工程力学范文

工程力学篇1

一、《电力工程》课程教学改革的重要性

《电力工程》主要讲述的关于电能生产、输送、分配和使用等相关的电力系统工程基础理论知识和基本的计算方法，这是一门综合的工程类专业课程，具有实践性强、知识面广、专业面宽等特点，包括发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护和工厂供电等多门电力专业课的内容，该课程是电气工程类的基础课程也是核心课程，对于培养电气工程类的人才起着重要的作用。随着经济的迅速发展，电力工业也不断发展壮大，计算机技术在电力系统中的应用更为广泛和密切，电力系统中出现了许多先进的设备和技术，促使着电力工程教材的不断改进和更新，因此，教学工作者要不断适应社会发展的需要，与时俱进，不断对教材内容和教学方法进行改革和创新。当前，社会就业竞争压力不断加大，国家更加注重培养高校优秀的技能型人才，除了要求学生具有扎实的基础知识外，还应该具有实际操作能力，培养学生的创新意识和自主能动性，因此这就要求高校教师要优化教学内容，创新教学方法，提高教学质量，并且高校在选择老师、教材、教学设备等方面要注重这些教学资源是否能够满足高等教学发展的需要，加大教学投资力度，引进先进的多媒体等教学设备，充分发挥现代信息科技的优势，把科学技术和教学改革联系起来，从而有效的推进教学改革的进程。

二、改革教学内容，优化教学结构

随着电力事业的不断发展，新技术不断被应用，新知识不断增加，旧的知识体系已经不能适应社会发展的需要，和现代的知识结构有所冲突，因此对电力工程的课程要求要进行不断改变，例如：《电气设备》和《工厂供电》这两门专业课程是《电力工程》这门课程的重要组成部分，在讲授的过程中，要抓重点，对于核心内容要细讲，并有重点的进行实践，对于一般性的理论知识则引导学生自学并进行简单讲解，在此过程中，要注重补充课本上没有的一些新知识、新技术和新设备等科学前沿的知识，拓宽学生的视野，丰富学生的知识，提高学生的自学能力。

三、改革教学方法,采用启发式和探讨式的教学方法，培养学生自主学习的能力

在教学的过程中，教师要有意识的引导学生积极思考，在教师讲清一个重要的内容后，应提出问题，并引导学生分析和论证这一问题的思路，逐步深入，层层递进，最后得出正确的结果，这样，不仅使学生掌握了理论知识，并且也学到了探究问题的思路和方法，培养了学生主动思考的能力。学生学习的过程，就是学生不断发现问题、解决问题的过程。因此，教师要注重培养学生发现问题的意识，并勇于提出问题，教育学生不耻下问，敢于挑战课本，挑战权威，积极思考，摆脱课本知识的束缚，放宽视野，发挥创新思维，促进知识的增长。教师可以把所教的知识转化为问题，向学生提问，使学生带着问题去思考，并学会利用所学的知识去分析问题和解决问题，这样通过发问的方式引导学生学习，可以有效的激发学生的好奇心，并促进学生及时的掌握所学的知识，提高分析问题和解决问题的能力。教师把难度较小的内容可以让学生自学，在自学前，要明确的提出要求或问题，以便让学生有针对性的学习，掌握自学的知识架构，锻炼学生的逻辑思维和归纳总结的能力，与此同时，分配给学生适当的练习，让学生在练习的过程中，对所学的知识进行巩固和理解。多种教学方法要灵活运用，相互协调，根据教学的不同要求采取不同的教学方法，从而促进教学目标的完成和培养学生的全面素质发展。

四、实践教学和理论教学相结合

电力工程作为一门专业性较强的课程，需要利用大量的实践教学，促进学生掌握电力知识和技能。首先，打破传统的实验教学模式，为学生提供多项实验，如：继电器特性试验、变压器保护、线路的三段保护和备用电源自动投入装置等，学生可以根据自己的兴趣选择适合自己的三项实验，并进行独立完成即可满足教学要求。然后，发动学生“走出去”，根据所学，安排学生到一线的电力单位进行实习，并且根据课堂教学的进度合理安排实习项目和单位，使学生在实习的过程在中，查漏补缺，对所学知识进行理解和补充，从而为以后参加工作打下良好的基础。最后，进行电力工程课程设计，这一任务是培养学生创新能力和团队协作能力的重要途径，它反映了一个学生的综合素质，除了要求学生掌握基本的电力系统知识和工程的设计方法，还需要学生查阅大量的相关资料，在有限的时间内完成任务，鼓励学生发挥合理分工和组织协调的能力，教师及时的进行指导和解答，掌握学生的工作进度和考勤状况，对于学生出现的问题及时纠正，并对提交的作用认真批改和及时反馈，促使课程设计工作达到预期的目标。

五、结语

社会经济的发展推动了电力事业的发展，并对电力工程的教学改革产生了全面、深刻的影响，在现代激烈的就业竞争环境中，对于人才的培养和重视程度不断提高，要求现代的人才不仅具有一定的文凭和学历，还应该具有实际操作能力和综合素质，适应企业对岗位技能的要求。由此可见，当前的社会形势对于高职教育的发展提出了更高的要求，这不仅是对高职教育的挑战也是一次机遇，一次推动高职教育改革的机遇，因此，我们要根据实际需求，创新教学理念，不断的探索科学合理的教学方法，进一步推进课程教学的改革。

工程力学篇2

[关键词]钢筋混凝土 工程结构 课程特点 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0156-01

《工程力学与工程结构2》课程的前身是《结构设计原理》，为了适应高职高专院校学生的实际情况，将其课程名称定为《工程力学与工程结构2》，本课程采用的教材是白淑毅主编，人民交通出版社出版的《工程结构》。《工程力学与工程结构2》是高职道路与桥梁工程系各专业技术基础课，也是我系的专业主干课程。该课程在整个教学环节中占有重要的地位，对培养学生掌握基本理论、专业技能、培养一定的工程能力起重要作用[1]。该课程具有理论性与实践性结合紧密的特点，传统教学过于注重教而缺乏实践，造成学生动手能力差，不能满足行业需求。因此本文对《工程力学与工程结构2》课程特点和教学现状进行了分析， 并对该课程教学改革进行了探讨。

一、课程特点和教学现状

本课程教学的目的是使学生理解并掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理和方法，以基本构件为主线，掌握各类构件的设计方法，并为后续 “桥梁工程”、“基础工程”等课程的学习打下基础。其主要内容包括如何合理选择构件截面尺寸及其联结方式，并根据承受荷载的情况验算构件的承载力、稳定性、刚度和裂缝等问题。

本课程与其他基础课相比，具有内容多、符号多、公式多、构造规定多、半理论、半经验、设计的多方案性等特点。本课程具有较强的工程背景，在满足结构的安全性、适用性、耐久性的基础上还要考虑经济性，因此，《工程力学与工程结构2》课程学习难度较大，在新旧规范交替之际，需要学生有更强的分析、解决实际问题的能力。

根据多年的教学经验和对大量学生以及工程单位的调查研究，现有的教学方法不能满足于培养应用型技术人才的需要。目前我们的教学方式比较枯燥，教学手段比较单一，只注重讲授书本知识， 而忽略了理论与实践的结合，不利于调动学生学习的积极性和主动性，教学效果较差[3]。另外学生只是单纯的接受老师讲解基本构件的设计步骤，并没有得到创新能力的培养。

二、教学改革探讨

通过对学生进行问卷调查可知，很多学生在学习该门课程时，觉得公式多，符号多，学生学习起来感觉枯燥无味，抽象难懂，导致学习的积极性不高；诸多的构造要求，显得课程内容零散，系统性和逻辑性差，学生常常感到杂乱无章、概念混杂[2]。根据教学内容不同需要教师灵活应用教学方法，引导学生建立起所学课程之间的相互关系，增强知识的连贯性和系统性。

1.制作高质量的多媒体教学课件

现代技术的发展，为我们改进教学方法提供了强大的技术支撑。学生缺少对工程实际的了解，授课时可采用图片、动画、录像等多种手段增强了学生的感性认识，多媒体课件信息量大，生动富有吸引力，可以把抽象、难懂的教学内容形象化，加深了对理论知识的理解，提高了学生的学习兴趣，从而提高了教学效果。

2.课堂教学与实际工程相结合

本门课程是一门实践性非常强的课程，因此在教学过程中，应注意理论与工程实际相结合。课前安排2学时组织学生到学校综合实训场参观T梁、箱梁、钢筋骨架以及整座简支梁桥，简单介绍一下桥梁的组成部件，并从受力的角度分析桥梁中的受弯构件和受压构件，进行认识实习；课堂教学中可以选用教室里触手可及的梁、板、柱等结构构件为例进行介绍，从而增加学生的感性认识。同时对课程设计要贴近实际工程结构，增强学生的理性认识。

3.采用理实一体教学改革

该门课程在平时教学中，注重将构件的设计计算进行系统、连贯性的讲解。例如在应用公式解决实际问题时，规律一般为：基本公式――实际问题――确定未知量――补充条件――求解方程――公式适用条件――（重新确定计算方法和对应的公式）――计算结果――构造措施[5]。在学生充分了解截面、材料基本知识和设计步骤之后进行钢筋混凝土T梁受弯构件设计任务布置，根据学生学号，给定不同的设计条件，确保一人一题。以一片钢筋混凝土T梁的施工图为基础，采用先识别配筋图，再进行正截面、斜截面、变形及裂缝宽度的计算，最后以设计计算书、结构施工图纸、答辩等方式进行考核，完成钢筋混凝土T梁的受弯构件设计任务，培养学生结构设计能力。为避免同学在学习过程中遇到问题没办法及时解决，可以根据教学内容和进度安排实训课时，即配备多名实训指导老师，这样每个老师负责几个同学，按照基本构件的设计步骤对同学进行指导，同时也能把与专业相关的一些课程很好串联起来，达到预期的效果。

三、结束语

《工程力学与工程结构2》是高职道路与桥梁工程系各专业技术基础课，，具有理论性与实践性结合紧密的特点，对于学生以后从事设计、施工以及管理都是非常重要的专业课程。因此，在教学过程中，注重课堂教学与实际工程相结合，采取理实一体教学，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，提高学生的综合素质，为以后的工作和深造打下良好的基础。

参考文献

[1] 王继东，才华.基于发展情境理论的高校学生社团党建思考[J].学校党建与思想教育，2013（8） ：11-12，15.

[2] 杜敏，李巨文，赵彦.混凝土结构课程教学方法探讨[J].防灾科技大学学报，2007（3）：96-99.

[3] 于峰.黄伟.武萍.混凝土结构设计原理课程教学改革与实践， 安徽工业大学学报（社会科学版）2010，27（3）：123.

[4] 白淑毅.工程结构.北京：人民交通出版社，2005.

工程力学篇3

关键词：工程力学；启发式；教学

【中图分类号】G633.7

1目前存在的问题

一部分学生觉得力学概念、规律较为抽象，理论应用繁杂，感觉困惑与乏味，从而产生排斥感。还有些学生愿意认真学习，但常觉得工程力学的理论难以理解透彻，做题时常常不知如何下手，不理解的知识一但累积，便容易丧失了自信，逐渐产生厌学情绪。在目前工程力学授课内容不变，但课时缩减的趋势下，这种情况更加严重。因此，激发学生的学习兴趣，帮助学生掌握力学思维，培养其思考和解决问题的能力，这需要教师不断与学生沟通来改进和提高教学效果。

2.启发式教学为指导思想

启发式教学是在老师的启发引导下，激发学生思考，产生疑问，并主动获取知识的过程，这是一种古老而常新的教育理念。教学是师生之间信息的传递，美国心理学家罗杰斯认为：“成功的教学依赖于一种真诚的理解和信任的师生关系，依赖于一种和谐的安全的课堂气氛。”教师对教学和学生的热爱，注重学生的课堂情绪，会营造轻松、融洽的氛围。在教学的过程中善于设问，激发学生求知欲，抓住时机启发学生思考，解决问题。启发式教学最忌讳刻板，崇尚因人而异，因势利导，相机点拨。因此，教师要有扎实的专业基础和广博的知识，不仅仅局限于书本，或局限于单一的模式，还要结合自己对教材的理解，通过自己的方式和智慧来讲授工程力学。

3.建立力学模型引发学习兴趣

工程力学研究工程实际中的力学问题。简化工程实际建立力学模型，是工程力学学习的第一步， 这也是重要的一步。学生能把力学和生活中看到的、接触到的结构和物体联系起来，工程力学就不再是抽象，而模糊的概念。身边的力学让学生更有兴趣去了解和分析。一般的教材只是在绪论提及力学模型的建立并举一两个例子说明。在授课过程中很多时候都可以先讲力学模型的建立，再讲理论分析，虽然占用些许时间，往往起的效果相当好，可谓磨刀不误砍柴工。

如静力学部分，讲集中力和分布力时，集中力可以看桥面上站着一个人，人对桥的作用力。如果桥面上覆盖着一层雪，那么雪对桥而言就是分布力。虽然只是个简单的概念，通过这样描述就变得具体而轻松，同时学生对分布力的单位也就很自然地理解了。

运动学部分，如果是汽车专业学生，可以选择可以选择缸体、活塞环、曲柄、飞轮组成的机构为研究，简化成力学中的曲柄连杆机构，制作动画视频，把机构运动情况展示出来。学生不仅对力学模型的来源清晰，而且对该机构如何运动产生很浓的兴趣。

教师在教学的过程中可以根据需要穿插建立力学模型的内容，如讲解材料的特性时，教材上通常把材料力学实验中的铸铁和低碳钢作为脆性材料和塑性材料的代表，但这两种材料学生在生活中接触较少，说起来比较抽象。作为补充，可以告诉学生玻璃可以看成脆性材料，橡皮可以看成塑性材料，再描述两种材料的特点就很容易理解。

3 工程实例贯穿，明确应用目标

工程力学主要用于解决工程实际的力学问题，本身就是一个发现问题和解决问题的过程。教师在授课的过程中可以举一些工程实例进行说明，这样教学更有说服力，学生会深刻体会到工程力学是门重要的专业基础课，学习好，能为日后专业课的学习打下良好的基础。

2012年8月24日发生的哈尔滨三环路群力高架桥洪湖路上行匝道倾覆事故，是一件举国关注的事故。于是我们在课堂教学中，建立该桥梁力学模型，分析受力。事故中的桥梁发生了倾覆而不是坍塌，这与桥梁的结构及强度有密切的关系，该桥梁属于独墩桥，三辆货车司机，在121.96米的长梁体范围内同时集中靠右侧行驶，按照倾覆力矩的计算，力臂增大，则力矩增大，导致倾覆。学生对桥梁的受力分析明确了，也有了分析工程实际的思路。专家组事故认定后得出结论是司机超载，我们又进行了课堂讨论。学生明白了为什么设计人员没有责任，设计按规范进行，规范是怎样规定，规范对设计的要求和对工程实际的影响。这样让学生对问题有了更加深入的思考。

抓住时机把工程实际贯穿于教学中，不仅能事半功倍，而且培养学生理论联系实际的能力。

4 培养工程力学的思维方式

多数教材以介绍原理和概念为主，如何把这些知识点转化为学生的能力，使他们将来在遇到工程问题时能有自己的解题思路和方法，是教师努力的方向。在教学过程中教师应授之以渔，培养学生力学思维。下面介绍工程力学几种常用的思维方式。

1）等效性原则，抓住问题本质，用等效原则简化复杂问题。力的平行四边形法则、力线平移定理应用了作用等效原则。动能定理遵循了过程等效原则，静力学的平衡方程可以采用一矩式、二矩式或三矩式，遵循了表述等效的原则。等效原则终贯穿于工程力学。

2）近似计算，在工程力学应用相当广泛。在计算桁架节点位移时，通常可以按结构原有的几何形状和尺寸计算约束反力和内力，并采用切线法代替圆弧法近似地确定节点位移。通过这样的两次近似方法，结果不仅能满足工程的精度要求，分析和计算过程也大为简化。计算挤压应力时，当构件挤压时接触面是半圆柱型表面时，压应力非均匀分布，近似地采用其对应的直径平面作为挤压面，挤压应力在计算挤压面上均匀分布。这些近似计算在工程力学中很常见，其简便和快速计算不仅满足工程实际需要也符合工程中考虑主要因素的要求。

3）逆向思维，突破常规思路，采用非常规的方法解决问题。如工程力学中的达朗贝尔原理把动力学的问题用静力学方法来解决。虚位移原理则是用动力学的方法解决静力学问题。学生通过学习能不断地活跃思维，开拓思路。

4）形象思维，这是工程力学求内力时常常出现的思维方式。比如求桁架内力采用的截面法就是假想截断桁架，将桁架一分为二，要保持原有的状态，截断处用杆件内力来替代。

工程力学思维并不局限与上述几种，同一问题，可以有多种解决思路，教师可以引导学生多思考，不断总结经验。

5教学方法

工程力学课时较少，但内容还是比较多。采用一定的方法帮助学生掌握知识点，对于他们增强信心，提高学习积极性非常必要。

形象记忆法

归纳法

用于记忆解题方法和判断内力的符号有很好的教学效果。用截面法求解杆件内力：将杆件假想地切开，取切开后任一杆段为研究对象，用平衡条件由外力确定内力，可以归纳成一切二取三平衡；又如，弯矩计算，通过平衡方程求解弯矩，可以归纳得到当外力向上时引起正弯矩，反之为负弯矩。这些归纳结果可以帮助学生加强记忆。

3.比较法（对比法）

教学中适当应用上述方法，可以帮助学生提高学习效果。

6结语

工程力学教学过程强调教师与学生的互动，教无定法，教师根据学生的学习情况，不断调整教案，提高教学效果。同时，学生的疑问和思路反过来也能启发教师。以上是工程力学教学中的一点体会，以供探讨。

参考文献

[1] 范钦珊. 工程力学.北京：机械工业出版社，2011

[2] 刘鸿文.材料力学.北京：高等教育出版社，1983

工程力学篇4

在理工科院校专业教育中，工程力学是一门公共基础课程，与许多后续课程内容息息相关，是关键性的课程．其理论课程偏重理论推导，通过很强的逻辑数学关系进行公式证明和推导，对于初学者会感到枯燥．如果结合工程的实例，使教学内容生动，在理论应用到实际的同时，理解知识，既有针对性又会大大提高教学效率．

2案例教学的教学特点

在案例教学的授课中，并不是以教师传授课程内容为主，而是把主导权交给学生．通过学生之间对教学案例中涉及到的问题进行讨论，对解决问题需要应用的理论知识进行引入解释，让学生主动思维，接受新的理论内容，并掌握在实际中引用知识的能力，做到学以致用．案例教学中，学生占主导地位，以学生为中心，教师引导学生积极思考、参与讨论．教学过程中，教师的任务是制定本堂课的教学目标，根据教学内容选择案例，分析学生的学习特点，制定出课堂讨论方案，课堂上组织学生讨论，讨论结束后进行归纳总结．根据教学内容选择的案例形式多样，难度也大不相同，有些案例涉及内容广泛、难度较大，可以提前将案例材料发给学生，进行提前预习．在课堂讨论过程中，可以采取针对案例中的问题循序渐进．例如：在某桥梁设计的工程问题案例教学中，可以对桥梁结构进行讨论，然后针对桥梁结构中的不同材料选择进行分析，同时联系结构和选择材料之间的关系．可以让学生课前对工程材料做一些了解，在课堂上根据结构进行材料选择．教学中没有所谓的标准答案，教师鼓励学生针对不同方案和观点进行讨论，在讨论中产生创造性的观点和方案．课堂讨论之后，教师对案例讨论中的不同观点进行总结，针对发言中存在的问题做点评，加深学生对案例的认识．做好总结是案例教学关键的步骤，能让学生对知识的理解得到深化．

3工程力学在案例选择上应遵循的原则

与传统教学举例不同，案例教学中使用的案例必须具备真实性和典型性．因为案例教学的方法是通过策划和引导，使学生针对案例的实践环境，去分析讨论；案例是教学的核心，教师引导学生，围绕案例开展讨论，从而使学生获得知识和能力，需要具有典型性和启发性．工程力学教学案例的内容要符合客观实际，引用数据要真实、准确，来源于真实事件实例．例如：针对工程中常见的约束类型，可以选择工程上出现的选择约束连接不适当而出现的事故，查找现场的图片、文字资料，进行合理推断，再进行正确方案设计，这样就将约束的特点和应用进行了全面的学习和掌握．

工程力学篇5

Abstract： Modern engineering education should adapt to the development trend of the global economy in the 21st Century， and make more emphasis on cultivating practice， innovation and openness of talents. In engineering mechanics teaching reform， we are guided by modern engineering education idea to reform teaching content， teaching methods， assessment methods， strengthen the practice teaching in order to cultivate engineering talents with comprehensive quality.

关键词： 现代工程教育；工程力学；教学改革

Key words： modern engineering education；engineering mechanics；teaching reform

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0175-02

0 引言

现代工程的主要特征是技术性、社会性、综合性和创造性等，要求其不仅要满足科学技术和社会的要求，还必须兼顾地球的可持续发展。美国麻省理工学院工学院院长布朗教授提出“全球化经济中的工程”（Engineering in Global Economy）概念，认为现代工程教育要适应21世纪全球经济的发展趋势，应该具有知识的集成化、学科的交叉性以及工程技术和经济活动紧密结合的特点[1]。

国际上著名的应用现代工程教育理念进行教学的三所大学别是：国立清华大学、巴黎理工大学、哥伦比亚大学。美国的哥伦比亚大学提出美国工程专业人才具备的能力即：应用数学科学工程的能力；设计和进行实验的的能力，分析和解释数据的能力；设计一个工程部件或工艺以满足需求的能力；在多学科团队中发挥作用的能力；以及解决问题的能力。

“工程力学”课程的理论性高、实践性强，是一门重要的工科专业基础课。

工程力学（Engineering Mechanics）所包含的内容是很广泛的，在面向21世纪教学改革过程中，工程力学课程的开设，不但要培养学生具有扎实的基础理论知识，而且要培养学生的全面素质和创造能力。因此在教学内容和方法上应进一步创新和规划，吸收现代教育思想和手段，为培养适应新世纪的优秀人才服务[1]。

1 工程力学课程的特点

我们在工科本科教学中所教授的工程力学只包含了工程静力学（Analysis of Engineering Statics）和材料力学（Mechanics of Materials）中最基本的部分。

工程力学课程的理论体系是稳定的，有自身的系统性和逻辑性，在基本理论的讲授上有其特定的规律。教学改革的目标是用现代教育的思想，让基本教程内含的建模思想和广阔的工程应用价值，转变成能动性的教学，给学生创造性思维的培养提供更高层次的空间。

2 运用现代工程教育理念改革教学内容、方法、手段

2.1 “以学生为主体，以问题为中心”引导式教学

以问题为中心，比如讲授圆轴扭转时，引入生活中的问题，粉笔拧断的断面，怎样做出力学分析？就是让学生带着生活中的问题进行学习，通过解决问题的过程，训练他们综合运用知识的技能，最终能够做出粉笔的受力图。使学生进入“乐之”学习阶段，主动进行探索性的学习，学习热情高。

2.2 “以运用为指导，以创新为目标”实践性教学

在课程结束后，教师仍然长期指导有兴趣的学生完成课题。比如：大学生创新创业大赛，老师为辅导人，学生组成团队为项目负责人和参与人，在规定的时间里完成一个学生自选的创新创业实践项目项目。我们其中一个项目就是：“在建实验楼用建材料力学性能测试及评定”。这个项目依托于学校在建的实际项目，学生运用实验课程所学习的低碳钢力学性能知识，完成实际项目。在这个过程中，遇到的材料增多，需要试验的力学性能增多，学生需要举一反三，让学生将所学的知识应用与实践，激发学生的实践动手能力和积极创新的学习能力。这与美国犹他州立大学 M.David Merrill 教授提出的“首要教学原理”[2]是一致的，把“理论联系实际、温故再知新、学而能至用”作为教学原则，设计“激活已有经验”、“展示知识技能”、“应用知识技能”、“将知识技能整合到实际项目中”。

2.3 工程构件立体化视频教学

我们制作了全部工程力学涉及的几种受力变形视屏演示，包括杆件的拉伸，压缩、扭转、弯曲、剪切等受力及变形过程或直至破坏，将课本上平面的受力过程空间立体化，让学生更容易理解知识点，培养学生的空间想象能力的思维能力。通过这种方式，避免了“讲解员式”呆板、枯燥的授课，学生课堂气氛非常活跃，积极参与，极大程度上提高了提高教学效率。但这种方式对教师和学生的要求都很高，因为教师需要花费更多的时间对学生进行启发和诱导，而学生则需将更多的精力放在理解和应用上，此时传统的教学方式无法满足要求，应采取三维动画、虚拟现实等多种手段使学生理解教学内容，如此教学效果将事半功倍[3]。

2.4 合理利用教具，情景式教学

教师在实际的课堂教学过程中应合理利用教具，采用直观教学法，实行情景式教学，使学生产生身临其境的感觉，如此能够大大提高教学质量和效果。比如在讲授扭转失效问题时，可随手抓起一支粉笔，将其拧断，其断口就是典型的脆性材料断面，并引导学生分析其断裂面方位。

联系日常生活中与力学有关的实例，比如自行车、载重汽车、建筑结构、桥梁、起重机等，如此学生就会知道力学知识并不是高深莫测的，力学知识就充斥在我们生活的方方面面，我们生活中常见的一些现象几乎都富含着丰富的力学知识，鼓励学生对观察和留意生活中的各项问题，从中发现力学知识掌握力学知识，比如小麦的麦秸和竹子为什么生长成空心圆截面？[4]因为小麦的麦秸和竹子生长成空心圆截面具有优良的抗弯和抗失稳的能力等。

2.5 开设新的设计性和综合性实验

实验是培养学生动手能力和科研能力的重要环节，传统的工程力学实验内容较简单，且大多为验证性实验，我们对传统的工程力学实验项目精选、归并和增补，并将分为验证性实验、设计性实验、综合性实验。加强实验的思考性和启发性，增强学生通过实验发现问题、研究问题的能力有利于培养学生的实验技能，在现代工程理念指导下，有利于培养学生的创新精神，为21世纪培养生命力旺盛的高素质工程技术人才。

综上教学改革方法，我们培养学生具有完整的知识结构和知识层次，从理论、计算和实践三个方面进行训练，使他们能够定量、定性地分析问题，用系统工程的思想分析问题，与高技术结合，熟练运用计算机技术解决问题。从工科教育、人文教育两个方面进行工程实践，既注重知识的传授，又注重人的培养，让学生学会严格的工程思维方式。

3 结论

我们通过改革工程力学课程教学内容、教学方法、教学手段，实践教学等环节。这些措施使学生对课程产生浓厚的兴趣，充分调动学生的学习积极性和潜能，形成了良好的学风。从近三年的课程通过率来看，我们发现在实行课改后，学生的通过率明显增加，所以说让学生感兴趣积极主动的学习是最重要的[4]。

教学相长，教学改革也促进了教师的教学、科研水平，教师的科研成果充实了课程内容，提高了讲课内容的知识性和趣味性，更加促进了教学。

在今后的工程力学教学中，首先要求教师有开阔的眼界，以培养符合现代社会要求的有综合高素质的人才为目标，设计自己的课程。继承传统教学培养抽象思维能力的优点，在传统教学方法和多媒体教学方法的协调结合上下功夫，加强学生建立数学和物理模型的能力。教师应该运用现代工程教育理念进行教学，从而培养学生应用基础知识以及工程知识的能力，具有设计局部和整体工程的能力，用现代科技创造新的复杂系统的能力，团队协同工作的能力，严谨和周密的思维方式，对社会发展有全局观念和责任心。

参考文献：

[1]King car. The engineering education teaching reform based on the view of engineering exploration and practice [J]. Journal of chemical industry of higher education. 2008（02）.

[2]M.DavidMerrill.首要教学原理[J].盛群力，马兰，译.远程教育杂志，2003（4）：20-27.

[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）.

工程力学篇6

关键词：工程结构；工程力学；评价；实训教学；

中图分类号：TB12-4 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-02

工程力学是人们对工程实际问题的分析研究、不断的总结经验而逐步发展起来的一门自然科学理论。《工程力学》教科书中，从工程力学的基本概念、基本公理讲起，逐步深入。例题也是经过简化抽象出的力学模型，其结构、约束、载荷都是典型化、标准化的，而没有说明力学模型是如何从工程实例中简化抽象出来的。目前，国内高等院校中的机械工程、土木工程、航空工程及相关专业普遍开设工程力学课程，所用教材大同小异，不同程度地存在理论脱离实际的问题。学习了工程力学课程后的大学生们，能够基本理解和掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本方法。但是，当遇上工程实际问题时，就会感到茫然不知所措。因为工程实际问题都是较为复杂的结构，不是教科书中的标准拉杆、标准简支梁，各结构间的连接方式有焊接、铰接，不是书中标准的约束形式，载荷也不是给出的，需要去调查或实测，无法直接应用工程力学理论去分析研究，不知如何下手。这也是新毕业大学生就业难的原因之一。

理论脱离实际，大学生们缺乏解决工程实际问题的能力这个问题，明显地摆在各工科高等院校面前，摆在高校各级领导、广大教师和学生面前，急待解决。

通过专业课学习解决理论关系实际问题当然是一个有效途径。但是，受到教学时间、教学内容等诸多因素的限制，只靠在大学后期阶段的几门专业课学习是解决不了问题的，而且已显为时较晚。那么，强调要在大学教学的全过程中贯彻落实理论联系实际的思想并硬性规定，在技术基础课中安排一定学时的工程实训教学，是完全必要的。

一、问题

如何搞好工程实训教学？这个问题又摆到了任课教师的面前。

如何做到从工程实际中简化抽象出力学模型是搞好工程力学实训教学的关键一环，也是最基本的内容。而在普通工科高等院校中，过去和现在都没有搞过这类实训教学，无可借鉴。但我们可从以下三方面去探索：第一，听取老大学生的实际工作经验；第二，认真分析已有力学与工程实际的关系；第三，借鉴相关学科知识。经过边探索、边实践、边总结，归纳总结出了从工程结构分析开始，从中离散出简单构件，再简化抽象出力学模型，进而进行力学分析计算，得到结论及给出对原工程结构设计的评价及改进意见，这样一个对工程结构进行工程力学分析全过程的方法。现以流程图的方式表达如下：

工程结构力学分析流程图

对上述流程图简要说明如下：

㈠在对工程结构进行力学分析、对构件、约束、载荷进行简化抽象时，应遵循以下原则：

1.分清主次，注意转化。既要抓住主要因素，略去次要因素；同时要注意，在一定条件下，有些次要因素可能转化为不可忽略的重要因素。

2.雅俗对照，约定俗成。即要把理论（雅）的东西和工程实际（俗）的相关东西进行比对，形成相应的简化关系；特别是有些已经形成定式的简化结果（如木结构连接就简化成铰接），就不能再变了。

3.由繁而简，先分后和。工程结构都比较复杂，直接对构件整体作力学分析是很困难的。一般应先分析结构的构成及各构件间的连接方式；然后，将构件间的连接方式作为相互的约束进行简化处理，离散出简单构件；进而对构件及相关载荷进行简化，得到力学模型。在对力学模型进行力学分析后，再回到整个结构中，作综合的分析处理。

㈡力学模型三要素。简化抽象出的力学模型必须具备三个要素：构件、载荷和约束，缺一不可。

㈢力学分析三要点。应用力学理论和方法进行分析研究有三个出发点：强度、刚度、和稳定性，并分别给出结论。

㈣综合评价三方面。对各构件分析后，再回到对工程结构整体的分析评价，应用工程标准和力学标准进行安全性、经济性和科学性三个方面的评价。

㈤在得出了对原工程结构的评价之后，自然会产生对原设计的改进意见。

依据上述分析方法，我们“挂壁床”、篮球架、纲目结构桥、吊扇、桌连椅等多种工程结构进行了工程力学分析研究；更准确地说，也是在进行分析时，不断地归纳、总结、完善分析方法。现以“挂壁床”为例，说明分析的全过程。

“挂壁床”是烟台南山学院学生宿舍中普遍使用的学生用床，如图所示。

该床由三部分组成：两个床头、一个床身。床头是一根50×50×4的角钢弯成直角的两边，与一根外径35mm圆钢管弯成直角的两边焊接成的矩形框架，框架中还焊有3根外径为20mm的圆钢管。床身是2根40×40×3的角钢由5根外形为20×20的方钢管焊接在一起而形成。由4根M8的螺栓将床身和床头连接在一起形成了整床；又各用2个膨胀螺栓（M16）将床头固定在墙上，形成了“挂壁床”。

根据床的结构和连接方式，拆开4个M8的螺栓，即可将床离散为三个简单构件，即两个床头和一个床身。这是第一步。第二步，将已离散出的较简单构件转化为力学模型。先看床头，它一端固定在墙上，相当于固定端，另一端自由；当人坐在床沿上时，人的体重将由床身传至与之相连接的床头自由端处；于是就得出了在自由端作用有集中力的悬臂梁。床身即可视为两端铰支、受有几个集中力作用的简支梁。考虑到几个人同时坐在床沿上的情况较多、而且此时床沿角钢比墙边角钢承受更大载荷，处于较危险状态，应予重点分析。考虑到两根角钢要同时发生弯曲变形，而且变形之差比连接两角钢的方钢管尺寸小得多（约1%），两角钢间的相互作用很小，可以略去。于是就得到了以床沿角钢为简支梁、其上有几个集中力作用的力学模型。到此即完成了力学模型的简化抽象工作。

接下来的是对载荷的分析。当一个人坐在高度为0.5m的床沿上时，两脚放在地面上，地面会分担体重的20%左右，墙边角钢也会分担体重的20%左右，余下的60%由床沿角钢承担。常见的较严重的情况是4个学生同时坐在床沿上。由于床板的作用，会使4个人的体重的60%平均地分配到5根方钢管与床沿角钢的焊接处。以每个大学生体重为600N计，则可视为简支梁上作用有5个290N的集中力；而总重量的一半以集中力的方式作用在悬臂梁的自由端，约为720N。

载荷确定后，即可进行强度及刚度分析计算。对于悬臂梁，集中力对固定端处的弯矩Mmax = 612N・m，由此引起对固定床头的上部螺栓的拉力1.5KN。据查，该螺栓的许可拉力为21KN，可见其强度储备很大。对于简支梁，最大弯矩Mmax=304N・m，角钢的抗弯截面系数W2 = 1.23×10-6 m3，则σmax = 245MPa，梁中点的最大挠度ω=13 mm。我们还对4人坐床沿时的变形进行了实测：悬臂梁自由端挠度为2.1 mm，简支梁中点挠度为15 mm。上述实测挠度值与计算结果完全吻合。由此可以认为，我们所进行的力学模型的简化抽象以及对载荷的估计是基本正确的。

根据上述分析，可对“挂壁床”作出评价及提出改进意见。

二、评价

设计思想新颖，结构合理，经济实用，安全可靠。床头结构设计巧妙，既有很高的承载能力，又是很好的床头护栏；而且用于固定床头的膨胀螺栓有很大的强度储备。床身的强度和刚度能满足一般正常要求，但在严重情况下（如4、5人同时坐在床沿上），强度和刚度都显不足；而且变形较大且不均匀时，会引起很大噪声，影响休息。

三、改进建议

针对上述例子分析，为增加“挂壁床”强度和刚度，提出下列建议：

1.将床沿角钢由40×40×3改为40×40×4，既不改变外观情况，又可增大强度和刚度，可使4人同时坐床沿时的最大应力降至190MPa，最大挠度降至10mm。

2.将固定用螺栓穿墙双挂。即把相邻两宿舍的两张床背靠背地用同一根螺栓固定在同一面墙上，既节省材料，又大大提高了防地震能力。

以上只是对工程结构的力学分析方法和工程力学实训教学的初步探索。还需要逐步提高水平，把实训教学活动提升到实训教学课的高度上来。

参考文献：

[1]蒙晓影.工程力学[M].大连：大连理工大学出版社，2008

[2]张向阳.工程力学[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2005

工程力学篇7

［关键词］安全工程；力学课程；课程改革

一、安全工程专业发展历程及现状

第一次工业革命后，蒸汽机的发明使劳动者从繁重的体力劳动中解脱出来，生产效率提高，但随之而来的由机械引发的事故导致劳动者生命及财产安全受到损害。生产技术改革带来的损失促使人们寻求科学的安全技术来保证生产的顺利进行，于是安全工程专业顺势而生。由于各国国情不同，对安全工程专业的人才需求也不同，因此各国在安全工程专业教育方面有较大不同，下面对国内外安全工程专业高等教育现状进行分析。

（一）国外安全工程专业发展现状

［1－2］美国安全工程学科高等教育历史悠久，早在17世纪末，某些高校就设置了卫生工程、安全管理等方面的硕士和博士学位。如今美国开设安全工程相关专业的高校有50多所，主要涉及职业安全、健康和安全管理等领域，如科罗拉多州立大学的职业病治疗专业、爱达荷州立大学的应急管理专业和印第安纳大学伯明顿分校的安全管理专业等。在英国，安全工程专业作为公共健康学科领域的一个分支，主要研究生产过程中的职业健康、事故财产损失等问题。相关毕业生主要就职于安全健康顾问公司、安全评估公司和公共服务组织等。澳大利亚有十余所大学开设了安全工程相关专业，其安全工程高等教育的重点是职业健康及安全卫生领域，如埃迪斯科文大学的职业安全健康系、新南威尔士大学的安全系、莫纳什大学的职业安全健康与环境系等。在国外安全工程专业的课程设置中，方法论、统计学、管理学、流行病学和心理学等理学及管理学课程的占比较大，工程技术方面的课程较少，学生毕业后被授予理学学位。

（二）国内安全工程专业发展历程及现状

我国的安全工程教育起步相对较晚［3－7］，1957年西安矿业学院（今西安科技大学）最早开设了“矿山通风与安全”专业；1958年北京劳动学院（今首都经济贸易大学）开设了“工业安全技术”与“工业卫生技术”专业。1984年，国家教育委员会颁布《高等学校工科本科专业目录》，整合了工业安全技术、工业卫生技术、卫生工程学等专业名称，统一称作“安全工程”，并于1993年设立安全科学技术一级学科。进入21世纪后，国家对安全专业人才培养更加重视。2011年3月，国务院学位委员会及教育部联合印发的《学位授予和人才培养学科目录》中新增了“安全科学与工程”一级学科（学科代码0837），属于工学大类。2010年，我国开设安全工程专业的高校已有127所。为满足国家安全专业人才的需求，国内大多数院校开设安全工程专业时都侧重于工科类课程的设置［8－9］。如中国矿业大学安全工程专业主要侧重于矿业安全，设置了工程热物理、工程流体力学、工程热力学与传热学、燃烧学、火灾动力学等课程；北京理工大学安全工程专业主要侧重于兵工及爆炸安全，设置了工程力学、应用力学、机械设计基础、燃烧与爆轰等课程。在国内，安全工程专业属于工学大类，从开设之初就具有较强的工科背景，学生毕业后被授予工学学位。力学课程作为工科专业的基础，是安全工程专业课程设置的重点。

二、安全工程专业加强力学课程教学的必要性

近年来随着我国国民经济的高速发展，应用于动力工程、石油化工、航空航天、交通、轻工、食品等领域的过程装备向大型化、高速化方向发展。改革开放以来，建筑工程业取得了举世瞩目的辉煌成就，我国的高层建筑占世界高层建筑的70％以上。桥梁工程、隧道工程、高铁里程世界第一，地铁建设是世界上规模最大的。工业建筑（如三峡大坝）、发电厂、核电站、西气东输工程等设备和结构工程的设计都与力学专业知识密切相关。力学专业知识对这些设备和工程的安全运行、失效分析和寿命预估至关重要。过程设备和结构工程所受载荷有压力载荷、温度载荷、机械载荷、重力载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷等，按载荷性质又可分为静载荷、动载荷、交变载荷等。各种载荷在设备和工程结构的部件及零件内产生的应力可分为拉、压、弯曲和切应力。在设备和工程结构运行过程中，结构因素、应力分析及强度设计因素、应变分析及刚度设计因素或使用过程中的工况变化因素均会致使结构失效，造成的失效事故损失、伤亡和环境伤害将给国家带来巨大的经济损失。如广东九江大桥垮塌是由于运行工况突变，碰撞断裂导致的；湖南凤凰县大桥的垮塌是由结构共振引起的。在过程设备中，换热设备应用广泛。在运行过程中，流体诱导振动会引发换热器失效，致使工厂停工停产。如核电站的蒸汽发生器U形传热管工作于辐射、高温、高压、气液两相流环境，其动态特性受到很多因素影响。多年的研究成果表明，流体诱导振动是导致核电站主要设备蒸汽发生器U形传热管损伤及失效的关键性因素之一。无论是强烈还是微弱的管束流致振动，都会引发U形管和支撑之间的撞击磨损，只是撞击力和磨损率大小不同［10］。为了避免和预测流体诱导振动给蒸汽发生器U形传热管带来的机械损伤，我们需要掌握蒸汽发生器U形传热管在运行态和起停机过渡状态下的动态特性，这就需要力学基础知识。

为了设备的安全运行，力学知识至关重要，所以安全工程专业加强力学课程教学是非常必要的。

三、安全工程专业力学课程教学中存在的问题

以工程安全为主的安全工程领域专业人才应该具备较好的力学基础及分析计算、数值模拟等理论基础。目前，我国高校安全工程专业的基础力学课程绝大多数为工程力学，只涵盖了理论力学的静力学部分和材料力学部分内容，这会导致学生对运动学、动力学等内容缺乏深入了解。学校应该单独开设材料力学和理论力学课程。理论力学主要研究物体机械运动的一般规律，是所有力学课程的基础，内容包括静力学（研究物体受力及平衡）、运动学（从几何角度研究物体运动，不涉及受力）和动力学（研究物体受力和运动之间的关系）。理论力学主要研究力对物体的外部效应，材料力学主要研究力对物体的内效应，即变形及失效规律。以郑州大学安全工程专业为例［11］，其培养目标是“培养德、智、体、美全面发展，具有扎实的力学基础理论、安全科学理论知识和安全工程专业知识，具备工程结构与设备方面的专业技术知识，能在机械、材料、土木、交通等工程领域从事安全技术、安全管理、工程安全设计、事故预防与评价等工作的具有创新能力的高级工程技术人才”。以此培养目标为基准，我们对全国安全工程专业的教学方案进行了总结，发现安全工程专业开设的力学课程存在以下不足：1．教学方式陈旧，主要是教师讲授课程内容，学生参与度较少，这样既降低了学生的学习积极性，又不利于学生深入理解所学理论；2．偏重理论教学，与工程实际结合较少，缺乏将工程问题转化为适当力学模型的能力的培养；3．考核评价方法单一，以考试为主，缺乏对学生综合能力的考核；4．课时设置较少，而且课程以概论性质为主，学生在力学方面学习得不够深入。

四、安全工程专业力学课程改革建议

针对目前各院校安全工程专业力学课程教学中存在的不足，我们提出以下建议［12－15］：1．巩固学生的基础理论，加强学生的工程实践能力；2．同时开设基础力学部分和应用力学部分，设置理论力学、材料力学、流体力学等课程，并针对相关院校各自的侧重点开设结构力学、振动力学、结构疲劳与断裂等；3．增加力学课程学时，使学生深入了解力学相关知识，提高学生的逻辑思维能力，训练学生从科学、理性的角度分析工程中的安全问题；4．建设自主、高效的课堂学习模式，营造和谐、宽松的学习氛围，提高学生的学习自主性和收集资料、处理信息的能力；5．考核方式多样化，增加报告、实验等在考核中所占比例，综合评价学生能力，提高学生自我培养多元化能力的积极性；6．开设有限元基础课，培养学生将实际问题抽象成力学模型的能力；7．开设实验力学课程，提高学生的实践能力，培养其利用所学知识解决工程实际问题的能力。

五、结语

工程力学篇8

关键词CDIO；流体力学；能力培养；教学改革

1引言

“流体力学”作为理工科的一门专业基础课和必修课，它的重要性是众所周知的，作为力学分支，其在安全工程专业有着广泛的应用，与泄漏、火灾、爆炸、通风等有着密切的关系，是后续工业通风、消防工程等专业课程学习的重要基础。近年来流体力学学科发生深刻变化，对流体运动认识加深，测量手段更为先进，对流体运动分析和处理的能力空前强大，与工程应用结合更加紧密。然而“流体力学”这门课程概念抽象、数学公式多，在以往课程教学过程中更多重视理论知识的传授，人才培养过程中存在着过分偏重理论知识学习，缺乏对学生工程能力的培养等不足之处。因此，本文借鉴国际流行的CDIO工程教育理念，拟对安全工程专业“流体力学”课程进行教学改革，使理论知识服务于后续的安全知识学习及工作实际，将知识教育和能力培养有机地结合起来，增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，使学生专业理论知识的学习真正地更好地融入之后的安全工作中。

2CDIO工程教育理念

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Imple-ment）和运行（Operate）的简称。“C”构思指系统性的构想、思考，明确产业需求。“D”设计是把将要被实现的计划通过视觉的形式描述出来的活动过程；“I”实施是执行、施行实际的行为，指把设计转变为产品的过程；“O”运行是指产品实现之后（即实施之后）使用其来达到想要的价值的过程。从构思、设计、实施到运行的全过程就是产品的整个生命周期，用它来代表工程的范畴[1]。CDIO教育模式提倡培养具有较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育专业学生，这种模式在安全工程专业领域具有一定的借鉴意义[2]。CDIO强调在系统和产品构思、设计、实施、运行的真实工程实践环境中培养学生的工程能力，通过引导学生以主动的、实践的、知识之间有机联系的方式培养学生的工程能力，使学生在创新思维能力、终生学习能力、团队合作能力和工程实践能力等方面得到全面的训练和提高。

3基于CDIO理念的流体力学课程实施

3.1优化教学内容

在教学时，教材的选取是非常重要的，首先要选择一本好的教材，然后围绕教材的内容，进行全方位的内容设计。湖南工学院安全工程专业选用的教材为蔡增基、龙天渝主编的《流体力学泵与风机》，该教材详细介绍了流体力学及泵与风机的基础知识，并配有丰富的习题供学生课后练习巩固，另围绕教学大纲，每章设置了思考题。但教材内容多是从供热通风空调类专业角度出发，内容较多。按照安全专业职业能力与素质需求为导向，结合我校安全工程专业对该课程课时安排较少，学生文科生多，理科基础薄弱的特点、安全工程专业需求及其与后续专业课程之间的关系，课程教学内容分为四部分：（1）流体静力学。掌握流体平衡的规律，对其中与安全工程关系不大的小节进行删除。（2）流体动力学。研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等。（3）有关流体静力学和流体动力学在生产和生活中的应用，如孔口与管嘴恒定流、管道恒定流等。注重与工业通风、消防、安全工程中常见的泄漏等问题相结合。（4）泵与风机工作原理及运行知识，重点掌握如何选择泵与风机。由于课时有限，其他知识可通过学生自主学习来完成。内容设置注重培养学生的创新能力、学习能力和分析解决问题的能力，不因课时少而删除其物理背景、力学建模和求解过程等方面的学习，只讲授结果、计算公式、图表等这种短视的做法培养出来的学生只是现成公式的计算机器，面对新的问题将束手无策，学生没有创新能力，没有利用所学知识解决实际问题的能力。只有掌握正确的基本概念和流体运动一般规律，才能认识特殊规律，才能有分析实际问题的能力，才能正确应用和处理流体力学商业软件。

3.2转变教学方法

在课堂教学中注重学生综合思维、系统思维和工程能力的培养。结合传统的教学方法，采用以问题学习的形式，要求学生基于问题学习。（1）首先要讲授该门课程的性质及作用，让学生掌握该课程在整个专业培养中的作用以及工程实践中的具体应用价值，以及该课程与其他课程之间的关系，从而在学生的整体知识架构中建立起清晰的课程逻辑联系[3]，培养学生的系统思维能力。（2）各知识点的教学过程采用启发式教学法，先由老师设置问题，让学生带着问题进行学习；学完之后让学生思考学了什么，有什么用；除了基本的教学过程外，在课程中设置一些小专题讨论，培养学生分析问题、解决问题的能力。（3）传统的教学模式由于缺乏对知识的应用，学生通常将通过考试作为学习目标而专注于记忆考试内容。因此在教学中注重相应知识点的讲解的同时，注重对各知识点的应用和拓展，各知识点多方面地与安全工程专业相结合（如在讲述孔口管嘴出留时与危险化学品物质泄漏进而导致火灾、爆炸、中毒事故相结合；讲述流动阻力时与工业通风管道设计、消防水管道设计相结合），强调其对专业的支撑作用，要求理论知识必须服务于安全工作实际，将知识教育和工程能力培养有机地结合起来。

3.3实验教学改革

实验环节是CDIO模式下教学环节的非常重要的组成部分，学生工程能力的培养和综合应用能力的提高，有赖于此环节[4]。实验教学方面通过建设流体力学实验室，将实践教学贯穿于学生的整个学习过程，实现对学生的动手实践能力、技术应用能力、研究创新能力的培养。实验模块分为基础验证类实验模块、综合性实验模块和开放性实验模块。基础验证类实验主要包括雷诺实验、能量守恒验证实验、沿程阻力实验、局部阻力实验、文丘里管实验、流量计实验、离心泵实验等[5]。这些实验过程简单，能帮助学生更好地理解流体力学的基本原理和定律，但缺乏创造性，没有与安全工程专业实际相结合。综合性实验如与工业通风课程相结合，设计一个通风除尘管道模型，学生通过流体力学知识制定实验方案，使用仪器测量风速、压强等相关参数计算通风阻力。让学生把流体力学知识更好地与安全工程专业相结合，解决专业实际问题。综合类型的实验相对较复杂，采用团队协作的方式，通过互相交流讨论解决实验过程中遇到的问题，发散思维，实验结束后进行汇报，培养学生的团队协作能力和沟通能力。开放性实验模块通过建设开放性实验室，为学生参加各类学科竞赛、科技创新活动、自主实验、参与大学生研究性与创新性实验项目、参与教师科研项目提供实践平台。如学生可进行计算机虚拟流体力学实验、利用flunet软件模拟火灾发生时烟气流动过程。开放性实验可锻炼学生创新能力。

4结论

1）安全工程专业“流体力学”课程作为一门学科基础课，其教学改革应以专业能力需求为导向、学生能力培养为目标，引入CDIO理念进行教学改革，可提高学生创新思维能力、系统思维能力、和工程能力的培养，提高学生的工程意识及大工程观。2）基于CDIO理念的“流体力学”课程教学改革应注重学生主体作用的发挥，以学生为主体、教师为主导，采用问题学习的形式进行教学，培养学生用基础理论分析、解决实际问题的能力。3）在“流体力学”课程教学改革中，应注重实验教学环节，实验教学除了基本的基础验证类实验外，组织学生做一些综合性、设计性、开放性实验，教学中注重学生团队协作能力，人际交往能力和创新能力的培养。

参考文献

[1]顾佩华,等.重新认识工程教育一国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]张景钢.基于CDIO的创新型安全工程培养方式研究[A]//安全科学理论与创新[C].郑州:郑州大学出版社,2016:92-96.

[3]赵庆贤,葛秀坤,毕海普,等.“变焦式”教学法在专业基础课程教学中的应用[A]//第26届全国高校安全工程专业学术年会论文集[C].北京:气象出版社,2014:262-265.

[4]王海江,彭静,杨玲,等.CDIO模式下的信号处理课程群建设[A]//2009年中国高校通信类院系学术研讨会文集[C].北京:电子工业出版社,2009:593-596.

[5]谭波,刘丹龙,向明汭.关于改善流体力学课程与安全工程专业契合度的教学改革探讨[A]//第27届全国高校安全工程专业学术年会论文集[C].北京:煤炭工业出版社,2015:225-228.