Ring)，又名“工程師之戒”。這枚戒指代表著工程師的驕傲、責任、義務以及謙遜。從那以后，該校的畢業生被授予畢業證的同時，都會領到一枚恥辱戒指。畢業生們把大橋殘骸制成的恥辱戒指戴在左手小拇指上，告誡自己永遠不要忘記歷史的教訓與恥辱，激勵自己奮發圖強，隨時提醒著工程師對他人生命和財產的責任。這個案例的介紹，學生心靈上受到震撼。深切體會到作為一名未來的工程師，應常存敬畏之心，尊重自然科學規律，嚴謹求實，才能保證工程不出質量理由。
《工程力學》是一門強調邏輯性和理論性的工程專業基礎課程，在教學過程中引入力學文史知識案例，可以起到多重效果。豐富了力學教學內容，激發學生由被動應付轉變為主動求知，提高學習積極性。更的是，這些鮮活的事實案例，培養這些未來工程師提高科學素養，樹立歷史社會責任感，以嚴謹求實的科學態度面對自身學習、工作遇到的種種理由，從而為他們終生學習和今后發展打下堅實的基礎，達到了大學素質教育的目的。同時，也可以顯著提升教師教學水平。力學知識案例的搜集整理，拓寬知識領域，增強了教師自身的知識積累，對學科理論有了更深刻的理解。同時，教師也能從學生提問和討論中啟發，真正做到教學相長。在實際教學中，案例搜集要注意豐富典型，與時俱進，可選取近期發生的國內外有重大影響的工程案例。另外，如何選擇合適的時機，從而將教學知識點與這些案例密切結合，還在教學實踐中不斷探索。
總之，將文史知識案例融入基礎力學教學中，可以發揮積極作用，提高學生的學習興趣，培養學生的工程實踐能力和創新能力，努力實現傳授知識、培養能力和提高素質“三位一體”。
參考文獻：
[1]武際可.力學史[M].北京：高等教育出版社，2010.
[2]戴世強，張文，馮秀芳.古今力學思想與策略[M].上海：上海大學出版社，2005.
[3]老亮.中國古代材料力學史[M].長沙：國防科技大學出版社，1991.
[4]戴念祖.中國力學史札記：螺旋與橫梁高寬比[J].力學與實踐，1997，(19)：67-68.
[5]肖峰.從魁北克大橋垮塌的文化成因看工程文化的價值[J].自然辯證法通訊，2006，28(5)：12-17.
【淺談工程力學教學中滲透文史知識案例】相關文章：
淺談在《工程力學》教學中的創新論文11-19
淺談數學教學中滲透德育的點滴做法03-29
大學英語教學中的文化滲透淺談的論文02-20
淺談德育在中學化學教學中的滲透論文01-19
淺談高中化學教學中其他學科的滲透(一)03-08
淺談初中數學思想方法在教學中的滲透05-26
淺談在語言活動中滲透環境教育03-27
淺談項目教學法在高職英語教學中的實施案例03-20