对比法在材料力学教学中的重要性及应用举例

杨雪梅

【摘 要】材料力学作为土木工程及机电工程系学生重要的专业基础课程之一，其在基础力学教学中有着非常重要的位置，这部分内容学习的特点是需要记忆的知识点比较多比较散，学生记忆掌握起来比较困难，很多学生往往是课程开始兴趣十足，学到一半却兴趣尽失。那么如何在讲课中避免这种现象发生呢？本文从对比法在材力研究的问题、方法、公式及有关规律等几个方面的应用举例出发，阐述了对比法在材料力学教学中的重要性。

【关键词】材料力学；教学方法；对比法；应用举例

材料力学作为土木工程及机电工程系学生重要的专业基础课程之一，其在基础力学教学中有着非常重要的位置，这部分内容学习的特点是需要记忆的知识点比较多比较散，学生记忆掌握起来比较困难，因此，这部分内容对学生而言学习起来感觉比较头疼，往往是课程开始兴趣十足，学到一半却兴趣尽失。那么如何在讲课中避免这种现象发生呢？讲课中多采用对比法不失为一种行之有效的方法。

1 从材料力学中研究的问题上对比

材料力学主要研究地是構件在各种基本变形及组合变形情况下的强度、刚度及稳定性计算问题，而研究强度、刚度及稳定性问题都从外力入手，然后研究其构件内部受力及内力图，进而进一步研究应力、变形及相应的强度刚度和稳定性条件，进行必要的强度、刚度和稳定性计算。从这些研究内容上看，每种变形研究地问题都是相同的，但是因为多数教材体系分章是以变形形式为主线进行的分章，从而使研究的问题相同这一特点变得不再明显，也即人为造成学生第一知觉是材料力学的内容比较多，知识点比较散。如果教师在讲完绪论后，讲授具体问题之前，能把研究的问题做个比较说明，那么学生就会对所要学习的能容有个比较清晰的认识，就会在教学过程中始终让学生感觉到材料力学的内容是形散神不散，从而达到学起来事半功倍的比较好的教学效果。

2 从研究方法上对比

首先，从大的方面看，强度计算和刚度计算方法是类似的，即强度计算和刚度计算都是从外力、内力计算、应力和变形计算入手，然后用工作应力和杆件变形量与各自许用值作比较建立一个不等式的强度和刚度条件，进而解决三种类似的问题，即强度和刚度校核问题，设计截面问题和确定许可载荷问题，所不同的只是强度条件与刚度条件中描述应力与描述变形的量所用的记号不同，计算公式不同，所以讲课时如能对这两部分的内容做个简单的比较说明则同样也可达到事半功倍的效果。

其次，从具体内力计算方法、正负规定、内力图作法和应力公式推导方法上看，各种变形下的内力计算基本方法都相同都是截面法，但截面法不是最好的方法，因此，在其基础上又总结出规律法，如求指定截面上的轴力、剪力和弯矩的规律法，规律法的具体规律虽各不相同，但规律的基本骨架基本相同，而各种内力的正负规定内力图的规定方法也都相同，即正负都是从微段变形情况出发规定各种内力正负，内力图都是平行杆轴的坐标表示界面位置，垂直杆轴的坐标表示内力，正的内力在位置坐标上负的在下（土木工程的弯矩正负规定除外）。除此以外，各种变形的应力公式推导方法也是相同的，即都是从观察试验入手，然后提出假设，再综合其变形几何关系、物力关系和静力学关系推导出具体公式，而且这种方法不仅仅是推导应力的专属，在求解超静定问题时同样是结合这三个方面进行的推导计算，所以由此可见，在材力教学中采用对方法的重要性。

3 公式和规律方面的对比

材力中除了研究问题和研究方法有相同之外，各种基本变形的应力公式、各种基本变形的变形公式及变形能公式及强度条件和刚度条件也都有着相似性，除此以外求各种内力的规律也是相似的，如果在讲课中能加以比较，使学生在比较中去记忆势必使记忆变的容易，这不仅可以避免记混淆，而且还可以起到温故知新、加深理解的目的从而也能达到事半功倍的教学效果。

综上所述，在材料力学教学中应用对比法不仅可以使研究问题和相关知识点变的清晰，让学生感觉到其形散神不散，也能让大量的公式和规律记忆起来不易混淆，使学习变的更容易，从而避免学生因内容繁杂、枯燥、难记而丧失浓厚的学习兴趣，激发学生自主学习热情，进而收到事半功倍的教学效果。

[责任编辑：田吉捷]