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篇1

力學(xué)可粗分為靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三部分，靜力學(xué)研究力的平衡或物體的靜止問題；運動學(xué)只考慮物體怎樣運動，不討論它與所受力的關(guān)系；動力學(xué)討論物體運動和所受力的關(guān)系。

力學(xué)也可按所研究對象區(qū)分為固體力學(xué)、流體力學(xué)和一般力學(xué)三個分支，流體包括液體和氣體；固體力學(xué)和流體力學(xué)可統(tǒng)稱為連續(xù)介質(zhì)力學(xué)，它們通常都采用連續(xù)介質(zhì)的模型。固體力學(xué)和流體力學(xué)從力學(xué)分出后，余下的部分組成一般力學(xué)。

一般力學(xué)通常是指以質(zhì)點、質(zhì)點系、剛體、剛體系為研究對象的力學(xué)，有時還把抽象的動力學(xué)系統(tǒng)也作為研究對象。一般力學(xué)除了研究離散系統(tǒng)的基本力學(xué)規(guī)律外，還研究某些與現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)的新興學(xué)科的理論。

一般力學(xué)、固體力學(xué)和流體力學(xué)這三個主要分支在發(fā)展過程中，又因?qū)ο蠡蚰Ｐ偷牟煌霈F(xiàn)了一些分支學(xué)科和研究領(lǐng)域。屬于一般力學(xué)的有理論力學(xué)(狹義的)、分析力學(xué)、外彈道學(xué)、振動理論、剛體動力學(xué)、陀螺力學(xué)、運動穩(wěn)定性等；屬于固體力學(xué)的有材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)等；流體力學(xué)是由早期的水力學(xué)和水動力學(xué)這兩個風(fēng)格迥異的分支匯合而成，現(xiàn)在則有空氣動力學(xué)、氣體動力學(xué)、多相流體力學(xué)、滲流力學(xué)、非牛頓流體力學(xué)等分支。各分支學(xué)科間的交*結(jié)果又產(chǎn)生粘彈性理論、流變學(xué)、氣動彈性力學(xué)等。

力學(xué)也可按研究時所采用的主要手段區(qū)分為三個方面：理論分析、實驗研究和數(shù)值計算。實驗力學(xué)包括實驗應(yīng)力分析、水動力學(xué)實驗和空氣動力實驗等。著重用數(shù)值計算手段的計算力學(xué)，是廣泛使用電子計算機(jī)后才出現(xiàn)的，其中有計算結(jié)構(gòu)力學(xué)、計算流體力學(xué)等。對一個具體的力學(xué)課題或研究項目，往往需要理論、實驗和計算這三方面的相互配合。

力學(xué)在工程技術(shù)方面的應(yīng)用結(jié)果形成工程力學(xué)或應(yīng)用力學(xué)的各種分支，諸如土力學(xué)、巖石力學(xué)、爆炸力學(xué)復(fù)合材料力學(xué)、工業(yè)空氣動力學(xué)、環(huán)境空氣動力學(xué)等。

力學(xué)和其他基礎(chǔ)科學(xué)的結(jié)合也產(chǎn)生一些交又性的分支，最早的是和天文學(xué)結(jié)合產(chǎn)生的天體力學(xué)。在20世紀(jì)特別是60年代以來，出現(xiàn)更多的這類交*分支，其中有物理力學(xué)、化學(xué)流體動力學(xué)、等離子體動力學(xué)、電流體動力學(xué)、磁流體力學(xué)、熱彈性力學(xué)、理性力學(xué)、生物力學(xué)、生物流變學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、地球動力學(xué)、地球構(gòu)造動力學(xué)、地球流體力學(xué)等。

運動學(xué)發(fā)展簡史

運動學(xué)是理論力學(xué)的一個分支學(xué)科，它是運用幾何學(xué)的方法來研究物體的運動，通常不考慮力和質(zhì)量等因素的影響。至于物體的運動和力的關(guān)系，則是動力學(xué)的研究課題。

用幾何方法描述物體的運動必須確定一個參照系，因此，單純從運動學(xué)的觀點看，對任何運動的描述都是相對的。這里，運動的相對性是指經(jīng)典力學(xué)范疇內(nèi)的，即在不同的參照系中時間和空間的量度相同，和參照系的運動無關(guān)。不過當(dāng)物體的速度接近光速時，時間和空間的量度就同參照系有關(guān)了。這里的“運動”指機(jī)械運動，即物置的改變；所謂“從幾何的角度”是指不涉及物體本身的物理性質(zhì)(如質(zhì)量等)和加在物體上的力。

運動學(xué)主要研究點和剛體的運動規(guī)律。點是指沒有大小和質(zhì)量、在空間占據(jù)一定位置的幾何點。剛體是沒有質(zhì)量、不變形、但有一定形狀、占據(jù)空間一定位置的形體。運動學(xué)包括點的運動學(xué)和剛體運動學(xué)兩部分。掌握了這兩類運動，才可能進(jìn)一步研究變形體(彈性體、流體等)的運動。

在變形體研究中，須把物體中微團(tuán)的剛性位移和應(yīng)變分開。點的運動學(xué)研究點的運動方程、軌跡、位移、速度、加速度等運動特征，這些都隨所選的參考系不同而異；而剛體運動學(xué)還要研究剛體本身的轉(zhuǎn)動過程、角速度、角加速度等更復(fù)雜些的運動特征。剛體運動按運動的特性又可分為：剛體的平動、剛體定軸轉(zhuǎn)動、剛體平面運動、剛體定點轉(zhuǎn)動和剛體一般運動。

運動學(xué)為動力學(xué)、機(jī)械原理(機(jī)械學(xué))提供理論基礎(chǔ)，也包含有自然科學(xué)和工程技術(shù)很多學(xué)科所必需的基本知識。

運動學(xué)的發(fā)展歷史

運動學(xué)在發(fā)展的初期，從屬于動力學(xué)，隨著動力學(xué)而發(fā)展。古代，人們通過對地面物體和天體運動的觀察，逐漸形成了物體在空間中位置的變化和時間的概念。中國戰(zhàn)國時期在《墨經(jīng)》中已有關(guān)于運動和時間先后的描述。亞里士多德在《物理學(xué)》中討論了落體運動和圓運動，已有了速度的概念。

伽利略發(fā)現(xiàn)了等加速直線運動中，距離與時間二次方成正比的規(guī)律，建立了加速度的概念。在對彈射體運動的研究中，他得出拋物線軌跡，并建立了運動(或速度)合成的平行四邊形法則，伽利略為點的運動學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，惠更斯在對擺的運動和牛頓在對天體運動的研究中，各自獨立地提出了離心力的概念，從而發(fā)現(xiàn)了向心加速度與速度的二次方成正比、同半徑成反比的規(guī)律。

18世紀(jì)后期，由于天文學(xué)、造船業(yè)和機(jī)械業(yè)的發(fā)展和需要，歐拉用幾何方法系統(tǒng)地研究了剛體的定軸轉(zhuǎn)動和剛體的定點運動問題，提出了后人用他的姓氏命名的歐拉角的概念，建立了歐拉運動學(xué)方程和剛體有限轉(zhuǎn)動位移定理，并由此得到剛體瞬時轉(zhuǎn)動軸和瞬時角速度矢量的概念，深刻地揭示了這種復(fù)雜運動形式的基本運動特征。所以歐拉可稱為剛體運動學(xué)的奠基人。

此后，拉格朗日和漢密爾頓分別引入了廣義坐標(biāo)、廣義速度和廣義動量，為在多維位形空間和相空間中用幾何方法描述多自由度質(zhì)點系統(tǒng)的運動開辟了新的途徑，促進(jìn)了分析動力學(xué)的發(fā)展。

19世紀(jì)末以來，為了適應(yīng)不同生產(chǎn)需要、完成不同動作的各種機(jī)器相繼出現(xiàn)并廣泛使用，于是，機(jī)構(gòu)學(xué)應(yīng)運而生。機(jī)構(gòu)學(xué)的任務(wù)是分析機(jī)構(gòu)的運動規(guī)律，根據(jù)需要實現(xiàn)的運動設(shè)計新的機(jī)構(gòu)和進(jìn)行機(jī)構(gòu)的綜合?，F(xiàn)代儀器和自動化技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)機(jī)構(gòu)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，提出了各種平面和空間機(jī)構(gòu)運動分析和綜合的問題，作為機(jī)構(gòu)學(xué)的理論基礎(chǔ)，運動學(xué)已逐漸脫離動力學(xué)而成為經(jīng)典力學(xué)中一個獨立的分支。

固體力學(xué)發(fā)展簡史

固體力學(xué)是力學(xué)中形成較早、理論性較強(qiáng)、應(yīng)用較廣的一個分支，它主要研究可變形固體在外界因素(如載荷、溫度、濕度等)作用下，其內(nèi)部各個質(zhì)點所產(chǎn)生的位移、運動、應(yīng)力、應(yīng)變以及破壞等的規(guī)律。

固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問題，又有塑性問題；既有線性問題，又有非線性問題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來發(fā)展起來的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴(kuò)大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體.

自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)?，F(xiàn)代工程中，無論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理和計算方法。

由于工程范圍的不斷擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，固體力學(xué)也在發(fā)展，一方面要繼承傳統(tǒng)的有用的經(jīng)典理論，另一方面為適應(yīng)各們現(xiàn)代工程的特點而建立新的理論和方法。

固體力學(xué)的研究對象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類。薄壁桿件是指長寬厚尺寸都不是同量級的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結(jié)構(gòu)中都廣泛采用了薄壁桿件。

固體力學(xué)的發(fā)展歷史

萌芽時期 遠(yuǎn)在公元前二千多年前，中國和世界其他文明古國就開始建造有力學(xué)思想的建筑物、簡單的車船和狩獵工具等。中國在隋開皇中期(公元591～599年)建造的趙州石拱橋，已蘊(yùn)含了近代桿、板、殼體設(shè)計的一些基本思想。

隨著實踐經(jīng)驗的積累和工藝精度的提高，人類在房屋建筑、橋梁和船舶建造方面都不斷取得輝煌的成就，但早期的關(guān)于強(qiáng)度計算或經(jīng)驗估算等方面的許多資料并沒有流傳下來。盡管如此，這些成就還是為較早發(fā)展起來的固體力學(xué)理論，特別是為后來劃歸材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)那些理論奠定了基礎(chǔ)。

發(fā)展時期 實踐經(jīng)驗的積累和17世紀(jì)物理學(xué)的成就，為固體力學(xué)理論的發(fā)展準(zhǔn)備了條件。在18世紀(jì)，制造大型機(jī)器、建造大型橋梁和大型廠房這些社會需要，成為固體力學(xué)發(fā)展的推動力。

這期間，固體力學(xué)理論的發(fā)展也經(jīng)歷了四個階段：基本概念形成的階段；解決特殊問題的階段；建立一般理論、原理、方法、數(shù)學(xué)方程的階段；探討復(fù)雜問題的階段。在這一時期，固體力學(xué)基本上是沿著研究彈性規(guī)律和研究塑性規(guī)律，這樣兩條平行的道路發(fā)展的，而彈性規(guī)律的研究開始較早。

彈性固體的力學(xué)理論是在實踐的基礎(chǔ)上于17世紀(jì)發(fā)展起來的。英國的胡克于1678年提出：物體的變形與所受外載荷成正比，后稱為胡克定律；瑞士的雅各布第一·伯努利在17世紀(jì)末提出關(guān)于彈性桿的撓度曲線的概念；而丹尼爾第一·伯努利于18世紀(jì)中期，首先導(dǎo)出棱柱桿側(cè)向振動的微分方程；瑞士的歐拉于1744年建立了受壓柱體失穩(wěn)臨界值的公式，又于1757年建立了柱體受壓的微分方程，從而成為第一個研究穩(wěn)定性問題的學(xué)者；法國的庫侖在1773年提出了材料強(qiáng)度理論，他還在1784年研究了扭轉(zhuǎn)問題并提出剪切的概念。這些研究成果為深入研究彈性固體的力學(xué)理論奠定了基礎(chǔ)。

法國的納維于1820年研究了薄板彎曲問題，并于次年發(fā)表了彈性力學(xué)的基本方程；法國的柯西于1822年給出應(yīng)力和應(yīng)變的嚴(yán)格定義，并于次年導(dǎo)出矩形六面體微元的平衡微分方程?？挛魈岢龅膽?yīng)力和應(yīng)變概念，對后來數(shù)學(xué)彈性理論，乃至整個固體力學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

法國的泊阿松于1829年得出了受橫向載荷平板的撓度方程；1855年，法國的圣維南用半逆解法解出了柱體扭轉(zhuǎn)和彎曲問題，并提出了有名的圣維南原理；隨后，德國的諾伊曼建立了三維彈性理論，并建立了研究圓軸縱向振動的較完善的方法；德國的基爾霍夫提出粱的平截面假設(shè)和板殼的直法線假設(shè)，他還建立了板殼的準(zhǔn)確邊界條件并導(dǎo)出了平板彎曲方程；英國的麥克斯韋在19世紀(jì)50年代，發(fā)展了光測彈性的應(yīng)力分析技術(shù)后，又于1864年對只有兩個力的簡單情況提出了功的互等定理，隨后，意大利的貝蒂于1872年對該定理加以普遍證明；意大利的卡斯蒂利亞諾于1873年提出了卡氏第一和卡氏第二定理；德國的恩蓋塞于1884年提出了余能的概念。

德國的普朗特于1903年提出了解扭轉(zhuǎn)問題的薄膜比擬法；鐵木辛柯在20世紀(jì)初，用能量原理解決了許多桿板、殼的穩(wěn)定性問題；匈牙利的卡門首先建立了彈性平板非線性的基本微分方程，為以后研究非線性問題開辟了道路。

蘇聯(lián)的穆斯赫利什維利于1933年發(fā)表了彈性力學(xué)復(fù)變函數(shù)方法；美國的唐奈于同一年研究了圓柱形殼在扭力作用下的穩(wěn)定性問題，并在后來建立了唐奈方程；弗呂格于1932年和1934年發(fā)表了圓柱形薄殼的穩(wěn)定性和彎曲的研究成果；蘇聯(lián)的符拉索夫在1940年前后建立了薄壁桿、折板系、扁殼等二維結(jié)構(gòu)的一般理論。

在飛行器、艦艇、原子反應(yīng)堆和大型建筑等結(jié)構(gòu)的高精度要求下，有很多學(xué)者參加了力學(xué)研究工作，并解決了大量復(fù)雜問題。此外，彈性固體的力學(xué)理論還不斷滲透到其他領(lǐng)域，如用于紡織纖維、人體骨骼、心臟、血管等方面的研究。

1773年庫侖提出土的屈服條件，這是人類定量研究塑性問題的開端。1864年特雷斯卡在對金屬材料研究的基礎(chǔ)上，提出了最大剪應(yīng)力屈服條件，它和后來德國的光澤斯于1913年提出的最大形變比能屈服條件，是塑性理論中兩個最重要的屈服條件。19世紀(jì)60年代末、70年代初，圣維南提出塑性理論的基本假設(shè)，并建立了它的基本方程，他還解決了一些簡單的塑性變形問題。

現(xiàn)代固體力學(xué)時期 指的是第二次世界大戰(zhàn)以后的時期，這個時期固體力學(xué)的發(fā)展有兩個特征：一是有限元法和電子計算機(jī)在固體力學(xué)中得到廣泛應(yīng)用；二是出現(xiàn)了兩個新的分支——斷裂力學(xué)和復(fù)合材料力學(xué)。

特納等人于1956年提出有限元法的概念后，有限元法發(fā)展很快，在固體力學(xué)中大量應(yīng)用，解決了很多復(fù)雜的問題。

篇2

力學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，它所闡明的規(guī)律帶有普遍的性質(zhì)。力學(xué)又是一門技術(shù)科學(xué)，它是許多工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。土木工程是力學(xué)應(yīng)用最早的工程領(lǐng)域之一[1]。對于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說，力學(xué)課程是一類極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它不但影響學(xué)生對今后其他專業(yè)課程的理解，還將影響學(xué)生以后解決工程實際問題的能力。所以，對力學(xué)課程在土木工程專業(yè)的重要性進(jìn)行研究，可以幫助培養(yǎng)出適宜于社會發(fā)展的合格的工程技術(shù)人員。

2土木工程專業(yè)主要設(shè)置的力學(xué)課程

根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)計劃，四年本科期間，8學(xué)期內(nèi)，共設(shè)置7門力學(xué)類課程。所以說，除了理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)這“三大力學(xué)”之外，結(jié)合土木工程必須與流體接觸的特點，也設(shè)置了流體力學(xué)這樣的學(xué)科基礎(chǔ)課。另外，考慮到大三之后，土木工程專業(yè)學(xué)生有“建筑工程方向”、“地下工程方向”、“古建筑修復(fù)與保護(hù)工程方向（特色方向）”三個不同的發(fā)展方向，也設(shè)置了土力學(xué)、彈性力學(xué)與有限元基礎(chǔ)和巖石力學(xué)基礎(chǔ)這樣三門專業(yè)方向課程。

3各門力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容及特點

3.1理論力學(xué)

理論力學(xué)是研究物體機(jī)械運動一般規(guī)律的科學(xué)，是各門力學(xué)的基礎(chǔ)。它忽略一般物體的微小變形，建立在力作用下物體形狀、大小均不改變的剛體模型。主要講授內(nèi)容分三個部分：淤靜力學(xué)部分。主要研究受力物體平衡時作用力所應(yīng)滿足的條件；同時也研究物體受力的分析方法，以及力系簡化的方法等。于運動學(xué)部分。只從幾何的角度來研究物體的運動，而不研究引起物體運動的物理原因。盂動力學(xué)部分。研究受力物體的運動與作用力之間的關(guān)系。

3.2材料力學(xué)

材料力學(xué)以單個桿件作為主要研究對象，并且將其看作均勻、連續(xù)、各向同性的可變性固體。它研究桿件的拉、壓、彎、剪、扭變形特征，并對桿件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性分析計算。

3.3流體力學(xué)

流體力學(xué)是研究流體的平衡和流動的機(jī)械運動規(guī)律及其在工程實際中應(yīng)用的一門學(xué)科。流體力學(xué)研究的對象是流體，包括液體和氣體。

3.4結(jié)構(gòu)力學(xué)

結(jié)構(gòu)力學(xué)以桿件結(jié)構(gòu)（包括梁、拱、桁架、剛架和組合結(jié)構(gòu)等）為主要研究對象；研究在外力和其他外界因素作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和動力反應(yīng)，以及結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律。

3.5土力學(xué)

土力學(xué)研究土的本構(gòu)關(guān)系以及土與結(jié)構(gòu)物相互作用的規(guī)律。土的本構(gòu)關(guān)系，即土的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度和時間這四個變量之間的內(nèi)在關(guān)系。

3.6彈性力學(xué)與有限元基礎(chǔ)

彈性力學(xué)研究彈性體由于受到外力作用或溫度變化以及支座沉陷等原因而發(fā)生的應(yīng)力、變形和位移。它一方面對桿狀物件作進(jìn)一步的、較精確的分析；另一方面，對板和殼，以及擋土墻、堤壩、地基等實體結(jié)構(gòu)，加以研究。

3.7巖石力學(xué)基礎(chǔ)

巖石力學(xué)基礎(chǔ)主要研究巖石和巖體力學(xué)性能的一門學(xué)科，是探究巖石和巖體在其周圍環(huán)境（力場、溫度場、地下水等）發(fā)生變化后，作出響應(yīng)的一門力學(xué)分支。其所研究的巖體，具有不連續(xù)性、各向異性和不均勻性的特征。

4力學(xué)課程在土木工程專業(yè)的重要性

力學(xué)是土木工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，若缺乏對力學(xué)課程基本概念、物理意義和求解方法的深入理解，想真正掌握好相關(guān)專業(yè)課程，做好有關(guān)工程設(shè)計、施工、監(jiān)理乃至進(jìn)一步的科研工作，是不可想象的。

4.1對本科后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的影響

混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、鋼結(jié)構(gòu)基本原理、基礎(chǔ)工程、土木工程施工技術(shù)、房屋砌體與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計、地基處理、深基坑工程、城市軌道交通工程、隧道工程、古建筑設(shè)計與保護(hù)技術(shù)等專業(yè)課程，都與力學(xué)課程有關(guān)，如不打好力學(xué)基礎(chǔ)，將無法真正掌握及應(yīng)用好專業(yè)知識。例如在學(xué)習(xí)“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”課程中受彎構(gòu)件斜截面承載力計算這部分內(nèi)容時，需首先了解斜裂縫出現(xiàn)的原因，這時就需利用材料力學(xué)主應(yīng)力跡線的分析方法，在構(gòu)件上取出微元體，來做截面主應(yīng)力分析等。再如“鋼結(jié)構(gòu)基本原理”課程，由于鋼材內(nèi)部組織比較接近于勻質(zhì)和各向同性體，而且在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的，所以鋼結(jié)構(gòu)的實際受力情況和工程力學(xué)計算結(jié)果比較符合；在課程的學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)常會用到材料力學(xué)中的各種計算公式和計算理論等。除了這些專業(yè)課程，對于土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計這個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)來說，力學(xué)知識也是非常重要的。就拿經(jīng)常會出現(xiàn)的“混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計”這種畢業(yè)設(shè)計題目來說，它分為結(jié)構(gòu)布置、計算簡圖框架內(nèi)力計算、框架內(nèi)力組合、框架梁柱截面設(shè)計、現(xiàn)澆樓面板設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計計算和軟件計算這樣幾個部分。所以說，若不能利用力學(xué)基礎(chǔ)知識先進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算簡圖的簡化和結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算，后面實際結(jié)構(gòu)設(shè)計部分，均無法完成。

4.2對研究生階段學(xué)習(xí)的影響

畢業(yè)后，若繼續(xù)就讀本專業(yè)研究生，除了在研究生入學(xué)考試中可能會考核到材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)這樣的力學(xué)課程；在讀研期間，也將涉及更多更深入的力學(xué)課程，如應(yīng)用彈塑性力學(xué)、塑性力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、有限單元法、高等結(jié)構(gòu)動力學(xué)等。如在本科階段沒有打下良好的基礎(chǔ)，將很難掌握這些課程。

4.3對就業(yè)后解決工程實踐問題的影響

力學(xué)知識在工程設(shè)計工作中的作用是不言而喻的。同樣，力學(xué)知識對于施工或監(jiān)理等工作，也是不可或缺的。如預(yù)制樁在堆放時墊木位置和吊裝時吊點位置的確定，施工腳手架的安裝計算，施工模板拆除順序的確定，施工縫留設(shè)位置的確定，施工中鋼筋放置位置的確定等，都需要通過力學(xué)知識來確定。從事建筑施工或監(jiān)理的工程技術(shù)人員，只有掌握了建筑力學(xué)的基本知識，才能懂得建筑物中各種構(gòu)件的作用、受力情況、傳力途徑以及它們在各種力的作用下在什么條件下會產(chǎn)生什么樣的破壞。這樣，在施工中就能正確理解設(shè)計意圖，制定出合理的安全措施和質(zhì)量保證措施，從而保證建筑施工過程中的絕對安全，確保工程質(zhì)量，避免事故發(fā)生。

5對本科階段力學(xué)課程野教冶與野學(xué)冶兩方面的建議

力學(xué)課程內(nèi)容繁多，概論抽象，在“教”與“學(xué)”兩方面都存在很多問題，容易使教師教起來用時多，任務(wù)緊；學(xué)生學(xué)起來難度大，負(fù)擔(dān)重，且容易出現(xiàn)書能看懂而求解問題無從下手的情況。

5.1教學(xué)方法建議

依據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，考慮力學(xué)課程與相關(guān)專業(yè)課程的銜接性，整合力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容。注重工程實踐教育，加強(qiáng)學(xué)科工程背景教學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，開展競賽活動，強(qiáng)化學(xué)生動手能力。引導(dǎo)學(xué)生參與教師科研活動，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識。教學(xué)中運用案例教學(xué)，趣味教學(xué)，啟發(fā)式、探究式、研討式等教學(xué)方法。理論教學(xué)之余，也可簡要介紹結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器、ANSYS、ABAQUS、PKPM等計算軟件，加強(qiáng)學(xué)生在力學(xué)計算方面的綜合能力。

5.2學(xué)習(xí)方法建議

“教”與“學(xué)”相輔相成，無法分離。所以除了教師需運用不同的教學(xué)方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣之外，學(xué)生也需掌握合理的學(xué)習(xí)方法，以加強(qiáng)對教師教授知識的理解與滲透。第一，課前做好預(yù)習(xí)，課后加強(qiáng)復(fù)習(xí)。有效的預(yù)習(xí)，可以使學(xué)生在上課之前，了解自己即將要學(xué)的知識，這樣在課堂學(xué)習(xí)時，就可以對自己所學(xué)的東西做到心中有數(shù)；及時的復(fù)習(xí)，可以使學(xué)生及時消化課堂所學(xué)，以便深入了解所學(xué)知識，深入掌握。第二，善于積累，善于提問。本科教學(xué)不比高中教學(xué)，它講授新知識的時間往往多余復(fù)習(xí)舊知識的時間，所以，在學(xué)習(xí)的過程中，不能存在“猴子掰玉米”的現(xiàn)象，學(xué)了新的忘了舊的，而是要不停積累，不停學(xué)習(xí)；對于不懂的知識點，要善于提出疑問，問同學(xué)，問教師，問網(wǎng)絡(luò)，及時解答疑問，及時解決問題。第三，要加強(qiáng)練習(xí)。學(xué)習(xí)力學(xué)知識的過程中，不做一定數(shù)量的習(xí)題，將很難對基本概念和計算方法有深入的理解，也很難培養(yǎng)出好的計算能力，所以，要學(xué)以致用，加強(qiáng)練習(xí)。第四，善于創(chuàng)新，積極參與不同的實踐活動。教師教授的知識是有限的，在學(xué)習(xí)教師教授的方法之后，舉一反三，要自己善于發(fā)現(xiàn)問題，創(chuàng)新思維；積極參與各項社會實踐活動，如省大學(xué)生力學(xué)競賽、省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽等，將學(xué)到的力學(xué)知識應(yīng)用到實際的大賽活動中，并且從實踐的過程中又學(xué)習(xí)新的力學(xué)知識，循環(huán)往復(fù)，提高自身的學(xué)習(xí)積極性；積極參與教師的科研項目，提高自身的研究思路和水平，也是加強(qiáng)自身力學(xué)思維的較好方法。

6結(jié)語

篇3

關(guān)鍵字：專業(yè)課教學(xué)；高分子物理；教學(xué)方法

【中圖分類號]】G420

目前，大學(xué)生的課程就其結(jié)構(gòu)層次可分兩大類，一類是基礎(chǔ)課，包括為培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的高級專門人才開設(shè)的各專業(yè)的共同課，即公共基礎(chǔ)課，和為了向?qū)W生講授與他們所學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的一些基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能而開設(shè)的基礎(chǔ)課；另一類是專業(yè)課，這是為了向?qū)W生講授他們所學(xué)的本專業(yè)的理論、知識和技能的科學(xué)體系而開設(shè)的課程，體現(xiàn)了國家對專門人才在業(yè)務(wù)上面的特殊要求，是大學(xué)課程的中心部分。這兩類不同層次的課程在大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中都有一定地位，一方面基礎(chǔ)課是學(xué)好專業(yè)課的基礎(chǔ)，另一方面又要在此基礎(chǔ)上學(xué)好專業(yè)課，并學(xué)會運用專業(yè)理論知識去分析解決實際問題。因此專業(yè)課的學(xué)習(xí)在大學(xué)生學(xué)習(xí)過程中也是至關(guān)重要的。

高分子物理是高分子專業(yè)基礎(chǔ)課，在高分子材料科學(xué)中占有十分重要的地位。高分子物理學(xué)是研究高分子的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系，并為高聚物成型加工理論基礎(chǔ)的一門科學(xué)。它是在材料力學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，因此對于化學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)具有一定難度。為了很好解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中所遇到的問題，提高教學(xué)品質(zhì)，我們在多年的教學(xué)中做了以下工作：

一.教材選?。?/p>

教材也稱課本，是教學(xué)內(nèi)容的主要依據(jù)，是根據(jù)教學(xué)大綱編定的要求系統(tǒng)地反映學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)用書，是教學(xué)大綱的具體化，是實現(xiàn)一定教育目的的重要工具。它即為教師的教學(xué)提供了基本材料，也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識的主要材料，是他們閱讀課外參考資料、研究學(xué)術(shù)問題的基礎(chǔ)。因此教材的選取直接影響著知識講授的深淺及教學(xué)品質(zhì)的高低。

高分子物理這門課程國內(nèi)尚無材，目前廣泛使用的教學(xué)用書分別是由何曼君、金日光、柯?lián)P船主編的三種版本的"高分子物理"。為了提高學(xué)生對高分子物理知識掌握水準(zhǔn)，增加應(yīng)試能力，我們也采用了此教材，對于教學(xué)中遇到的問題，我們采用以下措施，一是將書中涉及的較難的數(shù)學(xué)問題，用較容易的數(shù)學(xué)知識重新推導(dǎo)，使學(xué)生容易聽懂；例如在推導(dǎo)高分子鏈的均方末端距時，采用的統(tǒng)計模型是三維無規(guī)行走。通過幾年的教學(xué)實踐，我們成功地采用了此教材。

二.課堂講授

教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)相結(jié)合的共同活動。學(xué)生在教師有目的、有計畫的指導(dǎo)下，積極主動地掌握系統(tǒng)的科學(xué)文化基礎(chǔ)知識。課堂講授是當(dāng)前我國高等學(xué)校班級教學(xué)的基本形式。它是在教師的主導(dǎo)下向?qū)W生傳遞知識資訊并控制學(xué)生掌握知識資訊的一種教學(xué)形式。在這種形式中，教師始終處于主導(dǎo)地位，因而使課程講授具有可控性強(qiáng)、系統(tǒng)性強(qiáng)、效率高和簡便易行等特點。

（一）知識的邏輯性

高分子物理學(xué)是研究高分子的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的科學(xué)，因此我們在教學(xué)中始終以突出這一宗旨來進(jìn)行講授，我們首先講授高分子鏈的結(jié)構(gòu)，然后講授高分子的溶液、電學(xué)等性能。在講授每一種性能時，我們都從高分子結(jié)構(gòu)入手進(jìn)行講授，定性地討論高分子的性能特點，用以揭示其內(nèi)在的必然聯(lián)系。這種啟發(fā)式的教學(xué)方法效果很好。這種教學(xué)方法，增加了高分子物理學(xué)的邏輯性，提高學(xué)生對高分子物理學(xué)知識的掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生運用專業(yè)知識獨立分析問題和解決問題的能力。

（二）本學(xué)科前沿科研知識的介紹

科研成果是無數(shù)科學(xué)工作者科研工作的結(jié)晶，是人類寶貴的知識財富，它標(biāo)志科學(xué)發(fā)展的方向。結(jié)合本門課程的內(nèi)容，介紹一些科研知識與成果，有利于學(xué)生對科研的基本知識和基本方法的掌握；有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法的；有利于激起學(xué)生對從事科學(xué)研究的興趣和熱忱。

三.作業(yè)題篩選

教學(xué)這一特殊系統(tǒng)要達(dá)到預(yù)期效果，就要求教師的教學(xué)活動與學(xué)生接受資訊過程具有較高的同步性，這要求教師在整個教學(xué)過程中能及時、準(zhǔn)確地獲得來自學(xué)生的回饋資訊。其主要形式是作業(yè)。為了更好地完成教學(xué)任務(wù)，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和掌握，自開設(shè)這門課程以來，我們教師一直在做收集、整理并解答一些有特色的高分子物理習(xí)題的工作，裝訂成冊。

四.教學(xué)與實踐相結(jié)合

大學(xué)教學(xué)，不僅要在校內(nèi)采用多種教學(xué)方法聯(lián)系實踐，使學(xué)生掌握的理論知識在一定程度上轉(zhuǎn)化為技能，更要注重組織學(xué)生參觀學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生實現(xiàn)由學(xué)習(xí)向工作的過渡。

我們學(xué)校為地方性大學(xué)，大多數(shù)學(xué)生畢業(yè)后要充實到生產(chǎn)第一線，如何使學(xué)生畢業(yè)后，盡量縮短適應(yīng)期，勝任所承擔(dān)的工作，也應(yīng)是我們教學(xué)的一項重要任務(wù)。

首先，我們在課堂教學(xué)中，比較注重應(yīng)用知識的講授，使學(xué)生學(xué)會如何運用所學(xué)知識去分析和解決實踐問題，并且我們正積極準(zhǔn)備，擬開設(shè)塑膠、橡膠成型加工實驗課。

再者，參觀教學(xué)是根據(jù)教學(xué)目的，有計畫地組織學(xué)生對實際事物直接地觀察研究，使理論聯(lián)系實際的一種教學(xué)組織形式。這種教學(xué)形式使學(xué)生得到具體的知識，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深化所學(xué)的理論知識。

本專業(yè)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，已堅持多年用一周時間組織學(xué)生去哈爾濱塑膠五廠、哈爾濱塑膠九廠、哈爾濱玻璃鋼研究所、哈爾濱化學(xué)材料廠和哈爾濱特種塑膠廠參觀學(xué)習(xí)，請工廠技術(shù)人員現(xiàn)場講解塑膠薄膜、塑膠桶、塑膠電線、塑膠啤酒箱子等產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程，通過下廠參觀學(xué)習(xí)，加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解與掌握，開闊了學(xué)生視野，效果很好。

總之，采用以上諸做法，通過多年教學(xué)實踐，效果是顯著的。學(xué)生普遍反映，此門課程平時抓得緊、要求高，考試時不用劃重點、串線，學(xué)生知道復(fù)習(xí)重點，成績優(yōu)劣與用功程度有關(guān)；再有，在完成課堂教學(xué)前提下，適時地組織學(xué)生下廠參觀學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生深化科學(xué)文化知識的學(xué)習(xí)；增加學(xué)生的感性認(rèn)識；增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)社會的能力。同時也有利于應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉曉亞，郁文娟，陳明清。高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)探索[J]，無錫教育學(xué)院學(xué)報，2003，（12）

篇4

關(guān)鍵詞：大學(xué)生；環(huán)境工程教育；實踐能力；培養(yǎng)模式改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）34-0029-02

高等學(xué)校擔(dān)負(fù)著為國家培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重任，在創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的大潮中，人才是創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新、推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展最活躍的因素。教育要面向時代，歷史性地承擔(dān)起知識和技術(shù)創(chuàng)新的偉大使命，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供強(qiáng)有力的智力支撐和人才保證[1]，如何讓學(xué)生擁有創(chuàng)新應(yīng)用能力成為了人才培養(yǎng)的核心工作。

全國目前有14000多個工程教育專業(yè)，占高等學(xué)校專業(yè)總布點數(shù)的 ；工程專業(yè)類在校生超過400萬人，占全國本科總數(shù)的。這些數(shù)據(jù)清楚地告訴我們，工程教育的質(zhì)量和水平高低直接關(guān)系到本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。教育界對工程教育非常關(guān)注，從工程師的培養(yǎng)目標(biāo)、知識體系和培養(yǎng)模式等多方位進(jìn)行積極的探討改進(jìn)。

環(huán)境工程專業(yè)是一門將環(huán)境保護(hù)落實到工程措施上的綜合學(xué)科，是環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。它的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決實際工程問題的能力[2，3]，將來能為企事業(yè)單位解決生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的污染問題[4]，對實踐能力要求較高，因此，本科教育應(yīng)高度重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)創(chuàng)新能力和實踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)企事業(yè)單位急需的技術(shù)人才。目前很多院校在環(huán)境工程教育中上存在諸多不足，實踐教育弱化趨勢尤其明顯，與企業(yè)聯(lián)系不緊密，重“學(xué)”輕“術(shù)”，造成工程性缺失和創(chuàng)新性不足。為此，以環(huán)境工程學(xué)科為例探討實踐能力的培養(yǎng)意義重大。

一、環(huán)境工程專業(yè)本科生工程能力培養(yǎng)的社會背景

在科本生培養(yǎng)過程中，當(dāng)前高等學(xué)校以工程能力提升為目標(biāo)的培養(yǎng)模式改革面臨多方面的壓力。

1.工程教育認(rèn)證。我國從2005年開始開展工程教育認(rèn)證，使得一直強(qiáng)調(diào)的“提高教學(xué)質(zhì)量”第一次有了明確合理的參照標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有相關(guān)院校都對參與工程教育認(rèn)證表現(xiàn)出空前的熱情。申請工程教育認(rèn)證的各高校要深化課堂教學(xué)改革，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。環(huán)境工程專業(yè)作為試點專業(yè)，在2007年下半年啟動了認(rèn)證工作。工程教育認(rèn)證作為保證教育質(zhì)量的外部評估，由專門職業(yè)學(xué)會會同專業(yè)領(lǐng)域的教育工作者共同進(jìn)行，以質(zhì)量保證和質(zhì)量改進(jìn)為出發(fā)點，強(qiáng)調(diào)工程教育的基本質(zhì)量要求，以提高工程人才培養(yǎng)對工業(yè)產(chǎn)業(yè)的適應(yīng)性。

2.卓越工程師教育培養(yǎng)計劃。教育部為貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，2010年啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，對全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。

3.大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的社會背景。2015年國務(wù)院關(guān)于大力推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見，將推進(jìn)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新作為發(fā)展的動力之源、富民之道、強(qiáng)國之策[5]。這相應(yīng)對高校培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才提出了更高要求，沒有創(chuàng)新的教育，就不可能有創(chuàng)新的人才。

4.環(huán)境污染的巨大壓力。我國目前處在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，面臨的環(huán)境問題復(fù)雜多樣，壓力巨大[6]，環(huán)境污染和生態(tài)破壞已經(jīng)成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響社會穩(wěn)定的重要因素，人們已經(jīng)意識到破壞生態(tài)環(huán)境的代價極大，對環(huán)境保護(hù)日益重視起來，國家已將保護(hù)生態(tài)環(huán)境納入經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略之中[7]。隨著國家環(huán)境保護(hù)力度的加大，環(huán)保產(chǎn)業(yè)近年來得以快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域不斷拓展，技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化升級，未來發(fā)展?jié)摿薮骩8]，亟需具有良好職業(yè)能力的環(huán)境工程技術(shù)人才。

鑒于上述社會背景，基于社會需求和環(huán)境工程專業(yè)特點，以提升工程能力為目標(biāo)，以教學(xué)改革創(chuàng)新為動力，創(chuàng)新教育模式勢在必行。

二、環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)要求

環(huán)境工程專業(yè)作為一門交叉學(xué)科，與許多學(xué)科具有千絲萬縷的聯(lián)系。現(xiàn)代環(huán)境工程所具有的科學(xué)性、社會性、實踐性、創(chuàng)新性、復(fù)雜性、本土性等特征日益突出，覆蓋面也不斷擴(kuò)展。

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下，環(huán)境工程畢業(yè)生應(yīng)當(dāng)具有更為深厚的理論基礎(chǔ)知識、扎實的工程專業(yè)技能，還要具備創(chuàng)新應(yīng)變能力、組織管理能力、終身學(xué)習(xí)能力。具體來看，畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力。

1.掌握環(huán)境基礎(chǔ)學(xué)科基本理論、基本知識。

2.掌握環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、環(huán)境污染治理的原理、方法和技術(shù)。

3.具有環(huán)境工程與管理的基本理論、基本知識和設(shè)計能力。

4.熟悉國家環(huán)境自然資源保護(hù)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、知識產(chǎn)權(quán)等有關(guān)政策和法律法規(guī)。

5.了解國內(nèi)外環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程理論及技術(shù)前沿、生物工程技術(shù)的應(yīng)用前景、環(huán)境科學(xué)的發(fā)展動態(tài)以及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動態(tài)。

6.具有一定科學(xué)研究和實際工作能力，具有一定的批判性思維能力。

7.掌握資料查詢、文獻(xiàn)檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；具有一定的試驗設(shè)計，創(chuàng)造實驗條件的能力；歸納、整理、分析試驗結(jié)果，撰寫論文；參與學(xué)術(shù)交流的能力。

三、以工程能力提升為目標(biāo)的環(huán)境工程課程體系改革

為適應(yīng)社會發(fā)展需求、全面提高環(huán)境工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量，我校以優(yōu)化課程體系為核心，在課程建設(shè)方面按照“加強(qiáng)基礎(chǔ)、深化實踐”的原則來改進(jìn)課程體系。課程體系構(gòu)建如下。

1.學(xué)科基礎(chǔ)課的構(gòu)成。除跨學(xué)科數(shù)學(xué)、物理、計算機(jī)基礎(chǔ)課外，重點以化學(xué)類課程（包括無機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化學(xué)工程）為基礎(chǔ)課，凸顯我校環(huán)境工程專業(yè)在化學(xué)污染物監(jiān)測治理方向基礎(chǔ)雄厚的特色，各課程都設(shè)置了相應(yīng)的實驗課；此外，設(shè)置了生物生態(tài)類（包括環(huán)境微生物、環(huán)境生態(tài)學(xué)、生物化學(xué)）及工程類基礎(chǔ)課程（電工學(xué)、工程測量、土木工程施工、流體力學(xué)），目的是使學(xué)生具有扎實的工程應(yīng)用基礎(chǔ)。

2.專業(yè)理論課的構(gòu)成。主干課程為環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程學(xué)，為使學(xué)生具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，在水、氣、土壤、固廢、噪聲分別設(shè)置相應(yīng)的污染控制技術(shù)專門課程。理論教學(xué)成為系統(tǒng)傳授環(huán)境工程專業(yè)知識的重要途徑。

3.專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建。實踐教學(xué)是高校人才培養(yǎng)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是提升學(xué)生社會適應(yīng)能力和就業(yè)競爭力的重要手段[9]。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是我校本科生培養(yǎng)計劃制定過程中重點改革內(nèi)容，新制定的培養(yǎng)計劃中的實踐課程主要包括以下幾類：（1）化學(xué)化工類基礎(chǔ)課程實驗；（2）課程設(shè)計，包括水污染控制課程設(shè)計、大氣污染控制課程設(shè)計、固體廢物處理處置課程設(shè)計；（3）專業(yè)基礎(chǔ)課實驗，包括環(huán)境化學(xué)實驗、環(huán)境監(jiān)測實驗、環(huán)境工程學(xué)實驗、環(huán)境工程微生物實驗，該類實驗以驗證性實驗為主，適當(dāng)增加了設(shè)計性實驗；（4）集中實踐課程，利用三周進(jìn)行環(huán)境工程綜合實驗，主要為綜合性、設(shè)計性實驗，實驗講義與學(xué)生方案設(shè)計相結(jié)合，進(jìn)行工業(yè)廢水處理、生活廢水處理、水質(zhì)綜合監(jiān)測評價和數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制；（5）認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)，分別在二、三、四年級開設(shè)；（6）畢業(yè)論文（設(shè)計），利用第八學(xué)期，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨立進(jìn)行研究性實驗或工程項目方案設(shè)計。

上述各實踐環(huán)節(jié)層層遞進(jìn)，形成了課程設(shè)計、驗證性實驗、綜合實驗、現(xiàn)場實習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計）實踐能力五級培養(yǎng)模式，可明顯提升學(xué)生的實踐動手能力和工程設(shè)計能力。通過從模擬驗證，到綜合性、研究性實踐，最后完成獨立課題，逐步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力。我校培養(yǎng)的學(xué)生動手能力強(qiáng)，在實驗室工作的適崗時間短，企業(yè)對學(xué)生的滿意度也有所提高。

從創(chuàng)新能力形成的原理來看，實踐是人的創(chuàng)新能力形成的唯一途徑，又是人的創(chuàng)新能力發(fā)展的動力，還是檢驗人的創(chuàng)新活動成果的唯一標(biāo)準(zhǔn)。實踐教學(xué)尤其是綜合性、研究性實踐環(huán)節(jié)，對提高學(xué)生實際動手能力和知識應(yīng)用能力有著特殊的作用。

為進(jìn)一步提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，近年來，我們正在積極探索依托環(huán)保行業(yè)企業(yè)、面向社會的培養(yǎng)新途徑，加強(qiáng)與企業(yè)的合作，鼓勵學(xué)生參加社會實踐和應(yīng)用型課題的科研訓(xùn)練，收到了良好的效果。

四、結(jié)束語

提高大學(xué)生工程能力是高等院校人才培養(yǎng)的一項重要工作和一個系統(tǒng)工程，創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心在于培養(yǎng)方式，通過上述一系列課程建設(shè)手段，逐步構(gòu)建符合社會發(fā)展和環(huán)境工程學(xué)科專業(yè)要求的課程體系，使學(xué)生掌握必備的知識和實踐技能，才能使培養(yǎng)高素質(zhì)人才的目標(biāo)得以落實。

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篇5

1．1課程體系內(nèi)容全面，但與其他課程內(nèi)容存在重疊現(xiàn)象根據(jù)教學(xué)大綱，大氣污染控制工程課程內(nèi)容主要討論大氣污染氣象學(xué)、大氣擴(kuò)散模式、顆粒污染物和SO2、NOX及揮發(fā)性有機(jī)氣體等氣態(tài)污染物控制技術(shù)基本理論、工藝與設(shè)備等．現(xiàn)行環(huán)境工程課程安排上存在部分知識體系重復(fù)現(xiàn)象，如該課程中氣態(tài)污染物凈化技術(shù)部分內(nèi)容與《環(huán)境工程原理》中的凈化理論基礎(chǔ)知識包括除塵技術(shù)基礎(chǔ)理論、吸收法、吸附法的氣液傳質(zhì)基本原理部分重復(fù)，其次與《環(huán)境工程設(shè)備》中的除塵裝置等內(nèi)容也有交叉．此外，《環(huán)境影響評價學(xué)》中污染物擴(kuò)散模型與本課程中的擴(kuò)散模型原理一樣．因此，在教學(xué)中如何協(xié)調(diào)與其他課程的關(guān)系尤為重要．

1．2教材的內(nèi)容滯后于學(xué)科發(fā)展隨著城市機(jī)動車的快速增長，我國城市大氣污染已由煤煙型污染向煤煙—機(jī)動車復(fù)合型污染轉(zhuǎn)變，增加了控制與治理的難度．《國家“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》將氮氧化物列入污染物減排的重要指標(biāo)之一，新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了細(xì)顆粒物（PM2．5）和臭氧（O3）8小時濃度限值監(jiān)測指標(biāo)．實踐中，大氣污染控制的熱點在不斷轉(zhuǎn)換，應(yīng)用技術(shù)更新更快，但相應(yīng)教材卻未能及時反映一些新的環(huán)保技術(shù)，不利于學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)和適應(yīng)社會發(fā)展的需要．

1．3課程以理論教學(xué)為主，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱是我國高校大氣污染控制工程教學(xué)的主要問題之一．由于受到實驗場所限制，部分實驗設(shè)備得不到及時更新，課程設(shè)計較多停留在理論上的計算，實際應(yīng)用性有待加強(qiáng)．此外，我校環(huán)境工程在水污染控制、環(huán)境化學(xué)污染控制研究技術(shù)方面具有較強(qiáng)的科研實力和優(yōu)勢，大氣污染治理科研項目數(shù)量遠(yuǎn)少于廢水、土壤和固體廢物污染治理項目，科研實力相對薄弱，這也在一定程度上制約了大氣污染控制工程的科研教學(xué)實踐．為培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論分析和解決實際工程中大氣污染防治問題的能力，迫切需要加強(qiáng)和改革大氣污染控制工程課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)．

2教學(xué)改革探索與方法創(chuàng)新

2．1整合教學(xué)內(nèi)容，用活教材針對大氣污染控制工程與化學(xué)、物理、流體力學(xué)等基礎(chǔ)課程聯(lián)系密切的特點，注重教學(xué)內(nèi)容安排上與這些基礎(chǔ)課程相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)、整合．比如對傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元等一些重要數(shù)學(xué)公式內(nèi)容的講授，依據(jù)“弱化推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用”原則，與基礎(chǔ)理論課程融會貫通，在課堂講解的基礎(chǔ)上，注重學(xué)生通過課后習(xí)題練習(xí)學(xué)會應(yīng)用．為避免部分內(nèi)容在原理上與《環(huán)境工程原理》、《環(huán)境影響評價學(xué)》等其他專業(yè)課程重復(fù)的現(xiàn)象，在充分理解這些課程的教學(xué)大綱基礎(chǔ)上，注重協(xié)調(diào)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和重點．如環(huán)境影響評價學(xué)中涉及到的大氣污染擴(kuò)散模式內(nèi)容，略講解其原理和公式，著重其應(yīng)用要點和范圍，詳略得當(dāng)，充分發(fā)揮好課時短的教學(xué)效果．好的教材參考書能對教學(xué)效果起到事半功倍的作用．據(jù)對大氣污染控制工程的國內(nèi)教材與國外教材（Noel•de•Nevers編著的《AirPollutionControlEngineering（SecondEdition）》）比較，國外教材在內(nèi)容闡述、新穎性與生動性方面，尤其是在思考性、具體例證的真實性和學(xué)術(shù)性方面表現(xiàn)優(yōu)異．在教學(xué)過程中，我們引進(jìn)了上述英語原版教材《AirPollutionControlEngineering》的中譯本（2005年）作為主要教學(xué)參考書，制作教學(xué)課件，讓教材互通有無、揚長避短．

2．2優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，理清教學(xué)脈絡(luò)根據(jù)《大氣污染控制工程》教材特點，將教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系分為原理性內(nèi)容（基本知識）、應(yīng)用性內(nèi)容（技術(shù)原理）、工程性內(nèi)容（工程工藝）和學(xué)科前沿四大部分，并將其優(yōu)化成一個完整的體系進(jìn)行教學(xué)（圖1）．時間順序上，按照“大氣的基本概況———全球與我國大氣污染的主要污染特征與發(fā)展形勢———主要大氣污染問題的控制技術(shù)”循序漸進(jìn)方式開展教學(xué)；技術(shù)內(nèi)容上，按照“大氣污染物來源———凈化控制技術(shù)———最新前沿技術(shù)與設(shè)備、原理及應(yīng)用”主線講授；結(jié)構(gòu)層次上，按照“凈化原理———凈化設(shè)備選型與設(shè)計———凈化工藝流程與優(yōu)化”進(jìn)行描述；學(xué)習(xí)目標(biāo)上，強(qiáng)調(diào)有色行業(yè)廢氣污染物的控制與資源化利用，完善環(huán)境污染末端治理技術(shù)的同時積極發(fā)展清潔生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)大氣污染物排放最大減量化．該教學(xué)結(jié)構(gòu)體系既銜接了基礎(chǔ)知識，又將清潔生產(chǎn)與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新理念引入教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生掌握一些大氣污染控制新原理、新知識及相關(guān)新工藝，使學(xué)生能夠按照可持續(xù)發(fā)展原則解決生產(chǎn)中所遇到的大氣污染問題，學(xué)以致用．通過梳理課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，讓學(xué)生理解和把握教學(xué)脈絡(luò)，學(xué)習(xí)知識思路更清晰．

2．3豐富課堂教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)實效采用多種教學(xué)手段和教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣．對于較難講明白的污染凈化設(shè)備工作原理和設(shè)備組成部分，利用網(wǎng)絡(luò)資源、PPT軟件以及生產(chǎn)實習(xí)、企業(yè)調(diào)研的素材制作課程多媒體課件，并借助錄像和計算機(jī)仿真動畫演示，提高教學(xué)實效．積極開展交互式教學(xué)改革，嘗試采用指導(dǎo)———自學(xué)式教學(xué)法，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，收集素材，讓他們自己在課堂上講解，通過展開討論及課堂提問檢查督促．在對各種控制技術(shù)進(jìn)行講解時，以理論為基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)生提出污染物控制的可能方法，教師加以評論，并指出這些方法的優(yōu)缺點，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識．此外，還讓學(xué)生參與多媒體課件的制作，培養(yǎng)學(xué)生對《大氣污染控制工程》知識點的歸納和加工能力．這樣極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，完善了教與學(xué)的互動體系，達(dá)到相應(yīng)的教學(xué)效果．案例教學(xué)模式是一種深受學(xué)生歡迎的教學(xué)方法．在教學(xué)過程中對相關(guān)的應(yīng)用實例，如大氣污染綜合防治模型、除塵技術(shù)應(yīng)用實例、脫硫技術(shù)應(yīng)用實例、氮氧化物的控制實例、工業(yè)氣體凈化實例等加以陳述，圖文結(jié)合，使學(xué)生的抽象思維與形象思維相結(jié)合，更容易理解．通過案例分析，也加強(qiáng)了各章節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系和交叉滲透，取得了良好的教學(xué)效果．

2．4創(chuàng)新實踐教學(xué)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，學(xué)以致用實踐教學(xué)主要包括實驗教學(xué)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)論文設(shè)計等內(nèi)容．針對教學(xué)實驗以驗證型和基本操作型實驗為主的現(xiàn)狀，我們將基本操作型實驗和驗證型實驗與綜合型實驗整合、優(yōu)化，組成一個大的綜合型“三性實驗”（綜合性、設(shè)計性、研究探索性），具體包括給定試驗?zāi)康暮蛢?nèi)容，學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)、制訂相應(yīng)的試驗方案，提出解決方法，最終通過實驗來驗證自己的設(shè)計和預(yù)期效果．如將原來開設(shè)的單純利用市售TiO2納米材料光催化凈化揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）試驗，結(jié)合教師的科研成果，改為自制納米TiO2材料光催化凈化VOCs的創(chuàng)新型實驗，要求學(xué)生在查找文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計實驗、制備材料，再對TiO2材料進(jìn)行表征及其凈化VOCs等全過程開展工作．該綜合型實驗使學(xué)生既認(rèn)識到納米技術(shù)在大氣保護(hù)領(lǐng)域的實際應(yīng)用潛力，又深入了解納米材料組成結(jié)構(gòu)特點及催化性質(zhì)，以及大氣污染物催化凈化原理及其主要影響參數(shù)．同時引入光催化劑的表征分析，讓學(xué)生接觸常用納米材料表征技術(shù)和手段．通過“三性試驗”實踐，極大豐富了實踐教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，對培養(yǎng)學(xué)生研究能力、創(chuàng)新能力的好處不言而喻．大氣污染控制工程是一門工程技術(shù)課程，加強(qiáng)學(xué)生的工程訓(xùn)練十分重要．在教學(xué)過程中，注重通過工程范例圖像資料教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力．邀請校外工程技術(shù)專家參與教學(xué)，應(yīng)用實踐案例對大氣污染控制工藝設(shè)計、運營等關(guān)鍵問題進(jìn)行針對性講解．另外，請有實踐經(jīng)驗的工程師進(jìn)行指導(dǎo)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)企業(yè)脫硫、脫硝和除塵的相關(guān)工藝流程和設(shè)備，了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)．我校環(huán)境工程專業(yè)的定點實習(xí)單位株洲有色冶煉集團(tuán)既有較全面的電除塵、袋式除塵及旋風(fēng)除塵系統(tǒng)，也具備二氧化硫制酸等工藝，大氣污染治理技術(shù)及設(shè)備全面，引導(dǎo)學(xué)生充分利用實習(xí)機(jī)會，深入了解大氣污染控制工藝的工作原理和流程，深化理解與掌握理論知識．畢業(yè)設(shè)計時，以有色冶煉煙氣治理為主線，讓學(xué)生設(shè)計煙氣除塵脫硫系統(tǒng)．從理論到實踐，最后到工藝設(shè)計，構(gòu)建一個理論教學(xué)和實踐教學(xué)相輔相成的互動體系，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)理論知識、鍛煉實踐能力和創(chuàng)新能力的機(jī)會，從而培養(yǎng)出具有較高理論水平和較強(qiáng)實踐能力的應(yīng)用型工程技術(shù)創(chuàng)新人才．

2．5加強(qiáng)學(xué)科熱點與控制技術(shù)前沿介紹，拓展視野關(guān)注學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)知識和信息，介紹當(dāng)前學(xué)術(shù)和技術(shù)發(fā)展動向尤為重要．大氣污染控制技術(shù)已由末端控制為主發(fā)展為以清潔生產(chǎn)為中心的全過程控制，是一門發(fā)展迅速的學(xué)科．在課程教學(xué)內(nèi)容安排上，收集學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)知識和信息，及時吸納最新研究成果和報告，更新教學(xué)內(nèi)容，拓展學(xué)生知識視野；在實際教學(xué)過程中，不斷收集國內(nèi)外較新的、先進(jìn)的大氣污染控制技術(shù)和設(shè)備信息等，及時補(bǔ)充最新出臺的燃煤、有色行業(yè)相關(guān)的行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)如《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223－2003）、《鉛鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25466－2010）及大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容．增加履行京都議定書的拓展清潔發(fā)展機(jī)制的大氣污染熱點問題，及時跟蹤火電廠燃煤、冶煉煙氣脫硫，同時去除砷、鉛、汞等金屬廢氣治理先進(jìn)技術(shù)以及煤炭洗選和轉(zhuǎn)化技術(shù)，強(qiáng)化其他污染物控制方面的內(nèi)容，如垃圾焚燒、再生金屬冶煉產(chǎn)生的二惡英特性及其去除方法．針對我國“十二五”期間將對氮氧化物進(jìn)行總量控制，加強(qiáng)建立細(xì)顆粒物（PM2．5）監(jiān)測體系以及污染控制技術(shù)研究現(xiàn)狀，及時整理相關(guān)學(xué)科前沿內(nèi)容融入到教學(xué)中，通過更新補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解大氣污染物控制的發(fā)展趨勢及前沿技術(shù)知識，在未來的學(xué)習(xí)研究和工作中更容易找準(zhǔn)方向．通過上述的大氣污染控制工程教學(xué)改革的探索與實踐，該課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)都有了較大提高，教學(xué)效果明顯改善，學(xué)生知識系統(tǒng)性明顯增強(qiáng)．學(xué)生在試驗中能夠根據(jù)自己掌握的課堂知識參與實驗設(shè)計與思考，在生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計中能進(jìn)行相關(guān)處理技術(shù)的開發(fā)、新工藝設(shè)計和改進(jìn)，科研創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)都得到明顯提升．

3結(jié)語