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工程力學研究方向優選九篇

時間:2023-12-13 15:06:18

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第1篇

【關鍵詞】:園林工程;施工項目管理;科學方法;研究

中圖分類號:K928.73 文獻標識碼:A 文章編號:

社會經濟的迅猛發展,促進了園林工程建設的快速發展,同時,科學技術的發展,使得園林工程的施工技術越來越復雜化、多樣化。在這樣的時代背景之下,只有采用科學方法對園林工程的施工項目進行管理,才能跟得上時代的發展步伐,促進園林工程的向前發展,并且促進施工企業經濟效益的發展。因此,在對園林工程進行施工項目進行管理時,采取科學的方法顯得至關重要。

一.施工項目成本的科學管理方法

在對園林工程進行施工項目的科學管理時,很重要的一點就是對工程造價進行相應的控制,也就是對項目進行成本控制。所謂的成本控制,一般是指項目成本在形成的過程中,也就是工程在生產經營時,要消耗一定的物資、能力、費用等各方面的資源,在這些資源消耗的過程中,要進行一定的監督、調節、指導及限制,使施工的費用、成本得到相應的降低,進一步控制成本的支出。

1.使施工項目的成本得到有效降低的策略

園林工程在施工的過程中,要對施工成本進行相應控制,因此,工程在施工時,要盡量

節約成本的支出,嚴格控制項目施工的成本。具體可以從以下幾方面進行落實。

1.1對圖紙進行嚴格會審

園林工程在施工的過程中,施工企業要做的就是根據設計圖紙進行施工,不過,由于設計圖紙是根據工程所在地的自然地理情況以及甲方的要求進行相關設計的,設計人員在進行設計時,不可避免地會融入自身的主觀思想,很多時候不能站在施工單位的立場進行設計,因此,施工單位應該對圖紙進行認真會審,做到既能滿足甲方的要求,又能保證工程的質量的前提條件下,根據自身的需要提出修改意見,并且征求業主和設計單位的同意的情況下,對設計圖紙進行相應的更改,使設計圖紙更加完善。

1.2制定出科學的施工方案

這里所說的施工方案,包含有四個方面的內容:首先,要確定好施工方法;然后,要對施工所采用的機械設備進行選擇;第三,要安排好施工順序;第四,做好流水施工組織。園林工程在進行施工時,所準備的施工方案不同,施工工期也就不同,同時,所采取的機械設備不同,工程所產生的費用也會出現差異,因此,對施工方案的選擇至關重要,將對施工成本產生直接的影響。

1.3加快施工進度,控制材料的成本

園林工程施工時,很多項目的成本費用是按照時間來計算的,例如辦公費用,工人的工資、水電費、設施費、租賃費、施工機械費等等,因此,加快工程的施工進度,使施工工期進行縮短,就會使項目的成本得到有效降低。除此之外,還要控制材料成本的支出。在進行園林工程施工時,材料成本占到總成本的70%以上,而且,材料成本有很大的節約潛力,園林工程在施工時,如果在機械費或者人工費上出現的虧損,通常情況下都要依靠材料成本的節約來進行彌補,因此,降低項目成本的重點在于對材料成本進行控制,在對材料進行采購時,要做到貨比三家,通過市場價格的對比,選擇價廉物優的材料進行采購,把材料的成本控制到最低。

1.4制定技術組織措施,控制工程的返工率

園林工程在進行施工時,可以采取先進的技術進行施工,使工程項目成本得到有效降低。工程在施工之前,首先要根據實際情況制定技術組織措施,把成本降低的計劃列入其中。同時,還要加強對工程施工質量的管理,減少工程的返工率,對工程的質量成本進行相應的控制。除了要降低工程的返工、停工的損失之外,還要健全材料驗收的相關制度,控制對劣質材料的采購,減少材料成本的支出。同時,施工人員還要嚴格掌握定額標準,既要保證工程的質量可靠,又要使材料和人工的消耗不要超過定額水平。

1.5加強機械的使用率

在制定工程機械設備租賃計劃時,可以對市場進行調查,租賃社會閑置的一些機械設備,使機械的臺班價格得到有效降低;園林工程在施工時,要減少施工過程中所需要消耗的機械臺班的用量,科學安排合理的施工組織,使工程的機械設備的完好率、利用率得到提高;機械設備在運行過程中,要定期進行保修、維修,降低大修費用的支出,要按照相關的規范操作機械設備,避免不正當的使用機械設備所造成的損失。

2.進行全過程的項目成本的控制

2.1建立、健全相關的成本控制制度

首先,要建立、健全相關的成本控制制度,進一步穩定項目的管理制度,在工程項目進行時采取經理競爭上崗、項目負責的制度,并使這些制度嚴格進行并貫徹落實,避免不科學、不健全的成本控制制度,使工程的決策出現錯誤、對工程質量產生影響,造成成本支出所增加的成本支出的現象的發生。

2.2改變傳統的管理體制

園林工程在施工過程中,以往都是采用體制成本制度來進行施工,由于體制成本存在管理體制落后,不適應市場管理體制的發展要求,不符合項目的管理制度,不符合施工過程中所要遵循的法則等方面的缺點,并且在施工時層次過多,隊伍過于龐大,而且機構容易重疊,在施工時人員過于臃腫,造成了項目成本費用的增加,因此,有必要改變以往的施工管理體制,建立、健全企業內部勞務、人才、材料、設備等方面的項目建設,促進園林工程項目的科學管理。

2.3提高施工人員的素質水平

施工人員的素質水平將會產生素質成本,而素質成本是指在施工的過程中,由于施工人員素質水平較低,造成了決策上的失誤,使施工管理失去控制,施工效率低下,從而增加了施工的項目成本。為了避免素質成本無形之中的增加,首先,項目管理人員要具備良好的思想政治素質,要具備領導和管理的素質水平和業務水平,并且要有高度的責任感和事業心,在強大的市場競爭面前能夠進一步提高競爭意識,帶領好施工人員的隊伍。而要做到這點,施工企業要定期對管理人員進行相關培訓,可以采取各種措施對管理人員進行相關培訓,使他們具有強硬的技術措施,有較高的業務水平,對工程能夠進行科學的施工管理。除此之外,要定期對施工操作人員進行業務培訓,使施工人員能夠按照相關規范進行操作,減少由于自身素質不過關所造成的損失,把工程的施工項目成本的支出降到最低。

二.園林工程質量與效果的把控

一般來說,園林工程施工項目都是由幾個分部工程組成的,而各個分部工程又是由一道道工序進行完成的,因此,要使園林工程的施工質量得到保證,就要嚴格控制好每道工序的施工。當完成一道工序時,要先進行檢查,當檢查合格之后,再接著進行下一道工序,如果上道工序不符合要求,下道工序就不能進行。因此,在對園林工程進行施工時,場地整理要嚴格按照規范來進行,對于種植穴的大小,嚴格按照規定來進行,并按照行業的規范對苗木進行種植。對于較為隱蔽的工程,例如亭子、園路、花架、廊等,要把好驗收關,有存在質量隱患的,要以書面的形式進行通知,并要求其進行整改。同時,還要考慮到外形效果,例如拐角的弧度要求要自然平整,園路的曲線要優美等,當園路做好之后,要采用小捶輕輕地敲打基層和面層的粘結度,保證路面的牢固,不會出現空鼓現象。在施工過程中,要嚴格把好質量關,堅持質量第一的原則,要求各級質量自檢人員要進行定崗、定點的質量檢查、管理工作,把對園林工程的質量管理落實到整個施工過程中,并采取相關的防范措施,盡量消除質量隱患,保證工程能夠一次合格。特別對于苗木的栽培以及養護,更要嚴格把好質量關,避免出現苗木死亡的現象,使工程的施工成本得到降低。除此之外,園林工程施工項目竣工之后,要加強對其進行養護管理,如果后期的養護不到位,澆水不夠及時,會造成樹木的成活率低下;并且要進行及時的除草,保證樹木的支架要牢靠,對樹木進行及時打藥、治蟲等,避免由于病蟲害導致質量問題的發生,從而保證園林工程的質量。

三.結束語:

根據以上所進行的分析可以看出,科學技術的快速發展,對園林項目的施工提出了更高要求,因此,作為園林工程項目的施工企業,對園林的施工項目要采取科學的方法進行管理,使園林工程施工能夠科學進行,進一步減少項目成本的支出,提高工程的施工質量,使施工企業獲得最高的經濟效益。

【參考文獻】:

[1]蘇杰科.分析園林施工項目管理的措施[J].建材與裝飾,2008,(6).

第2篇

[關鍵詞]流體力學 板書教學 多媒體教學 教學方法

[中圖分類號] TB126 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)012-0052-02

隨著計算機技術的發展,越來越多課程的板書教學被多媒體教學取代。流體力學作為機械、土木、能源、采礦等專業的基礎課程,主要是研究包括液體和氣體在內的流體在靜止和運動時的力學規律及其與固體壁面間的相互作用力的一門科學。流體力學的研究方法與理論力學、材料力學、彈性力學等有所不同,其主要反映在用場論的觀點處理力學問題上。

流體力學中介紹了拉格朗日和歐拉法之間的區別,我們原來都是用的拉格朗日法來解決問題,即對物體的某個質點屬性進行研究。而由于流體力學中的研究對象流體具有易流動性,因此某個質點的研究就不能代表整個流體,此時我們引入了歐拉法,即將物理參數(速度、壓強、動量等)通過空間點的屬性來進行研究,這是在學習中容易造成混亂的一個地方。此外,流體力學在研究不同問題時分別都做了各種假設條件。例如,N-S方程,到目前為止還沒有一般解的存在,那么在對N-S方程求解時,就必須做一些假設來簡化該方程使其求解,這也是不太容易理解的一個地方。

流體力學被認為是高等數學在工程力學中的應用。因此,要想學好流體力學,首先要有扎實的高等數學、工程力學及大學物理的基礎。流體力學還有許多抽象的概念,如什么是黏性,在流體中體現在什么方面,黏性隨溫度、壓力變化的關系等都需要教師去認真細致地講解。所以學習流體力學首先要改變觀念,要有比較強的建立物理模型和數學模型的能力,這樣才能學好這門課。那么如何教授這門課、將復雜的數學問題轉化為容易理解的物理概念,并讓學生理解且記住,這就是教學方法的問題了。

一、板書教學方法

我們知道傳統的教學方法就是板書加講解,有的時候會用到一些教具,但這些都是靜態的,對于一些抽象的難理解的概念很難表達清楚。流體力學這門課程具有理論性強、概念抽象等特點,傳統的板書教學方法只能口述進行概念講解,學生看不到實物,即使和實驗課相結合,有部分概念還是無法表達清楚。而且除了概念以外,該課程還有大量的方程推導,很多的文字說明、畫圖等需要大量的板書,每次課幾乎都是在不停地寫、不停地擦,不僅教師感到筋疲力盡,學生也難以理解,因此很多教師和學生都反應流體力學是很枯燥無味的一門課,但是很重要,不得不硬著頭皮去學。

二、多媒體教學方法

多媒體教學作為一種全新的教學方式,現在被越來越多地使用。但現在絕大多數的課程都是在幻燈片中放上講課的內容,在上課的時候放出來進行“照本宣科”,有的干脆只是課本的掃描,上這樣的課,絕大多數學生都是昏昏欲睡。

多媒體教學不僅是幻燈片在課堂上的應用,還應該包括二維及三維動畫的演示,甚至是視頻或者實驗錄像、現場工程錄像等。多媒體教學為理解難懂的概念、定義提供了先進的手段,尤其是豐富的現場工程、實驗的圖片、錄像等不僅豐富了課程的信息量,更能刺激學生的感官、激發學生的興趣、拓寬學生的思路、開闊學生的視野。

但對于流體力學這樣的課程如果僅有幻燈片加板書的內容,那么對公式的推導也不能很全面地講解。我們知道,公式推導就是邊講解邊思考邊進行,這樣才能更好地掌握。如果省略板書學生對于前因后果都不太容易理解,且信息量大,沒有思考時間。

如何將板書和多媒體相結合并能取得最佳的教學效果,一直是很多高校教師在研究的問題。

三、板書和多媒體教學有效結合的教學方法

對于制作的課件(包括幻燈片、動畫、影片等)應該與課本結合緊密,包括章節名稱、講解順序、重難點等都要根據課本內容在PPT中按照板書表達出來。這里值得注意的一點是,不能一次出現整頁的文字,這樣不僅讓人看得眼花繚亂,也沒有時間思考,直接就能看到結果,根本不能達到預期的效果,而應該逐字逐句通過人為的控制出現。在這個過程中我們可以邊講解邊讓學生思考,逐漸地出現我們所需要的答案。當然這樣做需要很多的時間,但教學效果會大大提高。下面具體說明怎樣將多媒體與板書相結合。

首先,對于第一章緒論部分的講解,可以結合大量的實例,如都江堰、大禹治水、足球射門、火箭升空、消防等動畫或視頻對學生講解本門課程的目的、學習方法和意義,以此可得出該課程與社會各領域之間的緊密聯系,讓學生對流體力學課程產生興趣,感到該課程并不難。

其次,對于難理解概念的講解,可以制作動畫來表現。例如,流體質點,我們定義的文字敘述是指體積無限小的流體微團,即宏觀尺寸充分小,微觀尺寸足夠大。那么如何來理解這兩句話呢?如何利用動畫來表示?我們首先可以在一個流體中取出非常小的一個點,指出該點就是一個流體質點,由于是一個點我們可以說它是沒有尺寸的,這個尺寸指的就是宏觀尺寸。再利用放大功能將該點無限放大,此時該點的區域內部存在無限多個細小顆粒(點),這無限多個點就代表了足夠大的微觀尺寸,再將放大鏡去掉,那么就又回到了宏觀上一個無尺寸的點。通過這個動畫很好地表達了我們的第一個概念――流體的研究對象:流體質點的定義,形象直觀,并能給學生留下深刻的印象。對于其他的內容,如拉格朗日法、歐拉法的說明,以及流線、跡線等概念的解釋都可以用動畫來表達清楚。這樣,學生對于這個生澀的定義就有了很好的理解。

再次,對于公式推導方面的講解,可以和板書相結合。例如,在講解靜止流體對平面壁的作用力時,用幻燈片給出已知條件即平面壁面積,與水平面所成的夾角,重心、型心所在的高度等,以及示意圖。但是,公式的推導過程必須使用板書,推導時給示意圖添加一些當時所需要的力或假設條件,得到結論以后,就可以通過幻燈片對每一個物理量進行更深層次的講解。例如,平面壁上的總壓力P=γhcA,這里說明A是淹沒面積,此時根據需要,幻燈片上的淹沒面積就可以用另一種顏色表示出來,這樣學生對公式的每個數學符號在計算時就不會帶錯值,對公式也能有很深刻的認識。

另外,對于實驗方面,可以將動畫和實驗視頻相結合播放給學生觀看并講解。以雷諾實驗為例,可利用flas對該實驗裝置進行描述,再逐一播放動畫使學生了解層流和紊流的定義,以及各自存在的條件。等學生有了最初的印象后,再播放整個實驗過程的錄像。這樣學生在做實驗之前就能對該實驗有一個大概的印象,真正實驗時就能更好地記住實驗的條件、過程以及結論,并能很好地記住該實驗的結果及一些注意事項。

最后,對于例題、作業的講解,如果是選擇題、填空題都可以直接在大屏幕上顯示出來。如果是計算題、證明題可以和公式推導類似,大屏幕上顯示題目和圖,利用黑板進行講解。

四、結語

多媒體教學并不意味著摒棄一切傳統的教學方法和手段,而對于流體力學這門課的多媒體教學方法更需要我們不斷地進行探索。多媒體教學不能完全替代傳統的板書教學方法,只有將兩者有機結合才能發揮出最佳的教學效果。我們最終的目標是讓學生感到流體力學這門課上起來是生動有趣的,讓教師感到一節課下來是輕松愜意的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李忠寶,王梓.生命化課堂教學的理論與實踐研究[J].大學教育,2012,(12):79-80.

[2] 陳二云.多媒體技術在工程流體力學教學過程中的應用[J].經濟研究導刊,2010,(3):247.

[3] 吳益華,謝洪勇.流體力學教學方法與教學手段初探[J].陜西教育,2009,(8):65.

第3篇

關鍵詞:安全工程 建筑工程 力學課程 探討

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)03(c)-0200-01

Abstract:Creation mode of mechanics course in direction of building engineering in security engineering specialty was discussed through investigating personnel needs on direction of building engineering in security engineering specialty in universities and corporate. The author believes that mechanics teaching can utilize modular mechanics teaching methods, the three traditional mechanics can be opened into a unified architecture mechanics, divided into theoretical mechanics, mechanics of materials and structural mechanics of three modules, while optimizing the mechanics course knowledge, which can make the creation of mechanics course more targeted.

Key words:Security Engineering, Building Engineering, Mechanics Course, Discussion

安全科學技術學科是以自然科學為基礎,并與社會有機結合而形成的一門綜合學科[1]。隨著科學技術的發展安全技術學科又形成許多分支學科,其中隨著近年建筑業的蓬勃發展,建筑工程分支重要性越來越突出,部分高校依托建筑行業開設了安全工程專業建筑工程方向,要培養適應建筑安全生產需要的,懂土木工程學科專業技術又懂現代安全工程科學技術與管理的新型人才。

力學課程是研究物體的機械運動規律及構件的強度、剛度和穩定性理論的學 科[2],主要包含工程力學(理論力學和材料力學)、結構力學等內容,是土木類專業的核心基礎課程之一[3]。目前應用型地方本科院校的學生數學和力學基礎較弱,主動學習的意識不強,在課時量被要求縮減的今天,如果不提高教學針對性,作為專業性基礎課程的力學相關教學將達不到預期的效果[4]。安全工程專業建筑工程方向主要依托建筑行業,因此對力學課程開設的要求要高于安全工程專業其他分支。該文就如何在安全工程專業建筑工程方向開設力學課程進行探討。

1 力學課程在建筑工程分支研究方向的作用

建筑工程分支(土木類本科專業)專業除了開設通識課與技術基礎課(包括工程制圖、工程力學,流體力學等)外,還開設建筑施工設計、結構設計原理、建筑結構設計等專業課程。這些專業課的學習和進一步研究總是以力學類課程為基礎的,主要涉及工程力學、結構力學、土力學、流體力學等。如常見的建筑施工過程中的腳手架,其強度和剛度問題都與各部件的可靠安全工作緊密相關。結構設計、工程地質等專業課也都涉及構件的強度、剛度及穩定性問題,這些正是工程力學要研究的主要內容。

2 力學課程在安全工程專業建筑工程分支開設探討

在考慮安全工程專業建筑工程分支研究方向的力學類課程設置時要充分考慮其專業特征,同時要注意處理好安全學科與土建學科的關系。

為深入貫徹落實應用型安全工程專業的發展思路,切實做好安全工程與土建類專業在人才培養上的交叉糅合工作,該研究者深入企業和相關高校開展了安全工程專業建筑安全方向人才需求和該領域應用型人才培養調研。

從調研情況來看,隨著安全事業的發展,建筑行業急需安全工程的專業人才。但在人才培養特別是本科層次人才培養上仍存在一定問題,主要包括:

(1)由于安全工程專業人才的緊缺,建筑企業中安全員崗位目前往往不是安全工程專業畢業生擔任,可能是建筑工程相關專業畢業生在取得安全行業資格證書后擔任。這些安全員安全專業技能缺失,對建筑施工等工程的安全評估缺乏一定的系統性。

(2)從事建筑安全工作的安全工程專業學生,雖是安全工程專業畢業,但缺乏土建類相關專業知識。比如施工和結構設計方面知識的缺乏,對工地現場危險源的判斷與工程安全評估處理就缺乏針對性和有效性。這就需要該類學生在從事該方面工作時必須補充施工和結構設計專業知識,但由于安全工程專業力學課程開設無論從學時還是深度上都少于土建類本科專業,導致在進行施工和結構方面知識補充時出現了極大的困難。此外,安全工程專業力學課程一般不開設結構力學,而結構力學是土建類專業必開課程之一,這也是結構類專業知識在補充學習時出現困難的一個重要原因。

目前地方本科院校普遍存在理論課程學時壓縮的情況,因此在安全工程專業人才培養方案中全面開設力學課程存在一定困難。

綜上所述,該研究者認為在安全工程建筑工程分支人才培養方案中,力學課程的開設應注意針對性,可采用模塊化教學方式。具體而言,該方向力學可開成建筑力學(包括理論力學模塊、材料力學模塊和結構力學模塊),學時在72~98之間。

3 結語

隨著建筑工程安全問題越來越嚴重,建筑安全方向的安全工程專業人才培養必將成為社會進一步發展的主題,作為培養建筑安全類專門人才的高等院校任重而道遠。安全工程專業建筑工程分支應加強力學課程的開設力度,鑒于地方本科院校目前理論課程嚴重壓縮的情況,可以對力學課程采用模塊化教學方式,將傳統的理論力學、材料力學和結構力學三大傳統力學開設成建筑力學,分為理論力學模塊、材料力學模塊和結構力學模塊三個模塊,學時在72~98之間,同時優化力學課程知識點,使其更具針對性。

參考文獻

[1] 王國安.力學學科在安全工程專業課程體系中的設置與探討[J].中國安全科學學報,2005,15(8):40-42.

[2] 楊永東,張斌偉.土木工程專業工程力學課程教學改革研究及實踐[J].課程教育研究,2014,下旬刊:51-52.

第4篇

【關鍵詞】三本院校:工程力學;課程教學;現狀;教學改革

目前企業對人才觀念有了很大的改變,之前企業過于重視技能型人員的需求,而現在很多企業更加注重綜合型人才的需求。就目前教育體系而言,職業技能素質并不能完全代表勞動者的素質,因為職業道德、職業精神、安全意識、社會責任感、環保意識、團結協作能力以及矛盾處理能力等都是勞動者素質的范疇。所以培養熟練技能的勞動者并不是職業教育的唯一目標,培養具有社會責任的公民也是職業教育的主要目的。隨著時代的發展,在教育觀念方面,素質觀逐漸取代技能觀,培養學生的全面發展、讓學生成為綜合型人才已經成為現代職業教育的主要發展趨勢。企業人才需求的觀念是促進工程力學課程改革最主要的因素。

一、工程力學的應用

工程力學應用的范圍主要有:材料力學、固體力學、流體力學、結構力學四種類型。具體內容如下:①材料力學。在物品生產過程中,材料選擇十分重要,材料自身的剛度、強度以及韌性決定了物品使用的穩定性。在生活中,機械生產、建筑結構都運用到材料力學。就連零食的包裝袋、鉚釘在設計、生產的過程中也必須涉及到材料力學。②固體力學。固體力學研究內容涉及物體的塑性、彈性以及線性等諸多問題。固體力學主要應用于航空航天、房屋橋梁建設等行業。此外,在地質勘探的過程中也離不開固體力學原理的支持。③流體力學。在地球上水和空氣是最常見的流體物質,因此水與空氣是流體力學主要的研究領域。像飛行器、潛艇、水面艦艇、航母等軍工業的發展都運用到流體力學原理。同時,像石油、天然氣、地下水等與人們休戚相關的資源開發也需要流體力學原料的支持。④結構力學。結構力學主要分為:狹義結構力學與廣義結構力學這兩種范圍。狹義結構力學的研究內容有:杠桿組成的體系、平面杠桿系。廣義結構力學研究內容有:平板、殼體以及塊體等領域。像汽車生產、橋梁與居民住宅建設、配電系統架構都運用到結構力學。同時在地球地質運動的研究、地震監測系統的建設等領域也存在結構力學的身影。可以說,工程力學應用與我們的生產、生活有著密切的聯系。

二、三本院校工程力學課程教學中存在的問題

1、課程內容不系統

工程力學是力學的一個分支,它主要涉及機械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各種工程與力學結合的領域,分為六大研究方向:非線性力學與工程、工程穩定性分析及控制技術、應力與變形測量理論和破壞檢測技術、數值分析方法與工程應用、工程材料物理力學性質、工程動力學與工程爆破。盡管工程力學一直是我國各大高校的重點專業,但是對于課程內容的選擇不夠系統。尤其是三本院校,由于教育投入相對較低,很多三本院校課程內容的設置并沒有緊跟社會的需求,并沒有以學生自身發展為中心。工程力學的學術含量較高,課程內容不系統導致畢業生缺乏社競爭力。

2、忽視實踐

工程力學課程和其它專業課程存在明顯不同,它是集理論與實踐于一身的課程。但是就目前實際教學情況而言,很多三本院校忽視工程力學實訓內容。主要體現在以下兩點:第一,實訓課程比例較小。在工程力學課程的教學過程中,實訓課程和理論課程的比例通常為3:7,不平衡的課程比例,會影響學生的實踐能力,不利于學生動手能力的培養。此外,實訓課程安排時間過于集中,通常在一段時間內全部為實訓課程。第二,實訓成績占總成績的比例較低。在工程力學考試中,很多高校還是以筆試成績為主,忽視學生的實訓成績,這會讓學生從思想意識是忽視實訓課程的學習。

三、工程力學教學方法改革的措施

1、增加實踐

實訓是學生實踐的重要體現,理論和實踐之間存在非常緊密的聯系。理論指導實踐的發展,而實踐可以檢驗出理論的正確性,它們之間相輔相成。長期以來,很多高校忽視工程力學實訓課程的發展,阻礙了學生實踐能力的提升。為了學生實踐能力可以采取以下兩種措施:第一,增加實訓課程數量。讓實訓課時與理論課程保持合理的比例。并且,為了增強學習效果,實訓課程要與理論課程相匹配。此外,保證實訓與理論課程的時間間隔,避免出現實訓內容與理論內容相互脫節的情況。第二,增加實訓成績的比例。三本院校將常規的實訓課程成績納入到學生期中、期末的成績當中,這樣可以讓學生重視實訓課程的學習。通過實訓可以暴露出工程力學課程教學的不足之處,這樣中職院校可以對教學方式進行相應的調整。并且,通過實訓可以提升學生的實踐能力,有利于學生動手能力的培養。

2、改革教學方法

由于教學觀念的落后,板書、照本宣科仍然是工程力學課程教學的過程中最普遍的教學方式。這種填鴨式的教學方式雖然可以使短期內讓學生記住工程力學的相關概念,但是學生只知定義,缺乏理解,這使得學生在實踐的過程中缺乏理論性的指導。為了提高教師的教學效率,教師必須采用多種教學方式。首先,可以采取多媒體教學。很多工程力學內容過于概念化,學生很難理解。多媒體教學具有圖文并茂的特點,可以將概念化的理論知識通過圖片、動畫、視頻等形式表現出來,學生對工程力學的理解更加簡潔明了、更加直觀。第二,將課堂時間留給學生。長期以來,教師一直占據課堂的主要地位,學生只是一味的記筆記,這樣不利于學生動手能力的培養。因此在工程課程教學中,必須將課堂還給學生,可以將學生分成若干個小組,讓每個學生都能參與到學習之中,教師只是起到指導作用。

3、構建教學評價體系

教學質量是衡量工程力學課程安排是否合理的唯一標準,教學質量的提高不僅需要硬件的投入,更需要科學的教學質量評價體系。教學質量評價體系和平時學生期中、期末考試一樣,通過教學質量評價體系,高校可以了解到教學中的不足,教師通過教學評價系統可以調整自己對進行的教學方法進行及時的調整,教學質量評價體系使電子教學學課程變的更加合理、更加科學、更加有效。

第5篇

關鍵詞:高職;工程力學;教學改革

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)04-0049-02

《工程力學》是高職院校工科專業必修的技術基礎課程,主要為學生后續的專業知識學習提供理論支撐,但學時的不斷壓縮及市場對高職人才職業素質要求的進一步提高,使得傳統教學方式下《工程力學》課程的學習已經與之不相適應。如何優化課程教學內容,積極探索有效的教學方法,以更好地培養學生的職業能力和職業素質,適應社會與市場發展,需要每一個《工程力學》課程教師思考。筆者擬以我院《工程力學》課程的教學情況,探索對該課程的教學改革。

高職《工程力學》課程教學的現狀

內容安排 目前,大部分高職院校工科專業《工程力學》課程安排的學時很少。筆者所在學院《工程力學》課程教學約56學時,教學內容包括理論力學與材料力學。理論力學主要講解靜力學平面力系部分,空間力系部分往往僅做簡單介紹。材料力學部分通常以靜力學平面力系為基礎,依次按照桿件的拉壓——剪切與擠壓——扭轉——彎曲變形,從強度、剛度和穩定性方面進行失效分析研究。

學生學情 初進高職學習,學生的學習信心和興趣通常較濃厚,但必要的工程背景知識的不足導致學生產生學習障礙。另外,就業因素的影響使得部分高考文科生進入工科專業學習,其力學基礎知識的薄弱給教師的教學組織帶來相當的難度,該部分學生在傳統教學方式下的學習舉步維艱。諸多原因致使《工程力學》課程按照傳統方式進行教學,在評價考核時,出現大部分學生不能通過的現象。

對高職《工程力學》課程的思考

隨著高職教育的發展,高職課程改革經歷了基于實踐本位課程改革——能力本位課程改革——工作過程本位課程改革三個階段。要適應社會發展需求,做好《工程力學》課程教學的改革,必須更新教育理念,與時俱進,理性思考。

高職《工程力學》課程目標 工程力學的基本理論和基本方法廣泛用于各類工程技術中,是工程技術的重要基礎。工程力學“實踐——抽象——推理——結論”的分析研究方法,對培養學生創新思維及觀察、分析、解決問題的能力有促進作用。查閱分析眾多的高職《工程力學》教材,雖然對該課程學習目標表述不同,但歸根結底都希望學生能夠對簡單工程結構進行力學建模,學會對工程實際結構進行強度分析,在知識內化的過程中,實現專業能力、職業能力和社會能力的培養和提高。

高職《工程力學》課程結構 筆者長期進行《工程力學》課程教學,將諸多使用過的高職《工程力學》教材與本科教材對比分析發現,高職《工程力學》教材與本科教材內容范圍相似,難度降低。從本質上看,有量的變化,卻無質的不同,在編寫體系上仍未擺脫學科知識系統性、完整性要求的影響,課程結構中知識點重復多,知識學習過程與課程目標所要求的使學生掌握工程實際結構強度分析不相符合,不能與后續專業課程知識需求良好對接,學生對一些常見的簡單工程結構都難以獨立地進行強度分析。

高職《工程力學》課程的學情特點 以理論力學、靜力學部分為基礎展開的《工程力學》課程學習讓學生容易出現“炒冷飯”的厭學情緒。同時,高職學生邏輯思維能力和自控能力普遍較弱,相對而言,形象思維能力則較強,這在筆者多年的《機械制圖》課程教學中得到證實:學生在多門邏輯思維能力要求較高的課程學習中困難重重,但因為更樂于用形象思維方式考慮問題,《機械制圖》課程可以學得相當出色。高職學生思維方式上的這種特點,為高職《工程力學》課程有針對性的教改指出了方向。

高職《工程力學》課程教學改革的實踐

課程結構的調整 構建具有職業特色的課程結構是進行高職課程教學改革,實現課程教育教學目標的關鍵。職業教育倡導“以實踐為導向的課程模式”,具體到課程中,即按照工作過程設計項目,進行微觀課程內容的改造。所設計的項目與企業生產和工作過程直接聯系,充分體現現代企業工作的實際需要。《工程力學》作為技術基礎課程,無法跨越專業課程直接服務于崗位工作,它體現的應是對職業的“多接口性”,服務的對象應是專業課,在服務專業課的同時承擔培養學生將來需要的一些基本素質的任務。因此,對《工程力學》課程教學的改革,不能盲目地按某些專業課程教學改革模式機械教條地生搬硬套。分析《工程力學》的直接服務對象——專業課程,例如《機械設計基礎》、《金屬切削機床與刀具》、《機床夾具設計》等所負載的專業基礎知識,根據機械工程實際,可以確定《工程力學》課程與專業課程及工程實際的知識結合點,即工程結構強度分析——討論結構及構件在載荷作用下是否破壞的問題,包括破壞發生的位置、形式及破壞準則,以“工程結構強度分析過程”進行《工程力學》課程結構的構建,補充其他破壞形式內容的學習。

課程教學的組織 (1)工程結構強度分析的內容安排。工程結構實際強度分析主要針對桿件的軸向拉壓、剪切與擠壓、扭轉及彎曲四種變形。四種變形形式雖然不同,本質卻都是構件截面不同方向的不同內力分量作用的結果。例如,軸向的內力分量分別對應拉壓與扭轉變形,橫向內力分量分別對應剪切與彎曲變形。因此,對每一種變形而言,強度分析方法基本類同。教學中應重點引導學生對其中一種,例如,桿件的軸向拉壓變形進行強度分析,體驗其中的研究方法和研究思路,對其他幾種變形可采取對比、舉一反三的方式組織教學。以桿件的軸向拉壓變形及強度分析為例,工程結構強度分析的具體過程為:第一,對工程結構進行力學建模,內容主要包括載荷、約束、構件等。第二,對構件進行載荷分析,內容主要包括隔離研究法、受力圖、約束力、平衡力系及平衡方程等。第三,對構件進行內力分析,確定危險截面,內容主要包括截面法及內力圖。第四,分析構件截面的應力分布,確定危險點,內容主要包括應力與應變、材料的力學性能、平面假設條件下構件變形截面處的應力分布規律等。第五,危險點強度分析,內容主要包括常用強度理論。(2)對工程結構剛度問題的分析。在桿件發生拉壓或扭轉、彎曲變形時的剛度問題研究中,可將構件規定為一種彈簧,根據學生在生活、工程實際中對彈簧變形時影響因素的認識給出其剛度系數,進行對比學習。構件在不同種變形情況下的剛度系數如表1所示。(3)對其他問題的處理。對相對獨立、簡單的內容,例如剪切與擠壓、簡單靜不定問題等可作為擴展內容,進行精心設計,安排在課外讓學生自學完成。例如,對溫度應力靜不定結構問題,可設計撰寫小論文《高速鐵路軌道如何實現無縫線路,減少振動,提高運行速度》,指導學生通過網絡檢索、圖書資料查詢等方式完成該部分內容的學習,不僅可訓練學生力學建模和應用知識的能力,而且還能培養學生的工程意識。

教學手段和方法 要重點引導學生掌握和體驗強度分析研究的過程:工程結構整體力學建模和邊界條件分析——構建隔離體分析——構建截面內力分析——構建截面應力分布分析——截面危險點應力狀態分析——強度分析等。要加強四種變形及強度分析的對比學習,改變以教師為主體的教學方式,采用學生小組討論、工程實際結構強度分析過程匯報、學生與教師共同評價等方式促進教學任務的完成。例如,對彎曲變形部分的學習,筆者對所任教班級安排了兩項學習內容:第一,扭轉變形與彎曲變形的區別;第二,扁擔工作時的變形及強度分析。事實表明,加強與扭轉變形的對比學習,指導學生通過多種學習方法自主獲取知識,開展小組交流、匯報及討論等系列活動,學生知識內化的效果更好。

評價方式 要加強過程管理,促進學生自主學習,按照面向“三個一切”的教育教學宗旨促進每個學生的成長。在《工程力學》課程學習中,要改變評價方式,可根據平時成績與期末考試成績綜合評價學生的學習效果。平時成績從占總成績的30%調整為占50%,其中,考勤占10%、作業占10%、實際結構強度分析過程評價占30%。期末的閉卷考試調整為開卷,減少理論性知識的考核,增加實踐性知識的考核。

通過對高職《工程力學》課程結構、教學組織、教學方法及評價方式的調整改變,可以減少重復性教學內容,使學生對工程實際結構強度分析有更清晰的認識,分析和處理強度問題的能力有明顯的提高。在小組交流合作學習過程中,學生的學習主動性增強,溝通能力、自學能力、信息獲取能力也有較大提升。

參考文獻:

[1]劉思俊.工程力學[M].北京:機械工業出版社,2007.

[2]吳建生.工程力學[M].北京:機械工業出版社,2008.

[3]魏道德.工程力學[M].北京:機械工業出版社,2009.

[4]姚玢.從電子技術基礎課程看中職專業基礎課程改革[J].職業教育研究,2012(3):54-56.

[5]張宏,毛東風,等.從工程結構分析過程探索工程力學教學改革[J].力學與實踐,2012,34(1):105-107.

第6篇

關鍵詞 工程力學 理論研究 發展趨勢

中圖分類號:U172 文獻標識碼:A

由于相關行業的發展與國民經濟和科學技術的發展同步,使得力學在其中多項技術的發展中起著重要的甚至是關鍵的作用。力學專業的畢業生既可以從事力學教育與研究工作,又可以從事與力學相關的機械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程專業的設計與研究工作,還可以從事數學、物理、化學、天文、地球或生命等基礎學科的教育與研究工作。從這個意義上講,力學專業培養人才的對口是非常寬的,社會對力學人才的需求也是很多的。

隨著力學學科的發展,在本世紀將產生一些新的學科結合點,如生物醫學工程、環境與資源、數字化信息等。經典力學與納米科技一起孕育了微納米力學將力學知識應用于生物領域產生了生物力學和仿生力學;這些都是近年來力學學科發展的亮點。可以預料,隨著社會的發展,力學學科與環境和人居工程等專業的學科交叉也將會進一步加強。

1工程力學研究方向

主要學習力學、數學基本理論和知識,受到必要的工程技能訓練,具有應用計算機和現代實驗技術手段解決與力學有關的工程問題的基本能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識與能力:

(1)具有較扎實的自然科學基礎,較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力;

(2)較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識,主要包括固體力學、流體力學、電工與電子技術、市場經濟及企業管理等基礎知識;

(3)具有較強的解決與力學有關的工程技術問題的理論分析能力與實驗技能;

(4)具有較強的計算機和外語應用能力;

(5)具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質。

主干學科:力學。主要課程:理論力學、材料力學、彈性力學、流體力學、結構力學、電工與電子技術、計算機基礎知識及程序設計。

2工程力學發展趨勢與學科交叉

(1)固體力學方面:

經典的連續介質力學的模型和體系可能被突破,它們可能將包括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀和微觀因素,以及它們的演化,從而使復合材料的強化、韌化和功能化立足于科學的認識之上。固體力學的發展,必將推動科學和工程技術的巨大進步。

(2)流體力學方面:

為了盡可能多地開采地下油氣,需要深入研究滲流機理并定量化。它的研究還有助于了解各種新陳代謝的宏觀機制。

化工流程的設計,很大程度上歸結為流體運動的計算問題。由于流動的復雜性,針對若干典型化工設備進行深入的研究,將為化工設計和生物技術產業化等提供新方法和基礎。而復雜流場計算需要各種計算方法和理論,必須發展新的計算機軟硬件,這就必須在計算流體力學上投入更大的力量。

(3)一般力學方面:

隨著技術的發展,諸如機器人、人造衛星和高速列車等等領域的發展,亟需解決多體系統的運動和控制、大尺度柔性部件和液體的運動穩定性、車輛與軌道作一個高度復雜非線性系統等的建模,求解理論和方法等的研究分析。

一般力學近來已經進入生物體運動的研究,例如研究人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學問題。其研究結果可提供生物進化論方向的理性認識,也可為提高某些機構、機械的性能提供指導。

(4)力學與其他學科的交叉:

所為學科的交叉可分三類:學科內部不同分支交叉,例如流體彈性力學;兩種不同學科間的交叉,例如物理力學;兼有前兩者的特點,例如爆炸力學、物理化學滲流、生物力學等。

交叉學科并非兩個學科或分支學科的簡單加合,它基于源學科又有區別,它的發展有利于發展新學科并促進源學科的發展。

20世紀力學已經與工程交叉產生了工程力學,與地學結合產生了地球流體力學,與生命科學和醫學結合產生了生物力學等等。

3工程力學學習技巧與方法

工程力學主要課題是研究材料的力學性能、結構的安全穩定性問題。所涉及材料的強度、結構的剛度及穩定性、疲勞斷裂問題。通過力學分析,確定材料是否安全以及安全系數,為工程設計等做基礎。先學好理論力學,學會在二維、三維情況下對物系正確的受力、力矩分析。然后逐漸掌握最基本的四種形式:軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉、彎曲。掌握好處理四種形式的分析方法,最后學會強度、剛度校核。其中最關鍵的是要能準確并正確的認知其受力狀況。

第7篇

關鍵詞:板料成形 回彈 有限元

板料彎曲成形是指在常溫下靠壓力機和模具對板件施加外力,使之產生塑性變形,從而取得一定形狀和尺寸的零件的加工方法。金屬板料的彎曲過程中同時伴隨著回彈現象,即板料在成形后,由于外力的去除使板材彈性變形的區域發生彈性恢復以及在材料塑性變形區域的彈性部分發生彈性恢復,造成成形件形狀和尺寸與成形前相比都發生變化的現象。研究板料彎曲成形通常有三種方法,即理論分析、實驗研究和數值模擬。

1、理論分析

理論分析主要是對典型的成形件進行適當地力學模型簡化,采用力學分析的方法,以研究板料成形過程中的回彈現象。

1950年前后,英國著名學者Hill[1]提出了平面應變條件下彈塑性彎曲的基本理論,考慮板料橫向剪切應力影響,并認為由于橫向剪切應力的作用,板料彎曲中性層不總位板的中面,而是會隨著彎曲變形逐漸向板內層移動。彎曲中性層曲率半徑如下:。式中和分別為彎曲過程中最內層和最外層彎曲曲率半徑。上個世紀60年代以后,各國學者基于Hill提出的模型,對板料彎曲理論進行了發展和補充。1999年,Jenn-Terng Gau[2]等人基于線性隨動強化、各向同性強化及Mroz多屈服面移動及強化、平面應變假設及實驗,提出了一新的材料強化模型分析板料成形回彈問題。

從以前各位學者的研究結論來看,板料成形回彈的理論分析在過去的幾十年中取得了豐富的理論成果。但理論分析中采用了較多的簡化和假設,比較適合于求解二維簡單沖壓件的成形回彈問題,在求解復雜三維沖壓件的成形回彈問題時,存在一定困難。

2、實驗研究

由于理論分析的存在的缺陷,國內外研究人員采用實驗法對彎曲回彈進行了大量研究,以彌補理論分析的不足。彎曲回彈實驗研究的目的主要有兩方面:一是檢驗通過理論分析和數值模擬計算后得到的回彈結果的準確性和和精確程度;二是能夠以直接取得的實際結構在真實載荷作用和工藝條件下回彈前后的實驗數據進而整理成為經驗公式或圖表,以供模具設和零件生產時參考。

實驗研究的內容重點在于通過系統的實驗來分析各種因素,如材料的力學性質、彎曲角、彎曲半徑、模具形狀和間隙、校正力、摩擦力對回彈的影響。1989年,Jang-Kyo Kim[3]等人通過一系列實驗研究了三類不同的鋼板U型件的回彈情況,分析了一些工藝參數對回彈的影響。2002年,M.V. Inamdar[4]等人采取正交實驗設計分析了材料性質和彎曲見幾何形狀及其相互作用對回彈的影響。

利用實驗法研究板料回彈,可以測量出板料回彈的實際數值,得出經驗公式,為模具設計提供量化依據。但是經驗公式不僅與實驗條件有關,而且受實驗數據處理方法、經驗公式使用條件等方面的影響,只適用于與實際條件相近的加工過程。而且用實驗法研究時間較長,成本較高,代價相對昂貴。

3、數值模擬

板料成形過程可以看作是一個復雜的非線性問題,其中包含著幾何非線性、材料非線性和接觸非線性等,傳統的分析回彈問題的解析法、實驗法對解決一些簡單的彎曲問題有用,但對結構復雜的彎曲零件卻難以奏效。隨著計算機技術的發展,數值模擬技術開始逐漸應用于工業技術中。國內外研究人員在板料成形數值模擬技術的各個方面,如單元類型、材料模型、接觸摩擦處理、求解過程等方面進行了大量研究,取得了一定成果。

1960年,Clough[5]在《 Proceedings American Society of Civil Engineers Conference on Electronic Computation 》雜志中發表了《The finite element method in plane stress analysis》一文,他首次提出了“有限元”這個名詞,奠定了有限元法早期的理論基礎。隨著有限元方法的日益成熟和計算機技術快速進步,板料成形過程的數值模擬迎來了飛速發展時期,國際上開始組織定期召開板料成形數值模擬會議(International Conference and Workshop On Numerical Simulation of 3-DSheet Forming Processes),簡稱NUMISHEET。會議除了發表與板料成形數值模擬前沿技術相關的論文,還提供統一的標準試題,供與會者進行模擬計算,并與實驗結果對比,用以驗證現有的數值模擬算法的模擬能力,有力地推動了板料成形數值模擬技術的研究。

參考文獻

[1] Hil R. The Mathematical Theory of Plasticity [M]. Oxford: Clarendon Press, 1950.

[2] Gau J, Kinzel G L. A new model for springback prediction in which the Bauschinger effect is considered [J]. International Journal of Mechanical Sciences. 2001, 43(8): 1813-1832.

[3] Kim J, Thomson P F. Springback and side-wall curl of galvanized and galvalume steel sheet [J]. Journal of Mechanical Working Technology. 1989, 19(2): 223-238.

[4] Inamdar M V, Date P P, Sabnis S V. On the effects of geometric parameters on springback in sheets of five materials subjected to air vee bending [J]. Journal of Materials Processing Technology. 2002, 123(3): 459-463.

[5] Clough R W. The finite element method in plane stress analysis[J]. 1960.

作者簡介:

鄭山山,男,1988,漢,籍貫:上西平陸,學歷:碩士(在讀),主要研究方向:工程力學

第8篇

[關鍵詞]工作任務導向 項目課程 設計思路 實踐

[作者簡介]張繼紅(1970- ),女,內蒙古通遼人,通遼職業學院,副教授,研究方向為物理教育。(內蒙古 通遼 028000)

[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2012)32-0140-02

高等職業教育要提高質量、彰顯職業特色、實現高職人才培養目標,離不開課程改革和人才培養模式的改革,而在目前的課程建設和改革中,基于工作過程、以工作任務為導向的課程體系構建成為高職教育改革的熱點。“工程力學”課程是建筑技術專業基礎課程,是畢業生考取專業資格證所必需的專業基礎知識課程。在實際教學過程中,把工程力學專業知識與專業技能的學習置于工作過程的真實環境中,整合課程內容,以工作任務為導向,完成由學科知識系統化向工作過程系統化的轉換。

一、基于工作任務導向的“工程力學”項目課程的開發設計

1.課程定位。建筑技術專業主要為建筑工程施工生產一線培養技術應用型和職業崗位技能型人才。“工程力學”課程是建筑技術專業的基礎課程。目前本專業畢業生的主要就業崗位是施工現場一線的基層技術管理崗位,包括施工員、質檢員、預算員、材料員、資料員、監理員等,學生必須取得這些崗位相應的資格證書才能從事崗位工作。此外,國家實行建筑行業從業人員職業資格制度,具備一定的條件并通過由國家人事部、建設部組織的全國統一考試,才能取得相應的職業資格。這些職業資格主要有建造師、造價工程師、監理工程師、結構工程師等。通過對就業崗位的分析,確定建筑技術專業人才培養目標為:立足本地區建筑企業,面向全區(),輻射東北,培養適應市場經濟需求,德、智、體、美等多方面協調發展,具有建筑工程技術綜合職業能力,具備建筑技術專業必需的文化知識和專業理論知識,具有分析問題、解決問題等能力的高等技能應用型人才。“工程力學”課程是建筑技術專業的基礎專業課程,本課程的要求是使學生掌握有關工程力學的基本理論知識,并在具體的實踐學習環節,應用所學到的專業知識,解決工程項目設計、施工、安全生產等過程中遇到的具體問題。

2.課程目標。(1)知識目標:使學生掌握具體的受力分析、平衡條件及熟練掌握平衡方程的應用;基本構建的強度、剛度和穩定性問題的分析和計算;平面桿件結構內力和位移的計算方法。培養學生初步具有對工程問題的簡化能力,一定的分析與計算能力,是學習有關后續課程和從事專業技術工作的基礎。建筑技術專業的畢業生要求能適應社會經濟的需求,多方面協調發展,具有建筑技術綜合職業能力,具備工程技術必需的文化知識與專業理論知識,具有建筑技術能力、工程項目管理能力等。“工程力學”課程在建筑技術專業眾多課程中所起的基礎和支柱作用,在教學過程中要予以充分重視。(2)能力目標:掌握建筑材料、建筑施工、施工管理等專業技術知識;具有建筑測量、建筑識圖、建筑施工的基本能力。(3)職業資格目標:畢業時要求獲得相關的國家職業資格證書。

3.課程內容。(1)設計典型工作任務。通過召開由行業企業專家和學校教師共同參與的專業教學委員會會議,研討制定“工程力學”課程的典型工作任務,將教學內容體系以項目模塊形式進行開發。開發的原則是根據每一個模塊單元的教學目標制定工作任務,要求用實例進行教學,所選的實例應以工地一線中常見的結構、形體和構造為主,具有典型性。每一項工作任務要有明確的知識點,無論是畫圖還是讀圖或者分析實例都要設計好,通過這一課程模塊,讓學生掌握所有知識點。如基礎力學模塊,是“工程力學”課程的基礎模塊,講授該模塊時,在課堂實訓中,從工作過程的項目案例出發,講力學分析,建立了豐富的空間想象之后,過渡到結構的應用;在課外實踐中,練習使用和改造模型,設計所建的力學模型的實用范圍和功能。到企業見習時,要了解模型的組裝和使用價值,學習安裝和調試。經過這樣的學習流程,充分體現以實用為主、以項目任務驅動教學的教學目標。(2)設計典型的學習情境。合理有效的學習情境,是調動學生學習積極性、取得良好學習效益的必要的課堂保障。在工作任務驅動下的教學,要以有效的、典型工作情境為支撐,將課堂有限的學習時間和空間設計成仿真的工作情境,將“工作過程中的學習”與“課堂上的學習”相融合,以項目帶動知識點,最大限度地培養學生分析問題、解決問題的能力。(3)課程的內容安排。本課程采取理論和實踐在同一項目模塊中交替進行的方式,貼近實訓現場,貼近施工現場。課程的內容包括四個模塊:一是力學基本原理模塊,學習情境是建立力學模型,項目任務載體是對工程結構的力學分析,要完成任務所需的基本知識為力的概念、分類和平衡;二是剛體動力學模塊,學習情境是剛體建模,項目任務載體是自然軸系內剛體建模及應用,要完成任務所需的基本知識為剛體基本運動、剛體平面運動、動量定理、動能定理;三是變形體靜力學模塊,學習情境是變形體建模,項目任務載體是繪制彎矩圖、提高彎曲強度和壓桿穩定性的措施,要完成任務所需的基本知識為軸向拉伸與壓縮、扭轉、變形;四是變形體動力學模塊,學習情境是變形體建模,項目任務載體是提高構件抗沖擊能力的措施,要完成任務所需的基本知識為壓力和變形計算、沖擊韌度。

4.課程考核。(1)構建職業化的評價標準。根據高職建筑技術專業目標和課程目標的要求,結合崗位需求,本專業的畢業生在上崗前要取得相應的“員”的崗位資格證書,因此,為了縮短畢業生崗位適應期,在課程考核中要引入職業資格鑒定的要求,將職業技能培訓引入課程內容學習。這樣,在具體工作設計中,引入職業技能的要求,提高考核的針對性和合理性,從而提高學生的職業素養和職業技能。(2)構建多元化的評價方式。以工作任務為導向的課程學習的考核辦法,要根據課程和工作任務的要求,采用多樣性、開放性的評價因子,全方位、立體化地考核學生的知識和技能,既要對理論知識進行考核,檢查學生系統掌握理論的程度;又要對技能進行考核,檢查學生的動手能力;還要對學生的綜合表現進行考核,如出勤率、獨立思考能力、創新能力、團隊合作精神等,以促使學生養成良好的職業習慣。

二、實施以工作任務為導向的“工程力學”項目課程應注意的問題

1.以工作任務設計為核心,展開課程內容安排。教學內容是教學組織的依據,以工作任務設計為核心安排課程內容,可以使學生的學習有一定的預期性和方向性。而每一項工作任務的設計是建立在工作任務準確分析的基礎上的,但工作任務的分析不是一件簡單的事情,并不能保證件件任務準確說明;另外,不同企業單位的生產和工作過程存在很大差異,工作任務的不確定性很大,所以,在進行工作任務設計時,應該以典型工作任務為基礎。

2.以工作任務驅動教學為方向,加大師資隊伍建設力度。傳統的按照學科知識體系進行的教學活動,是教師講、學生聽,教師講符號、學生記符號、考試考符號,這種教學方式對教師的要求比較常規,只要有豐富的學科知識就可以了。采用工作任務驅動下的教學,要求教師要有一定的行業實踐和企業鍛煉的經歷和經驗,熟悉對應的工作任務和工作流程,在實施教學中,才能真正做到工作任務設計典型、合理,知識點應用有效、全面,課堂組織有序、完整。

綜上所述,基于工作過程導向的高職“工程力學”課程,在整合教學內容的基礎上,立足于突出培養能力,注重完成工作任務的學習過程,實現由學科知識系統化向工作過程系統化的轉換,使學生進入一個真實的工作過程,有機會充分展示自我、表達自我,從而提高學生的動手能力、創新能力和創業能力,全面提高教育教學質量。

[參考文獻]

第9篇

關鍵詞:工程力學;成果導向;教學改革

中圖分類號:G642

就材料成型及控制專業來說,“工程力學”是一門重要的通識基礎課,其掌握程度在很大程度上影響到后續一系列課程的學習,是溝通基礎課和專業課的橋梁。該課程內容廣、公式多、概念抽象,理論性與實踐性較強,對學生的學習造成一定困難。并且,隨著《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》的,對現有的教學方式提出了新的挑戰[1]。這就要求教師研究新的教學模式,包括對課程的教學內容、教學方法和考核方式等方面進行改革,使學生在掌握基礎理論知識的同時,提高其解決工程實際問題和創新的能力。

成果導向教育是一種以學生為中心、強調成果導向、持續改進的先進教育理念,已成為美國、加拿大等國的主流教育理念,對我國的工程教育改革具有重要的指導意義。本文將成果導向教育模式引入成控專業的工程力學課程,對傳統的教學模式進行改革探索和實踐。

一、成果導向教育思想

成果導向教育(Outcome-Based Education,OBE)的理念簡要說來是一種以學生的最終學習成果為導向,反向來確定教學設計和教學實施,并不斷進行動態反饋和改進的教學理念,由美國學者Spady于1981年率先提出的,并在眾多學者的補充和完善下,逐漸形成了一套比較完整的理論體系,并被美國工程教育認證協會接受和推廣。OBE圍繞以下四個問題進行了回答[2]:(1)我們想讓學生取得的最終學習成果是什么?(2)我們為什么要讓學生取得這樣的學習成果?(3)我們如何有效地幫助學生取得這些學習成果?(4)我們如何知道學生已經取得了這樣的學習成果?

在回答上面的問題的過程中,成果導向教育的思想完整的體現了出來。首先,提出學生所要取得的學習成果,為什么要取得這樣的成果,這是反向設計的思想,教學的出發點通過需求來確定,基于最終學習成果,而不是傳統的老師想要教什么。專業的培養目標與需求相適應,內涵準確、條理清晰,并且由具體的畢業標準來支撐。對于第三個問題的回答,反映了我們培養學生的方式,通過具體的指標點確定了整個課程體系,從而搭建出學生的能力結構。課程體系又是由每門課程具體教學要求和教學內容所支撐起來的。最后,第四個問題,對學生是否到達設定的培養目標、達成度如何設計了評價體系。

李志義對此進行了總結,具體內容是,一個核心目標:每一個學生都要達到設定的培養目標。兩個重要條件:一是學生必須知道自己所要達到的能力結構;二是教師必須為學生提供達到目標的相應條件。三個關鍵前提:一是所有學生都能以自己的方式達成目標;二是成功的學習能激勵下一次的成功學習;三是學校為學生成功學習創造條件。四個實施原則:明確聚焦、拓寬機會、提高要求、反向設計。

二、成果導向理念在“工程力學”課程中的探索與實踐

材料成型及控制工程專業是一門多學科交叉專業,包括材料科學、成型工藝、自動控制技術[3],其培B目標之一包括使學生掌握金屬及其加工特性,能在金屬塑性成形工藝及模具設計領域從事生產、管理、科學研究、技術開發等工作。其中,金屬加工及塑性成型所涉及到的變形、應力、疲勞等最基本的知識點,都屬于工程力學方面的知識。所以,工程力學對于材料成型及控制工程專業來說,是非常重要的一門專業基礎課,將OBE理念運用到該課程的改革實踐中,具有重要意義,是培養合格成控人才的一個重要環節。

1. 確定“工程力學”課程的學習成果

成果導向教學首先要明確在完成本門課程的基礎上,能夠對學生達到畢業要求的哪幾條標準有幫助。之后,再針對這幾條畢業要求設計與之相適應的教學內容,安排課時。這一點是關鍵點,它關注的是學生能夠做什么,掌握什么樣的知識,具備什么樣的能力。并且通過這種方式,把目標成果具體化后,方便量化評價。

根據George Brown學院的指導方案,學習成果目標設置4至5個為宜,切合學生實際能力,并且可以定量或定性衡量。同時,參照Bloom的觀點,把認知依遞增程度,分成記憶、理解、應用、分析、評價、創造6個層次,運用到學習成果的表述中。每個層次的所用的動詞并不是唯一的,如最高層次,除創造外,開放、設計、規劃等也屬于同等層次。根據以上兩個指導方案,結合成控專業特點,擬定了“工程力學”課程的學習成果目標,如表1所示。

2. 課程改革探索與實踐

目前,高校工程力學教學過程中存在以下幾個突出問題:①學生認為工程力學與本專業相關性不大,對其重要性認識不足,學習缺乏動力;②教師的教學方式和方法落后,沒有主動把先進的教學手段和理念結合到教學中去;③課程內容多、理論性強、公式繁多的同時,教學學時減少,造成學生的抵觸心理;④考核方式單一,不能真實反映學生水平[4]。針對以上問題,遵循成果導向教育理念,按照反向設計原則,根據之前確定的學習成果目標,將目標細化,具體到實際的教學實踐中去。

(1)根據專業特點,調整課程內容

根據后續專業課程的內容與畢業生的回訪發現,對于成控專業的學生來說,在后續的學習和工作中,遇到的力學問題主要是關于零件加工時的受力和材料的應力、強度、疲勞等方面的計算,很少會涉及到動力學部分的計算分析。所以,在選擇教材的時候,可以不考慮動力學部分的內容。并以材料力學為重點,多使用與成控學科相關的例題進行知識講解,如引入坯料在模具中的應力計算,裂紋尖端的應力場分析等,為后續的材料擠壓成型課程做準備,讓學生對本專業有更深的了解。

(2)運用先進教學手段,提高教學質量

隨著科技的發展,新的教學手段和方法不斷涌現,比如慕課、微課、翻轉課堂等等,這些新的教學方法為教師改進傳統教學提供了多種選擇。利用慕課模式,教師可以把手機從學生上課的玩具變成學習的工具,通過微信平臺,將制作好的課程微視頻、工程小視頻、作業等資料,推送至學生端,實現信息“一對多”的快速、可重復性傳遞。開放實時微信彈幕討論,學生能在課上課下隨時反映自己遇到的問題,教師及時解答,促使學生主動提問,促進師生交流[5]。

在工程力學的教學中,一堂課往往包含多個知識點,冗長的推導和講解很容易使學生感到枯燥乏味。針對這個問題,將引入微課課程,配合慕課模式,把較難的知識點分成多個5~10分鐘的專題微視頻,穿插到相應的課程中進行講解,避免了學生長時間保持專注而產生的疲倦感,并可重復播放,加深學生學習印象[6]。同時,結合翻轉課堂理念,將課堂交還給學生,借助發達的網絡信息環境,事先給學生發送教學視頻和課堂作業,做好課前準備。教師將課堂的主要時間用于和學生交流、解答疑難、組織小組討論。

(3)多元化考核方式,真實反映學生學習成果

成果導向教學強調的是學生是否到達學習成果目標,評價結果常用“達成/未達成”表示,但囿于現有分數評價制度,將目標分散到具體的考核指標中。具體做法是:縮減期末考試所占比重,將平時成績提高到總分的50%。平時成績由平時作業完成情況,課堂小組討論,工程小設計組成,共占40%,剩余10%視“大學生機械創新設計大賽”參與情況給定。多元化的考核方式,避免了學生平時不學,考前突擊而取得的虛假成績,調動其全程參與學習的積極性,在保證學生達成學習目標的同時,也實時把學生的學習狀態反饋給老師,隨時調整教學方式。

三、結束語

針對目前人才培養模式的需求,成果導向理念已成為指導培養工程人才教學模式改革的重要方法和途徑。百色學院結合其思想,對于成控專業的工程力學課程,調整了課程內容,教學過程中使用先進的教學手段,采用多元化考核方式,進行了一定的改革實踐。教學改革任重道遠,仍需繼續學習先進理念,改革實踐,不斷總結經驗,實現培養優秀工程人才的目標。

參考文獻:

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[6]陸仁強.基于微課的《工程力學》課程教學模式改革[J].教育教學論壇,2015,(35):123-124.

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