以創(chuàng)新為核心的工程力學(xué)學(xué)習(xí)探索

李利祥　石路楊　張猛

摘 要：近年來(lái)，全國(guó)高校的教育逐步向素質(zhì)教育和能力教育轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力已成為力學(xué)教學(xué)改革的核心內(nèi)容。本文以創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為核心目標(biāo)，結(jié)合工程力學(xué)的性質(zhì)，從學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)模式等方面對(duì)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)行有益的探索。通過(guò)采用注重理論與學(xué)習(xí)實(shí)際相結(jié)合，引入相關(guān)領(lǐng)域和交叉學(xué)科的知識(shí)以及強(qiáng)化建立力學(xué)模型的能力等有效的學(xué)習(xí)方法，可以激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，大學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力得到提高。這些革新措施不僅發(fā)揮了工程力學(xué)課程在創(chuàng)新和工程實(shí)踐中的作用，同時(shí)對(duì)促進(jìn)學(xué)習(xí)質(zhì)量具有很大的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；工程力學(xué)；學(xué)習(xí)方法

一.工程力學(xué)的創(chuàng)新效應(yīng)

（一）提高創(chuàng)新能力

綜觀當(dāng)前工程力學(xué)的教學(xué)熱點(diǎn)，我們可以清晰地發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的工程力學(xué)學(xué)習(xí)觀念已經(jīng)出現(xiàn)了一些新的變化。即綜合思考創(chuàng)新學(xué)習(xí)的各個(gè)方面以及創(chuàng)新實(shí)踐工作者的成果，創(chuàng)新能力是一個(gè)人創(chuàng)新素質(zhì)的最根本方面。在工程力學(xué)研究過(guò)程中，行之有效的創(chuàng)新學(xué)習(xí)方法可以催生人們以強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而推動(dòng)創(chuàng)造性思維迅速的發(fā)展。最終合理地將科學(xué)理論應(yīng)用于新形勢(shì)，進(jìn)一步解決新工程力學(xué)問(wèn)題。與工程力學(xué)的創(chuàng)新效果伴隨而來(lái)的創(chuàng)新能力不僅僅是一種智力特征，更是一種人格的特質(zhì)，一種積極創(chuàng)新的心理狀態(tài)，更體現(xiàn)了一個(gè)人的綜合素質(zhì)。

（二）培養(yǎng)創(chuàng)新精神

進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新精神也可以由工程力學(xué)的創(chuàng)新效果來(lái)實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)新精神中最重要的是兩點(diǎn)就是創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新勇氣。培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)的前提是創(chuàng)新意識(shí)的形成。創(chuàng)新意識(shí)的形成更加的表現(xiàn)出了一種善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，尋求新變化和積極探索的心理導(dǎo)向。強(qiáng)烈的心理素質(zhì)是創(chuàng)新意識(shí)中的一項(xiàng)，它包括創(chuàng)造激情，探索欲望，尋求好奇心，進(jìn)取精神和自信心。創(chuàng)新的勇氣是培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)的條件，包括諸如崇高理想，不怕危險(xiǎn)的勇氣和堅(jiān)持不懈等非智力因素。在具有數(shù)千年儒家文化歷史的我國(guó)，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新勇氣尤為重要。

（三）鍛煉創(chuàng)新思維

工程力學(xué)創(chuàng)新能力是我們?cè)趯W(xué)習(xí)中必須培養(yǎng)的能力，它對(duì)于幫助我們成功完成工程力學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)有著至關(guān)重要的作用。隨著教育改革與研究的不斷深入，近年來(lái)，中國(guó)對(duì)我們大學(xué)生工程力學(xué)學(xué)習(xí)能力進(jìn)行了更具體，更詳細(xì)，更易于操作的研究分類。此外，已達(dá)成共識(shí)，中國(guó)大學(xué)生目前的工程力學(xué)學(xué)習(xí)能力大概由五種構(gòu)成，分別為：理解能力，推理能力，分析能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)問(wèn)題處理問(wèn)題的能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。力學(xué)創(chuàng)造思維的鍛煉包括兩方面：首先是組織和結(jié)合工程力學(xué)知識(shí)，以創(chuàng)造新的知識(shí)來(lái)提升力學(xué)創(chuàng)造思維；第二是突破工程力學(xué)知識(shí)，提出新的見(jiàn)解，想法，想法和觀點(diǎn)。

二.創(chuàng)新核心下的工程力學(xué)學(xué)習(xí)

（一）注重理論與學(xué)習(xí)實(shí)際相結(jié)合

大部分學(xué)生總是認(rèn)為工程力學(xué)課程存在一定難度，有的甚至直接放棄對(duì)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)和研究，這種想法是極其錯(cuò)誤的。事實(shí)上，工程力學(xué)課并不是那么可怕，它應(yīng)該被視為紙老虎。在工程力學(xué)的學(xué)習(xí)上我們不能僅僅停留在理論學(xué)習(xí)和思考層面，可以把它當(dāng)作普通的課程，注重理論與學(xué)習(xí)實(shí)際相結(jié)合，甚至把它當(dāng)成自己的愛(ài)好。興趣是一個(gè)人尋找某事或喜歡某事的傾向。它伴隨著一定的情感體驗(yàn)，可以使人們的注意力高度集中。當(dāng)我們真正的對(duì)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)活動(dòng)有強(qiáng)烈而穩(wěn)定的興趣時(shí)，它不僅可以使我們完全集中注意力，還可以激發(fā)積極的思考和對(duì)力學(xué)學(xué)習(xí)熱情的深入探索，使人們的心理活動(dòng)處于激動(dòng)的狀態(tài)。在學(xué)習(xí)工程力學(xué)時(shí)，我們應(yīng)該始終堅(jiān)持為課程添加有趣的顏色，例如：當(dāng)我們用扳手?jǐn)Q緊螺母時(shí)，我們使用大扳手來(lái)節(jié)省能量，而小板f卻非常費(fèi)力。通過(guò)這樣的理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，使我們的工程力學(xué)視野不斷拓寬，有趣的感性知識(shí)進(jìn)一步升華為理性認(rèn)識(shí)，達(dá)到愉快學(xué)習(xí)工程力學(xué)的目的，激發(fā)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

（二）相關(guān)領(lǐng)域和交叉學(xué)科的知識(shí)的引入

創(chuàng)新看似偶然，但有它產(chǎn)生的必要條件。創(chuàng)新需要廣泛的知識(shí)和未知的探索精神。我們當(dāng)代大學(xué)生不僅要在課程內(nèi)容中學(xué)習(xí)知識(shí)，還要探索與課程相關(guān)的領(lǐng)域以及我們自己感興趣的問(wèn)題。現(xiàn)如今，計(jì)算力學(xué)技術(shù)在不斷地發(fā)展，相關(guān)的力學(xué)軟件也在不斷更新，在解決工程力學(xué)中復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，一些有限元軟件如 Ansys 和Abaqus 等為我們解決問(wèn)題帶來(lái)了跟大的方便，這些相關(guān)軟件為我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)力學(xué)、理解力學(xué)提供了有力工具。我們可以利用 Abaqus 軟件進(jìn)行模擬出帶圓孔薄鋼板兩端受軸向拉力作用下的 Mises 應(yīng)力分布云圖，在這樣的分布圖指示下，可以清晰地觀察到應(yīng)力集中的分布現(xiàn)象。由此為切入點(diǎn)，講解有限元軟件的基本計(jì)算過(guò)程，使我們這些學(xué)生對(duì)有限元軟件有個(gè)初步認(rèn)識(shí)。此外，結(jié)合相關(guān)授課和指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目，向我們介紹利用有限元軟件計(jì)算所得到的研究成果，使我們了解其強(qiáng)大的功能和應(yīng)用。為了加深我們對(duì)有限元軟件的進(jìn)一步理解，可以尋找使用有限元軟件計(jì)算的簡(jiǎn)單案例。例如，數(shù)值計(jì)算圓軸扭轉(zhuǎn)的橫截面的應(yīng)力和梁的純彎曲，以驗(yàn)證分布規(guī)律。在這樣的案例配合下，我們更為有效的學(xué)習(xí)和理解工程力學(xué)的相關(guān)知識(shí)。

三.結(jié)束語(yǔ)

工程力學(xué)的這門學(xué)科具有較強(qiáng)的理論性，并且在我們?nèi)粘Ｉ钪杏兄鴱V泛的適用性，對(duì)于培養(yǎng)我們當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力有著重要的作用。我們應(yīng)該清晰認(rèn)識(shí)到工程力學(xué)的學(xué)習(xí)策略，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。在工程力學(xué)學(xué)習(xí)方面的創(chuàng)新措施應(yīng)以實(shí)踐為本，重點(diǎn)關(guān)注如何激發(fā)我們的學(xué)習(xí)的興趣和獨(dú)立思考能力，進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新思維。社會(huì)在發(fā)展，人才需求不斷提高，新問(wèn)題不斷涌現(xiàn)，創(chuàng)新和應(yīng)用工程力學(xué)的能力也在不斷提高，要求當(dāng)代大學(xué)生在不斷探索和創(chuàng)新的道路上做出長(zhǎng)期而艱苦的努力。

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作者簡(jiǎn)介：

第一作者，李利祥，漢，男，華北水利水電大學(xué)

第二作者，石路楊，女，華北水利水電大學(xué)

第三作者，張猛，男，華北水利水電大學(xué)