工程力学是高校建筑、土木类专业的一门专业基础课，分为静力学和材料力学两部分，教学效果直接影响学生对后续课程的学习。因此，在教学目标中，相比于具体知识点的讲授，同样重要的是要激发学生的学习兴趣，达到学以致用的目的。达到这一目标，需要另辟蹊径，在常规教学中增加辅助手段。同时考虑到国内高校从精英教育向大众化教育的大转移背景，也应当在教学方法上进行一定的深入探讨，寻求突破和创新。

力学本身是严谨的，同时也是枯燥的，通篇的图示和公式让人望而生畏，但力学的本质并非如此，力学是人们经过长期的生产生活而总结出来的一门学科，具有宽厚的实践基础。因此，基于笔者的思考和实践，文章提出一种新的辅助教学方式：结合生活背景实例讲述课程，以常见的生活现象帮助学生理解抽象的概念，通过浅显易懂的方式来达到提高学生兴趣，加深理解，举一反三的目的。

这种教学方式有其理论基础，因为工程力学研究的是客观存在的规律，只要不教条，经过用心观察和思考后就不难找到很多概念所对应的生活背景实例，而且都是大家熟悉的事物现象，很容易激发学生的共鸣。这一方法也充分利用了教师和学生在文化生活背景上的差异^[1]，把教师的知识经验融入教学。

一、课程中的生活背景实例 (一) 变形

《工程力学》教材^[2]的引言部分首先介绍了变形的概念：构件尺寸或形状的变化称为变形，分为弹性变形和塑性变形，分别对应外力解除后可以消失和不能消失的变形。这里可以举出生活中的常见实例来进行说明：按压一下手指或胳膊，引起的变形能很快消失，这就是弹性变形的例子；小时候都喜欢玩的橡皮泥就是典型的塑性变形例子，可以被捏成任意形状，不能自然恢复原状。

在介绍“构件工作时一般不允许产生过大变形”的概念时，可以举课桌和床的例子，学生正在使用的课桌如果一压上去就变形很大，显然无法正常的写字，影响使用功能；床铺如果一睡上去就变形很大，显然睡觉会很不舒服。

(二) 稳定性

在一定外力作用下，构件突然发生不能保持其原有平衡形式的现象，称为失稳。这个概念比较抽象，教材^[2-3]中给出的例子一般是一个轴向受压的细长杆，从直线形状突然变弯。这个现象大部分学生都没有真正见过，缺乏共鸣。为此，可举自行车圈突然扭曲的现象(图 1)作为例子。

很多学生都以自行车为交通工具，在骑车的时候会亲身碰到这种现象，正常的车圈突然发生了扭曲，因此马上就有了直观的认识。即使有些学生没有直接碰到过，也会在校园内见过失稳后扭曲的车轮，或者结合以上图片就能很好理解稳定性的概念。

(三) 光滑圆柱铰链

这个概念比较抽象，分为连接铰链和固定铰链支座两种情况。前者针对两个用销钉联接的有孔物体；后者指物体和固定支座有相同直径的孔，然后用一圆柱形销钉联接起来。教材^[2-3]上一般以各种机械轴承作为例子，学生缺乏直观认识，其实完全可以找出非常生活化的例子。例如：前者完全可以拿手臂来进行说明，如图 2所示。前臂和上臂分别是一个物体，通过肘部来进行连接，这就是一个典型的连接铰链。前臂和上臂之间只能发生相对转动，而不能有相对平动。

从约束力的角度来看，F_x，F_y两个互相垂直的分力方向也可用前臂来明确表示，如图 3所示。

如果把肘部固定在桌面上，则就是固定铰链支座的例子。前臂就是物体，被这样约束后只能绕肘部转动，而不能发生平动，如图 4所示。

(四) 光滑球铰链

物体的一端为球形，能在固定的球窝中转动，这种空间类型的约束称为光滑球铰链，简称球铰。这个概念也比较抽象，教材^[2]中给出的例子一般是机械中的三维图，而实际上，人的肩膀关节就是这样一个球窝，手臂即是被球铰约束的物体。

从约束力的角度来看，手臂分别处于3个方向时，对应了约束力3个分力F_x，F_y，F_z的方向，如图 5所示。

(五) 固定端约束

固定端约束也是一种常见的约束类型，教材^[2]中给出了一些实例，如车床上被刀架夹持的车刀、插入地下的电线杆、插在基础中的立柱等。虽然比较形象，但不便于在课堂中进行演示。为此，可采用如下方法进行示意：用一只手紧握一根笔，通过手掌对笔的紧握，让笔不容易发生变形，可以很清楚地说明固定端约束的特点。

(六) 力偶

作用在刚体上大小相等、方向相反且不共线的两个力组成的力系成为力偶。它的名称有点生僻，但其实在生活中很常见，教材^[2]中举了手指拧钥匙、司机旋转方向盘的例子。笔者在课堂上还举了一个更为生活化的例子：用手拧开杯盖取得了很好的效果。单个手指无法拧开紧闭的杯盖，需要用两个手指同时作用，也就是加个力偶，如图 6所示。

这个实例形象地说明力偶的作用效应：只对刚体产生转动效应，而且是绕质心的。

(七) 塑性

对学生来说，弹性的概念很熟悉，而塑性的概念是比较新的。塑性指的是材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力。材料的塑性用延伸率或断面收缩率来度量。这些都比较抽象，其实可以用一个非常生活化的例子来进行说明，那就是面团。面团能被任意揉搓，发生较大的变形，而且这些变形不会自然地完全消失，明显表现出了塑性特征。在拉伸面团的时候，也能明显表现出延伸和断面收缩的特征，如图 7所示。

(八) 应力集中

应力集中也是个比较抽象的概念。教材^[2-3]中偏向于对机械结构中的应力集中现象进行说明，而且侧重于说明它的不利效应。在生活中也不难发现应力集中的例子，有时候还是有利的，符合辩证法的规律。典型的例子是塑料包装袋，一般都会有个小切口，在切口处能把袋子轻易地撕开，而在其他地方则比较困难。这个例子既能形象地解释应力集中的概念，也能说明研究意义所在。

(九) 连接部分的分析

对连接件的分析不容易进行形象化说明，因为大部分学生缺乏对机械连接件销钉、耳片、螺栓等的直观认识，而且这些图示都比较复杂。学生对剪切和挤压作用是如何产生的，作用在什么位置并不能很好理解。对此，可采用两只手和一只笔来进行说明，如图 8所示。

销钉或孔的直径对应笔的直径，耳片的厚度对应手掌的高度。通过两只手掌的错动，能清楚地表现笔所受的剪切作用和接触面上的挤压作用，对剪切面、挤压面的位置和大小也很容易理解。

(十) 梁的合理受力

根据梁的受力分析理论，对梁的约束方式需要进行合理的安排。教材^[2-3]中给出了一个经典的例子：一个受均布荷载的简支梁，如果把梁两端的铰支座各向内移动0.2 l (l为梁的长度)，则梁上所受的最大弯矩将降低4/5。学生很难理解这个例子，但其实在生活中是有实际背景的，如双杠、旧时的长条凳。通过这些实例，让学生发现双杠和长条凳这种常见物品的设计依据，明白学习理论的用处，从而加深理解。

(十一) 其他

此外，还有一些小概念可以就地取材地进行形象的示意。例如：可用粉笔来示意变截面杆，演示剪切破坏的时候也可以用粉笔来说明，用力将粉笔剪断即可。

二、实践及效果

这些实例来源于日常生活，基本上能让所有学生在记忆库中找到对应画面而引起共鸣，因此，在课堂上的实际讲授效果很好，激发了学生的思考动力，形成了良好的思维互动。

此外，在讲述一些概念时，生活背景实例的介绍能起到举一反三作用，因此，学生有了主动表达的欲望，有利于开展良好的互动。比如，在介绍弹性和塑性变形的概念时，在示范性地举出手指、橡皮泥等例子后，学生也举出了不少类似的例子，如皮筋、蹦极绳等。

总之，经过一个学期的教学实践，学生反应良好，感觉真正学到了一些东西，摆脱了机械、死板的填鸭式教学，感受到了学以致用的魅力。

三、结语

目前大部分工程力学课程的教材都比较抽象，以公式和示意图为主，缺少生活实例。教师在教授过程中，如果完全依照教材来讲的话，学生感到枯燥，难以激发学习热情和兴趣。因此，笔者尝试在课堂教学中辅以生活背景实例的介绍，用浅显易懂的生活实例和生活化的语言来介绍一些概念，取得了很好的教学效果，得到了学生的肯定和认可，促进了培养目标的实现。

今后可沿此思路做进一步的开拓和发展，不断丰富相关内容，进一步改进传授方式，以期取得更好的教学效果。