本書屬於閤肥學院模塊化教學改革的一項內容,主要包含靜力學分析、平麵圖形的幾何性質、拉壓、剪切、扭轉及彎麯變形的內力、強度、剛度分析,以及應力狀態和強度理論、組閤變形等內容。本書通過引入大量的工程構件,將四大基本變形相近的內容進行知識重構,同時按照工程模型—力學模型—數學模型—計算模型的思路組織教學,並且通過編程解決計算問題。
本書可作為普通高等工科院校本科機械、近機類及成人教育等院校的工程力學教材,同時也可作為相關工程技術人員的參考用書。
國傢中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)在高等教育方麵做齣重要規劃,其中一項內容為“教師要把教學作為首要任務,不斷提高教育教學水平;加強實驗室、校內外實習基地、課程教材等教學基本建設,深化教學改革”。可見,加強課程教材的建設是提高高等教育質量的一個重要方麵。
目前,工科工程力學類的教材幾乎都是沿用前蘇聯的力學體係,雖然該體係完整、經典,但教材的形式、內容、方法在幾十年內幾乎沒有什麼變化,已經難以適應現代工程力學的需要,尤其對於應用型本科高校,更需要側重於學生解決實際問題能力的培養,特彆在計算能力及分析能力方麵。
2014年閤肥學院模塊化教學改革獲得瞭國傢級教學成果一等奬,也是安徽省高等教育的重大突破。工程力學這個模塊,作為機械設計製造及其自動化和材料成型及控製工程專業的模塊化培養方案的一個專業基礎模塊,其教學效果直接關係到後續模塊的教學,有著重要的作用。因此,從工程需要的能力齣發,對工程力學進行瞭模塊化教學改革,其思路如下圖:
為此,通過模塊化改革,變知識輸齣為能力輸齣,針對原來的靜力學和材料力學課程,本書通過知識重構進行瞭以下改革:
(1) 針對研究對象,引入工程常用構件,包含綜閤使用的構件,如組閤變形杆、連接件、麯杆、剛架及桁架,使學生知道學之所用及如何應用,為學生建立工程模型的概念,以培養學生力學方麵的興趣,增強學習的目的性和目標性。
(2) 在內容方麵,從橫嚮比較到縱嚮深入,將拉壓、剪切、扭轉及彎麯四大基本變形相近的內容如內力、應力、變形進行重組, 先橫嚮比較,再縱嚮深入,形成單獨的三章,即“工程常用構件的變形及其內力分析”、“工程常用杆件的強度分析”、“軸和梁的剛度設計分析”,便於學生通過橫嚮比較,增強學習能力,同時加上實際工程案例進行力學模型、數學模型、算法模型的分析、解決,有助於加深學生從力學現象到力學本質的認識,並體會到相應知識的應用。
(3) 在教法、學法方麵,以學生為本,以解決工程問題為目的,將問題式、討論式、自主式等教學模式融入教材,突破“老師先講、學生後學練”的傳統式做法。通過工程或生活問題引導, 激發學生的興趣,形成“學生團隊先學—教師精講—學生再學—教師輔導”的循環遞進模式, 以培養學生的自主學習能力,鍛煉閤作交流能力。
(4) 在工程圖形的處理方麵,改變當前的平麵式、簡化式做法,實行三維式、實景式處理;摒棄簡化的平麵圖模型,以實際三維模型為基礎,強化真實感。
(5) 在計算方麵,改變傳統的手算,通過Matlab編程,實現求解過程程式化,將學生從大量繁瑣的計算中解放齣來,既培養瞭學生的學習能力,又提高瞭學生的邏輯思維能力,並且提高瞭計算準確度和速度,為進行復雜的工程計算打下瞭基礎。
總之,本書以學生為本,從研究對象、內容、教學模式、工程問題的處理以及計算手段方麵,進行瞭一些新的嘗試,強化培養學生自主學習的能力及解決工程問題的能力。
參加本書編寫的人員有:上海電力學院的紀鼕梅(第1章、第2章、第3章),閤肥學院的徐啓聖(第4章、第5章、第6章),三聯學院的王艷梅(第7章、第8章),上海電力學院的袁斌霞(第9章、第10章),上海電力學院的李敏(第11章、第12章)。同時,許澤銀教授、趙茂俞教授、張遠斌教授、譚敏教授對本書的編寫提齣瞭許多寶貴建議,管正華、張哲等同學參與瞭部分例題、習題的繪圖及相關資料的收集,在此均錶示感謝。
由於時間、能力所限,書中難免存在不足之處,請讀者不吝指正。
編 者
2017年7月於閤肥
這本書的獨特之處在於,它不僅僅是一本教材,更像是一位循循善誘的導師。我發現,作者在編寫過程中,似乎非常注重培養讀者的“工程思維”。它在講解理論知識的同時,不忘穿插一些實際工程中的應用案例,讓我們能夠看到這些抽象的力學原理是如何在現實世界中發揮作用的。例如,在講解材料力學部分時,它會聯係到橋梁的受力分析、建築物的抗震設計等,讓我深刻體會到力學知識的實用性和重要性。這種結閤理論與實踐的方式,極大地激發瞭我學習的興趣,也讓我對工程力學這門學科有瞭更深刻的理解。我不再覺得這隻是一堆枯燥的公式和計算,而是認識到它是解決工程難題、推動技術進步的基石。而且,書中對一些容易混淆的概念,比如應力與應變、剛體與變形體等,都做瞭非常細緻的辨析,通過對比和類比,幫助我們區分和理解。
評分這本書對我來說,真是一場意外的驚喜!我本來隻是抱著試試看的心態,想找一本相對入門級的工程力學教材,沒想到《工程力學(徐啓聖)》卻給瞭我遠超預期的學習體驗。首先,它的語言風格非常清晰流暢,不像有些教材那樣晦澀難懂,充滿瞭專業術語的堆砌,讀起來就像在聽一位經驗豐富的老師在娓娓道來。作者在講解每一個概念時,都會循序漸進,從最基本的定義齣發,逐步引入更復雜的理論和公式。我尤其喜歡它在引入新的概念時,會先給齣一些直觀的例子,幫助我們建立起感性的認識,然後再進行嚴謹的數學推導。這種“由淺入深,由易到難”的教學方式,讓我這個初學者也能夠輕鬆跟上,而不是一開始就被大量的公式和定理嚇倒。而且,書中對於公式的推導過程,講解得非常詳盡,每一步都標注得清清楚楚,讓我能夠真正理解公式是如何得來的,而不是死記硬背。這對我來說,真的是太重要瞭!很多時候,我們學習工程力學,卡住的地方往往就在於對某個公式的理解不夠透徹,而這本書恰恰解決瞭我的這個痛點。
評分坦白說,我之前對工程力學一直存在一種畏難情緒,總覺得它是一個非常抽象且難以掌握的領域。但《工程力學(徐啓聖)》的齣現,徹底改變瞭我的看法。這本書的語言風格有一種神奇的魔力,能夠化繁為簡,將復雜的概念變得通俗易懂。它善於運用類比和比喻,將抽象的力學概念與我們日常生活中熟悉的現象聯係起來,從而大大降低瞭學習門檻。例如,在解釋慣性時,它可能會用到推著購物車前進的例子,讓我們直觀地感受到慣性的大小與質量的關係。這種“接地氣”的講解方式,讓我不再感到力學知識遙不可及,而是充滿瞭親切感。而且,書中的插圖和圖錶質量非常高,清晰、準確,有效地輔助瞭文字的講解,讓我能夠更直觀地理解其中的原理。我尤其喜歡它在講解復雜受力情況時,提供的多角度、多剖麵的示意圖,這對於分析空間中的力係非常有幫助。
評分我不得不說,這本書在概念的闡述和邏輯的構建上,做得實在太齣色瞭!它不是簡單地羅列知識點,而是將零散的力學知識點串聯成一條條清晰的邏輯綫索,讓整個學科的脈絡一目瞭然。作者仿佛是一位建築師,為我們搭建瞭一個堅固且層次分明的知識框架。在講解一個章節的時候,你會發現它總是先從一個總綱性的問題入手,然後層層剝開,深入到具體的概念和方法。最讓我印象深刻的是,書中對“自由體圖”的講解,簡直是教科書級彆的!它通過大量的圖示和不同類型的例子,詳細展示瞭如何正確地畫齣自由體圖,以及自由體圖在分析問題中的關鍵作用。這一點對於初學者來說,至關重要,因為畫錯自由體圖,後續的計算和分析幾乎都會齣錯。這本書在這方麵給予瞭我極大的信心,讓我能夠更準確、更自信地處理各種受力分析問題。此外,它在章節末尾設置的習題,難度梯度也很閤理,從基礎鞏固到綜閤應用,能夠幫助我全麵檢驗對知識的掌握程度。
評分我一直在尋找一本能夠真正“讀懂”而不是“背懂”的工程力學書,而《工程力學(徐啓聖)》可以說是達到瞭我的期望。它在講解過程中,始終保持著一種嚴謹的學術態度,同時又兼顧瞭讀者的接受程度。作者在解釋每一個定理或定律時,都會追溯其産生的曆史背景和思想淵源,讓我們不僅知其然,更知其所以然。這對我來說,非常有啓發性。它讓我明白,科學的進步不是憑空齣現的,而是建立在前人的智慧和探索之上的。此外,書中對於一些經典力學問題的分析,提供瞭多種解題思路,鼓勵讀者從不同的角度去思考問題,培養獨立解決問題的能力。這種教學理念,遠勝於簡單地提供標準答案。我感覺,通過閱讀這本書,我不僅僅是在學習工程力學的知識,更是在學習一種科學的思維方式和探索精神。
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