力學課程論文范文

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第1篇

力學是土木工程專業重要的學科基礎課，既是基礎學科，又是技術學科。其重要作用是使學生掌握土木工程類專業必備的力學基礎知識和基本技能，初步具備分析和解決土木工程簡單結構、基本構件受力問題的能力，為學習后續專業技能課程打下基礎;對學生進行職業意識培養，使其形成嚴謹、敬業的工作作風，為今后解決生產實際問題和職業生涯的發展奠定基礎。在力學課程體系方面，有些內容在不同課程中表述形式不同，甚至存在沖突。應加強各力學課程授課教師的交流與溝通，合理選擇教材，及時修訂教材及教學大綱，優化課時分配。由于教學學時普遍壓縮，每門力學課程都不能把教材內容系統完善地講完，造成部分內容脫節。同時，相關的新知識、新技術介紹偏少，遠遠滯后于科技發展。在現有的理論力學教材中，力學物理基礎與大學物理中的內容重復出現。理論力學教材中的平面簡單桁架的內力計算與結構力學中的靜定平面桁架重復，而材料力學中的平面剛架和曲桿的內力圖又和上述內容有所重復。不同的是平面簡單桁架中的構件都是二力桿，二力桿的內力只有軸力，而材料力學中的靜定平面剛架的內力除了軸力還有剪力和彎矩。材料力學中的簡單的超靜定問題在結構力學中多有重復，同時在能量法和壓桿穩定等內容也有較多重復。在結構力學教材中，漸進法、無鉸拱的內力計算等內容實際應用較少，但是內容仍然占了一定的篇幅，而新型工程的新結構、新理論卻在教材中很難找到。依據高校培養應用型和創新型人才的培養目標和“實用性、針對性、先進性”的教育特點，需要打破土木工程專業力學課程之間的界限，對教學內容進行整合與優化，重新組織課程結構，摒棄陳舊內容，加入新血液。將理論力學、材料力學、結構力學課程的教學體系、教學內容進行系統的研究，按其內容重新劃分教學模塊。確保主要內容不削減，避免重復;相似內容合并;新加內容既要保持先進性，又要保證整個力學體系的連貫性和整體性。通過力學課程的教學內容調整，提高教學效率，強化基礎，突出重點。

二、教學方法改進

1.啟發式教學學生學習力學課程目的之一就是為將來從事各種有關工程方面的工作打下良好基礎。力學教材中的理論知識都是經過實踐總結出來的，而又為實踐所用，因此，教師在授課時盡量把抽象的概念、理論與工程實際聯系起來，擴大教學信息量及知識面，給學生留出充分的思維空間，留一定的余地讓學生思考、反饋或提煉出若干問題，最大程度的激發和培養學生的學習能力，培養學生的學習興趣。經過教學內容的調整，系統的力學知識體系又為學生后續的學習留下期待和想象的空間，將教學的重點從知識的傳授轉移到能力的培養上。

2.多媒體教學力學課程的公式推導較多，并且有大量的圖形，利用傳統的教學手段可以將復雜的力學問題分析的很透徹，并且有利于教與學的互動，缺點是推導過程和繪圖占用了大量時間。多媒體教學具有圖、文、聲并茂甚至有活動影像這樣的特點，合理利用多媒體教學可以使傳統教學中抽象枯燥的概念變得生動具體，能增加學生的感性認識，激發學生的學習興趣，大信息量、大容量性課堂教學節約了空間和時間，提高了教學效率。但是，多媒體教學只是一種輔助的教學手段，需要與傳統教學的手段有機結合，共同參與教學過程，才能達到良好的教學效果。

3.實踐教學實踐教學是鞏固理論知識的有效途徑，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要手段。通過課程實驗教學或演示教學、認識實習等使學生通過實際觀察獲得感性知識以說明和印證所傳授知識。實踐教學能使學生獲得生動而直觀的感性知識，加深對學習對象的印象，把書本上理論知識和實際事物聯系起來，形成正確而深刻的概念;能提供一些形象的感性材料，引起學習的興趣，集中學生的注意力，有助于對所學知識的深入理解、記憶和鞏固;能使學生通過觀察和思考，培養他們的獨立探索能力、實驗操作能力和科學研究興趣。

三、考核方式

1.統一學生作業在對學生實施練習的過程中，不同的任課教師按照自己的理解，在難度和知識點覆蓋面上有一定的差異。隨著力學各課程習題冊的出版，節省了老師和學生的大量寶貴時間，使得學生有更多的時間理解教材中的內容。但是由于習題冊與教材上的內容和教師講授的內容可能不符，甚至存在沖突。所以基于教學所選擇的教材和力學課程調整后的內容，各力學課程的教師應該加強交流和溝通，共同編制各力學課程的習題冊。一方面對要求學生掌握課程知識點和覆蓋面有個統一的標準，為實行規范的教學質量體系奠定了基礎;另一方面，又為力學課程的最終考核增加新的參考。如在新章節內容開始時，布置一些思考練習題，該章節結束后，通過課上提問、課外作業等形式進行檢查。

2.考核方式考核的目的具有雙重性的特點:考核既是為了檢驗學生對課程知識的掌握情況，幫助教師不斷總結經驗教訓，改進教學內容和教學方法;同時也是為了對學生就該課程的學習做出客觀公正的評價，并引導其學習方向，逐步適應學科課程的特點，最終起到夯實基礎、強化能力的作用。但是單一的試卷考試，很難全部反映力學課程的所有知識，而且錯綜復雜的工程實際問題也不是簡單的力學理論就可以完成的。因此對于力學課程的考核，選擇過程性和階段性相結合的方式。教學活動既有完整的過程性，又有鮮明的階段性。重視過程性考核和階段性考核，對檢驗教學質量和促進、引導學生學習都非常必要。在平時的教學活動中適當安排一些形式多樣的考核，如課堂討論、力學創新、應用力學理論分析解決工程實際中的問題等。

四、結束語

第2篇

力學課程中的工程案例教學是選取有針對性的工程案例，在課堂上以講解工程案例入手，通過對典型工程案例的展示，引導學生積極參與分析、討論和總結，提煉出所學部分的力學理念以及用所學力學理論解決工程問題的方法；讓學生在具體的問題情境中積極思考、主動探索，深化對相關理論知識和對科學知識的系統掌握，從而培養學生的綜合能力的一種教學方法。與傳統的教學方法比，工程案例教學不僅是一種有效的教學方法，更體現了全新的現代教學理念。工程案例教學法體現了“以生為本”的教育理念。在傳統的力學基礎課教學中，教師占絕對的主導地位，學生個性得不到充分發揮。工程案例教學是一種啟發式教學，他的出發點和歸宿是充分調動學生的積極性。實施工程案例教學，可以充分發揮教師的主導性和學生的主動性，有利于學生掌握抽象的力學概念和原理，并能靈活運用，達到理想的教學效果。例如，可以隨手指指門角和窗角的裂紋，讓學生們分析一下是什么原因造成的？問為什么會發生在這些部位？經過簡單的思考后接著介紹應力集中的概念，學生們很快能抓住應力集中的本質。之后，可將問題引申到脆性材料和塑性材料對應力集中的不同反應上，并對其進行理論的闡述。這種與工程實踐相結合的授課方式，像講故事一樣，又輕松又有趣，學生們不僅掌握了基礎理論知識，同時對理論知識的工程背景有了一定的認識，這對培養學生的工程實踐能力非常有益。

2力學課程實施工程案例教學的實踐

2.1轉變力學課程教育理念

工科大學生畢業后要直接面對工程問題，尤其是應用型大學的絕大多數畢業生要在技術一線從事具體的技術工作。教育首先要考慮他們對工程素質的迫切需求。在教學中，需要對傳統的力學基礎課程教學進行改革。在保證大綱教學任務的前提下，根據后續專業的需求，及時調整教學內容，凸顯工程案例教學在教學中的份量。可以豐富課堂教學，激發學生主動學習的熱情，為后續專業課打下堅實的力學基礎。

2.2日益發展的科學技術是力學課程工程案例教學的源泉

科學技術的發展，尤其是新材料、新技術的出現，為工程案例教學提供著源源不斷的素材。如航天航空技術的發展，帶來了如梯度材料等一大批新材料的出現。在力學、生命與人類健康的關系方面，引入鮮為人知的近代力學研究生命科學的分支。如心腦血管疾病與血液動力學等，應用應力與生長定律回答了太空中生物為什么長不大的原因；從力學角度看，骨骼是自然界中最輕巧的超強結構；從生物力學角度研究延長生命的人工器官，如人工心臟瓣膜、人工關節、人工肺、人工腎等；以及中國傳統醫學中的力學應用：脈象、推拿、針灸、經絡等等。在人類生存環境與力學關系方面，從1998年我國長江抗洪救災說起，分析長江堤壩潰決的宏觀流體動力學原理，介紹導致九江大堤潰決的管涌的力學成因及對堤防的嚴重危害；類似的還有阿斯旺大壩的悲劇、三門峽水庫的教訓與長江三峽大壩等大型水利工程。通過近年來頻頻發生的沙塵暴、空氣污染實例，解釋其中的氣象動力學原理。在洪水的堵與泄、南水北調工程，臺風、地震、海嘯等的預報與預防方面講解應用的力學方法和原理。以及通過結合近年來自然災害頻發的現象，促使了“災害力學”的產生等等這些與生活、生產實際緊密結合的工程案例的分析，能夠激發學生的求知欲和社會責任感。

2.3更新力學課程的教學內容，運用現代化教學手段

工程案例選擇要充分考慮所選工程案例具有一定的工程背景，最好是讓學生看得見，摸得著，想得到的工程案例。也可以選一些重大的工程，及發展前沿的工程。工程案例要有典型性，即所選案應具有代表性。教學案例是為教學服務的，案例的選擇須能充分體現力學課程的理論知識。要適當選取工程案例，即所案例要難易適中。案例太簡單，容易得出答案，難以激發學生的學習興趣。案例太難會超出學生的知識水平和理解力，學生難以入手進行分析，會挫傷學生的積極性。所選案例應與學生的專業相關聯，達到力學課程教學為學生專業知識學習服務的目的。案例選擇好后首先確定案例的核心理念，即通過案例教使學生掌握哪些力學理論知識，要培養學生哪方面的能力。圍繞案例的核心理念，由淺入深地設計一系列的問題，引導學生去思考，從而掌握相關的力學理論知識。由于課時限制，不可能在工程現場進行教學，但可在課前精心制作與授課內容相關的具體工程實例課件。這些圖、文資料色彩鮮艷，清晰生動，能夠有效地補充一些與工程實踐有關的知識或背景材料，不僅開闊學生的眼界，而且能提高學生的工程實踐能力。在講解時不能面面俱到，要分清重點，講明白為止。

2.4力學課程教師要提高自身的工程素質

力學課程中的工程案例教學對教師提出了更高的要求。教師要有效地使用這種方法，就必須提高自身的工程素質，對所選工程案例有著深刻的力學理解。就要深入到工程實際中，鉆研技術，開展科學研究。對一些重大工程，特別對近年來發生的有重大影響的事件中的力學現象，教師要能清楚其中蘊含的力學原理。例如在學習懸臂梁的彎矩時，結合媒體報道的一例工程事故。一民用住宅樓的陽臺墜落，連續將其下面的若干層樓的陽臺剃掉，梁與墻在連接處配筋不足是導致事故的根本原因。教師要清楚目的是講內力，彎矩的薄弱點，還要清楚梁的配筋要求。通過分析該工程事故，學生們不僅理解了彎矩最大的固定端截面是危險截面，而且明白了這種結構可能發生的破壞形式。以此充分激發學生的求知興趣。教師要具有高度的社會責任感。在授課過程中，結合力學的授課內容，有意識地對一些重大工程事故進行力學分析，可以增強學生對社會的責任感。如在講授剪切的概念時，就以滑坡這種地質災害為例，說明剪切變形的實質。并指出上海的倒樓事故，實際上由于沒有科學施工導致的人為滑坡引起的。通過分析工程事故背后的力學原理，告誡學生們一方面要學科學、懂科學，另一方面更要明白自己所肩負的社會責任。

3結語

第3篇

“系統動力學基礎”是國防科學技術大學系統工程專業本科學員的專業選修課。系統動力學可以為復雜非線性系統的系統分析、系統規劃和系統預測提供一種基于因果關系的定性與定量相結合的理論和方法。課程有助于提高學員系統思維、整體思維、因果思維能力，以及利用建模仿真方法和工具解決實際問題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統動力學》，總計30學時，其中講授24學時，實踐4學時，考核2學時。

2“系統動力學基礎”課程教學準備

2.1了解授課對象的基本情況

想要上好一門課，首先必須了解授課對象的專業、人數、學科背景，以及專業的培養方案、課程體系等基本情況。可以采用集體座談、個別交流等方式到學員隊進行前期調研，了解學員對課程的預期時間精力投入情況，對課程的期望和需求以及學員的個性、情感等基本情況。明確本課程在人才培養體系中的地位、作用，梳理學科知識網絡，明確本課程相關的先導課程和后續相關課程。例如，與本課程密切相關的預修課程包括高等數學、計算方法、計算機程序設計、自動控制原理、系統工程原理。通過與學員前期交流，可以了解學員現有知識體系以及對先導課程的掌握情況，這樣在課程設計和講授時就能夠有的放矢，因材施教。

2.2教材選取

教材選取是前期準備的重要環節。系統動力學有一些國內外相關教材專著，其中王其藩的經典教材《系統動力學》內容充實，基礎理論方法闡述較全面系統，引入較新的Vensim系統動力學圖形化建模仿真軟件，理論實踐結合較好，比較適合作為基本教材。鐘永光等人編著的“十一五”國家級規劃教材側重培養系統思維主線，弱化微分方程式等數學知識，對動態系統的行為模式與結構、因果回路圖和存量流量圖的繪制原則，復雜系統基模等概念闡述較為清晰，是對基本教材的有益補充。其他相關教材可作為課程課外讀物，例如《系統動力學與計算機仿真》雖然教材內容和實驗軟件比較陳舊，但是教學實例非常豐富。《系統思考和系統動力學的理論與實踐》《社會系統動力學：政策研究的原理、方法和應用》《環境模擬：環境系統的系統動力學模型導論》《第五項修煉：學習型組織的藝術與實務》《增長的極限》等教材闡述了系統動力學在不同領域的應用實例，有利于開拓學員的視野。

2.3教學交流

教學交流是進行課程準備、提高教學水平的重要途徑。想上好本課程需要與學科和課程建設負責人、承擔相關學科方向（特別是系統工程、管理科學與工程、仿真工程）課程任務的老師、教學崗老師、教學督導專家等進行交流研討。作為新教員更需要積極參加各種教學培訓、教學觀摩活動，向有經驗的老師虛心請教。此外，還可以通過觀看國家視頻公開課、MOOC、與國內外一流大學的同類課程（例如美國MIT的系統動力學課程）進行對比分析，充分借鑒國內外優秀課程的先進理念、經驗，借鑒先進的建設成果。除了課前以外，整個教學過程中以及教學結束后都可以通過積極參加各類教學比賽、課件大賽、教學督導、撰寫教學論文、申報教學成果獎等方式與教育教學界同行進行教學交流。

3“系統動力學基礎”課程設計

3.1頂層設計

要想全面把握和上好一門課，需要從戰略上對課程進行整體設計，需要非常用心地按照系統工程的原理和思想進行系統動力學課程的頂層設計。本課程面向系統工程、仿真工程、管理科學與工程專業本科生，重點突出系統動力學的理論與方法、建模和應用。課程涵蓋系統動力學中的系統分析、建模、仿真、實驗分析各個環節。目的是培養學員采用系統動力學方法分析和解決問題的能力，使其能夠理解系統動力學的基本思想、建模原理、建模過程，能夠應用系統動力學建模方法及仿真環境建立宏觀層次的系統動力學模型，并通過仿真實驗解決宏觀層次的系統分析問題，從而提高學員解決實際問題的能力。在課程過程和方法設計上，除了進行基本概念方法講授外，還需要展示系統動力學在社會、經濟、生態、軍事等特定領域中的應用，加強學員對系統動力學應用的直觀認識。在此基礎上結合具體應用問題，組織學員從系統動力學和科學實驗角度認識世界和改造世界，形成科學的世界觀和方法論，并采用系統動力學建模仿真軟件開發相關的仿真模型，進行仿真實驗和分析，從而培養和提高學員分析和解決實際問題的動手能力。

3.2教學內容

在教學內容選取上，應根據學科之間的內在聯系、本課程在整個專業知識網絡中的地位作用和學員的認知規律，科學論證和選取課程核心內容和知識點、設計教學實踐環節等。需要特別注意與其他相關課程的聯系、呼應、分工、銜接。例如，一階負反饋的基本概念在以前的自動控制原理等課程講授過，本課程中就需要從系統動力學因果分析、定性定量建模、Vensim建模仿真實驗分析全新的角度進行講授。教學內容力求做到基礎性、系統性、科學性、實用性和先進性的統一。本課程理論教學內容包括：系統動力學基本概念、建模原理和步驟；系統動力學建模技術（因果回路圖、存量流量圖、狀態、速率、輔助變量和常數、參數、方程）；系統動力學分析技術（簡單和復雜系統結構和行為分析、振蕩、延遲、基模、靈敏度與強壯性分析、模型精煉與重構、政策/決策分析）。本課程實踐教學內容包括：系統動力學仿真實驗技術（Vensim軟件、函數、輸入輸出分析）；一階系統建模仿真實驗、二階系統建模仿真實驗、應用系統動力學分析解決復雜軍事問題。

3.3課程特色

每門課程都有其特殊性和獨有的特點，本課程需要重點把握以下兩個特點：一是突出理論與實踐相結合的“雙螺旋”主線。與一般的理論課或實驗課不同，本課程是一門理論性與實踐性結合非常緊密的課程。課程主要按照“案例引入—原理推導—軟件實驗—綜合應用”的思路展開。因此，教學方法側重于理論講解與應用案例結合、抽象的理論知識與Vensim系統動力學軟件實現相結合、培養學員綜合解決現實應用問題的興趣和能力。二是突出課程的系統特征、因果特征和動力學特征。通過課程學習，使學員能夠建立系統辯證觀，強調系統、整體的觀點，通過對因果特征和動力學特征的講解，使學員掌握聯系、運動與發展的辯證觀點。系統動力學與物理學中的動力學具有相似性，系統的結構相當于物理學中的“力”，系統狀態隨時間發展變化的系統行為相當于物理學中的“運動”。系統內部結構和反饋機制決定了復雜系統的行為模式和動態特征。系統動力學非常適合研究復雜系統隨時間變化的問題，例如人口、經濟、社會隨時間的發展、興盛與衰亡等。因此在課堂講授時可以適當采用具有多媒體動畫，仿真實驗時特別需要展示系統隨時間變化的動態特性。

4結語