工作；磨季云，男，武汉科技大学理学院副教授，硕士生导师，力学系主任。研究方向：爆炸力学、工程结构数值仿真计算等；陈桂娟，女，武汉科技大学理学院副教授，主要从事工程力学的相关教学和科研工作。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2015）26-0063-02
“材料力学”是工科专业一门非常重要的专业基础课，主要培养学生利用力学知识解决工程实际问题的能力，它具有很强的工程性、实践性和应用性，是连接基础课与专业课的纽带。但是，该课程理论性强、公式繁多，学生普遍感到抽象枯燥，难度较大。如何让学生对这门课产生兴趣，真正享受到力学的独特魅力，使得枯燥沉闷的力学课堂变得有灵动丰富，结合教学实践从“兴趣引导”提出一些探索。
一、结合身边力学现象，激发学生学习兴趣
课堂上教师可以讲授一些通俗易懂或者在教室里直接做实验的材料力学实例，结合身边的力学现象，激发学生的学习兴趣。比如在讲述材料力学连续性、均匀性、各向同性基本假定的时候，可以这样举例子：①研究粉笔的宏观力学性能时，尽管其内部有很多孔隙，但是这些孔隙相对于粉笔的尺寸来讲是极其微小的，可以忽略不计，就认为粉笔材料在其整个体积内是连续的，这样做的好处是当把某些力学量看作是固体的点的坐标的函数时，对这些量就可以进行坐标增量为无限小的极限分析；②体检时抽血化验，一般只抽少量，但是这少量的血可以反应全身血液的情况，这是均匀性的表现；③劈材的时候，顺木材纹路劈很容易断，而垂直纹路劈很难断，这是材料各向异性的表现，反之材料各点在各个不同方向表现出相同的力学性能，则是各向同性的。当讲到材料的拉压弯剪扭试验时，可以顺手拿起讲台的粉笔与学生进行互动，或者邀请一位学生走上讲台为大家演示，请学生们观察粉笔的断口形状、描述施加力的方式和状态，最后再与书中低碳钢这种塑性材料进行断口对比。再比如讲到截面形状对梁的弯曲变形的影响时，可以请学生们抬头观察一下教室里的横梁，这个矩形截面的横梁是竖着放的，还是横着放的，为什么要这样放，好处是什么。还可以现场利用厚书本亲身做个简单的验证试验，先把书本竖起来放在两只手上，书脊向上，模拟简支梁在自重作用下的变形，再把书本平放，最后发现平放的时候在自重作用下产生明显的弯曲变形，而竖着放几乎看不到弯曲变形，这是因为截面平放或竖放对中性轴的惯性矩不同。通过这些简单的课堂小实验，可以把晦涩的力学理论讲解得更为通俗易懂，学生们通过现场参与，会发现身边的力学现象如此有趣，在体会与教师互动的快乐的同时，对知识点的理解和记忆也更加深刻。
二、改进教学互动方法，培养学生学习兴趣
“授人以鱼，不如授人以渔”，教师的职责不仅是教学生知识，而且要掌握学习知识的正确方法。材料力学中有大量的公式和作图，学生普遍反映公式难记，内力图难画。其实，只需要一点点技巧，这些难题就可以迎刃而解。
1.口诀法
在“梁的弯曲内力”章节，教材总结了梁在均布荷载、集中力和集中力偶作用下的剪力图和弯矩图特点，需要学生牢记图形的特征以便快速准确地画出复杂荷载作用下梁的剪力图和弯矩图，学生普遍反映难度较大，容易记错。为了方便记忆，教师可给学生总结口诀：“剪力图，没有荷载水平线，集中荷载有突变（方向一致），力偶荷载无影响；弯矩图，没有荷载斜直线，集中荷载有尖点，力偶荷载有突变（顺上逆下）。”为了说明均布荷载的变化方向，还可以总结口诀“均布荷载向上似火，弯矩下凸似锅，锅烧水！均布荷载向下似雨；弯矩上凸似伞，伞挡雨！”为了直接写出弯矩值，还可以总结“弯矩值变化量等于剪力图与x轴围成的面积”，可以大大节省计算工作量。通过“口诀+图形”的综合记忆法训练后，绘制内力图就变成了一件轻松快乐的趣事，且当学生牢记简单载荷作用下梁的内力图规律后，就可以自学叠加法绘制复杂载荷作用下的内力图。
2.类比法
材料力学中大量公式有其内在规律，教学过程中通过分类整理帮助学生快速记忆。例如，杆件基本变形公式汇总如表1所示：
经过对比研究，可以引导学生总结这些公式的特点： 应力=■，变形=■。经过化繁为简的处理，只需记忆几个简单的物理量，三组公式即可深入脑海。还有其他一些公式，同样可以找到记忆的诀窍，例如弯曲变形中横截面一点的弯曲正应力？滓=■，在讲解每一个物理量的意义后，可以幽默地给学生解释到正应力 就是“我的”（my）比“我”（l）；还有弯扭组合中第三和第四强度理论的相当应力？滓r3=■，？滓r4=■，学生总是对根号下的系数混淆不清，仔细观察可以发现，相当应力的下标数值与扭矩T前面的系数乘积正好都等于3，即3×1=4×0.75=3。因此，通过对大量公式进行归纳类比，发现其规律性和乐趣性，引导学生在理解的基础上正确记忆，可以取得事半功倍的效果。
3.联想法
在讨论“提高梁的弯曲强度措施”章节时，有个选择合理截面形状的问题。在截面面积一定时，矩形比圆形合理，而工字型又比矩形合理，这个结论可由公式推导，为了更形象记忆，可以给学生这样讲解，联想一下“圆”是一个大腹便便的肥胖者，“矩形”是一个上下一般粗的人，而“工字型”是肩宽腿壮、腰部纤细的健美运动员，如此有审美效果的讲解一定会引起学生的兴趣，接着再讲“材料力学合理设计梁截面的指导思想就是尽可能把材料放置到离中性轴较远处”，这就类似于生活中“减肥”的道理，把腰部赘肉尽可能转变为四肢的肌肉。通过这种联想，学生很容易掌握合理梁截面的设计原则。异曲同工之妙还有两端铰支细长压杆临界力公式Fcr=■，可以反问学生，为什么“虚心”的竹子能傲立风雪？能用临界力公式解释吗？引导学生得到答案：面积相等条件下，空心圆截面的惯性矩大于实心圆截面，因此虚竹的临界力大，稳定性好，与此类似还有芦苇麦秸等。通过这样一个形象的联想，相信学生一定会对公式记忆深刻。
三、优化设计教学过程，提高学生学习兴趣
一堂基础力学课，如果平铺直叙讲下来，就会让人觉得平淡无奇；如果能在枯燥的理论中添加一些人为的教学设计，就是眼前一亮，锦上添花。在教学过程中，要打破传统的照本宣科思想，力求启发式教学，以学生为中心，优化教学过程，调动学生学习的积极性和主动性。比如在讲解强度理论时，可以向学生提问“水管在寒冬低温条件下，由于管内水结冰引起体积膨胀，而导致铸铁水管爆裂。由牛顿第三定律可知，水管与冰块所受的压力相等，试问为什么冰不破裂，而水管发生爆裂？”这是日常生活中非常普遍的现象，一定会吸引大家的注意力和兴趣，经过大家踊跃的思考和发言后，再为大家解释“冰处于三向受压状态，不容易压破，而铸铁管壁任一点处于二向拉应力状态，易造成脆性断裂”。再比如讲解压杆稳定，给每个学生发一张A4的白纸，请大家折成不同截面形式的杆件，使得杆件在自重作用下保持稳定性，看看谁的方案稳定性更好，他是怎么实现的？继而得到杆件的稳定性和哪些因素有关。这个普通的折纸小插曲教学设计，一定是带给学生们的意外的惊喜，通过这样一系列有针对性地按教学重难点进行的设问、引导，鼓励学生跟随课堂内容积极思考，着力培养学生的创新思维能力。通过启发式提问，联系具有感性知识的生活实例，引导学生用知识解释生活现象，不仅可大大激发学生“学以致用”的学习兴趣，而且让学生发现力学课堂不再是晦涩难懂，而是一个妙趣横生的发现之旅。
兴趣是最好的教师，教师在教学过程中要多角度、充分挖掘课程的趣味性，在教学过程中有意识地加以阐述和利用，去激发、调动学生的学习积极性，引导学生喜爱学习、乐于学习。此外，力学教师还应该与时俱进，不断研究学生、研究教材、研究教法，让材料力学这门专业基础课通俗易懂、深入人心。
参考文献：
[1]胡海岩.对力学教育的若干思考[J].力学与实践，2009，31（1）：70-72.
[2]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2010.
[3]侯作富，梅超.教室中的材料力学实例[J].力学与实践，2013，35，（2）：90-92.
[4]岳桂杰.工程力学教学中的一些生活和工程实例[J].力学与实践，2012，34，（2）：83-84.
[5]何仁生，叶展，陈小林，等.力学教学中如何进行迁移教学[J].高等理科教育，2006，（5）：118-121.
（编辑：郝婵）