力学虚拟实验系统及其在实验力学教学中的作用

力学实验教学中普遍存在的仪器和师资不足的问题严重影响了实验教学效果. 本文发展了一套基于虚拟现实技术的力学虚拟实验系统,不仅能仿真实验结果,而且能仿真实验仪器和实验操作过程. 系统可实现光弹性、电子散斑干涉、几何云纹、投影条纹、数字图像相关以及应变片实验共6 个实验的仿真模拟. 力学虚拟实验系统可作为常规实验力学教学的重要补充,在很大程度上缓解实验力学教学中存在的问题,改进教学效果.     

新工科背景下基础力学实验教学模式改革实践与探索

针对“约定真值”的传统实验教学模式存在的判据模糊、内容固化和数据处理简单等不足,本文开展了“新工科”基础力学实验教学模式改革探索工作。通过调整教学观念、丰富实验内容和系统数据处理等方法,明确了基础力学实验判据,构建了以学生自主实践为中心,旨在培养实践创新能力、人文素养和家国情怀的力学实验教学新模式。

     

基于科研问题的力学综合实验教学研究与实践

探索了基于科研问题的力学实验教学方法,并在北京航空航天大学本科生流体力学综合实验教学中进行了教学实践.该实验教学方法不侧重传授具体的知识和实验技能,而是更加关注学生解决问题的思路和对科研基本流程的训练,从而使本科生在做毕业设计之前对做科研的方法有个基本的认识.     

结构力学虚拟仿真实验教学研究

基于结构力学实验,应用Flash开发系统建立了结构力学实验的虚拟实验环境和虚拟实验物理的模型.通过将实验对象的数学模型引入到虚拟实验对象状态控制程序的方法,实现了对结构力学虚拟实验对象的实时判断和实际数据库的动态链接,使虚拟实验系统具有完好的交互性和实验现象、规律、实验结果的准确性.为加强实践教学环节提供了另一种实验教学的手段,为力学实验教学网络化提供了可视资源.     

理论力学创新思维实验教学的探索与实践

结合力学实验教学示范中心建设,全面实施实验教学改革.在力学理论教学中,向学生灌输创新意识.开设理论力学创新思维实验课程,注重创新教育的普及.开展创新实践活动,定期开展创新大赛,培养创新精英.几年的理论力学创新思维实验教学实践表明,学生创新意识和科学思维方法得到全面提升,并完成了一批具有实用价值的创新成果.     

电测虚拟实验探讨

介绍了自行研制的多媒体教学软件虚拟电测实验系统。该系统是在采集真实的实验图片和真实的实验数据基础上使用Visual Basic编制而成的。它完全模拟实际的实验环境和实验过程,能够完成电测的基本实验,如电阻应变片灵敏系数测定、材料弹性常数的测定、纯弯曲梁截面正应力分布的测定、主应力的测定等实验项目。制作该虚拟实验系统的目的是为了给学生提供一个预习的工具,让学生在进入实验室做实验之前就基本掌握实验的全过程,提高其对实验课的学习兴趣,同时也可以缓解实验教学设备不足与实验教学设备利用率低下的矛盾。实践证明:使用该系统教学与传统的教学过程有着明显的不同,它使学生由被动地参与教学过程变成主动地学习,这有利于知识的获取与掌握,此外,对于实验条件不足的困境也起到了一定的缓和作用。     

基于新型光弹性实验技术的力学实验教学方法探索

为了解决传统光弹性实验教学中数据处理过于复杂、时间过长的问题,将新型光弹性实验技术探索性地运用于力学实验教学.本文在简要介绍该技术基本方法的基础上,以教学实例的形式着重阐述了其在实验教学中的运用.该技术在实验教学中的运用不仅使光弹性实验教学测量由定性判断过渡到定量测量,而且能够拓展学生的视野、培养学生的创新思维能力.     

“新冠肺炎”疫情环境下实验教学形式多样化的运用

实验教学的主要授课形式在科技的发展下已经变得多样化,实验课程不仅是学生实践与研究的基础,也是从知识理解向科学研究的转化,在教学中占据着不可缺少的地位。全国“新型冠状病毒肺炎”(简称“新冠肺炎”)疫情的爆发极具偶然性,给实验教学带来了前所未有的压力。在突发困难面前,通过直/录播线上教学、数字化资源的运用、授课形式的转变、评价体系的调整等一系列应急措施,在实验教学中取得了较好的效果。这不仅与理论课程形成了良好的配合,充分保障了实验教学的内容和质量,而且大大促进了学生的自主学习能力,还引发了对高校实验教学发展的思考,即,不应在疫情等特殊情况下才思考求变,实验教学应坚持不懈地着力于学生培养和持续改革。     

"新冠肺炎"疫情环境下实验教学形式多样化的运用

实验教学的主要授课形式在科技的发展下已经变得多样化,实验课程不仅是学生实践与研究的基础,也是从知识理解向科学研究的转化,在教学中占据着不可缺少的地位。全国"新型冠状病毒肺炎"(简称"新冠肺炎")疫情的爆发极具偶然性,给实验教学带来了前所未有的压力。在突发困难面前,通过直/录播线上教学、数字化资源的运用、授课形式的转变、评价体系的调整等一系列应急措施,在实验教学中取得了较好的效果。这不仅与理论课程形成了良好的配合,充分保障了实验教学的内容和质量,而且大大促进了学生的自主学习能力,还引发了对高校实验教学发展的思考,即,不应在疫情等特殊情况下才思考求变,实验教学应坚持不懈地着力于学生培养和持续改革。     

基础力学课程群实验教学改革的初步探索

介绍北京航空航天大学国家级精品课定位的基础力学实验教学的改革,包括以课程群为整体规划的三层次实验教学体系(基础实验、综合研究型实验与学生自主创新实验)以及结合教学实践关于基础与创新、能力与素质、本科教学与科研和校园文化诸关系的思考和一管之见.     

大学物理《力学》中的自由度分析

对《力学》中的物体自由度进行多方面分析,以深化教学、提高学生正 确分析物理问题的能力.使用实际教学分析的研究方法,在《力学》范围内讨论自由度与坐标、 自由与约束的关系并得以下结论: (1) 同一物体的自由度随其所在的``空间'不同而不同, 不因坐标系的选取不同而 异, 在同类参考系中不因参考系的动静而有别;(2)自由度遵循叠加原理. 讨论了质点系的总自由度及相关计算问题,并指出研究《力学》中自由度的意义.     

Development and design of new methods of measurement of state of strain of structures

The present paper deals with development and design of new methods utilizing Wiedemann's effect for determination of state of strain in building structures. Wiedemann's effect and some features of torsional strain of magnetic field are the basis of new experimental method. Especially the point electromagnetic strain gages using the effect of pure torsion of electromagnetic field to enable universal examination. For strain-gage measurements, almost all physical quantities are used which can be related to the variation in length of the structures. From the electric strain measurements, the most commonly used methods are the measurements by resonance-wire strain gages or by electric-resistance strain gages. In this paper, electromagnetic strain gages are discussed using the Wiedemann effect, and the author describes some new measuring equipment and his own suggestions and methods based on an application of this effect.     

Calculation of aerodynamic characteristics of arrays of profiles of arbitrary shape

It is well known that the problem on nonseparating potential flow of an incompressible fluid about an array of profiles reduces to an integral equation for a certain real function, determined on the contours of the profiles of the array. As such a function one can take, as was done, for instance, in [1–5], the relative velocity of the fluid on the profiles of the array. For arrays of profiles of arbitrary shape it is necessary to solve the corresponding integral equation numerically. In the particular examples of the calculation of aerodynamic arrays that are available [1–3] the numerical methods used were based on the approximate evaluation of contour integrals by rectangle formulas. As investigations showed, sizeable errors arose thereby in the approximate solution obtained, these being especially significant in the case of curved profiles of relatively small bulk. In the present paper a method for the numerical solution of the integral equation obtained in [5] is proposed. The method is based on the replacement of a profile of the array with an inscribed N polygon, the length of whose sides is of the order N^–1 and whose internal angles are close to . Convergence with increasing N of the numerical solution to an exact solution of the integral equations at the reference points is demonstrated. Examples of the calculation are given.Novosibirsk. Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR. Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 2, pp. 105–112, March–April, 1972.