力学课程水利水电工程

力学课程水利水电工程（共12篇）

力学课程水利水电工程 篇1

摘要：理论力学是农业水利工程专业的一门重要基础课, 为适应知识经济对创新人才培养的要求, 合理进行课程教学改革及提高教学质量势在必行。结合我国高等教育改革和新形势下的教学要求, 分析山西农业大学理论力学课堂教学中存在的问题, 并提出一套适合本专业的教学改革方案。

关键词：理论力学,农业水利工程专业,教学改革

理论力学是高等院校农业水利工程专业本科生的一门重要的专业基础课, 是一门理论性较强的课程。理论力学不但是各门力学 (材料力学、结构力学、弹性力学等) 的基础, 同时还可直接应用于工程实际, 在水利工程领域有着广泛的应用前景。随着农业水利工程专业招生规模的不断扩大, 为适应知识经济对创新人才培养的要求, 以改革课程内容体系、加强实践环节、合理评价教学效果为目标的课程改革势在必行。笔者结合多年的教学实践, 从理论力学课程的教学内容、教学方法、教学手段、考试方法等方面进行了改革与探索, 提出了一套适合我校本专业教学的课程改革方案。

1 课程教学中存在的问题

1.1 教学内容

课程体系和教学内容过于陈旧, 起点太低, 缺乏科学性。传统理论力学的课程体系沿袭20世纪50年代的体系[1], 该体系将静力学、运动学和动力学分开讲授, 在静力学部分不能以力对物体的效应来研究力, 只能用纯数学的方法研究力, 理论推导烦琐, 缺乏物理意义。另外, 教学内容起点低, 部分内容与大学物理重复。大多数理论力学教材在编写时注重自身的系统性, 造成教材中有不少内容与大学物理教材重复。在教学中, 如果再对这些内容详细讲解, 不但浪费课时, 还给学生造成理论力学中的运动学与大学物理内容相近的误区, 进而产生对理论力学基本知识理解上的偏差。因此, 在课程讲授时注重教学内容的优化必不可少。

教材中的例题和习题类型少, 过于模型化, 与工程实际缺乏联系。对于以培养应用型人才为目标的农业院校, 开设理论力学课程的目的, 是让学生掌握对各类建筑结构进行力学分析的基本方法, 培养学生对复杂或简单工程对象正确建立力学模型的能力, 因此, 与工程实际相联系的例题和习题是必不可少的。

1.2 教学方法

传统教学方法着重于灌输教材知识, 偏重理论讲解, 例题分析过细过透, 使得学生无须经过自己的“大脑加工”就能被动地“掌握”知识。这样培养出来的学生学科知识严谨、全面, 忠于教材, 但对科研、生活知识了解甚少。传统教学方法要求学生死读书、读死书, 而教材只是把科学家的研究成果, 告诉学生。在学习中, 学生只需记住计算公式、套用公式即可, 缺乏对问题的分析与创新性的解决。因此, 应改革教学方法, 精讲课程重点、难点内容, 强化解题思路[2]。同时, 在教学过程中, 应以学生为中心, 发挥教师的引导作用, 引入一些具体的工程实例、科研中抽象出的理想力学模型等信息, 调动学生的学习积极性, 进而培养其创新能力。

1.3 教学手段

在教学手段上, 教师仍以板书为主, 现代化的教学手段, 如幻灯、录像、计算机辅助教学等未普及, 无法形象地展示理论力学研究对象的特点。这种教学方式, 教师需要花费大量时间板书, 学生也忙于记笔记, 不能很好地激发学生的学习兴趣, 其结果必然导致课堂效率低。如在理论力学课的教学中, 简单力学规律的模型 (静力学中的节点法、截面法, 运动学中的基点法、瞬心法、速度投影法等) 的教学手段主要是板书演示, 教学方法是以教师课堂讲授为主;又如在讲铰链支座时, 只是进行受力分析, 很少与工程实例结合, 教学方法单一, 教学内容抽象枯燥, 造成教师讲课费劲, 学生听课吃力, 效果不佳。因此, 要充分结合板书与多媒体技术, 最大限度地调动学生学习的积极性, 从而提高教学效果。

2 课程教学改革采取的措施

优化教学内容、更新教学观念, 采用新的教学方法和教学手段, 引入现代化的教学模式, 是理论力学课程改革和发展的必由之路。

2.1 理论教学方面

采用积极主动的教学模式:在课堂上运用多种手段充分调动学生的积极性, 尽可能地增加教师与学生的互动, 使学生能积极参与理论力学问题的求解;同学之间相互展开讨论, 思考所学内容并能总结重要的概念[3]。

(1) 设置疑问, 引导学生主动思考[4]。结合实际, 提出一些有趣的力学问题是教师讲授中引导学生积极主动地思维的一种非常有效的方法, 同时它还可以激发学生思考的兴趣。如在讲授摩擦力问题时, 教师可以向学生提出这样的问题:当你用力推位于地面上的木箱时, 如果产生两种结果, 即木箱没有移动和木箱以某一速度向前滑动, 那么, 这两种结果所产生的摩擦力大小是否相同?这时, 教师可以给学生留出一定的思考时间, 然后让学生回答, 也可自问自答。如何掌握这个尺度, 视具体情况而定。

(2) 给出思路, 督促学生主动推导。在推导定理或计算公式时, 教师仅作引导或给出推导思路, 由学生完成定理或计算公式推导的全过程。

(3) 及时总结, 倡导一题多解。在解决某一具体问题时, 要在问题结束时及时总结, 总结计算原理及分析思路, 同时, 提倡学生对同一问题一题多解。例如:在求解平面力系问题时, 让学生思考是否可采用局部分析法或整体法求解, 并进行相应的计算, 然后通过对比不同解法的繁简情况, 让学生自己总结出不同情况下的最简单解法[5]。

(4) 展开讨论, 鼓励学生归纳总结。在实际教学中, 我们要营造学生之间互相讨论的氛围, 积极促进学生思考所学内容, 进一步鼓励他们归纳总结力学思维方法、前后内容的逻辑关系及其相对重要的概念和定理, 充分挖掘其潜能。

2.2 实验教学方面

(1) 增加实验教学环节。多年来, 理论力学教学存在一个误区:重理论, 轻实践。这使得该门课程成了纯理论教学, 很少有实践教学。缺乏实践操作, 造成了学生在学习这门课程时费力、费时, 而且最终的学习效果也不理想。实验教学可以将理论和工程实践结合起来, 使学生更容易理解和掌握相关理论, 同时又培养了学生的工程意识和实验技能[6]。在实验教学过程中, 要明确学生通过实验课的学习应该加深对哪些理论知识的印象, 熟悉哪些实验工具、仪器的使用, 掌握哪些实验知识。只有这样, 实验教学的目的才能达到。

(2) 开展计算机仿真实验。近年来, 随着教育事业的发展, 招生规模的不断扩大, 农业院校的教育基础设施面临着严峻的挑战。对于理论力学实验教学来说, 配备一定的实验设备是开展实验教学必需的硬件条件, 但庞大的学生数量使现有的实验设备无法满足教学的需要。基于计算机多媒体技术设计理论力学仿真实验系统是扩大理论力学实验教学规模和提高教学质量的有效途径之一[7]。现行理论力学课只是教给学生理论力学的基本原理, 使学生能够处理一些简单的问题, 没有教给学生解决复杂问题的手段, 因而学生缺乏解决复杂问题的能力。计算机仿真实验是现行理论力学课程的补充和提高, 它能使学生具备自主研究的能力, 进而培养学生的创新能力, 从而大大提高学生建模能力、分析和解决实际问题的能力。

2.3 考核方式方面

理论力学的考核方式应由以前的期末统一闭卷考试逐渐转变为“作业+实验+期末成绩”相结合的方式。在以前的考核方式中, 期末试卷试题与平时习题类似, 造成部分学生搞题海战术, 课后做了大量的练习题, 而另一部分学生从不做课后练习, 只在期末考试前搞突击。这种考核方式过于单一, 不能很好地反映学生对课程知识的掌握情况。采用“作业+实验+期末成绩”的方式, 能较好地纠正传统考核方式的弊端, 比较客观、全面地反映学生的掌握情况, 同时也缓解了学生期末集中考试的压力。实践证明, 多数学生更愿接受这种考查方法, 它不但可以提高理论知识教学及基本技能培养方面的效果, 还可以拓展学生的综合素质。

2.4 课堂教学效果评价方面

改革后的课堂教学评价成为课程的重要组成部分。科学化的课堂教学评价对加强和深化高校课堂教学改革, 提高办学质量和人才培养质量有着很强的现实意义, 是现代教育发展的需要。但是, 在改革与尝试的过程中, 由于课堂教学效果评价是一个综合的、带有一定模糊性的问题, 涉及多因素、多层次, 而且各因素在教学过程中既密切相关, 又权重不同, 使得如何认识与评价课堂教学效果, 合理构建评价指标体系, 尽可能克服主观因素, 提高评价结论的可信度, 成为一个值得认真思考的问题。理论力学课堂教学效果评价方法采用基于模糊综合评价的基本原理, 在我校现实情况的基础上, 建立起基于课堂教学效果的模糊综合评价模型, 以模型为依据, 优化课堂教学评价体系, 从方法上保证课堂教学效果评价的科学性、高效性及可操作性。

3 结束语

课程教学改革是一项系统工程, 除了教学内容、教学方法的改革外, 还必须更新教学观念, 强调教学效果, 运用新技术、新手段加强教学内容的可视性、可传性、可用性[8], 进而建立起针对农业水利工程专业特点的教学体系。该课程通过连续6年的教学实践、探索, 学生反映效果良好, 证明此项教学改革取得了一定的效果。今后, 我们还要不断加强实践部分的改革和建设, 以CDIO高等工程教育理念为指引, 努力推动理论力学课程教学改革的进一步深入。

参考文献

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[4]杨虹, 李昕.理论力学和材料力学教改探讨[J].建材高教理论与实践, 2001, 20 (2) :96-97.

[5]张小辉, 刘兴华, 刘馨燕.《理论力学》课程教学改革探索[J].训练与科技, 2005, 26 (2) :39-40.

[6]张剑, 黄剑峰.理论力学教学改革的几点探讨[J].云南农业大学学报, 2009, 3 (1) :62-65.

[7]胡超, 程建钢.《理论力学》多媒体仿真教学实验[J].力学与实践, 2003, 25 (1) :67-70.

[8]辛志遐, 郎丰饶.理论力学教学改革的思考[J].吉林农业科技学院学报, 2013, 22 (3) :109-111.

力学课程水利水电工程 篇2

课

稿

尊敬的各位专家、评委：大家好！我是机械分院：王亚茹，年龄45岁。我授课的对象是机械类专业学生

下面我从六个方面对工程力学这门课程进行概述：

一、课程性质和地位

二、教学资源

三、学情分析

四、教学设计

五、考核方式

六、改革方向

课程概述

一、课程性质和地位 主要从课程性质、课程地位、教学目标、教学重难点四个方面来介绍。

第一方面 课程性质《工程力学》是高职院校机械类专业的一门专业基础的课程，在整个课程体系中处于承上启下的核心地位。第二方面课程地位前期后续课程的关系

前期课程：《高等数学》、《机械工制图》后续课程：《机械制造基础》、《模具技术》、《机械制造技术》以及课程设计和毕业设计。

第三方面教学目标高职教育人才培养要求培养能适应生产建设、服务、管理等第一线需要的高等技术应用型专门人才，机械设计与制造专业的培养目标以就业为导向、以能力为本位、以岗位为依据、以 素质为目标的人才培养模式。通过项目实施达到知识目标建立准确的力学基本概念，熟悉基本原理和基本方法能力目标基本的静力平衡计算的能力；杆件的强度、刚度和压杆的稳定性分析计算的能力；材料的力学实验能力素质目标培养学生抽象、推理、分析和综合的逻辑思维能力，独立解决问题能力。

第四方面教学重难点

课程重点：工程构件的受力分析，杆件的内力分析、应力与变形分析，解决方法是通过项目完成、作业及习题。

课程难点：物体系统的受力分析和平衡计算、杆件内力图的绘制。解决方法:利用生活实例，掌握受力和平衡规律，并逐步培养抽象、推理、分析和综合的逻辑思维能力。

第二大方面教学资源：1.教学团队：主讲教师3人，职称：副教授2人、讲师1人。

2、教材：《工程力学》（2014年第二版）

主编 ：邱家俊

机械工业出版社

高职高专 “十二五” 规划教材 教材特点：

教材内容适合本专业教学要求； 理论体系合理；突出工程应用，淡化过程推导。

第三大方面学情分析存在问题：

学生基础知识薄弱，文理科学生都有，但是课程难度较大。学生学习主动性较差，对教师和教材的依赖较大。对课程不够重视，认为和就业联系不大。解决办法：

1.让学生了解课程的重要性。

2.选择合理的教学内容。贯彻理论够用、与工程实践相结合的原则 3.用灵活的教学的方法。

 第四大方面教学设计：首先教学设计原则：针对性原则，针对机械、机电岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求选取教学内容；适用性原则，适用于机械、机电行业工作的职业标准和学生的实际认知水平；一致性原则，学习要求与实际工作要求相一致，有利于学生“零距离”上岗。其次教学内容设计，分三部分，1是课堂内容设计，2是实训项目设计，3是现场教学设计。项目教学设计我会在后面具体阐述，这里我先说项目内容设计：课堂内容项目化，分为5个项目，静力学基础、平面力系、杆件的内力分析、应力与变形分析、组合变形的强度计算。我重点说下项目二、三（看课件）。2现场教学设计，现场参观一 认识构件、结构、支座，观察变形、破坏。现场教学二 观察构件的四种基本变形及组合变形，观察破坏现象，感受压杆的失稳严重性。那么这三种教学形式各解决什么问题呢（看课件将），采用教学方法、手段（看课件）

3、课堂内容教学设计举例：静力学基础教学设计（看课件）

五、考核方式、： 考核形式理论+实践 考核方面知识、能力、素质

考核内容综合考核、实训评价、平时作业评价及期末考试

六、改革方向 完善教学资源

《工程力学》课程教学方法探讨 篇3

关键词:《工程力学》 教学方法 实例比喻 引导式 对比法

中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0198-01

《工程力学》主要包括理论力学和材料力学两大部分,是高职机械类的一门理论性较强的技术基础课,在专业课程体系中占有重要地位。一方面,它在专业课与基础课之间起桥梁作用,为后继的机械原理、机械零件等技术基础课和专业课提供必要的理论基础,但同时,作为一门理论性较强的实用性学科,工程力学的知识可以为分析和解决工程实际问题打下重要基础。因此。如何提高力学教学质量,进而有效保证和相关专业课的衔接,提高学生运用所学的力学知识,解决实际工程问题的能力,便成为研究本学科素质教育的主流话题。下面是笔者在工程力学课程教学中的几点体会。

1 聯系日常生活实例丰富教学内容

《工程力学》是一门比较枯燥的学科,概念多,理论性强,抽象而难以理解,课堂上我们在讲授理论知识的同时尽可能地使理论与实际相结合,丰富理论的内涵,突出理论的应用价值。这样在某种程度上能够减少枯燥性。特别是开始第一节课的绪论,更要上得活泼生动。在这节课里,主要是介绍工程力学这门课程的性质、目的和任务,我们可以通过形象生动的具体事例配合多媒体演示详细介绍工程力学在现代技术及生产实践中的应用情况,我们还可以通过身边一个简单例子,工程力学对这部分内容应尽量联系日常生活实例。如当讲到圆轴合理截面空心轴比实心轴合理时,用稻麦茎的截面也是空心圆截面来加以说明,通过举例,使学生觉得力学并不深奥,而是与生活实际密切联系,使他们产生学习兴趣,并化为一种学习动力,从而提高课堂效果。

2 运用恰当的比喻巧记教学内容

老师在讲课的过程中采用直观、恰当的教具和生动、贴切的比喻,可以把抽象的概念和理论化难为易。

比如:讲解弯曲正应力公式推导时,用书本模拟弯曲梁。纸页模拟纤维层。可以直接的看出纸页一部分受拉、另一部分受压,中间有一张纸既不受拉也不受压。这种教具虽简陋些,但却是唾手可得,既经济方便,又能化抽象为直观。人的一切学习都包含有记忆,只有有了记忆,人们才能在实践中积累经验,使先后的经验、知识联系起来。教给学生一些记忆方法,不但能使学生对课程的知识记得牢固准确,而且也可以激发学生的学习兴趣,提高学习成绩。如在画有均布载荷作用的梁的弯矩图时,可把均布载荷比作天空中下的雨,则弯矩图曲线就好比一把撑开挡雨的伞,进而确定抛物线的开口方向。由此把弯矩图的规律就牢记了。

3 善于设计问题进行引导式教学

“引导式”教学法是按照“以学生为主体．以教师为主导”的教学指导思想,从发展学生的主观能动性着手,将开发学生智力和能力作为课堂教学的一种行之有效的方法加以贯彻。“引导式”教学法一般由“设置问题—— 讲授—— 讨论—— 小结”4部分组成,是一种教师讲授和学生参与相结合的教学方法。例如在讲授“梁在纯弯曲时横截面上的正应力”一节的内容时,可以这样来安排教学内容。

(1)设置疑问。根据以往讲授“梁在纯弯曲时横截面上的正应力”的经验,对于目前的学生来说,公式的推导过程可以淡化．但对于梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律。以及横截面上任意一点正应力大小的计算公式应作为重点内容来讲解。可向学生提出以下两个问题:①梁在纯弯曲时横截面上的正应力是怎样分布的?②横截面上正应力的大小与哪些因素有关?使学生带着疑问听课。

(2)内容讲授。在讲解梁在纯弯曲时横截面上正应力的内容时,要紧紧围绕上面提出的两上问题来进行,可以设置简单试验:在梁弯曲前作出几条横线和竖线进行位置标记,依据梁受力弯曲后各条竖线、横线的长度、位置等变化情况从而判断梁在弯曲时的应力分布情况。就可以得出横截面上的正应力为什么会沿截面高度按线性规律分布,而且中性轴上的正应为零。离中性轴越远的点正应力越大,拉应力和压应力是如何区分的等等这些重点结论。在推导横截面上任一点正应力的计算公式时,要重点讲授横截面上的正应力δ与哪些因素有关,即与该横截面上的弯矩M、欲求应力点到中性轴的距离y以及横截面对中性轴的惯性矩相关。而且横截面上的正应力δ与弯矩M和欲求应力点到中性轴的距离y成正比,与横截面对中性轴的惯性矩成反比。从而使学生对公式理解得更加透彻。

(3)讨论问题。本节课内容讲授完后立即提出以下几个问题让学生讨论:横截面上任意一点的正应力计算公式说明了什么?生活中哪些设备构件的横截面形状设计是考虑到了应力的分布情况？在应用该公式时应注意哪些问题?讨论中,学生都能各抒己见,充分发表自己的观点。课堂气氛相当活跃,同时也搞清了梁在纯弯曲时横截面上正应力分布规律和计算公式。

(4)小结归纳。对学生在讨论中出现的错误观点及时加以更正,以防此类问题的再次发生。例如,在讨论中有些学生对横截面上拉、压应力如何确定还搞不清楚,可通过小结告诉学生,拉、压应力的确定主要取决于弯矩的正负号;又例如,学生对惯性矩的含义感觉到很抽象,不好理解,可从几何意义上对惯性矩,进行小结,等等。收到了良好的效果。

4 采用对比法增强学生对问题的理解

采用对比法可增强概念的准确性,使学生通过比较事物之间的联系与区别,突出各自的本质特征,便于理解和记忆。比如,力矩与力偶,一些学生往往由于对二者的概念不清。在做题中总是在表达式的书写和具体应用上出差错。在课堂教学中明确提出“力矩和力偶的异同点是什么”的问题,让学生思考、回答。通过教师引导．学生讨论、归纳,使学生在对比中认识到力矩与力偶有“三同”和“三不同”。所谓“三同”,即(1)力矩和力偶的符号规定相同;(2)单位相同;(3)都作为代数量处理,方法相同。所谓“三不同”,即(1)力对点的矩是某力对物体绕某点转动效果的度量;而力偶是一对大小相等、方向相反而作用线相互平行的力对整个物体转动效果的度量;(2)力对点的矩的大小和正负号随矩心的变化而改变;而力偶的力偶矩的大小和正负号与矩心无关;(3)力对点的矩等于力和力臂的乘积,它只能描述这个力对物体绕某一点转动的作用;而力偶矩是一对力,描述的是对整个物体转动的作用。对比法还有利于杆件四种基本变形时的应力分析、杆件设计问题,学生可以通过对比几种基本变形加深产生应力破坏变形的理解。由于在工程力学的课堂教学中使用了对比法来分析、讨论,不仅活跃了课堂气氛,而且可以启发学生发散思维,发挥其潜在的学习主动性。更好地提高工程力学课程的学习效率。

力学课程水利水电工程 篇4

1 课程设计理念

由于课程目的是培养学生的职业适应能力和应变能力, 因此, 课程设计必须以培养学生的能力为主线, 以培养学生的职业能力为目标。

1.1 课程内容职业能力化

课程内容应与工作任务相关度高, 联系紧密。课程内容的职业能力化是教学内容的实际、实用、实践, 基础理论服从于实际应用的需要, 应以“必需、够用”为度, 把知识与工作任务之间的联系作为课程设计主线。

1.2 课程知识组织项目化

以项目为载体, 使知识在与工作任务的动态联系中形成有机整体。在真实的学习情境中, 知识才能在学生的认知结构中与工作任务建立有机的联系。

1.3 课程学习过程完整化

每一个工作任务都只是完整工作过程的一个环节, 为了防止围绕孤立的工作任务进行教学, 就必须整合被分解的工作任务, 这样有利于学生形成完整的职业能力和从整体意义上理解每个工作任务以及激发学习兴趣。

1.4 课程教学过程实践化

在解决了学什么的前提下, 需要进一步解决如何学的问题。为避免教师围绕任务进行单方向、静态的讲知识, 而不是围绕任务展开情景性活动, 应彻底地改变教学形态, 实现“教、学、做”一体, 培养学生的工作思维, 并在此过程中, 促进学生可持续发展能力的培养。

2 设计思路

本课程以解决工程实际中的水力学问题为导向, 在行业专家的指导下, 对水利工程专业学生在工作中所面临的水力分析与计算等问题进行任务与职业能力分析, 以岗位工作典型任务分析为依据, 从而形成本学习领域的主要教学内容, 通过在实际领域进行组织教学, 引导学生在实验实习活动中学会分析计算方法和掌握一定的实验试验技术, 达到解决水利工程中水力学问题的基本技能等。培养学生初步具备专业操作过程需要的基本职业能力及在实际工作过程中的技能技术。

课程内容的编排和组织是以企 (行) 业需求、学生的认知规律、多年的教学积累为依据确定的。立足于职业能力培养, 对课程内容的选择标准作了根本性改革, 打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式, 转变为以典型工作任务为中心组织课程内容, 并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务, 并构建相关知识理论, 发展职业能力。

3 教学内容设计

经过水利行业专家深入、细致、系统的分析, 并借鉴了国内外职教成果, 本课程最终确定了以下学习项目:水位测量、压强测量、流速测量、流量测量、静水压强原理、静水压强应用、液体运动的两种方法、水头损失、动量方程、层流和紊流、连续性方程、能量方程、谢才公式和曼宁公式、孔口、管嘴出流、有压管流的水力计算、明渠均匀流的水力计算、明渠非均匀流的水力计算、堰流与闸孔出流的水力计算、渗流的水力计算。这些学习项目是以中小型水利工程设计的工作过程为线索设计的, 增强了课程的针对性、应用性、实践性和开放性。课程内容突出对学生职业能力的训练, 理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行, 并融合了相关职业资格证书对知识、技能和职业态度的要求。项目设计均为以工作过程为主线带动理论学习与技能训练相结合的任务驱动模式, 教学过程中, 采取理实一体教学, 给学生提供丰富的实践机会。

教学内容的针对性与适用性课程内容是实现课程目标的重要载体, 包括胜任岗位职责所需专业知识、工作技能和工作态度的培养, 包含了职业角色对从业者的各项能力要求。只有在课程开发过程中选择出职业岗位所需要的知识和技能, 才能保证专业人才培养目标的实现。

根据水利工程建设和管理岗位工作和职业能力要求, 综合考虑了课程的实用性、可容性和发展性等因素, 确定了11个项目, 18个工作任务, 30个活动设计见表1。

4 考核设计

《水力学》课程, 考核成绩采用以下考核设计, 课程考核比例分配如下:

期末综合性课程考核成绩=1+2+3+4

1= (理论考试+技能考核) 60%, 其中, 理论考试占40%, 技能考核占60%;

2=职业素质10%, 吃苦耐劳, 尊师敬业, 团结合作, 诚信守时;

3=课堂表现10%, 考勤记录, 发言频次, 讨论活跃, 观点新颖;

4=平时实训20%, 技能展示, 实验试验, 成果展示, 报告撰写。

5 教学方法和手段设计

《水力学》课程采用项目驱动、案例教学、讲练结合、学做合一的教学模式。把课堂设在实验室, 把水力综合训练内容揉合在整个教学过程中的教学模式, 理论教学与实践教学有机地结合起来, 边讲边练, 使学生掌握水力学的基本理论和具有水利工程水力计算能力, 做到“教、学、练、做”一体化。

5.1 任务驱动、项目导向教学方法, 重视学习与工作实际一致性

本课程从专业能力、社会能力和方法能力三方面综合考虑, 根据省内中小型水利建设和管理岗位需求, 提炼出典型工作任务作为课程学习情境, 并确保课程“知识点”总量不变。课程以真实工作过程为依据, 整合重组相关的理论、实训、实习内容, 围绕“学生为主体”的教学思想设计了10个项目。以项目为载体, 学习工作任务集合了学生在完成工作任务过程中要掌握的理论知识、解决的方法、总结的技能经验等, 营造真实的工作环境, 引导学生的学习过程, 在学生的学习过程中融入潜移默化的行动过程, 从而养成良好的工作习惯。

5.2 理实一体教学模式, 实现理论教学与实践技能的融合

根据学生特点、课程特点, 采用课堂与实习地点一体化, “教学做”一体化的教学模式, 将课堂搬到实训室、生产现场进行, 采用理论和实训同步学习方式进行。理论学习和学做结合, 实训重点解决单一任务知识、技能的学习和训练, 教师边讲课, 边演示, 边指导;学生边学习, 边动手, 边提问, 实现理论教学与实践技能的融合。

5.3 数字化学习模式, 充分发挥学习主体的作用

课程网络教学平台提供多样、有效、实用、共享、多层次的学习资源, 学生可以根据自己的需要、能力和兴趣开展数字化学习, 不再被动地接受信息。不仅传授了知识, 更把传授知识和发展职业技能与素质培养统一了起来。

5.4 开放式的课堂教学模式

在课程的教学过程中, 实施了开放式的课堂教学模式, 将枯燥的知识讲解变为设疑、提问、会谈商讨、课堂辩论、教师点评, 学生上台讲解分析问题, 组织学生自己备课、讲解、并接受其他同学的提问、打分等。这种开放式的课堂教学模式生动活泼、师生互动, 极大地激发了学生的学习兴趣, 有效地开发了学生的思维创新潜能, 并为学生的逻辑思维能力、语言表达能力以及良好心理素质的培养提供了一个宽松、愉悦的环境和尽情展示的舞台。其次就是边讲边练, 讲练结合。教师演示与学生动手相结合, 培养学生动手能力, 激发学生探索水力现象的兴趣, 同时对学生进行职业素质教育。加强实验教学的实践性、开放性。实验室全天开放, 学生自己安排实验, 并按实验评价指标对学生所做实验进行考核评价。培养学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力, 还培养学生吃苦耐劳、合作互助的团对精神。

构建数字化学习环境, 提高学生的自主学习能力, 采用计算机虚拟仿真、多媒体、网络等措施, 提升课程建设水平。融教、学、练、做、讨论为一体, 提倡教与学的灵活化。教师讲与学生学、练、做及师生讨论相结合, 使学生在师生互动、课堂活跃气氛中学习。教学过程以项目为导向, 突出工学结合。把工程案例融入教学中, 以项目为导向设计水力计算的教学过程, 提高学生对水力学的认识, 培养学生分析问题、解决问题的能力, 激发学习兴趣。加强Excel等工具在工程水力学中应用, 提高学生水力计算能力。

摘要：高职院校主干课程教学设计是高职院校提高教学质量的前提和保障。主要针对高职院校水利工程专业《水力学》课程教学设计, 阐述了课程教学设计理念、设计思路、教学内容设计、考核设计、教学方法与手段设计等内容。

关键词：高职院校,水利工程,教学目标,教学设计

参考文献

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工程力学课程教学改革探讨 篇5

论文关键词：力学机械教学改革人才培养能力

一、《工程力学》课程教学现状

工程力学课程是介于基础与工程科学之间的技术性基础课，是高职高专类机械类专业的一门重要的专业基础课。它是后续相关课程的基础，其自身理论的方法也可以直接解决工程实际问题。

长期以来，力学教学内容保持着它的传统学科体系，教师主要采用粉笔、黑板和书本的“三维”教学方法，教师讲和学生听一直都有严格的“界限”，主体位置是教师,这样使得学生的能动性几乎不能得到充分发挥，结果学生的应用能力差，综合应用时体现得非常明显，而这与高职高专教育重在培养应用型高技术人才的宗旨完全相悖。

力学课程的掌握遵循着实践、理论及再实践的法则，而高职高专的工程力学教学大纲过分强调了课程自身理论的系统性与完整性，注重公式的推导，反而与相关课程的紧密性较差，教学尤其缺乏对学生将实际工程问题转化为适当的力学模型的培养。力学公式的记忆却是通过课外题海战术，空洞的理论、灌输式的教学以及沉重的课外负担使大多数学生感到力学学习的困惑与乏味，而当前高职学生的文化基础参差不齐，对力学中很多的理论知识是无法理解与融会贯通。

同时高职高专工程力学课程学时的缩减，使得力学教学实施时与前继课程如：工程制图、高等数学难于安排妥当。再加上传统的教学方法，教学内容多且繁，课堂气氛沉闷，力学知识本身的枯燥无味，增加了学生接受和消化知识的难度，更不利于学生独立思考和分析及解决问题能力的培养，也就谈不上培养学生分析解决工程实际问题的能力。

当前，高新技术迅猛发展，急需应用能力更强的职业技术类人才，面对这样的变革和需求，高职高专教育要彻底改变陈旧的教育模式，大刀阔斧地改革，形成自己的特色。工程力学课程应顺乎潮流进行改革。

二、优化教材内容

高职教育培养的是应用型人才，所以工程力学教学内容的改革应突出“应用型”这一特点，要从教学需要、专业特点、工程实际应用和知识结构整体优化等角度出发，合理优化课程教学内容。重点放在基本定理的理解与应用上，淡化理论与推导，加强与后续课程的联系及在工程实际中的应用。

教学内容的删减与重组。工程力学主要包括理论力学与材料力学两部分。理论力学部分主要包括静、动力学和运动学三篇，对于高职高专机械类专业就可压缩运动学和动力学方面的内容。重组教学内容，保证内容的衔接。讲授时重点突出力系简化理论，对各种形式的合力矩定理和平衡方程的推证，以及各种形式的解题方法和步骤简单讲解，加强课程的逻辑性和针对性，提高教学质量。材料力学部分仍按原来的基本类型分章，把教材内容分为拉伸与压缩、扭转、剪切与挤压、组合变形四章。重点介绍变形特征、应力分布及强度校核理论，注重工程实际问题的应用，培养学生熟练掌握用强度校核公式解决三类不同问题的方法。根据学科发展增加教学内容，增加的内容应能反映科学技术的发展，且应该是比较成熟的理论。

三、教学方法与考核方式的革新

教学内容改革的同时，要重视改革教学方法。教学的目的，不仅使学生掌握课程的教学内容，还要学生掌握分析和解决问题的方法。这些需要我们改变传统的教学方法，针对机械工程专科学生的特点，以激发学生的求知欲为目的，采取一定改革教学方法的措施。

首先，突出学生主体地位，培养学生的学习与应用能力。教师不能教授学生终生受用的知识和技能，但却传授给他们学习与应用的能力。为了培养学生的学习能力，讲授前，要求学生预习，这样使得学生能提出重点、发现难点，引导学生查资料解决问题，这样不仅培养学生的学习能力，还要培养学生的自学能力，找到适合自己的学习方法，突出学生学习的主体地位，充分调动学生学习的主动性和积极性。教学除了按教材教学外，还应注意将国内外新知识渗透到教学中，扩大学生知识面，强化学生分析问题、解决问题的能力，使他们在走向工作岗位后对所学知识有较强的应用能力。

其次，采用现代化教学手段。工程力学课程有很强的工程背景，如果能利用多媒体技术，将工程实例生动地展现在学生面前，用动画将抽象难以理解的内容形象地表现出来，就可以化解教学难点、缩短学生的认知过程，比如“约束力与约束反力”、“空间力的投影和力矩计算”、“提高梁弯曲强度的主要措施”及“刚体的平面运动”等知识单元，其课堂板书量大，抽象概念多，需要的图形和图片数量也多，传统方式既费时又费力，教学效果也不理想。而利用多媒体辅助教学，则可以吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，大大的提高课堂教学效率。

加强实验环节，提高学生动手能力。实验是教学的一个重要环节，是理论联系实际的重要手段。高职教育强调对学生技能的培养，这种能力的培养主要通过实践性教学环节来实现，实验则是一个重要的实践环节，所以改革实验教学也是高职工程力学改革的一项重要内容。加强实践性教学环节，培养学生理论联系实际的能力。工程力学教学中有许多工程实例，而学生在学习之前又缺乏专业知识，这时可以带学生参观机械工厂或者建筑工地，进行认识实习，增强感性认识，克服实际经验和认识上的不足。

改革考核考试方式也是重要的环节，建立多元考核方法，将考试作为引导学生思维的一种手段。在命题方法和内容上，避免过多的死记硬背和单纯套用公式的试题，加强能反映学生知识、能力、素质的试题，统筹考核理论学习与实验训练，对学生的基本理论、基本技能、设计能力及创新能力进行更为客观的评价。

参考文献：

[1]毛灵涛，袁则循.面向21世纪高职专科工程力学教学改革.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，20xx，03.

[2]杨浩泉，周平.在工程力学教学改革中加强对学生综合能力的培养.杭州电子工业学院学报，20xx,21(2).

[3]王红卫，李育文，徐建国等.《工程力学》新体系的探索与实践.河南教育学院学报(自然科学版)，20xx,10(1).

浅谈高职工程力学课程教学改革 篇6

关键词：工程力学；教学改革；实践能力；研究

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）17-0113-02

随着社会的发展，企业对高职人才的需求量增加，对毕业生的要求也在提高，因此要使培养的人才满足发展需要，就必须把企业对人才的要求贯彻到学生培养的教育理念、培养目标、教学内容和教学方法、教学评价等各个环节中，使学生切实打好学习基础，养成良好的学习习惯，培养有效的学习方法，使教学与岗位紧密结合，达到学生既学到了扎实的理论基础，又具备了较强的实践动手操作能力，从而实现高职教育的人才培养目标。

面对高职教育的培养目标，各高职院校纷纷在教学计划中不断削减工程力学课程的课时，而其课时削减、内容不减带来的后果就是，教师在大纲的要求下，将过多的教学内容灌输给学生，这种方法显然增加了学生理解和消化所学知识的难度。目前，国内的高职工程力学课程过分追求系统性和完整性，内容重复多，缺乏与后续课程联系，与工程实际的联系不够紧密，不利于培养高素质技能型人才。因此，对教学内容和教学方法进行改革，更加注重培养学生工程意识、力学建模能力和分析解决实际工程问题的能力，使学生既有较强的实践能力，有助于学生树立符合市场机制的就业观念，提高自学能力，为后续发展的学习打好基础。

一、教学内容的调整

教学内容调整应根据教学大纲要求，结合学生的特点和后续专业课程的需要，遵循“实用为核心”、“够用为度”的原则，加大实践操作力度，拓宽知识广泛性。

一是删除不必要的公式推导和理论演绎过程，直接给出结论进行应用。例如将“力的平移定理”的结论直接给出应用，删除之前全部的推导过程。

二是强调力学建模的方法和解题思路。围绕工程实际问题进行建模分析，将实际构件融入到教学中，增强学生的工程意识，提高分析解决工程问题的能力，简明扼要，精讲多练。解题过程中更加注重解题思路，发挥学生学习的主体作用，提高自学能力。如讲解静力学中考虑摩擦时物体的平衡问题时，大部分学生都能举出砖夹子的使用原理，经过对砖夹子的建模及其结构和工作原理的分析，学生学起来更轻松且有动力。讲解材料力学中基本变形的强度问题时，强调外力分析、内力求解和应力计算三个步骤，这个思路的养成有利于提高学生的分析判断能力和自学能力。

三是避免内容的重叠和脱节。力的概念、摩擦和动能定理在高中物理力学部分已经接触到，这里强调它们在实际中的应用，引导学生主动串联所学知识，使知识融会贯通，灵活应用。

四是加强与专业课的衔接。多选用与后续课程相关的例题。工程力学为专业课提供实用的计算方法，使学生在学习前就清楚工程力学课程各项内容与将来专业课程之间的联系，明确学习目标。例如弯扭组合变形是后续《机械原理与设计》课程必不可少的内容，可以引用工程机械减速器中轴类零件的设计，作为工程情境讲解梁的组合变形，既能使学生掌握组合变形的分析方法，又能明确组合变形要解决的实际任务。既使学生学会力学基础知识，更能将力学知识应用到工程设计过程中，将知识转化为能力。

二、教学方法的优化

工程力学是理论性较强的学科，公式多，内容抽象，加上传统的、单调的教学模式，使大多数学生感到枯燥，教学的结果是对知识死记硬背，缺乏学习的积极性和主动性，不利于高职学生提高创新能力。因此，如何在教学过程中提高学生兴趣成了关键问题。

1.多举实例，增强学生感性认识

学生接触实际少，对实际构件的认识不足，缺乏兴趣。所以多举一些生活实例和工程实例，例如搬砖用的砖夹子、盖高层的起吊机、自行车链条、千斤顶螺杆等，使学生产生新鲜感，加深对实际问题的认识，促使他们积极思考。在材料力学变形讲解中，引用擀面杖和面片进行拉压受力和变形学习，让学生自己分析强度与材料的关系，得出强度准则。

2.采用类比法寻找解题思路

类比方法是由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。根据平衡状态是运动的特殊形式，即加速度a=0，将牛顿第二定律以不同的形式在静力学和动力学分别应用，在分析构件受力情况下的平衡和运动问题时可采用类比的解决方法。静力学和动力学的这种既对立又统一的关系，使学生对两种状态的认识更加清晰，有助于培养学生解决物体的受力与运动之间关系的分析能力。在材料力学部分对四种基本变形也可以采用类比法分析。例如轴向拉（压）变形是按照外力、内力和强度三个步骤进行分析，这三个步骤同样适用于扭转变形、弯曲变形和剪切变形的分析。通过比较外力、内力、变形的不同，使学生能正确判断受力和变形关系，进而增强对组合变形的强度分析能力，提高分析和解决工程构件强度问题的能力。

3.采用提问、测验和及时评价等方法，鼓励学生学习，增强参与意识

本课程理论多，涉及面广，通过情境教学法、任务驱动法、评价法等相结合的方法，促使学生积极思考，从被动接受转变为主动求学，发挥主观能动性。

4.强化实验教学，增强实践意识

为培养现代化应用型高技能人才，必须转变教育观念，加强实践教学环节，合理制定实验方案，完善实验教学体系，改进实验教学硬件及教学手段，规范实验教学的各个环节，加深学生对实验课的理解，积极发挥学生的主观能动性，培养学生的科学思维能力和科学态度。

5.恰当运用多媒体手段，合理利用工程分析软件

开阔学习视野，拓展学习的时空，提高学生对工程机械的感性认识和分析能力。通过多媒体动画演示增强对工程机械构件在受力过程中的变形和运动的感性认识，使抽象的问题具体化。例如在讲解物体系统受力分析时，先绘出单个构件受力，然后用PPT软件制作单个受力构件移动的动画，从而实现整个系统的受力分析，使学生在整个过程感知作用与反作用的关系以及内力和外力的区别。又例如通过观看桥式起重机工作过程的视频，可以帮助学生分析横梁的受力、变形和重物的运动情况，有利于建立横梁的力学模型，对其进行受力分析和运动分析，提高学生的工程意识、建模能力及分析能力。同时可以利用计算机辅助软件分析优化复杂工程结构的力学性能。

通过对工程力学课程的改革，提高了学生的学习兴趣，从根本上巩固了力学理论基础，体现了工程力学的工程实践性。通过相关课程内容的相互融合和渗透，形成相对完整、比较协调的体系，以使工程力学教学在专业教学计划整体优化中发挥更大效用。

参考文献：

[1]陈乐生.机械类专业《理论力学》教学改革的尝试[J].力学与实践,2003,(25).

[2]徐鹏,关学峰.应用现代教育技术深化材料力学教学改革研究[J].中北大学学报(社会科学版),2005,21(3).

[3]马景槐.工程力学教学改革的研究与实践[J].江苏技术师范学院学报,2005,11(6).

[4]陈景秋,张培源.工程力学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2008.

[5]刘文顺等.工程力学教学中的创新教育探究[J].辽宁高职学报,2008,(6).

[6]陈丽华.工程力学教学改革的探索与实践[J].沈阳工程学院学报(社会科学版),2007,3(3).

力学课程水利水电工程 篇7

1 试验过程

1.1 钢筋采集与处理

从水工工程中采集的锈蚀钢筋, 切割出数段长度30cm的试样, 取样时不采用纯弯段已发生残余变形的钢筋, 切割时保持钢筋断面与钢筋轴线垂直及断面截面的平整。切割后用细砂纸磨平加以编号。钢筋试样用3%的醋酸溶液浸洗6小时, 再用清水漂白3小时后用石灰水中和1小时, 最后用清水浸洗, 擦干后置于干燥器中存放6小时, 取出钢筋试样用电子天平称取每根钢筋的重量 (精确到0.1克) ;测量钢筋的长度精确到0.5mm, 取三次测得平均值。本次试验共采集一级钢筋65根, 二级钢筋46根。

钢筋锈蚀率是按照现场取回的钢筋试样中的未锈蚀的同一类型钢筋的单位长度实际重量计算的锈蚀率。试验中测试了钢筋的屈服强度和极限抗拉强度以及钢筋的伸长率, 钢筋的屈服点采用下屈服点, 即钢筋最低屈服强度。

1.2 数据分析

根据试验数据, 绘制钢筋锈蚀率与伸长率、屈服荷载、极限荷载的关系图, 见图1至图6。

由图可知, 曲线上点的趋势与公式 (1) 类似, 所以用公式 (1) 表示钢筋的屈服强度、极限强度、伸长率与锈蚀率的定量关系。用最小二乘法的原理求参数的估计值, 根据参数的估计值确定回归曲线方程, 参数计算见表1。

F检验:查F表中的临界值Fa, 对于Ⅰ级钢筋n=65, a=1%, 相应F值是7.08;对于Ⅱ级钢筋n=46, a=1%, 相应F值是7.25。表1中所有Ⅰ级钢筋和Ⅱ级钢筋回归公式的F值都大于7.08和7.25。所以公式都有十分显著的线性关系。

2 锈蚀原因分析

水利工程中的钢筋锈蚀原因大致分为碳化导致的锈蚀和盐离子锈蚀两类。碳化以均匀锈蚀为主, 而盐离子导致坑蚀为主。钢筋均匀锈蚀, 抗拉强度的降低与钢筋的锈蚀率成正比, 可以用锈蚀钢筋的剩余面积乘以未锈蚀钢筋所能承受的拉力获得锈蚀钢筋的极限抗拉能力[4]。由于混凝土材料的不均匀性、构件所处环境的复杂性、钢筋的应力状态差异等因素, 水工混凝土钢筋锈蚀很少是单一的均匀锈蚀, 且随着锈蚀的发展, 锈蚀的不均匀性和离散性增大。锈蚀钢筋表面凹凸不平, 形成很多锈坑, 坑口处产生应力集中, 使锈蚀钢筋的强度加剧降低, 伸长率减少。对锈蚀钢筋的分析发现, 钢筋表面锈坑的形状深度无明显规律可言, 蚀坑深浅程度差别较大, 锈坑的表面位置呈现随机分布;导致即使锈蚀率相同的同类钢筋, 剩余强度的变化不同[5]。锈坑沿钢筋长度方向的位置也具有随机性, 这导致钢筋力学性能试验数据存在一定离散性。无论是Ⅰ级还是Ⅱ级钢筋, 锈蚀在钢筋表面形成许多深浅程度不同的凹坑;Ⅰ级钢筋以均匀锈蚀为主, 存在部分坑蚀;Ⅱ级钢筋主要是坑蚀。

3 结语

通过对锈蚀钢筋的力学性能试验数据分析表明, 由于钢筋位置的不同和锈蚀到达钢筋表面的时间不同, 钢筋锈蚀不完全是均匀的。对钢筋试样的试验数据分析, 建立了计算钢筋的屈服强度、极限强度、伸长率随着锈蚀率的增加变化的数学模型;用基于锈蚀率的线性关系来描述锈蚀钢筋力学性能的变化已满足工程要求;锈蚀率相同的钢筋, 其力学性能之间存在较大的差异。

参考文献

[1]牛荻涛.混凝土结构耐久性与寿命预测[M].北京:科学出版社, 2003.5-9

[2]洪乃丰.基础设施腐蚀防护和耐久性[M].北京:化学工业出版社, 2003.12-14

[3]金伟良, 赵羽习.混凝土结构耐久性[M].北京:科学出版社, 2002.2-4

[4]王光雍, 王海江.自然环境的腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社, 1999.3-7

力学课程水利水电工程 篇8

1 力学参数选取一般流程

1) 在工程地质单元划分、工程岩体分级 (分类) 的基础上, 选择典型岩石 (体) 进行室内试验、原位测试→2) 对试验成果进行统计分析, 以整理后的试验值为标准值→3) 根据试样的代表性、实际工作条件与试验条件的差别、尺寸效应等, 结合地质类比、工程类比, 对标准值进行调整, 提出地质建议值→4) 在地质建议值的基础上, 结合建筑物工作条件及其它已建工程的经验, 确定设计采用值。 (当岩体地质条件相对简单时, 3) 、4) 两步骤可合并进行) 。

标准值是对试验成果经分析整理、统计修正或考虑概率、岩土强度破坏准则等修正后的参数值;地质建议值是根据试件所在的地质环境提出的, 其目的是使标准值具有更好的地质代表性, 使参数的取值更加合理。设计采用值应与设计理论、安全系数配套一致。

2 试验成果的整理及标准值的选取

试验成果的整理通常包括异常数据 (粗差) 的处理、试验成果数理统计及标准值的选取。主要统计指标包括试验资料的算术平均值、范围值、中位值 (中值) 、加权平均值、小值平均值、大值平均值、均方差、变异系数、标准值。

2.1 异常数据 (粗差) 的处理

岩石 (体) 力学试验指标个别数据存在较大的离散性, 采用不同的剔除准则计算结果差别较大。关于舍弃标准, 相关规范没有明确规定, 通常是按“3σ法则”、“格拉布斯 (Grubbs) 准则”予以剔除。常用的处理方法有以下几种:

1) 全部数据参加统计。选取该法的观点认为, 试验输出的所有数据都来自工程地质岩组, 因此不应剔除任何试验值[1]。但该法会使统计结果受少数异常数据的干扰而产生偏差, 特别是试验样本较少时。2) 3σ法则。在99.7%的置信水平上, 舍弃范围[u-3σ, u+3σ]以外的点。该法按样本概率分布函数服从正态分布考虑。 (σ为标准差, u为平均值) 。实际使用该方法时, 时常不能检验出异常值, 主要原因之一是该准则的显著性水平较小 (a=0.3%) , 另一方面, 由于岩体样本试验值较离散, 样本容量又较小, 其标准差较大;可以证明, 当样本容量N≤10时, 即使含有异常值, 用该方法也检验不出来[2]。3) 格拉布斯 (Grubbs) 准则。格拉布斯方法是对异常数据进行统计判别的一种方法, 其基本思想为:给定一危险率 (如a=0.05) , 确定相应的置信限, 凡超过这个界限的误差, 便认为是不容许误差, 它不属于随机误差范畴, 应予剔除。该方法使用的显著性水平较大, 且不受样本大小限制, 可适用于较小样本。但对于给定的不同a值, 会得出不同的结果, a越小, 把正常值错判为异常值的可能性越小, 但反过来, 却增加了将异常值错判为正常值的可能性。对岩体这种高度不均匀性介质, 如何选用合适的a值是一个复杂的问题, 目前尚无明确定论[3]。4) 随机-模糊处理方法。使用该方法统计计算时, 按照使实际样本整体上隶属于样本模糊子集程度最大的原则, 计算结果对呈一定规律的数据取得较大权值, 而对个别异常数据则得到较小权值。该法既保留了全部试验信息, 又不致于使计算结果受少数异常值的干扰而产生过大偏差, 优于传统随机方法。

2.2 试验成果数理统计及标准值的选取

水电工程常用的试验成果的数理统计与分析方法主要有5种, 即:图解法 (点群中心法) 、最小二乘法、小值平均法、优定斜率法、概率分布的某一分位值法 (如0.2分位法、0.5分位法) 。

水电工程相关勘察规程规范、手册对标准值的选取, 按不同的力学参数指标, 作出了相应的要求。当采用结构可靠度分项系数及极限状态设计方法时, 宜根据试验值概率分布的某一分位值确定;岩体单轴抗压强度、抗拉强度、变形指标标准值, 一般取算术平均值, 或概率分布的0.5分位值;抗剪 (断) 强度指标标准值区分岩体、混凝土/岩体、结构面, 按不同破坏类型, 区别对待。此外, Bayes方法、模糊随机法暂未列入规范, 但已广泛应用到各领域, 向家坝、锦屏一级等许多大型工程均已采用。1) Baye s方法及推广的Baye s方法。严春风等人 (1997) 用模糊综合评判方法与BAYES理论相结合, 将不足以单独进行统计分析的具体工程试验资料, 与以往相同或相近的地质条件下积累的资料结合起来进行分析, 进而取得小样本条件下的最优拟合的概率分布函数。该法为在小样本下统计推断岩石力学参数的概率分布提供了一条新途径[4]。

2) 模糊随机法。岩体力学参数的不确定性本身包含有随机性和模糊性。随机性是岩石取样测试过程中产生的一种外在的不确定性, 是试验过程中人为因素造成的, 从信息论角度考虑, 随机性主要涉及到试验数量, 只要试验数量足够多, 试验值就会逼近母体的真实信息。模糊性是由岩体本身非均质和各向异性等带来的, 它反映的是样本对模糊集合的隶属程度, 是一种比随机更为本质的不确定性。因此用模糊随机方法获取岩体力学参数会更逼近岩体力学真值, 优于传统的统计方法, 于是该统计方法近年来被普遍应用到岩石试验成果的整理分析中。

Baye s方法能取得小样本条件下的最优拟合的概率分布函数。岩体力学参数既有随机性又有模糊性, 常规的统计处理方法是模糊随机处理方法的一种特例 (随机处理方法) , 存在不足, 如最小二乘法只考虑了样本的随机性;模糊随机法处理离散性大的试验结果, 得到的岩石力学参数更切合实际, 结果的可信度更大, 更优于点群中心法、优定斜率法等常规的统计方法[5,6]。

工程试验资料标准值选取实际操作中, 往往是多种方法综合运用, 综合考虑。如, 向家坝水电站对岩体、混凝土/岩体、主要结构面抗剪断试验成果, 采用了不同的统计分析方法, 结果发现差别不大, 可研阶段为了满足结构可靠度设计对参数的要求, 选用了0.2分位法统计的标准值。

3 力学参数的确定方法

3.1 常用的力学参数的确定方法

水电水利工程常用的岩石 (体) 力学参数确定方法有:试验资料调整法、规范经验取值法、经验判据估算法、工程地质类比法、反演分析法。

3.1.1 试验资料调整法

进行相关的室内、现场试验, 对试验资料整理、统计、分析, 选取岩石 (岩体) 力学参数标准值, 在选取的标准值的基础上, 考虑试样的地质代表性、工程运行条件与试验条件的差别、尺寸效应等, 结合地质条件进行地质类比、工程类比, 对标准值进行综合调整, 最终确定地质建议值。在此过程中, 同时须进行该指标与RQD、完整性系数、波速等的相关性分析;对比规范经验值也是必不可少的环节。

有些参考资料提“强度折减法”的概念, 如, 对岩体抗剪 (断) 强度试验成果标准值乘以0.8~0.85的折减系数。表1为国内一些工程所采用的岩体抗剪 (断) 强度折减系数表, 从表中可以看出, f值折减系数为0.65~0.9, c折减系数为0.1~1, 变化范围较大。折减系数无统一标准, 同时也未考虑工程运行条件与试验条件的差别、地下水影响等因素。从试验标准值到地质建议值的调整、选取过程, 不是简单的通过一个系数折减的问题。

3.1.2 规范经验取值法

水电工程相关规范对每一等级的岩石给出了相应的力学参数, 它们是根据国内水电水利工程长期积累的大量的岩体试验资料的统计值和经验值为基础提出的。

规划、预可阶段, 或当试验资料不足时, 可根据规范相关表格提供的岩体力学参数, 结合地质条件进行调整 (折减) , 选用地质建议值。

3.1.3 岩体分级法及经验判据估算法

1) 《工程岩体分级标准》 (GB50218-94) ) 的力学参数估算法

《工程岩体分级标准》 (GB50218-94) 属于国家标准第二层次的通用标准, 适用于各部门、各行业的岩石工程。该标准在总结国内外大量的岩石 (体) 力学试验成果和已建工程类比的基础上, 对BQ分级法每一等级的岩体, 给出了相应的力学参数。该法在我国的很多中小型工程中得到广泛使用。

2) RMR分级法建议的力学参数估算法

Bie niaw s ki在岩体地质力学分级 (RMR分级法) 获取RMR值的基础上, 建议变形模量Em计算公式为:

当RMR<50时, 上式无法计算出Em;Se rafim、Pe re ira按RMR系统提出了另一个公式, 适用于整个RMR值范围:

Nichols on、Bie niaw s ki在实验室试验及RMR值的基础上又提出了一个由岩块的弹性模量Emi计算岩体弹性模量Em的公式:

Mitri提出的公式给出了岩块的弹性模量和岩体的弹性模量之间的减小因子:

3) Hoe k-Brow n经验强度准则的力学参数估算法

Hoe k与Brow n (1980) 根据岩石性态方面的理论和实践经验, 通过对几百组岩石三轴试验和大量岩体现场测试资料的统计分析, 得到了岩体在破坏时极限主应力之间的关系式 (狭义版准则) , 经修正、完善, 形成2002版的广义Hoek-Brown准则, 如下:

式中

σ1、σ3分别为岩石屈服时的最大、最小主应力;σci为完整岩石试件的单轴抗压强度;mi为完整岩石的霍克-布朗常数, 可通过室内试验或类比法确定;s为与岩体质量有关的参数:GSI为岩体的地质强度指标值, 表征岩体破碎程度以及岩块镶嵌结构;D为表征岩体的受扰动程度的参数, 非扰动岩体取0, 扰动很厉害的岩体取1[7,8,9]。

a.岩体抗压、抗拉强度的估算。令σ3=0代入方程5) , 可得岩体的单轴抗压强度;令σ1=0代入方程5) , 可得岩体的抗拉强度;b.岩体变形模量Em的估算公式:

当σci≤100MPa时:

当σci>100MPa时:

c.根据Mohr-Coulom b准则公式等效转换, 可以获得岩体等效内摩擦角、粘聚力的估算公式。

Hoe k-Brow n经验强度准则估算法, 由于该强度准则更好地反映了岩体的强度特性, 实用性很强, 被工程界尤其在欧美国家广泛采用。向家坝水电站用该法计算了岩体变形模量和岩体单轴抗压强度参数, 计算结果与勘察规范经验值基本一致。

4) 结构面抗剪强度的巴顿经验准则

巴顿在对硬性结构面抗剪特性进行了大量研究, 提出结构面抗剪强度的经验公式:

式中:τ为峰值抗剪强度;σn为法向应力;为基本摩擦角;J RC为结构面粗糙系数;J CS为考虑节理风化程度折减后的岩块单轴抗压强度。

3.1.4 工程地质类比法

工程地质类比法是根据地质条件相似的已建、安全运行的工程所采用的参数, 来确定所研究的工程应该采用的参数。当试验资料不足, 或不具备试验条件时, 常借助于工程地质类比或经验判断法。该方法是目前工程界中较为普遍采用的方法, 尤其是中小型水电水利工程。

工程地质类比法应遵循的准则[10]:岩体 (石) 的岩性相同或类同、岩体边界条件相似、工程部位地貌和建筑物类型相似。

对地质参数建议值宜采用区间值, 通常上限采用一般可能出现的工程地质条件, 下限采用较为不利或最不利的工程地质条件。

3.1.5 反演分析法

利用工程岩体内观或外观实测位移、应力、破坏特征, 采用解析法、数值模拟、有限元法等方法进行求解。特别是用于分析、计算库区处于极限稳定状态的边坡和滑坡, 假设其稳定性系数, 采用各种计算方法反算岩体的抗剪强度指标。

除了上述常用方法外, 还有计算机模拟试验、人工神经网络等方法, 李同录等在岩体节理野外统计窗资料、岩块的力学参数的基础上, 利用损伤力学和Hoek-Brown准则进行节理岩体力学参数的选取[11,12]。

3.2 常用力学参数确定方法的不足

试验资料调整法是力学参数确定方法中最本质的方法, 但调整 (折减) 无统一标准, 此外, 由于岩体的不均一性、复杂性导致试验成果的离散性, 另一方面由于各种条件的限制, 试验数量普遍不足, 在进行统计时样本常常太少, 由于试验数据变异性, 在对试验成果进行调整 (折减) 取值时不可避免带有很大的不确定性。严春风等 (1997) 提出的岩体力学参数概率分布的Bayes推断方法, 将小样本试验资料, 与以往相同或相近的地质条件下积累的资料结合起来进行分析, 取得小样本条件下的概率分布特征, 获取标准值, 进而确定力学参数, 为在小样本下统计推断岩石力学参数提供了一条新途径。

Hoe k-Brow n、巴顿经验强度准则使用较为广泛, 但需要进一步完善和改进。Hoek-Brown准则中陈晓祥、谢文兵等提出了参数m、s根据试验资料线性回归直观的确定方法;GSI值评估时由于Hoe k等提出了较为详细的取值指南, 地质人员取值操作中有较强的一致性, 可靠度较高;扰动参数D的取值原则比较模糊, 需要依靠地质人员主观判断进行取值时, 可能由于个体差异而引起较大的误差:工程实践表明, 在采用相同的mi和σci数据时, 大部分地质人员采用Hoek—Brow n准则确定的岩体强度都远低于原位实验值, 有必要提出一种相对准确的D值确定方法。

工程地质类比法目前尚缺乏有关明确的程序与规定。自然界地质体千差万别, 对地质条件的评价上存在不确定性, 对相似地质条件的处理上, 不同的地质人员也存在明显的差异, 存在人为因素。应充分利用有限的试验资料进行定量类比。并应在施工阶段根据开挖揭露的实际工程地质条件进行修正。由于岩体本构关系的复杂性, 目前的反演分析法研究计算大都采用了线弹性等假设, 这与工程实际情况相差甚远。反演分析法用于分析、计算处于极限稳定状态的边坡和滑坡时, 不同的安全系数可能会使计算的c、φ值结果相差较大。

4 结束语

在地质单元划分的基础上, 对现场岩体准确、合适的分级是水利水电工程岩石 (体) 力学参数确定中必不可少的环节。试验资料地质标准值的诸多选取方法中, 随机-模糊处理法既解决了试验异常数据舍弃标准问题, 又考虑了试验样本的随机性与模糊性, 优于传统的随机统计处理方法。上述常用的岩石 (体) 力学参数的确定方法, 尽管存在缺陷和不足, 使用条件上有这样那样的限制, 但多年来已经解决了很多工程中的实际问题, 对一特定工程, 应在条件许可的情况下尽可能多种方法同时运用, 交叉使用, 相互验证, 相互校核, 综合确定;试验资料调整法是最本质的方法;岩石 (体) 力学参数应在开挖揭露, 或开挖卸荷影响后适时调整。

向家坝水电站坝基岩体力学特性及取值专题研究报告 (可行性研究) 。

摘要：水电水利工程中岩石 (体) 力学指标的选取对工程影响较大, 但往往因岩石 (体) 试验成果的离散性较大, 或试验样本较少, 地质工作者工程经验不尽相同, 对同一类岩体的力学参数取值差别较大。本文收集整理、总结了现行的岩石 (体) 试验成果资料整理、力学参数选取方法, 供工程地质勘察工作者研究和交流。

关键词：岩体分类,试验成果,统计,力学参数,标准值,模糊随机统计,Hoek-Brown强度准则

参考文献

[1]刘春.边坡工程中岩石力学参数随机模糊选取研究.岩石力学, 2004.

[2]徐卫亚, 刘世君.岩石力学参数的非线性随机反分析.岩石力学.2001.

[3]周火明, 孔祥辉.水利水电工程岩石力学参数取值问题与对策.长江科学院院报, 2006.

[4]严春风等.岩土参数概率分布推断的模糊BAYES方法探讨.重庆建筑大学学报, 1997.

[5]熊文林等.岩石样本力学参数值的随机-模糊处理方法.岩土学报, 1992.

[6]韩磊等.基于随机-模糊理论的岩体力学参数优化.金属矿山, 2010.

[7]BIENIAWSKI Z T.工程岩体分类.吴立新, 译.徐州:中国矿业大学出版社, 1993.

[8]HOEK E, CARANZA-TORRES C T, CORCUM B.Hoek-Brown failure criterion[C]//Proceedings of the North American Rock Mechanics Society.Toronto:Mining Innovation and Technology, 2002.

[9]胡盛明等.基于Hoek-Brown强度准则的岩体力学参数确定方法.岩土力学, 2011.

[10]陈家珍.浅谈水利水电工程地质勘察采用工程地质类比的准则.

[11]乔春生等.岩石工程数值分析中选择岩体力学参数的神经元网络方法.岩石力学与工程学报, 2001.

工程力学课程的教学探索 篇9

一、力学教学中发现的问题

(一) 学生对课程的重视上不够

首先, 因为学生入学的基础薄弱, 同时, 工程力学又是一门新入门的课程, 理论性强, 抽象性强, 有许多概念不好理解, 比如内力、应力的分布规律, 内力图的掌握很难, 因此, 产生了畏难情绪, 这样就没有了学习动力, 产生不了浓厚的兴趣, 从而就轻视了力学的学习。其次, 课堂上注意力不集中, 课下远离书本, 学生对这门课的重要性认识不足。从而就轻视了力学的学习, 一段时间过后想很好学了, 却觉得力不从心。这样, 连工程力学的基本知识都没有很好的掌握, 从而就大大的影响了后面课程的学习, 并且对将来的工作也受到了相应的影响。

(二) 教学方法有失欠缺

在工程力学中大多数是一些概念和相关公式的推导, 这些内容的讲授如果仅以教师为中心讲解, 不管学生的学习感受, 学生学习后, 就如走马观花一样, 表面上学了大量的知识, 其实并没有多少能够真正掌握。如果这些内容采用和学生互动的形式, 教师在其中不断引导、鼓励学生, 同时结合社会生活实例, 不断提高学生学习的积极性, 必然会给学生留下深刻的影响, 对相关公式定理的应用也会有更深刻的认识, 学生的基础知识也会有一定的提高。

(三) 教学中实验课的缺失

理论力学部分和材料力学部分的内容上, 往往是偏重理论推导, 逻辑性强。由于学校的资金有限, 教学设备不配套, 导致教学中缺少实验课。现在的教材中, 内容与工程实践联系较少, 这样, 学生在学习中对很多理论知识不能有一个深刻的理解, 造成水过地面不湿的情况。现在的学生状况是基础很差, 不愿坐在教室接受枯燥, 乏味的理论知识, 他们有强烈的动手渴望, 进行一些实际的操作, 实验课的开设对学生就提供了一个较好的平台, 不仅对课程内容熟悉了, 而且对理论知识也有了一个深刻的理解。

二、工程力学课程教学的思路

(一) 教学模式的改变

现在的工程力学教学是教师主讲, 学生下面被“填鸭”。这种教学模式使有些学生产生了不被重视的感觉, 因此要改变教学模式, 努力让学生参与到教学中来, 教师既起了主导作用, 学生在教学中也感觉被注意起来。在探索教学模式的过程中, 要结合学生的实际情况, 学习兴趣, 做到效率高, 提高快。比如讲约束时, 可以把学生引到室外, 观察所有与约束有关的实物, 把理论与实践有机的结合起来。在教学中, 不断寻找适合学生学习的各种教学方法, 教学手段, 创设多种教学环境, 使学生能在一个轻松快乐、兴趣安然的环境中学习, 培养他们的创新能力和认知能力, 同时也大大地提高了教学效果。

(二) 教学方法的探索

中职学校在培养高素质、能力强的合格人才的要求下, 在重视基本概念, 基本理论和基本方法阐述的前提下, 注意简化理论推证, 加强概念的阐明和理论的实际应用, 树立与工程实际密切联系的力学观点, 充分调动学生学习的积极性。在讲授中, 更要结合、联系工程实际, 注重把课堂搬到厂矿、工程实地, 真正的把理论和实际联系起来。如在讲轴向拉伸压缩这部分时, 可以组织学生, 亲自动手做实验, 观察受力物体在拉伸、压缩时的变形特点, 总结发现材料的力学性能的变化。在讲剪切变形时, 让学生亲身体会用钳子剪东西时, 物体的受力特点和变形特点, 在讲扭转变形和弯曲变形部分时, 可以组织学生发挥充分的想象, 在日常生活中亲身感受到的扭转和弯曲实例, 让学生讲述亲身感受。这样, 学生既产生了学习兴趣, 同时掌握了相关的理论知识。所以要采取合适的教学方法, 使学生能够学到系统的、实用的工程力学知识, 为以后的实际工作打下扎实的基础。

(三) 注重学生能力的培养

通过力学教学实践经验, 自己体会到不断探索各种教学方法及教学手段, 要重视学生各方面素质的提高。根据工程力学课程的抽象性、逻辑性强的特点, 我们采取理论和实际相结合以及启发诱导相结合的教学方法。对于注重能力培养、各种素质培养的中职学生来说, 能将所学知识真正利用起来, 解决实际工程问题。在培养学生的学习能力方面, 教师在下课前, 提醒学生要预习下次要讲的内容, 引导学生找重点、发现难点, 并且归纳总结, 这样不仅培养了学生的主动性, 而且培养了学生的自学能力。在培养学生理论联系实际的能力方面, 教师在工程力学教学中, 要举出许多工程实例, 而学生在学习之前没有系统的专业知识, 这时可以带学生到企业厂矿, 进行认识实习。教师通过调动学生的学习能动性, 和学生互动起来, 以提高教学效果和效率。

三、结束语

总之, 工程力学是一门重要的专业基础课, 学生要提高分析问题能力和解决实际问题能力, 必须掌握工程力学课程中很多的力学概念和公式。这就要求我们更加不断的探索教学方法和教学手段, 不断的更新教学理念, 充分的调动学生学习的积极性, 以激发学生学习兴趣, 把学生培养成既有很强的理论知识, 又有很强的业务能力的现代新型技术人才, 以适应社会的需求。

摘要：中职学校主要培养为厂矿企业生产一线的工程技术人才, 这样学校对学生的理论知识水平和业务能力的培养提出了严格的要求。为了培养合格的、高素质的工程技术人才, 在工程力学教学中, 对工程力学教学手段、教学方法以及对学生的培养方向等方面深入的探索, 以提高教学质量。针对中职学校工程力学教学中常见的几个问题, 我们从教学内容和教学方式两个方面探讨一下工程力学的课程教学。

关键词：工程力学,课程教学,教学实践

参考文献

[1]范钦珊.工程力学[M].北京:高等教育出版社, 1998.

[2]刘鸿文.材料力学.4版[M].北京:高等教育出版社, 2004.

力学课程水利水电工程 篇10

关键词：课程实习,存在问题,改进对策

近年来, 随着我国大学招生规模的不断扩大和大学生毕业数量的连年增加, 大学毕业生就业竞争也越来越激烈, 就业形势越来越严峻, 就业难成为困扰大学生、家长、高校以及社会的一大难题[1]。大学的主要教学环节包括理论教学 (课堂教学) 和实践教学。而实践教学包含了实验、实习、课程设计、毕业设计等主要环节。实践教学是学校教学过程中必不可少的一个环节, 它对于教师在知识传授、学生在知识学习方面都起到了至关重要的作用。但目前高校, 特别是工科院校在实践教学方面仍存在着不足, 不利于学生对理论知识的掌握[2]。多数用人部门反映走向工作岗位的大学生缺乏实际操作能力, 不能较快的适应工作环境。高校工科专业的实践性教学问题, 已成为影响高等教育质量的一个重要的热点问题[3]。而强化学生的实践能力是提高大学生就业竞争力的一个重要方面。

1 实习现状

1.1 课程性质、目的和任务

工程水文学是水利水电工程专业的必修专业基础课。本课程的目的在于培养学生认识水文现象的一般规律, 正确理解和初步掌握工程水文学的基本理论和计算方法。本课程的主要任务是使学生初步具有在各种不同资料情况下进行水文分析计算和水文预报的能力, 并能进行最基本的水文测验和资料收集整理工作, 掌握水利水电工程的水文计算方法、设计洪水计算方法及水文预报方法, 为专业课学习, 从事专业工作和进行科学研究打下基础。

1.2 实习基地建设

重庆交通大学地处重庆市, 车程1小时左右的水文站有长江干流寸滩水文站, 长江支流嘉陵江水文站。学院与长江委寸滩水文站、嘉陵江水文站签订有合作协议, 两水文站为学校学生实习实训基地, 为学生《工程水文学》课程实习提供服务。

1.3 实习时间、内容安排

1) 学校《工程水文学》课程一般安排在第5学期, 理论学时32学时, 行课8周, 一般课程实习会安排在第6周的周六、周日进行, 此时“水文信息采集与处理”内容已讲解, 且考虑到校车安排、水文站自身有本职工作等原因, 因此该实习安排在周末进行。

2) 实习内容。 (1) 水文站参观:了解水文站历史、观测项目、各水文要素 (水位、流量、泥沙、降雨等) 、观测方法、仪器构造及原理。 (2) 水文观测资料的整编。 (3) 对如何看待和使用水文资料进行总结, 从而进一步加深对水文分析计算方法的理解。

3) 实习报告。实习结束后学生要从以下5个方面展开, 完成实习报告。 (1) 实习目的意义。 (2) 水文站情况概述:包括位置、面积、站级、作用、特值发生情况等。 (3) 观测仪器及测量原理:观测原理、观测条件和观测计算。 (4) 流量资料、泥沙资料的整理:流量、泥沙表格计算。 (5) 实习总结:实习心得体会。学生不光是去走马观花式的逛逛而已, 他们要观察, 要思考, 要提问, 回来后还要完成流量、泥沙表格的计算, 完成实习报告, 总结自己此次实习的收获。

2 存在问题

2.1 学校、学生对实习不够重视

1) 学校方面:由于事务较多, 学生课程较多等原因, 学校对于本课程实习重视程度不够。2) 学生方面:实习占用周末休息时间;大多数学生日后不会从事水文资料搜集相关工作;实习早上7:30集合乘车出发, 中午1点左右才能返回学校, 学生感觉又疲惫又饥饿, 能及格过关就行, 对实习积极性不高。由于以上种种学校、学生的不重视, 导致实习大多流于形式, 综合效果欠佳。

2.2 实习时间、经费有限

本课程实习0.5学分, 历时0.5周 (包含课堂理论讲授;实习结束后完成表格计算、实习报告等内业处理) , 真正的水文站实习时间也只有半天左右。加之学生人数较多, 一次90人左右, 45人第一组先听取水文站工作人员报告, 剩余45人分四组轮流参观仪器的测量过程, 然后两大组互换。那么就有8小组轮流参观, 每个组参观时间并不长, 场地也非常有限, 有些学生戏称“什么都看不到”“还没看到流速仪, 这就要回去了”。

即使水文站与学校签有合作协议, 是学校的实习实训基地, 但是水文站工作人员利用休息时间, 接待学生实习, 提供实践教学服务, 仍是有偿服务。实习总费用包含:1) 我们要向水文站支付一定酬金, 按20元/人的标准执行;2) 校车费用, 90人需要至少两辆大客车, 单程1小时左右车程, 7元/公里标准执行。

2.3 水文站的接待能力有限

现场集中听取讲解报告在水文站会议室进行, 水文站毕竟是生产单位, 不像学校, 会议室容纳45人, 已非常超负荷;现场参观场地也非常有限, 过于拥挤的话一则存在一定安全隐患, 二则容易损坏水文站仪器 (损坏仪器, 照价赔偿) 。因此, 水文站接待能力也很有限。

3 改进对策

3.1 学校、学院重视实习

笔者对学生的实习效果进行了调查:1) 你认为本次实习综合效果如何? () A.收获颇丰;B.有一定收获;C.收获一般;D.基本没有收获。结果如下:半数以上同学选择了A或者B;少数同学选择了C;基本没有同学选D。2) 你认为影响实习效果的主要因素有哪些? () A.学校对实习重视程度不够;B.学生认为本课程实习没那么重要;C.水文站接待条件有限、较为拥挤;D.学校对实习划拨经费有限;E.学生人数较多, 组织实习确实有一定难度, 效果受一定影响。这一问题的结果几乎都是多选, A、B、D、E的频率出现最高。

从结果不难看出, 学生觉得实习还是有一定收获, 如果从学校、学院到学生更加重视该实习, 使得本实习 (该专业为数不多的几门实践性教学之一) 发挥它更好的作用, 就能对培养学生综合能力起到一定作用。

3.2 调动学生参与实习积极性

从几届的实习效果来看, 学生实习时的表现与教室的课堂讲授气氛有很大不同, 学生较为活跃, 且水文站工作人员讲解, 使学生了解很多书本上接触不到的东西, 见到了与老师不一样的授课方式, 工作人员偶尔会想到哪里讲到哪里, 会讲很多案例。例如曾经讲过案例一:一次工作人员在施测流速, 有几组数据异常, 按照他们的经验, 数据偏小, 工作人员让学生思考分析, 为什么会偏小, 学生抓耳挠腮, 不得其解。工作人员解开谜底:拉出流速仪, 原来是在流速仪的旋杯上面缠了很多水草, 旋杯转不动, 自然流速小了很多, 学生哗声一片。这些都是课本上学不到的经验, 只有一线参与这项工作的人们才有这些宝贵的经验。案例二:一次极端暴雨天气, 河道已经禁航, 但是这种时候的水文数据尤为重要, 水文站工作人员出船测数据, 由于水流过急, 遇上险情, 其中一位工作人员献上了年轻宝贵的生命, 学生们一方面向这位坚守岗位的工作者致敬, 一方面敬佩水文工作者的敬业精神。更深一层, 他们想到了他们日后参加工作, 也应该具备该有的敬业精神。

实习这种实践性教学方式, 不同于单纯的理论教学, 它便于学生掌握书本上的理论知识, 趣味性稍强一些。如果日后不参与水文数据的搜集工作, 学生很难有机会去水文站, 那么这也是很难得的一次实践机会。学校, 教师共同努力, 充分调动学生的积极性, 使得实习综合效果更好, 使得实践教学更好服务于学生的培养。

3.3 增加实习时间、实习费用

实际情况表明, 90人队伍的水文站现场实习较为拥挤, 实际2小时左右的参观时间也较为紧张。如果考虑每次去的人少一些, 就不会那么拥挤, 每小组的参观时间就会长一些。但是又回归到了经费问题, 每次人数少, 那么校车的费用就会增加。故而, 希望学校考虑到本门课程的实际情况, 在不影响整个培养计划的前提下, 适当增加实习时间、适当增加划拨的实习经费。

4 结语

实践性教学是高等教育不可或缺的一个组成部分, 通过笔者多次带领学生参与一线的水文站实习, 发现学生还是很有收获, 只是目前的现状还存在时间短、经费有限等不足。希望通过学校、学院、教师、学生共同努力, 来改善现有的实习状况, 使得这门实践性教学更好地服务于学生综合素质的培养。

参考文献

[1]陈香红.从大学生就业难设想高校人才培养方案的改革:以土地资源管理专业为例[J].安徽农学通报, 2008, 14 (19) :205-206.

[2]钟玉云, 雷静.工科院校实践教学改革探索[J].广东工业大学学报:社会科学版, 2006, 6:70-71.

力学课程水利水电工程 篇11

关键词 工程力学；教材改革；高职院校

中图分类号：G634 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)03-0030-02

Reform on Teaching Material of Engineering Mechanics in Vocational Education//Wang Zijun

Abstract The universal characteristic of teaching material of engineering mechanics in our country’s vocational colleges is that the theory system is huge but the contact with practice is loose. The current social economy and technological progress are developed rapidly. They set the new request to the quality and ability of the students in vocational colleges. So this article has done certain research and discussion on the present teaching situation of the engineering mechanics and the reform on teaching material of it.

Key words engineering mechanics; teaching material reform; vocational college

Author’s address Hebei Energy Institute of Vocation and Technology, Tangshan, Hebei, China 063004

高等职业院校因其生源和培养目标的特殊性，其教学也有自身的特点和发展规律。首先，高职生一般来自职业高中和普通高中，仅仅受过初、高中的基础教育，对于工程力学所要求的数学水平和能力普遍不能达到，尤其是分析问题、解决问题的能力较差。但是，高等职业学校工程力学课程要求学生具备一定的受力分析能力，能够对构件进行强度、刚度、稳定性的计算，了解材料的主要力学性质并具有测试材料的力学性能指标及测试结构的应力、位移的初步应用能力，为今后掌握相关技能、学习后续课程打下必要的力学基础。

因而，如果不能恰当地处理学生的基本知识和技能与教学目标之间的关系，就会影响到教学效果以及学生对本门课程的学习兴趣。特别是随着力学课程学时的减少、教学内容的压缩，学生将面临更大的学习压力，教学质量也很难得到保证。所以，笔者认为应该进行必要的教学改革，而教学改革的首要任务是教材改革。由于历史的原因，我国的工程力学教育自建国后近半个世纪一直沿袭前苏联的教学体系，教学内容过分追求系统性和完整性，无法做到针对具体的专业和实用价值不强。

针对高职学生基础普遍较差、教学内容压缩幅度较大、有特定明确的培养目标等特点，笔者认为，宏观上要打破工程力学传统上由理论力学和材料力学两部分各自独占一半的课程体系，适当删减理论力学中过于臃肿的推导过程，同时将与实际联系紧密的材料力学部分加以充实；将外力分析与内力、应力、强度分析有机结合起来，由静及动，由动及力，由力及变形，使运动与力，外力与内力、应力紧密结合，从而加强知识的联系性和科学性，使学生提高理论联系实际的能力。这样既可以压缩学时，同时又能用较少学时讲授较多内容，达到良好的教学效果。

1 静力学内容

静力学是材料力学的前提，静力学基础的好坏直接影响学生对材料力学学习的效果和兴趣。所以对于静力学的学习既要夯实基础，又要做到课时紧凑、重点突出，毕竟材料力学才是这门课程的主要部分。静力学有两个主要知识点，即对物体的受力分析和力系的平衡。对物体的受力分析，学生在初中阶段就有一定基础性的学习，对于取分离体、画受力、列受力方程等步骤，可以在初中的基础上进行拓宽、强化；对于力系的讲解，可以作为一个完整的体系展现在学生面前，这个体系中包括平面汇交力系、平面力偶系、平面一般力系等。而平面汇交力系和平面力偶系可以看成平面一般力系的特例，在学习过平面一般力系后，再回过头来说明这一点，然后用物体系统的平衡来作为研究“力系”的补充，可以使学生对这部分内容作更深入的学习和强化。至于空间力系可看成是平面力系的拓展，在讲解空间力系时不断与平面力系做比较，既能加强学生的印象，又能有效地缩减学时。而重心与形心，因材料力学中也有介绍，完全可以合并在材料力学中做介绍。

2 材料力学部分

材料力学是本门课程的重点内容，主要是研究构件的承载能力，着重于对构件的强度、刚度和稳定性的计算。所以在材料力学中，可以以4种基本变形为明线，以对构件承载能力的讨论为暗线。4种基本变形中，扭转变形发生构件范围较小，而计算推理复杂、抽象，在现阶段可结合一两个实例来进行基础性、概念性学习，不必过多展开讨论；对于剪切、挤压变形，纯剪切变形的构件更是少之又少，可将剪切变形与梁的平面弯曲联系在一起学习；按照由易到难和由基础到一般的顺序应重点介绍轴向拉伸压缩和梁的平面弯曲，分析它们的变形、应力特点，讨论杆件的强度和刚度的校核，这样能很好地让学生在思维中形成一套对材料力学杆件的研究模式。

在学习完4种基本变形后，接下来讨论应力状态与强度理论、组合变形、压杆稳定。应力状态与强度理论是基本变形之后对于复杂受力情况下的强度校核，主要是解析法与几何法相结合分析某一点应力状态，确定主平面，计算最大、最小主应力；组合变形可看做2种或2种以上的基本变形的叠加，叠加原理是组合变形中重点学习的内容；压杆是轴向受压的构件，压杆的稳定涉及截面的几何性质，现阶段进行概念性、基础性的学习即可。

3 运动学与动力学部分

运动学与动力学内容包括点的运动、刚体的受力与运动、基本物理定律，这一部分和前面两部分的联系并不紧密，可以看成相对独立的章节。由于它没有反映出工程力学的特色，也不是工程力学学习的重点内容，在课时普遍压缩的今天，完全可以大幅删减这部分内容，在讲授时可以在学生初、高中物理学习的基础上将运动与受力分析加以延伸和提高。总之，这部分可看成工程力学的有益补充，在课时紧张的情况下应为材料力学的讲授让路。

总之，在新形势下如何进行教材改革，广大教师在教学过程中还需要不断地研究和探索，应站在社会和时代的前沿，为我国的教育事业寻求更贴切的教材，为高职教育事业作出自己的贡献。

参考文献

[1]陈赛红.关于《工程力学》高职教材改革的一点想法[J].现代企业教育,2006(8)

[2]陶勇.关于高职《工程力学》教学改革的思考[J].科技资讯,2008(8)

[3]李建蓉.提高高职力学课程教学质量的思考[J].苏州市职业大学学报,2005,16(1):85-86

[4]周建波.工程力学[M].重庆:重庆大学出版社,2004

力学课程水利水电工程 篇12

《工程力学》作为工科类院校的专业基础课, 多少年来一直采用平时成绩 (20%) +期末闭卷考试成绩 (80%) 的模式对学生进行考核。试卷由教研室统一命题, 教务处安排时间, 组织学生在规定时间进行笔试, 这种“一卷定音”的考试方式, 不可能全面反映高职教育的培养目标, 缺少对学生全面素质和综合职业能力的评价, 存在以下问题:

一张试卷包容不了课程目标要求

用一份试卷评价学生对一门课的学习合格与否, 具有偶然性和局限性。一份标准化试卷不能完全包容本课程的知识目标和能力目标要求, 难以反映学生应用知识及分析解决问题的能力。尤其是考试内容局限于教材中的基本知识、基本概念及简单的计算问题, 学生针对题型特点, 通过死记硬背、教条地套用例题模仿计算等简单的学习方法, 就能应付考试, 但仅凭这份试卷确定的成绩, 反映不了学生综合应用知识能力的素质, 难以调动学生学习的积极性。仅凭试卷成绩区分学生优劣, 助长了部分学生的惰性, 伤害了认真学习学生的积极性。

一次考试反映不了学生的学习情况

《工程力学》多采用闭卷、笔试的考试方式, 并且通常是课程结束后组织唯一的一次考试, 由这一次卷面考试的成绩分数确定学生本课程成绩。这种考核方法过分单一, 具有偶然性和片面性, 使得记忆力强, 善于生搬硬套成为考试成功的关键要素, 造成学生考前突击学习, 但考后就忘的问题。这种考试方法重视共性, 强调统一, 扼杀特长, 制约创新, 不能反映学生学习过程的优劣, 助长了部分学生的投机心理, 使踏实、认真、务实的学生心理失衡。

一人评价确定不了学生的优劣

《工程力学》考核结果通常采用百分制, 平时成绩占20%, 期末考试占80%, 由任课教师综合评定, 没有互评、测评的空间。这造成最终分数不能客观反映学生能力的问题, 助长了部分学生拉关系的风气, 使一些学生对教师的终结成绩不服。

综上所述, 过去的考核方法是终结判定性的, 不利于学生的发展, 忽略了学生的创造性和发展性, 忽略了课程学习过程的价值。因此, 改革课程考核的内容、方式、方法, 成为高职院校的重要任务。

《工程力学》课程考核的改革措施

课程考核改革的思路是基于本课程的课程目标、课程内容、课程模式和课程实施的特征之上的。《工程力学》作为采煤技术、矿山机电、煤炭加工与综合利用等工科专业的专业基础课程, 在课程考核的改革过程中, 我院通过认真分析课程特点和专业岗位职业与课程相关的能力目标, 一改过去的标准化试卷格式和“一卷定音”的考试方法, 实施考核标准多元化, 按能力目标要求, 制定课程的理论知识、基本技能、综合能力等评价标准, 实施教师、学生、企业人员参与的多员化评价方案, 采取多种考试方法, 使量化评价与质性评价相结合, 提高了教学质量, 获得了良好的收效。具体措施如下:

明确《工程力学》课程的能力目标

结合专业特点, 按照培养高技能、高素质应用型人才的目标进行课程研究, 明确了通过《工程力学》的学习, 学生应具备以下能力:调研《工程力学》与本专业岗位关系的能力;简化工程结构为力学模型的能力;进行简单结构受力分析的能力;对工程实际中遇到的结构进行分类的能力;画内力图、确定杆件危险截面的能力;计算工程结构未知力杆件强度、刚度问题的能力;应用理论知识解决工程实际综合问题的能力;万能材料实验机的使用能力、测定给定材料力学性能的能力;专业外语能力 (常用词汇的识别) 。围绕《工程力学》课程的能力目标进行分析归类, 得出课程实施完成之后学生要掌握的知识大概分为基本知识、基本概念、基本技能、基本计算、实践能力、综合分析问题能力诸方面, 依此基本特征, 确定本课程的考核内容和方法。

《工程力学》课程考核方法的设计

《工程力学》属于知识理论型的课程, 主要选用量化评价方法, 考核方式按照课程实施特点和能力要求, 主要分为以下几种:笔试、调研报告、基本操作、实验报告、口试, 具体考核设计见下表:

《工程力学》课程改革的具体措施

在实施考核改革的过程中, 我们选择了入学成绩高、相对基础好的采煤技术与矿山机电两个专业的4个班级作为改革试点, 并将每个班分为6个学习小组, 每组选拔一名小组长, 按照学习委员、小组长共同负责的原则进行学生的学习活动和考评活动。同时组织专门教师、实验人员和工程技术人员共同开发《工程力学》考核内容, 共同制定评价标准及办法, 共同研究考核方式, 并不断修改完善阶段考核中存在的问题, 在下一个阶段的测评中加以纠正。除笔试考试外, 其他三个考核项目均提前给各组学生布置题目, 确定考试时间, 让学生有充分的时间针对考试项目调研、查资料做好准备。一般利用部分上课时间或课后约定的时间, 以事先布置的考核方式进行。对学生的四大考核项目采用内容、方式、评价途径多元化的考核, 采用百分制与五级制的评定成绩办法, 按照优、良、中、及格、不及格五级与百分制的对应关系进行成绩置换, 按笔试占30%, 基本技能占30%, 实践能力占20%, 关键能力占20%计算分值权重, 最终确定学生本课程的终结成绩。

从《工程力学》课程考核改革的试行情况来看, 这样的考核形式更科学、更客观、更全面, 能较为真实地考核学生对本课程的学习状况, 可以培养学生的学习能力、应用知识能力、实践操作能力及创新能力, 激发学生的学习兴趣和主动学习的自觉性, 促进学生个性化发展和综合能力的提升, 及格率也远远高于传统的考核模式。另外, 任课教师通过参与课程考核全过程, 也能全面提高高职教育的理论水平和实践技能。但是, 由于高职教育课程改革还不够深入, 本课程的考核内容、考核方式还有待于进一步充实完善。

摘要：针对传统《工程力学》课程考核现状与存在的问题, 根据高职教育的培养目标, 基于课程目标、课程内容、课程模式及课程实施的特征, 依据课程的能力要求, 设计了包含课程考核内容、课程标准、考核方式、评价方法、成绩类别等内容的《工程力学》课程考核表, 据此可进行课程考核的改革。

关键词：高职,工程力学课程,考核改革,能力目标,评价方法

参考文献

[1]李光.高等职业教育课程设计研究[M].北京:科学出版社, 2007,

[2]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社, 2007.

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