工程力学与理论力学的区别范文

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篇1

针对我校立足培养应用型人才的目标，结合园林专业的特色，在工程力学课程教学中，我们对学生强调工程力学和一般的力学理论的区别，培养学生对工程的认识以及应用力学理论解决工程问题的能力.在教学过程中，先讲解力学的理论基础，再从生活出发，从工程实际问题出发，理论联系实际，激发学生的求知欲、好奇心，培养学生独立思考，互相讨论进而解决问题的能力.

1.1互动式教学

工程力学课程与其他课程有本质的区别，工程力学课程教学的最终目标就是解决问题，这就要求学生能理解解决问题的思路，掌握解决问题的方法.课堂上如果只是老师在上面讲，学生在下面，效果是很不理想的.但如果课堂上将主动权从老师转移给学生，效果截然相反.但是如何将主动权交给学生呢？措施如下

1.1.1紧紧结合课堂，有针对性的提问

高超的教学提问艺术，能很好的启发学生的思维，使教学活动顺利进行.教学中教师巧妙的提问常常可以一下子打开学生思维的闸门，拓展学生思维的深度和广度，培养学生良好的思维习惯，还能增强学生的主体作用，巩固强化已学过的知识.

1.1.2抓住重点难点，合理安排课堂讨论

课堂上教师在讲解了一定的知识点后，要及时的设计问题让同学们思考并进行课堂讨论，课本上的思考题或者自己平时教学过程中的积累设计成的问题，都能及时的引导学生课堂学习，有启发性的问题有利于学生的思维发展，更能让学生抓住教学的重点难点.举例1在讲解力偶和力矩时，一般是先讲力矩再讲力偶的，基本的概念、性质、定理讲完之后，及时的问学生：力矩和力偶的相同之处和不同之处分别是什么？这个问题一出，学生就开始思考，这时就可以组织一个小讨论，让大家自由发言.综合大家讨论的内容，学生基本上都能掌握力矩和力偶，而且也能完全的区分这两个力的形式.举例2在讲解拉压杆的强度问题时，要根据杆件的强度来确定结构的许用荷载，如图1中所示结构，若已知杆1杆2的横截面积和许用应力，要确定结点处受力的许用荷载.解法1根据结点A的受力平衡找出杆1和杆2受到的力与F的关系，然后根据许用应力确定F的取值范围，取交集即可；解法2根据杆1和杆2的许用应力确定两杆受到的最大轴力，再根据结点A的平衡计算力F的大小.这两种解法，计算的结果完全不同.我们就可以问学生，这两种算法是不是都正确？如果都正确，为什么结果不同呢？如果不全正确，哪个计算方法错误呢？错误又在哪里呢？这样一来，学生就开始思考讨论了.通过这样的一个讨论，大家就会明白杆件的许用荷载和结构的许用荷载的区别了.只要课堂上留给学生讨论的时间，学生掌握知识的程度远比老师在讲台灌输式的讲解强的多.可见，老师少讲，学生多想多讨论，是件事半功倍的大好事.

1.2案例式教学

工程力学理论性强，比较抽象，与工程实际联系紧密，与此同时，学生又没有什么实际经验，分析工程问题解决实际问题的能力有限，而《工程力学》课程的学习目标就是解决实际问题.所以在教学中，教师应该搜集和积累一些与工程力学相关的实例，激发学生学习基本理论的兴趣，提高学习效果.举例1讲解平面汇交力系时，基本的理论知识讲完后，给大家举例园林工程施工时的轧路碾子过障碍物的实例，要大家根据学习的理论知识分析工程问题，计算拉过碾子的最小水平力是多大？拉过碾子的最小力又是多大？举例2讲解弯曲强度时，大自然赋予树木的美好造型，如形成合理的圆形截面，能够抵御不同方向的风力引起的弯曲内力和变形，上细下粗的树身，各截面弯矩自下而上越来越小，形成等强度悬臂梁.

1.3重视习题课和课下作业

为了解决《工程力学》课时相对较少内容相对较多的矛盾，一般都采取加快授课进度的办法，所以学生在有限的时间要掌握一定的知识点，还要会熟练应用，就存在一定的难度.所以展开一定课时的习题课和布置定量的有代表性的作业就显得尤为重要.笔者根据工程力学的两大部分，分别展开静力学习题课和材料力学习题课各一次，一次2学时.

（1）习题课时一定要选择好题目，既要有代表性，又要有一定难度，还要能联系工程实际，重点是通过题目的讲解培养学时的应用力学知识解决实际问题的能力；

（2）讲解题目时尽量一题多解，让学生通过一个题目的解决就能熟练掌握多个知识点；

（3）习题课时要充分调动学生的主观能动性，题目讲解前要给学生思考的时间，采取学生思考—设问—回答—分析—讨论—讲解—总结的过程，可以大大缩短学生掌握知识的时间；

（4）课下作业一定要适量，有针对性的温习课堂教学内容，能够及时评价课堂教学的效果；

（5）课后作业在下次上课时进行总结，将作业中出现问题较多的地方再重点强调一下，个别问题单独纠正.总之，一定要利用好习题课的时间，重视课下作业的整体质量，通过习题课和课下作业让学生的解决实际问题的能力得到提高.3考核办法根据工程力学课程的特点，考试成绩不能采取一卷定高低的方法，而应该将平时成绩和期末考试成绩相结合.

（1）将课下作业做为考试成绩的一部分，每次课下作业都给学生做成绩记录，不交作业的没有成绩，这样也能提高学生做作业的动力，有效提升学生解决工程实际问题的能力；

（2）将课堂提问回答情况作为期末考试的一部分，提高学生课堂的主人翁意识，调动其学习的兴趣和热情；

（3）期末考试时，弱化学生死记硬背的内容，强化学生解决问题的能力，将一些常见的公式印制在试卷上，增强学生的应用知识水平.

2结束语

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关键词：工程力学；矢量；代数量；正负号

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0210-02

工程力学是我校近机类如机械、汽车、轨道和航空等工科专业开设的一门重要的专业基础课。分为工程力学一也就是理论力学[1]内容以及工程力学二材料力学[2]内容，分在两个学期教学。在理论力学中一些重要的参数诸如力、速度以及加速度等都是矢量，求解时均列代数方程，是关于这些矢量在轴上投影的代数量。在材料力学中，其中重要的参数有三种内力：轴力、扭矩和弯矩以及两种应力：正应力和剪应力等也都是代数量。但是，矢量投影的代数量正负号以及内力、应力的代数量正负号的规定是完全不同的，掌握它们的方法，是正确求解题目的前提。据此，本文对工程力学中参数的正负号问题进行探讨，对理论力学和材料力学的相关问题进行比较，为学生的学习建立夯实的基础。

一、理论力学中的参数

在理论力学教学中，静力学中的力、空间力矩以及空间力偶，运动学中的速度以及加速度均为矢量，为了方便求解，都是求矢量在轴上的投影，即代数量。如图1所示，力在x轴上的投影X=Fcosα，显然当夹角小于九十度，投影为正；反之为负。力矩以及力偶在平面问题中，为代数量，规定了逆时针为正；相反顺时针为负。其他矢量的投影的正负可以依次类推。由此可知：矢量在轴上投影的正负取决与矢量的方向以及建立的坐标轴的方向的夹角。这样我们在静力学中列力在坐标轴上的投影方程、运动学中速度和加速度合成的投影的表达式就会迎刃而解。

二、材料力学中的力

内力图的绘制是材料力学中非常重要的基本知识，与理论力学不同，材料力学中内力不再是矢量，不要求标注矢量符号，它们为代数量，有正有负。确定内力的正负号是绘制内力图的根本问题，与矢量在坐标轴上的投影的正负号有所不同。矢量的投影，一般向上的方向为正，则向下的方向为负；逆时针方向为正，则顺时针方向为负。而材料力学中内力正负号的规定比较特殊，与大家所熟知的思维有区别。通过以往的教学经验，学生在学习中很容易混淆，在教学时应予以重视。当学生一开始接触这门课程，就要着重强调该知识点，把问题讲清楚透彻，改变他们传统的思维方式，为学生学习扫除障碍。材料力学是研究构件在外力作用下变形、破坏或失效的规律，因此依据变形的效果来规定内力的正负号。只要内力产生的变形效果一致，则它们的正负号相同，这是材料力学所特有的。比如说拉伸，规定凡是产生拉伸变形的内力为正、相反产生压缩变形的内力为负。当然内力是外力引起的，是一侧所有外力的代数和确定，外力的正负与内力的正负完全一致。如图2所示，虽然杆件在两端承受力P方向相反，扭矩m■、m■在轴的两端旋转方向相反，但是它们对杆件的变形效果是一致的，因此它们的正负号是相同的，教材上均假设为正，与此相反的情况，两端的力或力矩均为负。弯曲中假设剪力F■左侧向上右侧向下和弯矩M左侧顺时针，右侧逆时针，产生的变形来规定为正。但是在理论力学中，这些两端的力或力矩的投影的正负是相反的，学生在学习过程中容易按照原来固有的思维方式来考虑就会出错。

同样在材料力学中由内力产生的应力也是代数量，与内力类似。如图3所示，单元体左右、上下面的正应力和剪应力虽然指向或方向是相反的，但是按照变形的效果规定拉伸的正应力都是为正的，而顺时针的剪应力为正，逆时针的剪应力为负。

三、结语

理论力学中矢量在坐标轴上的投影其正负号与数学上的规定是一致的，只要矢量的方向或力矩的旋转方向相反，理所当然，投影的正负号也相反，学习时比较简单。而到材料力学中，内力和应力的正负号规定比较特殊，与常规的思维不同，虽然在杆的两端力和力矩的方向或旋转方向相反，但是只要它们所产生的变形效果是一致的，那么它们同时为正或是同时为负。应力类似，虽然在单元体相对的两个面上方向相反，也同为正或同为负。只有有了清晰的概念和正确的思维方法，才能正确地求解问题。

参考文献：

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【关键词】 技校学生 探求精神 工程力学 工程实例

【中图分类号】 G71 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)06(a)-0013-02

1 背景分析

(1)合理分析教学对象

近年来,我国高校不断扩大招生,并将大力发展高等职业技术教育作为重点,众多的职业技术学院正蓬勃发展。大部分初中毕业生都选择了进入普通高中就读去实现自己的大学梦想,而只有少部分的初中毕业生选择到技校就读,由此可以想象这部分学生基础文化的薄弱,同时他们对学习的兴趣也大大降低,更有甚者学习目的不明确。这些都是我们面临的困难,更具有挑战的现实问题。那么怎样教好这门课,是技校力学教师共同要研究和探讨的课题。

(2)工程力学在技校中的教学特点

在机械类专业中,工程力学是重要的专业技术基础课之一。全书由静力学和材料力学两大部分构成。工程力学的理论性比较强,并且涵盖一定的数学基础 。在新的时期,技工学校培养的方向是:以“服从市场为前提,服务社会为己任”的办学方针,以“敢为人先,追求卓越”目标,勇于挑战自我的进取精神, 大力培养服务一线的技术人才,即是技校毕业生走向工作岗位能直接顶岗,担当熟练的技术工人,也是以后培养技术骨干的对象。为适应这一人才培养的目标,结合技校学生的实际情况,如何上好工程力学课成为摆在每一位力学教师面前的重要课题 笔者针对力学课程特点,结合技校学生现状,进行如下教学及分析。

2 教学改革与创新意识

(1)应用启发式教学,调动学习主观能动性

多年来,“填鸭式”的教学方法在中国的教学模式中已经习惯,这种不良习惯给学生的思考空间压缩成减半,也因使学生的主观能动性退化和积极思考理念缺失,以至于不愿开动脑筋思考问题,任凭老师满堂灌的教学方式,单纯地对老师的讲解进行机械记忆。针对这些情况,教师从学生的实际情况出发,循循善诱,以一些工程实例和生活中常见的现象,再加上艺术语言烘托,不仅激发学生的学习兴趣,更引导学生学会独立思考问题,增加学生积极探索的精神。借鉴一些工程实例或生活中常见的现象引导学生独立思考,当学生走上工作岗位后,才觉得在大学里所学的知识是远不够的,而从老师那里学到的是独立解决问题的能力才是最为珍贵的,也因此令他们受益终身。正如老子所云:“授人与鱼不如授之予渔”。

(2)优化教材,突出重点提高教学效果

因课时数所限,针对技校生基础普遍较差、加之技校是以实际能力为主的具有特定培养目标的特点,在教学中对现有教学内容可以进行合理的取舍,适当删减力学中过于臃肿的推导步骤和过程,引入能与工程实际相互联系的典型的案例和例题。对习题和思考题也做适当的调整,既有实用性又有针对性。比如,空间力系就可以简单概括或者删去,对平面力系作为重点来介绍;删去合力矩定理及梁弯曲时横截面上的应力的推导步骤,只对思路进行讲解,最后给出结果。这样即优化了教材又节省课时,最主要是可以紧紧抓住其核心内容,突出重点、点难,以便进行行之有效的高质量的教学。静力学部分,其核心内容及主脉是:约束与约束力—受力图—投影—力矩—平衡方程应用。材料力学的核心内容及主线思路是:内力(截面法)(内力图)—变形—应力—强度条件应用。通过教材的优化,对核心内容及教学重点进行了进一步的完善和合理的安排,从而对教学效果的提高起到了事半功倍的作用。

(3)案例教法,激发学生学习力学的兴趣

工程力学区别于其它课程,其特征是工程应用性很强。在教学中,应注重引进工程案例并进行详细讲授,对部分概念和公式的推导以及应用,可以先引入日常生活常见的实例或工程中的较为熟悉的实例,然后引出内容,尽量将讲授的内容处理的通俗易懂、又不脱离科学系统,学生对案例研究很感兴趣,一旦在今后的工作中遇见难题就可以自己处理,同时也将极大地提升学生的自信心与学习的积极性,也因此会主动地去查阅相关资料,经过自学增强对本课程的理解。如在讲力概念时,让学生相互击掌,感受力的作用,体验力的产生条件,理解力是两个物体间,相互作用产生的结果,即,一个物体既是受力物体,又是施力物体;在讲力的合成时,让学生拎一桶水,再让两个人拎一桶水,感受一下两种拎水方法的不同点,从而引出力的合成。讲授力矩的平衡条件时,往往会遇到绕定点转动物体的平衡条件,如杆秤、汽车制动踏板装置、手动剪断机等案例;在讲述力对点之矩时,让学生进行开关门体验,选择不同的点重复开关门,感受哪种开关门费力或者省力,从而体验力臂对力矩大小的影响及力矩的转向;讲摩擦时,让学生回忆走在冰面上的感觉,瓷砖地面、水泥地上各自的感觉,阐明摩擦系数对摩擦力的影响,理解工程上用橡胶、沥青等增加摩擦的措施;讲塑性材料和脆性材料拉压时的机械性能时,用精粉和粗加工的玉米面为例,将塑性材料形容为精粉揉成面团,有着较强的延展性,可拉伸成很细的拉面,也可以压成面饼,不论做成什么形状,都很筋,不易断,由此引入工程中的塑性材料,学生就可以理解塑性材料的抗拉、抗压强度都很大;而脆性材料就像玉米面做成的面团,揉起来不成团,容易裂开,较为粗糙,其朔性较差,抗拉伸的能力也很差。通过生活中小实例与理论联系起来,采取生动、具体、形象、通俗易懂的教学模式,活跃了学生的思想也增强了学习的兴趣,更开阔了眼界,教会学生开动脑筋,发挥积极探索的精神,逐步培养解决难题的本领,加深工程意识,增加理论联系实际的观念,促使其尽快掌握所学的知识。

篇4

在“工程力学”教学中，要始终坚持以人为本，运用就业目标导向教学法，结合案例导向和教具、问题导向，努力使专业基础与专业实践充分结合，才能充分调动学生学习的积极性，不断提高教学质量。

关键词

工程力学 教学 导向

一般说来，技校招收的学生，大都学习素质和心理素质较差。虽然他们的观察力强，记忆力好，想象丰富，思维活跃，接受新知识快，但学习目的往往不够明确，理想层次低，就业目标模糊，对技术工人在经济建设中的地位认识不足，往往认为学习成绩再好也是打工，学习缺乏动力。因此，必须改革教学方法，以人为本，努力采用目标导向教学，让学生在富有吸引力、好奇与感性的氛围中获取知识，才能完成“工程力学”的教学任务。要用就业目标导向和职业行为导向的方法让学生认识“工程力学”在现实中的地位、研究对象、学习方法，懂得为什么要学和怎样学，帮助学生做到“学有方向”，增强学习的责任感，培养自觉学习的精神。因此要通过组织学生到工厂见习，了解冲床、剪床等机械设备的运动情况，设备破坏的特点及危害，现场提出一些与课本关系密切的力学问题让学生思考，激发学生的好奇心，培养良好的学习动机，激励强烈的学习欲望，培养良好的意向动力。这样，才能为顺利完成教学任务铺平道路。

技校学生形象思维能力较强而抽象思维能力较弱。在教学中必须对学生的实际，采用案例导向和教具导向的教学方法，坚持科学性和思想性的统一，做到理论联系实际，遵循直观性的原则由浅入深、由易到难、由近及远、由简到繁的认识规律，才能达到既教书又育人的目的。对学生来说，力是抽象的、概念是空洞的。因此在教学中要重视运用案例、教学模型导向，充分利用实物、力学模型、卡片、电化教具等富有针对性的协助教学手段，增加学生的感性认识，从而加深对理论的认识。首先要充分利用教具、多举一些现实而具体的例子让学生思考，并尽可能把例子描述得生动具体。其次要结合机械等实物分析问题，帮助学生加深理解。然后要结合挂图、板书，把抽象的力分析成具体的力。如讲授三角构架的受力分析，要制作木条三角构架，帮助学生分析各木条的受力特点，再通过画力图分析解除约束后3根木条的受力情况，帮助学生掌握受力分析的步骤。又如讲授摩擦力，要通过作用力发生变化时运动状态也发生变化的实验帮助学生理解滑动趋势、静止状态、临界状态、滑动状态的特点、掌握各种状态下摩擦力的变化规律，理解静摩擦力和最大静摩擦力的关系与区别、摩擦力的方向及其计算方法等。再如，讲授圆轴扭转时要借助软橡胶棒（教具）的扭转变形帮助学生理解糨的实质是剪切变形和剪应变；讲授直梁弯曲可利用两块等长、等截面的长方体木板钉在一起作为模拟木板的变形，进而理解内力是剪应力和弯矩。这样，通过具体的观察、形象的思考、抽象的分析这些从具体到抽象的认识过程，一步一步地深化启发学生思考，才能较好地提高学生的抽象思维能力和分析能力，有效地促进难点的转化。

技校生分析判断问题的能力不强，因此在教学中要帮助学生掌握理论基础课研究分析问题的思想方法，提高分析判断问题、解决问题的能力。对基本定理、基本公式的推导应重点阐述分析问题的思路，发掘问题的内在规律。如材料力学4个基本变形中横截面上应力的平衡条件、应变的几何条件以及应力与应变之间的物理条件，着重分析应用公式的条件和物理意义，让学生从不同角度分析事物本质的和非本质的属性，加深对问题理解。要帮助学生理顺各部分知识的关联，加强对比、推导，使知识系统化。如：力系的平衡方程转贴于 

∑Fi=0

共线力系 ∑Fix=0∑Fix=0

∑Fiy=0

平面任意力系∑Fiy=0

平面力偶系

∑Mi=0∑M0（Fi）=0

平面平行力系 ∑Fi=0

∑M0（Fi）=0

又如表1中所示材料变形的基本形式及强度条件。

表1 材料变形的基本形式及强度条件

变形基本形式

变形

公式

应力方向

拉伸与压缩

σ＝≤［σ］

σ与A面垂直

剪切

τ＝≤［τ］

τ与A面相切

挤压

σjy＝≤［σjy］

σjy与A面垂直

圆轴扭转

τ max＝Τ max/Wn≤［τ］

τ沿截面半径成直线规律分布

直梁弯曲

σ max＝M/Wz≤［σ］

σ与截面垂直

通过这样系统的分析对比，学生才能比较好地掌握这些知识的联系与区别，达到正确运用公式进行受力分析和强度计算的目的，从而提高分析判断能力。

同时教师要讲好知识的关键点。纵观静力学和材料力学，关键知识是受力分析和截面法求内力。这些知识点，虽然课本安排的内容不多，但它们对完成整个教学任务起着举足轻重的作用。如前所述，用模拟梁演示简支梁的约束反力、用三角构架演示它的整体受力和解除约束后的各杆件的受力、用能重新组合的模拟梁演示平面假设和截面法求内力，通过这些从立体到平面的有针对性的协作教学行为，学生才能较快理解问题。学生只有掌握了这些关键知识，才能对完成整个教学任务创造决定性的条件。

还应注重培养学生的智能，这是提高教学质量的关键。智能包括解决问题的定向能力、表达能力、组织能力、动手操作动力、迁移能力和创造能力，其中动手操作能力是核心，它的最高目标是养成学生的职业行为能力。意向是学习的动力，学生的学习过程是一个以“意向是动力”为核心和智能发展过程。因此在教学中要善于运用问题导向教学法，启发学生发现、探索问题。一切研究、探索都是从提出问题开始的，只有在教学中注意引发问题，才能激发学生的思考能力。讲课要条理清楚、层次分明、声情并茂、引人入胜，关键在于教师能根据学生实际恰当地提出问题。例如应力分布，可以提问：为什么同一材料在受力时不同地方的应力会不同？最容易破坏的地方在哪里？为什么铸铁受压时的许用应力大、受拉时的许用应力小？启发学生用截面法、平衡条件等知识来分析解决。通过分析、计算，引导学生总结塑性材料和脆性材料拉、压、扭、弯许用应力的变化。这样一步一步地深化，才能达到启发学生思考，提高学生智能的目的。

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关键词：饱和土 非饱和土 动荷载

中图分类号：TU41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0225-01

土力学是运用工程力学的理论和方法来研究土体力学性质的学科[1]。它在实际工程如地基、挡土墙、土工建筑物中都有重要的应用。研究土力学，对我们从事土木工程活动的人士来说具有重要意义。本文根据土力学发展历史，分析当前土力学研究缺陷，预测土力学未来的发展。

1 土力学的发展历程

土力学历史悠久，起源于人类生产生活所积累的经验，古时候人们用压实土料修筑堤坝防洪，用夯实土基兴修各类工程等均属于土力学的范畴。近代土力学的发展开始于1776年库仑土压力理论的提出[1]。此后，1856年法国科学家达西发表了著名的达西渗透定律，1857年英国科学家郎肯发表了郎肯土压力理论，这些理论促进了近代土力学的发展。1925年太沙基提出了有效应力原理及渗透固结理论，从此土力学成为一门独立的科学。1950年后人类在土的基本性质、测试手段、计算技术、加固方法等方面均有较大发展。1980年后，土力学出现了新的分支，如计算土力学[2]，海洋土力学等。

土力学自成立以来经历两个发展阶段。第一阶段即1925年―1960年的近代土力学阶段，这一阶段土力学都是以太沙基理论为基础而展开研究的，但由于该理论过于片面，土体性质过于复杂，导致很多问题无法深入研究。第二阶段即1960年后的现代土力学阶段，以罗斯科为代表的临界土力学创立，从此人类对土体本构关系的研究步入了新的境界。人们开始综合考虑研究土体受力后的应力、应变、强度、稳定性以及它们和时间之间的关系[3]。

2 土力学当前发展中存在的问题

纵观土力学的发展历程，虽然取得了很大的进步，但是仍然存在着不少问题。

2.1 土力学理论不够完备

土力学是一门以实验为基础的理论学科，但是由于土体性质复杂，到目前为止，仍处于半经验办理论的发展阶段，未能形成公认的基础理论。太沙基把土体的压密和渗透结合起来推导出的一维固结微分方程能很好的反映土体单向固结的机理，但是在多维固结问题上并不适用。比奥固结理论能解出孔压分布，给出位移场，获得土体应力应变非线性、弹塑性和骨架的流变情况，但是参数确定的偏差会导致工程计算结果和实际测量结果差别很大[1]。所以这些理论都有自身的局限性，不能符合一般土体受力状态下的性能。

2.2 解决非饱和土问题方法欠缺

传统土力学理论只适用于解决饱和土的问题，其规律也是根据饱和土试验得出。然而工程中遇到饱和土的情况十分罕见，即使是软土地区，其表层土也不会是饱和的。将处理饱和土的方法应用于非饱和土不是很妥当，因为土的特性随其含水量有很大的不同，如膨胀土遇水后体积会膨胀，而失陷性黄土遇水后体积会收缩，而且它们的强度也会因遇水而降低[3]。于是有人提出了非饱和土强度理论，这些理论都是以吸力及为计算依据，但是由于吸力测试技术不够成熟，存在很多问题，不能被广泛采纳。

2.3 动荷载作用下土体规律的研究还不成熟

研究动荷载作用尤其是循环动荷载作用下土的力学特性，在道路的建设和维护方面具有重要意义[4]。尽管国内外开展了不少这方面的研究，提出了相关理论，但是动荷载作用下土体的变形、强度、以及液化规律比静荷载作用更复杂、更难把握，所以相关研究结论适用条件和范围都很有限，理论就更不成熟了。

3 土力学发展方向预测

土力学是研究土体特性的学科，土是经过漫长的地壳运动而形成的，不同地域的土其成分有很大的差异，即使是同一地方的土因所处的地层不同性质而相差很大，而且土的构造和结构对土的性质也有至关重要的影响，因此土的特性很强。土有的时候是饱和的，有的时候是不饱和的，有时可以看成是连续的介质，有时又不能看成连续的介质，它具有弹性、粘性和塑性等性能，这些都说明了土体的性质十分复杂。因此研究土力学需要采用理论、试验相结合的方式。

3.1 土的微观和细观研究

土是由固、液、气三相组合而成，土颗粒之间固液气三相的相互作用决定了土的力学性质区别于其他一切材料。土体强度、变形的宏观规律是与其微观结构直接相关的，通过微观试验研究，以探究土的非线性、弹塑性、各向异性、流变性等问题，可以更清楚的认识宏观规律的机理，从而初步把握其宏观规律。因此，微观和宏观相结合有可能使土体力学特性的研究出现转机。

3.2 土体的原位试验和无损探测

室内试验和原位试验之间存在着不可忽视的差别，室内试验时，压缩模量是在无侧向变形条件下测出的，而土的初始应力状况与沉积条件有关；在完全相同的条件下测量土的沉降量，试验结果表明压缩模量越大的土，它的计算沉降和实测沉降相差越大[3]。现有原位实验方法如标准贯入试验，触探试验只能用于小型工程，钻孔取土愈深，土的结构破坏愈大，试验结果的可靠度也就越差。因此发展更加先进的测探技术，可以克服取土后土结构的巨大变化和应力状态的改变，能大大提高试验结果的精确性。

3.3 非饱和土的研究

非饱和土力学理论之所以没能像饱和土力学理论一样同步发展，最主要的原因是影响非饱和土性质因素众多，关系复杂，它很难像饱和土那样找出应力应变之间一一对应的关系。此外非饱和土特性测试技术难度比饱和土大得多，这进一步制约了非饱和土理论的发展。由于非饱和土中存在气体，较之饱和土性质大有区别而且更加的复杂，研究非饱和土中固、液、气之间的相互影响关系成为解决非饱和土问题的重要出路。今后非饱和土的研究将着重于土体表面吸力的测定，土-水特征性能表征等方面。

4 结语

正如太沙基所说：土力学既是一门科学，又是一门艺术[1]。工程实践经验具有不可替代的重要意义。随着科技的进步，各种研究方法和手段不断进步，各种各样的工程勘察设备和试验设备得以研制，电子计算机的应用水平和实验测试技术的自动化程度不断提高，今后土力学的发展将呈现蓬勃的朝气。

参考文献

[1] 姜晨光.土力学与地基基础[M].北京：化学工业出版社，2013：8-12.

[2] 蔡东，李国方.土力学的研究内容与学科发展[J].黑龙江水利科技，2008，36（2）：92.

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关键词：弹性力学；创新能力；主动学习

作者简介：孔艳平（1977-），女，河北献县人，石家庄铁道大学工程力学系，副教授。（河北 石家庄 050043）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0121-02

大学生具备了一定的理论基础知识，同时他们还具备丰富的思维创造能力，因此在一定条件下，通过教师的引导，他们可以进行一些初步的科学研究和实践。从事科学研究，不仅使学生所学的理论知识得到升华，还可以与实践联系起来，使得学生的学习目的更为明确，为以后的再学习打下坚实的基础。弹性力学是工科院校的一门非常重要的课程，尤其对力学专业的学生来说，弹性力学还是一门基础课程，但是学生普遍反映这门课程很难，概念抽象，概括性很强。因此教师应该结合学生的学习特点和专业设置的要求，合理设置和安排教学内容，正视在教学过程中存在的问题，在适当的内容知识点的地方拓展所学的内容，让学生大胆尝试接受初步的科研训练，才能收到更好的教学效果，使得学生学以致用，树立坚定的学习信念，为其他专业课程的学习打下坚实的基础。

一、试用弹性力学教材及其内容的简单说明

弹性力学是固体力学的一个重要分支，其研究内容是弹性物体由于外力作用或者是温度改变以及支座的沉陷等外部原因而产生的应力、应变和位移，[1]从而解决在结构或机械设计过程所遇到的强度和刚度问题。对于土木工程专业的本科生，采用的教材《弹性力学简明教程》，主要讲授弹性力学基本假设、平面问题的基本理论和两种方法（直角坐标法和极坐标法）的基本解答及空间问题的基本解答，这些内容对土木工程专业的后续课程建立了必要的力学基础，为以后的技术工作提供了良好的技术理论基础。对于工程力学专业的学生采用的教材是徐芝纶的《弹性理论》上册，[2]讲授内容除了上述内容之外还有差分法、复变函数法、有限元法的基本介绍和薄板弯曲等问题。这些内容为力学专业学生的再学习和科研工作打下了坚实的力学基础。

二、改革教学内容，提高学生的科研创新能力

创新无处不在，在教学过程中只要学生将弹性力学的知识脉络搞清楚，充分利用已有的知识基础，通过教师的正确引导，并合理选择教学知识点，就能从专业角度让学生开展一些初步的科研训练。这样既能把所学知识与实际问题有效结合起来，加深学生对书本内容的理解和渗透，又能为以后的科研工作做准备。以下面教学内容为例，在本科生教学阶段，一般情况下只要求学生掌握静力学的内容，但是循序渐进可以把内容进一步深化。弹性力学中平面问题的静力平衡方程为：[2]，。可以写成矩阵形式：，其中，

，。在此基础上可以引导学生自己写出空间问题的静力平衡方程：，此时

，，。

如果弹性体的密度为ρ，弹性体中任意一点的位移分量为u、v、w，则该点的加速度分量可以表示为，，。

根据理论力学中讲过的达朗贝尔原理（动静法），该点所施加的惯性力为，，，由平衡微分方程可以导出运动微分方程：。其中，。上述所得出的方程是弹性介质的运动方程，如果把材料拓展到一种新型的智能压电材料，其方程如何导出，又有哪些新的应用，下面是具体的引导过程。首先给学生引入压电材料的性能，让学生对这类材料产生兴趣。压电材料的最大特点是可以实现机械能和电能之间相互转换，即施加外力时内部产生电荷，这种现象成为正压电效应。反之压电材料在电场的作用下会产生机械变形，这种现象为逆压电效应。[3]接下来引入压电材料的方程，为了使问题简化，仅讨论反平面问题，假设各个量与z轴的坐标无关，压电介质中的位移u和电势φ可以表示为：

本构关系为：

（1）

上式中x1、x2、x3坐标分别对应前面提到的x、y和z坐标，下标中逗号表示求导，C44是横观各向同性压电介质中的弹性常数，e15是压电常数，是介电常数，将本构关系（1）代入运动微分方程：

（2）

改用位移表示：

（3）

其中，为二维拉普拉斯算子。把（3）式中后一式代入前一式，整理得：

（4）

式中，。其解可表示成如下形式：

（5）

式中和为待定函数。

将式（5）代入控制方程（4），得：

（6）

式中，为压电材料体剪切波速。

根据波存在的条件，通过求解方程（6），可得到和的解，再代入方程（5）可得：

（7）

其中，A、B、C和D是未知的系数，把式（7）代入本构关系（1）中可以得到压电介质中的应力场和电位移场，未知的系数可以通过弹性力学中讲过的边界条件来求解。压电材料中的边界条件包含力学边界条件和电学边界条件。电学边界条件有电学开路和电学短路，电学开路是指边界上电位移为零，电学短路是指边界的电势为零。根据工程中的实际需要可以求解压电层状结构或压电半空间结构中的波动问题，也可以分析单个压电板或多层板的振动问题，研究材料参数、几何特征以及边界条件对位移场和电场的影响，为压电元器件的应用提供非常有价值的理论依据。同时，该问题的解决可以很好地锻炼学生的思维和逻辑能力，做到举一反三，较好地提升了学生参与课题的能力。

三、注重学生创新能力的培养

培养学生的科研能力首先要培养学生的创新能力和创新意识。创新能力包括知识创新、方法创新、能力创新等。知识创新和应用对教师在课堂的作用提出了更高的要求。弹性力学课程是在学完理论力学、材料力学和结构力学的基础上开设的，此阶段学生已经有了一定的力学基础，如果教师借助一定的知识背景提出一些学生感兴趣的课题，引导学生对自己感兴趣的知识去广泛查阅文献，体会和理解课本知识和文献资料或实际应用之间的密切联系，接触和解决国内外前沿的课题，这样很快就会使课本上的知识得到升华和运用。方法创新就是培养学生解决实际力学问题的能力，教师可以先提出一个问题，例如，手机中有很多的压电元器件，在使用过程中如何分析这些器件的力学性能？首先给学生介绍压电材料与课本上所学到的弹性材料的区别，即增加了力电耦合性能，因此在接下来重点阐述几何方程、本构关系以及运动微分方程的区别，再把手机中的压电元器件进行力学建模，通过分析不均匀板的扭曲振动或层状半空间结构中波的传播特性，就可以回答上述问题。通过这种循序渐进的方法让学生对弹性力学这门课产生极大的兴趣，增强了解决实际问题的能力和信心。在教学过程中，教师还要注重对学生能力的培养。在弹性力学的许多经典问题中，一般情况下教师只是介绍前人的成果，学生被动接受。例如在将讲解齐尔西解答（孔边应力集中问题）和密切尔解答（楔形体受力问题）时，分析应力场的分布情况，让学生亲自动手应用Matlab软件画出其应力分布图。程序编写过程其实是对书本内容的消化与理解。学生经常会遇到这样或那样的问题致使应力图画不出来，通过教师的正确引导，最终可以很完美地解决该问题，并熟练掌握该内容。经过两年多的教学改革，学生反馈这种教学方法提高了他们主动创新的能力，有一部分学生的科研能力的确得到了加强，有的在研究生阶段还一直跟着教师做这方面的研究。

四、总结

本文讨论了对弹性力学这门课程进行的教学改革尝试，选择合适的教学知识点，通过教师的合理引导，并从专业角度上对学生进行了一些初步的科研训练。既能增强学生的科研创新能力，又能把书本上的知识与实践联系起来，极大地增加了学生的学习兴趣。经教学实践证明，弹性力学这门课程的教学改革尝试取得了很大的教学成果，学生通过接触国际前沿的研究课题，增强了解决实际力学问题的能力，同时提升了学生的科研创新能力。

参考文献：

[1]徐芝纶.弹性力学简明教程[M].第3版.北京：高等教育出版社，2001.

篇7

关键词：工程物理；专业特色；就业状况

许多人容易混淆物理与工程物理，这里简单阐述，工程物理着重于工程应用，而物理系中的物理偏向于理论研究，二者既有联系，又有区别。相对而言物理系中的物理的理论性较强，一般有严谨的理论推导，学起来难度更大些，学生毕业后更适合搞理论研究，所以本科毕业后多数选择考研深造。工程物理一般讲究实用，学以致用，通常理论上不苛求透彻、严谨，重在实用，因此本科毕业后更能容易找到合适的、实践性的工作。例如：工程力学的侧重点在于工程建筑的受力而不是传统力学上的各种受力情况的笼统的研究，如果学生想要学习纯正的力学的话，可以考虑学习教育类的物理专业，现在工程力学和电机工程之类的专业多，是由于学校考虑到了就业的问题。

一、工程物理专业

工程物理是物理、工程和数学三种学科结合的学科，主要培养有坚实而宽广的工程热物理的系统基础理论知识，熟知并能熟练运用相关学科的基础理论和新技术开展本学科的科研与应用开发工作，深入了解学科的进展、动向和最新发展前沿的高级工程技术人才。基础物理与要解决的问题及工程技巧相结合，使工程物理有广泛的应用。这门交叉学科是为技术领域内继续发明而设置，和传统的工程学科不同，工程物理不需限定在一个科学或物理的分支，是指某一专门化的科学，如光学、量子物理、材料科学、应用物理学、纳米技术、微型品制造、力学工程、电工程、生物物理、控制理论、空气动力学、能量、固态物理等在应用物理方面提供较彻底的基础训练。它通过加强对数学、科学、统计和工程原理的应用，使解决工程问题更优化和具创造性的学科。这学科侧重研究和发展，设计和分析，具交叉功能，是理论科学和实际工程间的一座桥梁。在许多国家中获得工程物理或工程科学学位是科学学位，许多语言的“工程物理”直接翻成英文的“技术物理”。

工程物理学科是研究能量以热和功，以及其他相关的形式在转化、传递和利用过程中的基本规律及其应用的一门应用基础科学，几乎与所有产业部门及科技领域都密切相关，在人类社会进步和国民经济的发展中起着重要作用。此专业的主要课程有热力学专论、传热学专论、工程流体力学专论、现代实验技术、现代数学方法概论、非线性动力系y、非定常及不稳定两相流动、高效换热器、计算传热学进展及其应用等。其课程设置面向新技术并具有工偏理的特色，其中有北京市和清华大学精品课。整个学习期间保持外语和计算机方面课程的连续性和不断上层次，并通过众多实践环节培养学生将理论知识用于工程技术的能力，为学生今后的发展打下坚实的基础。在许多大学，工程科学可包括从学士到博士课程的内容。数学、物理、化学和生物是全部课程的基础。选课包括流体动力学、量子物理、等离子物理、相对论、固体力学、运作研究、信息技术和工程、动力学系统、生物工程、计算工程、工程数学和统计力学、材料科学、电磁学、纳米科学、能量和光学等等。

工程物理专业培养近代物理电子学、辐射技术、加速器技术、核能工程、安全技术、粒子物理与核物理等方面的人才。此专业的学生毕业后基本应具有坚实而宽广的工程热物理的系统基础理论知识，熟知并能熟练运用相关学科的基础理论和新技术开展本学科的科研与应用开发工作，深入了解学科的进展、动向和最新发展前沿。此外，还应该拥有严谨求实的科学态度和作风，具有独立从事科学研究的能力，并在本学科领域某一方面的理论或实践上取得创造性研究成果。至少掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。

二、工程物理专业就业方向及就业前景

由于现今此专业市场需要量很少，但是就业率很高，就业前景也不错，毕业生一直深受各行业的雇主欢迎，工程物理专业学生毕业后可从事电子、电机、品质控制、市场推广、程序编写及教育等行业工作。毕业生亦可进一步在科学或工程学等范畴深造，获取更高的学位。工程物理专业学生从事的岗位为：销售工程师、研发工程师、光学工程师、工艺工程师、软件工程师、数据库工程师 管理员、数据库工程师、高级软件工程师、硬件工程师、销售储备干部、技术工程师、算法工程师等。

工程物理专业在专业学科中属于工学类中的能源动力类，其中能源动力类共10个专业，工程物理专业在能源动力类专业中排名第1，在整个工学大类中排名第28位。截止到 2013年12月24日，322514位工程物理专业毕业生的平均薪资为5005元，其中应届毕业生工资3573元，0-2年工资4253元，10年以上工资1000元，3-5年工资5338元，6-7年工资6816元，8-10年工资7686元。工程物理专业就业岗位最多的地区是北京。薪酬最高的地区是盐城。据统计，工程物理专业就业前景最好的地区有：北京、上海、深圳、广州、杭州、苏州、武汉、南京、厦门、成都等，平均薪酬在7000元左右。

近几年工程物理专业本科毕业生中，约有60%的学生直接免试攻读研究生，约有10%～15%的学生选择出国留学深造，其他的毕业生选择就业。工物系毕业生就业及深造单位分布广泛，例如：包含中国核工业集团公司、中国广东核电集团、国家核电技术公司、中国航天科技集团公司、中国舰船研究设计中心等在内的著名大型企业；又如：国家环保部、国家工信部、国家发展和改革委员会、国家环保部、国家开发投资公司等政府机关；再如：中国工程物理研究院、中国科学院、电信科学技术研究院、中国石油集团钻井工程技术研究院等科研院所；此外，还包含了中国农业银行、中国人民银行、上海浦东发展银行等在内的金融领域。

三、结语

总的来说，工程物理的特色是“工程”和“物理”密切结合，培养既有坚实的数理基础，又经过较强的工程设计、实验能力训练，且具有基本的人文社会科学及经济、管理知识，善于把所学知识运用于工程实际，能在核科学技术和核工程领域，以及其他与近代物理技术、电子技术、计算机技术密切相关的领域从事研究、设计、开发、生产、管理、教学的高层次、高素质的创造性人才，就业前景十分广阔。

参考文献：

[1]周丽霞等. 应用物理学专业建设的探索与实践[J]. 高等理科教育，2011，（01）：78-81.

篇8

关键词：建筑力学教学内容教程研究探讨赏识

中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：

引言：建筑力学研究土木工程结构中的杆件和杆系的受力分析、强度、刚度及稳定性问题，它是力学结合工程应用的桥梁，同时为后续课程提供分析和计算的基础。随着国家发展职业教育步伐的逐渐加大及由于科学技术的发展，对培养工科高职人才的要求越来越高，传统力学课程的教学面临着空前的挑战。学生学习兴趣不高、学习基础差；对学习力学课程不够重视，基础知识掌握不够扎实，致使学生在实践中认识和提出力学问题及应用力学知识分析、解决问题的能力和素质感到明显的不足。基于上述考虑，本人认为在力学教程中应注意以下几点：

1、进行教学改革

1．1改革教学内容，提高学生学习兴趣

传统建筑力学课程教学，是根据专业教学计划中规定的学时，依据确定的教材编制授课计划，明确教学内容。由于职业教育的现实性因素，决定了力学教育课程和教材是动态的，教材往往滞后于现实需要。再加上现行教材仍过分强调学科体系的系统性与完整性，导致教师在力学课程教学中仍跳不出“知识本位”教学，甚至出现所传授的知识是无效的现象。因此，教师必须按照“实用、实效”的原则来精选课程教学内容，减少或删除部分理论分析推导及相关知识，加强应用计算，补充课外实用知识。在教学过程中，尽量多讲些工程实例和教学案例，提高学生的学习兴趣，培养学生的综合归纳能力和知识的融会贯通能力。如力学中扭转这一章，由于建筑专业中涉及较少，所以我们在教学中只介绍此种比较基本变形的形式，而不再深入讲解；又如在讲力和受力图这部分的内容时，可以多结合些建筑物中墙、梁、楼板、地基等工程中的实例，让学生进行研究与探讨。这样一来，学生学习力学的兴趣和认识会明显提高，同时分析和解决问题的能力与水平都会提高。教学过程中，应根据专业的性质、特点，结合工程实际案例进行研究分析，同时让学生亲自动手操作实验仪器，通过自行设计实验方案，自己处理数据，自已提出问题作出结论。这对于发展学生的创造性思维是相当有益的，更重要的是能够培养学生分析和解决工程实际问题的能力。

1．2改革教学的方法，提高学生综合素质

教学方法与教育思想和教育理念相适应，传统的教育思想认为教学的主要任务是传授知识和技能。与此相对应，采用的是填鸭式的教学方法。现代教育思想认为教学不仅要使学生掌握科学知识，更重要的是要重视开发学生智力，提高学生综合素质，培养创新能力，创新人才的首要素质就是要具备学习的能力，因此，需要培养学生的自学能力，使学生自己能够获取新的知识并在求知的过程中促进心智的发展，变被动学习为主动学习，变老师的“一言堂”为研讨式、启发式教学。引导学生在追求知识、发展自我的道路上去感知、发现、完善。我曾尝试多种方法来培养学生的自学能力，比如会提前布置预习任务，把新课的内容和时间分派给几个学生，让他们在课堂上共同完成新内容的介绍，其他同学也预习，准备对这几个同学提问。教师事先帮助学生作好安排和准备工作，包括人员、内容、课外知识和材料。在课堂上，教师注意组织和引导，让大家充分讨论，发表自己的想法。由于大家已作了一些准备，在鼓励与和谐的气氛中，大家各抒己见，连平时比较内向的学生也能踊跃发言。在有些课堂教学中只介绍现象和个别的例证，让学生来总结规律和推演在实际中的运用，会让学生的思维非常活跃。在这些过程中，学生成为学习的主体，不仅学到了知识，也认知了自我，对自己能力的认识和肯定逐步提高，有一种成功的愉悦和自信，极大提高了求知、求学的欲望。在这种教学实践中，教师的作用非常重要。表面上看，似乎教师只是组织和引导，学生才是学习的主体，实际上教师是教学活动的灵魂，是总的导演和组织者。通过这样的教学方法，才能让我们的学生能在自学、思维和表达能力以及分析问题、解决问题的方法上得到不同程度的提高。

1．3改革教育手段，提高学生的适应力

建筑力学是土木工程专业的一门重要专业基础课程。建筑力学课程知识点多、重要公式多、复杂例题多、图形图表多，使用传统的课堂教学方式，由于板书速度慢，很多重要的内容、复杂公式的推导、例题的讲解都很不方便，课时少、内容多、内容复杂与以板书为主的课堂教学手段表现力差使建筑力学教学面临尴尬。多媒体辅助课堂教学提供了解决这一问题的手段。多媒体具有图文并茂，可以使用声音、视频等特点，表现力丰富。对于加大教学信息，解决教学难点、重点十分适宜。传统的面对面答疑方式是课堂教学的一个重要补充和延续，不可轻视，但面对面的答疑形式受到时间和场地的限制。利用Internet，开辟网络答疑方式可解决上述问题。例如，可利用网络，在约定的时间段中进行即时答疑；对一个问题进行探讨，也可以制作答疑主页，学生的问题和教师的解答都放到答疑主页中，进行非即时的答疑；非即时答疑也可采用最简单的收发电子邮件(E—mail)的方式。教学形式上，立足于课堂又不拘泥于课堂，可以采用“走出去，请进来”的方法将教学活动和教学内容进行延伸。

2、对建筑力学教学中遇到问题的探讨

建筑力学是建筑类专业学生必须学习的一门专业基础课。但是，建筑力学课程理论性强，内容十分乏味。按传统教学方法教学，常常是教师讲得很投入，但教学效果却不很理想，其根本原因是学生缺乏学习力学的兴趣。培养学生学习力学的兴趣，是提高教学效果、完成教学任务的关键。所以可以借助多媒体教学计算机的帮助模拟演示出生动、丰富的画面，具有良好的动态效果，能在一定程度上提高学生的学习兴趣，使教学者、教学媒介和教学成果达到三位一体的有机统一。

3、着眼于学生成长的教学质量观

作为建筑力学教育工作者，减少学生的负担，减少学生的学习时间：“质”即采用适当的课堂教学手段，使学生从‘‘厌学’变为“乐学”。思维过程和思维特点的培养，强调学生的学习方式，加强对学生思维活动间接性和概括性的训练，精选精讲授课内容，着重讲清“问题是什么”，“问题的基本性质是什么”，“此问题的现象反映了什么”。让学生通过思考掌握基本概念，弄清基本知识、基本概念间的相互关系，在每章节结束后将所学的知识总结概括成一幅思维流程图，形成一个多层次的概要性认识，重视培养，注意向学生传授建筑力学模型的思想和建立方法，讲授力学“建模”的准则，通过“建模”来突出结构的最基本的性质，使学生能认识事物潜在的规律性，进而培养学生运用理论解决实际问题的能力。例如：在讲约束时，重点讲清各种约束的结构特点及反力的区别，利用教具进行直观启发。如砖石房屋横梁的两端埋人墙体内，此时横梁两端所受的约束可以简化成什么模型?讲结构时，讲清楚各结构组成的特点及荷载传递的途径，按照实用上许可的近似程度进行简化。让学生分析钢筋混凝土单层厂房及焊接钢桁架分别能简化成什么模型。

另外，考入高职学院的学生，有很多在高中时期学习很认真，基础也很好，由于各种原因进入高职学院后总有一种受挫的感觉。这种情绪反映到课堂或学习中，就是懒散和颓废，当遇到老师的说教后还会激发出倔强的对立情绪。针对这种情况，建筑力学教师应该耐心，更应该有心，适时地肯定和激励会使这些学生的积极性大大提高，反复赏识使他们再次树立理想风帆，从而积极主动地学习，愉快地接受老师的建议和意见。

4、结速语

建筑力学是为建筑学专业的学生开设的一门理论性、实践性较强的专业基础课，旨在培养学生应用建筑力学的基本原理，分析和研究建筑结构和构件在各种条件下的强度、刚度、稳定性等方面问题的能力。如何讲好这门课程，使得学生易于接受和乐于学习，是我们教学努力的方向。

参考文献

[1]陈永龙‘建筑力学>北京：高等教育出版社。2002。

[2]骆素培工程力学教学改革与体会中国高等教育研究杂志2004年8月第lO豢刊号为：ISSN 1729_七726 CN 13—9232傅。

[3]朱熙然．工程力学[M]．上海：上海交通大学出版社，1999

篇9

[关键词]流体力学 板书教学 多媒体教学 教学方法

[中图分类号] TB126 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）012-0052-02

随着计算机技术的发展，越来越多课程的板书教学被多媒体教学取代。流体力学作为机械、土木、能源、采矿等专业的基础课程，主要是研究包括液体和气体在内的流体在静止和运动时的力学规律及其与固体壁面间的相互作用力的一门科学。流体力学的研究方法与理论力学、材料力学、弹性力学等有所不同，其主要反映在用场论的观点处理力学问题上。

流体力学中介绍了拉格朗日和欧拉法之间的区别，我们原来都是用的拉格朗日法来解决问题，即对物体的某个质点属性进行研究。而由于流体力学中的研究对象流体具有易流动性，因此某个质点的研究就不能代表整个流体，此时我们引入了欧拉法，即将物理参数（速度、压强、动量等）通过空间点的属性来进行研究，这是在学习中容易造成混乱的一个地方。此外，流体力学在研究不同问题时分别都做了各种假设条件。例如，N-S方程，到目前为止还没有一般解的存在，那么在对N-S方程求解时，就必须做一些假设来简化该方程使其求解，这也是不太容易理解的一个地方。

流体力学被认为是高等数学在工程力学中的应用。因此，要想学好流体力学，首先要有扎实的高等数学、工程力学及大学物理的基础。流体力学还有许多抽象的概念，如什么是黏性，在流体中体现在什么方面，黏性随温度、压力变化的关系等都需要教师去认真细致地讲解。所以学习流体力学首先要改变观念，要有比较强的建立物理模型和数学模型的能力，这样才能学好这门课。那么如何教授这门课、将复杂的数学问题转化为容易理解的物理概念，并让学生理解且记住，这就是教学方法的问题了。

一、板书教学方法

我们知道传统的教学方法就是板书加讲解，有的时候会用到一些教具，但这些都是静态的，对于一些抽象的难理解的概念很难表达清楚。流体力学这门课程具有理论性强、概念抽象等特点，传统的板书教学方法只能口述进行概念讲解，学生看不到实物，即使和实验课相结合，有部分概念还是无法表达清楚。而且除了概念以外，该课程还有大量的方程推导，很多的文字说明、画图等需要大量的板书，每次课几乎都是在不停地写、不停地擦，不仅教师感到筋疲力尽，学生也难以理解，因此很多教师和学生都反应流体力学是很枯燥无味的一门课，但是很重要，不得不硬着头皮去学。

二、多媒体教学方法

多媒体教学作为一种全新的教学方式，现在被越来越多地使用。但现在绝大多数的课程都是在幻灯片中放上讲课的内容，在上课的时候放出来进行“照本宣科”，有的干脆只是课本的扫描，上这样的课，绝大多数学生都是昏昏欲睡。

多媒体教学不仅是幻灯片在课堂上的应用，还应该包括二维及三维动画的演示，甚至是视频或者实验录像、现场工程录像等。多媒体教学为理解难懂的概念、定义提供了先进的手段，尤其是丰富的现场工程、实验的图片、录像等不仅丰富了课程的信息量，更能刺激学生的感官、激发学生的兴趣、拓宽学生的思路、开阔学生的视野。

但对于流体力学这样的课程如果仅有幻灯片加板书的内容，那么对公式的推导也不能很全面地讲解。我们知道，公式推导就是边讲解边思考边进行，这样才能更好地掌握。如果省略板书学生对于前因后果都不太容易理解，且信息量大，没有思考时间。

如何将板书和多媒体相结合并能取得最佳的教学效果，一直是很多高校教师在研究的问题。

三、板书和多媒体教学有效结合的教学方法

对于制作的课件（包括幻灯片、动画、影片等）应该与课本结合紧密，包括章节名称、讲解顺序、重难点等都要根据课本内容在PPT中按照板书表达出来。这里值得注意的一点是，不能一次出现整页的文字，这样不仅让人看得眼花缭乱，也没有时间思考，直接就能看到结果，根本不能达到预期的效果，而应该逐字逐句通过人为的控制出现。在这个过程中我们可以边讲解边让学生思考，逐渐地出现我们所需要的答案。当然这样做需要很多的时间，但教学效果会大大提高。下面具体说明怎样将多媒体与板书相结合。

首先，对于第一章绪论部分的讲解，可以结合大量的实例，如都江堰、大禹治水、足球射门、火箭升空、消防等动画或视频对学生讲解本门课程的目的、学习方法和意义，以此可得出该课程与社会各领域之间的紧密联系，让学生对流体力学课程产生兴趣，感到该课程并不难。

其次，对于难理解概念的讲解，可以制作动画来表现。例如，流体质点，我们定义的文字叙述是指体积无限小的流体微团，即宏观尺寸充分小，微观尺寸足够大。那么如何来理解这两句话呢？如何利用动画来表示？我们首先可以在一个流体中取出非常小的一个点，指出该点就是一个流体质点，由于是一个点我们可以说它是没有尺寸的，这个尺寸指的就是宏观尺寸。再利用放大功能将该点无限放大，此时该点的区域内部存在无限多个细小颗粒（点），这无限多个点就代表了足够大的微观尺寸，再将放大镜去掉，那么就又回到了宏观上一个无尺寸的点。通过这个动画很好地表达了我们的第一个概念――流体的研究对象：流体质点的定义，形象直观，并能给学生留下深刻的印象。对于其他的内容，如拉格朗日法、欧拉法的说明，以及流线、迹线等概念的解释都可以用动画来表达清楚。这样，学生对于这个生涩的定义就有了很好的理解。

再次，对于公式推导方面的讲解，可以和板书相结合。例如，在讲解静止流体对平面壁的作用力时，用幻灯片给出已知条件即平面壁面积，与水平面所成的夹角，重心、型心所在的高度等，以及示意图。但是，公式的推导过程必须使用板书，推导时给示意图添加一些当时所需要的力或假设条件，得到结论以后，就可以通过幻灯片对每一个物理量进行更深层次的讲解。例如，平面壁上的总压力P=γhcA，这里说明A是淹没面积，此时根据需要，幻灯片上的淹没面积就可以用另一种颜色表示出来，这样学生对公式的每个数学符号在计算时就不会带错值，对公式也能有很深刻的认识。

另外，对于实验方面，可以将动画和实验视频相结合播放给学生观看并讲解。以雷诺实验为例，可利用flas对该实验装置进行描述，再逐一播放动画使学生了解层流和紊流的定义，以及各自存在的条件。等学生有了最初的印象后，再播放整个实验过程的录像。这样学生在做实验之前就能对该实验有一个大概的印象，真正实验时就能更好地记住实验的条件、过程以及结论，并能很好地记住该实验的结果及一些注意事项。

最后，对于例题、作业的讲解，如果是选择题、填空题都可以直接在大屏幕上显示出来。如果是计算题、证明题可以和公式推导类似，大屏幕上显示题目和图，利用黑板进行讲解。

四、结语

多媒体教学并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段，而对于流体力学这门课的多媒体教学方法更需要我们不断地进行探索。多媒体教学不能完全替代传统的板书教学方法，只有将两者有机结合才能发挥出最佳的教学效果。我们最终的目标是让学生感到流体力学这门课上起来是生动有趣的，让教师感到一节课下来是轻松惬意的。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李忠宝，王梓.生命化课堂教学的理论与实践研究[J].大学教育，2012，（12）：79-80.

[2] 陈二云.多媒体技术在工程流体力学教学过程中的应用[J].经济研究导刊，2010，（3）：247.

[3] 吴益华，谢洪勇.流体力学教学方法与教学手段初探[J].陕西教育，2009，（8）：65.

篇10

实践时间：2010学年暑假 为期20天

实践地点：吉林省四平市中成风机工程有限公司（7月20日迁至辽宁 现辽宁金丰风机工程有限公司）

实践内容：风机相关的简单内容

y4-73-11no20f型锅炉离心引风机设计了解（图纸）

风机选用手册学习

cad练习

机械装配、动平衡调整等

实践总结：

与以往的师兄师姐们相比，我的这次暑期社会实践可以说幸运得多。在风机厂里我受到了不少照顾而不是像许多师兄师姐所说的那样到工厂里只是搬了一个月的砖头或者其他各样的体力活却没有学到什么更实际的东西。说起来，我想我的实践与其说起来是“实习”，更不如说是“学习”，因为我在学校所学到的知识无论是纯理论还是

金工实习的操作在这里都几乎没有用处。前五天我的实践内容大多都是坐在工厂里的办公室里进行的，我相信，不会有哪个同学通过实践学到的东西会比我的更理论。当然，这样的实践也并不轻松，经过了一个月不洗澡不理发每天在自习室里学习14个小时以上的期末复习的煎熬之后在暑假实践，我也同样相信，所有人都宁愿去底下搬砖头。而之后的内容则是到车间里练习装配和平衡调试等工作，虽然都只是拧螺丝之类的打下手的工作（技术工作我也根本作不了），但凡是其中所遇到的相关问题几位师傅都会详细地给我讲解，理论在实际中的应用得到了更透彻的理解，之前在办公室里学到的东西也都起到了很大作用。而且和工人师傅们在一起很开心。

通过这次实践，我所认识到的最重要的是：我在学校里学到的东西在工厂里究竟有什么样的用处。在实践刚刚开始的时候，机械原理和材料力学考试才刚刚结束。本来以为这些东西都会给我的实习带来很多帮助，但实际上，它们几乎一点用处都没有（只有机械原理关于动静平衡的知识点在给叶轮做平衡时有助于我的理解和操作）。在工厂里，我们不需要通过复杂的计算去选择用料，起码在我参加实践的工厂里，常用的材料只有q235,16mn,ht250,zg45等几种，钢材常用的也只有槽钢角钢和带钢，带钢在学校的相关课程里还没有学习过。工字钢和t型钢在建筑中可能用的会多一些但是风机这里基本不用，而且槽钢的用处大多是用作支架，不用像材料力学中计算扭转时那样麻烦。而对于钢的热处理，也不会要求到组织转换那么细致，只需要知道通过怎样的工艺多长的时间能得到要求的强度刚度就可以了。对每个部件都进行强度和刚度的校核然后对应地选取最好的用料，这是没有效率的也是没有必要的。很多部件的铸造已经有了对应的标准或者手册里有对应的经验公式，而设计中对相应的工件也都保守地达到了安全。以前不理解为什么工程力学毕业的学生不好找工作，现在明白了，没人会花钱去雇用一个掌握着自己跟本用不到的本领的大学生。虽然这样说，我并不是说在学校里学习没有必要，相反，在我发现学校里学到的东西没有太多用处的同时我竟矛盾地感觉学习这样的东西都有着十分重要的意义，学校里的学习提高的不是我们的技术，而是我们的能力，而如果没有这样的能力，到了工厂里我们将一无是处。

开始的几天通过看y4-73-11no 20f的图纸（锅炉用离心引风机，压力系数乘以5后取整为4比转速73设计序号11机号20即叶轮直径XXmm联轴器传动叶轮安装在两轴承之间，好不容易学的东西实践报告里拿出来得瑟得瑟），对风机的一般工作原理有了一个大概的了解。当然，更细节的东西不是通过几天就可以学会的，我也就放弃了更细致的研究，而之后在车间实习的时候这些细节竟也都弄懂了。在工厂里学习的好处得到了体现：在看图无法理解的时候可以到楼下车间里找到对应的零件观察，比如说叶轮和调节门等相对比较复杂的零件，依然有疑问的话可以询问身边的设计者，比如说止推轴承和支撑轴承的区别。这个型号的风机进风口用的是马蹄性状的特殊式样，设计和制作都十分困难，很少应用，在车间里我没有找到对应的部件，只能想象它的样子。工程力学系的工程图学和机械原理学的都是b（似乎08级的课程是a），所以对这样的方面我感觉自己没能更深入的了解更多的只是停留在表层上。当然，拿过一套风机图纸，我已经能完全看懂了。至于实际加工，没学过也没有充足的时间去学，毕竟我读的是吉大而不是“技大”，想学到工人的手艺，师傅们告诉我：“没两年时间下不来。”

对《通风机选型实用手册》（孙研主编）的学习，我没能进行得太久，只和之前的图纸对应着看了不到200页，因为里面的东西实在是太过于专业让我短时间内无法理解（说是手册，实际厚度达到了1129页）。在学校学习的时候，我们都觉得教材里的理论部分比公式部分更好理解，而看过专业书籍之后我的感觉正好相反：通过在学校里的学习和训练，我觉得这种书里的公式都不是很难，而对专业叙述说明的部分则实在是看不懂。在学习微积分概率复变函数数学物理方程等课程的时候我们都在抱怨：这样的课学来有什么用，实际上，我在看手册的时候感觉到，这些课程对我们是一种思维上的锻炼，让我们有了一个进行数字分析的能力，否则看到那么多抽象的符号图形和公式，我一定会疯掉。当然，如果现在让我计算全压静压风速，虽然觉得比较简单，但我还真没有那个本事。

我父亲也搞了十几年的风机并且有着不少的成绩，我小时候也会去四平市鼓风机厂里玩，可能是由于离这样的领域太近，一直觉得风机没有什么技术含量，不过是几个叶片在转然后带出些风力而已。而看过工图和手册之后发现，其实这并不是什么简单粗暴的东西。工作时是选用离心风机还是轴流风机左旋还是右旋低压还是高压用d还是用c等等等等。尽管不是什么精致的机器不用做得像电子产品那样精细，但它会受到多方面影响。在我实践的第二天，办公室的一位设计者给商家打电话，说订购风机的厂商所处的位置有一个海拔，风机工作时会受到大气压的影响使用标准规格的风机可能会有问题，风机设计之复杂由此可见一斑。当然，如果到装配车间里去看一看，许多内容还是很容易理解的，而且与汽车飞机等比起来，风机应该还算是比较简单的机械工业。在大学里没有具体的风机专业，不过有相关的重要课程：我在下学期要学的流体力学。据说这门课程不是很好学，特点是有大量的经验公式，看来下学期学习的时候我得格外认真才行。

而在练习cad制图的时候，我觉得在工厂里所使用的清华天河pccad要比学校里所使用的autocad方便得多。在上一个小学期工程图学设计课程中我画了我组所有的油泵零部件cad图，相比之下复杂的操作让我做了不少无用功，如果当时使用的是清华天河的pccad我想我会省力得多。比如说，在使用autocad时，尺寸公差要用特定的命令输入，标注表面粗糙度的时候要建立块，剖面线有时会因图形不连续无法填充等等，这些都不是所谓的“土路子”，而是老师在课堂上所讲授的方法。pccad就省去了这些麻烦，几乎所有操作都会有对应选项，尺寸公差的标注只需要双击尺寸进行对应修改，粗糙度可以在pccad常用命令中找到，剖面线视图放远即可填充。甚至说当时我们用auto时图纸的尺寸都需要自己画，pc完全没有这样的必要。长时间没有用过cad，感觉很生疏，以后对这样重要的工具我会常加练习。