浅谈工程力学教学中渗透文史知识案例

时间:2020-11-04 10:56:57 工程力学毕业论文 我要投稿

浅谈工程力学教学中渗透文史知识案例

  工程力学是一门强调逻辑性和理论性的工程专业基础课程,在教学过程中引入力学文史知识案例,可以起到多重效果,下面是小编为你们搜集整理的一篇探讨工程力学融入文史知识论文范文,供大家阅读参考。

浅谈工程力学教学中渗透文史知识案例

  摘要:工程力学是工程专业本科教学中一门的专业基础课。为了提高学生学习兴趣,在力学教学中融入文史素材案例,不仅能增加课堂趣味性,提高学生的求知欲,而且可以在潜移默化中培养学生工程科学精神,从而提高教学质量和学生素质。

  关键词:工程力学;文史知识;学习兴趣

  一、引言

  现代科学技术迅猛发展,要求大学教育树立素质教育的观念,从偏重知识传授转变到能力素质培养上来。《工程力学》是大学工科类专业教育中一门的专业基础课,它包括静力学和材料力学两。本课程的学习,培养学生应用力学理论解决工程理由的能力,同时也是结构力学、弹性力学、钢结构等后继课程的理论基础。在2012年我校“卓越工程师教育培养计划”中,《工程力学》是轮机工程、热能与动力工程、工业工程等专业的学科基础必修课程,占有的地位。目前,大学生本科力学课程教学目前状况并不乐观。主要体现在学生对课程知识感到枯燥无味,缺乏学习兴趣,自主学习能力弱,特别是学生欠缺主动发现理由和解决理由的动力和能力。自主学习能力弱等。这些理由严重影响了《工程力学》教学质量的提高。

  现代自然科学是从力学开始的[1],力学研究成果对自然科学、工程技术的发展和社会进步做出了突出的贡献,其发展历史中蕴含着丰富的人文素质教育素材。如果能在实际教学中结合相关知识点,介绍杰出科学家人生奋斗的历程,穿插有趣、在益的文史知识案例,一方面可活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣;另一方面,将执着追求、求实创新的科学精神在潜移默化中传输给学生,提高学生科学素养。在我校《工程力学》教学过程中,引用一些代表性的典型力学文史知识案例,将知识传授与人文素质培养渗透融合,已经取得了较好的教学效果。下面以中国古代力学成果介绍和魁北克大桥垮塌事故为例说明。

  二、引古论今,激发学生爱国热情和历史责任感

  读史可以明智。力学教材中,绝大力学原理以外国人名命名的,介绍我国古代力学成就的资料很少。教学中穿插介绍中国古代力学成果[2,3],会产生让学生耳目一新的效果。例如:讲到力的概念时,可顺势引用春秋时代墨家代表人物墨翟在《墨经》中对力的定义:“力,形之所以奋也”。按照字面理解,“形”指物体,“奋”即运动变形,也就是说力是物体产生运动变形的理由。这与牛顿经典力学对力的看法基本一致。材料弹性变形定律是力学基本定律之一,由英国著名科学家胡克于1678年提出。东汉著名经学家郑玄,在为春秋时期文献《考工记·马人》“量其力,有三钧”一句作注解中写到:“弓力胜三石,引之中三尺,弛其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺”。即测量弓力时,先将弓的弦松开,用绳子松松地套住弓的两端,然后加重物测量;重量每增加一石,则弓弦就伸长一尺。可以看出,郑玄已经正确描述了力与变形成线性正比的关系,比胡克足足早了1500多年。中国尽管没有发展出现代科学,但劳动人民在实践中总结出了暗含力学原理的宝贵经验,确定横梁高宽比就是中国古代重大力学成就之一[4]。早在公元前5000年,浙江河姆渡遗址中梁木与木枋的比大约是4∶1,已经认识到增大梁木断面的对于承重的性。宋代李诫在其所著《营造法式》中写道:“凡梁之大小,各随其广分为三分之二为厚。”意思是房梁要从圆木中截取高宽之比为3∶2的矩形最合理。这个比值与理论计算值1.414很接近,兼顾了梁抗弯强度和刚度因素,科学而规范,对后世营造起了重大影响。在讲到梁弯曲应力强度条件时,就可以引用这一素材。凡如此类,结合课程内容,追溯中国古代力学辉煌成就,体会到了古代中国人民的智慧,将爱国主义教育融入教学之中,激发民族自强心和历史责任感,从而提高学生对力学课的学习兴趣。

  三、以史为鉴,培养学生工程科学素质

  力学是一门应用性实践性很强的学科,不仅要求学生掌握公式定理的推导,更要习题练习培养严谨求实的.科学态度。引用一些典型工程案例,可进行学生工程科学素质培养。例如,可引用著名的加拿大魁北克大桥(Quebec Bridge)垮塌事故案例。1900年,魁北克大桥开始修建,横贯加拿大圣劳伦斯河,是当时世界上最长的桥梁。主设计师库帕(Theodore Cooper)为了节省成本,没有经过细致验算,轻率延长了大桥主跨的长度,由500米增长到了600米。1907年8月29日,当桥梁即将竣工之际,发生了垮塌事故,75人死亡,多人受伤。事故调查表明,正是由于库帕的过分自信,忽略了对桁架重量的精确计算,而导致悲剧的发生。1913年,大桥的设计建造重新开始,可血的教训没有被吸取,1916年9月重建过程中,悲剧再一次重演:由于某个支撑点的材料指标不到位,中间最长的桥身突然塌陷,造成10名工人死亡。该事故被Engineering news称为“有史以来的最大工程灾难”,也被认为是悬臂结构的最大灾难,还被评为20世纪10大工程技术悲剧之首[5]。库帕所毕业的加拿大工学院也因此声誉扫地,但是学校并没有掩饰、隐瞒这次事故。相反,为了铭记这个教训,它联合倡议七所工程学院筹资买下了大桥的钢梁残骸,打造成一枚枚指环,分发给每年从工程系毕业的学生,取名“耻辱戒指”(Iron Ring),又名“工程师之戒”。这枚戒指代表着工程师的骄傲、责任、义务以及谦逊。从那以后,该校的毕业生被授予毕业证的同时,都会领到一枚耻辱戒指。毕业生们把大桥残骸制成的耻辱戒指戴在左手小拇指上,告诫自己永远不要忘记历史的教训与耻辱,激励自己奋发图强,随时提醒着工程师对他人生命和财产的责任。这个案例的介绍,学生心灵上受到震撼。深切体会到作为一名未来的工程师,应常存敬畏之心,尊重自然科学规律,严谨求实,才能保证工程不出质量理由。

  《工程力学》是一门强调逻辑性和理论性的工程专业基础课程,在教学过程中引入力学文史知识案例,可以起到多重效果。丰富了力学教学内容,激发学生由被动应付转变为主动求知,提高学习积极性。更的是,这些鲜活的事实案例,培养这些未来工程师提高科学素养,树立历史社会责任感,以严谨求实的科学态度面对自身学习、工作遇到的种种理由,从而为他们终生学习和今后发展打下坚实的基础,达到了大学素质教育的目的。同时,也可以显著提升教师教学水平。力学知识案例的搜集整理,拓宽知识领域,增强了教师自身的知识积累,对学科理论有了更深刻的理解。同时,教师也能从学生提问和讨论中启发,真正做到教学相长。在实际教学中,案例搜集要注意丰富典型,与时俱进,可选取近期发生的国内外有重大影响的工程案例。另外,如何选择合适的时机,从而将教学知识点与这些案例密切结合,还在教学实践中不断探索。

  总之,将文史知识案例融入基础力学教学中,可以发挥积极作用,提高学生的学习兴趣,培养学生的工程实践能力和创新能力,努力实现传授知识、培养能力和提高素质“三位一体”。

  参考文献:

  [1]武际可.力学史[M].北京:高等教育出版社,2010.

  [2]戴世强,张文,冯秀芳.古今力学思想与策略[M].上海:上海大学出版社,2005.

  [3]老亮.中国古代材料力学史[M].长沙:国防科技大学出版社,1991.

  [4]戴念祖.中国力学史札记:螺旋与横梁高宽比[J].力学与实践,1997,(19):67-68.

  [5]肖峰.从魁北克大桥垮塌的文化成因看工程文化的价值[J].自然辩证法通讯,2006,28(5):12-17.

【浅谈工程力学教学中渗透文史知识案例】相关文章:

浅谈数学教学中渗透德育的点滴做法11-14

浅谈在《工程力学》教学中的创新论文08-18

浅谈小学英语教学中的情感渗透论文12-02

浅谈工程力学中的受力分析问题10-09

浅谈生物教学德育的渗透10-14

浅谈如何在高职英语教学中渗透美育论文10-05

浅谈小学英语教学中的情感渗透的论文12-02

大学英语教学中的文化渗透浅谈的论文08-02

浅谈英语教学中渗透文明礼仪教育11-08