MAJOR-ORIENTED TEACHING OF FUNDAMENTAL MECHANICS COURSES

目前国内大多高校的工科专业本科生的基础力学课程由力学系教师承担,后续专业课则由各工科专业学院教师承担。基础力学教师的教学工作量繁重,课程学时紧张,基础力学课程不得不采用教师全堂讲述式的大班制,讲授也并不区分学生专业。基础力学教学任务繁重、基础力学和专业课程教师分属不同学院、力学教师本身对工程专业不见得了解深入等客观因素都制约着基础力学课程与后续专业课程的有机衔接和融合,学生对力学概念理解不够准确、记忆不够深是基础力学学习较为普遍的问题。作者基于近十年的为工程力学专业和土木工程专业本科生教授材料力学/工程力学的教学实践,结合在担任学校教学督导四年的时间里在听土木、机械等工科专业的各门专业课时与学生和教师交流得到的教学一线信息,对基础力学课程教学如何服务好人才培养的目标进行了思考,并对以学生专业为导向的基础力学课程教学进行了实践和初步探索。     

THE DEPTH AND THE BREADTH OF THEORETICAL MECHANICS IN THE TEACHING PRACTICE1)

理论力学是工科专业的基础课,要提升学业挑战度,增加课程难度,拓展课程深度,那么该门课程对于工科专业来说,是首先要进行打造的。专业基础课的深度和广度拓展后,才能支撑后续专业课的拓展。文中从理论力学的教学环节、教学内容、教学方法和手段,以及实践环节几方面,探讨理论力学课堂教学的深度和广度的拓展,力求能够为打造理论力学成为"金课"出一份力。     

ON TEACHING SYSTEM INVESTIGATION TO THE TEXTBOOKS OF ELEMENTARY MECHANICS(I)—A BRIEF INTRODUCTION ON THE ELEMENTARY MECHANICS TEXTBOOKS PUBILISHED WITHIN CHINA1)

对力学基础教材,着重在理论力学与材料力学教材与教学体系等进行了分析研究。对国内力学课程与教材建设历史概况、国内力学课程教材建设的成绩与问题、国内力学教材使用情况、引进的国外基础力学原版教材情况、国外理论力学教材体系、国外材料力学教材体系、国外力学相关课程网络资源及教学技术应用与质量评价等多方面进行了阐述。最后,通过对国外教材的研究,发现其所具有的诸多特点与特色,可为国内力学基础课程教材和课程改革提供思路和方向。本文为之一,主要阐述国内基础力学教材基本情况等内容。     

安全工程流体力学创新实践教学模式探究

流体力学是安全工程类本科专业的基础必修课。通过创新安全工程流体力学理论教学模式、融合学科专业知识及改革实践教学方法,提出了教学改革总体思路和方案,梳理了安全工程流体力学中的核心知识脉络体系;将看似孤立的基础理论三大方程穿插融合在一起,并延伸至安全工程专业中的流体力学知识点,使学生明确安全工程流体力学学什么、怎么学、如何用;丰富安全工程流体力学实践教学环节,鼓励学生自主组队开展探索性自做实验,拓宽实践教学形式及方法,引导学生开展针对性虚拟仿真模拟实验,提升学生创新能力。     

TEACHING SYSTEMS AND TEXTBOOKS OF ELEMENTARY MECHANICS (II)—TEACHING SYSTEMS AND TEXTBOOKS OF THEORETICAL MECHANICS IN FOREIGN COUNTRIES 1)

对力学基础教材,着重在理论力学与材料力学教材与教学体系等进行了分析研究。对国内力学课程与教材建设历史概况、国内力学课程教材建设的成绩与问题、国内力学教材使用情况、引进的国外基础力学原版教材情况、国外理论力学教材体系分析、国外材料力学教材体系、国外力学相关课程网络资源调研与分析,及教学技术应用与质量评价等多方面进行了阐述。最后,通过对国外教材的研究,因其所具有的综多特点与特色,可为国内力学基础课程教材和课程改革提供思路和方向。本文为之二,主要阐述国外理论力学教材及其教学体系的比较分析。     

TEACHING SYSTEM AND TEXTBOOKS OF ELEMENTARY MECHANICS (III)——FOREIGN TEACHING RESOURSES OF MECHANICS OF MATERIALS AND THE TEACHING SYSTEM ANALYSIS 1)

本文对力学基础教材,着重对《理论力学》与《材料力学》教材与教学体系等方面进行了分析研究。从国内力学课程与教材建设历史概况,国内力学课程教材建设的成绩与问题,国内力学教材使用情况,引进的国外基础力学原版教材情况,国外理论力学教材体系分析,国外材料力学教材体系分析,国外力学相关课程网络资源调研与分析,及教学技术应用与质量评价等多方面进行了阐述。最后,通过对国外教材的研究,因其所具有的综多特点与特色,为国内力学基础课程教材和课程改革提供了思路和方向。 本文为之三,主要阐述国外材料力学教材及其教学体系的比较分析及结尾。     

以大学生结构设计大赛为导向的工科力学课程教学的思考

力学作为工科基础性课程,在专业课程体系中占有十分重要的位置,但力学课程的教学效果普遍较差,诸多学者提出了各种方法以促进力学课程的教学,由于教学条件、学生层次等原因使其具有一定的局限性。本文在此研究的基础上,以大学生结构设计大赛为导向,详细剖析了力学课程在赛题中的实际应用,对应课程内容初步建立了力学课程三阶段教学方法,通过实践,取得了良好的效果,可为促进力学课程的有效推进和专业体系的建设提供一定的参考。     

A KIND OF STRUCTURAL MECHANICS TEACHING MODEL1)

基于目前土木工程本科生教学课程结构力学的教学现状,特别是几何体系讲解过于抽象的问题,本文借鉴国外相关经验,提出了基于实物的一种解决方案,即基于计算简图模拟几何体系的结构力学教学模型,并论述其必要性。通过介绍其组成构件、典型用途及使用示例,表明了其具有良好的教学辅助效果,体现了土木工程专业本科重要的专业基础课结构力学教学中,传统授课与创新探索相共存、简化图示和实物呈现相结合的重要作用。     

CLASSROOM DEMONSTRATION OF EXPERIMENT IN STRUCTURAL MECHANICS TEACHING1)

实验教学是很多理工科课程的重要教学环节,但是很多课程的实验教学模式还不够成熟,且开设困难。针对这一问题,本文以结构力学课程为例,分析当前高校结构力学实验开设难、开设少的原因,对比了几种典型实验方式的优劣。重点讨论了课堂演示实验的优势和实施办法,探索并列举了诸多简便易行的课堂演示实验案例。实践表明,课堂演示模型用日常简易材料制成,易于调动学生的参与积极性,同时增强学生的动手能力及理论联系实际的能力。最终提出了多种实验方式相结合的结构力学实验模式,可为当前高校结构力学和相关课程的课堂教学及实验环节提供借鉴。     

DISCUSSION ON THE APPLICATION OF NUMERICAL EXPERIMENT IN EXPERIMENTAL TEACHING OF FLUID MECHANICS

为强化学生对流体力学课程理论知识及实验教学环节的掌握,本文针对传统实验教学过程中受限于硬件设施、模型等问题,将数值模拟技术与流体力学实验教学相结合。以伯努利实验为例,应用数值模拟软件进行物理建模、网格划分、变参数数值模拟等实验内容,通过压力云图、流线等模拟结果对能量转换特性进行了分析,增强了学生对流体力学理论知识及相关参数的物理意义、变化特征等的理解,使学生在实验中产生强烈的“参与感”,有效地提高了教学水平和教学质量。     

INTRODUCTION TO THE 7TH TEACHING COMPETITION OF YOUTH FACULTY OF FUNDAMENTAL MECHANICS COURSES

阐述了教育部高等学校力学基础课程教学指导分委员会举办的全国高校第七届基础力学青年教师讲课比赛的基本情况、本届讲课比赛的特点、讲课比赛中反映出的问题及其改进的建议。希望通过本文的介绍,让国内各高校教师了解本届讲课比赛以及比赛中反映出的问题,为进一步办好讲课比赛、提高我国基础力学课程的教学水平和质量提供参考。     

COMPUTER-ASSISTED TEACHING REFORM FOR THEORETICAL MECHANICS 1)

本文依照四川大学某理论力学教学班实际教学改革的经验,通过具体举例说明计算机技术在理论力学教学中尚未开发的巨大潜力,减小数学运算使学生重点关注理论力学基本原理,批量求解使学生提前接触实际应用案例,普适性求解使学生深化对处理多变量问题的认识。同时本文还探讨了理论力学教学改革的方向和目的,即把教学重点放在普适的教学方法上,借助计算机求解多刚体、多变量问题,以期有助于理论力学教材更好地适应时代发展。     

THE TEACHING OF FLUID MECHANICS WITH REPRESENTATION OF FLUID FLOW

为了在课堂教学中清晰阐述流体的运动,在作者多年的流体力学课程教学经验和体会的基础上,应用连续介质假设,对流体力学课程中关于流体运动描述的Lagrange 方法和Euler 方法及其相互转换的教学方法进行了探讨。将抽象的概念,形象地从时空角度,讲述流体作为连续介质的运动规律。分析结果能够对学生学习这些内容提供帮助,同时为其他教师对流体力学课程的讲授提供参考。     

OBE理念下的材料力学教学方法改革与实践

为提高材料力学教学效果,培养学生分析和解决实际问题的能力,开展了目标导向教育(outcome based education,OBE)的教学方法改革与实践。以采矿专业大学生为教学对象,结合巷道支护技术的最新发展动态,针对轴向拉伸、轴向压缩、扭转、弯曲、组合变形和压杆稳定分别导入顶板锚杆、墩柱、锚杆孔钻孔、巷道顶板锚杆布置优化、钢管混凝土支架破坏和墩柱稳定性等案例,运用相关章节力学知识,最终解答了案例。OBE教学方法能让学生深刻地认识到材料力学和所学专业的密切关系,激发学生的学习兴趣,培养学生的科学素养和研究性思维,实践创新和解决工程问题的能力,教学效果显著。     

融合信息技术,探索军队院校力学课程的形成性考核模式

融合信息技术,探索以学生为中心、以能力培养为导向的力学课程形成性考核模式,并以流体力学课程实施为例,把学生的学习过程细分为教学前、中、后三阶段,对其知识学习情况、自主学习能力、随堂学习能力、团队合作能力、交流研讨能力、求解问题能力及应用创新能力等进行全面监督、测评与激励,促进学生全方位发展,通过两种考核模式比较综合地给予每位学生评价,教学质量大幅提升。     

LEONARDO DA VINCI AND FLUID MECHANICS 1)

旷世全才列奥纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci),被世人誉为画家、雕刻家、天文学家、发明家、音乐家、数学家、解剖学家、生理学家、地质学家、植物学家、作家、军事、建筑工程和制图师,是意大利文艺复兴时期人文主义的代表人物。本文对其流体力学相关思想及湍流、飞行、波浪和风暴等几个方面的研究贡献进行梳理,认为他是流体力学科学研究的先驱和奠基人,也是一位“流体力学家”。     

现代流体力学发展的回顾与展望

回顾流体力学发展的历史。概述迄今在其各个分支领域中已取得的主要成就以及力学大师,中国老一辈科学家的重要贡献。分析不同时期的发展特点,尤其是近３０年来,由于计算流体力学日臻成熟,非线性力学取得重大进展,新兴学科分支不断涌现,形成了现代流体力学的发展阶段。展望在２１世纪,流体力学的基础研究和应用研究必将在经济建设和社会发展的各个方面发挥重要作用。      

TEACHING OF CLASSICAL MECHANICS WITH THE HELP OF THE HISTORY OF MECHANICS1)

经典力学主要涵盖牛顿力学、拉格朗日力学及哈密顿力学等三大部分内容。现行高校教育体系下所开设的理论力学课程,承担了经典力学基础知识普及的教学重担。历经数百年发展所臻于完善的经典力学体系,对于绝大数理工科学生来说不啻为一大挑战。在教学中,融入并贯彻力学史主线的经典力学教学,可带来意想不到的良好效果。     

创新流体实验仪器,探索创新型人才培养

实验教学是理论联系实践的关键环节,对于学生的综合素质培养和提高有重要意义,而传统的实验教学模式已难以满足社会对工程应用型创新人才的要求。本文结合流体力学实验教学改革实践,探讨了改进自制流体力学实验仪器设备对提升大学生创新精神和创新能力的作用。创新化的实验教学,有助于激发学生自主实验的积极性,进而增强了他们应用已学知识解决复杂实际问题的创新能力。     

APPLICATION OF PROBLEM-BASED METHOD IN TEACHING STREAMLINE BERNOULLI EQUATION1)

为了提升高校学员的思维和逻辑推理能力,提高流体力学课堂的教学水平,引入问题导入式教学法,坚持问题导向,层层递进,以流体力学课程中的教学实例,说明问题导入式教学法的应用,通过严密的推理过程,对已有知识进行有效的复习,得出科学的结论。增强了学生学习的兴趣和专注度,提高了学生独立思考和创新能力,取得了较好的教学效果。