量子力学基础教学

量子力学基础教学（精选8篇）

量子力学基础教学 篇1

《运动生物力学A》教学大纲(04)

一、说明

（一）课程定义：运动生物力学基础是研究人体机械运动规律的一门应用基础科学。它是实现运动技术分析的唯一手段，其运动技术数据采集方法和分析方法是本门课程中最具特色的部分，在体育学科中具有不可替代的作用。

（二）编写依据：本大纲依据国家教育行政部门有关对运动人体科学专业本科生的培养任务及目标，结合考虑运动人体科学专业本科学生的实际情况制定。

（三）目的任务：向学生传授体育运动中人体（包括器械）运动的基本原理和基本知识。其中重点掌握运动生物力学数据的采集方法和基本仪器的使用方法，以及从运动生物力学数据中解读运动技术信息的知识，培养学生科学思维和动手操作的技能。

（四）课程编码：20520009，适用于运动人体科学专业本科生使用。

（五）学时数与学分：本课程86学时，5学分。

二、教学内容与学时分配

教学基本内容

讲授

第一章 运动生物力学概述 第二章 运动生物力学数据采集 第三章 人体运动实用力学原理 第四章 骨、关节、肌肉力学基础 第五章 运动技术分析基础

合 计 16 16 16 16 66

教学安排 讨论

实践

实验4 2 20 30 20 18 16 86 小计

三、教学内容与知识点

第一章 绪论

知识点：运动生物力学的定义，基本概念，运动生物力学的任务。第二章 运动生物力学数据的采集

知识点：运动技术数据的意义，运动学数据的测量，摄影摄像基础、视屏数据转换，运动技术解析原理和方法介绍，测力原理，测力应用介绍。

相关实验：

实验1：摄像机操作，视屏数据转换操作 实验2：运动技术图片重心实测

实验3：运动技术录像解析(自编软件)实验4：艾里尔录像解析软件(或同济大学解析软件)实验5：三维测力平台

实验6：应变片在测力中的应用之一(应变片粘贴技术)实验7：应变片在测力中的应用之二(应变测力仪使用)第三章 人体运动实用力学原理

知识点：运动学基础，动量定理、动量矩定理，稳定性原理，流体力学原理 相关实验：

实验8：一维平衡板实验 实验9：平衡台测量重心位置 第四章 骨、关节、肌肉力学

知识点：骨力学、关节力学、肌肉力学 相关实验：

实验10：纵跳实验(人体素质测量仪)第五章 运动技术分析基础

知识点：运动技术分析基本方法、跑跳投技术分析、举重技术分析、体操技术分析、游泳技术分析。

四、考核

（一）考核形式：实验报告、闭卷笔试。

（二）成绩计算：较好的完成大纲安排的基本实验，并写出实验报告；以实验报告评定成绩，占总考核成绩的20％。较好的完成大纲各部分讲授课安排的内容及问题。成绩评定采用闭卷笔试，占总考核成绩的80％。

（三）考试的形式及试卷结构

1）答题方式：本课程考试采用闭卷笔试方式，题目包括：填空题、判断题、选择题、问答题、计算题。

2）考试时间（考试所需要的时间）：120分钟。

3）题型分数比例：填空题15%、判断题10%、选择题15%、问答题30%、计算题30%。

4）内容比例：绪论10%、运动生物力学数据的采集40%、人体运动实用力学原理30%、骨、关节、肌肉力学20%。

5）试题难易程度比例：基本题60%、难度题30%、发挥题10%。

五、教材与参考教材

教学用书：

1.体育学院通用教材，《运动生物力学》，北京：人民体育出版社，1990年第1版。参考书目：

1.石玉琴等编，《运动生物力学研究方法与实验》，成都：西南财经大学出版社，1995年1版。2.刘北湘编，《竞技运动技术原理》，西安：西安交通大学出版社，1996年1版。

量子力学基础教学 篇2

理论力学是工科专业大学生必修的一门技术基础课程, 它的基本任务是在学生已有的中学力学的基础上, 培养学生具有对工程对象正确建立力学模型的能力, 具备对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学分析的能力, 具备利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。我校的理论力学是一门面向全校开设的基础课程, 授课采用两本教材, 一本是洪嘉振教授等编著的《理论力学》, 该教材从矢量力学出发对概念进行阐述, 授课对象为机械类专业学生;另一门教材为刘延柱教授编著的《理论力学》, 该教材从传统的结构力学出发进行描述, 授课对象为船舶工程、环境、土木等专业学生。我校的理论力学于2003年被评为国家级精品课程, 经过十余年的建设, 已经形成较为完整的课程和教学体系。以下以机械类专业的理论力学为对象, 介绍课程的教学体系与改革内容。

二、教学体系与改革

1. 教学内容安排。

本科生理论力学研究的对象为刚体, 主要讲述平面问题, 授课内容包括静力学、运动学与动力学三部分。我校机械类专业的理论力学授课学时为81学时, 课程于大二上开设, 学生人数500多人, 由4~5名教师承担教学任务。课程内容安排为:绪论2学时, 数学基础5学时, 静力学12学时, 运动学14学时, 运动学计算机辅助分析8学时, 矢量动力学基础10学时, 刚体动力学8学时, 分析力学14学时, 动力学计算机辅助分析8学时。教学所用教材是从矢量力学对问题进行描述的, 因此在正式进行理论力学教学内容前, 安排了5学时的数学基础授课, 介绍教材中所需用到的数学知识, 并且统一符号表达。目前大型工程软件在实际工程中得到了大量使用, 是现代工程设计的主要手段之一。运动学和动力学计算机辅助分析内容的教学目的就是为了与大型工程软件应用相接轨, 让学生了解和掌握工程应用软件的理论构架和计算方法。理论力学中, 静力学内容较为简单, 难点在于摩擦平衡问题。运动学主要包含定点和动点的速度和加速度分析, 其中动点问题是难点。动力学中, 碰撞问题需要用到动量定理和动量矩定理的积分形式, 拉格朗日第二类方程涉及到动能定理的内容, 因此动力学内容的重点是碰撞问题、达朗贝尔原理、虚位移原理、拉格朗日第一类方程和第二类方程。课程安排有期中和期末考试, 不占教学学时。期中考试内容为静力学和运动学, 期末只考试动力学。因为动力学内容中需要用到静力学和运动学的知识点, 例如采用达朗贝尔原理解题时需要用到静力平衡和运动学中的加速度分析等, 因此期末考试事实上是对理论力学所有知识点的测试。

2. 多媒体技术应用。

目前多媒体技术已经在高校的授课中得到了大量使用。使用电子教案后, 教师可以有更多的时间开展课堂讨论, 实现启发式教学, 从而提高教学效率。要达到此目的, 教师应在电子教案的制作上和内容安排上做足功夫。以往板书教学的优点是学生可以有充分的时间理解和消化教学内容, 有充足的时间做笔记, 课后复习时对课堂内容的印象也较深。电子教案很容易使得教师讲课内容快和产生“走马观花”现象, 导致学生来不及消化课堂内容。因此, 电子教案的使用应当注意如下问题:一是电子教案的内容安排上应当尽可能地接近板书形式, 前后内容进行有效关联, 便于学生理解;二是进行电子教案和板书相结合的方式进行教学, 关键知识点应该利用板书进行辅助;三是教师应当掌握好讲课速度和授课技巧, 不断进行课堂师生互动, 实时掌握学生对授课内容的掌握程度。要取得好的讲课效果, 任课教师应当不断磨炼和提高个人授课技巧, 提高电子教案的实用性, 注重课堂教学中学生的参与度, 只有这样才能真正达到理论教学与现代化教学手段相结合的目的。我校的理论力学电子教案多年来根据使用情况和学生的反馈不断得到完善。为了给学生一个直观认识, 电子教案中针对教学内容的各个知识点开发有大量的动画显示, 这在丰富教学内容的同时, 也大大提高了教学效果。另外在教学中, 针对航空航天和机械等系统, 穿插了一些科研介绍, 以提高学生的科研兴趣。多年的教学实践显示出, 该电子教案在精简授课学时、激发学生学习兴趣、提高教学效果等方面取得了良好实效, 能够取得很好的教学效果。开发电子教案的另一个目的, 是可以为兄弟院校提供教学参考。

3. 计算机辅助计算基础与应用。

以往的理论力学课程较少涉及计算机辅助分析的内容。对于实际工程系统, 目前计算机辅助分析已经成为现代工程设计的主要手段之一, 而且已经开发有成熟的大型工程应用软件, 这些软件挥着重要作用。为了提高学生的知识结构和面向21世纪的高素质人才培养, 我校的理论力学在课程教学中引入了运动学和动力学的计算机辅助分析内容, 开发了《理论力学求解器》软件 (在纸质教材中附有光盘) , 并且分别在运动学和动力学的计算机辅助分析理论教学内容结束后, 安排学生上机实践, 进一步理会理论力学的关键知识点, 这样一方面可以让学生对大型工程软件的构造和计算方法等有一定的认识, 领悟掌握好理论力学知识的重要性, 另一方面可以为学生今后的工程服务打下基础。采用以上教学改革措施, 可以达到理论教学内容与工程应用软件相结合的目的。

4. 实验教学。

我校的理论力学课程安排有实验内容, 包括静力学、运动学、振动、、综合演示等实验。学生可以按学号登陆“工程力学教学基地”网站 (http://em.sjtu.edu.cn) , 网上察看选课办法和实验要求。实验教学要求学生在实验教师的指导下, 在规定的时间段内利用业余时间独立完成实验, 并且提交实验报告。实验教学由工程力学实验中心教师承担, 不占理论力学的教学学时。实验作为理论力学教学的辅助功能可以加深学生对知识点的掌握, 提高学生理论联系实际的能力, 以达到理论教学和实验相结合的目的。近年来, 工程力学实验中心对大量的教学实验进践, 开发出了一批综合性和设计性实验, 为提高学生的实验动手能力提供了条件, 详见以上的教学基地网站。

5. 课程网站。

我校的理论力学建设有课程网站 (http://tm.sjtu.edu.cn) , 该网站充分发挥计算机网络的优势和多媒体先进的表现手段, 营造一种在网络环境下自主、完整、系统学习理论力学的环境。课程网站是一个教师、助教、学生共同参与的助学平台。通过课程网站的讨论区和留言区, 教师还可以收集校内外的反馈信息, 作为进一步完善课程建设的参考。

三、结语

教学改革是一个长期和艰巨的任务, 一门课程的体系与教学内容的完善需要在教学实践中反复锤炼, 应根据科技的发展去除陈旧内容、补充新知识。理论力学是一门工科专业必修的技术基础课程, 它是工程技术的主要基础之一, 对于机械和航空航天等专业尤为重要。在面对新世纪创新人才培养的要求下, 理论力学课程应当顺应科技的发展, 不断在课程体系、教学内容、教学方法、教学手段等方面进行革新, 实现课程教学与现代信息技术的整合, 为培养合格的创新性工程技术人才做出贡献。

摘要：我校的理论力学为国家级精品课程, 经过十几年的建设, 已经形成了较为完整的课程体系和现代化教学体系。本文主要介绍我校理论力学课程的教学改革, 为国内从事相关课程教学的教师提供参考。

量子力学基础教学 篇3

【关键词】《土力学与地基基础》    高职     教学改革

一、引言

《土力学与地基基础》课程的主要内容为土的物理力学性质和地基基础应用。土力学知识理论性强、教学难度大，而地基基础实践应用性强、实际操作性强，如何将这两部分内容有效地结合，使学生既懂理论又会实践，这成为本课程高职教学中的重要问题，而学生也普遍反映学懂学好本门课程比较困难。因此，如何根据课程性质，结合高职教育的要求，为《土力学与地基基础》寻找一条行之有效的教学方式，是高职《土力学与地基基础》教学的一个重要问题。

二、教学中的问题

1. 高职学生的特点

（1）学习自主性较差

现今，大部分学生家庭条件比较好，缺乏吃苦耐劳、刻苦钻研的精神，同时由于自身基础知识不扎实，对于土力学的理论内容学习起来比较吃力。绝大部分的学生自学能力不高，还无法摆脱高中时期的学习模式和思维方式，对学习中遇到的困难往往不能主动解决，不会主动向老师或同学请教。

（2）基础较差

与本科院校的学生相比，高职学生的入学分数相对较低，理论基础和学习能力相对较差，进一步学习《土力学与地基基础》时，就会比较费劲。

2.教学中的一些问题

（1）学时有限

《土力学与地基基础》实际为土力学、基础工程和地基处理三部分的组合，内容多，范围广。而一般本课程的课时安排为每周4课时，总共64课时，要想在有限的时间内把所有的知识及实验实践部分都涉及是不可能做到的。

（2）土力学部分的难度大

学生在课堂上无法理解相关知识，更不能结合实际理论对知识加深理解，不能理论联系实际。

（3）实践教学的落后

《土力学与地基基础》是一门实践性很强的课程，但是现在的教学方法大多偏重于课堂教学，都是老师在台上讲，学生在下面听，课外实践环节很少。这样就使得学生的学习效率不高，同时还有碍于培养学生的专业能力。

三、课程的教学改革与实践

1.调整教学内容

根据学生的自身情况和学科特点，在教学过程中要把握住重点难点，对一些内容点到为止，同时适当补充些新理论、新技术的相关简介，拓宽学生的知识面。针对《土力学与地基基础》课程知识点多、图形图表多、重要公式多、复杂例题多等特点，将传统的教学手段与现代信息技术手段有机结合，可获得较好的效果。

2.加强实验教学

实验在《土力学与地基基础》的学习阶段和学生毕业后能否较快地适应是非常重要的。所以要安排内容适当的实验课，将课堂讲授内容结合实际工程进行实验教学，这样可以从实验的原理、目的、操作、资料整理等方面，结合实际工程的实验数据把知识讲深讲透。在实验教学中注意加强教学研究，选择能反映本学科发展和研究的基本过程与基本方法，与实验方案设计、结果整理与分析方法方面的內容，让学生自己设计实验过程，从问题的提出、方案的设计到实施，以及结论的得出，完全由学生自己来完成，以达到良好的教学效果。

但是土工实验受实验设备精度、人为等不可避免的因素影响，其结果难免存在一定的误差。学生通过对实验成果进行整理与分析，可以提高分析问题、解决问题的能力。

3.加强实地学习与工程案例教学

组织学生参观学校附近正在建设的居民小区的施工现场，并请现场技术人员介绍工程设计及施工的技术要点，让学生对某些具体的施工方法、步骤有了更清晰的认识。教师也可以收集相关的工程实例，在课堂上对学生进行讲解，提高学生利用《土力学与地基基础》知识分析、解决实际问题的能力。这种方法能大大提高学生的学习兴趣，调动学生的积极性，可优化推广。

4.安排课程设计

在学生对本门课程系统地学习之后，通过课程设计对学生所学知识进行系统测试，考查学生理论应用于实践的能力。其中要求学生学会查规范，并严格遵守规范的规定和对所学专业知识进行设计计算，并要求学生能够全方位地考虑工程的实际状况，做到切实解决实际问题。学生完成课程设计之后，均有很大的收获，更重要的是增强了他们查阅资料、自主解决问题的自信心。

四、结论

笔者依据高职学生的特点，结合《土力学与地基基础》课程在教学中的问题，从教学内容的把握、教学实践的扩展、课程设计的强化等方面，进行实际教学，结果表明教学改革能够加深学生对理论知识的理解，提高学生对实际工程的处理能力，有效地提高了教学效果。

【参考文献】

[1]谌芸，史冬梅.构建具有专业特色的土力学教学体系[J].理工高教研究，2010，29（1）：125-127.

[2]代国忠，史贵才，吴晓枫.“土力学与基础工程”课程建设与教学改革探索[J].长春理工大学学报（社会科学版），2009，22（6）：1028-1030.

[3]罗才松，陈华艳，黄建华.“土力学”实验教学的思考与改革实践[J].实验室科学，2009，8（4）：27-28.

[4]高大钊.土力学与基础工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.

弹性力学基础知识归纳 篇4

1.最小势能原理等价于平衡微分方程和应力边界条件 2.一组可能的应力分量应满足平衡微分方程和相容方程。二．简答题

1.简述圣维南原理并说明它在弹性力学中的作用。如果把物体一小部分边界上的面力变换为分布不同但是静力等效的面力（主矢和主矩相同），则近处的应力分布将有显著改变，远处所受的影响则忽略不计。

作用;(1)将次要边界上复杂的集中力或者力偶变换成为简单的分布的面力。

（2）将次要的位移边界条件做应力边界条件处理。2.写出弹性力学的平面问题的基本方程。应用这些方程时，应注意什么问题？

(1).平衡微分方程:决定应力分量的问题是超静定的。(2).物理方程：平面应力问题和应变问题的物理方程是不一样的，注意转换。

(3).几何方程：注意物体的位移分量完全确定时，形变分量也完全确定。但是形变分量完全确定时，位移分量不完全确定。3.按照边界条件的不同，弹性力学分为哪几类边界问题？ 应力边界条件，位移边界条件和混合边界条件。

4.弹性体任意一点的应力状态由几个分量决定？如何确定他们的正负号？ 由六个分量决定。在确定方向的时候，正面上的应力沿正方向为正，负方向为负。负面上的应力沿负方向为正，正方向为负。

5.什么叫平面应力问题和平面应变问题？举出工程实例。平面应力问题是指很薄的等厚度薄板只在板边上受平行于板面并且不沿厚度变化的面力，同时体力也平行于板面并且不沿厚度变化。例如工程中的深梁和平板坝的平板支墩。平面应变问题是指很长的柱形体，它的横截面在柱面上受有平行于横截面并且不沿长度变化的面力，同时体力也不沿长度变化。例如

6.弹性力学中的基本假定有哪几个？什么是理想弹性体？举例说明。

（1）完全弹性假定。（2）均匀性假定。（3）连续性假定。（4）各向同性假定。（5）小变形假定。

满足完全弹性假定，均匀性假定，连续性假定和各向同性假定的是理想弹性体。一般混凝土构件和一般土质地基可以看做为理想弹性体。

7.什么是差分法？写出基本差分公式？

差分法是把基本方程和边界条件近似地看改用差分方程（代数方程）来表示。把求解微分方程的问题变为求解代数方程问题。fxf1f302h2ff1f32f0x20h2fyf2f402h

机电传动系统的动力学基础 篇5

①掌握机电传动系统的运行方程式，    学会用它来分析与判别机电传动系统的运行状态；②了解在多轴拖动系统中，    为了列出系统的运动方程式，必须将转矩等进行折算，    掌握其折算的基本原则和方法；③了解几种典型生产机械的机械特性 n ＝f (TL)；④掌握机电传动系统稳定运行的条件，    并学会用它来分析与判别系统的稳定平衡点，

机电传动系统的动力学基础

。难点：根据机电传动系统中TM、TL、n的方向，  确定TM、TL是拖动转矩还是制动转矩，  从而判别出系统的运行状态，是处于加速、减速还是匀速；在机械特性上判别系统稳定工作点时，如何找出TM、TL。2.1 机电传动系统的运动方程式机电传动系统是一个由电动机拖动，并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体。2.1 机电传动系统的运动方程式机电传动系统的运动方程式是描述机电系统机械运动规律的最基本方程式，它决定着系统的运行状态。动态转矩 Td ＝ TM － TL ；加速度 a ＝当Td＝0时，a＝0 ，表示系统处于稳态，系统为匀速运动。当Td≠0时，a≠0 ，表示系统处于动态，       Td＞0时，拖动转矩＞制动转矩，a为正，系统加速运动；       Td＜0时，拖动转矩＜制动转矩，a为负，系统减速运动。2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算     机电传动系统运动方程式中的转矩、转动惯量及飞轮转矩等，均分别为同一轴上的数值。     若运动系统为多轴系统，则必须将上述各量折算到同一转轴上才能列出整个系统的运动方程式。     由于一般均以传动系统的电动机轴为研究对象，因此，一般都是将它们折算到电动机轴上。     转矩折算应依据系统传递功率不变的原则。     转动惯量和飞轮转矩折算应依据系统贮存的动能  不变的原则。 2.2.1 负载转矩的折算依据系统传递功率不变的原则 实际负载功率=折算后的负载功率多轴旋转拖动系统多轴直线运动系统（下放重物）2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算（旋转型）依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总转动惯量为；依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总飞轮矩为经验公式直线运动系统折算到电机轴上的总转动惯量、飞轮矩为多轴系统的运动方程式例题1：解（1）解（2）近似计算2.3 生产机械的机械特性   电动机拖动生产机械运转，构成一个电力拖动系统，    其工作状况不仅取决于电动机的特性，    同时也取决于作为负载的生产机械的特性。   负载的机械特性：生产机械的负载转矩与转速之间的关系。负载的机械特性由负载性质决定，按生产机械在运动中所受阻力的性质不同，分成几种类型：  ① 恒转矩负载    ——恒转矩型机械特性  ② 泵与风机类负载 ——通风机型机械特性  ③ 恒功率负载    ——恒功率型机械特性  ④ 直线型负载    ——直线型机械特性负载的转矩特性即机械特性：按生产机械在运动中                                            所受阻力的性质不同，分成几种类型的负载。1、恒转矩型机械特性负载转矩的大小为常量，与转速无关。(1)反抗性恒转矩负载转矩方向总是和转速方向相反，永远是阻转矩。 如：机床加工过程中切削力产生的负载转矩。(2)势能性恒转矩负载转矩方向不随转速方向改变。   如：卷扬机起吊重物时重力产生的负载转矩。

基本要求：

量子力学基础教学 篇6

教学目的：

使学生了解《土力学与地基基础》这门课的学习意义及主要内容。教学重点与难点：

教学重点: 土力学与地基基础的基本概念 教学难点：地基基础埋深等概念的理解上 教学方法：课堂讲授法、多媒体教学法 教学时间：2课时 教学内容：

一、基本概念：

1、关于土的概念

(1)、土的定义：土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用，逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑，是各种矿物颗粒的松散集合体。

(2)、土的特点：

1）散体性

2）多孔性

3）多样性

4）易变性

(3)、土在工程中的应用

1）作为建筑物地基

2）作为建筑材料

3）建筑物周围环境

2、土力学：研究土的特性以及土体在各种荷载作用下的性状的一门力学分支。

3、地基与基础的概念

（1）、基础：

1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。（是建筑物的一部分）

2）分类：按埋深可分为：

浅基础：采用一般的施工方法和施工机械（例如挖槽、排水）（埋置深度不大，一般5 m）。埋深较小。

深基础：需借助特殊施工方法的基础（埋置浓度超过5m）。桩基础、地下连续墙

（2）地基

1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。（承受建筑物荷载而应力状态发生改变的土层。）（地层）

持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层

下卧层：持力层下受建筑物荷载影响范围内的土层。

2）分类：

天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修建建筑物的要求（强度条件、变形条件）

人工地基：经过人工处理或加固地基才能达到使用要求的地基。

二、重要性：

地基和基础是建筑物的根本，又位于地面以下，属地下隐蔽工程。它的勘察、设

-１-计以及施工质量的好坏，直接影响建筑物的安全，一旦发生质量事故，补救与处理都很困难，甚至不可挽救。

三、与土有关的工程问题

（一）变形问题

1、意大利比萨斜塔

意大利比萨斜塔

举世闻名的意大利比萨斜塔就是一个典型实例。因地基土层强度差，塔基的基础深度不够，再加上用大理石砌筑，塔身非常重，1.42万吨。500多年来以每年倾斜1cm的速度增加，比萨斜塔向南倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达5．27m，比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。

2、苏州市虎丘塔：

虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。

1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。

虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。

3、上海锦江饭店

1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957年7月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。

（二）强度问题

1、加拿大特朗斯康谷仓

加拿大特朗斯康谷仓严重倾倒，是地基整体滑动强度破坏的典型工程实例。

1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓，由于事前不了解基础下埋藏厚达16 m的软粘土层，初次贮存谷物时，就倒塌了，地基发生了整体滑动，建筑物失稳，好在谷仓整体性强，谷仓完好无损，事后在主体结构下做了70多个支承在基岩上的砼墩，用了388个500KN的千斤顶，才将谷仓扶下，但其标高比原来降低了4m。

（三）渗透问题

1963年，意大利265m高的瓦昂拱坝上游托克 山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近的上游扩展长达1800m，并横跨峡谷滑移300－400m，估计有2－3亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100－150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。

我国连云港码头的抛石棱体，1974年发生多次滑坡。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖 北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。

四、土力学研究内容与学习建议

1、土力学的主要内容有以下几部分内容：

一是土的基本性质，包括物理性质和力学性质；

二是土体受力后的变形与稳定性问题；

三是工程应用的要求和措施，主要是地基设计与处理等。

四是掌握天然地基上一般浅基础的简单设计方法或验算方法

五能正确的使用《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）

2、学习建议

土力学的学习包括理论、试验和经验。

理论学习：掌握理论公式的意义和应用条件，明确理论的假定条件，掌握理论的适用范围；

试验：了解土的物理性质和力学性质的基本手段，重点掌握基本的土工试验技术，尽可能多动手操作，从实践中获取知识，积累经验；

经验在工程应用中是必不可少的，工程技术人员要不断从实践中总结经验，以便能切合实际地解决工程实际问题。

五、土力学发展历史

土力学是利用力学知识和土工试验技术来研究土的强度、变形及其规律等的一门科学。它既是一门古老的工程技术，也是一门年轻的应用科学。古人兴建的大型水利工程、宫殿、庙宇、堤坝、大运河、桥梁等，都为本学科的发展积累了丰富的经验，奠定了古典土力学的基础。然而，这些仅限于工程实践经验，未能形成系统的理论。土力学的系统理论始于18世纪兴起工业革命的欧洲。经过17、18世纪很多学者的研究，初步奠定了土力学的理论基础。但直到1925年美国著名科学家、土力学奠基人太沙基归纳前人的成就，发表了《土力学 》一书，比较系统地介绍了土力学的基本内容，土力学才成为一门独立的学科。20世纪60年代后期，由于计算机的出现、计算方法的改进与测度技术的发愤以及本构模型的建立等，以迎来了土力学发展的新时期。现代土力学主要表现为一个模型（即本构模型）、三个理论（即非饱和土的固结理论、液化破坏理论和逐渐破坏理论）、四个分支（即理论土力学、计算土力学、实验土力学和应用土力学）。其中，理论土力学是龙头，计算土力学 是筋脉，实验土力学 是基础，应用土力学是动力。未来人类的发展将面对资源与环境以人类生存的挑战，更多的岩土工程问题需要解决，青年学生作为祖国的栋梁，将要肩负起历史的重任。

教学小结：这一章的内容总体上较易理解，基本概念需详细的讲解，让学生多了解一些具体的实例，如由于基础地基引起的一些破坏。

作业：预习下节内容。

第二章 工程地质基本知识

教学目的：

1.了解地质作用的概念、地质年代的概念。2.理解第四纪沉积物类型及其工程特点。

3.了解地下水的埋藏条件；理解土的渗透性、渗流力、流土、管涌等概念。教学重点与难点：

教学重点: 土的定义和地下水的分类 教学难点:地质相对年代的划分。

教学方法：课堂讲授法、多媒体教学法 教学时间：2课时 教学内容：

一、概述

（一）地质作用

建筑场地的地形、地貌和组成物质（土与岩石）的成分、分布厚度及特性取决于地质作用。

构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。地壳厚度为30~80km，它的物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为地质作用，可分为内力地质作用和外力地质作用。1.内力地质作用 一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。如岩浆活动、地壳运动（构造运动）和变质作用。2.外力地质作用

由太阳辐射能和地球重力位能引起。如昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。

（二）地质年代

土与岩石的性质与其生成的地质年代有关。一般说来，生成年代越久，土与岩石的工程性质越好。

地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环境及生物演化相应的时代段落。地球形成至今大约有60亿年的历史，在这漫长的地质年代里，地壳经历了一系列复杂的演变过程，形成了各种类型的地质构造和地貌以及复杂多样的岩石和土。

二、第四纪沉积物

通常所说的土为新生代第四纪更新世（距今约100万年），更新世又分为早更新世（Q1）、中更新世（Q2）、晚更新世（Q3），其后为全新世（Q4）。

地表的岩石经风化，剥蚀成岩屑，又经搬运、沉积而成的沉积物，年代不长，未经压紧硬结成岩石之前，呈松散状态，称为第四纪沉积物，即土。根据搬运和沉积的情况不同，可分为以下几种类型：

残积层、坡积层、洪积层、冲积层、海相沉积层、湖沼沉积层。

不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布规律和工程地质特性。

（一）残积物

定义：残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化产物。

特点：颗粒未被磨圆或分选，多为棱角状粗颗粒土。残积物与基岩之间没有明显界限，通常经过一个基岩风化带而直接过渡到新鲜岩石，其矿物成分很大程度上与下卧基岩一致。

分布：残积物主要分布在岩石出露地表，经受强烈风化作用的山

区、丘陵地带与剥蚀平原。

由于残积物没有层理构造，裂隙多，均质性很差，作为建筑物地基应注意不均匀沉降和土坡稳定性问题。

（二）坡积物 定义：雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地冲刷剥蚀、顺着斜坡向下 移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。特点：自上而下呈现由粗而细的分选现象。其矿物成分与下卧基岩没有直接关系。由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动；还由于组成物质粗细颗粒混杂，土质不均，厚度变化大。新近堆积物土质疏松，压缩性较大。

（三）洪积层

定义：由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流，具有很大的剥蚀、搬运能力。它冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成洪积层。

特点:离山渐远，颗粒变细，分布范围逐渐扩大。其地貌特征是靠山近处窄而陡，离山远处宽而缓，形如锥体，故称为洪积锥（扇）。由相邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群。

（四）冲积层 定义：冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。特点：呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎屑物质由带棱角颗粒经滚磨、碰撞逐渐形成亚圆或圆形颗粒，其搬运距离越长，则沉积物质越细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物，可分为平原河谷冲积层和山区河谷冲积层等。

三、地下水

地下水：存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水。

建筑场地的水文地质条件主要包括地下水的埋藏条件，地下水位及其动态变化，地下水化学成分及其对混凝土的腐蚀性等。

（一）地下水分类

按埋藏条件不同，分为三类：

1.上层滞水：地表水下渗积聚在局部透水性小的黏性土隔水层上的水。为雨水补给，有季节性。

2.潜水：埋藏在地表以下第一个连续分布的稳定隔水层以上，具有自由水面的重力水。为雨水、河水补给，水位有季节性变化。一般埋藏在第四纪沉积层及基岩的风化层中。水面标高称为地下水位。

3.承压水：埋藏在两个连续分布的隔水层之间，完全充满的有压地下水。通常存在于卵石层中，承受一定的静水压力。其埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化受局部气候因素影响不明显。

（二）地下水对工程的影响

1.基础埋深：通常设计基础埋深D应小于地下水位深度 hw。

2.施工排水：当地下水位高，基础埋深D大于地下水位深度时，基槽开挖与基础施工必须进行排水。中小工程可以采用挖排水沟与集水井排水；重大工程应采用井点降低地下水位法。

3.地下水位升降：湿陷性黄土、膨胀土遇水时；地下水位大幅下降时。4.地下室防水。

5.地下水水质侵蚀性。6.空心结构物浮起。7.承压水冲破基槽。

（三）土的渗透性 1.土的渗透性概念

地下水通过土颗粒之间的孔隙流动，土体可被水透过的性质称为土的透水性。它表明水通过孔隙的难易程度。

工程应用：工程设计中，计算地基沉降速率，或地下水位以下施工需计算地下水的涌水量，选择排水措施等均应用渗透性指标。2.土的渗透性规律

（1）渗透实验与达西定律

法国学者达西（Darcy,H.）1856年做砂土的渗透实验，发现达西定律。

Q/t=q=kFh/L=kFi

v=k × i q——单位时间内通过砂层渗流出的水量；

i=h/L——水力坡降；

v ——渗透速度，cm/s；

k—— 土的渗透系数，cm/s。影响土渗透性因素： 1）土孔隙大小。

2）土粒的大小、形状、级配以及颗粒的排列和土的结构等。3）地下水温度、密度及其粘滞性（即内摩阻力）。4）地下水的饱和度。3.动水力GD（kN/m3）

动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等而方向相反。静水力：静水作用在水下物体上的力。

（四）渗流破坏及防治措施

1.流土：当水流自下而上流动时，动水力方向与重力方向相反，使土颗粒悬浮。当动水力等于或大于土的浮重度时，土粒之间毫无压力，土随水流动。防治流砂的原则：

（1）减少或消除坑内外地下水的水头差。（2)增长渗流路径。

（3)在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡动水力。2．管涌

当土中渗流的水力坡降小于临界水力坡降时，虽不致诱发流土，但在渗流力作用下，无黏性土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以致流失，逐渐在土体中形成贯通的渗流管道，造成塌陷，这种现象称为管涌或潜蚀。管涌可能发生在渗流逸出处，也可能发生在土体内部。

防治管涌的措施主要有：

（1）降低水力坡降，如打板桩。

（2）在渗流逸出部位铺设反滤层。基坑开挖防渗措施 1.工程降水

采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位 2.设置板桩

沿坑壁打入板桩。一方面可以加固坑壁，同时增加了地下水的渗流路径，减小水力坡降。3.水下挖掘

在基坑或沉井中用机械在水下挖掘，避免因排水而造成流砂的水头差。为了增加 砂的稳定性，也可向基坑中注水，并同时进行挖掘。

教学小结：本章内容是分析与解决地基基础工程问题时所需的基本知识，主要是学生们对概念的理解。

作业：课后复习思考题第1—10题。

第三章 土的物理性质及分类 3.1土的三相组成3.2土的物理性质指标

教学目的：

1.掌握土的三相组成的基本概念（如土的粒组、颗粒级配）。

2.理解并掌握土的物理性质指标、物理状态指标的含义以及指标的测定方法。

3.了解土的压实特性，掌握土的压实标准。4.掌握地基土的工程分类。教学重点与难点：

教学重点: 土的物理性质指标及地基土的工程分类 教学难点:土的物理状态指标的测定方法 教学方法：课堂讲授法、多媒体教学法 教学时间：2课时 教学内容：

一、土的三相组成

（一）土的固体颗粒 1.土粒的矿物成分

（1）原生矿物：母岩经物理风化而成。eg.石英、云母、长石。其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多矿物颗粒。

（2）次生矿物：母岩经化学风化而成。eg.高岭石、伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物颗粒，主要是黏土矿物。D<0.005mm。

漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其矿物成分与母岩相同。砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云母、长石。

粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等难溶盐的粒。黏土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。

2.土颗粒的大小和形状

粒组：土的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。因此可将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组。

界限粒径：划分粒组的分界尺寸。常用（mm）200、20、2、0.075、0.005把土粒分为六大粒组:漂石(块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、圆砾（角砾）颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。

3.土的颗粒级配（粒径级配）

颗粒级配：土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。

用途：这是决定无粘性土工程性质的主要因素，是确定土的名称和选用建筑材 料的重要依据。

4.粒径分析方法 颗分试验：（1）筛分法：粒径>0.075mm。

（2）比重计法或移液管法：粒径 <0.075mm。

颗分曲线：根据颗分试验成果，可以绘制颗粒级配曲线，如下图。

级配良好的判别：由曲线的坡度大致可判别土的均匀程度，如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。

（二）土中的水和气 1.土中水：

结合水：强结合水:没有传递静水压力和溶解盐类的能力,不受重力作用。

弱结合水：具有较高的粘滞性和抗剪强度，不过仍不能传递静水压力。使土具有可塑性，对粘性土影响较大，可使土由一种状态到另一种状态。

自由水：毛细水：存在地下水位以有------考虑建筑防潮

重力水：存在地下水位以下------对施工、土的力学性质影响最大。

2.土中气体：

（1）开敞气体：对土无影响。

（2）封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。

（三）土的结构和构造 1.土的结构

单粒结构：紧密状------天然地基

疏松状------人工地基 蜂窝结构

絮状结构：人工地基------存在空隙------需进行人工处理 2.土的构造

土的构造分为层理构造、分散构造和裂隙构造。

二、土的物理性质指标

（一）土的三相草图

为了便于说明和计算，用三相组成示意图来表示各部分之间的数量关系。右侧表示三相组成的体积关系； 左侧表示三相组成的质量关系；

（二）由试验直接测定的指标（3个）1.土的密度 ρ和重力密度γ ρ=m/V;γ=ρg

式中: 重力加速度g工程中可取10m/s2。

天然状态下，土的密度变化范围较大，一般介于1.60～2.20 g/cm3之间。测定方法: 环刀法和灌水法。

环刀法适用于黏性土、粉土与砂土；灌水法适用于卵石、砾石与原状砂。2.土粒比重（土粒相对密度）ds 土粒的密度与40C时纯水的密度的比值（无量纲）即

m dssswVsw 式中：ρw=1 g/cm3。

取值：在有经验的地区可按经验值选用。一般砂土为2.65~2.69，粉土为2.70~2.71，黏性土为2.72~2.75。

测定方法：有比重瓶法和经验法。3.土的含水量w 土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，以百分数表示，即

m表示土的湿度。ww100%ms

取值：它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。一般砂土：0%~40%，粘性土：20%~60%。一般来说，同一类土含水量越大，则其强度就越低。

测定方法：一般采用烘干法，适用于粘性土、粉土和砂土的常规试验。

（三）换算指标（6个）

1.特定条件下土的密度（重度）干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效密度（有效重度）。2.反映土的松密程度的指标 孔隙比、孔隙率。

3.反映土的含水程度的指标 饱和度。

（四）指标的换算

【例3-1】

量子力学基础教学 篇7

我院是应用型本科院校, 以培养具有创新意识和实际应用能力的工程技术人才为主要任务。 基于应用能力培养的思想, 一门课程科学完整的教学过程应包括传授知识、应用知识和探究知识三个方面。 长期以来, 由于受高考应试教育的影响, 我国现行的课程教学体系中, 传授知识成为主体, 应用知识主要表现为简单的习题训练、 缺少综合型与实用性的工程应用, 而探究知识就更薄弱。

对于基础力学课程而言, 教学重点在于培养学生的应用能力和综合素质。 因此, 要提高基础力学的教学质量, 必须根据专业要求, 对基础力学的教学重新进行合理设计, 力争培养高素质的工程技术人才。

一、基础力学教学设计原则

教学设计是以达到优化教学效果为目的, 运用系统方法分析教学问题和确定教学目标, 设计教学问题的解决方案、试行解决方案及对方案进行修改的过程。 教学设计包含课程目标、课程内容、教学策略几个方面。 基于应用能力培养的教学设计必须坚持以学生为中心, 以项目为载体, 把学习、探究、实践有机结合, 引导学生高度参与, 并且运用知识自主地发现问题、研究问题并解决问题, 培养学生的创新思维和实践动手能力。

二、课程目标设计

在制定课程目标之前应明确专业培养目标及对力学知识、 素质和能力培养的要求, 分析相关后续课程涉及的知识点, 构建力学课程职业能力培养方向。

例如, 机械专业的学生毕业后面对的一般都是机械制造企业, 作为工程技术人员从事机械设计、工艺分析、质量管理、设备管理等工作。 针对机械专业, 基础力学课程目标包括工程结构或机构的受力分析能力、抽象化建模能力、平衡方程的应用能力及实际工程构件的强度分析、解决能力。 另外, 创新思维能力、 团结协作能力和学习能力也是学生必须具备的基本素质。

三、课程内容设计

基础力学的后续课程机械原理、机械设计、模具设计与制造等。 通过理顺力学课程与后续课程的关系, 精选授课内容, 激发学生的求知欲望。 例如, 基础力学课程涉及很多机构内容, 由于学生对机构知识缺乏了解, 学习遇到很大困难。 根据实际情况, 增加常用机构类型与特点的介绍, 学生不仅了解到力学的应用范围, 使学习更有针对性。 根据机械专业人才和培养目标, 对基础力学的教学内容进行重新整合, 重点突出力学在机械类专业中的具体应用。 例如工程结构和机构的力学模型建立、受力分析、连杆的强度、连接件的强度及传动轴的设计等。 同时打破单纯传授知识的教学模式, 转变为以项目为中心组织课程内容, 并让学生在完成项目的过程中构建相关理论知识体系, 发展职业能力。 教学要突出实践性和应用性, 着重培养学生运用知识分析、解决工程实际问题的能力。 下表为课程内容结构与对应的项目名称。

四、教学策略设计

(一) 学习笔记设计

多年来基础力学课程改革的重点集中在课程体系改革、教学内容、考试方法等方面, 但从学生角度考虑较少。 多数情况是, 学生带着一本教材听课, 对这堂课要讲什么, 哪些是重点, 学习的目标是什么茫然不知, 学习缺乏针对性。 因此, 我们针对每一次课, 精心设计学习笔记, 包括本次课的学习目标、主要知识点、课堂思考题等。 另外, 在介绍主要知识点前应针对本次课内容巧妙设置问题, 再导入主要内容, 以提高学生的学习兴趣。 最后的综合应用环节要有针对性, 尽量引入工程实际案例。 教学笔记提前发给学生, 这样学生可提前了解本次课的主要内容, 带着问题学习, 学习效果提高显著。

(二) 教学方法与过程设计

与应用型人才培养的目标相对应, 我们采用探究式教学方法。 探究式教学法是一种以学生为中心、教师为主导的教学模式。 相对于以传承知识为中心的传授式教学, 探究式教学特点是将研究实践融入教学过程, 通过小型研讨课、 综合性训练, 充分体现学生主体地位。

下面以运动学部分的难点, 点的合成运动为例介绍探究式教学法实施的过程。

首先, 演示刨床急回机构实验如上图所示, 此实验需重复播放几遍并提醒学生仔细观察。 然后提出问题:此机构中有几个构件组成, 各自作什么运动?

然后, 学生分组讨论, 有的学生说滑块作直线运动, 有学生说作圆周运动。 可见研究某物体的运动首先要选择参照物, 参照物不同, 物体的运动情况不同, 由此引出静系、动系和动点的概念, 进一步定义三种运动, 即绝对运动、相对运动和牵连运动。 然后详细说明绝对速度和相对速度, 引出牵连点和牵连速度的概念。 这样通过对刨床急回机构实例的具体分析获得比较完整的知识体系。

其次, 讲解速度合成定理。 速度合成定理是重要的一个定理, 可作简单推导。 作为应用型本科院校, 也可定性分析后直接得出结论, 重要的是学会应用。

最后, 进行课堂练习。 课堂练习是重要的一环, 可举学生较熟悉的例子, 例如凸轮机构、两汽车相对行驶等, 学生在研究、分析的过程中提高解决实际问题的能力。

为提高学生运用知识的能力, 增加综合训练环节。 综合训练题目可提前发给学生, 然学生带着问题学习, 效果更好。 综合训练安排在教学的最后一个月进行, 以小组为单位, 每组三四人, 每组设组长一人。 学生可自选工程或生活中的实际问题, 也可从教师所拟工程问题中选题研究。 例如, 2012年机制专业某班两组学生的题目是“箱包拉杆的设计”。 学生查阅了参考资料, 了解了设计方法, 首先将工程中的实际问题抽象为一个力学模型, 然后进行力学分析, 最后计算。 两组学生通过研究合作, 圆满解决问题, 实现从被动学习到积极自学的转变, 解决实际问题的能力明显提高。

(三) 考核方式设计

考试是教学过程的一个重要环节, 考核方式应注意知识与能力相结合。 在考试内容上, 要尽量减少客观性试题, 增加分析、理解和应用性等方面考题。 考核方式要多样化, 闭卷与开卷相结合, 改革计分方法, 把课堂讨论、综合训练, 研究报告等按一定比例计入总成绩, 这样才能提高学生自主学习的积极性。

五、结语

应用型本科院校主要培养面向一线的高素质工程技术人才, 因而在基础力学教学中应加强工程意识和应用能力的培养。 人才培养定位的改变要求教师转变教学观念, 以学生为中心组织教学, 增加工程案例, 解决好与后续课程的衔接问题, 突出力学的应用性。 同时对教师的教学水平提出更高要求, 我们在教学中应不断探索与实践, 不断完善教学设计, 提高教学质量。

参考文献

[1]屈本宁, 杨邦成, 郭然.理论力学应用能力培养问题[M].力学课程报告论坛论文集.北京:高等教育出版社, 2009:21-24.

[2]聂永芳, 张素君, 曹军.突破传统教学模式深化基础力学课程改革[J].力学与实践, 2010, 32 (5) :98-99.

[3]唐静静, 范钦珊.基础力学课程研究型教学方法的探索[J].力学与实践, 2008, 30 (4) :88-89.

[4]李为虎.一种工科理论力学教学模式的构想与实施[J].力学与实践, 2010, 32 (3) :126-127.

量子力学基础教学 篇8

【关键词】力学；教学效果；概念理解；工程意识

0 引言

力学课程是职业院校工程类专业最重要的专业基础课之一，在工程教育中占有重要的地位。由于课程的理论性较强，学生对力学学习的兴趣不高，加之现在的力学教学大多采用的还是学科型教育模式，教学过程中不同程度地存在重理论，轻能力培养，不能充分发挥学生的能动性等现象[1]，因此，如何提高力学教学的效果是我们长期关注的问题。

1 注重学生对概念理解

1.1概念的重要性

概念是对事物本质特征的一种把握。力学概念是对各种力学现象抽象出来的概括其本质特征的一种认识。只有概念清晰，才能真正理解基本原理和解题方法。力学课程教学过程中我们往往较侧重原理的解释和解题方法的讲授，而没有意识到学生对抽象语言表述的概念并没有深刻的领悟。

1.2概念直接用于定性分析

在准确理解的基础上，概念可以直接运用到实际工程的定性分析中去，不需要计算或仅进行简单计算，就可以得到问题的结论，这种方法在实际工程中非常实用。例如，工程中某一超静定结构如只需判断其弯矩图的大致形状和危险截面的位置，可以通过观察分析结构的变形，并依据弯矩图形状与荷载情况之间的关系和弯矩图要画在杆件的受拉边直接作出弯矩图的形状。这种概念分析方法显然比用力法或位移法计算要快得多。这种通过概念和结论得到的大致结果也可以用作精确计算结果的校核。

1.3理解概念有助于思维方式的培养

力学课程的学习不单单要求学生学会解决几个问题，而更重要的是帮助学生建立从应用的角度去观察、分析和解决问题的思维方式。由于缺乏工程经验，从思维方式上，他们还不大习惯于解决工程问题的逻辑思维。力学课程作为学生接触的第一门具有工程背景的课程，既要给学生提供扎实的基础科学知识，又要培养学生科学的思维方法。只有把相关的基本概念理解透彻才能对力学的知识体系形成感性认识，进而养成逻辑思维。

2 培养学生的工程意识

在工程技术类专业中，力学作为重要的专业基础课程，一方面可以为后续的专业课程打基础，另一方面也经常可以直接运用与工程实践中分析和解决实际问题，因此力学是兼有理论性和应用性的学科。但对于学生而言，力学课程的学习在专业课程之前，这一阶段学生对工程的认知较少，容易把力学当作纯理论课程去学，较多抽象的图形、符号、公式和计算往往使他们感到枯燥，产生厌学情绪。进行力学课程教学时应该注重培养学生对工程实际的认知，使学生渐渐养成从工程角度分析问题的习惯和以工程实际为导向的思想观念，即培养学生的工程意识[2]。具备工程意识能够使学生能动地去认识所学知识的用途，运用所学的概念和方法去解决所遇到的工程实际问题，使学习具有目的性和方向性。在教学过程中可以采取如下方法来培养学生的工程意识。

2.1加强直观教学，引入工程案例

传统的力学课程教学多是从计算简图和公式导出讲起，对于没有工程实践经验的学生而言抽象的图式难以和工程实际挂钩。为了使学生增加对工程感性认识，以便把课程中的力学模型和实际构件相联系，在教学中可以使用一些结构模型教具或放映一些与工程有关的图片和视频等。通过这些方式，使学生了解工程结构的特征及工作原理，了解工程中解决问题的使用方法、术语和规范等，为理论联系实际提供必要的基础。在此基础上再来学习力学计算模型的简化方法以及从工程实际中抽象出来的各种力学问题，使学生将具体工程实践与力学课程的内容对应起来。

2.2加强实践教学环节

在力学教学工作中应重视实践教学，通过力学实验使学生对理论知识形成更深刻的理解，更重要的是力求通过实验培养学生分析和解决实际问题的能力和创造性思维。而传统的力学实践教学环节以验证性实验为主，只锻炼了学生实验操作能力而忽视了对他们分析解决问题的能力的培养，更无法灵活运用于工程实际。

2.3把工程意识培养纳入课程考核范围

为使工程意识的培养得到重视，可以把工程意识培养纳入课程的考核。例如在力学课程考核中可采用与专业联系紧密的工程实际问题作为案例设置问题，让学生分析案例中的力学现象、力学原理和力学问题。设置问题时可以以定性分析问题为主，辅以简单常规计算。

3 合理取舍讲授内容

在讲授力学课程时要对课程的内容做好取舍，有些知识需要细化讲解，有些知识需要拓展外延，有些知识需要讲解其应用，有些知识只需要简单表述，有些与学生所学专业关系不大的内容可以简单带过，有些涉及较深数学知识的推导可以不讲。切不可课本上有什么就给学生讲什么，无轻重之分，全部灌输给学生，挫伤学生学习热情，对力学望而生畏。在取舍讲授内容时要考虑学生所学专业和已有的知识基础。比如，对土建专业的学生，在讲授理论力学时将重点放在静力学部分，而对于机械、航空等专业的学生，运动学和动力学也需要重点讲授。再如，学生在学习高等数学时对微分方程的知识没有深入学习，那么在讲授材料力学中两端铰支细长压杆的欧拉公式时可以不去讲解公式的数学推导，而改用从稳定性影响因素出发来引导学生理解和记忆公式。这样可以减轻学生的学习负担，有助于学生把握重点知识，有效调动学生学习积极性。

4 学生的力学文化素质培养

在力学教学的同时培养学生的力学文化素质，使学生增强对力学的兴趣，使学生对力学的学习变被动为主动，将极大地提高教学效果。培养学生的力学文化素质可以从以下方法入手：①经常将身边的力学现象、日常生活和劳动中的力学原理引入课堂，引导学生在衣、食、住、行中去体验力学知识，激发学生的兴趣。培养学生观察能力、理论联系实际、分析和解决问题的能力。比如，让学生思考为什么食品包装袋的边缘要做成锯齿状等。②介绍我国历史上中外闻名的力学成就，比如赵州桥、应县木塔等，把力学的学习和历史文化相结合，让学生感受力学在人类文明发展进程中所起的作用。③鼓励学生参加各种力学竞赛，给学生开拓视野和取得荣誉的机会。④成立学生力学兴趣小组、协会和社团等学生组织，为喜爱力学的学生提供交流、展示和自主学习的平台，在学生中间营造良好的力学学习氛围。

5 总结

力学课程在职业教育工程类专业中有着重要地位。加强学生对力学概念的理解，培养他们的逻辑思维方式；培养学生的工程意识，使他们形成以工程实际为导向的思想观念；合理取舍讲授的内容，使学生减轻学习负担；培养学生的力学文化素质，营造良好的力学学习氛围。这些方法都是以学生为本位，目的在于使学生能够较好地发挥主观能动性来学习，并给他们指明了学习力学的目的和方向，使他们能够有的放矢，从而提高了基础力学教学效果。

参考文献：

[1]王丽梅.高职高专《工程力学》教学改革探讨[J].科技视界，2015，13：76.