启发式方法在《工程力学》教学中的运用
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摘 要 本文是本着自己所教的课程，结合日常生活中的一些实例而写成的。全文共分六个问题：其主要内容是“启发式”教学。
关键词 启发式 教学
我是1988年毕业于东北职工大学管理系。由于工作需要，毕业回到东电一公司教育处（93年调入电厂教育处），任技校班的工程力学课，此科目对于外行的我来说，确实是一个难题。面临教师短缺，我也就毫不犹豫地接下来。我一边摸索、一边钻研、一边授课，真是功夫不负有心人哪！
至今教学已有十个年头了，在这十个年头里，我曾任92级、93级、94级、95级技校班的工程力学课，93级、94级、95级、96级业余中专的工程力学课，经过本人的刻苦努力，教学效果还是不错的。尤其是93级技校班材力课统考那年，曾授予大连电校校外班的领导的奖励。
通过不断的研究、探讨、授课，使我从教学中悟出这种教学方法，那就是启发式教学。在谈启发式的教学时，人们常常与注入式相联系，二者都是具体的教学方法，但不能说，讲授就是注入式，谈话、讨论就是启发式。所谓注入式，一般是指不看对象，不管学生领会与否，让学生呆读死记，其教学效果不利于学生智力的发展，甚至窒息学生的智慧，压抑学生的才华。启发式是指整个教学过程都应唤起学生的积极思维，启发学生的学习愿望，引起学生的学习兴趣，始终使学生处在一种对知识的追求状态，从而使“教”与“学”同步，将学生的学习变被动为主动，克服了教师枯燥无味地灌输和垄断课堂的现象，有利于发展学生的智力，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。那么，如何在教学中运用启发式呢？我在《工程力学》课的教学实践中做了以下几个方面的尝试。
一、启发式学习动机，调动学生积极性
学习动机是推动学生学习的一种内部动力，要使学生学好工程力学课，必须启发学习的动机，而学习动机又是在需要的基础上产生的。需要是人的一切活动的动力源泉，是产生积极性的基础。为此，在教学中教师用渊博的知识、生动的实例，向同学们讲述材料的各种性能以及各种应力在电厂应用中的重要性，使大家知道学好这门专业课，为今后工作和未来都是有好处的。例如，开、关门时，师傅们用扳手拧紧螺母时，还有司机师傅握的方向盘等等这些都是力矩、力偶的实例，再如几百米高的大厦、斜拉铁索桥、各种机械支承臂梁、转轴、汽轮机叶片、锅炉承压管等，都是通过应力对材料进行设计和核算的，以及材力与日常生活息息相关，如高压锅、自行车、坐的椅子等。用这样的方式诱导学生学习工程力学的意向、愿望和兴趣，于是激发起学习的自觉性和积极性。由于学生有了学习的热情，学好工程力学课就有了内在力量和基础，教师的教学过程也就顺利进行了。
二、结合日常生活现象，启发学生集中注意力
教师总是希望同学的注意力集中在课堂上，全神贯注地听讲，但时常是事与愿违，其原因在于“教”与“学”的双方。对教师来说，除了清楚、明白讲述教材内容，将学生注意力集中外，还应采取多种手段，用更积极的措施集中学生的注意力。把工程力学知识与活生生的日常生活现象相联系，启发学生提高学习注意力效果很好，用形象逼真的生活现象来启发学生对所研究的问题的兴趣，唤起求知的欲望，将注意力全部集中在教师的讲授上，比采用粗暴生硬的手段来维持课堂纪律要积极得多，不仅学生容易接受，而且教学效果好。
三、结合生产实践，启发学生获取知识
任何事物总是带有普遍性和特殊性。教师在讲授时应启发学生去寻找事物的异同点，去比较、去鉴别，从中总结出规律性的东西。如讲应力集中时，启发学生独立思考，首先向学生讲述：在买布时，售货员首先将布剪开一个口，然后用手将布撕开。这就是生活中利用应力集中撕布，若不先剪个口，布就不容易撕开。这样，不但增加了学生对知识的理解和记忆，更重要的是使同学们缩短理论和实际中差距，即抽象概念在具体问题的体现。
四、找出差异，开发判断能力
任何一类事物都具有相同与不同之处，采用比较的方法，找出差异，通过比较异同点，启发学生判断“是”与“非”的能力。如材料力学中，压缩变形和挤压变形从字面上看十分相似，如果没有图形很难辨认是哪一种变形，怎样才能区别它们呢？教师应该从定义、特点不同找差异，压缩变形是指作用在构件两端的力大小相等、方向相反、作用线与杆的轴线重合、在轴向压力作用下产生变形。而挤压是指两个物体相互接触，在接触表面上互相压紧的现象。根据定义的差异，再考虑一下它们的特点，压缩是指整体被压，挤压是指局部被压，通过掌握它们的定义和特点，就很容易识别是什么变形了。这不但有助于同学们对此知识的牢固掌握，而且还开发了他们的分析能力和判断能力。
五、采用类比推理传授新知识
推理是由一事物判断另一事物的思维过程，判断与类比推理有着密切联系，因此，教师在教学过程中，常用类比的形式，进行逻辑推理，传授新知识。比如，在讲圆轴扭转变形时常常与拉（压）杆变形进行类比，他们都属于在外载荷作用下产生变形，所以可推理为二者具有同样功能。校核拉(压)杆强度时，思路是:外力(P)内力(N) 应力(σ)，根据类比推理可以校核圆轴扭转变形的强度，但又不完全一样，此时，教师可再启发学生根据定义去寻找求扭转的应力，这样将拉(压)变形与圆轴扭转变形进行类比，根据拉(压)杆的条件推理判断，讲授圆轴扭转的变形就容易多了，所以说，用类比启发式教学不但有利于传授知识，同时，在教学过程中潜移默化地展开了学生的逻辑推理能力。
六、指点思路启发灵活运用所学知识
教师讲授时，不要轻易把问题的答案全盘端出，应注意对学生的指点、启发。这不但有利于开发学生的智力，而且还能保证课堂上精力集中，引其思路，灵活运用所学的知识，由学生自己作出答案。比方说，求拉杆（圆的）的截面尺寸，通常只介绍A>N/〔σ〕，杆件的外力及许用应力为已知，可求出A，但教师不必要立刻作出答案，可启发学生分析题义，从而学生就会得到答案。此题所求的并不是面积，而是具体截面尺寸，这时若再进一步启发学生，应用强度条件设计一下外载荷，学生马上就会想到不是求内力，而是要求外力，并借助于内力与外力的关系，这种启发式教学不仅将前后所学的知识连贯起来，还培养了学生灵活运用所学知识的能力。以上是我近十多年的教学实践过程中的尝试，有不足之处望评委给予指正。