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关于工程力学方面本科毕业论文范文 与基于培养实践能力的工程力学教学改革和实践有关专科毕业论文范文

主题:工程力学论文写作 时间:2024-02-04

基于培养实践能力的工程力学教学改革和实践,该文是工程力学相关在职毕业论文范文跟工程力学和实践能力和改革相关专升本论文范文.

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辛锋先 [1][3] 弓俊卿 [1][3] 伍晓红 [2][3] 吴 莹 [1][2][3]

([1]西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室 陕西 · 西安 710049;[2]西安交通大学力学实验教学国家示范中心 陕西 · 西安 710049;[3]西安交通大学航天航空学院 陕西 · 西安 710049)

中图分类号: G642 文献标识码: A DOI: 10.16871/j.cnki.kjwhc.2018.12.027

摘 要 工程力学是重要的技术基础课,与工程实践有着非常密切的关系, 在诸多工程技术领域中得到广泛的应用.其对于工科专业, 例如航空航天、 机械工程、 能源动力等具有非常重要的意义.因此, 在推行创新教育的大环境下, 工程力学的课程教学改革也得到了各高校的广泛重视.文章首先阐述了工程力学课程学习内容以及培养目标;其次从培养学生主动学习、 热爱学习工程力学课程出发, 提出采用现代教学手段与传统板书相结合的多元化教学方式,强调教学过程的逻辑性及趣味性,同时注重作业形式的开放性以及考核方式的灵活性; 还有采用有限元教学案例形式, 在理论教学中渗透工程实践能力的培养;最后鼓励以各类学科活动促进课程学习, 并提高学生的创新实践能力.

关键词 工科专业 工程力学 教学创新改革 实践能力

1 引言

随着时代的发展和社会生产力的提高,社会分工越来越细, 专业化程度越来越高, 传统本科生教育模式越来越难以适应当今社会发展需求.随着我国经济转型发展, 国家对于人才的需求也在发生着深刻的变化,不仅需要研究型人才在学术前沿开疆扩土,也要求工程类的应用人才在技术方面有所担当.这对高校人才培养提出了新的要求, 学生工程实践能力的培养成为各高校教学改革的重点之一 [1-5] .工程力学作为本科生教学中非常基础和核心的一门的课程,同高等数学、 大学物理等基础课程具有等同的地位, 同时又是与实践结合较为紧密的一门课程,其对工科知识体系的完整性具有非常重要的意义.工程力学不仅为后续的工科专业课程学习奠定了基石,而且对本科生的实践能力培养也有深远的影响 [6,7] . 针对工程力学的课程教学, 以培养本科生工程实践能力为目标, 本文从课程内容、 培养目标、 教学手段及学科活动等方面对工程力学教学改革的方案和措施进行了探讨.

2 工程力学教学内容与培养目标

工程力学主要分为两个部分,第一部分为理论力学部分, 第二部分为材料力学部分.该课程具有理论性强、 课程艰深、 课时相对较少的特点, 同时又是与实践结合非常密切的一门课程.本课程的主要教学内容包括: 静力学的基本概念、 力系的等效简化、 平面力系和空间力系、 平面桁架的力学分析、 变形基本概念、 杆的轴向拉伸与压缩、 柱体扭转、 梁的弯曲、 压杆稳定性、 点的运动学和复合运动、 刚体的基本运动和平面运动等.课程的主要任务是使学生正确掌握物体的受力分析及各种力系的平衡条件,掌握点与刚体的运动描述及常见机构的运动分析, 掌握杆件内力、 应力、 变形的分析理论与计算方法,分析杆件在各种变形下的破坏形式, 在实际工程设计中培养学生关于强度、 刚度和稳定性等问题的工程分析、 计算能力.初步学会应用相关的力学理论和分析方法, 解决一些简单的工程实际问题, 并为后续相关课程打好必要的力学基础.作为大工科专业的基础课程, 工程力学课程的培养目标是培养学生掌握一定的数学基础与力学专业理论知识、 力学现代实验及测试技术, 能综合运用基本理论、专业技术及技能分析解决各类工程领域中的力学问题,为后续专业课程的学习打下坚实的数学和力学基础.

3 教学手段的创新

教学手段作为教学过程中非常重要的一环,关系到整个授课是否可以达到教学目标,能否在有限的教学时间内使学生掌握课程知识, 并培养学生的学习兴趣和逻辑思维.这对启发学生创新思想及后续专业课程的学习,具有非常重要的意义.本节将从三个方面进行探讨:

首先是授课方式.随着科学技术的进步, 多媒体已经广泛运用于高校的教学过程中, 越来越多的声、 光、 电等现代手段应用到了教学环节中 [7] .当然, 现代化的多媒体能大大提高教学效率, 提高了学生的学习效率, 但是板书作为传统教学手段在现代高校教学中同样具有生命力.板书会有利于学生集中注意力, 跟随老师进行非常严谨和细致的学习,并加深了对关键概念的理解.因此, 对重点章节及理论逻辑性强的部分, 采用板书教学具有更好的教学效果.综合运用现代多媒体手段, 并结合使用传统板书方式, 可以实现授课方式的多元化, 有效提高教学效果.

其次是教学过程的趣味性和逻辑性.由于工程力学是一门与实践联系非常密切的学科,所以在教学过程中可以通过有趣的工程实例,对复杂公式进行形象生动的说明与阐释.在学以致用的过程中, 让学生体会到了所学知识的工程实用性, 增加了学习的趣味性, 培养了学生学习的主观能动性.对于教学过程中的逻辑性, 主要体现在教师在备课过程中需要严格要求自己,对各个知识点和各个章节的联系进行体系化的构建,从而将每个知识点置身于整个知识体系中去, 不再让学生有死记硬背的压力, 从而提高授课的连贯性和逻辑性 [8,9] .

最后是作业形式和考核方式.作业作为课堂学习的延续, 对于课程内容的巩固具有非常重要的作用.然而, 目前有些学生将老师预留作业作为一种可有可无的存在,甚至存在个别学生抄袭作业的现象, 无法达到预留作业的目的.有鉴于此,可以给学生布置一些与课程相关的开放性题目作为课后作业, 这些题目不具有标准答案, 可以通过软件和实验来得到答案.通过求解这类开放性题目, 能显著提高学生查阅文献的能力和解决问题的能力,最终实现对所学的课堂内容的牢记和理解.至于考核形式, 除了常规的期末闭卷考试以外,可以提高平时课题讨论表现及开放性题目考核成绩在总成绩中的比重, 形成课题表现、 开放性考核和期末闭卷考试三方面综合的考核方式.这种考核方式重视了平时的学习过程, 有助于学生形成良好的学习习惯, 也有助于实现课程理论传授与实践能力培养的综合目标.

4 理论中渗透工程实践的课堂教学

工程力学具有理论性强、 知识点抽象等特点, 同时具有与工程实践联系紧密的特点.正如上文提及的, 在课堂教授理论知识的过程中,可以用多媒体形式增加工程实例的演示说明, 能够增强课程趣味性, 增加学生的感性认识并扩展学生的视野.这样一来将极大地提升学生的力学思维能力,并养成了积极解决日常生活中问题的能力 [10] .

例如, 工程力学中的桁架结构力学问题是一个难点, 以前总有学生反映对于桁架结构在受力之后的变形以及各个节点的受力情况理解困难.针对这一问题, 作者选取轻钢结构库房的框架结构作为实例, 首先开展了理论知识教学, 进而利用商业有限元软件 ABAQUS, 对该结构进行有限元分析.如图 1 所示,桁架结构在有限元建模中采用了梁单元进行建模, 并对不同的梁截面参数以及材料参数进行设置, 图 1(a) 显示了典型的外部载荷分布, 图 1 (b) 则显示了有限元中的梁截面显示效果.选取不同的边界约束, 以及不同的载荷大小对结构进行数值模拟计算,有限元软件能够非常直观地显示结构在不同位处置的变形、 应力、 应变情况.图 2 所示即为结构的变形云图.通过有限元软件的演示, 能够让学生直观地理解变形、 应力、 应变等力学概念, 同时可以开阔学生思路,提高学生运用有限元软件解决问题的数值实践能力.这对于激发学生学习热情, 加深理论知识点的理解,有非常显著的促进作用.

5 以学科活动促进课程学习

工程力学与工程实践相结合的属性,使这门学科成为一门可以让学生在实践中拥有成就感的课程.基于此, 近几年我院每年都会开展 “趣味力学” 实践活动, 旨在加强本科生对于工程力学课程学习的兴趣,使大家了解到力学的魅力以及重要性.同时, 我院一年一度的研究生 “学术年会” 也吸引了很多学生参加, 虽然参加主体是研究生, 但是近几年也得到了很多本科生的关注, 参加人数逐年上升.为了更好地提高学生的工程实践能力,可以基于课题项目给出课程设计题目, 诸如如何提高结构件的承载力, 以及在实现力学性能前提下的结构减重等题目.多举办这类校级和院级的力学竞赛, 鼓励学生通过计算、 软件模拟、 试验设计等方式对设计作品进行展示.通过专业评审老师对学生作品进行评级, 并设置一定的奖金奖励和学分奖励, 提高学生参与积极性, 有助于培养学生的创新实践能力.另外, 在课堂学习之外, 鼓励学生参加省级和国家级的力学竞赛, 从而提高学生学习的自觉性, 激发对基础力学学习的热情.

6 结语

综上所述, 本文基于作者对 “工程力学” 课程的多年教学经验, 结合学校学院的创新教学要求, 以培养工科专业学生创新实践能力为目标, 论述了自己对 “工程力学” 课程教学创新改革的思想与理念.在教学实践过程中, 作者以学校的创新改革为契机,在学院正确引领下开展了日常教学工作.通过转变教学观念, 创新教学模式, 提高了教学质量, 完善了实践教学体系,提高了本科生的学习兴趣并培养了其创新实践能力, 为学校的教学创新改革贡献了自己的力量.

简而言之,上述文章是一篇适合工程力学和实践能力和改革论文写作的大学硕士及关于工程力学本科毕业论文,相关工程力学开题报告范文和学术职称论文参考文献.

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