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工程問題的概念范文1
建筑工程經濟課程的專業跨度較大，與中職學校建筑施工專業的其它專業課程聯系較弱，課程理論性較強，需要講解的概念較多，教師往往輔以大量的練習和計算來幫助學生理解和鞏固這些基本概念，如資金時間價值、凈現值、凈現值率、盈虧平衡分析等概念的含義、經濟意義和計算方法等。但由于學生缺乏相應的經濟和財會知識基礎，在學習的過程中對這些概念不容易理解，造成學生學習只能靠死記硬背，影響學習的積極性。另外，建筑工程經濟課程學習的目的是為了讓學生在以后的工作中運用學過的這些基本概念、理論和方法去解決工程中的實際問題。但在課程教學過程中，教師很大程度上還是偏重于工程經濟基本理論、概念和知識點的講解，再經過大量例題和練習題來加深理解和記憶。如果學生工作以后，只掌握這些基本概念和原理，而不會靈活運用這些經濟學方法去分析和解決實際工程中的問題，那么很顯然是沒有達到設置這門課程的初衷。所以建筑工程經濟課程教學更應該偏重于那些經濟學原理和方法的運用，例如在實際工程中可能會遇到哪些問題，如何對問題進行分析，應采取何種方法來解決問題，解決問題的步驟是什么，具體如何實施等。因此，建筑工程經濟課程需對以往的教學內容和教學方式進行一定的變革，使之更能適應人才培養方案和職業素養的要求，為學生以后的發展打下更堅實的基礎。
2教學改革思路及實施途徑
2．1合理選擇教材和教學內容
現在的教材可謂是五花八門，種類繁多，教材的質量也是參差不齊。如果選取的教材質量不高，概念描述不準確，內容編排雜亂，錯漏較多，會嚴重影響教師的教學和學生的學習、理解。因此對教材的選擇，應放在首要位置，一定要選擇正規的、有一定知名度的出版社和業內有一定影響力的作者出版的教材。一般的建筑工程經濟教材多偏重于經濟學基本理論的講解，對經濟學基本概念和方法講解比較透徹和深刻，但對這些方法的實際運用涉及不多。書中也有部分例題，但這些例題題干都很抽象或與建筑行業相關性不強，只是幫助學生理解例題前文中的某個公式或方法?？紤]到加強學生實際運用知識的能力，我們在選擇一本建筑工程經濟教材的基礎上再增加一本建造師執業資格考試所用的工程經濟教材。這樣做的好處是:建造師執業資格考試教材中有非常多的實際案例，而且都是與建筑行業密切相關的案例，更能更好的幫助學生理解和運用所學的知識;但建筑師教材對基本概念和原理的講解很少或很簡單，需要再配備一本專業教材來講解基礎知識;建造師教材的內容都是與時俱進的，反映的是現在工程實際的最新情況，避免了知識的滯后。由于有兩本教材，內容難免龐雜，因此需要任課老師對實際教學內容進行合理的選取和安排，靈活調整。當教學內容和方法成熟并積累了一定經驗后，也可以結合老師和學生的特點和人才培養方案的需求，編寫校本教材更好的滿足自身的需要。
2．2采用案例教學法
為了增強學生靈活運用知識解決問題的能力，最有效的方法就是案例教學法?，F在的執業資格考試大都采取案例的方式來考察考生的知識運用能力，可見案例是與實際非常接近的。教師在課堂教學過程中，可以通過引入案例，引導學生運用所學知識解決工程問題。案例教學的形式可以多種多樣，教師可以先設置一定的情景，將案例再現，把里面的具體的任務分配下去，可以采取課堂討論、情景再現、角色扮演等多種形式，或個人獨立思考或小組分工合作，逐步幫助學生思考和討論問題，并最終得到解決問題的方法。案例教學可以讓學生擺脫枯燥的理論學習，增加學生的代入感，激發學生的學習興趣，將課堂教學由學生被動接受為主動思考。案例呈現的也是以后工作中可能出現的具體問題，通過案例教學解決了實際問題，將大大增強學生應對具體問題，分析并解決問題的能力。
2．3結合建造師考證
中職學校建筑施工專業的學生畢業后主要的就業方向是施工單位一線施工技術人員，其理想的職業發展目標就是擔任項目經理。為了讓學生的發展有可持續性，并更容易達到目標，在學習的學習當中就應該有針對性。注冊建造師的考試中也有工程經濟課程，因此在學校的教學中就及時引入建造師考試的內容作為課堂內容，執業資格考試用書作為教材，讓學生的學習有明確的目標。同時執業資格考試的教材經常更新，能夠讓學生掌握最新的知識和動態。考慮到課堂教學時間有限，同時中職學生的基礎比較薄弱，不可能將建造師執業資格考試的內容都涉及到，因此需將課堂講授內容根據人才培養方案和教學大綱的要求對教材內容進行合理的取舍和安排。
2．4豐富教學手段
教學手段是指師生教學時相互傳遞信息的工具或媒介。由于建筑工程經濟課程教學內容較多，在教學上也要采用多種教學手段相結合。傳統的教學手段就是“一本書、一塊板、一支筆、一張嘴”。教師講，學生被動聽，遇到學生難理解的概念或事物，任憑教師如何極盡所能的描述，學生可能還是不理解?，F代化的教學手段都是采用電化的多媒體教學，在課件中可以利用多種形式，如圖片、聲音、動畫等手段，將一些事物直觀的展示在學生面前，幫助學生理解。
3結論
工程問題的概念范文2
關鍵詞：理解概念；溝通概念；分析辨別；理解思路
俗語說：“有比較才有鑒別?！北容^是一種思維過程，更是一種數學思想。小學數學教材中有很多既有聯系又有區別的內容，教學時充分運用比較有助于學生準確理解和系統掌握這些知識的聯系和區別，收到事半功倍的效果。
一、運用比較準確理解和溝通概念
概念是數學知識的基本要素，對學生學好數學具有十分重要的意義。教學中充分運用比較手段可以幫助學生準確地理解和溝通概念。比如，在教學“比”時，對“比”“分數”“除法”三者進行了比較。
從而看到它們之間的聯系與區別，既有利于準確理解每個概念，又溝通了三者的聯系，有利于對三個概念的系統掌握。
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又如，在教學“梯形”時，可通過梯形與平行四邊形的比較，使學生認識到梯形與平行四邊形不存在包容與被包容的關系，是并列關系，而只有正方形、長方形、平行四邊形才存在包容與被包容的關系，是從屬關系。
二、運用比較區分易混知識
不少知識之間既有區別又有聯系，容易產生混淆。教學中安排必要的環節，讓學生對這些知識進行比較，促使易混知識在頭腦中清晰分化，弄清它們之間的區別，準確理解與運用。例如，求比值和化簡比是兩個容易混淆的概念，通過列表比較，使學生對這兩個易混概念有一個清晰的認識。
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三、運用比較正確辨別問題之間的細微差別
數學學習中，有些問題之間存在著細微的差別，如果不能正確辨別這些細微的差別，就會導致解題的失誤。教學時可設計比較練習，培養學生細心審題的習慣，提高學生的辨別分析能力。例如，“一根繩子長3米，剪去■米，還剩多少米？”“一根繩子長3米，剪去■，還剩多少米？”這兩道題都講的是3米長的繩子，都有一個 ■，僅一字之差，就變成了兩個本質不同的問題，前者是把3米看作單位“1”，剪去■米，還剩3-■=2■（米）；后者是把3米看作單位“1”，剪去■，即把單位”1“平均分成2份，剪去其中的1份，還剩多少米？即3×（1-■）=■（米）?？梢娗罢叩摹霰硎疽粋€數量，其標志是帶有計量單位名稱；后者的■是表示一個分率，其標志是不帶計量單位名稱。
四、運用比較找尋不同類問題的同一性
數學是一門具有嚴密系統性的學科，有好多問題雖不屬于同類問題，但它們之間卻有著相同之處，教學時可以通過比較，使學生看到它們的同一性。如，在教學“工程問題”時，可通過工程問題“三量”關系與行程問題“三量”關系的比較，看到工程問題與行程問題在解題思路上的一致性。例如，“一段路，甲4小時走完，乙5小時走完，兩人同時從路的兩端相對而行，幾小時可以相遇？”“一項工程，甲隊單獨做4天完成，乙隊單獨做5天完成，現兩隊合作，幾天完成？”前者把路程看作單位“1”，后者把一項工程看作單位“1”；前者甲的速度是■，乙的速度是■；后者甲的工效是■，乙的工效是■；前者求相遇時間，列式是：1÷（■+■）（路程除以速度和）；后者求合作完成的時間，同樣列式是1÷（■+■）（工程總量除以工效和）。
五、運用比較理解數學意義，明確解題思路
數學中的好多問題都需依靠特定的數學意義去解決，教學時充分運用比較手段，可培養學生理解和運用數學意義解決問題的能力。例如，在教學“分數除法應用題”時，可以與分數乘法應用題相比較。
例1：五年級一班有學生60人，其中男生占■。男生有多少人？
這道題把全班人數看作單位“1”，男生占全班人數的■，根據題意可以寫成下面的等量關系式：
全班人數×■=男生人數
在這道題中，單位“1”是已知的，根據一個數乘分數的意義， 列式為：
60×■=36（人）
例2：五年級一班有男生36人，占全班人數的■。五年級一班有多少人？
這道題也是把全班人數看作單位“1”，男生人數占全班人數的 ■，根據題意可以寫成下面的等量關系式：
全班人數×■=男生人數
但在這道題中，單位“1”是未知的，根據“已知兩個因數的積與一個因數，求另一個因數”，列式為：
36÷■=60（人）
工程問題的概念范文3
[關鍵詞] 化工熱力學 概念 化學工程 教學
化工熱力學課程是在本科三年級開設的,在此之前學生接觸的課程都屬于基礎課,與中學課程的學習方法相差不大,而化工熱力學等專業基礎課講授的是化工生產中的一般規律。由于工程問題復雜多變,采用的是實驗研究方法和數學模型法,與基礎課中嚴密的數學分析或邏輯推理有所不同。這是工程學科和基礎學科的重要區別,也是學生不能很好的掌握化工熱力學課程學習方法的關鍵。因此要想提高化工熱力學的學習效果,使學生樹立工程觀點,并培養其獨立解決實際問題的能力,我們認為在化工熱力學的教學過程中應緊緊把握以下幾點。
一、精心組織教學內容,注意與相關課程的聯系
化工熱力學的主要內容是平衡狀態下熱力學性質的計算,相平衡與化學平衡的計算,化工過程的能量分析和能量有效利用等方面。只有將熱力學原理與反映體系特征的模型相結合,才能應用解決實際問題。原理、模型及應用是化工熱力學內容的基本組成部分,教學內容的組織要緊密圍繞原理、模型及應用三個部分來展開。原理是基礎,模型是工具,應用是目的。尤其是目前節能工作的深入開展,更要求學生掌握能量利用過程的原理,并對實際過程中的能量利用情況作出合理的評價。
化工熱力學與化學工程與工藝專業的許多其它課程密切相關,它在課程鏈中起著承上啟下的作用,又擔負著由基礎課到專業課過渡的特殊使命。物理化學是本課程的基礎,而本課程又是分離過程、化學反應工程及化工設計等課程的基礎。在課堂教學內容組織上要注意前后內容的相互聯系,化工熱力學公式較多,其推導過程需要高等數學的基本知識,進行結果計算需要用到數值分析的知識,因此對課程中用到的數學知識進行必要的準備有助于新內容的學習。而計算機是方便的計算工具,可以解決熱力學復雜的計算問題,可使計算結果更加準確。物理化學中的熱力學內容是以建立基本概念為主要目的,而化工熱力學是在完善概念的基礎上以應用為主要目的,所以化工熱力學的教學內容主要體現以應用為目的的特點,因此在教學過程中要特別注意避免與物理化學課程在內容上的重復。同時注意從物理化學到化工熱力學課程的幾個轉變,即:從理想體系、二元體系向非理想體系、多元體系的轉變,從隔離體系、封閉體系向敞開穩流體系的轉變,而熱力學性質的計算從以公式為主轉向以熱力學圖表為主。讓學生明確這些轉變,可幫助學生掌握經典熱力學解決問題的方法,并培養學生應用熱力學原理和方法解決實際問題的能力。
二、把握課程內容體系與問題分析方法
化工熱力學系統介紹了將熱力學原理應用于化學工程技術領域的研究方法,它以熱力學第一、第二定律為基礎,研究化工過程中各種能量的相互轉化及其有效利用,深刻闡述了各種物理和化學變化過程達到平衡的理論極限、條件、狀態及組成變化,是化工過程研究、開發和設計的理論基礎。課程教學內容包括流體的p-V-T關系及熱力學性質、化工過程的能量分析、蒸汽動力循環與制冷循環、流體的相平衡以及化學反應平衡等方面。其中流體的p-V-T關系及熱力學性質是其它內容的基礎,流體的相平衡及化學反應平衡內容是熱力學和傳質、分離、反應工程之間聯系的紐帶。要讓學生正確理解化工熱力學所研究和闡述的內容之間不是孤立的,而是相互聯系的,理清化工熱力學的內容體系與結構層次(見圖1),這樣才能更好地理解和掌握課程內容及其實際應用。
圖1 熱力學各內容之間的相互聯系
每個學科都有自己的知識體系和獨特的解決問題的方法,熱力學課程與學生之前接觸的課程特點不同,為了使學生能夠盡快地掌握熱力學,首先要學生清楚熱力學研究問題的方法,即理想化的方法、狀態函數法和元過程方法,然后指出解決熱力學問題的思路,即對于一個熱力學問題如何得到需要的結果,具體的步驟見圖2,這樣就可使學生盡快的適應熱力學處理問題的特點,掌握熱力學解決實際問題的方法。
三、重視熱力學概念教學和思路的引導
化工熱力學的最終目的是應用,但是只有理解了熱力學的基本概念,以及這些概念的來源、背景和意義,才能夠確實掌握熱力學課程的基本內容,也才能夠更好的應用于實際中。熱力學中重要的基本概念很多,如體系、狀態函數、廣度性質、強度性質、隔離體系、封閉體系、敞開體系、可逆循環、熱力學能、焓、熵、Gibbs自由能、偏摩爾性質、化學位、逸度、活度、理想氣體、理想溶液、理想功、損失功、火用等等,只有深刻理解其內涵,才能掌握熱力學的精華。比如對平衡的兩相,其平衡的條件是各組分在兩相的化學位相等,或者說各組分在兩相的偏摩爾Gibbs自由能相等,對純物質而言,偏摩爾Gibbs自由能就是摩爾Gibbs自由能,也就是該物質的化學位,而對混合物而言,某組分的偏摩爾Gibbs自由能就是該組分在混合物中的化學位,如果學生對這些概念認識不清楚,常常會導致對相平衡、化學平衡等概念產生錯誤的理解。
引導學生思路對于教學效果有重要影響。如溶液的熱力學性質一章,為找出各種物質在溶液中所“具有”的性質之間的關系,引入“偏摩爾性質”的概念。而偏摩爾性質中常用的是偏摩爾Gibbs自由能、偏摩爾焓以及偏摩爾體積。在這一章中主要講解偏摩爾Gibbs自由能的計算問題,主要為以后相平衡和化學平衡的計算打基礎,為了計算偏摩爾Gibbs自由能引入逸度和逸度系數的概念,對純氣體、氣體混合物中的組分以及混合物、純液體分別講解逸度的計算方法。但對于液體混合物而言為了計算其偏摩爾Gibbs自由能又引入活度和活度系數,而為了得到活度系數與組成之間的關系,又引入了超額性質的概念,只要知道超額性質與組成的關系即可推導出活度系數模型。這樣整個章節的內容就很清晰,使得學生對各概念的來龍去脈能夠很好的了解,可以避免學生陷入公式細枝末節的包圍中,使得教學效果明顯提高,同時對學生搭建熱力學知識框架十分有益。
總之,為了提高化工熱力學的教學效果,使學生能夠確實掌握工程處理問題的方法,了解化工熱力學與其它學科各自的特點,以便找到適合的學習方法。這就要求教師在教學過程中不斷的引導學生,使其能夠盡快地適應工程學科的學習。
參考文獻:
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[2]鄭立輝,韋一良,宋光森,高新蕾.化工熱力學教學的實踐與體會[J].化工高等教育,2007,93(1):77-79.
工程問題的概念范文4
工程管理專業以管理科學與工程和結構工程學科作為支撐，培養掌握土木工程技術基本知識和工程項目管理理論與實踐方法，獲得工程師基本訓練的，能運用現代管理理論方法，在工程建設領域從事投資決策、工程項目建設管理、工程施工技術，并具有一定研發能力的高級應用型專門人才。
1. 工程管理專業《建筑力學》課程要求
《建筑力學》是工程管理專業的一門主要專業基礎課，64學時，屬必修課性質，后續課程為《建筑結構》和《建筑施工技術》。它包括理論力學、材料力學和結構力學三部分，要求學生對一般建筑結構的組成方式、受力性能具有明確的基本概念和必要的基礎知識；培養學生具有初步對建筑工程問題的簡化能力，一定的力學分析與計算能力，為學習建筑結構方面的專業課程提供一定的力學基礎；培養學生的分析能力和科學嚴謹的作風。課程課時數相對于教學內容并不充足，在教學過程中應把握重點，注重概念講解、引導學生建立受力分析的概念，為以后的后續課程打下基礎。
工程管理專業畢業生在工作中，需要對一些方案設計如：腳手架、模板支撐等進行計算來確定；對于一些設計結果能夠正確的解讀并通過簡單的計算進行判別也具有重要意義。培養學生解決實際施工中力學問題的能力，能夠了解一些結構形式、受力特點和受力規律，能夠對于一些簡單結構來進行求解驗算是《建筑力學》課程教學的主要目標。
課程的性質決定了《建筑力學》課程具有理論性和實踐性相結合的特點，在授課過程中，除了培養學生的計算能力和解題技巧外，要結合基本理論在工程實際中的應用，這樣才能調動學生的學習積極性。
2. 《建筑力學》授課過程中存在的問題
由于該課程理論性強，概念抽象，再加上其內容較多（涵蓋三大力學），連貫性強，與其他課程相比有一定的難度。學生普遍感到該課程難學、難懂，并對學習這門課程的作用有所懷疑；作業不夠認真，存在抄襲現象，有本文由收集整理不少同學一開始就放棄；最后考試，卷面得分集中在60分左右，大部分學生的基本概念，選擇和填空得分較高，但計算和簡答題普遍得分較少，尤其是包含簡單力學原理的工程實例計算題，得分更少。筆者深深體會到要使學生學好《建筑力學》這門課程， 關鍵在于在教學過程中，提高學習動力，掌握學習方法，緊密聯系實際。
3. 《建筑力學》教學改革初探
為了達到良好的教學效果，要求教師把握《建筑力學》課程的特點及教學原則，讓學生在掌握建筑學理論知識的同時，又能運用基本理論分析解決實際工程問題。在教學原則方面，首先應該把握教師主導作用與學生主體性相結合的原則；其次，應注意直觀性與抽象性相統一的原則，這要求教師在教學時應采用各種直觀手段，使學生能通過各種具體的形式來感知和學習；最后，應該強調理論與實際相聯系的原則，這就要求教師了解教材與實際生活之間的聯系，將教學內容與實際相聯系，使學生正確而深刻地掌握理論知識，教師還要培養學生提出和解決問題的能力，這體現在重視實習和練習等實踐環節中。[1]
一方面要加強學生的專業教育，使其了解到《建筑力學》課程是學習《建筑結構》和《建筑施工技術》的前續課程，是其走上工作崗位以后需要掌握的知識之一，以調動學生學習的主動性，提高學習效率；另一方面，加強在教學過程中與實際的聯系，可采取啟發式教學法、案例教學法、現場教學法、利用多媒體技術教學法等多種方法，將抽象的理論變為具體形象的實際問題，激發學習的積極性；三是進行考試改革，對學生的學習情況及時檢查，以便及時對教學作出調整：如在現對完整的一部分內容結束后，進行測驗，并計入最終成績，有利于教師和學生及時總結本階段的學習情況，避免出現到最后“積弊難返”。下面重點就在教學中加強與實際聯系談一下筆者的感受：
3.1學習之初，善于虛擬實際工程問題，一切學習都是圍繞解決問題開始的，激發學生的思考能力。授課要層次分明，脈絡清晰，一環扣一環，引人入勝，直至解決問題。在教學過程中，也可以引進工程案例進行講授，如講授壓桿穩定時，引入施工中腳手架設計，引導學生結合所學的理論知識處理工程實際問題。由于學生對案例分析很有興趣，一旦發現今后工作中的問題能夠自己解決，將極大地提高學生的自信心與學習積極性。既培養了學生工程意識、分析問題、解決問題的能力，又加強了理論知識在工程實際中的應用能力。在講課中還可以適時地列舉一些有關工程缺陷和事故的實例，可使學生意識到，學好《建筑力學》知識對建筑工程人員的重要性，如可列舉一系列腳手架因承載力不足而倒塌的工程實例。
3.2我們在教學過程中利用多媒體技術，將一些工程實例通過屏幕生動地展現在學生面前，增強感性認識，幫助學生解決力學模型建立的問題[2]。用形象生動，賞心悅目的動畫將抽象難懂的內容（如：結構受扭變形、梁受彎變形）形象地表達出來，以達到化解教學難點、縮短學生認知過程的目的。學院引進的工程管理模擬實驗室系統就提供了完整的結構受力變形的動畫，通過鼓勵學生帶著問題上網觀看，收到了很好的效果。
3.3在平時的教學過程中，要注意利用課堂模型這一教學手段。教室門和門框只能繞銷釘軸線作相對轉動，這一實物分別在講解力偶矩的概念、平面的受力平衡及扭轉等章節多次用到；還可以鼓勵同學做一些紙質模型，如在梁受彎章節中，通過比較材料用量相同的矩形截面和方形截面受彎承載力不同來驗證受彎截面形式的影響，在實際授課中收到了很好的效果。
3.4力學知識中有許多歷史故事、名人軼事，還有力學發展簡史，都可以從中選取出相應的部分用來導入新課。通過講述生動的故事、有趣的事實，可提高學生的學習興趣，增強學生的學習信心；同時還可以通過鼓勵學生參加諸如結構模型大賽等，通過競賽激發學生學習興趣。我院已舉辦四屆結構模型大賽，通過參賽鍛煉了學生在實際設計中應用力學的基本概念和基本計算的能力，整體提高了工程管理專業學生學習《建筑力學》的興趣。
工程問題的概念范文5
關鍵詞：工程力學；教學內容；授課方法
中圖分類號：G642.0；O342 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0195-02
一、工程力學課程特點
工程力學是研究物體機械運動的一般規律和構件的承載能力的科學[1]，其內容包括理論力學和材料力學。但由于學時限制，這門課程一般只包括理論力學的靜力學部分和材料力學。
客觀而言，工程力學課程的學習難度并不高。首先，課程的研究對象都是具備實體的結構，而課程中講授的大部分概念也相對而言比較形象，不像電磁場、熱力學等課程具有很多抽象的概念。其次，課程中的定理公式等都符合學生的直觀經驗，容易理解和記憶。最后，雖然在概念和公式的推導方面需要用到微積分的知識，但在公式的具體應用上，只有彎曲變形需要用到微積分的知識，而且還是最簡單的多項式積分，而其他公式都只用到高中甚至初中的數學知識。
因此，學生如果只是追求通過考試，并不是一件很困難的事情。但高校課程的目的并不是簡單的通過考試，而是要掌握知識甚至培養學生的能力。另外作者在多年的教學中也發現這門課程的教學中事實上還存在一些可以改進之處。下文將圍繞如何提高這門課程的教學質量，從幾個方面進行闡述。
二、授課內容
（一）優化內容設置
力學課程的特點是體系完整而嚴謹，但工程力學課程是一門面向應用的力學課程，而且課時量有限，因此教師在授課時，沒有必要刻意追求課程體系的完整性，而應有所取舍。例如工程力學課程靜力學公理大部分內容在大學物理課程甚至高中物理就已學過，如果再對每個概念從頭講授，不但浪費時間，也會使學生認為這門課不過是重復學習之前學過的知識，從而從思想上不加以重視。因此這些概念應該在大學物理的基礎上進行提高講解。又如，彎扭組合變形的強度校核需要用到第三和第四強度理論，理論上需要先行講授強度理論和一點的應力狀態這兩部分內容。但方面這兩部分是材料力學內容中難度較高的內容，另一方面它們在后續內容中的應用只局限于彎扭組合，因此對于少學時（如48學時）的課程而言，彎扭組合的強度問題完全可以直接給出校核公式。
（二）結合專業特點
工程力學學科面向各類專業，不同專業的學生對這門課所學知識的應用領域是不同的，應該根據專業特點設置課程內容，甚至可以跳出靜力學+材料力學的窠臼。例如對于測控專業的學生，其在后續的傳感器課程中將會學習電阻應變片傳感器、加速度傳感器等，因此對于該專業的授課內容中應包括一點的應力狀態，而且為了使學生更好地學習加速度傳感器，有必要在授課內容中增加振動力學的知識。
另外，除了授課內容不同外，在教學中可以考慮引入工程案例分析。如對于上文提到的測控專業，在講授一點的應力狀態時，完全可以引入電阻應變片讓學生進行分析，這樣可以使學生對自己所學知識的作用有更深刻的體會。
三、授課方法
（一）注意多媒體和板書相結合
傳統高校工程力學教學多采用板書的形式，近年來使用幻燈片的多媒體教學日益增多。板書教學優點是便于推導概念和公式，靈活性強，缺點是抄寫文本比較浪費時間，而且在講授一些需要復雜示意圖的內容（如扭轉的幾何關系）時存在不便?；脽羝攸c是展示圖像、動畫非常方便形象，但由于同時只能顯示一頁，在講授步驟較多的概念和公式推導的時候不方便，而且由于幻燈片的圖形等不易臨場修改，不便于教師即興發揮。因此，作者認為授課時應注意多媒體教學與板書相結合，可以以多媒體為主，但在概念和公式推導步驟較多時，一定要與板書并用。
（二）類比教學法的應用
許多不同領域的物理現象具有相類似規律和數學形式，例如二階振蕩電路和單自由度系統振動[2]，單擺和超導中的Josephson結等等。如果利用這些類比關系進行授課，可以實現舉一反三，觸類旁通的效果。具體到工程力學這門課程，在講授疊加法求梁的撓度時，可以與電路中的疊加法進行類比，指出兩類系統的輸入和輸出之間均滿足線性關系，因此可以進行疊加。又如在壓桿穩定性問題的講授中，將壓桿平衡的撓曲線所滿足的微分方程與振動的微分方程進行類比，這樣就省去了對該微分方程通解形式的講解。
（三）引入反饋機制強化難點
對于不同專業的學生，其知識的難點并不盡相同。教師可以根據往屆考試的情況，總結出學生得分率低的知識點，分析原因，并在授課中著重強化。例如，作者發現對于本校工業設計專業的學生，對于采用積分法求解梁撓度的題目，由于涉及到積分環節，得分率往往很低。因此，作者在近幾屆的授課中，采用課堂練習的手段，確保每個學生真正掌握了積分法求梁撓度，從而提高了學生對方法的掌握程度以及在考試中對于相應題目的得分率。
（四）將平面圖形的幾何性質融入其他內容
在傳統教學中，習慣性把平面圖形的幾何性質單獨當作一章，置于梁的強度之前進行講授。這種方法存在的問題是學生在學習時目的性不強，不知道該知識在課程中有什么作用，而等到后面講授梁的彎曲正應力，需要計算慣性矩時可能對平面圖形的幾何性質所學的知識已經有了部分遺忘。因此作者建議，將平面圖形的幾何性質融入課程各部分內容進行講授。在靜力學講授重心概念時，就可以引入圖形形心的概念；在講授完梁的正應力公式后，自然而然地引出慣性矩的概念；在向學生提出矩形截面梁如何放置才能使抗彎剛度最高這個問題之后，講授主慣矩的概念。這種方法使得學生帶著問題去學習，目的性更強，而且數學基礎知識與其應用之間的銜接更為緊湊。
（五）結合專業特點設置題目
目前國內的工程力學教材雖然版本較多，但內容上沒有太大區別。在例題設置方面基本都是以建筑和機械為背景，對于非建筑、非機械專業的本科生而言，對于這些結構并不了解，也會使學生產生“只有建筑、機械專業學了才有用”的錯覺，從而削弱了學習主動性。誠然，提高教材對專業的針對性存在一定的困難（見下文），但是教師可以在授課中根據專業特點設置具有不同工程背景的例題。例如為電子封裝專業講授梁的彎曲變形時，可以以芯片引腳為背景設置例題。
四、學習方法
（一）避免死記公式
工程力學課程一般面向高校大學二年級學生，此時一部分學生的學習方法還停留在高中階段，傾向于死記硬背公式，對于這門課程的學習是極其錯誤的。力學類課程與數學類課程的一個重要區別是力學類課程的公式都有明確的物理意義，而且就這門課程而言，如上文所述，公式都符合學生的直觀經驗，形式也都不復雜，完全可以采用理解記憶法進行記憶。教師在授課時，應對公式中每一項的物理意義給出解釋，并剖析如何對其進行理解記憶，從而主動引導學生采用基于物理概念的理解記憶法進行記憶，避免死記硬背。
（二）培養思考問題的能力
工程力學課程中的一些公式如圓軸扭轉的應力，梁的彎曲正應力等公式簡單易用，推導過程卻相當繁瑣。但是這些公式的推導過程并不能簡單地“走過場”，更不能省略。在推導這些公式時，要以問題為導向，調動學生的興趣，進一步使學生在學習中培養出思考科學、工程問題的能力。例如上文提到的這兩個公式都需要提出合理的假設以簡化問題，而在工程實際問題中，結構或載荷往往都是很復雜的，因此培養簡化問題的能力對學生很重要。另外，這兩個公式的推導需要本構關系、變形幾何關系、平衡關系三者封閉來進行求解，這又體現了科學問題的嚴謹性和邏輯性的一面，學生如能在學習中仔細體會，對其今后碩士或者博士研究生階段的工作大有裨益。
五、教材建設
（一）內容結構的設置
上文雖然提到不同專業的工程力學課程應有不同的內容和例題設置，但由于考慮到銷路不能太窄，目前國內的教材基本上是清一色的靜力學+材料力學，或者理論力學+材料力學。有些教材，如[1]嘗試做了一些創新，將拉壓、扭轉、彎曲的內力整合為一章：桿件的內力。這樣的好處是學生可以對三種典型變形模式下內里的情況進行類比，但作者在教學中發現如按照該順序授課效果并不好，例如學生在學習梁的正應力時，可能對于梁內力的計算方法已經記不太清楚了。因此教材內容的順序上還是采用傳統的方法較好。
（二）傳統教材中的一些問題
作者近年來發現在工程力學教材中，由于多采用靜力學+材料力學的體系，導致一些問題交待含混不清。例如，靜力學概念中講授了力系的簡化，包括平移，滑移等。但在后續的材料力學部分中，大多數教材并未強調力系簡化在什么情況下可以使用。事實上根據剛化原理，在求解約束反力時是可以對力系簡化的。即使是求內力和變形時，在一些情況下也可以進行力系簡化，例如圣維南原理、分段剛化法求撓度等。因此，作者認為教材應該對材料力學部分使用力系簡化的情況進行總結。
另外，還有一些小錯誤以訛傳訛。例如在講授二力平衡公理對變形體只是必要條件時，許多教材列舉柔索在直線狀態兩端受壓的情形作為例子，事實上這個例子很不妥當，文獻[3]中也指出了這一點。
六、結論
本文結合幾位作者多年來對不同專業工程力學課程的教學經驗，從授課內容、授課方法、學習方法、教材建設四個方面提出了一些建議。課程教學改革是一項長期而艱巨的任務，需要教育界同行共同努力，希望本文的內容能對兄弟院校工程力學課程的教學質量提升有所裨益。
參考文獻：
[1]馮立富，陳平，岳成章，賈坤榮.工程力學[M].西安：西安交通大學出版社，2008.
工程問題的概念范文6
關鍵詞：氣體動力學;CFD技術;教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）18-0156-02
引言：
“氣體動力學”是在連續介質的假設情況下，研究可壓縮、有加熱、加功效應且含有化學反應的氣體介質的運動規律，以及氣體與固體之間有相對相對運動時相互作用力的學科。它是飛行器動力工程、航天/航空工程、兵器工程等專業非常重要的一門專業性基礎課程，對學生整體的專業素質培養和后續專業課程的學習有著至關重要的作用。但是，學生普遍感覺到這門課程比較不容易懂，是不好啃的“硬骨頭”。主要原因是“氣體動力學”課程中應用的數學知識比較多，相關的概念又比較抽象、枯燥、不容易理解，公式推導比較復雜，這些原因使得學生常常感覺到理論比較高深，從而產生了一定的畏難心理。
20世紀60年代之后，伴隨著高速電子計算機的出現和計算方法的不斷創新，計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）已經成為了一個獨立的學科分支。它主要是以運用計算機作為數值模擬的手段，運用一定的計算技術來尋找出一個滿足定解條件的各種復雜流體力學問題的數值解，并通過進一步分析數值結果，獲得相關的流動規律或解決工程實際問題的。CFD的一大優勢就是可以通過流動顯示技術來將計算結果進行直觀的顯示，將抽象的概念、理論變成了形象的畫面展示出來。因此，CFD技術在“氣體動力學”課程教學和研究中的作用和地位得到了不斷的提升，現在已經有一些教學工作者正在嘗試將CFD技術運用到“流體力學”、“傳熱學”等課程的教育教學當中，并且取得了比較好的教學效果。
為此，我們認為結合“氣體動力學”課程的發展趨勢，在本科生“氣體動力學”課程教學中引進CFD技術，調整改革部分教學內容，對教學質量的提高將有著非常重要的意義。
一、“氣體動力學”課程，引入CFD教學的目的
“氣體動力學”課程包含的內容可以用理論分析、實驗測量、數值模擬等的方法來進行研究。但是在傳統教學的過程當中，過于偏重理論的分析，教學內容比較單一，不能表現出現代氣體動力學的最新研究進展。在“氣體動力學”課程的教學中引入CFD技術，目的就是將氣體動力學的最新研究成果帶入到課堂當中去，來拓寬學生的視野，激發學生的學習熱情，具體分為以下幾點：
1.加深學生對重要物理概念的理解。氣體動力學概念比較多、公式抽象、邏輯性強、公式推導比較繁雜，相關概念的引入如果能夠結合CFD的圖像顯示，便會符合學生從感性認識上升到理性認識的認知規律，能夠促進學生對基礎理論的深刻理解。例如，激波是超聲速氣流有的現象，是“氣體動力學”課程中一個非常重要的概念。氣流經過激波時，氣體參數在極短的距離和極短的時間之內發生了巨大的變化，是一種不可逆的絕熱過程。激波因而可以看成是一個非常薄的“間斷面”。初學者往往對“間斷”這一概念難以理解。CFD則克服了概念抽象的特點，可以使激波以圖像的形式形象地展現在學生的面前，從而有利于加深學生對激波本質的理解和認識。這樣的例子在氣體動力學中是有很多的，比如“風阻”問題也可以通過汽車的CFD模擬來展示，“音障”問題可以通過飛機的飛行模擬來展現。這些CFD的具體實例不僅能較好地引入抽象的物理概念，而且還可以展現出氣動與生活的聯系，消除學生面對復雜公式的畏懼感，從而提高學生學習的自信心。
2.開展研討式教學，激發學生的主動性和創造性，培養學生綜合分析習慣，提高學生解決問題的能力。氣體動力學是一門與實驗聯系十分緊密的科學，實驗是課程的重要組成部分，CFD作為一種“數值實驗”，具有一些傳統的物理實驗所不可比擬的優勢，其結果可以在課堂上當場演示出來，不需要專門開設實驗課，這樣，可以大幅度減少學時數，提高教學效率。同時，利用CFD技術解決具體問題的應用實例，引導學生進行實踐創新，這一點也與傳統的灌輸式教學方式不同。例如，對同一個問題，稍微改變問題的邊界條件或者初始條件，即有可能得出完全不同的計算結果。利用CFD技術可以將這一現象高效地呈現出來，進而可以引導學生思考并分析發生這一現象的原因，幫助他們培養良好的思考習慣。還可以進一步啟發學生從反面思考問題，即若要達到某一預先設定的結果，應該如何設定邊界條件和初始條件。事實上，CFD技術的引入為學生全方位、多角度地思考和分析問題提供了多種高效地嘗試機會，對于培養學生的創新意識有著極其重要的意義。
3.可以使學生近距離地接觸實際問題，培養他們的科研思想和工程概念，為他們下一步的學習和工作打下良好的基礎。作為本科生，學生在理論上創新的可能性很小，但利用所學的基本知識來解決一些工程實際問題還是可以實現的。CFD成熟商業軟件的出現和在工程應用領域的廣泛應用，為我們提供了一個很好的平臺。利用這些軟件講解具體的實例并讓學生進行相關的探索，可以使學生深刻地感受到所學理論與具體工程之間的聯系與區別，對他們以后進行科學研究或者參與解決具體的工程問題是一個很好的鍛煉。
二、課程改革方案
根據“氣體動力學”課程的特點，綜合考慮各方面的因素，既要注重核心內容和基本知識的傳授，又要通過CFD技術的引入來增加前沿性的內容和實踐環節，從而帶動課程教學模式的轉變。具體有以下幾點措施：
1.課程內容和結構的調整?？梢钥紤]根據課程標準和人才培養方案，重新合理安排教學計劃，將課程分為既相互關聯，又有一定獨立性的兩個部分。第一部分為基本的核心內容，第二部分以應用為主，通過選取實例開設研討課以及上機實踐課。
2.構建以CFD技術為核心的創新實踐平臺。教學團隊根據專業特色，從多種CFD軟件中挑選出適合本專業學生學習和使用的軟件，同時編寫上機模擬實驗的講義或者教材，設計部分簡單的“氣體動力學”課程實驗來供學生上機實踐，同時利用“問題驅動式”教學法來鼓勵學生不斷進行嘗試。CFD的數值模擬一般包括網格劃分、離散方法的選取、邊界條件的設定、數據的后處理幾個步驟，而這些過程中參數的選取與計算的物理問題有著十分密切的關系，不同的計算參數可以得到大相徑庭的結果。學生通過創新實踐平臺進行相關的實驗，并對計算結果進行深入分析，可以深化對物理問題的認識。
3.開展研討式教學。教師根據學生精心挑選的1～2個與“氣體動力學”課程相關的實例，讓學生在課堂上現場進行討論并且進行上機實踐，這種教學方式雖然教師的工作量比較大，但是學生的學習目標明確，積極性自然也就比較高了，這樣不僅能夠激發他們的學習熱情，還能夠鍛煉他們運用所學知識綜合分析問題的能力，還有可能取得意想不到的效果。
三、需要注意的問題
把CFD技術引入到“氣體動力學”的課堂教學中，是一個新的嘗試。沒有現成的經驗可以供我們借鑒，為了充分發揮其長處，避免其弊端，筆者認為有以下幾個方面的問題需要注意：
1.課堂教學時間的合理設計與控制。比如，如果在課堂教學中直接引入CFD模擬的現場演示，而CFD模擬根據算例的不同需要占用一定的時間，如何合理利用好這一段時間是教師需要精心考慮的問題。比如可以用來進一步介紹問題背景、復習所用的相關知識等。
2.要精心選擇教學案例。教學案例的選取既要貼近實際，又要能突出“氣體動力學”課程的重點與核心內容，此外案例的難度要適中，本科生能夠理解和接受。同時，教學案例的選擇要結合相關專業，多選取與專業精密相關的案例，這樣，不僅能調動學生的學習積極性和主動性，還能夠為他們畢業后盡快融入相關工作奠定基礎。
3.要注重課堂教學與課外的實踐相結合。課堂教學時間畢竟有限，對CFD的相關內容只能簡單介紹，更深入的學習只能由學生課后完成。教師可以在課堂演示案例的基礎上進一步延伸，供學有余力或者有興趣的學生在課后進一步研究。這樣一方面可以鞏固課堂的知識，另一方面可以培養學生的科研創新精神。
四、結語
總之，筆者認為，將CFD技術引入“氣體動力學”的課堂教學中，可以使抽象的理論變為形象的畫面，便于學生理解一些抽象的概念，有利于學生深入理解一些物理概念的本質。同時，這種方式進一步拓展了傳統意義的多媒體教學，是一個教學改革有價值的研討方向。但是，此種教學方式要求教師熟練掌握CFD的基礎理論知識與常用軟件，同時，教師需要花費更多的時間和精力去備課，因而對教師提出了更高的要求。
參考文獻：
[1]謝翠麗，等.《工程流體力學》本科課程引入CFD教學的探討[J].力學與實踐，2013，（35）：91-93.
[2]杜敏，等.CFD技術在“數值傳熱學”教學中的應用[J].中國電力教育，2012，（33）：58-59.
[3]鄭捷慶，等.CFD軟件在工程流體力學教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2007，（10）：119-121.
