TEACHING OF MACHANICS OF MATERIALS WITH ENGINEERING CASES FOR UNDERGRADUATES MAJORED IN RAILWAY AND BRIDGE1)

材料力学教学中,为了提高学生们的学习兴趣和解决工程实际问题的能力,结合铁道桥梁类本科生的专业特点,分析了部分工程案例。该教学模式一方面可以进一步加深学生对材料力学基本知识和概念的理解,另一方面可提高学生利用所学知识解决专业领域具体问题的能力,激发学生学习的积极性和主动性。多年的教学实践证明了该教学模式的有效性。     

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。     

基于“兴趣-科研-探索”的船舶与海洋工程流体力学启发式教学模式初探

针对船舶与海洋工程流体力学课程的教学特点,提出一种“兴趣-科研-探索”的启发式教学模式。该教学模式以“兴趣驱动”为牵引,以“科研应用”为抓手,以“探索未知”为导向,最大限度地调动学生的主动学习能力和发散思维潜力。以空泡现象为例,将该模式与船舶与海洋工程流体力学知识点相结合,激发学生对于知识点的好奇和兴趣,加深学生对于知识点的掌握和应用,启发学生对于知识点的理解和想象,旨在为该课程教学探索一种新模式。     

CONSTRUCTION OF GOLD COURSE OF MATERIALS MECHANICS IN PROVINCIAL UNIVERSITIES UNDER THE BACKGROUND OF EMERGING ENGINEERING EDUCATION 1)

大学课程中的"金"和"水"之争议成为热点,地方高校的材料力学课程亦面临此问题。为适应新工科建设和地方高校转型升级需求,重组材料力学知识模块,利用多维度素材建设、"教与学"模式转变以及多指标综合评价等手段,建立一套教书与育人、课内与课外、理论与实践、教学与科研、设计与竞赛相结合的"教学相长、内外联动、上下融合、虚实结合"的材料力学金课,以此激发学生的学习动力和专业志趣,实践效果良好。     

ANSYS AND TEACHING OF MECHANICS OF MATERIALS1)

材料力学的传统课堂教学着力于公式的理论推导,内容相对枯燥;而实验课难以与课堂教学同步进行,且无法直观给出除变形以外的其他信息。为提高课堂教学效果,将ANSYS引入材料力学的课堂教学中,通过动画和云图的方式生动形象地给出材料力学各类变形问题中变形和应力情况,结合理论公式同步讲解,不仅可以加深学生对各类力学概念、知识点以及公式的认识和理解,而且可以激发学生的学习兴趣和创新性思维,有助于工程应用型人才的培养。     

PROMOTING TEACHING BY USING COMPETITION PROBLEMS IN ENGINEERING MECHANICS TEACHING1)

本文提出以课堂教学为载体,强化力学竞赛试题在培养学生创新思维能力和力学建模能力的作用,激发学生学习工程力学课程兴趣的教学改革思路和方法。通过调整教学例题内容、增加例题的趣味性、强化力学建模训练以及增强定性分析意识,有效解决了力学竞赛培训中遇到的问题。实践证明,"以赛促教"教学模式可有效激发学生学习工程力学的热情,有助于掌握课程的核心内容及其工程应用。     

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。     

科学与工程中的应用力学

回顾1600年至1900年间力学、19世纪物理学和同时期的工程教育的发展史,描述了应用力学的发展及其与科学和工程的关系．随之讨论现代物理学、现代工程学和作为科学与工程的一门学科的应用力学的形成,后者被《AppliedMechanicsReviews》杂志分为94个学科方向共10个门类．总结了科学与工程之间的关系以及应用力学与其它学科的相互影响．     

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。     

三峡工程中的若干力学问题

简要介绍了三峡水利枢纽工程概况，工程建设中主要技术难点，以及几个主要工程力学问题，包括流体力学、固体力学、二相流及爆破力学等问题．结合三峡工程侧重叙述岩石（体）力学应考虑的新问题．大型岩土工程是庞大的复杂系统，岩石力学涉及众多学科．建议应用系统工程的理论和方法研究岩石（体）力学，使其在国民经济中发挥更大作用，在岩石（体）力学研究中还需针对不同的目标、任务考虑各种非线性问题．因此，岩石（体）力学应与工程问题更紧密地结合．     

A NEW TEACHING METHOD OF ENGINEERING FLUID MECHANICS COURSE1)

针对工程流体力学课程的教学特点,提出了"理论推演-实验研究-数值模拟-互动式案例"的教学模式。该模式将相关的知识点联系起来,以点带面,由浅入深,采用多种方式讲解。以边界层分离现象为例,使用理论推演分析其机理,采用实验方法展示分离现象,引入数值模拟方法,提升教学效果,扩展知识面,使用网络互动方法,提高学习兴趣,加深理解。该模式将传统技术与新兴的技术相结合,可以为该课程的教学提供有益的帮助。     

THE INNOVATIVE TRAINING SYSTEM FOR INTERNATIONAL TALENTS IN ENGINEERING HIGHER EDUCATION UNDER THE BELT AND ROAD POLICY1)

"一带一路"战略为深化我国与沿线国家的教育交流合作提供了重要契机,也为我国的新工科人才培养体系的理论研究与教育实践开拓了新视野,提出了新挑战。在以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展的大背景下,对工程科技人才提出了更高要求。建设具有新理念、新结构、新体系、新质量、新模式的新工科,迫切需要借助国际化加快工程人才教育体系的改革创新。构建面向"一带一路"的工程教育国际化新体系,面向新工科人才培养,密切结合"一带一路"沿线各国工科人才培养的实际情况,以工程力学、航空航天工程、机械工程等专业的国际化联合培养为抓手,深入研究面向新工科建设的"一带一路"工程教育国际化新体系。     

NANOSCALE PROCESS ENGINEERING

The research of nanoscale process engineering (NPE) is based on the interdisciplinary nature of nanoscale science and technology. It mainly deals with transformation of materials and energy into nanostructured materials and nanodevices, and synergizes the multidisciplinary convergence between materials science and technology, biotechnology, and information technology. The core technologies of NPE concern all aspects of nanodevice construction and operation, such as manufacture of nanomaterials “by design“, concepts and design of nanoarchitectures, and manufacture and control of customizable nanodevices. Two main targets of NPE at present are focused on nanoscale manufacture and concept design of nanodevices. The research progress of nanoscale manufacturing processes focused on creating nanostructures and assembling them into nanosystems and larger scale architectures has built the interdiscipline of NPE. The concepts and design of smart, multi-functional, environmentally compatible and customizable nanodevice prototypes built from the nanostructured systems of nanocrystalline, nanoporous and microemulsion systems are most challenging tasks of NPE. The development of NPE may also impel us to consider the curriculum and educational reform of chemical engineering in universities.     

ON AN INTERDISCIPLINARY TEACHING METHOD OF FLUID MECHANICS AND OTHER MECHANICS RELATED COURSES1)

流体力学是力学和机械等专业本科生的一门专业基础课。由于其涉及数学、物理的概念多、公式复杂、理论抽象而实际应用广,是公认的难教、难学的课程之一。笔者提出了将流体力学与理论力学、材料力学、电动力学等其他力学课程交叉教学的方法,充分利用各门力学课程知识间的联系,使得学生在学习流体力学的同时复习其他力学的知识,通过对比深化理解流体、固体、刚体和电磁场,最终获得对力学学科的整体视野,增强教学效果。     

矿山岩体工程的系统工程

用系统工程学的观点, 重新认识矿山岩体工程的特点。建立矿山岩体工程稳定性的系统的概念。提出地质模型、设计模型、施工模型的构思, 使工程地质、设计、施工三者密切结合, 共同解决矿山岩体工程稳定问题。通过动态监测和信息反馈, 在工程施工的动态过程中不断地获得新的认识, 以便对工程实施做出新的决策。     

QUESTIONING AND HUMBLE OPINION FOR THE ENGINEERING MECHANICS PROGRAM RUNNING: DIVERSITY,OBJECTIVE, WAYS1)

响应《力学与实践》编辑部组织的关于工程力学专业与学位点办学的讨论。提出6个期待讨论的问题并参加提纲式的讨论。为抛砖引玉,期待相关的教学与研究者的实践与实证的交流。这6个问题是：(1)两千年的力学发展长河会断流吗(历史)? (2) 现代与今后国内外力学专业的学生将会面临怎样的需求(需求)? (3)应该怎样认识力学和工程力学的性质(性质)? (4)据此我们应该怎样界定工程力学专业与学位点多样性办学的目标(目标)? (5)培养今后工程力学人才的途径是什么(途径)? (6)力学专业办学的本质功能是什么(功能)? 为简明计,每个设问末了用两个字概括问题的关键词。这些问题并非泛泛之玄问, 乃是当今办学同仁们关心且必须讨论并回答的问题。     

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。     

EXTENDING THE KNOWLEDGE BASE OF CHEMICAL ENGINEERING

The obvious current reversion to micro-scale investigations in basic chemical engineering, combined with the need, of a quite different nature, in the rapid growth of high added-value and small-lot functional materials, have been pointing to an area not yet sufficiently covered by the unit operations, transport phenomena and chemical reaction engineering. Although it is difficult to define accurately this area, a cursory scan of the activities already in progress has revealed a few common attributes: multi-phased (structured), multi-scaled, multi-disciplined, nonlinear, needs for resolution to reductionism-solvable subsystems, and pervasive in the process industry. From these activities, the present paper drafts a tentative scheme for studying the related problems: first to dissect a problem into various scales -- spatial, temporal or otherwise as best suits the case in hand -- in order to identify pertinent parameters which are then organized into model formulations. Together with inter-scale model formulations, a zoom-in/zoom-out process is carried out between the scales, by trial-and-error and through reasoning, to arrive at a global formulation of a quantitative solution, in order to derive, eventually, the general from the particular.     

边坡工程加固需求度评价及其应用

稳定程度不足的边坡通常都需要进行加固。但在加固系统设计时工程师们必须搞清边坡的哪些部位应进行重点加固 ,哪些部位只需要一般加固 ,甚至不需要加固 ,以便合理地布置加固措施。在工程地质力学综合集成方法论 (EGMS)的基础上 ,作者提出了边坡工程加固需求度 (DRD)的概念及其应用方法。     

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。