工程力学论文汇总十篇

时间:2022-08-23 15:24:33

工程力学论文

工程力学论文篇(1)

工程力学课程是一门应用性较强的课程,是土木工程专业的核心基础课程之一,是连接高等数学、大学物理与结构力学、弹性力学、土力学、混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构设计等课程的桥梁,是土木工程专业学生教学由基础教育向工程实践教育的重要转折点,其在实践教学中的作用越来越明显,但是教学内容过分强调力学作为一门独立学科的系统性和完整性,而忽视力学作为应用学科的实用价值。工程力学的任务是学会如何对力学问题建模、如何将模糊的问题和想法用数学来描述,并培养提出、分析、设计以及解决科学和工程问题的能力[6]。为了能够更好的培养学生分析和解决实际问题的能力,拓宽学生运用力学的方法解决实际的工程问题,应从教学内容上加以优化。一是重视基本概念、原理和方法的更新,增加新的教学内容,如工程力学领域的新技术、新进展、新概念、新实验以及国内外土木工程等领域的实际问题。二是为了使学生对力学课程产生兴趣,在绪论课程中应引入经典力学的发展史。目前,在教材编写中,由于“少而精”的要求,绪论中更多的是介绍课程的研究内容、研究任务、研究方法以及研究目的,而弱化了力学发展史的介绍。从古代墨子“力,形之所以奋也”到牛顿力学《自然哲学原理》的编写,再到哈密顿《一个动力学普遍方程》的发表,经典力学的发展经历的漫长的时间,期间出现了很多促使力学发展的科学家,如牛顿、麦克斯韦、达朗伯、拉格朗日、哈密顿等等。这些历史及历史人物的介绍,可以达到唤醒、激励、鼓舞学生的目的。三是强调概念性和实践性内容的重要性,适当减少计算性内容。工程力学具有基础性和应用性的特点,在教学内容安排中,一方面弱化理论推导过程,另一方面应适量增加一些具有实践性或趣味性的教学素材;例题中,应突出对实际问题的力学模型建立过程的描述,在课后习题中引入基于力学分析的工程实践的综合运用实例,以调动学生的学习积极性和培养学生用力学方法分析问题和解决问题的能力。

2教学方法的改革

工程力学教学方法的改革,关键在于提高学生的学习兴趣。一方面可以通过制作精美的教学课件增加课堂的趣味性和直观性。现有的课件和通常意义上所说的板书并没有多大区别,只是将原来用在黑板上推导完成的公式,放到了多媒体课件中加以展示。这样的课件在教学过程中,达不到吸引学生的目的,自然无法引起学生的兴趣。考虑到在工程力学课程教学中会用到大量的力学简图和实验结论,如果可以将这些力学简图和试验项目(如在理论力学课程运动学篇中出现的连杆机构,材料力学课程中杆件的各种变形等等)用类似flas的直观方式表现出来,就可以丰富课件的内容,增加学生的兴趣。另一方面是引入课堂试验。力学课程中的基本原理都是建立在实验基础上,但目前力学的教学中,由于条件所限,工程力学课程中的实验部分主要集中在材料力学的一些验证试验中,如金属材料的拉伸压缩试验、梁的弯曲正应力试验、扭转试验等等。这些试验的开设,能在一定程度上提高学生的学习兴趣和动手能力,但要达到力学教学的目的,还有一定的距离。为了改变这一现状,可以借鉴一些国外大学经典力学的教学方法,在这些课程的教学中,教师在每堂课的教学中会会通过随堂实验的方式,验证本堂课所涉及到的相关内容和原理,尽管这些实验的结果大家都是非常熟悉的。此外还可以采用离开教室的现场教学。土木工程专业是应用性较强的一门学科,作为土木工程专业重要的基础课程,应该在在学期中,安排2-4个学时将教学从教室搬到现场,通过利用现场的工程实物,教会学生如何对实际工程问题模型化,并用所学的力学知识进行分析解答。

3教学模式的改革

传统教学模式是以教师为中心的“填鸭式”教学,教师起主导作用。由于高校教师一职多能的特点,使得教学过程质量控制稍显不足。鉴于这种情况,应对传统教学模式加以改革,形成以学生为中心的教学模式。在这一过程中,应以班级为基础建立4-6人为一组的学习小组进行研讨式教学。研讨课教学是让学生参与教学,教学相长,师生互动,通过专题研讨使学生主动建构和拓展知识,培养学生的发散思维和创新能力。教师可以针对课程重难点问题,设置相关专题讨论课。教师通过引导,教师与学生,学生与学生间通过互动交流,对所学的知识进行拓展。也可以设置一些与学科前沿相关的内容及热点,学生通过课后查阅文献,以小组为单位,通过板书、图片、多媒体、实物模型等灵活的形式展示,并由教师与其他同学进行提问、讨论,最后教师进行总结和点评。此外,在作业形式中也应该改变传统以课后习题为主的作业模式,为了能够更好的培养学生的能力,提高学生的综合素质,可以布置一些研究型的题目,通过查阅文献,以论文的形式的完成。比如通过材料力学课程中梁的合理设计问题,可以提出钢筋混凝土梁的合理设计问题、钢梁的合理设计问题等等,然后将这些题目布置下去,让学生查阅资料,并完成相关论文。总之,要以这种教学形式改变传统的“填鸭式”教学,实现课堂教学从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。

工程力学论文篇(2)

1.课程知识涵盖面较广该课程包含了对各类型电厂的全面介绍、各类电气主接线特点与应用、输配电网元件的稳态建模以及潮流与短路计算分析、电气设备的选择、负荷特性分析和保护的设置等。该门课程的内容基本涉及到了电力的各个环节,涵盖了“发电厂电气部分”、“发电厂动力设备”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等课程的基础先修内容。因为是基础课,与专业课相比,对内容的教学深度需要适度的把握。

2.课程理论性强、内容较抽象该门课程中的内容如输配电网的运行分析、设备的选择和校验、保护的设置和整定都需要进行大量的计算分析,理论性较强,且一环扣一环,相互嵌套,互为作用,如果前修知识点没有理解和掌握,后续知识的学习会更加困难。电力系统的运行特点是无法凭借眼睛直观观察,无论是潮流、电压、损耗、电流等必须通过仪表测量、采集、传输到数据库方能进行分析与统计。设备选择如断路器、隔离开关、电流互感器等设备以及电气主接线的选择等都比较抽象。

3.电力行业快速发展,相应的教学内容需要不断更新电力行业快速发展,技术不断推陈出新,如保护装置、防雷装置、调速装置、接线方式等的不断发展使得课程有些内容需要不断调整。电网的发展如分布式电源的引入、特高压的引入、灵活交流输电系统的引入、电力市场的不断发展等使得电力系统的运行特点与传统电力系统有所差别,为了能让学生跟得上电力技术的发展,课程的相关内容也需不断更新。

二、工程案例教学的引入

电气工程与自动化学院毕业的学生大多从事生产一线的工作,需要具有分析问题和解决问题的能力,需要具有良好的专业素质和实践能力,能从错综复杂的现象中抓住本质,及时、准确地解决工程中遇到的问题。这些技能离不开对电力系统原理和系统性知识的掌握。但单纯地根据课件或教材讲原理,学生难免会觉得乏味、枯燥,而且看不到应用的前景,主动性和积极性都无法提高。因此,在课堂中适当引入工程案例教学,从案例中让学生明白理论同时学会把理论和实际进行结合,老师也从简单的知识传授者与灌输者变成学生的引导者和促进者。“电力工程基础”课程主要知识点引入主要的案例分析如下:

1.水电厂和火电厂的运行如果只是简单根据流程介绍水电厂从水库到尾水管的工作过程或火电厂概括地阐述风、煤、水、蒸汽、烟、尘等系统,则既抽象又显枯燥。如通过案例教学方式,引入实拍的水电或火电教学片,让学生观看一遍,然后针对课件中的相关知识结合教学片中具体过程和实物进行讲解,学生会更容易理解。

2.电气主接线电气主接线需要介绍每种接线方式的优缺点、倒闸操作、图形的绘制等。主接线方式有单母线及改进接线、双母线及改进接线、一台半断路器接线、单元接线、角型接线、桥型接线等多种接线形式。如果一一介绍各种接线,学生不但记不住还很容易混淆。根据收集到的一些电厂和变电站的典型资料,分析具有以上不同接线电厂或变电站特点;再根据变电站的实际特点引入接线方式的分析,从实际到理论,让学生主动归纳各自的优缺点,让书本知识形象和生动起来,在生动中培养学生追索知识的动力;同时,在介绍电厂和变电站接线时也可以引入一些设备的介绍,为后面的设备选择奠定基础。倒闸操作也是相对复杂的,如母线隔离开关相对线路隔离开关“先通后断”或断路器相对隔离开关“后通先断”。学生总觉得特别难以理解,而这个知识点的理解正确与否关乎学生对实际生产的安全操作,对人生的保护。因此,在这个知识点上特地根据实际操作制作了flash工程设备操作程序动画,让学生观察违规操作引起电弧和大面积停电现象,在潜移默化中让学生明白道理,无需复杂的分析。

3.输配电网的运行分析在给学生介绍本章的基本概念后,引入电力工程数字仿真软件PSASP进行电力元件的稳态建模、潮流计算、短路电流计算。为了让学生便于理解,仅选取5节点系统和无穷大系统作为演示,演示潮流计算、短路计算和暂稳分析。通过PSASP良好的人机交互界面,曲线阅览室等让学生直观而形象地理解实际的潮流计算和短路计算结果。当然,演示过程中需要插入原理性的分析,通过改变元件参数、电压水平等观察计算结果的变化,巧妙引入电网运行分析原理,避免公式的大量直接推导,让学生的兴趣和积极性得以提高,主动去探索,由“教为中心”过渡到“学为中心”。

4.继电保护和防雷保护继电保护在“电力工程基础”这门课中主要讲三段式保护。三段式保护包括动作电流的整定、动作时间的整定、灵敏度的校验等,分析起来较为复杂,而且保护之间的相互配合用语言来描述反而让学生容易混淆。只能通过软件模拟实现工程实际的典型三段式保护的整定和动作案例,分析不同地点短路时保护的动作与配合、不同线路参数和短路方式对保护灵敏度的影响。防雷保护则可以从生产实际中引入案例,如变电站、电厂等。

工程力学论文篇(3)

二、改进课堂教学PPT,增加工程实例

工程热力学作为一门专业基础课,与工程实际密切相关。在教学过程中,需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示,并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识,迫切需要在传统课件中加入工程实例,利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用,使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习,使课堂教学内容图文并茂,声像结合,使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例,我们选取了真空做功、制冷循环,内燃机等工程机械作为实例,进行详细分析和讲授。工程案例的引入,将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中,用所学知识来解释工程问题,在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题,从而实现“从理论中来,到实践中去”,实现对创新型人才的培养。

三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中

在创新型人才培养中,需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施,有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才,促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式,倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革,充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识,同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。结合大学生创新项目,结合建筑环境与能源应用工程的专业特点,在指导学生大创项目时,将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中,使学生明白能源利用的守恒性,以及如何提高热力循环的效率,减少不可逆损失,这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。学生在科研项目中,深化了对热力学知识的认识,同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时,鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等,通过这些竞赛活动进一步提升自己的创新能力。

四、改进课后作业完成形式,增加分析报告

工程热力学课程是一门实践性很强的课程,其中很多理论已用于工业过程。因此,在课后作业中,需要对传统布置练习题来检验教学成果的方式进行改进,增加一些实际工业循环的实例,让学生通过分析其所应用的原理,提交分析报告,并指出该工业过程效率提高的方式和途径,以这样的方式来激发学生学习的兴趣,提高学生理论联系实际的能力。同时,精选一些课后习题,通过详解的方式,激发学生的创新意识和解决问题的能力,进一步促进创新型人才的培养。创新是实现社会持续不断向前发展的原动力,也是培养和造就一大批素质过硬、勇于创新的新世纪人才,保证国家高速发展的有力保障。创新能力的培养来自于理论和课堂,更在于理论和课堂之外的亲身体会和具体的实践操作。

本文从工程热力学教学与工程实例结合,与科研活动结合,改进课堂教学组织模式和课后作业完成形式等方面,探讨了以培养创新型人才为目标下的工程热力学教学改革与实践,希望能够进一步提高工程热力学的教学质量和效果。

作者:高蓬辉 张东海 王义江 黄 炜 单位:中国矿业大学力学与建筑工程学院建筑环境与能源应用工程系

参考文献:

[1]岳丹婷,吕欣荣,李青.深化热工教学改革加强学生创新能力培养[J].2002,(4):86-88.

工程力学论文篇(4)

二、工程力学专业课程设计改革中存在的问题

目前我校课程设计改革中存在的问题主要表现在以下几个方面:一是课程设计题目和任务书拟定方面,均由指导教师事先确定分派给学生,由于指导教师所掌握的工程资料有限,课程设计的内容和范围局限性较大,题目类型较少,研究方向也较集中,学生并不能根据自身的特点和兴趣爱好,去选择他们感兴趣的题目进行设计,而是一味进行强迫式学习,完成所谓的设计任务。学生目前经过课程设计后并不能应对就业后工作过程中复杂多样的技术难题。二是课程设计研究内容与工程实际问题有偏差。课程设计都是承接基础理论与工程实际的重要环节,学生非常希望将自己所学的理论应用于实际,在实际中检验自己的知识,但由于学生体会不到理论与实际的联系,课程设计并不能充分调动学生学习主动性和创造性。三是课程设计时间在安排上与课堂教学存在一定的时间间隔。在课程设计过程中,对于理论知识不够扎实的部分学生来说,会有一种惧怕且无从下手的感觉,很难投入足够的精力和时间认真完成课程设计。而课程设计形式基本上是以小组为单位,小组成员围绕一个核心题目完成不同方面的设计任务。由于学生的理论基础和解决实际问题的能力存在差异,“能者多劳”的现象就会出现。如果指导教师指导不到位,检查力度稍低,就很容易出现个别学生不做或少做设计内容,甚至还出现抄袭他人成果的现象。由此可见,工程力学专业课程设计改革的空间较大。

三、工程力学专业课程设计改进的思路与方法

一方面,课程设计应选取具有一定的工程或社会实际背景,体现应用性、先进性、综合性的题目,可以使学生对工程实际问题的复杂性有一个初步认识,检验学生对该课程理论基础知识的理解和掌握程度,培养学生通过综合运用该课程和相关课程的基本理论知识来分析和解决工程实际问题的能力。另一方面,能使学生树立起正确的设计思想,养成实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风和严谨、谦虚的科学学风,更能使学生在自主性、探索性、创造性和合作性方面得到培养。

1.指导教师应该重视课程设计题目和内容的选择。

斯滕豪斯明确指出:教师的身份是“和学生一起学习的学习者”,只有这样,才能通过发现法和探究法而不通过传授法进行教学。在课堂教学过程中,教师不仅要教授理论知识,还要注意理论联系工程实际,通过列举工程实例、设置问题情境等多种方法,让学生感受到理论学习是手段,实际应用才是真正目的。随着社会发展,各种资讯日新月异,教师不能仍保持传统的观念,而必须在教学生涯中通过不断学习搜集和处理更多关于课程内容的相关资讯,熟悉教育改革趋势和重点,更新补充专业知识,提高专业能力;了解该专业学生的学习特点和兴趣爱好。这样,教师才能根据课程内容确定适合教学目标和学生感兴趣的课程设计题目,并且真正做到理论与工程实际的联系、对知识的综合应用、全方位的展开学生的思维和最大限度地解放学生的思想,才能充分调动学生学习的主动性、积极性和创造性,培养学生解决实际问题的能力和应变思维能力。

2.课程设计应与工程实际相结合,针对不同课程内容及培养目标采用多种形式的课程设计方法。

比如《理论力学》,它是一门理论性较强的专业技术基础课程,教师在讲解过程中多是针对抽象化理想的力学模型,学生在课堂学习中通常感觉理论知识很好懂,但自己动手练习的时候却无从下手,理论和实际总是联系不到一起。为此,教师在讲授过程中可采用工程实例教学法,即选择一些具有代表性、启发性、时代性的实例,通过学习和讨论,使学生对知识有更深层次的理解,从而激发学生应用知识的热情。教师可以通过布置相关知识的小论文,学生通过查阅资料、撰写小论文的形式,深刻理解力学知识和工程实际问题间的联系。《材料力学》课程除可设置实验教学环节外,还可以确定一些简单。的等值杆结构,让学生从选择材料到外形设计,从安全校核到经济评价等实际操作过程中,去体会理论和实际问题间的联系。而这样的任务可以安排在学生课堂学习过程中完成。对于那些需要扎实的理论基础知识,并且要有足够的时间进行实践的课程设计,可以安排在下一学期进行。由此实现理论与实践的相互渗透、相辅相成,改变实践活动与教学内容游离的状况。

工程力学论文篇(5)

1.1引导学生积极动脑

先提出有关教学问题,创设一个工程应用环境。如讲扭转时,可以先将汽车传动轴的实例提出,让学生回答如何对轴的强度及大小进行校核计算,从材料选择到空实心轴的计算说起。然后,由教师总结,通过图片、动画、视频等将结构形状和构件的相互关系生动地展示在学生面前,再对轴进行受力分析、理论推导和计算。针对重要的概念和公式,布置课外作业加深。这样可使教学客观化,晦涩的问题简单化,枯燥的书本理论与工程联系应用化,增强了工程实践知识,活跃了课堂气氛。

1.2推动学生积极动口

传统的教学模式是以课堂、教材、教师为中心的,形成了教师单向灌输、学生被动接受的局面,这在客观上限制了学生的思维空间。现代教学目标应以学生为主体,学生是认识的主体,一切教学措施的安排最终都要落实到学生身上,充分调动学生的思维能力、创新能力。课堂教学主要采用任务驱动教学法,从第一次课开始,就指导学生带着2-3个工程实际问题,先预习教材,力争找到解决问题的方法,第二次课回到课堂讨论。课堂上接近一半的时间为学生发言讨论,余下时间教师总结。总结内容:概念清晰化、结构明朗化、公式深刻化。方式以推动学生口述为主。通过任务驱动,学生在探索中学习,在学习中不断获得成就感,调动了学生的学习兴趣,同时也锻炼了学生的语言表达能力、沟通能力和独立解决实际工程问题的能力。

1.3鼓励学生勤于动手

教师在平时的课堂教学中,只对重点知识讲解,重要公式的应用举一反三,给学生留有自学和思考的余地,给学生发现和提出各种各样问题的空间。通过创设学生自身知识的不足和学习问题的情景,激发学生的创新能动性,鼓励学生深层次探索。如:轮系课完毕,就布置学生课外作业:设计一个轮系,用最少的齿轮实现同轴反转,且速比i=2。在讲完理论力学时,课外作业为:设计一个最简单廉价的200L油桶平地搬运工具(完全人工作业)。充分相信学生的解决实际问题的能力,并加以鼓励引导。回到课堂师生点评,确定ABCD最佳方案。通过这种理论联系实际的任务驱动和自我探索,学生不仅加强了对所学知识的理解,同时提升了解决实际工程问题的创新能力。

2积极引导课外学习与实践

课外学习与实践能较快地拓展学生相关知识结构和解决实际问题的能力提升。教师要有意识地设计一些课外作业,引导学生课外学习与实践,一是扩大学生视野,加深对课程内容的理解,二是节约有限的课堂时间,充实课堂内容,时间用在刀刃上。

2.1引导学生文献检索开阔视野

通过文献检索,归纳总结,解决工程实际问题,是工科学生应该具备的基本技能。结合课程理论知识,由教师选题,让学生查阅文献资料,写出文献小节报告。例如,轴承课结束,布置课外作业:无油轴承技术现状、大推力滑动轴承技术进展等,要求学生查阅相关文献,并进行文献分类整理,最后通过分析文献,提出自己的设想或建议。通过对课程所涉及的文献进行广泛的阅读和理解,对该领域的研究现状、新水平、新动态、新发现等内容进行综合分析,写出500~1000字的文献小节。通过这一过程的学习和训练,课堂知识得到了提炼,相关的学科知识及应用得到了拓展。

2.2强化实践教学环节,提高学习兴趣

实践出真知,实践教学是巩固理论知识和加深对理论悟性的有效环节,是培养具有创新能力的高素质工程技术人员的重要途径。例如,减速器拆装实验,可以帮助学生了解减速器各部分的结构,考虑好拆装顺序,培养学生的观察能力和动手能力。碳钢材料的拉伸应力应变实验,可以使学生对应力形成过程、材料的比例极限σp、屈服极限σs、抗拉强度σb等有一个直观的认识,掌握许用应力基本概念及使用方法,加深对杆拉伸状态下基本几何尺寸的计算。通过实践环节的学习,培养了学生仔细认真的工作态度,加深了对理论知识的认知程度,激发了学生的学习热情。

2.3增加探索性问题,提高创新能力

传统教学作业是以课后作业为主,都是些常规练习,内容简单,答案唯一。这样虽有利于“基本功”的训练,但“多学少悟”的培养不利于学生创造力的发挥。针对工程问题的复杂性,实际问题是没有标准答案的。因此,在课外作业中,适当地增加一些探索性问题,能够激发学生主动思考的能力。例如,在学习应力时,对裂纹的危害及防护措施进行举例说明。通过查文献,独立思考,学生对力学分支———断裂力学有了一定的理解,意识到工程上的许多灾难是由裂纹引起的。这样的主动探索反过来提高了对书本理论知识的理解。一个学期进行几次这样的作业后,对提高学生的创新意识和研究实际问题的能力有明显的帮助,增强了学生对工程概念的感悟。

3改革课程考评方式的实践

传统的考评方式多为闭卷考试,由于本课程内容多、实践性强的特殊性,仅凭期末闭卷考试成绩不能全面反映学生掌握知识和运用知识的能力。为此,对考核内容进行了改革实践。改革前,只采用期末考试作为学生的最终课程成绩。改革后采用期末考试成绩和平时成绩相结合的方式对学生进行评价。学生成绩考评内容,一是考查理论知识的掌握情况,通过期末闭卷考试成绩呈现。二是检验学生运用所学知识解决实际问题的能力,通过平时课堂讨论、课外作业成绩体现。改革后,这种多元化的考核方式对学生知识的获得、能力的培养和素质的提高有明显的效果。

工程力学论文篇(6)

应用型人才培养的总体特征就是在知识、能力、素质结构上应体现“较扎实的理论基础和一定的专业知识面,实践能力强,综合素质高,并有较强的创新意识和科技运用、推广与转换能力”。应用型人才培养必须树立“学以致用”的人才培养理念;应用型人才与研究型人才培养模式上的最大差异在于其必须高度重视实践性教学在人才培养上的关键性作用,着力于采取多层次系列训练方案,形成由单一到综合、由相对独立到学科(专业)融合的实践教学体系,强调培养学生的实践能力和创新能力,真正体现人才培养模式的应用特色。

建设规范的、稳定的、条件优良的工程训练基地,是实践性教学活动的基本前提和保证,它在培养学生的综合素质、创新能力以及对专业知识的感性认识,提高学生分析问题、解决问题的能力等方面有着不可取代的特殊作用。

2工程训练基地建设目标及原则

2.1工程训练基地建设目标工程训练基地是我校在“大德育、大工程、大实践”的教育理念下,为适应大工程背景下应用型人才培养的需要而建立的一个面向全校所有专业学生,实施工程专业技能训练和综合创新能力的实践性教学基地,也是校内最大的实践教学基地,是我校整个实践性教学体系的重要组成部分,在学校各专业工程素质培养中具有重要地位。

工程训练基地的建设目标是建成达标的师资队伍和教学条件,具有达标的教学水平,能取得一定的教学质量和教学成果的工程训练基地,它将成为全面落实我校“一、二、三、四”的办学方略和“大德育、大工程、大实践”的教育理念的实践与创新教育的重要基地,是我校应用型人才培养不可或缺的校内工程实践教学基地。

2.2工程训练基地建设原则为实现上述目标,我们确立了基地建设原则:①实用性原则:工程训练基地符合我校“应用型高级专门人才”培养模式的需要,满足学校党委明确的“六大职能”的需要,同时考虑了今后的发展可能产生的需求。②经济性原则:不追求大而全,盲目多投资。以高等教育的科学发展观为指导思想,充分调研论证、进行经费预算,并充分利用原有的场地和设备,节省投资成本。③整体性原则:充分利用场地空间,合理布局设备。无论是硬件建设还是软件建设,都遵循我校“大德育、大工程、大实践”的办学理念。④可创新原则:无论软件还是硬件,都给师生提供较大的自主创新空间,培养学生的创新精神和创新能力。

3我校工程训练基地建设情况

3.1硬件建设工程训练基地主要仪器设备总数量达347台套,总价值3081万元,教学使用总面积8000平方米。工程训练系列课程每年完成本科学生13000人次的教学,工作量达75万人时

3.2软件建设工程训练基地采用四段式教学模式:

第一阶段为工程教育,即工程认知阶段,是面向全校所有专业大一学生开设的必修课。

通过电气工程、机械工程、计算机及信息等内容的专题讲座、录像教学、现场演示教学,实物、模型、展板参观等方式对相关领域知识有一定的了解,培养学生的工程意识,使学生受到科学与人文精神的熏陶。

第二阶段是学生实训的初级阶段,称为工程训练。它是我校所有专业大二学生学习机械制造和电气工程的基本知识和相关的基本工艺方法,增强工程素质、提高实践动手能力、培养创新意识和创新精神的实践性必修课程。训练内容有车工、钳工、铣刨磨、焊接、铸热、锻压、特种加工、数控车、数控铣以及电气工程训练等21个训练项目。

第三阶段是学生实训的中级阶段,称为专业技能训练,我们工程训练基地只承担了机械类专业的部分技能训练任务,是面向机械类大三学生开设的必修课。在工程训练的基础上,机械类专业的技能训练要求学生进行典型机械的拆卸、测绘和装配,强化基本理论、基本知识和基本技能训练,是提高学生综合工程实践能力的重要环节。其中,部分学生可以自己选择设计、制作一些创新作品。工程技术操作以实践为主,学生必须进行独立拆卸、测绘、装配和调试,培养学生的动手能力。

第四阶段是学生训练的高级阶段,称为综合创新训练。一是面向全校所有专业高年级学生开设选修课;二是支持科技创新活动,主要面向与机电密切相关的专业,以及计算机、资源、安全、建工等学院理工科专业对机电感兴趣的学生。

围绕我校人才培养模式,进一步完善了工程训练课程体系,并已经融入学校人才培养体系之中,内容如下:①机械工程训练A,时间为4周(即160学时),4学分;面向机械、材料类专业开设,包括机械设计制造及其自动化、材料成型与控制、金属材料工程和无机非金属专业等。②机械工程训练B,时间为3周(即120学时),3学分,面向近机械类专业,包括工业设计、工业工程和工程力学专业等。③机械工程训练C,时间为2周(即80学时),2学分,面向其他工科专业,包括采矿工程、安全工程、环境工程、电气工程及其自动化、土木工程等专业。④机械工程训练D,时间为1周(即40学时),1学分,面向经济类、管理类、理科类、文学类和法学类等专业开设。⑤工程技术实践,时间为2~6周(120学时),3学分,面向机械类专业高年级开设。⑥电气工程训练A或B,时间为1周(即40学时),1学分,面向非电类专业开设。⑦综合创新训练,结合各种竞赛,开设选修课。

3.3师资队伍建设工程训练基地现有教学人员77人。其中教授3人、副教授3人,讲师4人、助教6人;高工5人,工程师2人,助工25人;技师19人,高级工3人,中级工1人,初级工6人。师资队伍中“三师型”教师有4人。工程训练基地全体教师爱岗敬业,在本职岗位上勤奋工作、勇于进取,甘于奉献,为学校的发展建设做出了巨大贡献。

为了提高工程训练的教学质量,积极引进“三师型”教师充实工程训练指导教师队伍,目前已成功引进4名。他们既讲授各训练模块的概论课,又参与实训指导工作,对现行工程训练项目也进行研究论证并设计新的项目,提出保证工程训练教学质量的办法和措施,取得了预期效果。

随着工程训练基地规模的扩大,师资队伍建设工作显得更加重要突出。工程训练基地有科学的规划,对新教师和年轻教师,相关训练室组织教师在本训练室内部进行试讲评议,针对存在的问题提出改进措施,使他们能尽快转换角色,熟悉并胜任本职工作;对新到工程训练基地的工作人员,首先进行培训,并指定有经验,责任心强的老教师传帮带,实行导师制,使新教师和年轻教师提高责任心,真正理解工作的内涵,明确责任,传承好的作风、好的传统,严把教学关。4结束语

学生的实践能力的形成和综合素质的提高是一个循环渐进的过程,是在实践过程中不断地积累,并通过有意识、有计划地培养逐步形成、逐步实现的。实践证明,我校通过开展工程训练系列课程,大学生的工程意识明显提高,工程实践能力明显增强,创新素质明显提升。因此,要因地制宜地建设规范的、稳定的、条件优良的工程训练基地,不断完善工程训练课程体系,培养学生劳动观点、创新精神和理论联系实际的科学作风,培养学生综合运用知识解决问题的能力,达到全面提高综合素质和增强工程实践能力的目的,把实践教学开展的更好,为国家和社会培养出更多更好更有用的高素质人才,为国家的兴盛和社会的繁荣作出贡献。

摘要:实践教学质量的提高是高等教育质量的重要保证,实践教学基地的建设是实践教学质量的保证。结合我校人才培养模式和“大德育、大工程、大实践”的教育理念,介绍了我校工程训练基地建设的经验,探索了应用型人才培养的教学模式。

关键词:工程训练基地工程实践能力

参考文献:

[1]工程材料及机械制造基础系列课程(金工系列课程)指导性文件[Z].2006.06.

工程力学论文篇(7)

毕业论文是本科教学培养方案的重要组成部分,是体现学生所学专业理论知识水平的重要方式。通过毕业论文的完成,有助于学生综合运用专业基本理论、基础知识、基本技能,培养学生运用科学文献进行调查研究和实验、撰写论文的能力。毕业论文的质量,在一定程度上可反映学生的学业水平,同时也是对全程学习成果的一种综合检验。

一、工程力学专业毕业论文中存在的问题

通过对近年来一些院校工程力学专业毕业论文质量的分析总结,工程力学专业毕业论文撰写过程中主要存在以下这些问题:

1、毕业论文选题

选题是毕业论文撰写的关键步骤,毕业论文的选题质量将直接影响到毕业论文的撰写质量。现在各高校毕业论文指导教师有些缺少工程实践经历,指导的毕业论文内容往往缺少实际工程背景,这就导致学生的研究内容没有实际工程作依托,研究方法和成果缺少工程实践的检验。这种与工程实践脱离,导致毕业论文选题不科学,是影响毕业论文质量的主要因素之一。

2、毕业论文指导

指导教师在指导学生毕业论文的过程中,往往只注重检查学生的技术路线、计算模型、计算结果,而忽略了学生基础知识和专业知识的掌握情况。另外,教师在指导毕业论文的同时,还承担大量的教学和科研任务,再加上学生还处于找工作和研究生复试阶段,这就导致指导教师很难及时督促学生按计划完成各阶段的任务。这就致使有些毕业论文是在答辩前的一段时间内临时拼凑出来,撰写的毕业论文质量不高。这些都会对毕业论文的质量控制产生重要影响。

3、毕业论文答辩

毕业论文答辩是检验毕业论文质量的一个重要的环节和手段。目前,对于毕业答辩,很多学校成立了包括指导教师在内的毕业论文答辩委员会,由答辩委员会评定毕业论文成绩。有些答辩委员对学生所作的毕业论文内容不是特别熟悉,很难在短时间内就学生的毕业论文内容提出有针对性的问题。指导教师虽然对学生毕业论文的撰写过程及内容比较了解,但各指导教师有时会对自己指导的学生给印象分和人情分。这些都会影响毕业论文质量的评定。

二、工程力学专业毕业论文质量保障的建立

针对前文提出的一些问题,本文对工程力学毕业论文的质量内涵及质量保障进行了研究。首先,要优化选题设计。对选题进行优化应具体体现以下几个方面:(1)紧密围绕专业培养方向。(2)选题要尽可能联系实际。(3)选题应该注重设计内容与专业知识构成的联系。(4)课题应该具有一定的广度和深度。(5)题目要尽量体现当今科学技术发展水平。(6)鼓励学生关注当今社会经济社会发展的热点和难点问题。

其次,进一步加强指导教师队伍建设。这大体上应从以下这几方面入手:(1)建立科研队伍,加强培养科研能力。(2)进一步加强实践性环节的锻炼。(3)注重加强指导教师的师德与人格修养。

再次,加强毕业论文过程的规范化管理。主要从三个方面入手:(1)建立规范的毕业论文质量管理体系。要制定毕业论文阶段性任务完成情况登记表、标准格式、答辩细则、成绩评定标准,明确学生、指导教师和答辩委员会的职责,理清各自关系,制定完善的规章制度。(2)建立充满活力的动态质量监督机制。依据毕业论文阶段性任务进行检查,实行动态质量控制。(3)建立科学的毕业论文质量评定办法。

因此,工程力学专业毕业论文质量保障体系应有以下几方面组成。在质量方针上,通过毕业论文的撰写,使学生的知识水平、分析能力和综合素质得到全面提高。在质量目标上,要培养学生运用学过的知识解决工程实际问题的能力,全面提高学生的理论和技术水平。在质量要素上,建立工程力学专业毕业论文质量保障体系,要考虑论文选题质量、教师指导质量、学生学习质量、论文撰写质量、论文答辩质量、论文评定质量和组织管理质量等要素构成。

三、工程力学专业毕业论文质量评估体系的建立

工程力学专业毕业论文质量评估体系的指标评估等级标准分为A、B、C、D四个等级,分别表示优秀、良好、及格、不及格。为了使毕业论文质量评估工作便于操作,评估标准中只设计了A级和C级,介于A级与C级标准之间的定为B级,低于C级的标准定为D级。其毕业论文质量评估标准如表1所示。

表1工程力学专业毕业论文的质量评估标准

序号评估指标评估内容A级标准C级标准1234论文选题指导思想选题应按照本专业培养目标,围绕本专业,选择有理论意义和应用价值,能对所学的知识进行综合训练的题目。选题应按照本专业培养目标,围绕本专业,选择具有一定的理论意义和应用价值,能对所学的知识进行综合训练的题目。题目难度选题难度要达到本专业教学大纲对学生知识水平的培养要求,要做到每人一题,并有相应的阶段性成果。选题难度要基本达到本专业教学大纲对学生知识水平的培养要求,每个题目不超过3个人,并有相应的阶段性成果。题目

工作量预计正常完成毕业论文题目所要求的内容,至少需要12周的时间。预计正常完成毕业论文题目所要求的内容,至少需要8周的时间。结合实际论文选题与实际工程相结合,研究成果能应用于工程实践。论文选题具有实际工程背景,研究成果对工程实践具有参考价值。5678910能力水平综合运用

知识能力能够很好地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,并将所学的知识应用于毕业论文中。能够一般地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,并将所学的知识应用于毕业论文中。应用文献

资料能力能够独立、准确地利用各种途径查找文献资料,并恰当地应用于论文写作中。能够在导师的指导下利用各种途径查找文献资料,并恰当地应用于论文写作中。设计(试验)

能力能能够将所学的理论知识与实际工程相结合,设计工程的实施方案。具有较强的动手能力,通过试验解决实际工程问题。基本能够将所学的理论知识与实际工程相结合,参与设计工程的实施方案。具有一定的动手能力,通过试验基本解决实际工程问题。计算分

析能力能够利用所学的知识,对实际工程进行简化,建立计算模型,得出正确的计算结果。能够在导师的指导下,利用所学的知识,对实际工程进行简化,建立计算模型,得出正确的计算结果。外文运

用能力能够独立应用一门外语,对本专业的相关文献进行查阅和整理。能够应用一门外语,对本专业的相关文献进行查阅和整理。计算机

用能力能够按照毕业论文任务书的要求,独立利用专业应用计算软件或编制相应的计算程序,完成毕业论文所要求的计算分析内容。能够按照毕业论文任务书的要求,在导师指导下利用专业应用计算软件或编制相应的计算程序,完成毕业论文所要求的计算分析内容。111213写作质量论文结构论文结构严谨、层次分明、条理清晰。论文结构尚可,基本做到结构严谨、层次分明、条理清晰。论文文笔论文文笔流畅、内容翔实。论文文笔尚可,基本做到文笔流畅、内容翔实。论文

规范化毕业论文中各种资料的运用和文献的引用符合本专业的标准,论文格式符合毕业论文规范要求。毕业论文中各种资料的运用和文献的引用基本符合本专业的标准,论文格式基本符合毕业论文规范要求。四、结语

总之,工程力学专业毕业论文是教学计划中的重要实践环节。提高毕业论文质量工作是一项长期艰巨的系统工程。我们坚信,只要高校各级师生、领导重视工程力学专业毕业论文工作,科学合理组织,以严格求实的态度对待,工程力学专业毕业论文质量一定下会得到较大提高。

【参考文献】

工程力学论文篇(8)

1 研究背景分析

软件工程专业的大部分理论课程仍采用课堂讲授的方式授课,学生在教学过程中相对被动,没有充分激发学习的积极性和主动性。为了进一步提升学生创新能力培养效果,可以借助广泛的MOOC资源,将PBL教学模式和翻转课堂相结合,调动学生的学习积极性,促进学生的创新能力培养。

2 MOOC与PBL教学模式

2.1 MOOC

随着互联网技术的快速发展,借助多媒体资源提升学习效率的创新教育模式不断涌现。大规模开放在线课程(Massive Open Online Courses,MOOC)作为一种新兴的在线学习模式的快速发展,受到了全球高等教育界的广泛关注和大规模推广。MOOC以互联网开放资源为基础提供大规模互动参与的在线课程,即提供视频、教材、习题等传统的课程材料,并为学习者、教师和助教建立学习社区,将数以万计的学习者在共同学习目标、学习兴趣的驱动下组织起来。MOOC突破了传统课堂教育的时空限制,任何人在任何地方、任何时候都能免费或廉价地获得优质的教育服务。MOOC为学习者提供了更为灵活的个性化学习方式,学习者可以根据自身条件与兴趣,自主选择课程内容和安排学习时间。国际知名的三大MOOC平台Coursera、edX、Udacity上有近千门课程可供学习者选择。国内的网易云课堂、中国大学MOOC、MOOC中国、慕课网等MOOC平台也提供了大量免费课程供学习者选择。特别值得一提的是,在国内外的MOOC平台上,软件开发或计算机基础相关课程占了很高的比例,为软件工程相关知识、技术的学习提供了非常好的在线学习资源。

2.2 PBL教学模式

基于问题的学习(Problem-Based Learning,PBL)是一种教育策略,该策略指的是在引导学生学习的过程中,积极组织学生主动参与并自己寻找问题答案的教学模式[3]。PBL是基于建构主义教育理念而发展起来的教学模式,不同于传统以知识灌输为主的教学方式,PBL教学中教师提出真实且较为复杂的问题,学生小组通过团队学习创造性地解决问题并分享各自学习成果,教师对学习过程进行检查和评估以确定是否达到学习效果,并通过反思修正教学策略。在此过程中,通过互动讨论及概念辨证等方式,培养学生观察研判、探究思考、解决问题、归纳整合及沟通表达等实际应用能力[4]。PBL强调以学生为中心,学习过程是在老师的组织下由学生小组成员共同完成。问题、教师和团队学习是PBL教学的三大关键要素。问题设计的好坏对于PBL的成功至关重要,问题应当是复杂、劣构和开放的,而且必须真实且和学生的知识经验相协调。教师作为PBL活动的组织者和促进者,主要工作是定义问题、制定教学策略、记录和观察学习进程、评估学习效果。教师在整个PBL进程中要鼓励学生对自己的想法进行论证并在小组中公开演讲、答辩和自我反思,从而形成高级的思维技巧。PBL采用的是团队协作学习的模式,小组中的每个成员都是PBL的参与者,担任不同的角色,从不同方面促进问题的解决。发挥好问题、教师和团队学习这三个关键要素在PBL教学中的核心作用,对学生创新能力培养有很大帮助[5]。

3 MOOC环境下PBL教学模式应用

在软件工程专业课教学中,为了实现MOOC环境下PBL教学模式和翻转课堂教学方法的结合,从以下3个方面进行研究。

3.1 采用改进的3C3R模型进行问题设计

为了提高MOOC环境下PBL教学模式中问题设计的质量,可以参考3C3R问题设计模型,并根据软件工程专业特点和高等学校教学特点对其进行改进。3C3R问题设计模型由美国学者WoEi Hung于2006年提出,它为使用PBL模式开展教学提供了一套完整的问题设计概念框架。3C3R PBL问题设计模型如图1所示。

3C是3C3R模型的核心部分,指问题中包含的教学内容(Content)、问题情境(Context)和各变量间的联系(Connection)。其中,教学内容是核心部分的第一个要素,它以课程教学大纲为依据,确定问题中所包含知识的深度和广度;问题情境是核心部分的第二个要素,它将抽象的教学内容与具体的应用场景结合起来,不仅能激发和维持学生的学习兴趣,而且对学生在现实生活应用掌握的知识有很大幫助;各变量的联系是其核心部分的第三个要素,它将PBL教学过程中的各组成部分按照特定的形式联系起来,使孤立的组成部分结合成一个整体。3R是该模型的进程部分,指学生在问题解决过程中的研究进程(Researching)、推理进程(Reasoning)和反思进程(Reflecting)。其中,研究进程是其进程部分的第一个要素,它旨在帮助学生发掘问题中的求解目标和上下文关系,为进一步解决问题做好铺垫;推理进程是其进程部分的第二个要素,它旨在帮助学生将研究进程中提取的、相互孤立的教学内容进行提升,建立属于自己的解决问题的技能;反思是其进程部分的第三个要素,它旨在帮助学生对已经掌握的解决问题技能进行评价、改进和推广,适应更广泛的问题类型和问题情景,培养自主学习能力。

在深入分析WoEi Hung提出的面向3C3R问题设计模型的9步问题设计过程的基础上,按照以下7个步骤进行问题设计:① 设置教学目标:教师根据软件工程本科专业培养方案和专业课教学大纲确定教学内容的广度和深度,并提出对学生软件工程问题解决能力和自主学习能力的培养要求;② 教学内容分析:教师分解各项教学内容,将其归入到概念、原则、程序和事实这4个类别中并形成简单的由软件工程学科知识向实现教学目标过渡的教学流程;③ 确定问题情境:为了激发学生的学习兴趣,以电子商务、电子政务、工业控制、移动互联网、大数据分析、即时通讯、社交平台等典型的软件应用场景为设计问题的情境;④ 相关性分析:教师将确定的问题情境中包含的所有教学内容和对学生在探究和推理过程中的能力要求进行相关性分析,将教学内容和教学目标中包含的知识、能力、素质等相关要求进行相关性分析,以保证该问题情境能够有效而高效地落实教学目标;⑤ 校准分析:通过问题的相关性分析,教师可将同时包含软件工程学科教学内容和真实情境的问题表述出来,但是这仅仅是一个问题的雏形,还需要进一步从教学内容、问题情境、推理进程3个方面校准问题的有效性和高效性;⑥ 反思进程设计:反思是PBL教学模式的重要特征之一,在问题中加入反思可以帮助学生形成自主学习的能力和习惯;⑦ 检测3C3R模型各部分的内在联系:该步骤的任务就是对PBL问题中的6个要素进行检测,看它们是否相互联系、相互支持,形成一个完整的、满足PBL教学模式要求的问题。

以上的7步问题设计过程,层层推进,具备如下两个特点:重视软件工程学科的知识内容,以学科知识内容作为核心部分的第一要素;以学生为中心,从学生需要的角度指导教师设计问题。

3.2 实施PBL和翻转课堂相结合的教学方法

为了充分利用丰富的MOOC教学资源,发挥PBL教学模式和翻转课堂对学生创新能力培养的作用,将两种教学方式结合起来,建立一种融合式的教学方法。该教学方法的实施过程如图2所示。

教学过程中,先由教师设计每个单元的引导性问题。问题要具备丰富的内涵,涵盖教学内容、现实情境和教学指导等多个方面,特别要突出学生主动学习和创新能力培养。教师把设计的问题通过课堂教学向全体学习小组进行展示。各学习小组对问题进行分析,挖掘其内部包含的子问题,把解决问题需要掌握的知识点罗列出来。接下来,小组成员发挥主观能动性,围绕解决问题需要的知识点开展自我学习。在自我学习过程中,充分发挥MOOC资源对知识碎片化的特点和优势,灵活选取和掌握相关知识点。在学习过程中,各学习小组组织内部讨论,相互交流、促进和质疑,也可以利用MOOC平台的在线社区与教师和其他学习小组成员进行讨论。必要的情况下,教师可以组织面向问题分析和知识学习的全班讨论,解答疑难,推动各小组形成各自对问题的解决方案。最后,教师需要组织全班讨论,让各小组分享自己的问题解决方案,其他小组对方案进行分析、论证和评估。在小组分享解决方案的过程中,要突出展示方案形成过程中的学习方法和建立方案的思路,推动小组间全方面了解和相互学习。

PBL模式和翻转课堂相结合的教学过程重点在团队学习和评估反馈两个阶段。团队学习以各学习小组为主体,完全在寻求问题解决方案的驱动下进行,避免了教师对知识的被动灌输,小组成员有目标地通过MOOC资源等各种渠道主动学习。通过小组讨论、在线交流、形成方案等环节,把MOOC中碎片化的知识点连贯起来,形成解决特定问题的领域知识。在评估反馈阶段,各小组发挥各自所长,展示学习过程和学习成果,督促学生自我反省、博采眾长、不断进步。整个教学过程,以解决问题为主线,突出学生有目标的自我学习,通过不同范围的讨论,激发学习兴趣,培养创新能力。

3.3 建立多元化的学习效果考核体系

与融合式教学过程相匹配,建立注重学习过程的多元化考核体系,该考核体系如图3所示。考核内容包含在线学习、单元测试、小组讨论、在线讨论、课堂分享、期末测试等多个方面。在线学习考核以在线学习时间和各知识点测试结果为依据;单元测试以MOOC平台提供的单元测试结果为依据;小组讨论和在线讨论的研讨记录也作为考核依据;课堂分享的展示效果和讨论积极性作为对各小组和小组成员评价的依据;最后的期末测试考核每个同学对课程标准所要求知识的掌握程度。考核的主体也实现了多样化,包括个人自评、组内互评、组间互评、教师评测等。

工程力学论文篇(9)

1前言

坝陵河大桥离拟建贵州省镇宁至胜境关高速公路起点约21km,地处黔中山原地带。高速公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷,峡谷两岸地势陡峭,地形变化急剧,高差起伏大,河谷深切达400~600m。桥址区属构造剥蚀、溶蚀中低山河谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层,以碳酸盐岩构成峡谷谷坡,以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。坝陵河流向与区域地质构造线方向(NW)基本一致。河谷西岸地形较陡,地形坡度40~70°,近河谷一带为陡崖。桥位区西岸(关岭岸)锚碇地段处于斜坡中部,出露的岩层有三叠系中统竹杆坡组第一段(T2z1)中厚层状泥晶灰岩和杨柳井组(T2y)中厚层状白云岩[1,2]。弱风化岩体直接出露于地表,微新岩体埋深30~50m。

坝陵河悬索桥主跨1068m,桥面总宽度24.5m,东岸锚碇采用重力式锚,西岸锚碇采用隧道式锚。西岸隧道式锚碇在技术设计中全长74.7m,最大埋深78m,主要由散索鞍支墩、锚室(34.7m)和锚塞体(40m)三部分组成,两锚体相距18~6.36m。锚塞体和锚室为一倾斜、变截面结构,上缘为圆形,下缘为矩形,纵向呈楔形棱台,矩形截面尺寸为10m×5.8m~21m×14.5m。西岸每根主缆缆力(P)约为270MN,水平夹角约26°。锚体中设预应力锚固系统,主缆索股通过索股锚固连接器与锚体中的预应力锚固系统连接。

悬索桥锚碇在承受来自主缆的竖向反力的同时,主要还承受主缆的水平拉力,是悬索桥的关键承载结构之一,其总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。坝陵河悬索桥是镇宁-胜境关高速公路的重要节点,针对该大桥施工图设计阶段,本文提出坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇及其边坡的工程地质力学研究建议。鉴于锚碇型式受到地形、地质条件的限制,国内外采用隧道式锚碇的大跨悬索桥为数较少[3-7],见诸文献报道的更少,本研究建议有不适当之处,请专家批评指正。

2岩体工程地质力学研究建议

2.1锚碇围岩工程地质条件研究

西岸隧道式锚碇坐落于边坡浅表弱风化~微新岩体中,弱风化~微新岩体的工程地质条件关系到锚碇隧洞的成洞条件及锚碇体系在主缆拉力荷载作用下的整体稳定状态。

边坡浅表部中存在卸荷岩体。岩体卸荷带是伴随河谷下切过程或边坡开挖过程中,由于应力释放,岩体向临空面方向发生卸荷回弹变形,能量的释放导致斜坡浅表一定范围岩体内应力的调整,浅表部位应力降低,而坡体更深部位产生更大程度的应力集中。由于表部应力降低导致岩体回弹膨胀、结构松弛,破坏岩体的完整性,并在集中应力和残余应力作用下产生卸荷裂隙。岩体应力的降低最直观的表现是导致岩体松弛和原有的裂隙发生各种变化,形成新环境下的裂隙网络。这些裂隙一部分是迁就原有构造裂隙引张扩大经改造形成[8],有一些是微裂隙扩展后的显式裂隙,也有在新的应力环境和外动力环境下形成的裂隙。在岩体卸荷、应力降低的过程中,随着新的裂隙系统的形成,也为外动力或风化营力提供了通道,加速岩体的风化和应力的进一步降低。风化岩体裂隙的增多,是岩体卸荷和风化共同造就的。

西岸锚碇边坡岩体在浅部节理裂隙发育,岩体透水性较好,渗透系数高;随着深度的增加,透水性逐渐减弱。深部的岩溶发育情况有待研究。

据初步设计阶段工程勘察资料,西岸锚碇边坡出露的灰岩和白云岩的产状为:倾向50~80°,倾角48~87°。主要发育三组优势节理:①155°∠57°;②220°∠34°;③333°∠46°。在岩层层面、不利结构面组合切割和深部岩溶发育情况下,在主缆巨大拉力下,不能够排除存在深部拉裂滑移面威胁西岸锚碇边坡整体稳定性的可能性。

锚碇围岩工程地质条件研究内容包括:

(1)研究从边坡表部至深部岩体中裂隙的分布密度及张开度变化,揭示岩体的卸荷程度,为锚碇施工期和运行期边坡岩体质量评价以及岩体质量变化趋势提供可靠基础资料;

(2)在岩层层面和不利结构面组合切割下,由于锚碇工程荷载,研究岩体中形成的潜在不稳定块体的安全度以及西岸锚碇边坡的整体稳定性;

(3)采用地球物理勘探方法,研究边坡深部溶蚀裂隙与溶蚀洞穴的分布规律及其发育特征。

2.2锚碇围岩工程力学特性研究

主悬索的巨大拉力通过索股、锚杆传人隧道中填充的(预应力)混凝土,再通过(锚塞体)混凝土与隧道岩体的摩阻力和粘结力传递给周围的岩体。隧道式锚碇在巨大主缆拉力荷载作用下,不仅要维持自身的抗拔稳定,同时还要将自身承受的主缆拉力传递到锚碇围岩中,以充分利用围岩的承载能力,使锚碇和围岩共同作用形成一个整体的承载体系。

锚碇围岩工程力学特性研究包括三个方面:

(1)锚塞体与岩体之间的抗剪摩擦力学性能[9,10]和粘结特性试验研究;

(2)锚碇下部及两锚体之间的岩体处于复杂的拉剪应力状态,研究锚碇围岩在拉剪应力下的变形及强度特性,尤其是弱风化~微新围岩在拉剪复杂应力下的变形、强度及疲劳试验研究,模拟其破坏现象和破坏过程,从而掌握其破坏机制;

(3)岩体在中度~轻度工程爆破开挖扰动下的力学性能研究。

锚碇围岩工程力学试验目的是确定锚碇边坡岩体力学参数建议值,供设计和三维数值仿真采用。建议在设计锚碇区域附近开挖一试验斜硐,采取岩样,并在硐壁打适量钻孔,进行室内岩石力学试验和原位岩石力学性质及配套的各项试验研究工作。主要包括室内岩石力学三轴剪切试验、节理(裂隙)测量、岩体变形特性(静载)试验、岩体抗剪(抗剪断)试验、岩体抗拉试验、混凝土与基岩胶结面抗剪和摩擦等试验和硐室声波普测、硐室地球物理勘探、含水量测试、钻孔声波测试、钻孔压水试验等试验研究工作。锚碇系统的摩阻力由基岩与锚碇系统接触面的正应力与摩擦系数来决定,摩擦系数一般由相似原理进行模型试验或现场测试得到。硐室地球物理勘探是查明锚碇围岩(主要是锚碇下部及两锚体之间的岩体)中的岩溶发育情况。

试验资料的整理应通过对现场和室内大量试验数据的综合分析,结合现行有关行业规范(规程)和工程经验的类比,提出西岸隧道式锚碇边坡区域岩体力学参数建议值,供设计采用。

2.3锚碇围岩渗透及抗溶蚀特性研究

坝陵河悬索桥西岸锚碇围岩为弱风化~微新的灰岩和白云岩,属于易溶蚀化岩体。锚碇边坡地段地下水主要为(节理)裂隙水、岩溶裂隙水和岩溶孔(洞)穴水。西岸隧道式锚碇锚体混凝土浇筑后,在边坡岩体中形成不透水体(阻渗体),从而改变锚碇边坡的地下水渗流场。可以预见,地下水将从锚塞体混凝土边缘绕渗,因此锚塞体与围岩的交界部位岩体更易遭到溶蚀,削弱锚塞体混凝土与围岩之间的摩阻力和粘结力。锚碇围岩渗透特性的研究应着重锚塞体与围岩的交界部位岩体的渗透性能与抵抗溶蚀的能力的试验研究。

为防治锚塞体与围岩交界部位岩体的溶蚀危害采取的工程措施,主要是加强锚碇边坡坡面的排水工程。

2.4锚碇及其围岩相互作用三维数值模拟研究

由于悬索桥安全是依靠锚碇固定桥的体系,锚碇发生移动将严重影响桥梁体系,甚至导致桥体破坏,因此研究西岸隧道式锚碇的锚块及其围岩在主动拉力作用下的稳定性、瞬时变位与长期变位是相当重要的。应建立真实反映隧道式锚碇锚体和围岩二者相互作用、考虑施工过程非线性、地质结构面影响等的三维数值仿真模型,对锚碇稳定性及变位进行预测[11]。

2.5锚碇隧道钻爆开挖及支护的施工技术试验

根据西岸隧道式锚碇为倾斜、变截面的工程特点,需研究锚碇隧道的钻爆开挖以及支护的施工技术[12-14]。在隧道式锚碇施工过程中,自始至终都要注意严格控制围岩的完整性,尽量避免对围岩产生过大的扰动。为保证主缆等硐内钢结构的使用寿命,锚碇的防水按GB50108-2001二级标准进行控制,要求较高。施工开挖后应对围岩中的塑性变形带进行挤密压浆处理,以使锚塞体混凝土与围岩紧密结合。

2.6锚碇锚固系统试验

试验目的是验证用于坝陵河大桥锚碇锚固系统的各产品力学性能是否满足设计要求。试验内容包括锚拉杆组件静载试验、疲劳试验及锚具组装件静载试验和疲劳试验[15]等。

2.7大体积混凝土浇筑防裂的施工技术研究

工程力学论文篇(10)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)01-0036-03

为进一步推进工程教育教学改革,借鉴世界先进国家和地区高等工程教育的成功经验,树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念;以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,培养适应我国经济社会发展需要的工程技术人才;选择土木工程专业进行“卓越工程师培养计划”的工程实践与创新能力改革与实践研究势在必行。为推进土木工程专业“卓越工程师培养计划”的实施,建立以创新能力为核心的人才培养模式,改革课程内容、知识学习方式、考核方式和评价标准,加强实践教学及能力培养方式等关键环节。实施“全过程、递进式”的实践教学体系,建立稳定的大型企业实习基地,培养学生的动手能力、基本技能、表达能力和工程综合能力,创建高校和行业企业联合培养人才的新机制,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量土木工程技术人才。

一、土木工程专业培养目标

根据土木工程行业特征和土木工程教育特色以及企业培养目标,要求学生将所学的理论知识和工程实践紧密结合,在工程设计的实践过程中,能够运用科学的方法和手段,以及所学的基础理论和专业知识,去发现、分析和解决实际工程问题,能够参与项目开发和工程设计,能够进行项目立项阶段、可行性研究阶段、设计方案比选、初步设计、技术设计、施工图设计阶段的设计工作,具有专业软件的应用和开发能力,具有从事科学研究和科学实验的能力,具有一定的判断能力和创新能力,具有独立的分析问题和解决问题的能力,具有一定的市场经营和开拓能力,因此有必要要求学生在企业工作和学习,结合工作实践,进行论文选题,完成论文的研究工作。

二、土木工程专业培养标准及培养体系

在企业的学习和工作,应使学生具有良好的思想品德、道德修养;具有高度的社会责任感和吃苦耐劳的敬业精神;能够运用科学的方法和手段进行独立分析问题、解决问题的能力;掌握土木工程领域有关技术标准、规范并熟练使用;熟练掌握专业软件的应用,并初步具有专业软件的开发能力;具有一定的科研能力和实践创新能力;具有项目规划及工程管理能力;具有一定的行政能力,能有效地与人沟通与交流,能够与人协调以及整合可利用资源的能力;了解国内外建筑工程承包市场,具有开拓国内外建筑工程承包市场的意识和能力;掌握本领域最新技术发展趋势,具备收集、分析、判断、归纳和选择国内外相关技术信息的能力;能够应用外语交流,具有良好的国际观,了解国际先进的建筑材料、建筑技术和设计标准,与国际同行业接轨。在培养学生终身学习、勤奋、进取、不断创新,企业、行业和社会发展,自己的人生观和价值观等方面获得能力。学生在企业学习阶段,将在学校聘任的、具有高级技术职称的企业设计工程师以及学校指派的业务水平高、责任心强、具有工程实践经验的教师(双导师)的指导下,完成毕业论文(设计)的工作。毕业论文(设计)选题直接来源于企业工程设计实际或者具有明确的工程背景和应用价值,能够使学生通过工程设计中关键问题的研究,获得较全面的基本训练,培养能综合运用科学技术理论、方法和手段,独立解决工程实际问题和担负专门技术工作的能力。论文应在双导师的指导下由学生独立完成,论文形式主要是工程设计类、结构分析软件应用类、结构监测和试验类或工程管理类,论文评阅人和答辩委员中均应至少有一名来自企业部门的专家。

三、土木工程专业论文和科研训练的基本要求

根据土木工程专业培养目标、标准和培养体系,学生论文选题和科研综合训练应直接来源于土木工程实际或具有明确的工程背景,其研究成果要有工程实际应用价值,拟解决的问题应有一定的技术难度和工作量,也要求具有一定的理论深度和先进性。因此可从大土木工程领域中多方面选取,如:(1)工程结构设计与静动力力学分析;(2)大型构筑物的施工技术研究与应用;(3)大型构筑物现场监测与试验研究;(4)应用基础性研究、预研专题,如结构抗震与防灾减灾;(5)一个较为完整的土木工程技术项目或工程管理项目的规划或研究;(6)高层建筑结构或大跨钢结构设计;(7)桥梁设计和施工监测;(8)路基路面设计和施工监管;(9)高边坡与深基坑工程设计;(10)隧道结构分析与工程设计;(11)地铁区间和车站结构设计等。对于论文形式可以是工程设计性或研究性论文。论文主要应包括以下部分:中英文摘要、关键词;独立完成与诚信声明;选题的依据与意义;国内外文献资料综述;论文主体部分:研究内容、设计方案、分析计算、实验研究等;结论;参考文献;必要的附录(包括企业应用证明、项目鉴定报告、获奖成果证书、设计图纸、程序源代码、等)和致谢等。对于论文的内容可以要求有:(1)文献综述应对选题所涉及的工程技术问题或研究课题的国内外状况有清晰的描述与分析;(2)综合运用基础理论、科学方法、专业知识和技术手段对所解决的工程实际问题进行分析研究,并能在某方面提出独立见解;(3)论文工作应有明确的工程应用背景,有一定的技术难度或理论深度,论文成果具有先进性和实用性;(4)论文工作应在导师指导下独立完成。论文工作量饱满,一般应至少有一学年的论文工作时间;(5)论文写作要求概念清晰、结构合理、层次分明、文理通顺,版式规范。对于不同领域或形式的工程专业论文应有不同的具体要求,如:(1)工程结构设计类论文,应以解决基础建设或工程实际问题为重点,设计方案正确,布局及设计结构合理,力学分析数据准确,设计符合土木行业标准,技术文档齐全,结构设计方案能够投入实施或通过了相关业务部门的评估;(2)应用基础性研究类(包括应用基础研究、应用研究、预先研究、实验研究等)项目论文,综合应用基础理论与专业知识,分析过程正确,实验方法科学,实验结果可信,论文成果具有先进性和实用性;(3)工程结构力学分析和设计软件应用类的论文,针对实际工程结构应用背景,要求分析合理,总体结构力学建模正确,应用程序编制或工程软件应用正确,文档规范,并通过结构工作状态测试或可进行现场演示;(4)土木工程和施工技术管理类的论文,应有明确的工程结构应用背景,建立项目管理过程和经济概算预测及评估,研究成果应具有一定经济或社会效益,统计或收集的数据可靠、充分,理论建模和分析方法科学正确;(5)工程结构施工监测和结构试验类论文,针对实际工程结构施工现场,如桥梁、道路和大型结构物施工过程监测,关键结构的强度和动力学性能试验等。掌握试验和监测设备的使用技术,监测和试验数据可靠、翔实。论文阐明试验结果在具体结构现场的应用和有效建议。

四、土木工程专业论文和科研训练的质量评价体系探讨

如何评价学生的学习效果是关系到土木工程专业教育是否能达到培养目标的至关重要的问题。因此,有必要研究和科学制定有效的评价指标,来对学生的各种能力进行综合评价,实现多样化考核方式,包括产业界专家对学生实践能力的评价。通过引入企业质量管理理论,探索土木工程专业“卓越工程师培养计划”的实践教学质量管理模式,加强对实践教学各环节的全员、全程和全方位质量管理与监控。然而对学生论文和科研综合训练的质量管理则要对不同领域或形式的论文,根据论文内容的重要性给予不同的权重系数进行论文的质量评价与控制,见表1、表2。

五、结论

在我国经济发展转型升级与全面提升国际竞争力的关键时期,培养造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术型人才,是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必要条件。改革现有的工程技术人才培养模式,实现理论教学与实践教学有机统一、学校学习与企业实践有机结合,学生的知识、能力、素质有机协调发展是必要的。根据自身实际和专业特点,改革人才培养模式,根据社会需求和人才培养规律,制定相应的培养方案;重新构建课程体系,并进行整体优化,着重处理好知识传授与能力培养、理论教学与实践教学、基础课程与专业课程、培养口径与和职业要求等关系,形成有利于培养工程师应具有的知识、素质和能力的课程体系和实践教学体系。改革教学内容,删繁就简、推陈出新,增加新兴科学技术和工程应用知识;充分利用行业优势与特色,进行产学研合作,建立互动共赢、各负其责的校企联合培养体系,充分发挥企业在土木工程专业学位论文和科研综合训练等实践环节培养过程中的重要作用。

参考文献:

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[2]张式谷.撰写学位论文琐谈[J].理论前沿,1992,(15).

[3]胡召音,李艳艳,祁石磊.硕士研究生现状分析与管理对策研究[J].黑龙江科技信息,2008,(28).

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