演示性实验在力学课堂教学中的研究与应用
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效果。 ２ ． １ 以演示性 实验揭示 自然规律 ， 加深学生对理论 的理解 力学课程是 一门理论性很强 的课 程 ， 既抽 象又难懂 ， 所 以通
高跟鞋鞋跟 的底 面积为 １ ０×１ ０ ｍ ， 假设人 的一半重量 由高 跟鞋跟来 承担 ， 则每个鞋跟承担人体重量的 １ ／ ４ ， 则 每个鞋跟下 的 平均应 力为
础。
随着新形势下高等教育的不断扩大招生 、 力 学类课程学时 的 不断精简以及原有的力学类课程教学方式与教学方法的改革 ， 有 必要根据教 育部力学教学指 导委员会所制定 的力学课 程教学基 本要求 ， 对教学 大纲 中关 于理论 和实验教 学部分进 行进一 步修 订； 有必要在课程体系与 内容上进行创新性研究 ， 依照科学性 、 系 统性和适用性 的原则对不 同类别 的课 程理论和实验部分 进行改
握和运用 。这就要求教师在讲课 时 ， 只有理论 结合实际 ， 才能生 动， 使 学生听 了通俗易懂 。为 了更好地理论联 系实际 ， 增 加学生
的感性认 识 ， 加深 学生对 自然规律 、 理论 知识 、 和工 程实 际的理 解， 在力 学类课程 的教 学过程 中， 演示 性实验起着不 可或缺的作
用 】 。
人的重量是均匀分布在鞋底接触面上的 ， 则平均应力为 ：
ｎ 、 ， ０ Ｑ
盯１ ＝ 等 ｌ －＝ ２ ０ ． ４ ｋ Ｎ ／ ｍ
１厶 ＾ １Ｕ ＾ 二
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在演示类力学实验教学上 ， 上海交通大学 、 西北工业大学 、 北 京航空航天 大学 和南京航空航天 大学 等高校在这一方 面具备 较 大的优势并取得 了很好 的教学效果 。特别是上海交通大 学在理 论 力学 ， 材料力学等课程 中 ， 加入 了运 动机 构 （ 曲柄 滑块 、 四连杆 等机构 ） 离心惯性力 、 不 同类型 的转子离心惯性力 、 科 氏惯性力和 压杆稳 定等演示性实验 ， 取得了一系列教学成果 。 因此 ， 我 校在 力学 类课 程 的教学 过程 中 ， 除集 中课 时安 排 ４ — ６ 个验证性 实验外 ， 力 学课程群教 学 团队结 合我校实 际情况 ， 坚持在课堂上进 行一些演示性实验 ， 经过验证取得 了较好 的教学
教师在课堂讲授 时 ， 常 常要 经过一些 中间过程 ， 拐几个弯子来 表 述， 致使 学生听后往往觉得 含义 不清， 概念模糊 。这时教师也 可
以通过演示性实验来讲授 。 例 如在材料力学 中讲授应力概念时 ， 可 以分别邀请 两位身材 差不多 的女生 ， 一位穿平底 鞋 ， 另一位 穿高跟鞋分别去踩一位 志 愿 者男生 的脚 ， 同学们可以通过志愿者 的面部表情直观的感受 到 两者的差别 。同时教师可 以给 出数据让同学们进行估算 ， 假设 女 生质量都为 ５ ０ ｋ ｇ 。平底 鞋与底面的接触面积为 １ ２×１ ０ 。 ｍ ， 假设
学 生将 理论 知识 与 生 活 、 工程 实践 相 结合 。
关键词 ： 演示性 实验 力学 课 堂教 学 中图分类号 ： Ｇ ６ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ
１ 引 言
高等教育 中， 力学类课程在土木类专业与机械类专业 中占有 十分重要 的地位 ， 是相关专业 的专业基 础课程 ， 对 于学生运用力 学理论知识解决工程实际问题有较高 的要求 ， 是学习后续钢筋混 凝 土设计原 理 、 钢结构 以及机 械设计原 理等专业课 程 的重要基
革和创新［ Ｉ － ４ １ 。 ２ 力学 课 程 开 展 课 堂 演 示 性 实 验 的 必 要性 在现行 的力 学教材 中定理 、 推论 和公式 推导偏多 ， 学生们普 遍 反映力学课程 理论枯燥 、 学习难 度大、 很多知识 点难 以消化 、 掌
的距 离成 线性 关系 ， 砝 码 与某个 台秤 越近 ， 则 该 台秤 的读数 越 大 。一种极 端的情 况是 ， 放 砝码放在左端 台秤 上方 时 ， 该 台秤 的 读数与砝码 的质 量相等 ， 而另一个台秤的读数为零 ［ ７ ］ ， 将砝码 放 置右端 台秤 上方 时亦是如此 。这个演示性 实验还可 以根据课 时 需要放置在 理论 力学刚体 的平衡条件 或是 结构力学影 响线 的学 习 中进 行演 示 验 证 。 ２ ． ２ 以演示性实验联系理论知识和实际应用 ， 促进学生正确理解 概 念 力 学课程 内容上有一个很重要的特点 ， 就是许多力学术语 概 念 比较抽象深奥 ， 不容易通过想 象将 概念和具体事物联 系起 来 ，
堕 垫
Ｎｏ． １ １
Ｔ Ｉ ＭＥ Ｅ Ｄ Ｕ Ｃ ＡＴ １ ０ Ｎ
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演示性实验在 力学课堂教 学 中的研究与应 用
蒋 泉 葛文 璇 许薇
摘要： 针 对力学课程 自身的特征 以及教 学现状 ， 提 出将演 示性 实验 引入 力学课程课 堂教 学之 中， 就力 学课堂教 学开展演示性 实验 的必要 性和注意点进行 了阐述 。实践证明 ， 在 力学课堂教学 中引入 演示性 实验 不仅 可以提 高学生对力学课程 的学习兴趣 ， 而且有助 于
＜ ｎ ｖ ０ Ｑ
１ ２ ２ ５ ｋ Ｎ／ ｍ２
经 过计 算 可 以看 出 ， 高跟 鞋 鞋 跟 下 的应 力 水 平 约 是 平 底鞋 的
６ Ｏ 倍 。每每在进行 这个演示 性实验 的时候 ， 同学们都 是在欢 乐 的气氛中学 习了新知识 ， 相信 同学们绝对会对应力这个概念印象 十分深 刻。 ２ ． ３ 以演示性实验激发学习兴趣 ， 调动学生 的学习积极性 在学习力学课程 的同时 ， 本教学 团队要求 同学们各 自组队课 后设计一个 演示性实验来展示某一力学概念 ， 或者找到某一力学 概念被应用的工程实例 。这个作业受到 了同学们 的积极 回应 ， 很 多小组设计了不 止一项 的实验 ， 递交的作业被装订成册分发给班 里 的所有 同学 ， 作为新 的学 习资源 ， 这 样可 以促使 同学们互相 学 习而不是仅仅向教师和课本学 习。同时教学相长 ， 教师也可以从 学生作业中发现新 的适合课堂进行 的演示性实验 。
高跟鞋鞋跟 的底 面积为 １ ０×１ ０ ｍ ， 假设人 的一半重量 由高 跟鞋跟来 承担 ， 则每个鞋跟承担人体重量的 １ ／ ４ ， 则 每个鞋跟下 的 平均应 力为
础。
随着新形势下高等教育的不断扩大招生 、 力 学类课程学时 的 不断精简以及原有的力学类课程教学方式与教学方法的改革 ， 有 必要根据教 育部力学教学指 导委员会所制定 的力学课 程教学基 本要求 ， 对教学 大纲 中关 于理论 和实验教 学部分进 行进一 步修 订； 有必要在课程体系与 内容上进行创新性研究 ， 依照科学性 、 系 统性和适用性 的原则对不 同类别 的课 程理论和实验部分 进行改
握和运用 。这就要求教师在讲课 时 ， 只有理论 结合实际 ， 才能生 动， 使 学生听 了通俗易懂 。为 了更好地理论联 系实际 ， 增 加学生
的感性认 识 ， 加深 学生对 自然规律 、 理论 知识 、 和工 程实 际的理 解， 在力 学类课程 的教 学过程 中， 演示 性实验起着不 可或缺的作
用 】 。
人的重量是均匀分布在鞋底接触面上的 ， 则平均应力为 ：
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在演示类力学实验教学上 ， 上海交通大学 、 西北工业大学 、 北 京航空航天 大学 和南京航空航天 大学 等高校在这一方 面具备 较 大的优势并取得 了很好 的教学效果 。特别是上海交通大 学在理 论 力学 ， 材料力学等课程 中 ， 加入 了运 动机 构 （ 曲柄 滑块 、 四连杆 等机构 ） 离心惯性力 、 不 同类型 的转子离心惯性力 、 科 氏惯性力和 压杆稳 定等演示性实验 ， 取得了一系列教学成果 。 因此 ， 我 校在 力学 类课 程 的教学 过程 中 ， 除集 中课 时安 排 ４ — ６ 个验证性 实验外 ， 力 学课程群教 学 团队结 合我校实 际情况 ， 坚持在课堂上进 行一些演示性实验 ， 经过验证取得 了较好 的教学
教师在课堂讲授 时 ， 常 常要 经过一些 中间过程 ， 拐几个弯子来 表 述， 致使 学生听后往往觉得 含义 不清， 概念模糊 。这时教师也 可
以通过演示性实验来讲授 。 例 如在材料力学 中讲授应力概念时 ， 可 以分别邀请 两位身材 差不多 的女生 ， 一位穿平底 鞋 ， 另一位 穿高跟鞋分别去踩一位 志 愿 者男生 的脚 ， 同学们可以通过志愿者 的面部表情直观的感受 到 两者的差别 。同时教师可 以给 出数据让同学们进行估算 ， 假设 女 生质量都为 ５ ０ ｋ ｇ 。平底 鞋与底面的接触面积为 １ ２×１ ０ 。 ｍ ， 假设
学 生将 理论 知识 与 生 活 、 工程 实践 相 结合 。
关键词 ： 演示性 实验 力学 课 堂教 学 中图分类号 ： Ｇ ６ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ
１ 引 言
高等教育 中， 力学类课程在土木类专业与机械类专业 中占有 十分重要 的地位 ， 是相关专业 的专业基 础课程 ， 对 于学生运用力 学理论知识解决工程实际问题有较高 的要求 ， 是学习后续钢筋混 凝 土设计原 理 、 钢结构 以及机 械设计原 理等专业课 程 的重要基
革和创新［ Ｉ － ４ １ 。 ２ 力学 课 程 开 展 课 堂 演 示 性 实 验 的 必 要性 在现行 的力 学教材 中定理 、 推论 和公式 推导偏多 ， 学生们普 遍 反映力学课程 理论枯燥 、 学习难 度大、 很多知识 点难 以消化 、 掌
的距 离成 线性 关系 ， 砝 码 与某个 台秤 越近 ， 则 该 台秤 的读数 越 大 。一种极 端的情 况是 ， 放 砝码放在左端 台秤 上方 时 ， 该 台秤 的 读数与砝码 的质 量相等 ， 而另一个台秤的读数为零 ［ ７ ］ ， 将砝码 放 置右端 台秤 上方 时亦是如此 。这个演示性 实验还可 以根据课 时 需要放置在 理论 力学刚体 的平衡条件 或是 结构力学影 响线 的学 习 中进 行演 示 验 证 。 ２ ． ２ 以演示性实验联系理论知识和实际应用 ， 促进学生正确理解 概 念 力 学课程 内容上有一个很重要的特点 ， 就是许多力学术语 概 念 比较抽象深奥 ， 不容易通过想 象将 概念和具体事物联 系起 来 ，
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演示性实验在 力学课堂教 学 中的研究与应 用
蒋 泉 葛文 璇 许薇
摘要： 针 对力学课程 自身的特征 以及教 学现状 ， 提 出将演 示性 实验 引入 力学课程课 堂教 学之 中， 就力 学课堂教 学开展演示性 实验 的必要 性和注意点进行 了阐述 。实践证明 ， 在 力学课堂教学 中引入 演示性 实验 不仅 可以提 高学生对力学课程 的学习兴趣 ， 而且有助 于
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经 过计 算 可 以看 出 ， 高跟 鞋 鞋 跟 下 的应 力 水 平 约 是 平 底鞋 的
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