工程問題的概念大全11篇

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前言

當前我國老年人居住建筑形式多樣：集中建設的老年人社區、普通社區配建的老年人住宅、老年人集中居住的公寓以及養老設施用地內建設的居家型老年人公寓等。盡管當前政府大力推廣相關養老政策，但由于目前老人居住建筑投資環境及運營盈利狀況不太理想，房地產開發商在開發老人建筑產業方面尚在初探階段；為配合政策及相關配套服務要求，利用普通公寓與老年人公寓使用功能的相似性，將普通公寓樓通過改造成老年人公寓樓來實現配套要求。

1 改造項目居住環境的選擇

老年人公寓的選址要考慮方便老年人出行的需要，應選擇在交通便捷、方便可達的地段；臨近相關服務設施和公共綠地，以滿足老年人日常生活的需求。老年人對自然對陽光、空氣有較高的要求，為有利于老年人的安全和體能的需要，生活基地盡可能日照充足、防止噪聲干擾、遠離污染源。居住用房應布置在采光通風良好的地段，保證主要居室有良好的朝向，老人居住建筑的間距應高于普通住宅，滿足冬至日日照不應低于2小時的標準。

2 主出入口的改造

出入口是老年人容易發生摔倒的重點區域，出入口地面裝修材料經常是建筑內裝材料的延續，如果處理不當，在雨雪天氣時地面會特別濕滑，因此出入口地面防滑處理非常必要。首層安裝閉門器的疏散平開門對于開門力量有一定的要求，不僅會阻礙使用輪椅的殘疾老年人疏散，對于大量身體力量退化的老年人也存在開啟困難的問題，閉門器的啟閉時間要考慮輪椅通行及老年人行動遲緩的因素。因此疏散門在進入的一側安裝電動開門輔助裝置，以便老年人開門逃生；條件允許時設置自動門，電動開門輔助裝置可以幫助力量衰退的老年人；感應開門裝置可以避免感知能力衰退的老年人發生與門的碰撞或者被夾傷的意外。

3 戶內使用空間的改造

老年人公寓套型使用面積不宜小于35m2、27m2和22m2，套型內至少包含臥室、起居室（廳）、衛生間和電炊操作間等基本功能空間。根據老年人公寓功能配置，部分戶型可在配套服務用房中設置公共餐廳或公用廚房，當老年人炊事操作困難時，可依賴公共餐廳供餐；部分獨立套型可設置沒有明火的電炊灶具，既保證安全性，又可滿足加工、加熱食物的要求。套內各功能空間因為結構構造作法的不同，地面鋪裝材料的不同，形成較小高差，存在很大的安全隱患，高差超過0.015m對行動不便和使用輪椅的老年人形成通行障礙。因此過道地面與各居室地面之間應無高差；當過道與廚房、衛生間和陽臺之間有高差時，應盡量減少高差，并以斜坡過渡，避免因高差過大導致羈絆和輪椅無法自助通行等情況的發生。由于過道空間內無可抓扶的支撐物，為方便老人夜間起夜時安全行走，在過道的主要位置設置連續扶手。

4 電梯及電梯廳的改造

考慮到老年人突發疾病的概率增高，為保證救助效率，提高適應更多型號擔架的能力，配置可容納擔架電梯轎廂最小尺寸為1.60m×1.60m，開門凈寬不小于0.90m。由于老年人行動較為緩慢及伴有視力衰退，為避免電梯關門時給老年人造成傷害，轎廂門應安裝開關延時與關門保護裝置，轎廂應配置音頻報站，用聲音通報電梯升降方向和到達樓層。安裝視頻監控和對講機設備，保證在電梯發生故障或轎箱內老年人發生意外事故時的應急處置。候梯廳深度不應小于1.80m，候梯廳四周墻面應設置扶手。

5 疏散樓梯的改造

考慮到老年人使用拐杖和在其他人幫助下行走的情況，除日常通行外，樓梯要考慮急救疏散的功能；樓梯梯段間平臺的深度應適當增加至1.3m及以上。樓梯踏步踏面改造成寬度不小于0.30m、高度不大于0.15m；踏步面層應防止老年人在上下樓梯時出現的跌倒與羈絆風險，踏面前緣不宜前凸。在踏步中設置防滑條、示警條時，防滑條和踏面應保持在同一平面上，并采用不同顏色加以區別。樓梯應設置扶手以方便老年人的通行并防止跌倒。由于老年人在使用樓梯扶手時的手臂用力方向不同，所以樓梯兩側應設置連續扶手并應與走廊扶手相連接，扶手端部下彎，以免鉤掛衣物，發生危險。

6 走廊的改造

考慮到老年人公寓的公共走廊作為交通與疏散的重要通道，其凈寬必須滿足步行雙向、擔架、助行器與輪椅等設備單向通行的空間與視覺要求。為保證輪椅180°轉動及輪椅和行人并行通過，走廊的凈寬在1.50m以上。在走廊中兩側墻面設置高0.85m～0.90m扶手，并能夠承載老年人全部支撐力；扶手端頭處向墻內彎可避免鉤掛衣袖。走廊兩側墻面出現突出物時，應采取相應措施保持扶手的連貫并保證1.20m的通行凈寬。由于戶門直接開向走廊時會對公用走廊內通行的人造成危險，戶門前設置凹室以保證打開的門扇不在走廊突出。公共走廊地面使用耐磨、防滑的地面材料防跌倒。

7 設備改造

考慮到老年人反應遲緩，運動能力退化、視力衰退、常伴有視覺衰退，在安全疏散時遇到的困難較大；因此老年人公寓要加強安全疏散設施的配置。設施重點部位包括：公用走廊、樓梯間、候梯廳和門廳等公共空間；均設置疏散導向標志、應急照明裝置、音頻預警等輔助逃生裝置以幫助老年人向最近的安全出口完成疏散。公共空間中的疏散門在進入的一側安裝電動開門輔助裝置，以便老年人開門逃生；電動開門裝置與消防控制中心聯通，僅供應急疏散時使用，以免造成日常管理的困難。安裝閉門器的疏散門有自動閉門功能，為降低行動和反應遲緩的老年人被疏散門撞擊和夾傷的風險，在疏散門附近安裝應急照明設施及呼叫裝置，便于及時了解現場發生的狀況并快速做出處置。

在老年人公寓中的主要活動區域，特別是易發生危險的位置設置報警裝置，便于及時發現老年人的各種突發事故并及時救助。套內衛生間及公共衛生間是老年人發生滑倒或疾病的重點部位，要設置緊急缶求助。求助按鈕設在0.8～1.10m高度、有明顯標注且采用按鈕和拉繩結合的方式；方便老年人在緊急情況下識別并使用，拉繩末端距地0.3m。戶門頭外設燈光報警燈，呼叫信號直接送至管理室；便于管理和救助人員及時發現事故位置。

8 消防救援的選用

考慮到老年人反應遲緩，行動緩慢，消防緊急疏散是最困難的問題。避難袋、緩降器、避難滑梯、縮放式滑道均不適合老年人緊急疏散使用。室外疏散救援艙由平時折疊存放在屋頂的一個或多個逃生救援艙和外墻安裝得齒軌兩部分組成?；馂臅r由專業人員用安裝在屋頂上的絞車將展開后的逃生救援艙引入建筑外墻安裝的滑軌，逃生救援艙可以同時與多個樓層走道的窗口對接，將建筑內的被困人員送到地面，在上升時又可以將消防隊員等應急救援人員送到建筑內。室外救援艙比縮放式滑道和緩降器復雜，一次性投資大，需要由受過專門訓練的人員使用和控制，而且需要定期維護保養和檢修，作為動力的屋頂絞車必須由可靠的動力保障。由于可以每次往返可以運送多人，適合疏散乘坐輪椅和行動不便的老年人緊急疏散時使用。

9 結束語

總而言之，一切的宗旨都是要以人為本，老年人公寓改造必須站在老年人的角度出發，打造方便、舒適、人性化的居住環境；將普通公寓樓通過切實改造來實現公共配套要求，在符合適用、安全、衛生、經濟、環保要求的同時，滿足老年人生理和心理方面的特殊需求。

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中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2013）01-003-01

工程力學是非機械類專業工科學生的重要基礎，開設本課程的學生一般再無后續力學課程。目前的教學大綱中仍然將理論教學作為重點，在工程力學教學的過程中仍然僅僅重視工程力學相關理論公式以及微分方程的求解上。這種教學模式，會使工程力學教學陷入困境。一方面學生感覺工程力學知識晦澀難懂，另一方面工程力學教師在講解過程中也無法將工程力學知識清晰的表述出來，教學效果不理想。最終會導致學生學習興趣較低，深感這門課程難學，也是學生最難掌握的專業基礎課之一。那么如何激發學生的學習興趣，提高教學質量，提高學生分析能力，這是每一位一線力學教師所關注的問題。

一、加強教學環節，改進教學實踐的方法

1、充分利用多媒體教學，多種教學手段相結合 隨著時代的發展和科學技術的進步，人類的教育手段也不斷提高。計算機多媒體教學已經走進課堂，它以其鮮明的教學特點，豐富的教學內容，形象生動的教學情境逐步打破“一塊黑板，一支粉筆、一張嘴巴眾人聽”以教師灌輸為主的“填鴨式”的教學法。

工程力學與工程實際聯系緊密，所研究的問題都是工程中最基本的力學問題，而大部分學生缺乏對生活和生產實踐的感性認識，單靠教師的口述和板書很難讓學生接受和理解這些知識。運用多媒體輔助教學，既發揮其形象具體直觀、圖文清晰規范、信息量大面寬的優勢，又保留板書教學節奏可控、交流自如等特點。各種工程實例可利用多媒體通過屏幕以圖片、動畫的形式展現在學生面前，有利于學生工程概念的建立，更容易接受和理解教學內容，激發學生的學習興趣。當然，多媒體教學也不是盡善盡美，存在進度較快、學生的思維較難跟上教師節奏等問題。因此，教學中應采取傳統教學與多媒體教學相結合的方式。

2、完善教學方法，提高教學質量 工程力學教學力求做到概念準確，敘述簡明，主干清晰，啟發思維。

（1）教學中突出一條主線，以固體力學的基本研究方法——力的平衡、變形的幾何協調、力與變形間的物理關系的研究，為分析研究工程力學問題的主線，貫穿整門課程，有利于學生建立對力學的整體認識。（2）講解時注重歸納思維方法。在討論不同問題的個性（特點）的時候，突出共性的歸納。如不同基本變形應力分析方法的共性；靜定問題與靜不定問題的共性；不同材料物理模型下變形體力學分析的共性等。（3）加強課堂討論。促進學生對于問題、模型、假設、結論等物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與探究。每次課均設置有思考、討論題，使學生參與互動。可以通過情境的設置，理論結合實際，使學生能夠更透徹地掌握工程力學的相關概念，提高學生的學習興趣，使學生能夠受到更大的啟發，達到良好的教學效果。

3、重視習題課，提煉典型習題 學生在力學學習過程中，普遍會存在“上課聽懂了，習題不會做”的現象。因此，習題課在工程力學課程教學中有著重要的作用。習題課應以“討論”為中心組織教學，內容上應注意基本概念和習題訓練并重。教師需要挑選典型的、學生易出錯的、綜合性強的例題。講解時，重點講分析過程、解決辦法，最后討論一題多變的求解方法，輻射出更多有關的知識點，并加以小結。通過習題訓練，加深學生對知識點的理解、記憶和運用，提高學生分析問題、解決問題的能力。

二、課程教學中的重點、難點問題的解決辦法

解決好課程中的重點、難點問題是學生對所學內容能夠透徹理解、深化認識的一條重要途徑，也是培養分析思維能力的有效方法。

解決的辦法是精煉課程內容，突出研究主干，加強啟發討論，注重歸納思維。在授課過程中注意圍繞重點、難點精講多練，對講授內容注重講概念、講思路、講方法。以力的平衡—變形的幾何協調—材料的力學行為作為分析研究工程靜力學問題的主線，突出基本概念、基本理論、基本分析方法和基本計算能力的培養。可采用啟發式、討論式的教學方法，即先提出一定的問題，引導學生積極思考和討論，使之有解決問題的愿望后，再通過教師的講解分析，將實際結構轉化為力學模型，并從力學的角度加以分析，最后將所得到的結果引入課堂教學的理論部分。另外，還可以留一些與生活相關的思考題，讓學生在課外思考、推理，力爭得到一些結論。這樣，就能使學生看到力學并不僅僅是一些枯燥的概念和理論，還是活生生的現實。這種啟發式教學不僅能引起學生的很大興趣，還可獲得一般教學方式所達不到的效果。

三、結束語

在工程力學的教學中，我們注重培養學生的工程意識和應用能力，根據專業特點優選教學內容、采用多樣的教學方法和手段，增強學生分析和解決實際問題的能力。

全面提高工程力學的教學質量，培養學生的創新能力，需要不斷地堅持和努力，必須采取積極有效以及循序漸進的方式。作為一名講授工程力學課程的一線教師，將積極探索，不斷完善教學過程的設計，不斷更新教學理念，不斷總結積累教學經驗，提高教學水平，培養社會需求的應用型、創新型工程技術人才。

參考文獻

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【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）22-0011-02

一 工程力學介紹

工程力學作為一門應用范圍極其廣泛的工科專業基礎課程，它包含了傳統學科中的理論力學與材料力學兩門學科中的主要內容，是認識與分析工程技術問題一項必備的基礎知識與研究工具，是材料、機械、建筑、機電等專業的重要專業基礎課之一。課程內含大量的基本概念、基本術語如約束與約束反力等很多易混淆的名詞，概念性強是工程力學的一個重要特點，如果死記硬背，必然會東挪西借，一團霧水。抽象性強是本課程的又一特點，尤其在材料力學篇，如材料的軸力、彎矩等內力的概念，學生中有很多疑點，必須給予明確而有說服力的解釋，否則不利于培養學生的分析、思維能力。實踐應用性強是它的第三個特點，各種起重裝置的設計、減速器中傳動軸的設計等都離不開力學知識，都需要經過周密的科學計算才能設計尺寸選取材料。而作為一門基礎課程，工程力學與其說是一門知識，不如說是一種思維方式，課程內含大量的分析問題、解決問題的方法，是一門重要的思維方式培養課程。

二 思維方式及其重要性

所謂思維方式，就是體現一定的思想內容和一定的思考方法，使用于特定領域的思維模式。如在游擊戰時期，為了有效地保存自己消滅敵人提出了“16字訣”：敵進我退、敵駐我擾、敵疲我打、敵退我追。這就是當時最為優秀的思維方式。以思維的憑借物維度劃分，可以把思維分為動作思維、形象思維和抽象思維，概念是人反映事物本質屬性的一種思維形式，因而抽象思維是人類思維的核心形態。以思維探索問題答案的方向劃分，可以把思維分為聚合思維和發散思維、以思維的創造性維度劃分，可以把思維分為再造性思維和創造性思維、以思維的目的維度劃分，可以把思維分為上升性思維、求解性思維和決策性思維 。

思維方式是社會意識的形成途徑。千百年來人類通過對自然、社會的不斷深入了解，在實踐中逐步形成不同領域、不同階段的思維方式。不同的思維方式是形成不同的思想成果的必備條件，它就像不同的加工車床，相同原料經過加工之后就會出現不同的加工產品。形式雖多樣，本質卻多有相似，解決方案的確定過程也就是思維方式的形成過程。伏爾泰曾說：“除了野蠻的國度，世界上所有地方都被書統治著?！比祟惿鐣阅苓M步和發展，是因為國民掌握了先進的價值體系、思維方式知識體系。價值體系確定了處理事情的目標與方向，而思維方式就是理解和處理事情的方法，掌握好了就有可以順利地解決很多難題。教育的主要任務，是訓練良好的思維方式。

三 工程力學中的思維方式

1.工程力學中的抽象思維

抽象思維也稱邏輯思維，是利用概念進行的思維活動。它又分為形式邏輯思維和辯證邏輯思維。形式邏輯中的概念是無矛盾性的，具有確定、絕對、靜止、單一的特性，而辯證邏輯中的概念是有矛盾的、具有變化、相對、運動、多樣的特征。辯證邏輯思維是在形式邏輯思維發展的基礎上形成的，是抽象思維的高級階段，是對自然界中到處盛行的對立中的運動的反映。

工程力學中概念較多，力、力矩、力偶矩、約束、約束力、平衡、彈性變形以及塑性變形等，是對事物本質屬性的一種高度概括。學生需要從多個個體中分析其聯系，抽象總結出其內在本質的統一，進而得到其概念。如從具體的力中抽象出其統一的本質（機械作用），從具體的約束中抽象出其統一的本質（對運動的限制），從具體的內力中抽象出其統一的本質（與外力相關，影響變形等）。力學中很多知識是抽象的，并不是針對某一問題，而是針對一大類工程問題，其解決思路也是一種抽象思維。

2.工程力學中的發散思維

發散思維又稱求異思維、輻射思維，是從一個目標出發，沿著各種不同途徑尋求各種答案的思維方式。體現著哲學中的相對性。如平衡方程的多種形式（平面一般力系的一矩式、二矩式、三矩式，體現同一問題的不同解法），合力投影定理（合力在某軸上的投影等于各分力在該軸上投影的代數和，將矢量運算簡化為標量運算），合力矩定理（合力在某點的力矩等于各分力在該點力矩的代數和）等都表現了該課程中的發散思維，體現著同一目標不同解決思路的發散性，即可以通過轉化思維簡化問題，對解決工程實際問題有很高的指導價值。

3.工程力學中的上升性思維、求解性思維、決策型思維

上升性思維是從個別的事物經驗中，通過分析、綜合、比較、歸納、概括出具有一般特征和普遍規律性的思維。求解性思維是尋求解決某個具體問題的思維。決策性思維是對未來事件發生的可能性予以估計并從中選擇最理想解決方案的思維。工程力學中的解題方法的總結實際上是一種上升性思維，而將該方法應用于具體的問題是一種求解性思維，利用該方法對事物的發展的可能性預測并提出解決方案。如結構的強度條件體現了求解性思維，而利用強度條件解決強

度校核問題并對桿件截面的設計則體現了決策性思維。

4.工程力學中的其他思維

工程力學是一門專業基礎課，力學從誕生之日起就與數學相生相息，兩者都是解決問題的方法、解決問題的思路。力學中的理想模型的建立，蘊含著抓住主要矛盾，忽略次要矛盾去分析問題的思路，力學中的重心、形心蘊含著數學的微積分的思想，蘊含著加權平均的思想，力學中變形與外力、內力的關系則蘊含著內因與外因的哲學思想，聯系的觀點等。

四 結束語

工程力學是一門專業基礎課，更是一種思維方式，本文對工程力學中蘊含的思維方式做了小結，對工程力學的教學有一定的參考意義。

參考文獻

[1]張秉榮、章秉榮主編.工程力學[M].北京：機械工業出版社，2007

[2]周晚林.改革力學課程 提高學生工程素質[J].理工高教研究，2006（1）

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首先從廣度上看，物理學涉及了力學、電學、熱學、光學、原子物理學等，而工程力學只涉及了物理學的力學部分；物理學是一門為學習專業基礎課（如《電工電子學》《工程力學》等）打基礎的學科，而工程力學是為學習專業課（《礦山壓力與控制》《井巷工程》等）打基礎的學科。所以對于高職院校的學生來說，難度要求降低了，專業要求提高了。教師在授課時，要幫助學生克服畏難情緒（特別是對“文科”學生而言），明確告訴學生，在專業課的學習中也許用到工程力學中的一個“點”，但我們現在就要學好一個“面”。從而調動學生的學習積極性，激發學生的學習熱情，為今后學習打下良好的學習基礎。

第二，從宏觀上看，工程力學與物理學有很多相通的地方，從微觀上看又有很多不同的地方。例如，在靜力學中，從物理學角度出發，為了研究問題的方便，在許多情況下可以將物體看成質點，只有在研究物體的轉動問題時才將物體看成剛體，而在工程力學中卻不能忽略物體的大小和形狀，只能將物體看成剛體；在物理學中，即使將物體看成剛體也無需考慮物體的形變，而在工程力學中，我們必須考慮物體的承載能力（即強度、剛度、穩定性），從而必然要研究物體的形變，此時要將“剛體”假設成“變形固體”。

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關鍵詞：

巖土工程專業；實驗性；實踐性；實戰性；教學改革

一、引言

如今，社會經濟結構的大調整對人才的要求也發生明顯的改變，為社會不斷輸送高素質人力資源的中國高等教育也正處在變革之中，在有限的社會資源與競爭日益激烈的環境影響下，一定程度上壓縮了學生的有限學習空間，使得培養的學生在專業知識水平和解決問題的能力方面遠遠滿足不了社會的需求。因此，分析當前巖土工程專業教學過程中存在的主要問題，強化實驗性、實踐性與實戰性教學改革，構建適合就業市場需求和行業發展需要的能力綜合型素質教學體系與模式，是所有承擔專業教學任務的教師不斷深入研究的課題。

二、當前巖土工程專業教學過程中主要存在問題

長期以來，巖土工程專業的教學過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向，實踐教學管理松散、經費投入相對不足，教師的教學積極性和教學激情不高，學生的學習能力與實踐能力偏弱，從而影響了學生的培養質量。主要有以下幾種表現。

1.基本概念的實驗性教學日益淡化。巖土工程學科很多的基本概念、基礎理論和重要公式都是基于試驗規律的發現上升為統一的定律與定理，如果不重視基本物理模型試驗了解巖土工程的一些基本屬性，很難做到理解性的熟悉與掌握。一直以來，國內的高等教育在感性引領與客觀認知上傾注的投入嚴重不足，表現為實驗教學課程的學時設置不夠甚至沒有、相應配套經費的投入偏少甚至缺失、教學質量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學生人數的增加，一線青年教師特別是實驗課教師由于教學經驗的不足，教學過程中很難提高教學積極性，學生的學習懈怠心理也被突出地放大，對巖土工程的基本概念模棱兩可、對學科專業的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業要求缺乏信心等。

2.觀摩實習等實踐性教學逐漸壓縮。親臨現場的認識實習、參與工程的生產實習是巖土工程專業學生進行實踐性教學的主要方式，也是學生提升專業理解、增進行業認識的重要途徑。由于工程建設的實效性，實習基地可分為兩大類：一類是固定實習基地，這類基地的教學內容基本上是不變的，幾乎每屆學生都可以前往參觀學習，主要用于基礎性實習教學；另一類是臨時（動態）實習基地，這類基地是在實習準備階段聯系的，教學內容隨工程建設本身而變化，而且隨著工程建設的進度而變化，主要針對某一單項工程的實踐教學[2]。由于野外實習時間安排相對集中且短暫，再加上路途與安全等問題的考慮，導致部分學生不能全面仔細地觀察到項目施工現場的情況及細節，而且學校管理人力的限制不可能對每位學生的實際過程有效的監控，實習基地的偏少和時間的壓縮，必然不利于學生全面了解各類工程項目，學生的見識也得不到有效擴展。

3.處理問題等實戰性教學嚴重缺失。普通高校對學生的培養更注重的是對教科書中理論知識的反復考查，在了解最新學科領域和相關科技文獻方面微乎其微。因此，當學生進入高校開始接觸應用型基礎科學研究時，動手實踐能力普遍較差，科研能力基礎較薄弱。在這樣的背景下，若要培養學生們的科研能力，只能從最初步和最簡單的工作開始，在教師的引導下一點一滴地積累。恰巧，我們的大學課程開始又是以最基礎理論課開始，學生沒有真正地理解所學知識的基本概念，又由于實踐性教學環節的種種不足，導致學生的第一認識本身存在很多的疑惑，從感性認知到理性認知的過程相互之間的銜接被割裂。如參與科學研究時，研究的科學問題在哪里，什么是工程人員必須要把控的，研究出來的規律、結論等成果對現實有如何的指導意義，這些都是需要讓學生去了解的，當面對這些問題時，我們的學生往往腦海里是一片空白。

三、提出一些擬改革措施意見

基于目前普通高校中巖土工程專業本科生的實際教學過程中存在的問題，筆者通過調研及在教學科研中不斷總結，提出以下幾點解決問題的思考。

1.基本概念、理論的網格節點化教育教學。與傳統的結構、材料、力學等學科不同，巖土工程是一門綜合性較強的復雜體系學科，研究的對象如土、巖石本身的物理、化學與力學特性等就很多元，且涵蓋的內容十分廣泛，包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學目標，其本身是十分艱巨的任務。然而，萬丈高樓平地起，古樹千年幼成苗。我們巖土工程領域有很多杰出的大師，沒有一位不是對巖土工程專業學科基本概念高度重視，往往在談論浩大工程問題的時候，都是從一個小小的基礎理論為出發點，正所謂大海無邊百川融，只要把基本的理解問題解決了，就能找到關鍵的科學問題，大事就成功了一半?？梢?，日常教學中對基本概念的把握和吃透非常重要，從專業基礎課程（如土力學、基礎工程）開始，就把概念的由來給學生解釋清楚，如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準備一些教學道具模型，演示給學生看到具體的實物；再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時，演示給學生看土的狀態與實物的對比定義過程?？傊?，教師在教學過程中，一定是以學生接觸一種新鮮事物的角度接收過程來進行課堂的組織。把基本的概念、理論作為整張鋪開的網中的一個個節點來編織，形成一套認識、理解與掌握的全備知識接收過程的換位思考教學方法，在日常的教學中普及開來，配合以規律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓練，學好一門課程。

2.實驗操作、認識實習、生產實習等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀，高等學校學生中的主流群體基本是以獨生子女為主，個人經歷只是簡單地從家庭到學校，學習過程也僅限于從課堂到書本，缺乏生活歷練，動手能力十分有限。而且，高等教育由精英教育向大眾教育的轉變，學生的主動性和接收知識欲望也不強。同時，有的實踐性教學從屬于理論課，甚至是分開教學，實驗過程中往往前期準備工作已經完成，學生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟，缺乏全局的統籌和重點的把握。教學大綱中對實踐性教學本身已經作了明確的課時、內容與目標要求，如果按照專業建設去執行，理應達到較好的效果。實際的情況是，我們培養出來的學生動手能力很差，畢業以后到了工作崗位角色適應能力不足。通過調研分析發現，目前各高校在實踐教學的操作管理過程中雖存在一些限制性因素，如實踐經費不足、實習基地偏少、師生比例過高、儀器設備陳舊等條件限制，但最關鍵的還是對實踐教學的管理不到位，落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明，對于學生認識實習、生產實習的兩種考核，一般高校都是讓學生提交一份實習報告，實習單位以章蓋戳等證明，考核效果并不理想。筆者思考，可以通過項目考核的形式來完成對實習過程與效果的鑒定，并以匯報答辯的形式進行打分，同時兼顧接收單位的日?？己伺c實習評價三者結合以達到對學生的客觀評價，填補管理上的作假漏洞。這樣學生有驅動力去執行實踐課程的要求，并且得到的結果也能令人信服。

3.針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作。要培養學生認識問題、分析問題和解決問題的能力，結合巖土工程學科的特點，要讓學生進入實戰化的針對性課題訓練。由于現行教育制度的不足，學生在進入高校開始課題訓練時的科研能力基礎較為薄弱，但是存在很大提升空間。在基礎課程學習的過程中既要開始積極的引導，將課堂教學內容與實踐工程活動相結合，專業教師和課輔老師可以激發他們的學習興趣。學生能力的培養是個系統工程，需要科研教學平臺、指導教師和學生三個方面的互動，才能取得良好的效果。筆者思考，需要建立針對性研究課題的獨立訓練與團隊協作的方式，充分利用一些公開或個人的師資資源，鼓勵學生利用閑暇時間積極參與科研項目團隊，既要明確具體的負責任務，又要加強課題組成員的合作。例如：學校或學院可以設立一些學生創新科技項目基金，選拔一些品學兼優的學生，以第一負責人或項目參與人的身份承擔一些實踐科研類的課題；或者，有明確研究課題或經費充足的教師吸收本科學生參加自己科研團隊，分配學生協助查閱相關文獻，參與進行相關試驗工作；另外，給予學生一些方向性的指導，幫組學生自主地發現或理解一些科學問題，自主設計一些科學試驗方案以解決提出的科學問題，教導學生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧；還可以讓學生參與一些生產性的橫向課題，讓學生參與到實際生產項目活動中，加強了學生的社會溝通能力與協作能力，提高了學生的工作能力。

四、結語

新時代下，對高等教育培養學生的能力素質要求越來越高，如何全面提高學生的認識問題、分析問題與解決問題的能力，是我們高等院校當前面臨的一項艱巨而又緊迫性工作，如何加強巖土工程專業實驗性、實踐性和實戰性教學環節，充分調動學生學習的主動性、積極性，提高其適應新形勢下的工作能力，是我們基礎教學工作者應該積極思考的問題。對巖土工程專業的實際教學過程的一些改革，必須使學生更深刻地認識到有效性求學的重要性，進一步提升學生專業素養與專業水平，提高學生實踐動手能力和創新能力，為新時期巖土工程建設提供更多高素質的合格人才。

作者：呂偉華 張永興 單位：南京林業大學土木工程學院

篇（6）

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）01-0239-01

工程力學是工科專業尤其是機械專業重要的基礎課，不僅是工科專業的先行課和基礎課，更有著很強的工程背景和工程應用性。工程力學的學好與否直接關系著學生對整個專業的學習興趣。然而，由于這門課程的概念公式多，理論復雜、思維抽象，教學實踐中普遍存在著“學生難學、老師難教”的現象。

鑒于工程力學的教學特點，教師有必要不斷提高自身教學水平，在教學中采用形象化的教學手段和方法，激發學生學習興趣，端正學習態度，增強學習自信心。為解決教學中存在的困難，提高教學質量，本文進行了積極的探索，提出以下幾方面內容：

1.將基本概念和知識點形象化

工程力學的教學內容中包括大量的概念，為了在有限的學時內將基本概念和知識點傳授給學生，就要提高授課效果，增強課堂趣味性。教師在講授時不僅要進行科學分析，更要想辦法將抽象思維形象化、直觀化，縮短理論與生活的距離。如在課件中應用flas、錄像、照片等影音資料，通過聲情并茂的課堂演示，增強學生的感性認識，促進學生的求知欲望。

除了教學生理解記憶，還可采用形象記憶法幫助學生快速識記。如在講授彎矩的正負號規則時，教材中給出這樣的規定：“作用在左側截面上使截開部分逆時針方向轉動；或者作用在右側截面上使截開部分順時針方向轉動者為正；反之為負?！睂W生感覺拗口，容易混淆，筆者在課堂中提出下述形象記憶法：將自己的身體做為截斷的一部分梁，左右手舉過頭頂做大猩猩狀，手臂彎曲的方向即為相應截面的彎矩正方向，要求學生以此形象識記知識點，學生在老師形象展示時捧腹大笑，在活躍的課堂氣氛中掌握了知識點，課堂反應良好，提高了課堂學習的積極性。為了使基本概念形象化，提高課程的趣味性，這就要求教師多留心，不斷積累經驗，幫助學生采用形象的方法理解和識記基本概念，為后續概念的應用打下堅實的基礎。

2.采用形象化案例式教學模式

工程力學有很強的應用性，在課學中應廣泛使用實際工程中的案例，引導學生想象工程實際場景，并用所學理論知識解決工程問題，培養學生的分析問題解決問題的能力，提高學生學習的自信心。

教師在講解知識點之前，應先提出有關的工程案例，并同時展示圖片，再展開講解有知識點，之后先讓學生思考解決問題的方法，教師可給予思路的引導，并不急于給出答案。如在講解物體的重心內容時，就可以給出轎車圖片，并提出問題：采取何種方法能夠確定小轎車的重心位置？由學生討論解決的方法，最后教師點評。這種生活實例不僅能吸引學生的注意力，又能啟發學生積極思考。這種以學生解決問題為主，教師引導為輔的教學模式更能激發學生學習的自信心和求知欲。

3.力學模型直觀化、瞬態運動過程化

隨著國內高等教育體制的改革，許多工科院校減少了工程力學課內學時，就是為了給學生更多自主學習的空間，因此改進教學方法，利用計算機作為輔助教學工具就成為現代教學的發展趨勢。MATLAB作為一種集成度很高的語言，由于其功能強大、使用方便已經在教學、科研和工程實際中廣泛使用。

在學習有關運動學和動力學的內容時，對典型機構的運動，手動計算只能解出某些瞬時的力學參數，對于機構的整個運動過程，手動計算難度太高，且理解困難。利用仿真軟件對機構的運動做過程分析，將機構運動過程中各個參數變化的過程以曲線、圖表甚至動畫的方式表現出來，將運動過程更加直觀的展現給學生，降低了學生對動態運動的理解難度。目前已經有很多這方面的研究，如王清等[1]利用MATLAB繪制了滾動圓輪上一點的運動軌跡圖、速度變化圖等，把生硬的公式變成了二維圖形。張寧等[2]利用simmechanics建立了曲柄連桿機構的仿真模型，對其進行了運動學和動力學仿真。敖文剛[3]利用matlab設計出友好的虛擬實驗可視化用戶界面，將分析結果以曲線、動畫和表格表達出來。王繁生等[4]以matlab為仿真平臺并以Visual C++為開發環境開發了材料力學輔助教學軟件，使學生在課堂上直觀地了解到工程實際問題的處理過程。

以上種種均說明了借助計算機技術進行形象化、直觀化教學的可能性。教師可利用已有成果或自行研發典型力學模型或機構動態運動的程序，應用到學生課堂教學中和仿真實驗課中，既可提高學習興趣又可增強感性認識，還可提高力學建模和數學計算的能力，為將來更好地解決工程實際問題打下基礎。

總之，在工程力學的教學中，鑒于該門課程的理論性和抽象性，教師應不斷提高教學水平，采用一切形象化教學手段使教學內容更加直觀化、可視化，幫助學生在有限的課時內盡快掌握基本知識點，增強學生對此門課程的感性認識，并培養學生利用理論知識解決工程實際問題的能力，培養學生的工程素質，也為后續課程的學習打下基礎。

參考文獻：

[1]王清，龔長清. MATLAB在“理論力學”教學中的應用[J].中國電力教育， 2011，9：200-203

[2]張寧，田杰，陳奇. 基于simmechanics的曲柄壓力機機構仿真分析[J].宜春學院學報，2013，35（3）：35-36，137

[3]敖文剛. 基于Matlab的可視化理論力學虛擬實驗[J].重慶工商大學學報（科然科學版）， 2012，29（9）：101-105

篇（7）

摘 要：“建筑抗震設計”是一門理論性、實踐性、綜合性都很強的課程，震害分析在教學過程中處于核心地位，是培養學生分析解決問題的重要手段。文章結合石河子大學“建筑抗震設計”課程建設經驗，介紹了基于震害分析的建筑抗震設計教學方法的基本思路，并以在混凝土結構抗震設計中的實踐應用為例，具體分析以震害分析為核心的教學方法在概念設計、抗震計算，以及抗震構造措施等方面的應用。

關鍵詞：建筑抗震設計；震害分析；教學思路；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2015）09-0009-02

收稿日期：2014-12-28

作者簡介：袁康（1982—），男，重慶合川人，石河子大學水利建筑工程學院土木工程系主任，博士，副教授，國家一級注冊結構工程師，主要從事建筑結構工程研究。

基金項目：石河子大學一類課程“建筑抗震設計”

新疆地處亞歐大陸腹地，受南印度洋板塊與歐亞板塊碰撞作用以及來自北西伯利亞板塊的擠壓，構造運動強烈，是我國主要的內陸地震活動區域，也是國務院確定的地震重點監視防御區之一。進入20世紀以來，新疆境內發生6級以上地震100多次，平均每年一次以上，全區抗震設防烈度在6度以上的區域占全區總面積的80%以上，其中7度以上高烈度區域面積占60%以上，面臨嚴峻的抗震形勢[1]。因此，新疆地處地震高發區和高烈度區的抗震形勢對當地建筑設計、施工等技術人員提出了更高要求。因而，建筑抗震設計在當地本科教學中的重要性更加突出。

隨著近年來全球地震進入活躍期，強震頻發，大量的工程震害為學生學習抗震知識和技能提供了生動的教學素材，尤其是汶川、玉樹等一系列大震災害引起了大家的重視，對典型震害的分析成為了促使相關抗震設計、構造施工技術進步的重要因素，如汶川地震后，我國的《建筑抗震設計規范》（GB2010 0011-2010）就進行了相應的修編[2]。因此，開展基于震害分析的“建筑抗震設計”教學方法改革也是石河子大學建筑抗震設計課程組一直探索的目標，在多年課程建設過程中，取得了較好的教學效果。本文將在分析“建筑抗震設計”課程的特點，剖析存在問題的基礎上，闡述基于震害分析的研究型教學思路，并以在混凝土結構抗震設計中的實踐應用為例，具體分析以震害分析為核心的教學方法在概念設計、抗震計算，以及抗震構造措施等方面的應用，以供參考。

一、“建筑抗震設計”課程特點及現狀

“建筑結構抗震設計”課程在石河子大學開課學時為48學時，包括理論教學40學時和試驗教學8學時，是建筑工程專業必修課程之一，同時也是一門涉及學科較廣、綜合性較強的課程，經過本課程的學習，為后續的畢業設計奠定基礎，是建筑工程專業學生知識結構中重要的組成部分。

（一）涉及知識面廣，對學生理論基礎知識要求高

該課程主要涉及數學、力學、材料、結構等方面的知識，其先修課主要有工程數學、理論力學、材料力學、結構力學、建筑材料、鋼結構、鋼筋混凝土結構設計原理、鋼筋混凝土結構設計、砌體結構、施工技術等，尤其是“單自由度和多自由度彈性體系地震反應分析”章節與結構力學中的動力學部分聯系密切，是典型的“老師難教、學生難學”的章節。

（二）課程與規范聯系緊密，條文規定多

該課程內容一般包括場地、地震作用計算、各種結構抗震設計，以及隔震減震技術等章節，其設置與《建筑抗震設計規范》的編排思路大致相同，可以說是規范的說明書。因此，教材中有大量的規范條文規定告訴學生應該如何去進行抗震設計，如何讓學生印象深刻地去理解各種條文規定背后的含義是關鍵。

（三）實踐教學缺失

該課程的另一特點是實踐性極強，抗震設計事關人民生命財產安全，從學生階段就培養學生的工程實踐意識至關重要，而目前多數高校在抗震的實踐教學方面存在缺失現象，其原因主要是抗震的試驗手段主要有擬靜力試驗和振動臺試驗兩種，均需要較長的試驗準備周期和較高的經費投入。

綜上，由于“建筑抗震設計”課程教學存在的上述問題，要“化繁為簡、通俗易懂”地講解這門看似枯燥、卻對工程技術人員又十分重要的課程，需要借助地震災害這個天然的試驗場。工程震害分析與試驗研究、理論分析是抗震技術發展的基本手段[3]，在地震災害頻發的今天，震害分析已經成為了抗震技術驗證的最佳場所，如四川雅安蘆山地震中，凡是按照新的抗震規范設計的建筑均實現了相應的抗震目標，沒有出現房屋倒塌的現象。因此，在抗震教學環節中，專業教師更應當以震害分析為核心，來引導學生研究、學習工程震害，使學生能夠有血有肉地理解書本知識。

二、基于震害分析的研究性教學思路

從各版“建筑抗震設計”教材不難發現，其在具體結構抗震設計中均是基于震害分析—概念設計—抗震計算—抗震構造的基本思路，可見震害分析是學習本課程的入手點，每種結構形式的震害現象對于后續的內容都具有強烈的指導意義。教學過程中尤其應當重視“分析”二字，在重視提高學生工程素質的當下，應當引導學生去理解每種震害發生的原因，設計、施工中如何去避免，從而使學生更加輕松地理解后續概念設計、抗震計算、抗震構造中大量的定量條文規定。

基于震害分析的研究型教學思路，即是在整個教學過程中始終緊扣震害分析這一前提，注重發揮學生的主觀能動性去分析解決問題，在震害分析章節將震害現象歸類為概念設計、抗震計算、抗震構造不符合規范要求的幾種情況，設置研究問題，并告訴學生將在后續學習中逐步解決；在講解到具體涉及前面設置問題的內容時，再帶著學生一起解決問題。

三、基于震害分析的研究性教學實踐

本文以混凝土框架結構抗震設計教學為例，闡述基于震害分析的研究型教學實踐過程，具體教學思路如圖1所示。

（一）基于震害分析的問題設置

混凝土框架結構是建筑工程領域最為常見的一種結構體系，尤其是在公共建筑當中。在歷次地震中框架結構表現出了較好的抗震性能，但也有一些共性的震害現象得到了體現，因此，在講述本章內容時，有必要將一些常見的震害現象集中梳理，設置研究問題（如下），在后續學習中不斷解決。

1.框架結構中某一層集中倒塌現象。

2.建筑平面中角部破壞嚴重。

3.樓梯間框架柱剪切破壞。

4.鄰近房屋碰撞破壞。

（二）基于震害分析的概念設計

中國的抗震設防采用“三水準設防、兩階段設計”[4]，其具體實施主要通過概念設計、抗震計算和構造措施三個方面，其中概念設計是對結構體型、結構體系、剛度分布、構件延性的總體把握，是結構抗震設計的最為重要問題。但由于學生對于知識的學習未通過畢業設計的綜合實踐鍛煉，尚停留在碎片化的階段，無法站在全局的高度來看待概念設計的重要性。此外，長久以來的應試教育模式培養出來學生更喜歡依靠計算解決問題的特性，認為只要進行了抗震計算就能夠保證建筑結構的抗震能力，對概念設計的認識不足。因此，有必要從一開始就將各條概念設計規定與相應的震害對應起來，并逐條解決，基本主線為：概念設計條文—對應工程問題—工程震害現象—解決途徑，即通過工程實例中發生的震害現象，追溯其在設計階段不符合抗震概念設計的情況，引導學生探尋相關解決途徑。

（三）基于震害分析的抗震計算

結構抗震計算包括地震作用計算，地震力分配、內力組合及調整、截面承載力抗震設計、節點設計等內容，其中內力調整是此部分內容的核心問題，是實現框架結構合理破壞模式的關鍵所在，主要包括了“強節點弱構件、強柱弱梁、強剪弱彎”的內力調整思路[5]，以及底層柱、角柱的內力放大。在講述這些關鍵問題的時候可回到歷次震害中發現的震害問題，引出震害分析中設置的問題：大量的結構并未實現梁端出鉸的合理破壞模式，而是某一層柱集中倒塌的情況；以及底層柱和角柱的破壞往往更為嚴重的現象。帶領學生以工程師的角度去從設計、施工角度查找出現上述問題的原因，理解按照合理破壞模式要求的內力放大調整方法。以汶川地震為例，當出現遠超設防烈度的地震作用時，幾乎沒有一棟建筑實現了強柱弱梁的破壞形式，是值得工程人員深省的，因此，《建筑抗震設計規范》（GB2010 0011-2010）在內力調整系數上進一步放大。

（四）基于震害分析的抗震構造措施

抗震構造措施，是根據抗震概念設計原則，不需要計算而對結構和非結構部分必須采取的各種細部要求，主要包括對梁、柱截面尺寸的限制，鋼筋直徑、間距的限值等等，此部分內容與震害分析中的構件層面破壞密切相關，講解中若采用完全“順向講授式”教學，學生很難記住相關的條文規定。教學中應結合震害分析，采用“反向研討式”教學，即思考若不按條文規定會出現什么震害問題。例如，在講授節點核心區配箍率的要求時，可聯系震害中典型節點破壞的現象——由于節點區箍筋不足或間距過大，柱縱筋壓曲外鼓，引導學生明白節點對結構維持大震不倒的重要性，以及箍筋體積配箍率可確保節點延性的意義。

“建筑抗震設計”是一門理論性、實踐性、綜合性都很強的課程，涉及大量的規范條文，如何生動地讓學生理解相關條文背后的依據是關鍵，而大量的規范條文修編都是以無數次強震為代價。因此，震害分析在教學過程中處于核心地位，是培養學生分析解決問題的重要手段，課程組在教學改革過程中的成效表明，不斷穿插震害分析不但可以提高學生的專業興趣，更使學生在理論知識綜合應用、工程質量意識等方面得到了鍛煉，在畢業設計環節中更加得心應手。

參考文獻：

[1]張勇.新疆農村抗震民居房屋結構類型及應用[J].震災防御技術，2006，（4）.

篇（8）

工程力學的概念、知識、計算原理都比較復雜、抽象，學生反映這門課程學起來很枯燥。職業學校學生大都是初中畢業生，他們對工程實際的認識幾乎是空白。如何激發學生的學習興趣，提高工程力學課程的教學質量，搞好工程力學課堂教學，是每一位力學教師所關注的問題。 近幾年來，筆者承擔了機械類專業班級的工程力學課程教學工作，在實際教學活動中積累了一些經驗，現提出來與大家探討。

一、理論聯系實際，多舉實例

對工程力學中一些抽象的概念、定理和公式，可聯系生活實例加以解釋，使學生覺得力學并不難學。如講力偶時，可以汽車方向盤和鉗工攻絲為例；講光滑接觸面約束時，可以講臺上的粉筆盒為例；講力對軸之矩時，可以教室的門進行演示；講疲勞極限時，可以反復折鐵絲使鐵絲斷裂為例；講桿件的四種基本變形時，拉伸與壓縮就以橡膠棒演示，剪切變形就以鋼絲鉗剪斷鋼絲為例，扭轉變形就以洗臉時擰毛巾為例，彎曲變形就以用扁擔挑重物為例。通過這些常見的實例，加深學生對基本概念的理解，使學生感受到工程力學并不深奧，而是與生活實際密切聯系，覺得學有所用，從而激發他們的學習動力。

二、巧設疑問，啟發學生的思維

巧設疑問，啟發學生的思維，有助于培養學生分析問題和解決問題的能力。學生對學習感興趣，就會激發強烈的學習動機，從而積極主動且心情愉悅地投入到學習中去；反之，如果失去興趣，將會影響學習動機。《工程力學》課程的內容涉及大量生產實際中的力學問題，而且其中一些內容較為抽象、單調和枯燥，學生比較陌生，如果我們在教學過程中一味地墨守成規，僅靠幾只粉筆和一塊黑板照本宣科，學生必然會感覺到索然無味，難于集中精力，久而久之就極容易失去學習興趣，使學習處于被動狀態。在教學過程中，我對有些課程內容巧妙地引入“提問”等方式教學，較好地解決了上述問題。比如講到“力偶”一節時，筆者就先提出問題：生產車間鉗工攻螺紋時為什么要用雙手，單手操作為什么不行？學生回答不知道，筆者要求學生帶著這個問題認真聽課。于是筆者結合課本內容，首先播放多媒體動畫，讓學生有親臨其境的感受，然后由淺入深，解釋攻螺紋要用雙手，主要因為雙手分別握絞杠兩端，推力和拉力相等，用力平衡，這是力偶矩m=Fd作用的效果，如圖1所示。若單手握絞杠一端，則形成力矩m0（F）=Fd作用的效果，如圖2所示。雖然能照常轉動，但相當于在0點作用了一對等值、反向、共線的平衡力，其中F和F'形成力偶矩m'=F'd=Fd（與圖1中的等效），F作用于0點，絲錐受此橫向力作用，容易折斷，如圖3所示，所以不能單手操作。這樣學生聽課時便全神貫注，且開動腦筋，聽完課后既知道了問題的答案，又對“力偶只能用力偶來平衡”、“力的平移定理”等概念理解透徹。

三、教學過程中多采用比較法

工程力學中很大一個特點是概念多、公式多、定理多，這對于學生來講是一個難點，鑒于此教學中多采用比較法，能達到一個比較好的教學效果。下面舉一個例子：材料力學中桿件的四種基本變形的概念和公式比較多，學生容易混淆，為了便于學習和記憶，我把它們歸納分類，列出表格對比，學生可以記住其中一個，其他的進行對比記憶，就能準確地記住這一知識點。

四、合理運用多媒體技術

當前，在課堂講授中應用多媒體教學已成為大家的共識。工程力學與工程實際聯系緊密，所研究的問題都是工程中最基本的力學問題，而大部分學生缺乏對生活和生產實踐的感性認識，單靠教師的口述和板書很難讓學生接受和理解這些知識。而采用多媒體輔助教學，可以將書本上靜止不動的各種機構、工程實例通過屏幕以動畫的形式展現在學生面前，從視覺上讓學生接觸工程實際，有助于他們接受和理解工程力學中的基本概念和基本理論，從而達到培養分析問題、解決問題能力的目的。例如在講擠壓變形一般是伴隨著剪切變形產生這一規律時，可以用多媒體制作動畫，演示在剪切變形時伴隨著擠壓變形的產生，從而讓學生知道我們在考慮剪切變形的同時還得考慮構件的擠壓變形。

五、實驗教學環節

學生在學習低碳鋼拉伸時的應力-應變曲線時，對于曲線的四個階段各有何特點感覺很抽象，還有為什么低碳鋼適用于做受拉構件而鑄鐵適用做受壓構件不能理解。對于這節知識點的理解，我們就用力學實驗來展示，讓學生在實驗中理解知識。同時通過實驗提高學生學習興趣，積極、主動參與實驗設備的操作使用，愿意動腦、動手的學生大大增加，實驗技能也得到了很大的提高。對提高學生的認識能力、動手能力、實踐能力都是大有幫助的。

六、重視習題課，精選例題

工程力學課程的教學必須安排一定學時的習題課，所以在我的授課計劃中，每章中我都會安排一次習題課。習題課應以“討論”為中心組織教學，內容上應注意基本概念和習題訓練并重。教師對例題要精選，要選典型的、學生易出錯的、綜合性強的題目。講解時，重點講分析過程、解決辦法，最后討論一題多變的求解方法，輻射出更多有關的知識點，并加以小結。通過習題訓練，加深學生對知識點的理解、記憶和運用，提高學生分析問題、解決問題的能力。

總之，在教學過程中，教師起主導作用，學生處于主體地位。教師要多探索、多實踐高效的教學方法，要始終本著引導、激勵的原則盡一切可能提高學生的學習興趣，提升學生實際應用知識的能力。

參考文獻：

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1.美國的戰略人才觀

在全球貿易自由化的背景下，美國對人才的培養提出了更高的要求，認為學生應具備豐富的知識，而不是某一項專業的學科知識和能力。例如，與人溝通、協商并達成建設性成果的能力；有效解決問題的能力；自我主動管理及發展的能力；以科技為基礎的整合式思考分析和判斷的思維能力。這就意味著要開展跨學科的整合教育，培養其綜合實踐能力與創新應用能力。

2.教學內容與時間之間的矛盾

為解決這一矛盾，《新標準》提出的解決方案是：基礎教育階段科學教育課程的學習應力求通過少數“大概念”整合各學科知識，促進學生參與實踐，實現對重要原理的深入探索及概念理解的逐級發展，也就是學生所學內容是綜合了各科知識，并在其中滲透了科學本質教育。STEAM教育解決了內容和課時的矛盾。

二、《新標準》的框架體系

新一代科學教育標準首次提出了三維整合的框架體系，即科學與工程學實踐、科學核心概念和跨學科共同概念三者有效地整合，例如初中生物學相關內容的框架體系。維度1科學與工程學實踐：（1）提出問題（科學）和界定問題（工程）；（2）開發和使用模型；（3）規劃和實施調查；（4）分析和解釋數據；（5）使用數學和計算思維；（6）形成解釋（科學）和設計解決方案（工程）；（7）參與基于證據的討論；（8）獲取、評價和交流信息。維度2學科核心概念：（1）從分子到生命體：結構和功能；（2）生態系統：相互作用、能量和動力；（3）遺傳：性狀的傳遞和變異；（4）生物進化：統一性和多樣性。維度3跨學科共同概念：（1）模式（規律）；（2）因果關系：機制與解釋；（3）系統與系統模型；（4）物質與能量；（5）結構與功能；（6）尺度、比率和數量；（7）穩定與變化。

科學與工程學實踐和跨學科共同概念一方面強化了跨學科學習，增強了學生對實際復雜問題的解決，更重要的是增強了學生的實踐能力。科學核心概念始終統領這些學習活動的開展。

三、《新標準》的關鍵內容

1.科學核心概念

科學核心概念也稱大概念，是指本學科內處于重要位置的概念，《新標準》篩選出12個核心概念，其中涉及生物學科的核心概念一共有四個（見維度2），可以看出每個核心概念都是需要關聯學科整合研究的。

2.跨學科共同概念

例如，“能量”這一重要概念在物理、化學和生物學科中各有不同的內涵。如何全面系統地理解這些重要概念，需要各個學科之間的整合滲透，也需要各個學科反復強化并建立聯系。

3.科學與工程學實踐

用“科學實踐”替代“科學探究”。強調從實踐層面上理解科學的知識、方法和本質，更重要的是強調動手實踐的重要意義。工程學實踐是為解決具體的問題而進行的科學活動。

強調科學實踐和工程學實踐，可以把科學概念與科學探究和工程設計的實踐融合起來，從而通過多年的學校教育培養學生的動手實踐和創新能力。

四、對科學教育的啟示

美國作為世界上最發達的科技強國，他們科學教育中的steam教育趨勢勢必影響到世界各國的科學教育觀念，其中的一些核心理念值得我們認真學習和借鑒。

1.凸顯科學核心概念

正如《科學教育的原則和大概念》序言所述：“科學教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應當慎重選擇一些重要的科學觀念，用恰當、生動的方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解?！币獙W習重要的主題，科學學習的每個階段都要指向這些主題。

2.強調跨學科的學習

跨學科共同概念不僅可以提高學生的理解能力，更重要的是可以教會學生用多學科、多維度和系統性的觀點看待核心的學習內容，從而更好地提高其科學素養。

3.強調實踐能力的培養

以“科學實踐”替代“科學探究”，目前可以起到糾偏的作用，尤其對于那些只講授科學知識，不重視科學實踐和實驗活動的教師來說，則顯得更重要和迫切。

4.適當引入工程學實踐

工程學實踐的學習要求比科學實踐要高，涉及更高層次的動手操作及設計活動，是培養學生解決現實問題能力的重要途徑，更是培養未來工程學專才的重要推手。在現有課程中引入工程學實踐對于我們來說是一件新鮮事物，可以嘗試在單元中少量引入工程學實踐，如對實驗、制作等活動進行拓展和創新設計，在保證對重要概念理解的基礎上，增加一些設計和工程方面的內容。

5.搭建學習技術的平臺

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目前本科教學存在問題

本科教育的最終目的是培養合格的專業技術人才，學生不但要掌握扎實的理論知識，還應具備研究工程問題的思路和用所學理論分析電力系統工程問題的能力。以往本科教學課程內容注重專業知識傳授，強調理論的嚴謹性，忽視了工程問題的物理本原，學生學完課程后，尚且可以完成驗證解法的書本作業，但難以綜合運用所學的知識解決電力系統工程中的實際問題；教學方法上，重視理論分析過程，忽視各專業課知識之間的聯系及在電力系統工程中的作用，學生難以形成一個完整連貫的理論知識體系；教學組織上，缺乏實踐教學培養環境，忽視對學生學習興趣的培養，面對書本講工程，使得學生的學習難度大。

仿真系統對電氣專業本科教學的有利方面

1.幫助學生充分理解相關概念傳統本科教學只注重理論模型的分析與求解，忽視了工程問題的物理本原，學生在專業課學習過程中，更多的只是應用相應數學方法對模型進行求解，導致學生對一些現場運行基本概念（如多運行方式調頻調峰等）不能完全理解。借助多級電網-變電站仿真系統，學生可以在教師指導下設置電網各種運行狀態，并在仿真電網中加入各種事件，學生能在設備層面、變電站層面以及電網層面分別觀察電網的動態過程，有利于學生對電網的結構和特性建立直觀感性的認識。2.提高學生解決工程實際問題的能力以往本科教學中教師主要對既有模型的求解方法進行講解，只注重解題方法而忽視工程問題，利用多級電網-變電站仿真系統，學生可以從電力系統運行中遇到的問題開始，強調從工程問題中構建模型的方法及模型應用的限制條件，對分析結果還應進一步探討其工程意義，形成指導工程的一般性概念和結論，培養學生研究工程問題的思路和用所學理論分析電力系統工程問題的能力。3.建立完整的電力系統理論知識體系結合仿真電網，將某個運行問題伴隨教學全過程逐次展開，替代以往分散的課程設計，以提高學生對工程問題整體性的認識。學生學到的知識立即就會被運用到設計中。通過課程學習和設計鍛煉，學生對電力系統的分析方法及其應用有了更深刻的理解，對工程問題局部與整體的關系有了更全面的把握。4.加強各專業課之間的聯系在專業課授課過程中，教師更多的是從特定角度分析電力系統某一領域的現象和問題，各專業課之間聯系松散，導致學生在專業課學習過程中缺乏目的性。而利用仿真系統，可以根據不同的問題設置相應的系統運行方式，鍛煉學生在實際電網復雜的工程環境中發現問題，并制訂相應的解決問題的方案。在解決問題過程中會涉及不同的專業課知識，學生以現場實際問題為主線，可以充分融合各專業課知識。5.重要的實習平臺在多級電網-變電站仿真培訓系統中，學生可以對現場設備和運行操作建立直觀的感性認識，并且學習內容、學習方式及學習時間可以根據要求方便靈活地進行調整，相比于現場實習也更為經濟，已成為實踐教學環節的重要組成部分。

篇（11）

《建筑力學》是建筑類中職學校的一門專業基礎課，是運用力學的基本原理，研究構件在荷載作用下的平衡規律及承載能力的一門課程。壓桿穩定作為其中的一章內容，在力學課程中具有其重要性和獨特性，特別是在建筑工程領域，因壓桿破壞的突然性和后果的災難性，其工程實踐的指導性宜尤為突出。而目前，隨著教學改革的不斷深入，學制縮短，學時減少，教材在內容取舍和整合中剔除了壓桿穩定的內容。為此，筆者在不解的同時堅持認為壓桿穩定在教學中應引起足夠的重視，并就其內容作出如下教學設計。

一、 工程實例激發興趣建立概念

興趣是最好的導師。學生有了興趣，才會想學、愛學，才能學好。力學學科本身理論性強，抽象程度高，與工程實際的聯系不夠緊密，內容枯燥，缺乏趣味。因此在此課的概念引入過程中，我收集了大量的工程事故實例，通過具體案例的介紹來調動學生求知的欲望，激發其探究問題背后的力學背景，順理成章地引入壓桿穩定的概念，讓學生明確作為一名工程技術人員為什么要重視壓桿的穩定性。

為此，在設計此課的導入時，我首先將收集到的因壓桿失穩而造成的工程事故案例圖片和視頻通過多媒體播放給學生。在學生的好奇與吃驚中再將穩定性的概念傳遞給學生。比如，我通過介紹20世紀初時世界上曾有多座較大的金屬桁架結構橋梁發生了整體性破壞，并且破壞現象表現出了驚人的相似，即破壞既不是由于材料強度不足也不是由于構件的剛度太小造成的，那究竟是什么原因呢？為什么歷史上發生的這類事故至今在世界各地依然時有發生呢？讓學生主動思考其背后的原因，激發學生的積極性，并使學生建立起穩定的概念。

二、 課堂實驗引發思考加深理解

建筑力學是滲透于生活各處的結晶，它與我們的生活有著密不可分的聯系。所以，在授課過程中，從我們熟悉的身邊事物出發，從我們常見的一些事情出發，分析其原因與實質，再與教材內容相銜接，不僅能讓學生產生濃厚的學習興趣，還能降低學生的理解難度，逐漸使學生由被動的學習轉化為主動的學習。

我在此課的教學設計中，加入了三個課堂小實驗。一個是利用身邊常見的學習工具――鋼尺，讓學生親身感受鋼尺受壓過程中壓力不大時即被壓彎，而不是先被壓斷，啟發學生在工程事故案例中的橋梁倒塌原因正蘊含在鋼尺壓彎現象中，引導學生將兩者聯系思考，在進一步探尋為什么桿件會被壓彎中提出理論分析模型――中心受壓直桿。接著，仍然是利用學生的身邊學習工具――塑料丁字尺，將其加工為不同長度的三把并邀請學生進行平衡三種狀態的演示，讓學生在自己的積極參與中去觀察思考從而深入理解穩定性和穩定平衡的概念。最后利用學生自制的海綿矩形截面梁，進行豎向手壓實驗，隨著手壓力增加，讓學生觀察其抵抗側向干擾能力的強弱，順利引出臨界力和失穩破壞的概念。

三、 手腦并用小組討論探尋方法

中職教育以培養技能型人才為主要目標，其知識的講授是以能用為度，實用為本。本此原則并結合學生現狀，筆者認為建筑力學的教學應淡化理論推理與設計計算方面的內容，加強基本概念與理論的掌握并強調突出力學的實用價值。與此同時，還應注重培養學生自行分析、解決實際工作與生活中所遇到的各種簡單力學問題的能力。

就此，在我的壓桿穩定教學中，我將臨界力的計算以及用穩定條件進行壓桿的穩定性計算的內容全部淡化。僅強調歐拉公式中各項的含義及其對壓桿穩定的影響，讓學生明確臨界力的計算是解決壓桿失穩問題的關鍵。具體做法是給學生下發學習任務單，讓學生自主學習、自由建組，并通過小組合作中對試驗裝置的操作及任務討論共同完成對歐拉公式和穩定性計算重要性的理解，最終總結出提高壓桿穩定性的措施。教師在進行點評的同時穿插相應的工程實例介紹，讓學生更直觀、準確、容易地明晰壓桿穩定理論的適用范圍，掌握用穩定條件解決工程問題的方法，從而較好的達到了“教師為主導，學生為主體”，教與學良好互動的教學效果。

教學實踐表明：由于大量引用工程案例激起了學生的學習熱情，課程導入順利、自然。小小實驗貼近生活，直觀教學層層遞近降低了學生對新概念的理解難度。小組合作動手動腦，課堂氣氛輕松愉快，增加了學生的感性認識。思考討論尋求答案，學生的主動探索能力得以提升。學生自己對新概念新知識的總結加之教師的點評與工程案例分析，讓學生在牢固掌握相關課程內容的同時培養了用科學的態度和方法去分析、判斷、處理工程問題的能力，以及認真嚴謹的工作作風，更為學生后繼課程的學習和將來就業打下了堅實的基礎。

參考文獻：