工程力学专业范文第1篇
1 现状及存在的问题
我校土木工程专业分为两个专业方向, 材料力学课程的开设时间不同, 其中房建方向课程开设于大二下学期, 道桥方向开设于大三上学期。这期间的学生已基本上适应了大学的课程教学模式, 正处于高中的被动式学习方式向大学的主动式学习方式进行转变的关键期, 这个时候的学生最希望能根据自己的兴趣爱好独立自主的学习。因此, 如果在这个环节上不能根据学生所具备的特点安排形式多样、内容有趣的实验, 或不加强实验教学的正确引导, 很可能造成教育资源的浪费和实验教学的流于形式, 也就不能让学生真正学到课程内外所具有的基本知识和技能。
目前, 土木工程专业的材料力学实验房建方向为8个学时, 道桥方向为6个学时, 共开设了4~5个实验项目, 其中机测项目3个, 为基本力学性能实验 (拉伸、压缩和扭转) ;电测实验项目1~2个, 为材料弹性模量测定、梁纯弯曲下的正应力测定。
现行的实验教学模式还是教师讲解、演示实验内容, 学生按步骤做实验、测数据, 最后提交实验报告。在这种教学模式下, 学生被动地接受, 照抄式的进行操作, 不能激发学习兴趣, 容易造成学生的思维局限性和惰性。为此, 必须探索新的实验教学模式, 提高学生的动手能力和应用能力, 同时对学生进行实验设计、实验方法和实验技能的培养和训练, 切实提高实验教学效果。结合该课程的特点和近年来在土木工程专业实验教学中的实践和体会, 提出材料力学实验教学的改革措施, 以期通过教学实践来提高实验教学质量。
2 改革措施
2.1 教学内容的改革
土木工程中使用的建筑材料都是通过最新国家标准来检测材料的力学性能, 只有符合各种技术指标的材料才能应用于工程实际, 这就要求学生应当掌握一定的实验检测技能及测试技术, 从而来适应就业岗位的需要。具体落实到实验教学中, 需要我们围绕课程教学目标, 根据工程实践要求, 按照国家颁布的新试验标准来更新和完善教学内容。例如材料的力学性能测定, 不仅要通过金属材料的拉伸、压缩实验学会低碳钢、铸铁力学性能测定, 同时还要和建筑材料课程中的钢筋实验结合, 对工程标准件和非标准件进行比较分析, 使学生了解教学实验与实际的钢材检测的异同。
目前, 随着计算机技术的发展, 实验应力分析技术已广泛地应用到工程实际中, 应用电阻应变测量技术对结构构件进行应力分析, 是解决结构强度问题的重要手段。因此, 对土木工程专业增开粘贴电阻应变片实验, 电阻应变片接桥方法实验是非常有必要的, 让学生掌握电测法的实验技能, 锻炼学生的动手能力, 为后续的电测实验及进入研究生阶段深造打下良好的基础。
结合一般本科院校的培养目标, 我们将实验分为任务型基本实验和自选型综合实验两个层次。
2.1.1 任务型基本实验
基本实验以课程基本知识为载体, 重点培养基本知识和训练基本技能, 为必开实验, 实验项目为机测的三个项目。通过任务型实验, 使理论知识与实践有机融合, 能增强学生的分析、思维和动手操作能力。在该层次的教学中实验教师发挥的作用比较大。
2.1.2 自选型综合实验
综合实验强调学生的知识运用能力, 为选开实验, 但必须选作2~3个电测实验项目。在该层次的实验教学中, 学生成为了实验的组织者和实施者, 学生根据选择的问题来确定解决方案, 制定实验方案、实验方法和具体操作步骤, 经实验教师审核后, 方可进行实验操作。通过自选型实验教学不仅能满足学生对较深层次知识的需求, 而且开阔了学生的工程实践思路, 能更好的适应当今社会发展对工程技术人才的要求。
2.2 教学方法的改革
加强实验教学方法研究, 采用多样化实验教学手段和方法。在传统板书模式教学的基础上, 借助校园网和多媒体教学这一辅助手段, 在网上开辟独立的实验指导网站或者在材料力学精品课程教学平台中开设实验教学专栏。对于任务型基本实验, 我们将基本型实验的基本原理、实验目的、实验步骤、实验设备的使用、实验报告要求等做成多媒体课件放在课程网站中, 供学生在实验前进行自学, 实验教师的教学主要以现场仪器设备的使用演示为主。而对于自选型综合实验, 我们将仪器设备、实验目的要求、思考题做成多媒体课件发布到课程网站中, 让学生自行设计实验方案, 查阅有关资料来完成实验任务, 实验教师的教学以辅助和旁站指导为主。
2.3 考核制度的改革
材料力学实验采取实验教学单独考核百分制评分, 并在材料力学课程的最终成绩中占10%。其中每次实验成绩按百分制来打分, 分实验准备部分、实验现场操作和实验报告三个环节。学生最终的实验课成绩为所有实验成绩的平均分。
(1) 实验准备部分:成绩20分, 其成绩评定对于任务型实验根据预习报告, 自选型实验根据学生提交的实验方案。
(2) 实验现场操作部分:成绩40分, 根据学生现场实验情况来评定成绩, 凡是旷课、抄袭、实验数据未取得指导教师签字者实验成绩按零分计。
(3) 实验报告部分:成绩40分, 根据学生实验原始数据、处理结果及最终形成的书面报告评定成绩。
3 结语
改革材料力学实验教学模式的目的是为了提高实验教学的质量, 锻炼学生的工程实践能力, 培养全面发展的高素质应用型人才。在材料力学实验教学改革实践中, 只有通过不断改进实验课的教学内容和教学方法, 调动学生的学习积极性, 激发学生的学习兴趣, 使学生自己动手操作:改革实验课的考核方法, 培养学生务实严谨的科学态度, 材料力学实验教学改革的目的才能最终实现。
摘要：针对土木工程专业材料力学实验教学的存在的问题, 结合该课程的特点和近年来在土木工程专业实验教学中的实践和体会, 从教学内容、教学方法和考核制度三个方面提出了改革材料力学实验教学的措施。
关键词：土木工程,材料力学,实验教学
参考文献
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工程力学专业范文第2篇
1 精选教材, 科学编辑, 优化课程内容
岩石力学是固体力学与地质科学的边缘科学, 内容比较丰富, 研究手段涉及到各种力学、工程数学、工程地质与水文地质、工程实验学等学科理论, 且与工程实际联系紧密, 是一门处于不断发展之中的学科, 其教学过程目前还很难向像其他学科那样, 为学生提供一个完整的理论体系, 这给岩石力学教学带来了极大挑战。
选择一本好的教材可以使教学达到事半功倍的效果, 比较而言, 沈明荣主编的《岩体力学》 (1999) 、徐志英主编的《岩石力学》 (第3版, 1993) 、李世平主编的《岩石力学简明教程》 (1996) 是非常不错的教材, 参照近年翻译出版的J.A.Hudson专著《工程岩石力学原理》, 根据教学大纲和课时安排, 以上述教材为基础, 在加强基础理论教学的基础上, 科学地编辑教学内容, 采用自编讲义, 并在教学过程中根据国内外岩石力学研究进展不断更新教材, 取得了不错的教学效果。
2 理论与实践相结合, 教学与科研并重, 培养学生分析和解决实际问题的能力
本科《岩石力学》大多学时少, 教学量大, 任务重。课程中的理论推导较多, 而学生尚未接触弹塑性力学, 对有些经典问题 (如深埋圆形隧洞的弹塑性解析解) 的推导过程进行了删减, 仅要求学生掌握其假设条件和使用条件, 能正确使用公式即可。在讲述岩体结构、强度和工程岩体分级时, 结合隧道科研项目, 讲述各种岩体工程分级方法的实用操作和存在的问题, 以及快速分级的手段, 达到了丰富课堂教学内容, 提高教学效果的目的。在教学过程中, 主动让学生参与任课教师的科研项目, 并分配适量的科研任务, 调动其主观能动性, 达到提高学生动手能力的目的。学生在入学之初安排1周时间的工地参观实习, 让学生尽早对本专业有一个感性的认识;在毕业设计之前, 由指导教师联系工地, 安排1个月的生产实习, 让学生在现场实践、锻炼后, 带着问题去完成自身的毕业论文。总之, 工程实践能力的培养贯穿整个教学过程, 既提高学生对相应理论知识的理解, 又使学生未出校门就能得到实践锻炼。
3 提高教师自身素质, 不断更新知识拓宽专业知识面
任课教师自身的学术水平在很大程度上决定了课程的教学效果。教师具备了较高的理论水平和科研实力以及丰富的工程实践经验, 不仅能讲授基础理论方面的知识, 而且能够结合自身科研实际和工程实践中存在的问题, 讲授各类岩石工程, 如隧道、边坡和基坑科研、设计和施工现状, 并提出解决问题的各种方法及其理论基础开拓学生的专业知识面和激发其学习兴趣, 取得了良好效果。
4 可视化教学为手段, 计算机仿真为辅助, 加强实验教学
采用先进的教学手段和教学方法是提高教学质量的重要手段。多媒体教学图文并茂, 可以将枯燥乏味的理论教学变得生动和丰富多彩, 激发学生的学习热情。但是, 在多媒体可视化教学的同时, 不能摒弃板书演绎, 在公式推导和理论解释时, 要不厌其烦地进行板书讲解。
实验是自然科学最基本的研究手段, 在岩石力学教学与研究中起着至关重要的作用。然而, 我国高校的现状是试验设备和场地普遍严重不足, 同时, 由于学时少, 课堂教学之外很难再有足够的时间进行实验教学。随着计算机软硬件技术的进步和数值方法的成熟, 这为数值仿真辅助实验教学提供了条件。数值仿真对一些由于经费、时间、难度和实验设备等因素制约而难以实施的物理过程和现象虚拟显现, 以达到运用数值仿真的手段实现对未知现象的探索, 具有通用性强、方便灵活、可重复、不受经费和设备限制等特点, 且可以通过数值试验得到许多在常规实验室试验中难以观测的重要信息, 可以作为岩石力学实验教学的重要补充。
我们对单轴压缩和三轴压缩试验、流变试验采用有限差分法在课堂上给学生作了数值分析演示, 并与实验室结果作了对比。在讲授深埋圆形隧洞弹塑性解析解时, 采用数值方法进行了模拟, 将模拟结果与解析结果对比, 并从理论上详细讲解两种结果的差异所在。受本科阶段学习所限, 对复杂的数值计算理论, 学生难以理解, 我们在教学中不过分强调数值计算理论和操作过程, 重点要求学生对实验揭示的结果要加强理解, 极大地激发了学生对数值计算理论和方法的兴趣, 坚定了他们学好岩石力学的决心。
5 平考结合, 及时讲解, 综合评判
在教学过程中, 坚持每章必留作业, 及时批改, 每次课开讲前先对上次作业反映出来的普遍问题进行详细讲解。坚持随机抽查的考勤制度, 连续点名3次无故不到, 累计缺勤6次的学生取消考试资格, 每缺勤1次考勤成绩扣5分。实行平时作业成绩权重0.15, 考勤成绩权重0.15, 考试成绩权重0.7的加权求和综合评判方式给出每位学生的最后成绩, 并实行末位淘汰的竞争制度, 有效地促进了本科生岩石力学的教学。
6 结语
岩石力学教改手段多种多样, 但只要秉承“精编教材、与时俱进、探索创新、教研并举、理论联系实际、夯实基础、着力提高”的指导思想, 就一定可以切实提高该课程教学效果, 为国家培养出具备解决越来越复杂的岩石力学问题的合格人才, 并在教学过程中有针对性地培养学生的课程应用能力, 为培养具有创新意识和创新能力的高技能人才奠定良好基础。
摘要：岩石力学是一门富含理论和实践性很强的工程学科, 作为高校土木工程专业本科生的重要专业基础课, 为满足日益发展的基础设施建设对岩石力学人材的需求, 其教学改革势在必行。在分析岩石力学课程教学特点的基础上, 结合自身的教学实践, 提出了今后本科生岩石力学课程教学改革的具体措施及指导思想, 为岩石力学教学改革提供了借鉴。
关键词：岩石力学,土木工程,教学改革,人才培养
参考文献
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工程力学专业范文第3篇
简单的来说，实验力学就是用实验的方法求解力学问题。即用实验方法测量在力的作用下，物体产生的位移、速度、加速度、应变(形变)、应力、振动频率等物理量。工程实验力学中对实验力学的定义是用实验方法测量应变、应力和位移。也称为实验应力分析。在我现在学习了这门课之后的理解，实验力学是解决工程问题中力学问题的一个重要环节，是求解其力学问题的中间环节，通过实验力学方法测得所需物理量，最终求出结果。
通过课程认知，我了解了解决力学问题的方法主要有两个：理论方法和实验方法。理论方法就是理论方法就是将实际问题转化为数学模型，建立方程，然后求解。它主要有解析法和数值法，理论方法的解答是数学模型的解答，只有实际问题与数学模型相符时才是精确的，这也是它的局限性。而我们这学期学的实验力学的方法就是在实际问题上直接测量。我们这学期做了三个实验力学的实验，分别是测量电桥特性，动态应变测量和光测弹性学方法。这三个实验就用到了实验应力分析的方法——电测，振动测量，光测。实验力学的实验结果更可靠，并且可以发现新问题，开创新领域。不过它也有它的缺点就是测量都有误差，并且实验仪器和材料昂贵，这也导致了费用高。不过，理论分析和实验分析是相辅相成。理论的建立需要实验分析的成果，发现新问题，建立新理论。实验设计和实施需要理论分析做指导。复杂问题需要需要理论与实验共同完成。
正如我刚刚说的，误差是实验方法的一个弊端，也是不可避免的，但随着测试手段的改进和测量者水平的提高，可以减少误差，或者减少误差的影响，提高实验准确程度。实验误差按其产生原因和性质，可以分为系统性误差、偶然性误差和过失误差(粗差)三种。实验力学这门课，同样教会了我们如何去减少误差。比如对称法、初载荷法、增量法消除系统误差。还有通过分析给出修正公式用来消除系统误差，或者定期用更准确的仪器校准实验仪器以减少实验误差，校准时做好记录供以后修正数据用。偶然性误差难以排除，但可以用改进测量方法和数据处理方法，减少对测量结果的影响。例如用多次测量取平均值配合增量法，可以使偶然性误差相互抵消一部分，得到最佳值。过失误差是指明显与实际不符，没有一定的规律。这在我们实验中也会经常出现，通常这些都是由于疏忽大意、操作不当或设备出了故障引起明显不合理的错值或异常值，一般都可以从测量结果中加以剔除。
我们主要做了三个实验，测量电桥特性，动态应变测量和光测弹性学方法。给自己印象最深刻的就是第一个实验。桥路变换接线实验是在等强度实验梁上进行，当时是要在梁的上下表面哥粘贴两个应变片。当时老师在黑板上画了三个图，可是我当时连最基本的图都看不懂，根本不知道哪个是应变片哪个是电阻的意思。接下来在粘应变片的时候也遇到了各种麻烦，应变片倒是没粘好几个，但是手上已经一团糟。好不容易把应变片粘好后，需要用焊锡把电线连上，在仔细琢磨过到底那根线连哪个之后，又遇到了新的麻烦就是那个怎么焊都焊不上，后来找来老师才知道原来是我们那一组的电烙铁有问题，换了个，才继续把这个艰辛的实验做完。这个实验做了不少时间，也着实费了不少的功夫，不过通过这个实验我认识到了自己身上很多的不足但确实学到了不少的东西。对应变电测法有了更深刻的认识。比如电阻应变的半桥接线法和全桥接线法，拉压、扭转、弯曲以及组合变形的电测原理还有记忆犹新的贴片、应变计的正确使用。
我们第二个实验动态应变测量当时是完全用电脑软件操作的。随时间而变的应变叫做动态应变。它会在处在一定的运动状态以及承受的载荷按一 定的规律变化的情况下产生。 动态应变测量目的主要有1)记录动态波形2)最大动态应变3)频谱(频率及振幅)4)疲劳强度校核。通过实验，也让我认识到了应变波的两种传播形式：(1)应变从构件表面传递到敏感栅。(2)应变波沿栅长方向的传播。第三个实验是光测弹性学方法，它是利用偏振光通过具有双折射效应的透明受力模型，从而获得干涉条纹图，由于干涉条纹与模型内主应力的大小和方向有一定关系，因此可以直接观察到模型内应力分布情况。但是这种方法的缺点是周期长，成本较高。光弹法是一种模型实验，它的一大特点就是直观性强以及全场显示与分析。它的条纹可直接表示应力分布情况，特别是用于有应力集中的情况。至今想起当时观察到的图像还是会不由的感叹力学模型奇特的美丽。
力学是基础学科，又是技术科学，其发展横跨理工，与各行业的结合是非常密切的。实验力学是将我们所学的基础知识同实际应用相联系的一个重要的桥梁。由于相关行业的发展与国名经济和科学技术的发展同步，使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。我们以后的方向会有很多，既可以从事力学教育与研究工作，又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作，还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。不仅如此，随着力学学科的发展，本世纪将产生一些新的学科结合点，如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米技术一起孕育了微纳米力学将力学知识应用于生物领域产生量生物力学和仿生力学：这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预计，随着社会的发展，力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将进一步加强。从这个意义上讲，实验力学的应用也将更为广泛并且不断进步。
工程力学专业范文第4篇
[关键词] 工程流体力学;课程思政;资源循环科学与工程
[基金项目] 2019年度上海市教育委员会上海市重点课程建设“工程流体力学”
[作者简介] 孙 泽（1980—），男，内蒙古乌兰察布人，博士，华东理工大学资源与环境工程学院副教授，主要从事化工过程模拟与化工流体力学研究。
引言
孔子曰：“德若水之源，才若水之波;德若木之根，才若木之枝。”自古以來，修心立德都是历代先贤最看重的，他们将自身品德的修养放在首位，将修心立德放在教育的首位。教育兴则国家兴，教育强则国家强。教育的本质是培养人和塑造人，这是古今中外的共同认识，而立德树人是教育的根本任务，也是教育的初心和使命。习近平总书记指出，大学是立德树人、培养人才的地方，是青年人学习知识、增长才干、放飞梦想的地方。青年一代有理想、有本领、有担当，国家就有前途，民族就有希望。培养担当民族复兴大任的时代新人，是当前高校一切工作的出发点和落脚点，是新时代高等教育的战略任务。
习近平总书记强调，要把思想政治工作贯穿教育教学的全过程，这就明确要求不能只将思想政治教育全部放在思想政治理论课程，而是应该将其置于每一门课程，在每一门课程中落实立德树人任务，实现全方位育人。工科课程思政要有效发挥课堂育人的作用，坚持立德树人，把社会主义核心价值观融入教书育人全过程，将学科和课程内化为立德树人的重要资源，帮助学生树立正确的思想政治观念，养成科学的辩证唯物主义思想方法，提升专业素养与职业素养。
进入新时代，坚持中国特色社会主义教育发展道路，坚持社会主义办学方向，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，是教育工作者特别是高等教育工作者的根本任务，也是国家现阶段根本的需求。培养学生德智体美劳全面发展，其本质就是立德树人，这是教育事业发展必须始终牢牢抓住的根本。国无德不兴，人无德不立。育人之本，在于立德铸魂。立德树人首先要在坚定理想信念上下功夫，在厚植爱国主义情怀上下功夫，教育引导学生树立共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想，增强“四个自信”。“立德树人”是高校的灵魂和使命，它揭示了教育的本质，是对教育本质的最新认识。党的十八大把立德树人作为教育的根本任务，无疑是对教育如何培养人这一本质的新认识。立德树人也揭示了德育在人的全面发展中的突出地位，同时揭示了道德发展与人的全面发展的辩证关系，强调德性成长是人的全面发展的根本保障，体现了党对教育规律的深刻认识。
一、工科课程思政理念
华东理工大学资源循环科学与工程是国家级特色专业，类属化学工程与技术一级学科，是全国首批设置的10个资源循环科学与工程专业之一。2011年，经教育部、财政部批准，为第七批高等学校特色专业建设点;2015年，入选教育部首批“专业综合改革试点”项目;2016年，建成华东理工大学唯一国家级大学生省外实践教学基地;2018年，入选教育部首批“新工科”研究与实践项目;2019年，入选国家级一流本科专业建设。工程流体力学是资源循环科学与工程专业的核心课程之一，主要通过课程学习使学生获得工程流体力学的基本理论和技术方法，并能运用所学的方程和方法解决工程实际中有关流体力学的问题。
以前认为大学思想政治教育主要在思想政治课程中体现，在理工科课程中主要教授相关理工科的理论、原理和方法，没有深入挖掘课程中的思想政治元素[1]。实际上，理工科课程蕴含着丰富的思想政治素材，教师要结合讲授内容挖掘课程内容和课程思政的结合点，实现工科课程思政润物细无声，在潜移默化中达到立德树人的目的。同时，要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，工科课程教师要通过言传身教帮助学生树立正确的世界观、价值观、人生观。大学教师作为学生的领路人，其个人修养、道德品质在德育中显得极其重要。这就要求教师必须以身作则，以正确的思想启迪学生思考，以高尚的情操感染学生跟随，以优良的行为引导学生上进，在教育教学过程中时刻牢记自己所拥有的巨大的、潜移默化的教育力量，影响着学生成长。同时，要有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心，要坚持教书和育人相统一，言传和身教相统一，潜心问道和关注社会相统一，学术自由和学术规范相统一，要做学生锤炼品格的引路人，做学生学习知识的引路人，做学生创新思维的引路人，做学生奉献祖国的引路人[2]。
二、课程内容和课程思政相结合
工程流体力学是资源循环科学与工程的核心课程，其逻辑思维性强，可以有效培养学生的思维能力，形成唯物主义辩证法思维。例如，量纲分析法是指导流体实验的理论基础，该方法可以将物理量之间复杂的函数关系式转换成无量纲准数，如雷诺数[3]。无量纲准数可以避开物理量大小及单位的限制，使其更能反映某种物理现象和过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律，反映了各个物理量之间的内在联系。
流体力学包含大量公式和定理，是科学先驱们通过潜心研究和不懈奋斗总结出来的智慧结晶。在讲授科学原理的同时穿插介绍科学家的研究事迹和科学精神，教育学生在科学研究的过程中要有艰苦奋斗、不畏艰难永攀高峰的精神。例如讲授理想流体流动欧拉方程时，让学生了解经典流体力学奠基人、瑞士科学家欧拉，他在28岁因工作劳累右眼失明，34岁由于成就斐然出任柏林科学院院士，59岁在双目失明后仍然凭借顽强的毅力口述完成400篇论文。他的成果涉及数学、力学的各个领域，欧拉积分、欧拉数、欧拉方程均以他的名字命名[4]。
在课程讲授过程中，可结合流体发展史，培养学生的民族自豪感以及爱国主义情感。例如，4000多年前大禹治水，他率领民众改“堵”为“疏”治理中原地区的水患，体现出我国古代应用流体力学解决实际工程问题的智慧。其“三过家门而不入”的典故折射出古代先贤大公无私的奉献精神和敬业精神，值得学生学习[5]。还有公元前256年，李冰父子修建都江堰水利工程，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制水流量等问题，消除了岷江水患，不仅使成都平原成为“天府之国”“鱼米之乡”，而且都江堰是世界上仅存的、目前仍在发挥作用的无坝取水工程。在讲解湍流理论的时候，可以介绍我国著名科学家周培源，其主要贡献体现在爱因斯坦广义相对论中的引力论和流体力学中的湍流理论，奠定了湍流模式理论的基础[6]。周培源将其一生都奉献给了科学事业。他早生华发，50岁右耳失聪，但是没有被这些困难所吓倒，依然坚持湍流理论研究。89岁时，他的相对论、引力论研究有重大进展，91岁时他又招收了博士研究生，想在研究领域有新的突破。
另外，从教学内容上看，流体力学的大部分理论起源于西方社会，如纳维斯托克斯方程、牛顿内摩擦定律、欧拉方程、伯努利方程、普朗特边界层理论等，这些理论都来源于其背后科学伟人孜孜不倦、无关名利的巨大付出，他们追求真知的科学精神和态度值得学生学习[7]。同时，也要让学生认识到只有少数流体力学理论是由中国人提出的，其他研究领域有待国人去奋斗、去填补。在课堂上，重点介绍我国卓越的流体力学专家的成长和成就，以此激发学生的奋斗精神。比如我国著名的空气动力学家钱学森，在求学路上坚持奋斗，他先后获航空工程硕士学位和航空、数学博士学位。1938年7月至1955年8月，钱学森在美国从事空气动力学、固体力学和火箭、导弹等领域研究，并与导师共同完成高速空气动力学问题研究课题，建立了卡门-钱学森公式，在28岁时就成为世界知名的空气动力学家。钱学森于1955年冲破重重阻挠回到中国。他不断推出科研成果，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”。由于钱学森回国效力，中国导弹、原子弹的发射至少向前推进20年[8]。
三、CFD发展与课程思政相结合
除了流体研究历史上的科学巨匠，近代流体力学的发展也有很多思想政治元素，比如近些年发展的计算流体力学，其英语全称为“Computational Fluid Dynamics”（CFD）。CFD是近代流体力学、数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的交叉科学。它是将流体力学控制方程中的积分、微分项近似地表示为离散的代数形式，使其成为代数方程组，然后通过计算机求解这些离散的代数方程组，获得离散的时间/空间点上的数值解。
CFD软件通常指商业化的CFD程序，具有良好的人机交互界面，能够让使用者无须精通CFD相关理论就能够解决实际问题。这是目前国际上一个强有力的研究领域，是进行传热、传质、动量传递及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术，广泛应用于航天设计、汽车设计、生物医学、化工处理、涡轮机设计、半导体设计等诸多工程领域。
CFD在最近20年中得到了飞速的发展，其中计算机硬件的发展给它提供了坚实的技术基础。例如由于问题的复杂性，既无法做分析解，也因费用昂贵而无力进行实验确定，而CFD的方法具有成本低和能模拟较复杂或较理想的过程等优点。经过一定考核的CFD软件可以拓宽实验研究的范围，减少成本昂贵的实验工作量。在给定的参数下，用计算机对现象进行一次数值模拟相当于进行一次实验。历史上也有过首先由CFD数值模拟发现新现象而后由实验予以证实的例子。CFD软件一般都能推出多种优化的物理模型，如定常和非定常流动、层流、紊流、不可压缩和可压缩流动、传热、化学反应等。对每一种物理问题的流动特点都有适合它的数值解法，用户可对显式或隐式差分格式进行选择，以期在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳。CFD软件之间可以方便地进行数值交换，并采用统一的前后处理工具，这就省却了科研工作者在计算机方法、编程、前后处理等方面投入的重复和低效的劳动，而可以将主要精力和智慧用于物理问题本身的探索上。
目前比较主流的CFD软件有Fluent、CFX、Phoenics、Star-CD、Comsol、Flow-3D、Adina、Abaqus、PowerFLOW，但是以上商业软件的版权都属于国外。目前，中国自主知识产权的计算流体力学的数值模拟软件在国际上还没有竞争力，无法和这些国际主流软件竞争。在课堂上，经常将计算流体力学领域现状讲给学生听，鼓励学生为创立我国自主知识产权的CFD软件而努力，使我国在计算流体力学领域能够占有一席之地。
经过精心设计和组织，将以上课程思政和课程内容以及流体力学研究现状紧密结合，可形成完整的工程流体力学课程思政教学方案，并在每一次上课时融合相关的思想政治内容，实现课程思政全程贯穿课程教学，实现全员、全程、全课程育人，以取得良好的效果。
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[8]姜未汀，李琦芬，翁建华，等《工程流体力学》重点核心课程建设初探[J].教育教学论坛，2019（52）：201-202.
Exploration of Curriculum Ideological and Political Education in Engineering Fluid Mechanics Course
SUN Ze1， 2， YANG Xiao-bo2， XU Yan-xia1， LIU Cheng-lin1， SONG Xing-fu1
（1.School of Resources and Environmental Engineering， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China; 2. School of Chemistry and Chemical Engineering， Qinghai Minzu University， Xining， Qinghai 810007， China）
Key words： Engineering Fluid Mechanics; curriculum ideological and political education; resource recycling science and engineering
工程力学专业范文第5篇
摘要：工程力学是高等院校工科类专业的一门力学基础课程。本文针对工程力学课程内容理论性强、公式繁多、内容抽象等特点，结合风景园林以工程设计为主的专业特点，从教学内容优化、教学方法创新和考核方式多样化等方面提出教学改革的措施，为提高工程力学课程教学质量提供理论参考。
关键词：风景园林；工程力学；教学改革
《工程力学》课程是风景园林专业的一门重要理论基础课程，它具有较强的工程性、实践性和应用性，是衔接基础课程和专业课程的重要桥梁。因此，只有保证《工程力学》良好的教学质量，才能使学生符合高等教育人才培养方案的要求。
一、《工程力学》在风景园林本科教学中的问题
1.学生对《工程力学》课程的重视度不高。在风景园林专业的培养方案中，《工程力学》课程一般开设在第3学期，即本科大二学年的第一个学期。这个阶段的学生对本专业的专业需求了解不充分，他们认为理论基础课程和自己所学专业关系不大，甚至认为《工程力学》学不好不会影响他们对专业知识的学习，更不会影响到就业问题。因此，他们根本不重视《工程力学》课程的学习。此外，《工程力学》的内容以物理知识为基础，让学生认为它仅仅是物理课程的力学部分的延伸，没有新内容，从而放松了对课程的学习。
2.《工程力学》课程理论性强、内容抽象、公式繁多，学生学习兴趣极低。在《工程力学》的课堂上，如果采用“粉笔+黑板”的模式进行公式的讲解和推导，难以实现师生之间的互动，那么学生的学习情绪低到极点，课堂气氛非常沉闷，而且学生记住公式的效果也是非常差。但是《工程力学》的教学内容中就是公式偏多，而且基本都要求熟记。此外，风景园林专业部分学生的物理基础较差，对《工程力学》内容学习存在很大困难，从而出现厌学或弃学的现象。因此，如何提高学生的学习兴趣，提高课堂质量，是《工程力学》课程急需解决的关键问题。
3.考核方式没有针对性。传统的考核方式基本上是上课出勤、课外作业和期末考试，没有根据课程教学需要进行相对应的调整。因此，没有针对性的传统考核方式将不再适用，而是要进行相对应的改革。
二、《工程力学》课程的教学改革措施
针对以上《工程力学》在风景园林本科教学中的问题，西北农林科技大学力学教研组结合专业特点和要求，提出以下几点教学改革建议：
1.安排低年级本科生参与科研，使学生充分认识《工程力学》在专业设计中的重要性。《工程力学》是现代工程技术的重要理论基础课，是工科专业必修的一门理论基础课，它直接影响到后续专业课程的学习。风景园林专业的学生在学习《工程力学》课程之前，没有接触专业实训，因此无法充分认识课程内容在实际设计应用中的重要性。为了克服这一不足，力学教研室提出，让大学一、二年级的学生参加创新实验室以及教师的一些项目研究工作。具体措施如下：（1）学生自行组队，一般以5—8人为一小组，报名参加创新实验或加入某一科研团队。（2）小组拟研究的题目可以自拟，然后申请学院的资助；也可以直接参加科研团队中现有的科研项目，由指导老师委派科研任务。在这个过程中，由于学生数量较多，为了减轻指导老师的负担，建议每个小组分配一名研究生作为指导，带领本科生参加实验。（3）指导老师提出学生所从事的项目研究存在的问题，并指出要求学生掌握的基础理论知识，让学生带着实际问题回到课堂学习，有助于提高学生的学习积极性和主动性。此外，还要监督参与的本科生参加研究生的科研讨论例会，适当提问，让学生思考，最后再派研究生给他们解答，从而达到让他们参与科研的目的。
只有让学生对专业方向和工程实际有一定的认识，才能激励他们对专业知识求知的欲望。老师在《工程力学》开始的第一堂课，充分强调《工程力学》理论知识对学习专业知识的衔接性，进而提高学生对学习《工程力学》课程的重视程度。
2.针对《工程力学》课程内容抽象、公式繁多的问题，对教学方式进行改革。针对《工程力学》课程理论性强、内容抽象、公式繁多，学生学习兴趣极低的问题，我们提出在课堂上对学生进行分组，让学生内部自行互相监督学习。我们以《工程力学》第六章“圆轴扭转时的强度和刚度计算”中的“圆轴扭转变形与刚度计算”为例，讲解我们的教学改革措施。
在传统的教学中，一般就是对全班讲解扭转变形的特点、表征扭转变形的物理量，以及相关的公式，然后在课件上摆出相应内容的几个例题，再布置两套课后练习题，这一节内容就算讲完了。在这种模式下，学生对公式的理解和记忆程度很低。在教学改革中，我们的具体措施如下：（1）在新内容开始之前，先让学生写出前面章节学过的“拉伸与压缩”、“剪切与挤压”变形的特点、表征的物理量和相关计算公式。考虑到可能不是每个学生都能记住，因此我们让学生以学习小组为单位进行讨论，对相关内容进行整理，使学生加深印象。（2）老师通过语言引导，让学生思考：扭转变形和前面所学的“拉伸与压缩”、“剪切与挤压”变形的变形形式和特点有何不同？他们所列的物理量和公式能否准确表征扭转变形的变形行为？等学生给出否定的答案之后，再引出新的物理量和计算公式，这样可以加深学生对新公式的理解和记忆。（3）对同一个知识点，通过形式的改变列出多个例题（保证每个小组一个例题），让学生小组讨论。随后，老师随机点小组内一名学生上讲台列出答案并进行讲解。如果答案错误或不会讲解，则该小组内所有学生在这一小节的考核成绩全部为零。为了不影响小组其他成员的成绩，成绩差的学生会主动学习课程内容；为了不让自己的平时成绩受到影响，成绩佳的学生也会监督小组其他成员学习，从而达到提高课堂效率的目的。
3.根据专业特点和教学方式，进行考核形式改革。（1）根据专业特点进行考试内容的改革。风景园林专业的培养目标注重的是工程设计，作为对专业课程起到托举和衔接作用的《工程力学》课程，在考试中除了充分体现对基本知识和基本理论的理解考查外，应该增加一些力学计算在工程实际中应用的题型和一些根据力学理论知识评价和预测工程系统可靠性的题型，注重考查学生的综合运用水平。这样不仅可以避免学生死记硬背例题和考试抄袭教材或教案的现象，而且可以激发学生将《工程力学》课程知识与工程实际相结合，提高知识的灵活运用能力。（2）根据教学方式的不同进行考核方式的改革。传统的考核方式是平时成绩占30%和期末考试成绩占70%，且平时成绩由到课率和课外作业组成。我们改革后的考核方式是平时成绩占60%，期末考试成绩占40%。提高平时成绩的比例，降低期末成绩的比例，有利于避免学生平时学习懒散、只在期末突击复习的不良学习习惯。平时成绩中没有到课率这一项，只有课前提问20%、课外作业10%、课堂小组讨论学习50%和实验20%。学生到课率是考核的基本要求，到课率不作为考核项，但是只要缺课3次以上，就不具备参与考核的资格。平时课前提问主要是考查学生的预习情况，对本节课的课堂效率影响较大，所以占平时成绩的20%。课外作业主要起到提醒学生复习的作用，但是难免有互相抄袭的现象，为了提高考核的公平性，课外作业只占平时成绩的10%。平时成绩的考核重点是课堂效率的成绩，我们的课堂改革是分组讨论学习，预先设定总的讨论学习分数100分，除以课程全过程讨論的次数，得到每次讨论学习的最高分值。根据每个小组学习的效果，包括做题准确率、小组出勤率以及组内合作情况，再进行打分。最后所有讨论学习的分值占平时成绩的50%。平时成绩的最后一项是实验成绩，实验过程可以锻炼学生的动手能力，促进对课程知识的思考，因此为了提高学生的重视度，实验操作水平占平时成绩的20%。这样的考核方式更能全面反映学生的学习能力，有利于培养学生的良好的学习习惯，提高其创新能力和团队合作能力。
三、结束语
《工程力学》课程作为风景园林专业一门重要的理论基础课程，对提高学生的创新能力和分析解决实际问题的能力至关重要。本课程组根据风景园林专业的特点和培养目标，提出《工程力学》课程的教学改革方案，并在教学中分层次、分阶段、循序渐进地实施教学改革，不断总结经验，逐步完善，对提高《工程力学》课程的教学效果起到一定的参考作用。
参考文献：
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[3]张敏，黄华恢，孙凌云，陈爽.基于土木工程培养的工程力学教学方法与实践改革[J].教育教学论坛，2016，（26）.
工程力学专业范文第6篇
【摘要】结合案例教学的特点，笔者实践了《工程力学》案例教学模式。此模式包括准备、讨论、总结、巩固几个阶段，有利于启发学生学习兴趣。教学中注意精选案例，注重实践，及时纠正错误。
【关键词】《工程力学》 案例教学 特点 操作过程 注意事项
《工程力学》课程是中等职业技术学校二产类专业必修的重要专业技术基础课，本课程具有力学基础理论多和工程应用广泛的特点，是学生从基础课到专业课学校的重要桥梁。课程既包含了大量基本概念、力学原理和理论，同时又包含了大量应用方面的内容。我们学校是培养实用型人才的二产类中等职业技术学校，要求学生通过对本门课程的学习既要做到理解基本概念，掌握基础理论，更要求能够注重理论与实际相结合，提高解决工程实际问题的能力。因此我们认为：最重要的是教会学生乐于求学、勤于思考、善于理论联系实际，培养学生提出问题、发现问题并能科学分析和创造性地解决工程实际问题的能力。我们学校存在着班型小、学生学习兴趣低、基础差等特点，传统教学方法效果差，所以要求我们必须改变传统教学方法。近年来，我们探索性地开展案例式教学法，并取得一定的成效。
一、案例教学法的特点
案例教学法与传统的教学法相比較具有以下特点
1.高度的拟真性和故事性。我通常以故事的形式引入案例，一是可以激发学生的学习兴趣，二是让学生感到所学的知识可以解决实际问题，更贴近实践，从而提高学生主动学习的积极性和主动性。
2.灵活的启发性。案例教学必须设计一系列相互关联、逐步深入的思考题，其中有的比较外露，有的比较含蓄，有的是知识性的，有的是开放性，留给不同类型的学生去挖掘和探索。案例中设计的问题，关键是能启发学生的思考。
3.鲜明的自主性。案例教学法是以研究“工程案例”为中心，学生以掌握分析、解决问题的方法为主，教师引导学生针对某工程具体案例，学习、研究如何综合运用知识分析和解决问题。此法改变了传统以教师为中心，学生被动停课的现状，极大地激发了学生自主学习的积极性。
二、实施工程力学案例教学法的操作过程及步骤
教师要想在教学过程中熟练运用案例教学法，首先必须查阅大量的资料，掌握与具体的课堂情境有关的实践知识，进行案例收集、整理、分析，或者通过与企业的信息交流，获取最贴近工程实践的案例。所以案例教学的实施可分为如下几步：
1.准备阶段。一是要做好案例收集。案例收集要有层次性、典型性，还要注意是与非、正与反、点与面、理论与实践的结合，同时一定要满足学生的好奇心。比如在讲作用力与反作用力时，我会以某型世界知名直升飞机经典战斗故事为教学案例，来引出直升飞机飞行升力的产生，比较与火箭和宇宙飞船推力的不同来让学生理解力的作用于反作用公理。案例收集可以有师生共同完成。二是要做好问题的设定。恰如其分的问题设定，可以让学生的讨论保持在正确的轨道。比如我会设定如下问题：直升飞机为什么会起飞？会飞出大气层吗？火箭为什么会飞出大气层等。
2.通过案例解读和讨论，开展探究性学习。探究性学习是一种通过鼓励学生积极参与、探索、思考、实践的具有教育性、创造性、实践性的主题活动，在构建认知结构的过程中促进学生多方面能力综合发展。讨论采用分组的形式，每组设一个组长，并尽量让每组的学生能力接近。组长是讨论的组织者，协调本组讨论有序进行，总结讨论结果，帮助其他同学共同学习。学生在讨论中必须积极主动方言，充分表达自己对问题的理解和分析。同事注意倾听别人的分析和见解。教师在此过程中适当维持秩序，恰当的指导和引导。
3.师生共同总结归纳。按着教师事先设定的问题和教材知识点逐一总结归纳，在总结过程中，可以采取组长汇报、师生问答等形式，尽量让学生感觉到知识点是学生讨论和学习的结果，而不是老师讲出来的。并对讨论情况进行总结，肯定学生中一些好的分析意见及独到见解，指出讨论中的优点和不足，澄清纠正讨论中的一些模糊和错误认识。同时要特别注意保护学生参与讨论的积极性，逐步提高案例讨论的质量。
4.应用巩固。结合案例做一道习题。通过前边的分析总结，学生已基本掌握了所学知识的要点，接下来由师生共同完成或由学生单独完成一道习题，来加强和巩固所学知识。一些分析和判断性的问题由学生分组讨论完成，计算类的问题由师生共同完成，因为我校学生数学基础特别差，看到计算题就有一种恐惧心理。所以，安排习题时千万不能太难，要让学生跳一下就能够着，否则会使学生产生畏难情绪，从而失去学习兴趣。
三、教学中应注意的几个问题
1.案例教学与理论教学的融合问题。并不是所有的内容都适合案例教学法。案例应与所对应的理论知识有直接联系，即案例教学一定要在理论基础上进行。只有将基本概念、基本原理理解得透彻，才能充分展开案例教学讨论，取得成效。二在理论知识普及和更新方面，传统讲授式教学法具有其独特的优势，它能全面、系统地向学生传授基本概念和基本知识。但在讲授中要注意理论部分力求少而经，并注意发挥学生的主动性、自觉性，使学生在系统掌握知识技能的同时，提高能力。
2.从教学需要出发精选案例。案例教学效果如何，在很大程度上取决于教师能否选择恰当的案例。精选出的案例应当是典型的，有代表性的，最能揭示所学理论的案例。同时要注意所选择的案例既不要过于复杂而使学生我从下手，又不能过于简单二不能涵盖教学重点。最好从学生熟悉的生活实际中选择案例。如果由教师编写，也应该符合生产生活实际。
3.并不是所有的问题都是开放的。有工程力学的课程特点，并不是所有问题的结论都是开放式的。当讨论过程中学生产生模糊认识甚至错误认识时，教师应及时指出纠正，着一定应该引起教师的注意。