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時(shí)間：2023-12-09 17:31:42
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[中圖分類(lèi)號(hào)] TH79 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A
一、 引言
依據(jù)高等教育內(nèi)外部環(huán)境的諸種變化，以及國(guó)家自主創(chuàng)新對(duì)于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的要求，在“卓越工程師”培養(yǎng)的教育理念指導(dǎo)下，通過(guò)對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力與創(chuàng)新要素的綜合分析研究，本文提出構(gòu)建一種以學(xué)生為中心，以滿(mǎn)足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的個(gè)性化需要，利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)為目標(biāo)的多模式開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。該種實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的推動(dòng)作用主要體現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多模式化組織以及綜合性開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)考核評(píng)估2個(gè)方面。
生物醫(yī)學(xué)工程及相關(guān)儀器專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上應(yīng)培養(yǎng)具備生物醫(yī)學(xué)信息采集、傳輸、處理、分析新型生物醫(yī)療電子、信息與儀器等硬件知識(shí)、并具備較強(qiáng)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的能力，能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)與醫(yī)療管理、醫(yī)療服務(wù)有機(jī)結(jié)合的高級(jí)醫(yī)學(xué)信息技術(shù)人才。因此在課程內(nèi)容安排上做到面和點(diǎn)的結(jié)合，既要保證知識(shí)面廣，同時(shí)要重點(diǎn)突出。但現(xiàn)狀是生物實(shí)驗(yàn)與儀器等軟硬件平臺(tái)的掛鉤程度不夠。目前生物學(xué)實(shí)驗(yàn)一方面主要涉及以細(xì)胞等微觀生物信息為主的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，主要以細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、解剖學(xué)為代表；另一方面涉及以人體生理信息為主的宏觀生理信號(hào)為主的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，主要以醫(yī)學(xué)儀器相關(guān)實(shí)驗(yàn)為代表，均以單一化實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)考核依據(jù)，限制了學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。所以生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行逐步改進(jìn)。通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、完善考評(píng)體系等措施，對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)分析不能以短期實(shí)驗(yàn)唯一結(jié)果論的定性認(rèn)識(shí)為主，而應(yīng)該強(qiáng)調(diào)以“長(zhǎng)時(shí)程跟蹤的過(guò)程啟發(fā)式”為主的定量累積式分析，即在側(cè)重得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生自主采用各種軟硬件儀器平臺(tái)知識(shí)，靈活選擇信號(hào)特征提取方法，加強(qiáng)對(duì)信號(hào)分析的能力和對(duì)結(jié)果的理性認(rèn)識(shí)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性?xún)?yōu)勢(shì)，得到多樣化的處理結(jié)果，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性。
在以過(guò)程化為主的“一問(wèn)多答”教學(xué)模式中，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生提出問(wèn)題，引起學(xué)生主動(dòng)思考，從而變結(jié)果灌輸式的被動(dòng)學(xué)習(xí)為過(guò)程啟發(fā)式的主動(dòng)學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)概念、理論的理解，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，敢于提出問(wèn)題，渴求解決問(wèn)題。而課后的各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以直觀地了解教師教學(xué)內(nèi)容安排是否合理，教學(xué)效果是否明顯，為教學(xué)改革提供依據(jù)，從而為創(chuàng)新性高素質(zhì)人才的培養(yǎng)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)[1]。
二、現(xiàn)有模式的現(xiàn)狀及改革途徑
（一）. 微觀生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由于教學(xué)條件等因素的限制，多局限于顯微鏡使用、或細(xì)胞膜通透性等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于推動(dòng)微觀細(xì)胞生物學(xué)快速發(fā)展的新技術(shù)新方法，缺少教學(xué)資料與手段；同時(shí)，人體生理信息等宏觀醫(yī)療儀器生物實(shí)驗(yàn)的測(cè)試側(cè)重于對(duì)醫(yī)療儀器面板的操作和各種簡(jiǎn)單生理信息的直接獲取。
（二）. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單調(diào)，難以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性?，F(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本都先由學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及試劑都由實(shí)驗(yàn)教師提前準(zhǔn)備好，學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地做，最后寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以很好地啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，不利于培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。學(xué)生容易無(wú)精打采，注意力分散，反應(yīng)遲滯，多數(shù)學(xué)生被動(dòng)應(yīng)付教師的要求，甚至投機(jī)取巧，如采用“配色”等方式快速完成生化實(shí)驗(yàn)；有的課堂學(xué)生隨心所欲，各行其是，故意搗亂，師生處于一種對(duì)抗?fàn)顩r。在這樣的課堂環(huán)境里，教學(xué)任務(wù)難以完成，傳授知識(shí)、培養(yǎng)素質(zhì)的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)[2]。
（三）. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。由于課時(shí)安排固定、實(shí)驗(yàn)條件的限制，現(xiàn)行開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程及可能出現(xiàn)的問(wèn)題基本固定，結(jié)果也基本已知，只要按照步驟去做，基本都能達(dá)到較好效果。這種模式限制了學(xué)生思維，難以達(dá)到學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[3]。
（四）. 實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)定方式需要進(jìn)一步完善。實(shí)驗(yàn)課程由于其性質(zhì)的特殊性，往往難以確定完善的考核指標(biāo)和體系，從而導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)的工整和完整程度決定了最終成績(jī)，使得最終實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)定存在一定的隨意性，從某種程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力[4]。
在此評(píng)估基礎(chǔ)上，應(yīng)實(shí)現(xiàn)的改革途徑主要包含以下兩個(gè)方面：
第一，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生自主采用各種軟硬件儀器平臺(tái)，靈活選擇信號(hào)特征提取方法，加強(qiáng)對(duì)信號(hào)分析的能力和對(duì)結(jié)果的理性認(rèn)識(shí)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性?xún)?yōu)勢(shì)，得到多樣化的處理結(jié)果，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)合作、自主創(chuàng)新的科學(xué)精神；
第二，通過(guò)施行開(kāi)放式多結(jié)果的過(guò)程化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，注重實(shí)驗(yàn)知識(shí)的延伸，創(chuàng)造和諧課堂、完善考核制度等改革措施，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性?xún)?yōu)勢(shì)，努力營(yíng)造和諧課堂，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性，培養(yǎng)社會(huì)需要的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型、外向型人才。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革的模塊化設(shè)置
（一）修改完善教學(xué)大綱，科學(xué)合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
本專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)本著充分利用現(xiàn)有資源和儀器設(shè)備的原則，綜合考慮知識(shí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，以“綜合課程設(shè)計(jì)”的2-3個(gè)相互銜接的短學(xué)期形式，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行篩選和整合，依照學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能發(fā)展過(guò)程依次開(kāi)設(shè)基本操作實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性和創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以微觀生物實(shí)驗(yàn)為例，基本操作實(shí)驗(yàn)包括顯微鏡的使用、顯微測(cè)量、細(xì)胞形態(tài)觀察等內(nèi)容；設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)包括活體染色、細(xì)胞化學(xué)、核酸存在部位及檢測(cè)方法、細(xì)胞膜的滲透壓及細(xì)胞吞噬作用等內(nèi)容；設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)需要在完成基本操作實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生查閱實(shí)驗(yàn)資料及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，合理利用實(shí)驗(yàn)室資源，充分利用實(shí)驗(yàn)材料來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，如動(dòng)物細(xì)胞的原代及傳代培養(yǎng)可作為設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。相關(guān)生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行后，應(yīng)著重加強(qiáng)特定生物信號(hào)與相應(yīng)軟件處理的結(jié)合工作?？珊?jiǎn)單概況為將專(zhuān)業(yè)軟件類(lèi)課程打通，開(kāi)設(shè)一門(mén)面向?qū)I(yè)的軟件設(shè)計(jì)課程，如“生物醫(yī)學(xué)工程軟件設(shè)計(jì)”，或“電子信息技術(shù)及儀器軟件設(shè)計(jì)”課程，處理對(duì)象可定位為前期獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而以宏觀的動(dòng)物生理數(shù)據(jù)為例，離體培養(yǎng)的小雞或蛙心肌細(xì)胞信號(hào)可通過(guò)相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)獲得，通過(guò)將測(cè)試的信號(hào)存儲(chǔ)成dap數(shù)據(jù)格式，輸入labVIEW軟件進(jìn)行鎖相處理編程及特定濾波處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)所弱信號(hào)的分析和相應(yīng)數(shù)字信號(hào)處理工具的掌握，達(dá)到將感性數(shù)據(jù)上升到理性知識(shí)的目的。
（二）改革教學(xué)方法，變結(jié)果灌輸式為過(guò)程啟發(fā)引導(dǎo)式。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，既要發(fā)掘?qū)嶒?yàn)背后的理論支持，又要培養(yǎng)技術(shù)意識(shí)，重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法。同時(shí)，鼓勵(lì)師生交流，提倡師生間的問(wèn)答，活躍課堂氣氛。教學(xué)過(guò)程中，教師在講清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼那疤嵯拢膭?lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程并完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告可考慮通過(guò)建立在各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上的論文形式完成。
（三）完善考評(píng)體系，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲和對(duì)本課程的興趣。
實(shí)驗(yàn)考評(píng)體系應(yīng)以過(guò)程累積式考核為主，擯棄傳統(tǒng)結(jié)果式考評(píng)。以細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，其考核應(yīng)以考查學(xué)生運(yùn)用理論重視、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技術(shù)的能力為主要內(nèi)容，可安排綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行綜合分析、實(shí)際操作、做出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以學(xué)生的直接操作作為考核方式，對(duì)于實(shí)驗(yàn)理論的考核，通過(guò)閉卷方式完成，也可以通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的各信息化平臺(tái)分析來(lái)進(jìn)行多結(jié)果式考核。另外，對(duì)于能夠自主設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，積極申報(bào)完成開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生給予較大系數(shù)的鼓勵(lì)性加分。實(shí)驗(yàn)具體路線(xiàn)圖如下。
四、實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵性問(wèn)題
（一）如何處理實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放問(wèn)題。
在改革過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的開(kāi)放和教學(xué)方式的開(kāi)放是該長(zhǎng)期化銜接實(shí)驗(yàn)的重要保障。其主要實(shí)現(xiàn)途徑為，結(jié)合生物學(xué)和儀器教學(xué)平臺(tái)，實(shí)施“具體生物弱信號(hào)案例教學(xué)法”，采用學(xué)期末“首尾相連”的兩個(gè)短學(xué)期和整個(gè)學(xué)期的“三明治”夾心時(shí)間實(shí)施整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程，并由相關(guān)實(shí)驗(yàn)課的青年教師負(fù)責(zé)各實(shí)驗(yàn)室的公共開(kāi)放時(shí)間和相互協(xié)調(diào)。這樣能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)課程內(nèi)容的實(shí)踐性，在知識(shí)的傳授過(guò)程中滲透工程技術(shù)的內(nèi)容，使學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐的一般規(guī)律和基本方法，避免工科教學(xué)理科化、脫離實(shí)際的傾向。如圖2所示針對(duì)在體心電信號(hào)的測(cè)試及信號(hào)處理方法，可安排在微觀動(dòng)物心肌細(xì)胞的培養(yǎng)及生物學(xué)方法觀察的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的短學(xué)期時(shí)間，同時(shí)合并進(jìn)行在體式心肌細(xì)胞搏動(dòng)的信號(hào)及噪聲分析，加強(qiáng)定性實(shí)驗(yàn)及理性的定量分析實(shí)驗(yàn)的融合，提高相關(guān)理論知識(shí)與動(dòng)手能力的結(jié)合（圖2）。
（二）如何充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)
第一，以生理儀器平臺(tái)為主的硬件實(shí)踐動(dòng)手能力。
當(dāng)完成基礎(chǔ)性生理實(shí)驗(yàn)及相關(guān)軟硬件知識(shí)的授課后，以宏觀人體生理信息為主的醫(yī)學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該以設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)為主，鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)醫(yī)學(xué)儀器。同樣以心電信號(hào)為例，如心電監(jiān)測(cè)儀實(shí)驗(yàn)中，可要求根據(jù)在體式及離體式心電信號(hào)的特點(diǎn)（圖3（a）（b）），結(jié)合理論知識(shí)，設(shè)計(jì)電信號(hào)檢測(cè)原理圖，用布線(xiàn)軟件軟件畫(huà)出其原理圖，并制作電路板、布線(xiàn)和焊接電路，在單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境中編寫(xiě)程序并調(diào)試。最后制作簡(jiǎn)單心電監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)相關(guān)的虛擬儀器平臺(tái)，在示波器上顯示被測(cè)者心電圖。同時(shí)配合相關(guān)傳感器知識(shí)，還可制作體溫計(jì)、氣體檢測(cè)儀等醫(yī)學(xué)儀器。在此基礎(chǔ)上，還可設(shè)置網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
第二，以微弱生物信號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析為主的軟硬件結(jié)合能力。
信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)、處理以及數(shù)字信號(hào)處理幾個(gè)方面發(fā)揮著重要的作用。生物信號(hào)一般可以分成電信號(hào)和非電信號(hào)，如心電、肌電、腦電等屬于電信號(hào)；其它如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于非電信號(hào)。如從處理的維數(shù)來(lái)看，可以分成一維信號(hào)和二維信號(hào)，如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于一維信號(hào)；而腦電圖、心電圖、肌電圖、x光片、超聲圖片、CT圖片、核磁等則屬于二維信號(hào)。醫(yī)學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)采集到大量的以上一些宏觀的人體生理信號(hào)數(shù)據(jù)，應(yīng)利用學(xué)生的相關(guān)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的知識(shí)，根據(jù)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn)，對(duì)所采集到的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)進(jìn)行分析、解釋、分類(lèi)、顯示、存貯和傳輸，其研究目的一是對(duì)生物體系結(jié)構(gòu)與功能研究，二是協(xié)助對(duì)疾病進(jìn)行診斷和治療。
本學(xué)院的相關(guān)教研室教師結(jié)合labview、DSP等編程工具的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例，對(duì)于“虛擬儀器技術(shù)”及“數(shù)字信號(hào)處理”的綜合做了以下研究及整合?！疤摂M儀器技術(shù)”及“數(shù)字信號(hào)處理”是一門(mén)應(yīng)用性較強(qiáng)的技術(shù)課程。隨著信息化的發(fā)展，信息技術(shù)不斷地滲透到科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域中，發(fā)揮著越來(lái)越大的作用?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)、測(cè)試信號(hào)的處理、工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的測(cè)控等都以信號(hào)處理為基礎(chǔ)。我?！皵?shù)字信號(hào)處理”實(shí)驗(yàn)，以數(shù)字信號(hào)分析為基礎(chǔ)，以數(shù)字濾波為手段，以數(shù)字信號(hào)處理為目的，突出譜分析和濾波的應(yīng)用，加大與信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理，以及后繼的通信原理、計(jì)算機(jī)圖像處理等課程之間的銜接，使其與其他課程實(shí)驗(yàn)融合為一個(gè)有機(jī)的整體。
以虛擬儀器中的相關(guān)控件調(diào)用為例，解決數(shù)字信號(hào)處理課程中的基本知識(shí)點(diǎn)“快速傅里葉變換（FFT） 數(shù)字濾波器”的實(shí)驗(yàn)設(shè)置，對(duì)本文提出的“多模式過(guò)程啟發(fā)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”進(jìn)行具體闡述。
該知識(shí)點(diǎn)通常的實(shí)驗(yàn)要求和目的為：①加強(qiáng)對(duì)labVIEW相關(guān)控件工具的使用及虛擬儀器技術(shù)編程能力的提高，加深對(duì)FFT基本原理和性質(zhì)的理解；②學(xué)習(xí)利用FFT對(duì)連續(xù)或離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行譜分析，了解可能出現(xiàn)問(wèn)題及其原因，以便在實(shí)際應(yīng)用中能夠正確使用FFT。
按照基本的實(shí)驗(yàn)要求和目的，和多模式開(kāi)放性原則，對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置如下：
第一，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。主要通過(guò)調(diào)用labVIEW“信號(hào)分析模塊”總的FFT函數(shù)，分析序列和其頻譜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)生相應(yīng)的虛擬生理信號(hào)及噪聲源，利用數(shù)字信號(hào)處理中各濾波器的特點(diǎn)去除噪聲，分析去噪后結(jié)果，并利用相關(guān)原理解釋其中的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)形象和具體的內(nèi)容，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。該層面的實(shí)驗(yàn)以直觀、具體和形象化為主要特點(diǎn)，避免復(fù)雜化。學(xué)生不會(huì)因?yàn)橄萑敕彪s的具體過(guò)程，而影響對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握
第二，綜合、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。數(shù)字信號(hào)處理與所采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有密切相關(guān)的聯(lián)系。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)中的特點(diǎn)是微弱、噪聲大，所以濾波和靈敏度是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)采集的關(guān)鍵。另外生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的隨機(jī)性強(qiáng)，是隨機(jī)的且非平穩(wěn)的。正是因?yàn)樯镝t(yī)學(xué)信號(hào)的這些特點(diǎn)，以傅里葉理論為基礎(chǔ)的小波變換方法成為生物醫(yī)學(xué)信號(hào)分析的有力工具。利用小波變換能將原始心電信號(hào)分解為不同頻率的信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行重建，此方法能很好地消除心電信號(hào)中的基線(xiàn)漂移，抑制工頻和肌電干擾，同時(shí)能獲得QT間期的精確值，是本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要編程思想。
所以，在實(shí)際的推進(jìn)環(huán)節(jié)中，涉及一個(gè)短期的課程推導(dǎo)實(shí)踐以及長(zhǎng)期的過(guò)程啟發(fā)式環(huán)節(jié)。其中短期內(nèi)容包括將短學(xué)期等實(shí)踐類(lèi)課程，如“醫(yī)學(xué)軟件編程實(shí)習(xí)”和本門(mén)課程合并，其課時(shí)作為本門(mén)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)；長(zhǎng)期內(nèi)容則包括：①將畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和課程合并，增加實(shí)踐課時(shí)；②將所有的硬件測(cè)試類(lèi)課程和相關(guān)軟件分析生理信號(hào)內(nèi)容合并。如“C程序設(shè)計(jì)”，“數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)”，“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”等。此時(shí)授課教師不再為單個(gè)教師，而是整個(gè)課程群的全體教師；③學(xué)生畢業(yè)嚴(yán)格按照“寬進(jìn)嚴(yán)出”的理念操作。總結(jié)后的某“過(guò)程啟發(fā)式”實(shí)驗(yàn)具體操作實(shí)例如下：
創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題。可安排在微觀動(dòng)物培養(yǎng)及生物學(xué)方法觀察后，同時(shí)協(xié)調(diào)進(jìn)行在體式動(dòng)物信號(hào)及噪聲分析，加強(qiáng)感性的定性實(shí)驗(yàn)及理性的定量分析實(shí)驗(yàn)的融合，提高相關(guān)理論知識(shí)與動(dòng)手能力的結(jié)合：如細(xì)胞離體培養(yǎng)后的各種生物信號(hào)指標(biāo)及各種混入的噪聲和分類(lèi)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合該案例講解相關(guān)濾波器的工作原理和基本設(shè)計(jì)方法，然后將生理信號(hào)提取的設(shè)計(jì)任務(wù)作為設(shè)計(jì)性作業(yè)布置給學(xué)生。
分組研討，設(shè)計(jì)方案。在布置設(shè)計(jì)任務(wù)后，教師組織學(xué)生分組研討。根據(jù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的強(qiáng)弱和自身特點(diǎn)合理分組，方便學(xué)生間相互協(xié)作，共同提高。學(xué)生利用電子資料庫(kù)檢索，查閱相關(guān)資料，獲取豐富的信息資源，通過(guò)對(duì)各種信息資源的分析研究，提出自己的解決方案。
成果展示，分析歸納。在各小組取得了初步的設(shè)計(jì)成果后，教師以課堂教學(xué)形式組織各小組的成果展示與評(píng)價(jià)。在課堂上通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)和數(shù)字投影儀，展示各種解決方案所取得的生理信號(hào)濾波效果，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納出解決此類(lèi)問(wèn)題的思路與方法，并共同探討最佳設(shè)計(jì)方案。
五、結(jié)語(yǔ)
“加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，抓好綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，大力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力”是我國(guó)高校推進(jìn)自主創(chuàng)新，落實(shí)“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，培養(yǎng)創(chuàng)新人才所需采取的重要措施[4]。本文總的改革目標(biāo)是“遵循以學(xué)生為本，注重以互動(dòng)式教學(xué)為核心的教學(xué)觀念，構(gòu)建有利于增強(qiáng)求知欲和創(chuàng)造力的課程教學(xué)模式”。本文提出的多模式開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系擯棄短期實(shí)驗(yàn)唯一結(jié)果論的定性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)以“長(zhǎng)時(shí)程跟蹤的過(guò)程啟發(fā)式”為主的定量累積式綜合分析實(shí)驗(yàn)，在整個(gè)學(xué)年中分階段構(gòu)建以實(shí)驗(yàn)教與學(xué)為中心的綜合型數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境；鼓勵(lì)學(xué)生自主采用各種軟硬件儀器平臺(tái)，靈活選擇信號(hào)分析方法，加強(qiáng)對(duì)信號(hào)分析的能力和對(duì)結(jié)果的理性認(rèn)識(shí)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐性?xún)?yōu)勢(shì)。通過(guò)施行開(kāi)放式多結(jié)果的過(guò)程化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，注重實(shí)驗(yàn)知識(shí)的延伸，完善考核制度等改革措施，最大程度地增強(qiáng)學(xué)生的自主性與參與性，積極響應(yīng)國(guó)家“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，培養(yǎng)出具有專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域特色，能夠基本獨(dú)立完成初級(jí)軟硬件規(guī)模設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型、外向型的“卓越工程師”型儲(chǔ)備人才。
[參考文獻(xiàn)]
[1]張曉東.人才培養(yǎng)與產(chǎn)學(xué)研結(jié)合實(shí)踐中的問(wèn)題及對(duì)策[J].沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，26：41-44.
關(guān)鍵詞：網(wǎng)上教學(xué)；供給側(cè)改革；優(yōu)化
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）26-0080-03
《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》是開(kāi)放教育土木工程（工程管理方向）專(zhuān)業(yè)的核心課程，其所涉及的知識(shí)與工作實(shí)際十分貼合，對(duì)于在實(shí)際工程管理中起到的作用非常之大。而且本課程還是全國(guó)一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試的必考科目，所以本課程的建設(shè)和教學(xué)應(yīng)與工作實(shí)際和學(xué)員考證需求緊密結(jié)合起來(lái)。但受到開(kāi)放教育教學(xué)特點(diǎn)的影響，難以有效地將二者結(jié)合起來(lái)。為了克服這一問(wèn)題，筆者從自身專(zhuān)業(yè)特c出發(fā)，通過(guò)近兩年的努力，積極推進(jìn)課程與崗位、證書(shū)的對(duì)接，使課程的網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)得到了優(yōu)化，并取得了較好的成效。
一、網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)優(yōu)化思路
（一）以往網(wǎng)上教學(xué)存在問(wèn)題
在以往的網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)中，客觀上，一方面，由于教學(xué)所提供的資源不夠豐富，并且難以為學(xué)員解決實(shí)際的問(wèn)題導(dǎo)致學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣不高；另一方面，由于網(wǎng)上教學(xué)載體形式單一，程序繁瑣，制約了學(xué)員學(xué)習(xí)的熱情。主觀上，由于教學(xué)組織者和教學(xué)參與者的參與熱情不夠，也導(dǎo)致以往的網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)流于形式，沒(méi)能取得良好的效果。[1]但實(shí)際上，學(xué)員對(duì)于網(wǎng)上教學(xué)和課程的學(xué)習(xí)需求非常大，特別是對(duì)于能夠解決學(xué)員實(shí)際問(wèn)題，為學(xué)員實(shí)際需求服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容，有很高的學(xué)習(xí)熱情。
（二）主要思路
開(kāi)放教育網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)的關(guān)鍵在于課程資源的供給與學(xué)員需求的無(wú)縫對(duì)接，在于教學(xué)媒介的手段足夠豐富。基于這一特點(diǎn)，筆者對(duì)《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》課程的網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)作如下優(yōu)化思考。
1.以“崗、證、課”結(jié)合為思路，對(duì)課程資源和內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，即：“崗位能力提升、一級(jí)建造師考試培訓(xùn)、課程學(xué)習(xí)”三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，滿(mǎn)足學(xué)員的學(xué)習(xí)需求。如在本課程《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》中，可以將崗位知識(shí)、考證知識(shí)和課程知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建以微視頻課程資源、在線(xiàn)題庫(kù)資源、典型案例解析資源、執(zhí)業(yè)資格能力資源為一體的四大網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源模塊。
2.進(jìn)一步豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)媒介形式，建立以課程微信公眾號(hào)為主要媒介資源的網(wǎng)絡(luò)資源媒介，豐富和優(yōu)化網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)的媒介手段[2]。在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)+背景下的大數(shù)據(jù)時(shí)代，豐富和改善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的媒介和載體，讓學(xué)員隨時(shí)隨地便捷地使用學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，將會(huì)極大地提升學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。一方面可以豐富和完善掌上電大APP的學(xué)習(xí)資源，充分發(fā)揮掌上電大學(xué)習(xí)APP的作用，提高學(xué)員使用掌上電大APP學(xué)習(xí)的普及率，另一方面在開(kāi)放教育中推行建立專(zhuān)業(yè)或者專(zhuān)業(yè)課程微信公眾號(hào)，利用微信公眾號(hào)實(shí)現(xiàn)學(xué)員隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)。比如說(shuō)：建立土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》課程的微信公眾號(hào)，由學(xué)校專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)對(duì)本公眾號(hào)的管理和維護(hù)，實(shí)時(shí)更新完善視頻資源、課程資源，為學(xué)員隨時(shí)隨地交流學(xué)習(xí)提供平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)學(xué)習(xí)互動(dòng)的零距離。
3.構(gòu)建線(xiàn)上、線(xiàn)下一體的教學(xué)組織體系。通過(guò)網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)的組織以及線(xiàn)下教學(xué)活動(dòng)的補(bǔ)充，教師與學(xué)員、學(xué)員與學(xué)員之間的互動(dòng)交流，通過(guò)互動(dòng)交流提升學(xué)員的自主學(xué)習(xí)能力、提高學(xué)員應(yīng)用新媒體的水平、解決學(xué)員在實(shí)際工作和復(fù)習(xí)備考一級(jí)建造師的問(wèn)題。比如將工程項(xiàng)目管理基本理論模塊設(shè)置為視頻在線(xiàn)學(xué)習(xí)（規(guī)定學(xué)時(shí)）、在線(xiàn)題庫(kù)練習(xí)、模塊知識(shí)小測(cè)驗(yàn)、仿真資格考試能力測(cè)試四個(gè)小任務(wù)，依次完成指定任務(wù)。并在任務(wù)中設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)，提高任務(wù)的趣味性。
4.成立專(zhuān)業(yè)或課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，為網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)提供智力保障。網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)是開(kāi)放教育人才培養(yǎng)和專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的組成部分，本人認(rèn)為應(yīng)從各省開(kāi)放教育人才培養(yǎng)的高度出發(fā)，成立以省級(jí)電大（開(kāi)放大學(xué)）專(zhuān)業(yè)帶頭人為核心，各基層電大專(zhuān)業(yè)教師為主體的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，緊密合作，協(xié)調(diào)分工，對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行維護(hù)和更新，從而實(shí)現(xiàn)全省電大同一專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源全面共享，既可以提高網(wǎng)絡(luò)資源的有效性，降低人才培養(yǎng)的人力成本，又能將全省各級(jí)電大的師資整合起來(lái)，為開(kāi)放教育培養(yǎng)質(zhì)量的提升提供智力保障。
二、網(wǎng)上教學(xué)實(shí)施過(guò)程
（一）網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)模式優(yōu)化
根據(jù)建筑類(lèi)行業(yè)的實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合本課程與建筑行業(yè)之間的關(guān)系，按圖1所示，優(yōu)化本課程網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)的模式。通過(guò)對(duì)學(xué)生的分析，重新整合知識(shí)點(diǎn)，并將崗位能力、課程要求和證書(shū)要求結(jié)合起來(lái)，開(kāi)展網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)。
按照這種優(yōu)化模式，一方面通過(guò)對(duì)學(xué)員的構(gòu)成和需求在組織教學(xué)前進(jìn)行具體分析，提高了網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)組織的針對(duì)性[3]，另一方面通過(guò)對(duì)課程知識(shí)的整合，特別是將崗位知識(shí)點(diǎn)、課程知識(shí)點(diǎn)和考證知識(shí)點(diǎn)整合在一起，提高了課程知識(shí)的適應(yīng)性。同時(shí)，在網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)媒介和組織形式上的優(yōu)化，比如網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)的內(nèi)容以及真題構(gòu)建，又如用微信互動(dòng)、過(guò)程學(xué)習(xí)提醒和過(guò)程評(píng)價(jià)等方式，進(jìn)一步提高了學(xué)員學(xué)習(xí)興趣和熱情，從而解決了以前課程理論性太強(qiáng)，與實(shí)際結(jié)合不緊密的不足，提高了學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣。
（二）模式優(yōu)化細(xì)節(jié)
1.教學(xué)組織前對(duì)學(xué)情進(jìn)行分析，以浙江金華電大2015春土木專(zhuān)業(yè)為例，學(xué)員的情況如表1。通過(guò)對(duì)學(xué)員學(xué)情的分析，完善網(wǎng)上教學(xué)課程資源建設(shè)和課程組織的方式。從分析情況來(lái)看，學(xué)員的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，年齡構(gòu)成以20到30歲的為主，對(duì)于新媒介的使用都較為熟悉。但工學(xué)矛盾較大、學(xué)習(xí)時(shí)間相對(duì)偏少。
2.整合優(yōu)化課程知識(shí)點(diǎn)，將全國(guó)注冊(cè)一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》科目的考核知識(shí)點(diǎn)和本課程的知識(shí)點(diǎn)整合起來(lái)，并結(jié)合實(shí)際崗位能力的需求，將課程知識(shí)點(diǎn)劃分成五大模塊，即：工程項(xiàng)目管理基本理論模塊；工程項(xiàng)目管理招投標(biāo)與合同管理模塊；工程項(xiàng)目質(zhì)量、成本、進(jìn)度管理模塊；工程項(xiàng)目管理實(shí)務(wù)模塊；一級(jí)建造師《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》備考模塊。
3.編制網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)導(dǎo)學(xué)單，利用導(dǎo)學(xué)單明確使用媒體的時(shí)間、任務(wù)安排及要求，以主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)員參加網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)，明確學(xué)員的任務(wù)[4]。通過(guò)事先，提高學(xué)員的參與率。導(dǎo)學(xué)單格式如下表2：
4.運(yùn)用微信公眾號(hào)、QQ、論壇等新媒體，開(kāi)展網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)，圍繞《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》課程的知識(shí)特點(diǎn)，通過(guò)集中討論、個(gè)別交流、共同參與等形式開(kāi)展網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)。具體的實(shí)施辦法如下：
（1）利用班級(jí)QQ群、論壇等開(kāi)展集中網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)。
（2）利用QQ、論壇、微信、郵件進(jìn)行學(xué)員個(gè)別交流活動(dòng)。
三、教學(xué)主要成效
通過(guò)《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》網(wǎng)上教學(xué)模式的優(yōu)化和具體的活動(dòng)實(shí)施，筆者認(rèn)為本課程網(wǎng)上教學(xué)取得了以下幾個(gè)方面的成效：
1.學(xué)員遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)驗(yàn)完成率大幅提高。以金華電大2015秋土木工程本科學(xué)員為例，通過(guò)網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)，學(xué)員之間互幫互助，該班級(jí)學(xué)員的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作業(yè)完成率100%，并且在學(xué)期末前一個(gè)多月前就已全部完成，一改以往需要輔導(dǎo)教師不斷督促才能勉強(qiáng)完成的情況，有效地提高了學(xué)員自主學(xué)習(xí)的能力。
2.實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)員、學(xué)員與學(xué)員之間全方位的互動(dòng)交流。圍繞“崗位能力提升、一級(jí)建造師考試培訓(xùn)、課程學(xué)習(xí)”三者有機(jī)結(jié)合交流學(xué)習(xí)的宗旨，教師利用QQ、論壇、微信等各類(lèi)新媒體發(fā)起學(xué)習(xí)討論，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)員、學(xué)員與學(xué)員之間的互動(dòng)交流。
3.學(xué)員綜合能力得到一定提升。通過(guò)網(wǎng)上教學(xué)模式活動(dòng)的開(kāi)展，一方面學(xué)員使用微信、論壇等新媒體的能力得到了提高，從學(xué)員參與的熱情以及論壇的使用率和學(xué)員遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的完成率就可以發(fā)現(xiàn)。另一方面學(xué)員自主學(xué)習(xí)的能力也得到了提升，學(xué)員能夠通過(guò)自學(xué)后利用論壇和QQ進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)，互相之間能對(duì)某些問(wèn)題進(jìn)行答疑解惑。再則就是學(xué)員的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)能力有了提升，通過(guò)本次教學(xué)活動(dòng)學(xué)員對(duì)課程學(xué)習(xí)和專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和分析能力有了提升，學(xué)會(huì)了用比較的方式去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。
4.推動(dòng)了課程備課模式的改進(jìn)。利用本次網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)，轉(zhuǎn)變了以往就書(shū)本知識(shí)而講書(shū)本知識(shí)的傳統(tǒng)觀念，將與本課程相關(guān)聯(lián)的崗位知識(shí)、考證知識(shí)結(jié)合起來(lái)[5]，并以一級(jí)建造師《建設(shè)工程項(xiàng)目管理》考試科目為抓手，將該考試科目的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，比如預(yù)付款的支付、項(xiàng)目的實(shí)際管理要求等等與實(shí)際相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)作為備課重點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)的方式與學(xué)員共同交流和學(xué)習(xí)，提高了本課程學(xué)習(xí)的實(shí)效性。
四、結(jié)語(yǔ)
筆者認(rèn)為開(kāi)放大學(xué)系統(tǒng)提出的“深化課程教學(xué)改革，創(chuàng)新網(wǎng)上教學(xué)模式，落實(shí)教學(xué)過(guò)程，提升開(kāi)放教育教學(xué)質(zhì)量”的工作一直在路上，只要每位任課教師能夠轉(zhuǎn)變觀念，在省級(jí)電大（開(kāi)放大學(xué)）以及各基層電大的共同帶領(lǐng)下不斷完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)媒介形式，樹(shù)立團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)，定能實(shí)現(xiàn)供給側(cè)改革思路下開(kāi)放教育人才培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
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中圖分類(lèi)號(hào)：X-019 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 工程力學(xué)與環(huán)境科學(xué)的學(xué)科交叉理論
工程力學(xué)是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱(chēng)并對(duì)這個(gè)學(xué)科做了開(kāi)創(chuàng)性工作的是中國(guó)學(xué)者錢(qián)學(xué)森。
在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問(wèn)題，所涉及的溫度高達(dá)幾千度到幾百萬(wàn)度，壓力達(dá)幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)大氣壓，應(yīng)變率達(dá)百萬(wàn)分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)直接測(cè)定。為了減少耗時(shí)費(fèi)錢(qián)的實(shí)驗(yàn)工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)；在一些力學(xué)問(wèn)題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問(wèn)題；出現(xiàn)一些遠(yuǎn)離平衡態(tài)的力學(xué)問(wèn)題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過(guò)程的高階項(xiàng)；由于對(duì)新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見(jiàn)新型材料力學(xué)性能的計(jì)算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。
總的來(lái)說(shuō)，工程力學(xué)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點(diǎn)，有很大的知識(shí)面和靈活性，對(duì)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。
2工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的發(fā)展
2.1環(huán)境與力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)
工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個(gè)新分支，確有一些獨(dú)具的特點(diǎn)。工程力學(xué)著重于分析問(wèn)題的機(jī)理，并借助建立理論模型來(lái)解決具體問(wèn)題。只有在進(jìn)行機(jī)理分析而感到資料不夠時(shí)，才求助于新的實(shí)驗(yàn)。
工程力學(xué)注重從微觀到宏觀，以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運(yùn)用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。
雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計(jì)物理或者物理化學(xué)的一個(gè)分支，因?yàn)闊o(wú)論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)里所提出的各種具體問(wèn)題。工程力學(xué)所面臨的問(wèn)題往往要比基礎(chǔ)學(xué)科里所提出的問(wèn)題復(fù)雜得多，它不能單靠簡(jiǎn)單的推演方法或者只借助于某一單一學(xué)科的成就，而必須盡可能結(jié)合實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用多學(xué)科的成果。
2.2研究?jī)?nèi)容和方向
工程力學(xué)主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學(xué)平衡性質(zhì)和化學(xué)平衡的研究等。對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題，工程力學(xué)主要借助統(tǒng)計(jì)力學(xué)的方法。
工程力學(xué)的研究工作，目前主要集中三個(gè)方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動(dòng)力學(xué)過(guò)程有關(guān)的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運(yùn)性質(zhì)以及相變行為等；固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強(qiáng)度以及本構(gòu)關(guān)系等。
工程力學(xué)研究方向主要有：非線(xiàn)性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測(cè)量理論和破壞檢測(cè)技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動(dòng)力學(xué)與爆破。
3工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用
3.1材料力學(xué)與環(huán)境
材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用十分廣泛。大到機(jī)械中的各種機(jī)器，建筑中的各個(gè)結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學(xué)就顯得尤為重要。
利用材料力學(xué)中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時(shí)應(yīng)采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應(yīng)。
3.2固體力學(xué)與環(huán)境
自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問(wèn)題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)。現(xiàn)代工程中，無(wú)論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理。
固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問(wèn)題，又有塑性問(wèn)題；既有線(xiàn)性問(wèn)題，又有非線(xiàn)性問(wèn)題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴(kuò)大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。
固體力學(xué)的研究對(duì)象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類(lèi)。薄壁桿件是指長(zhǎng)寬厚尺寸都不是同量級(jí)的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結(jié)構(gòu)中都廣泛采用了薄壁桿件。
3.3流體力學(xué)與環(huán)境
【中圖分類(lèi)號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889（2013）01C-
0066-02
工程力學(xué)是工科類(lèi)大學(xué)生的一門(mén)必修專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是學(xué)生在大學(xué)階段比較系統(tǒng)地接觸實(shí)際工程問(wèn)題的第一門(mén)課程，對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)起著承上啟下的作用。該課程兼有基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用技術(shù)雙重性質(zhì)。該課程以高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、大學(xué)物理等課程為基礎(chǔ)，為后續(xù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供必需的基礎(chǔ)知識(shí)和方法，其課程建設(shè)、教學(xué)改革和教學(xué)效果將直接影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及工程技術(shù)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。本文探討以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的工程力學(xué)課程教學(xué)模式。
一、工程力學(xué)課程教學(xué)存在的問(wèn)題
國(guó)內(nèi)各高校相繼對(duì)工程力學(xué)課程進(jìn)行了不同形式的教學(xué)改革，取得了較好成效。華中科技大學(xué)陳傳堯帶領(lǐng)的工程力學(xué)國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課程教學(xué)中，提倡啟發(fā)式教學(xué)與創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，以啟迪研究思維為導(dǎo)向開(kāi)展了工程力學(xué)課程教學(xué)改革，并打造了國(guó)家級(jí)精品課程；北京理工大學(xué)梅鳳翔帶領(lǐng)的“工程力學(xué)”國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)也對(duì)課程體系和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革和探索，獲得國(guó)家級(jí)精品課程；東北大學(xué)劉均帶領(lǐng)的工程力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)從科學(xué)素質(zhì)、道德素質(zhì)培養(yǎng)人才入手，力求啟發(fā)式、討論式、研究式教學(xué)，注意給學(xué)生留有一定的思維空間，在教學(xué)體系考核環(huán)節(jié)上設(shè)計(jì)了“全方位多層次”的考核辦法，率先實(shí)踐了課程免試制度，獲得較好的教學(xué)效果；河南工業(yè)大學(xué)也對(duì)工程力學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革，他們基于創(chuàng)意教學(xué)理念，從工程力學(xué)的教學(xué)方法、教學(xué)觀念、教學(xué)手段和考核方式等各方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，學(xué)生的創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力、思維能力等方面都有了顯著提高，亦收到良好的教學(xué)效果。此外，部分院校結(jié)合教學(xué)實(shí)踐的具體實(shí)例，探索研究型教學(xué)模式在工程力學(xué)課程中的實(shí)踐應(yīng)用， 有些還提出了問(wèn)題式教學(xué)模式、基于構(gòu)建主義和創(chuàng)造思維理論的教學(xué)模式，基于“大工程”理念的教學(xué)模式，等等。但是，在現(xiàn)有的工程力學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，大多數(shù)高校仍存在以下問(wèn)題。
一是教學(xué)過(guò)程仍采用傳統(tǒng)的工程力學(xué)教育模式，往往將工程力學(xué)科學(xué)化和技術(shù)化，只注重學(xué)科自身知識(shí)的完整與統(tǒng)一，缺乏與其他課程間的關(guān)聯(lián)性、整體性和統(tǒng)一性，導(dǎo)致工程力學(xué)教學(xué)與實(shí)際脫離，孤立于其他知識(shí)體系。二是課程教學(xué)體系自我封閉，現(xiàn)行教案內(nèi)容陳舊，部分內(nèi)容起點(diǎn)低，有些力學(xué)概念抽象，與工程結(jié)合不緊密，難以建立工程概念，大部分學(xué)生反映課程內(nèi)容枯燥。三是工程力學(xué)內(nèi)容本身是由理論力學(xué)的靜力學(xué)（約占總體的30%）和材料力學(xué)的基本變形、組合變形及壓桿穩(wěn)定部分（約占總體的70%）組成，是理論力學(xué)和材料力學(xué)壓縮出的最基礎(chǔ)的知識(shí)。以廣西大學(xué)為例，該課程課時(shí)根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)要求分為72學(xué)時(shí)、45學(xué)時(shí)和36學(xué)時(shí)不等，課時(shí)相對(duì)較少，教師在有限時(shí)間內(nèi)，難以突出重點(diǎn)，大都照本宣科，教學(xué)效果不太理想。在國(guó)內(nèi)很多高校均存在此問(wèn)題。四是教學(xué)體系各環(huán)節(jié)聯(lián)系不夠緊密，比如教學(xué)環(huán)節(jié)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)脫離，教師不能就實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)遇到的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題給予及時(shí)解析與糾正，亦不能根據(jù)學(xué)生遇到的實(shí)際問(wèn)題，有針對(duì)性地調(diào)整現(xiàn)行教案。另外，考試內(nèi)容陳舊，形式單一也是存在的問(wèn)題之一。種種問(wèn)題的存在，反映了現(xiàn)行工程力學(xué)教學(xué)模式的弊端，需要對(duì)其作進(jìn)一步的探索和實(shí)踐，以期達(dá)到較好的教學(xué)效果。
二、以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的工程力學(xué)課程教學(xué)模式具體探索
工程力學(xué)課程靜力學(xué)部分的理論體系以及分析過(guò)程延續(xù)了數(shù)學(xué)、物理的理性思維，在工程應(yīng)用上，這部分內(nèi)容又是材料力學(xué)的基礎(chǔ)，材料力學(xué)部分則通過(guò)“實(shí)驗(yàn)―假設(shè)―分析―結(jié)論”的過(guò)程，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)以及在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的歸納與合理的假設(shè)方法對(duì)研究的作用，體現(xiàn)了實(shí)用概念，與工程應(yīng)用緊密聯(lián)系。在工程上所遇到的所有力學(xué)問(wèn)題，均屬于工程任務(wù)對(duì)象設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能設(shè)計(jì)）的范疇。工程力學(xué)理論教學(xué)過(guò)程亦應(yīng)緊密聯(lián)系工程實(shí)際，開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，將課程教學(xué)抽象的理論以更具體的設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)闡釋?zhuān)箤W(xué)生在教與學(xué)過(guò)程中真正體會(huì)到學(xué)有所用，使力學(xué)所涉及的數(shù)學(xué)、物理的理性思維更具生命力，將各課程知識(shí)綜合應(yīng)用于設(shè)計(jì)任務(wù)。
（一）引入以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的教學(xué)模式，改革實(shí)踐課程體系與內(nèi)容。針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)、不同層次學(xué)生的需求，將課程內(nèi)容案例化，在各章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容引入具體的、切合實(shí)際的設(shè)計(jì)案例，以工程設(shè)計(jì)案例代替課堂講授的算例，即以工程設(shè)計(jì)案例引導(dǎo)工程力學(xué)理論講解，避免純理論、邏輯化的課程枯燥教學(xué)，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生解決工程設(shè)計(jì)實(shí)際問(wèn)題的能力以及在工程實(shí)際中各理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。教學(xué)大綱要求及教案內(nèi)容突出課程主線(xiàn)，突出理論共性，突出工程力學(xué)建模，培養(yǎng)學(xué)生工程問(wèn)題力學(xué)化、力學(xué)問(wèn)題數(shù)學(xué)化、數(shù)學(xué)問(wèn)題工程化循環(huán)思維能力。形成以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的案例化課程體系與課程內(nèi)容。
（二）以設(shè)計(jì)為向?qū)У慕虒W(xué)方法與教學(xué)手段改革。改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，從以教師為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心，從單一黑板講課和多媒體講授轉(zhuǎn)為以黑板講授為主，以多媒體演示為輔，從理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)分離轉(zhuǎn)向以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向理論教學(xué)貫穿實(shí)驗(yàn)講授。充分利用機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的條件，實(shí)現(xiàn)講課、實(shí)訓(xùn)一體化。采用分小組大循環(huán)的形式，學(xué)生的工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練過(guò)程盡量實(shí)現(xiàn)工廠化管理，營(yíng)造一種真實(shí)的工程氛圍。同時(shí)通過(guò)以設(shè)計(jì)為任務(wù)目標(biāo)的力學(xué)建模訓(xùn)練過(guò)程中的合作，培養(yǎng)學(xué)生基于力學(xué)理論的工程任務(wù)性能設(shè)計(jì)思想，以及工程力學(xué)建模分析的數(shù)學(xué)分析能力，使學(xué)生基于工程實(shí)際，深刻認(rèn)識(shí)工程力學(xué)理論體系，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
（三）教學(xué)體系改革與實(shí)踐。針對(duì)現(xiàn)有的工程力學(xué)教學(xué)體系存在的問(wèn)題，對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行調(diào)整、實(shí)踐再調(diào)整。研究各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，將工程力學(xué)教學(xué)體系分成理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)術(shù)講座、課程考核四個(gè)環(huán)節(jié)，將具體工程設(shè)計(jì)案例貫穿工程力學(xué)整個(gè)教學(xué)體系，加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的聯(lián)系與互動(dòng)，增加學(xué)術(shù)講座環(huán)節(jié)，在教學(xué)過(guò)程中，在工程力學(xué)靜力學(xué)部分及材料力學(xué)部分，抽出兩次課時(shí)間，以教師各種科研課題為基礎(chǔ)，以工程設(shè)計(jì)任務(wù)為導(dǎo)向，凝聚兩到三個(gè)專(zhuān)題，以學(xué)術(shù)講座的形式，介紹力學(xué)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用科學(xué)及工程實(shí)際意義，并介紹學(xué)術(shù)界研究的前沿課題，使學(xué)生從本科階段就能了解工程力學(xué)科研現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。課程考核環(huán)節(jié)改變傳統(tǒng)的單一考核方式，改變“一卷定終身”的評(píng)價(jià)方式，采用教學(xué)全過(guò)程綜合測(cè)評(píng)方式，改變現(xiàn)有試卷內(nèi)容重理論知識(shí)的考核，增加工程力學(xué)實(shí)際工程綜合應(yīng)用考核內(nèi)容。
（四）制定新的教學(xué)大綱。依據(jù)原國(guó)家教委工科力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的工程力學(xué)課程教學(xué)基本要求，根據(jù)現(xiàn)有的工程力學(xué)教學(xué)時(shí)數(shù)及設(shè)立、調(diào)整的各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，制定新的工程力學(xué)教學(xué)大綱和工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。
（五）合理利用現(xiàn)代教育技術(shù)。根據(jù)每次授課的具體內(nèi)容及特點(diǎn)，合理地將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)黑板教學(xué)結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果，提高課堂教學(xué)效率。目前工程力學(xué)教師有的采用多媒體課件，有的采用黑板的授課方式?，F(xiàn)有授課方式存在諸多弊端。對(duì)現(xiàn)有授課方式進(jìn)行修改與調(diào)整，采用以黑板授課為主，以多媒體為輔的授課方式。多媒體教學(xué)軟件應(yīng)適應(yīng)工程力學(xué)教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基本概念的掌握和對(duì)基本原理的運(yùn)用方面的需要，不應(yīng)做成教材的翻版，也不應(yīng)只提供簡(jiǎn)單信息，而應(yīng)通過(guò)動(dòng)畫(huà)形象地展現(xiàn)工程設(shè)計(jì)案例，引導(dǎo)學(xué)生思考，使學(xué)生結(jié)合討論學(xué)以致用。理論講解主要以黑板授課，理論應(yīng)用的案例講解主要利用多媒體，以動(dòng)畫(huà)、仿真、實(shí)物呈現(xiàn)，生動(dòng)地體現(xiàn)工程力學(xué)的工程應(yīng)用理念。
在非機(jī)械類(lèi)少學(xué)時(shí)部分專(zhuān)業(yè)實(shí)施，其他專(zhuān)業(yè)仍按照現(xiàn)行教學(xué)模式，對(duì)兩種模式采用問(wèn)卷調(diào)查、學(xué)生評(píng)價(jià)、綜合評(píng)測(cè)、專(zhuān)家論證的方式，對(duì)比評(píng)價(jià)教學(xué)效果，評(píng)價(jià)教學(xué)改革成效，形成長(zhǎng)期有效的教學(xué)效果跟蹤評(píng)價(jià)體系。并對(duì)新教學(xué)模式進(jìn)行再完善，是以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的工程力學(xué)教學(xué)模式探索的正確實(shí)施思路。
針對(duì)工程力學(xué)課程教學(xué)存在的問(wèn)題，采用以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的教學(xué)模式，將工程設(shè)計(jì)這一任務(wù)貫穿整個(gè)課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)工程力學(xué)課程體系、教案編排、教學(xué)方法、授課模式及教學(xué)體系進(jìn)行新的探索與實(shí)踐，以革新現(xiàn)行教學(xué)存在的弊端，使學(xué)生通過(guò)工程力學(xué)的學(xué)習(xí)，立足設(shè)計(jì)任務(wù)，建立工程概念，培養(yǎng)力學(xué)意識(shí)，鍛煉學(xué)生工程問(wèn)題力學(xué)化、力學(xué)問(wèn)題數(shù)學(xué)化、數(shù)學(xué)問(wèn)題工程化循環(huán)思維能力，將會(huì)獲得更好的教學(xué)效果。
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【Abstract】Engineering Mechanics is an important required course for energy chemical majors，so the construction of the teaching material is important. Existing domestic engineering mechanics teaching materials are similar in the content and the selection of examples and exercises，but the content is more difficult，so they are not suitable for local undergraduate college. In order to adapt to engineering mechanics teaching，the author analyzed the problems existing in the teaching material and put forward some reform measures to improve the teaching.
【Key words】engineering mechanics； teaching material； reform
【基金項(xiàng)目】榆林學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目（編號(hào)：JG1531）。
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.44 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）09-0227-01
隨著我國(guó)普通高等教育的發(fā)展，力學(xué)教材的建設(shè)取得了巨大的進(jìn)步，出版了一批優(yōu)秀的力學(xué)教材，這些教材在深度和廣度方面，基本上偏多、偏難、偏深[1]，因此只有改變這一局面，才能談得上教育創(chuàng)新。工程力學(xué)作為我校能源化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修課，在卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)下，對(duì)工程力學(xué)教材進(jìn)行研討就具有緊迫性和必要性。
1.現(xiàn)有教材中存在的問(wèn)題
現(xiàn)有教材為國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，涵蓋了原有工科理論力學(xué)、材料力學(xué)和流體力學(xué)初步等內(nèi)容[2]，在深度、廣度和綜合性上都達(dá)到了較高水平，但筆者認(rèn)為其比較適用于研究型大學(xué)使用，對(duì)于地方性本科院校，則不太實(shí)用。主要存在問(wèn)題為：
（1）理論性強(qiáng)，理論公式推導(dǎo)復(fù)雜、抽象，需要學(xué)生對(duì)基本理論理解透徹。例題數(shù)目少且難度大，習(xí)題沒(méi)有詳細(xì)解答過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)生自學(xué)困難，達(dá)不到自學(xué)目的。
（2）對(duì)于工程實(shí)際中的典型案例，教材中大都簡(jiǎn)化成力學(xué)模型，這雖然有助于學(xué)生理解，但卻不利于學(xué)生理論和實(shí)踐的聯(lián)系。
（3）教材章節(jié)多，且相互之間的貫通、融合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的要求較高，給學(xué)生留下的思維空間較少，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效率低下。
（4）材料力學(xué)章節(jié)安排不太合理，一部分在上冊(cè)，一部分在下冊(cè)，學(xué)生在第二學(xué)期的學(xué)習(xí)過(guò)程中，將上冊(cè)部分內(nèi)容忘得一干二凈，甚至聽(tīng)不懂老師所講內(nèi)容。
（5）重理論輕實(shí)踐，忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，力學(xué)理論性知識(shí)必然需要在工程科學(xué)中加以應(yīng)用才能體現(xiàn)其價(jià)值。
為了適應(yīng)我校對(duì)人才培養(yǎng)的需求，我們總結(jié)幾年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從“學(xué)有所用，用有所學(xué)”的特色出發(fā)，抓住力學(xué)知識(shí)普遍適用于工程實(shí)際的內(nèi)涵，提出幾點(diǎn)改革建議，探索具有優(yōu)質(zhì)效果的教學(xué)內(nèi)容，從而提高學(xué)生的學(xué)業(yè)水平，提高教師的業(yè)務(wù)能力，提升教學(xué)實(shí)力。
2.教學(xué)改革方案
為了更好實(shí)現(xiàn)工程力學(xué)的教學(xué)效果，結(jié)合我校的實(shí)際情況，對(duì)工程力學(xué)教材進(jìn)行改革。注重力學(xué)概念和工程實(shí)用性，力求理論與應(yīng)用并重、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)結(jié)合，重視啟發(fā)式教學(xué)，意在加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。改革方案如下：
（1）突出工程應(yīng)用背景，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
（2）采用“結(jié)構(gòu)化、模塊化”設(shè)計(jì)，體現(xiàn)“必需夠用”，兼顧專(zhuān)業(yè)需求和個(gè)性發(fā)展，以培養(yǎng)實(shí)用型人才為主要目標(biāo)[3]。
（3）增加例題數(shù)目，建立和工程實(shí)際結(jié)合緊密的多媒體試題庫(kù)和習(xí)題冊(cè)，從而有助于學(xué)生解題能力的提高。
（4）精簡(jiǎn)課程內(nèi)容，不追求理論的系統(tǒng)性和完整性，減少繁瑣的理論推導(dǎo)，著重講清基本概念，加強(qiáng)工程意識(shí)和工程方法的培養(yǎng)。
3.結(jié)語(yǔ)
針對(duì)當(dāng)前培養(yǎng)卓越工程師的人才培養(yǎng)目標(biāo)，分析現(xiàn)有工程力學(xué)教材的優(yōu)缺點(diǎn)，提出幾點(diǎn)改革措施，體現(xiàn)以學(xué)生為本的人才培養(yǎng)方案，充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，加強(qiáng)工程力學(xué)與后續(xù)課程的聯(lián)系及在工程實(shí)際中的應(yīng)用。
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3、主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括工程制圖、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、測(cè)量實(shí)習(xí)、工程地質(zhì)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)或生產(chǎn)實(shí)習(xí)、結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文等，一般安排40周左右。
0 引言
力學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變形規(guī)律的科學(xué)，所闡述的規(guī)律帶有普遍性，是一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)。是各技術(shù)工程學(xué)科的重要理論基礎(chǔ)，是溝通自然科學(xué)基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐的橋梁。該課程內(nèi)容由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分組成，具有理論性、系統(tǒng)性、抽象性的特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到枯燥乏味，理論與實(shí)際相脫離，從而造成教學(xué)效果不佳等現(xiàn)象。而本課程又與很多專(zhuān)業(yè)課程密切相關(guān)，學(xué)習(xí)的效果直接影響了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)。因此，改變教學(xué)方法提高效率，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，是該課程教學(xué)的大勢(shì)所在。本文在工程力學(xué)的教學(xué)中引入項(xiàng)目化教學(xué)方法，以實(shí)際工作任務(wù)為引導(dǎo)，采用基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)法。將生產(chǎn)一線(xiàn)中的實(shí)際項(xiàng)目引入課堂，使學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，提升學(xué)生職業(yè)能力。
1 課程設(shè)計(jì)方面
在課程設(shè)計(jì)方面，堅(jiān)持理論與實(shí)際相結(jié)合的原則，立足于工程應(yīng)用，利用多媒體充分說(shuō)明工程力學(xué)在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用情況，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到本門(mén)課程在整個(gè)知識(shí)體系中的地位與作用，從而引起學(xué)生的重視，提高學(xué)習(xí)的熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。現(xiàn)以工程力學(xué)課題組制定的課程整體設(shè)計(jì)為例，加以闡述。本課程內(nèi)容以油壓夾緊機(jī)構(gòu)為項(xiàng)目載體，結(jié)合工程力學(xué)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)如下的教學(xué)內(nèi)容，見(jiàn)表1。
在進(jìn)行課程整體設(shè)計(jì)時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：
1、整個(gè)課程設(shè)計(jì)時(shí)，要充分進(jìn)行企業(yè)調(diào)研，根據(jù)學(xué)生將來(lái)從事的職業(yè)崗位的知識(shí)、能力要求而設(shè)計(jì)，課程的教學(xué)目標(biāo)圍繞項(xiàng)目訓(xùn)練能力進(jìn)行，學(xué)生通過(guò)完成項(xiàng)目（任務(wù)）進(jìn)而訓(xùn)練職業(yè)能力，項(xiàng)目又是能力實(shí)現(xiàn)的切實(shí)載體。
2、為保證設(shè)計(jì)過(guò)程的系統(tǒng)性，用油壓夾緊裝置的分析是本課程的項(xiàng)目，按照機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)了課程順序，任務(wù)和步驟是一個(gè)接一個(gè)地被展現(xiàn)、被傳授、被實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目具有連續(xù)性、實(shí)用性等特性，當(dāng)這些單項(xiàng)任務(wù)都被完成后，學(xué)生也就基本具有了從事簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)、測(cè)繪能力。
3、有些子項(xiàng)目或單項(xiàng)任務(wù)的前后順序有待斟酌。
2 教學(xué)模式、教學(xué)方法方面
教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，依據(jù)項(xiàng)目的選定，結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置教學(xué)任務(wù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，一定注重要基于工作過(guò)程的設(shè)計(jì)模式，并且要注重學(xué)生主體，讓學(xué)生真正在學(xué)習(xí)的過(guò)程中做到“做中學(xué)”，任務(wù)的設(shè)計(jì)本著由淺入深，由低到高的原則進(jìn)行，并且與學(xué)生所要掌握的知識(shí)緊密結(jié)合。另外在教學(xué)中任務(wù)引導(dǎo)法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、六步教學(xué)法等多種教學(xué)方法要綜合互補(bǔ)使用。在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于要完成的任務(wù)，老師要做簡(jiǎn)單的講解，使學(xué)生既能準(zhǔn)確把握研究的方向，又能保持好奇心理和研究動(dòng)力。每一任務(wù)的教學(xué)都采用單元設(shè)計(jì)表格的形式，從而較完善的完成教學(xué)任務(wù).
現(xiàn)以課程項(xiàng)目之一：扭轉(zhuǎn)變形在傳動(dòng)軸中的分析和計(jì)算為例，展示項(xiàng)目教學(xué)法的具體實(shí)施過(guò)程。
（1）明確本項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容流程：
復(fù)習(xí)鞏固任務(wù)引入任務(wù)設(shè)置任務(wù)分析歸納總結(jié)考核評(píng)價(jià)布置作業(yè)
（2）復(fù)習(xí)鞏固：
油壓加緊裝置中哪些構(gòu)件受到剪切變形？
桿件的基本變形有哪些？
（3）任務(wù)設(shè)置：
任務(wù)1：傳動(dòng)軸的變形分析；
任務(wù)2：傳動(dòng)軸內(nèi)力的計(jì)算；
任務(wù)3：傳動(dòng)軸扭矩圖的畫(huà)法；
拓展任務(wù) ：分析傳動(dòng)軸外力偶的合理安排。
（4）任務(wù)分析：
任務(wù)一 傳動(dòng)軸的變形分析
通過(guò)一些圖片展示，例如傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸、汽車(chē)傳動(dòng)軸、汽車(chē)轉(zhuǎn)向軸、攻絲等機(jī)構(gòu)，提出問(wèn)題：機(jī)械中的軸類(lèi)零件在傳動(dòng)中受到什么共同變形？還有哪些實(shí)例屬于同種變形？能否總結(jié)一下它們的特點(diǎn)是什么？然后引入扭轉(zhuǎn)的變形特點(diǎn)：各橫截面繞軸線(xiàn)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，桿軸線(xiàn)始終保持直線(xiàn)。
任務(wù)二 傳動(dòng)軸扭矩的計(jì)算
截面法求扭矩
1、截開(kāi)：將圓軸沿任一截面1-1截開(kāi)，取任一部分為研究對(duì)象.
2、代替：用內(nèi)力偶矩代替截去的另一部分.
3、平衡：由T=ΣMi 得 T=？
任務(wù)三 傳動(dòng)軸扭矩圖的畫(huà)法
定義：扭矩圖表示沿桿件軸線(xiàn)各橫截面上扭矩變化規(guī)律的圖線(xiàn)
目的：①扭矩變化規(guī)律；②|T|max值及其截面位置；③強(qiáng)度計(jì)算（危險(xiǎn)截面）。
拓展任務(wù)：分析傳動(dòng)軸外力偶的合理安排
練習(xí)：傳動(dòng)系統(tǒng)的主軸ABC的轉(zhuǎn)速n=960r/min，輸入功率PA=27.5kw ，輸出功率PB=20kw，PC=7.5kw 。試畫(huà)出ABC軸的扭矩圖；如果將輪A和輪B位置對(duì)調(diào)，試分析對(duì)軸的受力是否有利？
（5） 總結(jié)歸納
任務(wù)1 ：由傳動(dòng)軸的變形分析，可以掌握扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)。
任務(wù)2 ：由傳動(dòng)軸內(nèi)力的計(jì)算，能夠熟悉的掌握受扭轉(zhuǎn)變形的圓軸內(nèi)力大小方向的求解。
任務(wù)3：由傳動(dòng)軸扭矩圖的畫(huà)法，可以更熟練掌握變形的內(nèi)力的分布，以便找出危險(xiǎn)截面。
拓展任務(wù) ：由分析傳動(dòng)軸外力偶的合理安排能夠鍛煉學(xué)生學(xué)以致用、融會(huì)貫通的能力，以及耐心、細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)的協(xié)作精神。
考核評(píng)價(jià) 教師評(píng)價(jià)+小組互評(píng)+個(gè)人自評(píng)
布置作業(yè) 在校企合作項(xiàng)目“電腦彈簧機(jī)”中，有哪些構(gòu)件屬于扭轉(zhuǎn)變形實(shí)例，分析它們的特點(diǎn)
3 教學(xué)手段方面
合理運(yùn)用多媒體教學(xué)資源：當(dāng)前，在課堂講授中應(yīng)用多媒體教學(xué)已成為大家的共識(shí)。多媒體教學(xué)可以將工程結(jié)構(gòu)直觀、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，增加感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生將課堂與工程背景聯(lián)系起來(lái)，有助于學(xué)生掌握如何建立力學(xué)模型的問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂節(jié)奏和教學(xué)效率，也提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。多媒體教學(xué)具有交互界面豐實(shí)、生動(dòng)、逼真、信息量大的特點(diǎn)，可使學(xué)生將主要精力集中于理解方面，極大地減少用于繁雜計(jì)算上的時(shí)間，教師就可以有更多的時(shí)間進(jìn)行啟發(fā)、誘導(dǎo)；課件在實(shí)施過(guò)程中可進(jìn)可退，速度可快可慢，有利于講授的連貫性和邏輯性的發(fā)揮；利用多媒體技術(shù)通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種手段使學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，充分激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，為學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件，具有傳統(tǒng)教學(xué)模式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
4 考核評(píng)價(jià)方面
本課程的教學(xué)評(píng)價(jià)由兩大部分組成：
1、過(guò)程考核：主要包括教師評(píng)價(jià)，小組互評(píng)和個(gè)人自評(píng)三部分，占總成績(jī)的40%。本考核主要是對(duì)學(xué)生的出勤、課堂紀(jì)律、課程作業(yè)、課堂表現(xiàn)（如：是否積極主動(dòng)地參與討論和分析；是否敢于表述自己的想法；是否敢于嘗試從不同角度思考問(wèn)題，有獨(dú)到的見(jiàn)解；能否理解他人的思路，小組成員之間團(tuán)結(jié)協(xié)作的的程度，能否在與小組成員合作交流中得到啟發(fā)與進(jìn)步；是否有認(rèn)真反思自己思考過(guò)程的意識(shí)等。）等進(jìn)行綜合考核。
2、終結(jié)考核：是對(duì)學(xué)生一個(gè)學(xué)期所學(xué)課程內(nèi)容的綜合考核，包括應(yīng)知（50%）和應(yīng)會(huì)（50%）兩部分，采用閉卷考試的形式。應(yīng)知考試內(nèi)容以本學(xué)期授課內(nèi)容為主，應(yīng)會(huì)考試內(nèi)容是根據(jù)理論知識(shí)結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行的知識(shí)拓展考核。本考試成績(jī)占學(xué)期課程考核成績(jī)的60%。
5 教學(xué)效果方面
（1）轉(zhuǎn)變了專(zhuān)業(yè)課教師的教學(xué)理念，使教師真正認(rèn)識(shí)到教師不僅要關(guān)注“如何教”，而且更關(guān)注“教什么”。項(xiàng)目化構(gòu)建成為教師備課的首要任務(wù)，教師真正成為課程的開(kāi)發(fā)者。
（2）改變了教師的教學(xué)模式，基于教學(xué)，將理論知識(shí)與實(shí)際操作技能相結(jié)合，充分體現(xiàn)教學(xué)做一體的原則，靈活運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法、案例教學(xué)法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法等教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
（3）轉(zhuǎn)變的學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，以往的課堂，學(xué)生整節(jié)課往往是被動(dòng)的聽(tīng)，成為課堂的附屬。實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，學(xué)生的“思想自由”得以空前提高，學(xué)生成為課堂的主體，可以自主思考、獨(dú)立或小組協(xié)作解決技能訓(xùn)練過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，對(duì)解決不了的問(wèn)題再請(qǐng)老師予以解答。整個(gè)課堂步驟循序漸進(jìn)，學(xué)習(xí)氛圍寬松活躍，學(xué)生參與率高，效果良好。
（4）教師教學(xué)科研水平穩(wěn)步提高。教師通過(guò)對(duì)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置，增強(qiáng)了專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解與見(jiàn)地，并且充分認(rèn)識(shí)到了對(duì)深層次知識(shí)的不足和新知識(shí)的欠缺，從而促使課題組教師走出課堂，走進(jìn)企業(yè)，豐富自己的理論知識(shí)和操作技能，再反饋到課堂提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，教師可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中存在的技術(shù)難關(guān)與科研課題，并付諸行動(dòng)，解決難題，無(wú)形中提高了教師的整體科研能力。
6 建議與意見(jiàn)
（1）在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)立足于加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，采用項(xiàng)目教學(xué)法，以任務(wù)型項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（2）教學(xué)過(guò)程由實(shí)踐到理論，使學(xué)生通過(guò)感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí)，除少數(shù)必要的基本概念外，切忌直接講述枯燥的理論知識(shí)。
（3）在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)以學(xué)生為本，注重“教”與“學(xué)”的互動(dòng)，由老師提出階段性要求，學(xué)生在不斷練習(xí)中逐步達(dá)到目標(biāo)，掌握課程的職業(yè)能力。老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，合理調(diào)整教學(xué)
進(jìn)度。
（4）教學(xué)中，要努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)趣味性情境，練習(xí)項(xiàng)目應(yīng)包含個(gè)體練習(xí)，小組合作，經(jīng)驗(yàn)交流及老師點(diǎn)評(píng)等不同形式，讓學(xué)生在愉快的扭轉(zhuǎn)中完成學(xué)習(xí)。
（5）教學(xué)中，通過(guò)選用典型活動(dòng)項(xiàng)目，由教師提出要求或做出示范，組織學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)，讓學(xué)生在活動(dòng)中樹(shù)立責(zé)任意識(shí)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的合作精神，掌握課程的職業(yè)能力。
（6）教學(xué)中注重職業(yè)情景的創(chuàng)設(shè)，以多媒體、錄像和案例分析等方法提高學(xué)生解決和處理實(shí)際問(wèn)題的綜合職業(yè)能力。
7 結(jié)束語(yǔ)
工程力學(xué)課程的建設(shè)與改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，是一個(gè)不斷實(shí)踐完善的過(guò)程，不僅需要廣大力學(xué)教師的共同努力，還需要學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，堅(jiān)定不移的堅(jiān)持項(xiàng)目化教學(xué)，從摸索到探索直至發(fā)揮極致，為職業(yè)院校的可持續(xù)發(fā)展提供一條借鑒之徑。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
中圖分類(lèi)號(hào)：O741+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
力學(xué)是一門(mén)重要的應(yīng)用型學(xué)科。在我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多地方都會(huì)用到力學(xué)知識(shí)。最為典型的就是在采礦工程中的應(yīng)用。在采礦過(guò)程中會(huì)遇到許多力學(xué)問(wèn)題，這些問(wèn)題直接影響著采礦工程進(jìn)度以及整個(gè)礦區(qū)的安全生產(chǎn)情況。工程人員必須要解決這些力學(xué)問(wèn)題。
采礦工程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一系列難題，其中最為典型的就是力學(xué)問(wèn)題。力學(xué)問(wèn)題難度很大，只有專(zhuān)業(yè)的力學(xué)人員才能解決。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，筆者認(rèn)為必須要加強(qiáng)對(duì)這采礦工程與力學(xué)問(wèn)題之間關(guān)系的研究。力學(xué)有多種分類(lèi)，我們對(duì)力學(xué)與采礦工程之間關(guān)系的探討可以從多個(gè)角度來(lái)進(jìn)行考察，本文將從采礦工程力學(xué)和巖石力學(xué)這兩個(gè)角度來(lái)探討采礦工程同力學(xué)問(wèn)題分析之間的關(guān)系。
采礦工程力學(xué)概述
采礦工程力學(xué)的實(shí)質(zhì)是在打破舊平衡的基礎(chǔ)上，尋求新的平衡。采礦工程力學(xué)是近代以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)應(yīng)用性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科。采礦工程力學(xué)的應(yīng)用范圍非常廣，其中在地質(zhì)，水電，地下工程，巖石工程等領(lǐng)域應(yīng)用范圍非常大。力學(xué)對(duì)采礦工程的影響主要體現(xiàn)在兩方面：一是力學(xué)本身是采礦工程的理論基礎(chǔ)，二是力學(xué)的發(fā)展又進(jìn)一步促進(jìn)了采礦工程技術(shù)的進(jìn)步。力學(xué)的主要目的是要尋求新的平衡，而采礦工程的最終目標(biāo)是要通過(guò)打破億萬(wàn)年的穩(wěn)定的地層，來(lái)獲得資源。采礦工程往往需要把大巖石碾碎成小巖塊，而后再把小巖快進(jìn)行粉碎。力學(xué)的主要目的是要保證在采礦過(guò)程中有一個(gè)平衡的空間。
與其他類(lèi)型的力學(xué)學(xué)科相比，采礦工程力學(xué)有其自身特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的固體力學(xué)相比，采礦工程中用到的力學(xué)具有以下幾個(gè)特征：首先是采礦工程力學(xué)是通過(guò)打破穩(wěn)定的地層來(lái)尋找新的平衡，而傳統(tǒng)的固體力學(xué)是通過(guò)使用材料，來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；其次是在采礦工程力學(xué)中巖石不是單純的材料。巖石是天然的地質(zhì)體，其本身具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和條件，我們?cè)诓傻V過(guò)程中不能單純地把巖石看作材料。最后是在采礦工程中不能忽視地應(yīng)力的影響。巖石本身具有地應(yīng)力。地應(yīng)力是造成巖石工程變形的主要原因。因而加強(qiáng)地應(yīng)力的研究就顯得非常重要。采礦工程力學(xué)與其他力學(xué)不同的一個(gè)顯著區(qū)別就是地應(yīng)力。經(jīng)過(guò)人們多年的實(shí)踐研究，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)巖石本身的地應(yīng)力具有不確定性。地應(yīng)力的不確定性增加了采礦工程的風(fēng)險(xiǎn)，我們要想控制這種風(fēng)險(xiǎn)就必須要加強(qiáng)對(duì)巖石地應(yīng)力不確定性的研究。
采礦工程與力學(xué)問(wèn)題之間的關(guān)系
在明確了采礦工程力學(xué)的基本概念之后，筆者就來(lái)詳細(xì)探討采礦工程與力學(xué)問(wèn)題之間的關(guān)系。針對(duì)兩者關(guān)系的探討，我們首先必須要了解采礦工程常見(jiàn)的力學(xué)問(wèn)題，而后才能談得上探討理解兩者的關(guān)系。
采礦工程中常見(jiàn)的力學(xué)問(wèn)題
筆者經(jīng)過(guò)對(duì)采礦工程進(jìn)行深入調(diào)查并結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為當(dāng)前我國(guó)采礦工程中常見(jiàn)且非常重要的問(wèn)題有以下幾個(gè)：一是對(duì)采場(chǎng)地壓進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)和控制；二是對(duì)礦石自然或者受力崩落規(guī)律的掌握；三是對(duì)采礦工程中造成的地表沉陷問(wèn)題的研究以及如何控制它所造成影響的探究；四是相關(guān)爆破問(wèn)題以及非爆破破碎方式的掌握；巖石破碎既可以運(yùn)用爆破方式也可以采用非爆破的形式。在礦區(qū)開(kāi)采過(guò)程中必須要結(jié)合礦區(qū)自身的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選擇；五是對(duì)軟巖巷道的維護(hù)。
采礦過(guò)程中力學(xué)問(wèn)題的解決方案
針對(duì)礦區(qū)采礦過(guò)程中遇到的問(wèn)題，筆者認(rèn)為主要是要從三個(gè)角度來(lái)解決。
一是在采礦過(guò)程中要高度重視反饋信息的作用。在礦區(qū)開(kāi)采過(guò)程中及時(shí)分析各種反饋信息，通過(guò)分析這些信息來(lái)不斷調(diào)整和修改開(kāi)采方法。這是有效預(yù)防和解決問(wèn)題的重要手段。采礦工程本身具有一定的短期性。采礦過(guò)程中的碾碎與穩(wěn)定等工序在時(shí)間和空間上的布局會(huì)對(duì)采礦效果造成嚴(yán)重影響，這是需要我們?cè)诓傻V過(guò)程中必須要高度重視的問(wèn)題。
二是科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)量。在開(kāi)采過(guò)程中科學(xué)準(zhǔn)確的測(cè)量是提高開(kāi)采效率的重要手段，在開(kāi)采礦區(qū)過(guò)程中對(duì)各種數(shù)據(jù)的精確測(cè)量有利于工程人員進(jìn)一步掌握地質(zhì)工程狀況，有助于主動(dòng)解決問(wèn)題。開(kāi)采過(guò)程中主要是對(duì)平常位移和數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的，與其他數(shù)據(jù)相比，平常位移和數(shù)據(jù)更容易測(cè)量。加強(qiáng)對(duì)于平常位移和數(shù)據(jù)的研究是提升采礦水平的重要手段，同時(shí)還可以借助聲音發(fā)射等手段來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
三是對(duì)采礦工程進(jìn)行科學(xué)的可靠性分析。在實(shí)際的礦區(qū)開(kāi)采過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響，不確定性很大。因而加強(qiáng)對(duì)采礦工程的可靠性分析就顯得尤為重要。礦區(qū)巖體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是非線(xiàn)性的，這種非線(xiàn)性會(huì)嚴(yán)重影響到可靠性分析。在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中對(duì)礦區(qū)可靠性的要求并不是要達(dá)到百分之百。只要可靠性達(dá)到百分之八十就可以進(jìn)行施工。因而對(duì)礦區(qū)工程的可靠性測(cè)量必須要科學(xué)準(zhǔn)確。這樣可以降低采礦工程的代價(jià)，同時(shí)還可以節(jié)省計(jì)算時(shí)間。對(duì)采礦工程的可靠性分析是一個(gè)重要內(nèi)容，值得我們?cè)谖磥?lái)下大力氣研究。
（三）崩落采礦與巖石力學(xué)之間的關(guān)系
上文提到了采礦工程力學(xué)同采礦工程的關(guān)系，接下來(lái)筆者就來(lái)探討以下巖石力學(xué)同采礦工程之間的關(guān)系。巖石力學(xué)同采礦工程力學(xué)之間的關(guān)系集中表現(xiàn)在崩落采礦與巖石力學(xué)的關(guān)系。首先來(lái)看巖石力學(xué)的概念，巖石力學(xué)是一門(mén)研究地殼巖石運(yùn)用，破壞，變形規(guī)律的學(xué)科。巖石力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)重要分支。巖石力學(xué)具體的研究方向包括以下幾個(gè)方面：一是巖石的壓力；二是巖石的斷裂；三是巖石的穩(wěn)定性分析；四是巖石的抗力系數(shù)；五是巖石的強(qiáng)度；六是巖石的數(shù)學(xué)模型。巖石力學(xué)的重點(diǎn)是有兩個(gè)：一是對(duì)巖性，地下水，構(gòu)成破壞帶，地下水等地質(zhì)因素和巖石開(kāi)采方式的研究；二是對(duì)巖石的力學(xué)性質(zhì)的研究。加強(qiáng)這兩方面的研究對(duì)于提升采礦工程的效率具有重要意義。但由于巖石本身具有不確定性且各種要素之間的關(guān)系很難用數(shù)學(xué)模型表達(dá)出來(lái)，這就給巖石力學(xué)的研究帶來(lái)很大難度。
上文提到巖石力學(xué)與崩落采礦的關(guān)系非常密切，接下來(lái)，筆者就來(lái)詳細(xì)論述巖石力學(xué)在崩落采礦中的作用。筆者認(rèn)為巖石力學(xué)在崩落采礦中起著非常關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。在崩落采礦過(guò)程中首先要對(duì)巖體本身的屬性有深入了解。只有在了解了巖體本身的屬性之后，才能真正高效安全地實(shí)現(xiàn)崩落開(kāi)采。針對(duì)巖體特征的了解，我們主要是從巖體的力學(xué)特點(diǎn)，斷層大小，方向，傾斜角，段層面本身的特點(diǎn)和組成應(yīng)力；巖石的抗剪強(qiáng)度，抗拉抗壓系數(shù)，地應(yīng)力等角度來(lái)進(jìn)行考察。巖體特征考察的主要目的是要考察巖體的可崩性；在確定了巖石可崩性之后接下來(lái)就是制定崩落采礦方案，針對(duì)崩落采礦方案的制定必須要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定結(jié)合巖體本身的特性來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
隨著我國(guó)煤炭資源形勢(shì)日益緊張，我國(guó)采礦工程技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展。采礦工程技術(shù)與力學(xué)之間有著很緊密的聯(lián)系。力學(xué)是采礦工程的理論基礎(chǔ)，在采礦工程形勢(shì)日益復(fù)雜的今天，加強(qiáng)采礦工程同力學(xué)問(wèn)題分析之間關(guān)系的探討具有非常重要的意義。本文從采礦工程力學(xué)與巖石力學(xué)，這兩個(gè)角度探討了兩者之間的關(guān)系。由于巖體本身具有不確定性，因而筆者認(rèn)為加強(qiáng)對(duì)巖體力學(xué)特性的了解，尤為重要。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類(lèi)號(hào)：U448.21+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、問(wèn)題背景
懸臂梁作為一種最基本的梁結(jié)構(gòu)，在實(shí)際的工程中，被廣泛的應(yīng)用，在工程力學(xué)中，其固定端的固定方式都被視為理想的固定端支撐，但是，實(shí)際中，固定端的固定方式并不是理想的，例如螺栓固定，焊接固定等。這些不同的固定方式，對(duì)梁的約束程度不盡相同，因此，梁的固有頻率，必然會(huì)受到一定的影響。
二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程
實(shí)驗(yàn)采用分組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，按照鋼梁的截面，分為三組，分別是10號(hào)工字鋼、5.6號(hào)等邊角鋼以及12.6號(hào)熱扎槽鋼。實(shí)驗(yàn)用固定支座如圖1所示。
分別將四種截面的鋼梁固定于支座上，通過(guò)調(diào)節(jié)固定端的固定方式，來(lái)模擬焊接與螺栓錨固等連接方式。測(cè)試其前兩階固有頻率。
測(cè)試結(jié)束后，采用ANSYS 9.0對(duì)各種不同的情況進(jìn)行模擬，并與實(shí)際結(jié)果相對(duì)比。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
改變固定方式前后的各個(gè)梁的固有頻率分別如表1與表2所示。
一階固有頻率f1/Hz 二階固有頻率f2/Hz
一階固有頻率f1/Hz 二階固有頻率f2/Hz
四、結(jié)論分析
從表中數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)改變固定方式，對(duì)梁的一階頻率的影響較大，這點(diǎn)對(duì)于U型槽鋼最為明顯，而對(duì)于二階頻率，則影響不甚明顯。因此，在實(shí)際的分析中，固定端的不同的約束方式，不能一概的簡(jiǎn)化為理想固定端計(jì)算，就本次實(shí)驗(yàn)而言，由于螺栓的約束程度較焊接而言，剛度有所降低，因此，改變連接方式后的梁的固有頻率也有所降低，對(duì)整體結(jié)構(gòu)的固有頻率將會(huì)產(chǎn)生不小的影響，所以在實(shí)際施工中需要特別注意這種現(xiàn)象。另外需要指出的是，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，所測(cè)的頻率與真實(shí)頻率存在一定的誤差。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類(lèi)號(hào)：U448
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)：16744764（2014）02002107
Abstract：it is necessary to balance the failure risk and the maintenance expensive. A methodology for reliability based maintenance optimization of steel bridge welded joints subjected to fatigue is proposed considering linear elastic fracture mechanics （LEFM）， the structure reliability， life cycle cost method and maintenance strategies. The maintenance cost is divided into inspection， repair and failure sections according to the whole life cycle cost methodology. And the maintenance strategy is transformed to the minimum expected lifetime costs with a constraint of the minimum acceptable reliability index. An case concerning to a transverse stiffener of bottom flange welded joint of Qingcaobei bridge is studied with a certain number of simplifications. Some sensitivity analysis is provided. Among all the parameters， discount rate is the most remarkable.
Key words：LEFM； reliability； cablegirder welded anchorage zones； maintenance strategy； fatigue； interest rate； probabilistic optimization
懸索橋吊桿（索）與加勁梁之間的錨固區(qū)（通常稱(chēng)為索梁錨固區(qū)）是主纜和加勁梁之間的傳力構(gòu)件，是控制加勁梁設(shè)計(jì)的重要部位。索梁錨固區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)力集中，吊桿（索）索力由它傳給主梁，其力學(xué)性能直接關(guān)系全橋的安全[13]。在風(fēng)與車(chē)輛等反復(fù)荷載作用下，易發(fā)生疲勞破壞。隨著中國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，交通流量不斷增加[4]，索梁錨固區(qū)更易發(fā)生疲勞破壞。
許多大跨度懸索橋修建時(shí)對(duì)吊索在鋼主梁上錨固區(qū)域的疲勞性能進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)研究[13，5]。但這些研究大都集中在索梁錨固系統(tǒng)的受力分析與疲勞性能評(píng)估，對(duì)其養(yǎng)護(hù)評(píng)估涉及較少。本文基于全壽命養(yǎng)護(hù)方法[6]，把橋梁的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用分為檢測(cè)費(fèi)用、維修費(fèi)用與失效費(fèi)用，其中檢測(cè)費(fèi)用和維修費(fèi)用為實(shí)際費(fèi)用，失效費(fèi)用為風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)用，將線(xiàn)彈性斷裂力學(xué)（LEFM）、結(jié)構(gòu)可靠度理論、全壽命成本分析法用于焊接鋼橋的養(yǎng)護(hù)策略，提出了疲勞養(yǎng)護(hù)概率優(yōu)化的方法，以輔助焊接鋼橋構(gòu)件養(yǎng)護(hù)決策；通過(guò)優(yōu)化維修時(shí)間間隔實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的維修費(fèi)用，并用于懸索橋的索梁錨固系統(tǒng)的疲勞維修示例中。
1基于LEFM的疲勞壽命可靠性評(píng)估
在反復(fù)荷載作用下，鋼構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)裂紋，且在荷載作用下不斷擴(kuò)展，易導(dǎo)致疲勞失效[7]。疲勞裂紋擴(kuò)展的影響因素往往都是隨機(jī)的，鋼構(gòu)件的疲勞壽命往往具有較大的隨機(jī)性，因此其疲勞壽命可靠性評(píng)估一般采用概率分析的方法[8]。
3.4交通量對(duì)疲勞可靠度的影響
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，汽車(chē)保有量逐年增長(zhǎng)，橋梁承受的交通荷載也會(huì)不斷地增長(zhǎng)，橋梁結(jié)構(gòu)焊接細(xì)節(jié)所承受的疲勞荷載效應(yīng)也會(huì)持續(xù)地增長(zhǎng)。在計(jì)算服役期內(nèi)焊接細(xì)節(jié)的疲勞可靠度時(shí)，須將計(jì)入疲勞荷載效應(yīng)的增長(zhǎng)。通過(guò)蒙特卡洛法模擬計(jì)算式（11），則索梁錨固區(qū)焊接細(xì)節(jié)的疲勞可靠度如圖7所示。
3.5車(chē)輛載重變化對(duì)疲勞可靠度的影響
4結(jié)論
1）將養(yǎng)護(hù)費(fèi)用分為檢測(cè)費(fèi)用，維修費(fèi)用與失效費(fèi)用，其中檢測(cè)與維修費(fèi)用是實(shí)際發(fā)生的費(fèi)用，而失效費(fèi)用屬于風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)成本，表示疲勞失效可能造成的損失。提出了鋼橋焊接構(gòu)件的疲勞養(yǎng)護(hù)優(yōu)化方法，將養(yǎng)護(hù)優(yōu)化問(wèn)題變?yōu)樵跇?gòu)件滿(mǎn)足最小允許可靠度的總費(fèi)用最小的問(wèn)題。該方法考慮了平均應(yīng)力、決策者的維修意愿概率和費(fèi)用成本等多種因素，使分析疲勞養(yǎng)護(hù)優(yōu)化更接近工程實(shí)際。
2）在忽略次要因素的基礎(chǔ)上，對(duì)該疲勞養(yǎng)護(hù)優(yōu)化方法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，該簡(jiǎn)化方法簡(jiǎn)單實(shí)用，可操作性強(qiáng)，適用面廣。
3）以青草背大橋的主梁的耳板式索梁錨固區(qū)的疲勞養(yǎng)護(hù)為例，在簡(jiǎn)化次要參數(shù)的基礎(chǔ)上分析了檢測(cè)費(fèi)用、維修費(fèi)用、失效費(fèi)用以及折現(xiàn)率等主要參數(shù)對(duì)最優(yōu)檢測(cè)時(shí)刻的影響。
4）結(jié)構(gòu)的可靠度隨交通量增長(zhǎng)而下降，疲勞養(yǎng)護(hù)時(shí)刻相應(yīng)提前。索梁錨固區(qū)的焊接細(xì)節(jié)的疲勞破壞風(fēng)險(xiǎn)隨車(chē)輛荷載逐年增加而增大，應(yīng)引起足夠的重視。限于篇幅，本文只列舉了索梁錨固區(qū)疲勞焊接一個(gè)細(xì)節(jié)的養(yǎng)護(hù)策略，并未列出其他疲勞細(xì)節(jié)。多疲勞細(xì)節(jié)的疲勞養(yǎng)護(hù)優(yōu)化是今后的研究方向。
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【中圖分類(lèi)號(hào)】G424 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）9-000-01
基礎(chǔ)力學(xué)課程是高等院校土木、機(jī)械等專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)在力學(xué)課程中占有重要地位。但是傳統(tǒng)的基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)方法與手段缺乏更新，與當(dāng)前人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求差距較大。第二，驗(yàn)證性演示性實(shí)驗(yàn)比例偏大，綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例太小，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師講解時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生往往按照教師安排好的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以得到數(shù)據(jù)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)要達(dá)到什么目的，為什么要采用預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案，如何利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明理論知識(shí)等問(wèn)題思考較少，缺乏能動(dòng)性。第三，實(shí)驗(yàn)所需硬件更新較慢，某些老舊設(shè)備臺(tái)套數(shù)較少，狀態(tài)很差，無(wú)法保證正常教學(xué)的運(yùn)行。因此，傳統(tǒng)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)狀態(tài)已經(jīng)不能在新形勢(shì)下很好地完成對(duì)學(xué)生分析能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其改革已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。本文結(jié)合長(zhǎng)沙理工大學(xué)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心在基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面所作的改革嘗試，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面的探索與研究。
1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革目標(biāo)
基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革目標(biāo)，抓住實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的主體始終還是學(xué)生，教師在教學(xué)活動(dòng)中占主導(dǎo)地位這個(gè)關(guān)鍵，把培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力作為培養(yǎng)的重點(diǎn)，以建立新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為核心，把教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備等因素有機(jī)聯(lián)系在一起，從而建立新形勢(shì)下培養(yǎng)社會(huì)急需人才的新教學(xué)模式。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革途徑
2.1建立新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
傳統(tǒng)的基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式把是實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)成是理論教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，要求實(shí)驗(yàn)課進(jìn)度緊跟理論教學(xué)進(jìn)度。表面上看實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)緊密銜接，但實(shí)質(zhì)上卻降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的地位，忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)做為一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)所具有的自身特點(diǎn)。因?yàn)槊看螌?shí)驗(yàn)都是多學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用，如果只強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證某一理論知識(shí)，那么實(shí)驗(yàn)教學(xué)就變得比較狹隘，造成知識(shí)的割裂，不利于學(xué)生形成綜合的分析能力與實(shí)踐能力。因此，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)課程從理論教學(xué)中獨(dú)立出來(lái)，形成獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程和新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。我校已將工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)置為一門(mén)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程，16學(xué)時(shí)，0.5學(xué)分，考核方式為全過(guò)程動(dòng)態(tài)考核。要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)，完成預(yù)習(xí)報(bào)告，課堂中規(guī)范地完成實(shí)驗(yàn)，教師隨堂考核并給出操作成績(jī)，課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。我們對(duì)比分析獨(dú)立設(shè)課前后實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果發(fā)現(xiàn)，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性增強(qiáng)，對(duì)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和技術(shù)相關(guān)的工程實(shí)際問(wèn)題，分析與解決問(wèn)題的能力有明顯提高。
2.2采用開(kāi)放式教學(xué)模式
開(kāi)放式教學(xué)能夠充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，滿(mǎn)足每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理需求，使學(xué)生的良好個(gè)性品質(zhì)得到充分的發(fā)展，有效地培養(yǎng)學(xué)生的能力。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論課程教學(xué)的區(qū)別，我們打破了班級(jí)授課制，分散進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)課“以教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)這個(gè)環(huán)節(jié)變被動(dòng)為主動(dòng)，真正把握好每一次實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)。我校已經(jīng)開(kāi)展了多年的分散式教學(xué)模式，學(xué)生實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)中心自主研發(fā)的“工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心預(yù)約系統(tǒng)”進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)預(yù)約登記。實(shí)踐證明，分散式教學(xué)首先降低了每組的人數(shù)，客觀上促使每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，避免了以前少數(shù)同學(xué)實(shí)驗(yàn)，多數(shù)同學(xué)旁觀的現(xiàn)象。另外，也提高了設(shè)備的利用率。
2.3調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
從培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和能力出發(fā)，保留一些傳統(tǒng)的經(jīng)典的基本實(shí)驗(yàn)?？紤]到電測(cè)應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)理論比較成熟，且在工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析中使用廣泛，因此對(duì)其進(jìn)行了加強(qiáng)。積極開(kāi)設(shè)一些設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，并且允許學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。此外，將基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為“三層次、四模塊”。“三層次”即將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按內(nèi)容難易程度與培養(yǎng)目標(biāo)劃分為“基礎(chǔ)”、“綜合設(shè)計(jì)”、“創(chuàng)新提高”三個(gè)層次?！八哪K”即將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按內(nèi)容研究方向劃分為“力學(xué)性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)K”、“靜力行為分析實(shí)驗(yàn)?zāi)K”、“動(dòng)力學(xué)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)K”、“現(xiàn)代力學(xué)測(cè)試技術(shù)模塊”四個(gè)模塊。所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中又分必做實(shí)驗(yàn)和選作實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生根據(jù)自身情況選擇感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2.4改造開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
