时间：2024-02-21 16:51:51
导语：在工程力学与理论力学的区别的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
中图分类号：U172 文献标识码：A
由于相关行业的发展与国民经济和科学技术的发展同步，使得力学在其中多项技术的发展中起着重要的甚至是关键的作用。力学专业的毕业生既可以从事力学教育与研究工作，又可以从事与力学相关的机械、土木、航空航天、交通、能源、化工等工程专业的设计与研究工作，还可以从事数学、物理、化学、天文、地球或生命等基础学科的教育与研究工作。从这个意义上讲，力学专业培养人才的对口是非常宽的，社会对力学人才的需求也是很多的。
随着力学学科的发展，在本世纪将产生一些新的学科结合点，如生物医学工程、环境与资源、数字化信息等。经典力学与纳米科技一起孕育了微纳米力学将力学知识应用于生物领域产生了生物力学和仿生力学；这些都是近年来力学学科发展的亮点。可以预料，随着社会的发展，力学学科与环境和人居工程等专业的学科交叉也将会进一步加强。
1工程力学研究方向
主要学习力学、数学基本理论和知识，受到必要的工程技能训练，具有应用计算机和现代实验技术手段解决与力学有关的工程问题的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识与能力：
（1）具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；
（2）较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括固体力学、流体力学、电工与电子技术、市场经济及企业管理等基础知识；
（3）具有较强的解决与力学有关的工程技术问题的理论分析能力与实验技能；
（4）具有较强的计算机和外语应用能力；
（5）具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
主干学科：力学。主要课程：理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、结构力学、电工与电子技术、计算机基础知识及程序设计。
2工程力学发展趋势与学科交叉
（1）固体力学方面：
经典的连续介质力学的模型和体系可能被突破，它们可能将包括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观和微观因素，以及它们的演化，从而使复合材料的强化、韧化和功能化立足于科学的认识之上。固体力学的发展，必将推动科学和工程技术的巨大进步。
（2）流体力学方面：
为了尽可能多地开采地下油气，需要深入研究渗流机理并定量化。它的研究还有助于了解各种新陈代谢的宏观机制。
化工流程的设计，很大程度上归结为流体运动的计算问题。由于流动的复杂性，针对若干典型化工设备进行深入的研究，将为化工设计和生物技术产业化等提供新方法和基础。而复杂流场计算需要各种计算方法和理论，必须发展新的计算机软硬件，这就必须在计算流体力学上投入更大的力量。
（3）一般力学方面：
随着技术的发展，诸如机器人、人造卫星和高速列车等等领域的发展，亟需解决多体系统的运动和控制、大尺度柔性部件和液体的运动稳定性、车辆与轨道作一个高度复杂非线性系统等的建模，求解理论和方法等的研究分析。
一般力学近来已经进入生物体运动的研究，例如研究人和动物行走、奔跑及跳跃中的力学问题。其研究结果可提供生物进化论方向的理性认识，也可为提高某些机构、机械的性能提供指导。
（4）力学与其他学科的交叉：
所为学科的交叉可分三类：学科内部不同分支交叉，例如流体弹性力学；两种不同学科间的交叉，例如物理力学；兼有前两者的特点，例如爆炸力学、物理化学渗流、生物力学等。
交叉学科并非两个学科或分支学科的简单加合，它基于源学科又有区别，它的发展有利于发展新学科并促进源学科的发展。
20世纪力学已经与工程交叉产生了工程力学，与地学结合产生了地球流体力学，与生命科学和医学结合产生了生物力学等等。
3工程力学学习技巧与方法
工程力学主要课题是研究材料的力学性能、结构的安全稳定性问题。所涉及材料的强度、结构的刚度及稳定性、疲劳断裂问题。通过力学分析，确定材料是否安全以及安全系数，为工程设计等做基础。先学好理论力学，学会在二维、三维情况下对物系正确的受力、力矩分析。然后逐渐掌握最基本的四种形式：轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲。掌握好处理四种形式的分析方法，最后学会强度、刚度校核。其中最关键的是要能准确并正确的认知其受力状况。
关键词:工程力学;教学内容;教学环境;教学方法
工程专业的教学，是进行高端技能型工程师培养的重要途径。而《工程力学》是一门与工程实际联系极为紧密的课程，它主要培养学生如何运用力学知识解决工程实际问题的能力。所以工科类专业，例如石油工程、油气储运、土木工程等专业，都把《工程力学》视为本专业重要基础课程之一。该课程理论性较强，概念公式繁多。在脱离工程实际的情况下，课本中的许多概念对于学生而言，比较艰涩难懂，从而使许多学生对本科产生抵触情绪。所以积极探索新的教学模式和教学方法，以增强学生的学习兴趣和培养他们的工程应用能力，是教师迫在眉睫的研究任务。
1优化教学内容，调整教学结构
目前，工程力学主要由静力学和材料力学两部分构成。静力学主要是研究刚体在力系作用下的平衡规律，涉及:物体的受力分析、力系的等效与简化以及力系的平衡条件。而材料力学主要是研究变形体的强度、刚度和稳定性等问题，涉及的变形主要有:拉伸(压缩)、剪切、扭转和弯曲。在大多数的教材中，材料力学这部分内容是以“拉伸(压缩)剪切扭转弯曲”四种基本变形为主线进行排布的。若按照“以四种基本变形为主线”的思路进行授课，会出现各章节相对独立、相同概念重复讲解、易出现概念混淆、学时不够等缺点。通过授课，笔者认为，材料力学这部分内容的授课应按照“外力分析变形分析内力分析应力分析强度和刚度校核”这一思路。它弥补了“以四种基本变形为主线”授课思路的不足，具有知识体系紧凑、知识点衔接自然、避免相同概念被重复讲解以及合理利用学时等优点。此外，可以运用“类比”的思想让学生进行自主学习。例如给学生讲授完拉伸(压缩)变形的强度校核，那么再进行其他变形强度校核的学习时，可以让学生类比拉伸(压缩)变形，先自己猜想如何去校核，然后再由老师讲解。让学生对比寻找到四种基本变形的相同点和不同点，可让学生真正的参与到课堂中来，从而提高学生学习的主动性。静力学和材料力学既相互区别，又有联系。两者的研究对象和研究内容不同，但研究变形时，变形体要先视为刚体进行外力分析后才能进行强度和刚度校核，可见静力学又是材料力学的基础。所以对于《工程力学》这门课的讲授，前后章节要相互贯通，形成一个统一的知识框架体系，便于学生对知识的理解和记忆，不能独立讲解，否则易造成知识点的割裂和混乱。
2改善教学环境，提高教学效率
“黑板+粉笔”的传统教学方法虽然比较单调、枯燥，但有利于促进师生感情的交流和学生思维能力的培养。“多媒体+PPT课件”的现代教学方法，课堂信息量大，形象生动，但讲课速度快，处理不当，会让学生处于被动状态。《工程力学》的概念多且抽象，若仅采用传统模式授课，满足不了教学需求;若仅采用现代模式教学，虽然授课内容丰富了，但师生缺乏交流，有时授课效果也不理想。所以在实际教学中，应该将两者有机结合起来，取长补短。对于一些定理证明、公式推导、以及解题过程等，应采用传统教学方法，老师边板书边解讲，学生边听课边思考，师生不断有交流，有助于学生对所学知识的理解吸收。对于与工程实例联系紧密的知识点，教师难以口头表达清楚，学生也感觉抽象难懂，此时，就需要采用现代教学方法，引入一些典型的工程实例，并结合3D动画，形象生动，不仅可提高学生的学习兴趣，也有利于缩短学生与工程实际的距离，达到学以致用的目的。不论哪种教学方法，都要时刻注意与学生进行知识的互动，这样才能达到良好的教学效果。
3施行多种教法，激发学习兴趣
孔子曾说过:“知之者不如好知者，好知者不如乐知者。”也就是说对知识的学习感兴趣，就会变被动为主动，不仅可提高学习效率，还能加深对知识的理解，这样才能活学活用。所以在教学过程中，应采用多种教学法，例如案例法、设问法、讨论法等，激发学生的好奇心，使他们不断处于“生疑、质疑、解疑”的过程。通过这一系列的过程，不仅可激发他们的学习兴趣，提高学习的积极性，还可培养学生分析问题和解决问题的能力。例如对于“应力”概念的引出，可以先用“案例法”引出教学内容，例如给学生展示两个杆件A杆和B杆，两杆件的材质和长度都相等，A杆为细杆，B杆为粗杆，在A、B杆件两端施加同样大小的力。然后再运用“讨论法”，分组讨论，比较两杆的伸长量。最后采用“设问法”，引导学生观察并思考:细杆和粗杆的伸长量。而此时会发现，A、B杆件的轴力都是F，即两杆件的内力相同，但是它们的变形是不同的。如果这两个杆件受到破坏的话，那一定是哪个先破坏啊?对了，细杆先发生破坏。这样我们就可以确定，杆的破坏和变形与杆件的横截面积大小有关，所以我们发现内力不能直接反映构件抵抗变形和破坏的能力。那我们就要来考虑，既然横截面积不一样，那在单位面积所受内力是否一样呢?这样一来，就引入了应力的概念。
4总结
总之，《工程力学》是一门偏理论性的课程，许多概念抽象难懂，所以要优化教学内容，改善教学环境，提高授课水平，采用灵活多变的授课方式，从而提高学生学习的主观能动性，培养他们理论联系实际，发现问题、分析问题和解决问题的能力，为培养适于现代工业发展的应用技术型人才打下良好的基础。
参考文献:
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关键词：卓越计划 教学改革 力学课程 实践教学
“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是我国未来较长时期内高等工程教育改革的重大举措，是促进高校培养适应社会和经济发展需要的专业人才的一项质量工程。其主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量各类型工程技术人才。
“卓越计划”围绕工程能力这一核心问题，对人才培养模式进行全方位改革。在校内学习阶段，高校要在加强科学文化基础知识学习的基础上，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和教学内容，着力推动研究性学习方法，加强大学生创新能力的训练，加强跨专业、跨学科复合型人才的培养[1]。
工程力学课程整合了理论力学和材料力学两门课的内容。通过该课程的学习，学生可掌握工程力学基础知识和基本技能，具备运用力学方法解决实际工程实施中所遇到的力学问题。为适应新时期经济发展以及“卓越计划”的要求，工程力学的教学内容需要进行一些调整，同时，教学手段、教学要求和实践教学等方面也需要做相应改进。
1 改革教学内容
按照“卓越计划”的目的和培养要求，工程力学课程在内容上应适当增加有工程背景的材料，涉及的例题、思考题应与工程实际相结合。例如讲授静力学受力分析内容时，应多选取工程实践上常见的建筑结构或机械装置作为例题，如桥梁、房屋的横梁和地基、连杆机构等。在讲授弯曲变形时，可介绍桥式起重机大梁、跳水运动员站立的跳板、阳台挑梁等生活实例。一方面，可让学生了解工程力学这门课程的实际应用，另一方面，与实践相结合，让学生感受工程力学这门课程并不抽象难懂，而是看得见摸得着的，同时也可培养学生解决工程实际问题的能力和力学建模能力。
针对卓越工程师培养的教学大纲，我们重新制订了教学计划，精选了教学内容。对不同学时，教学内容也有所区别。例如，当学时较少时，可以只讲授静力学和材料力学，当学时较多时，可以适当增加动力学的部分内容。在保证基础理论内容的同时，参考工程实际的需求将教学内容进行整合，形成符合卓越工程师培养的课程体系。首先，将内容相近、有一定类比性的知识点编排在一起讲授，将知识点通过逻辑关联整合成完整的逻辑链图，使学生更直观地建立起知识网络，起到事半功倍的效果。其次，由于学时的缩减，理论部分务必要求少而精，将与工程实践相结合的、原本属于理论学时内容的部分转为学生实践教学部分。加强实践，让学生自己动手设计、完成力学实验，也可进行现场教学，带学生到工程实地考察各种机械装置、机构及一些约束形式，使学生认识力学与工程之间的关系。通过实践环节，培养他们对工程实际问题的分析能力和解决能力。
2 优化教学手段
多媒体这一现代化教育教学手段已广泛应用到各学科的教学中。通过图片和动画的生动演示，可将教材上死板的插图或者文字，变成栩栩如生的动态显示，以吸引学生注意力，加深理解，提高学习兴趣。多媒体教学手段的优势主要体现于在理论学时普遍削减的情况下，节省了板书过程花费的大量时间。但采用多媒体教学也需要掌握度，因为多媒体课件的信息量大，屏幕翻页速度快，若过多采用多媒体，易使学生跟不上授课节奏而彻底放弃听课，导致走神，从而影响教学效果[2]。
对于一些理论推导或需要循序渐进讲解的教学内容，黑板板书的常规教学方法则凸显优势，因为板书时速度较慢，学生有较充裕的时间跟进、消化理解和掌握，有利于加深理解，而多媒体教学往往因为讲得太快教学效果不佳。因此，应根据课程内容选择合适的教学手段。
此外，有同行也曾讨论过，在讲解受力分析等需要一步一步分解动作的内容时，需与板书相结合，笔者建议可利用PPT“自定义动画”的“添加效果”功能，例如使用“擦除”，方向选择“自左方”的效果，调整合适的速度，也可达到手写板书的效果。这种将板书用多媒体方式表现出来的形式，既利用了多媒体速度快的便利性，也避免了板书过程中无谓等待的时间浪费，达到扬长避短、有机结合的最佳效果。
总之，多媒体教学手段应与板书相辅相成，既不能仅仅用多媒体，也不能摒弃板书这种传统方式。寻找这两种教学方法的最佳平衡点，让二者相得益彰，才能达到良好的教学效果。
3 调整教学要求
根据“卓越计划”培养标准，针对不同专业制订适应该标准的培养计划。对于工程力学这门课程，不同学科专业学生的力学基础、学习兴趣和动力有很大差异。如对于土建类和机械类专业来说，工程力学是该专业的一门主干专业基础课程，在整个专业培养中占有非常重要的地位，且为了增加学生的工程实践同时开设有课程实验、金工实习等实践环节，因此学生的学习积极性和主动性也相对较高，投入的时间和精力也相应地较多；而对于能源工程类、设施类或环境工程类等与力学关系不太密切的专业，由于该课程在专业能力培养中不占主导地位，所以很多学生不愿意花费太多的时间和精力，学生普遍反映该课程难学，考试不及格率也较高，学习效果较差。因此专业培养标准要有利于促进学生的全面发展，促进创新精神和实践能力的培养。教师也要灵活应变，调整相应的课程内容以及教学要求，采取不同的教学方法，努力为学生创造一个愉快的学习氛围，最终达到掌握知识的目的。同时，“卓越计划”培养标准以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，为此可根据专业需要重构课程教学内容。重构的主要思路应恰当选择基本概念和定理，适当删减公式的推理和解析过程，在内容上增加有工程背景的材料，体现简单力学原理在工程实际中的应用，涉及的例题、思考题应与工程实际相结合[3]。
4 加强实践教学
工程力学教材中的例题和习题大部分是理想化、抽象化的力学模型，很少引入对工程背景的介绍，使得学生难以将工程力学与工程实际结合起来。例如在讲授约束类型时，大部分学生缺乏工程实践，对于各种支座的实物形式毫无概念，此时，如果有机会让学生实地考察各种机械装置、机构及一些约束形式，形象直观地让学生了解约束的结构和类型[4]，能够调动学生的学习积极性，对学生的力学建模、分析问题、解决问题能力的培养和提高有很大的促进作用。
“卓越计划”背景下，由于理论学时的调整，更多学时划归为实践教学。实践教学给学生提供一个独立自主的实验平台，在教师的启发和指导下，综合运用所学知识，由学生自主设计实验方案。这种方式能有效地激发学生的学习兴趣，对培养学生的动手能力、科学研究能力、观察能力、解决实际问题能力起作重要作用。
此外，对于基础扎实、学有余力的学生，鼓励他们积极参加各类力学竞赛，例如纸桥大赛、全国周培源大学生力学竞赛等。力学竞赛的基础知识覆盖理论力学与材料力学两门课程的理论和实验，着重考核灵活运用基础知识、分析和解决问题的能力。这些竞赛已举办多届，近年来，在竞赛内容和方法上作了调整，更加注重学生实践动手创新能力和团队合作创新精神的锻炼。这与“卓越计划”的培养目标高度一致。
5 结束语
“卓越计划”是推进高校教育发展的重要契机，是对高校教学的一次重要调整过程。笔者根据“卓越计划”的培养需求，讨论了力学课程教学改革内容、优化教学手段、调整教学要求、开展实践性教学活动等改革措施。在今后的教学中，我们将进一步探索，提高教学质量，为社会培养出具有创新能力、适应社会经济发展需要的高质量各类型工程技术人才。
参考文献
[1] 刘燕，李红梅，张华.基于“卓越工程师”培养的土建类理论力学教学改革研究[J].河北农业大学学报：农林教育版，2012，14（1）：57-60.
[2] 康颖安，卿上乐，夏平.基于“卓越工程师”培养的理论力学教学改革的思考[J].湖南工程学院学报：社会科学版，2011，1（3）：102-104.
关键词：理论力学 教学方法 兴趣 教学效果
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0097-01
作为一门理论性较强的技术基础课，理论力学是工科高等院校中许多专业的主干课程。它不仅是专业后续课程的重要理论基础，又是一门不断发展的创新性学科，并且在许多工程技术领域有着广泛应用[1]，另外它还是培养工科相关专业学生的创新实践能力的重要基础学科[2]。所以作为该课程的教师就需要深入研究如何讲好理论力学课程，提高教学效果，使学生能切实掌握理论力学相关理论基础，并培养其分析问题、解决问题的能力，激发学生主动思考和研究的兴趣，培养创新思维和能力，从而达到预期的教学目标。
1 讲好绪论课
理论力学的第一节绪论课在整个教学中占有重要地位，应该给予足够的重视并做好教学内容设计。通过绪论课，可以使学生了解理论力学在学科中的地位和作用，了解理论力学的研究对象、内容和方法[3]。通过列举一些生动的力学例子，让学生去思考其中的道理，课堂上不要告诉学生其中的力学原理，先让学生自己去想，使学生产生一种好奇感，感到理论力学内容丰富而且有东西要学，初步培养起学生主动学习理论力学的兴趣，使之产生强烈的求知欲望，并通过调节课堂气氛建立良好的师生关系，为今后的教学打下良好的基础。另外绪论课也要着重介绍理论力学课程与以前所学知识的联系，课程主要内容以及各个知识点的相互关系，课程的重点和难点，使学生对这门课程有一个清晰的框架并建立起学好理论力学的信心。
2 做好教学内容的组织
理论力学内容多，包括静力学、运动学、动力学普遍定理、达朗贝尔原理及虚位移原理等[4]，但是一般课时安排为64学时，要在这么有限的课时内把所有的知识点讲透，讲细，对任课老师是一个很大的挑战。所以在理论力学的教学中，一定要重视教学内容的组织和安排，突出并强化重点。静力学部分重点是平面任意力系，借助平面任意力学的分析讲解，使学生掌握静力学分析基本方法的基础上，更深入地理解和掌握静力学基本概念、定理等基本知识;运动学是点的合成运动和刚体的平面运动，重点掌握运动分析的步骤和方法以及两种运动的区别和联系;动力学部分是三大定理以及达朗贝尔原理，重点是掌握分析具体工程实践力学模型的动力学分析求解方法。另外，在突出重点内容的基础上还要注意前后知识点的关联，以及区别和大学物理相关知识点的区别分析，避免学生因知识点似曾相识，学习时不认真，眼高手低，而到最后对基本的力学分析都无从下手，从而学习效果不理想的现象。
3 板书与多媒体相结合
多媒体教学因其生动、直观、信息量大等优点在各学科的教学中得到了广泛的应用。但是理论力学中公式、定理较多，逻辑推理性较强，如果把所有的内容都用多媒体来呈现，就会出现学生思考空间不够而很难跟上的现象[5]，或者即使跟上了多媒体播放的速度，但是下课再做题目还是很困难，而需要再返回翻找教材而效率较低的问题。所以理论力学的教学中不能全部依靠多媒体，而应把传统的板书与多媒体相结合，合理安排权重，才能取得好的教学效果。对基本概念和基本公式的讲解和推导，课堂的引导与总结等亮点内容应该用板书，这样可以促进学生对公式的理解以及吸引学生注意力，引导学生自己思考，建立清晰的知识构架，从而可以灵活运用到实际问题的分析求解中。
4 例题的选择与讲解
目的明确，有针对性，针对知识点来设计或选择例题，通过例题的讲解可以让学生掌握对应的知识点。在课程的重点讲解部分，尽量采用一些有代表性的、综合的题目来分析，使学生在掌握分析方法的同时，又能进一步巩固所涉及到的各个知识点，达到一箭双雕的效果。
讲解例题时尽量采用启发式教学，在例题的讲解过程中，通过不断提出问题，留出一定的时间让学生思考或者讨论，然后和学生一起解决问题，这样既能让学生紧跟教师的进度和思路，又提高学生学习的信心和主动性，取得好的教学效果。
5 增加课堂的趣味性
理论力学课程理论性强、内容抽象、公式繁多，所以学生普遍感觉课程难学，枯燥无味，处于一种被动的学习状态[6]。所以，教师平时应注意搜集和积累一些与理论力学有关的故事和实例，在讲解基本理论前或讲解后通过穿插联系这些生动贴切的生活和工程实例，可以增加课堂教学的趣味性，激发学生学习基本理论的兴趣，使学生在获得知识的同时，能对身边的力学问题深入思考，变被动学习为主动学习提高教学效果。此外，如果教师有能力和精力，把这些小故事可以做成FLASH动画给学生展示，配以幽默诙谐的声音，不仅增加趣味性，而且可以更直观地展示基本理论，就会取得更佳的效果。
总之，理论力学是理工科专业学生必须学好的专业基础课程，教师也应该通过学习、实践和总结教学方法，提高自身素质，做这门课程的合格授业者。笔者根据自己的教学经验，从五个方面总结了提高教学质量和效果的初步想法，以期更进一步提高教学质量和学习效果。当然，理论力学教学质量的高低还涉及到其它很多方面的因素，在科技高速发展的当代，要想紧跟学科发展前沿，及时更新教学内容和方法，还需要我们广大的科技教育同行进行更多的研究、探讨和交流。
参考文献
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[关键字]岩石 地质本质性 石力学
[中图分类号]P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-27-2
0引言
岩石是一种经过了漫长的地质历史和多种地球动力作用而形成的一种自然造物，并因此具有了其特殊的本质性。本文先对岩石力学与地质学的关系、岩石的地质本质性进行了相关分析，再对岩石力学本构性作了阐述，以期为岩石力学的进一步发展提供有利依据。
1 岩石力学和地质学的相关分析
1.1岩石力学和地质学的学科关系分析
岩石力学该门学科发展的研究目标是力学理论，其研究对象则是岩石。岩石属于地质产物，又称地质体[1]。从广义上理解岩石力学，岩石力学实质是力学和地质学结合而成的交叉学科，若从侧重点的角度看，岩石力学更侧重于力学和岩石地质的结合。岩石力学是一门应用基础学科，其研究任务主要是岩石的工程建设及地质资源的开发工程。从岩石力学的发展趋势看，更具深度与广度的力学、地质学势必会和和工程学科相结合。所以，地质学一定会变为岩石力学和岩石工程学科的一门支柱性基础学科。
1.2地质学的相关分析
地质学以地球为研究对象，特别是对地壳的研究，主要研究任务是对其物质组成与结构、形成、演化的地质动力作用及其过程进行研究，而地质学的核心研究思路则是地质历史的时空重建，通过以层序与构造分析为基础，采用一些现代的物理化科学方法、技术方法，使传统的地质学科进入到了现代科学行列[2]。
1.3工程地质学的相关分析
工程地质学该门学科的应用性较强，主要研究任务对工程建设的地质条件、出现的问题及治理措施进行研究，重点是对工程的地质作用进行研究，包括人类工程活动与地质环境之间的相互作用与制约。工程地质学的主要学科领域包括工程地质力学、工程岩土学、工程环境地质学、地质灾害学、资源地质工程学等[3]。
2 岩石的地质本质性分析
物体的本质性指的是物体本身的物理特性及结构而形成的内在本性。许多岩石力学家都认为岩石属于一种较特殊的材料，而其特殊性主要决定于地质本质性，同时，岩石还具有演化性。
2.1岩石的物质性分析
岩石属于矿物的结合体，是由矿物组合而成，而其物质性主要由成岩及其演化过程中所形成的矿物组合情况决定。
2.1.1原岩物质的相关分析
岩浆岩属于原始岩类，而其物质组成部分主要是由岩浆的成分决定；同时，因为变质岩与沉积岩都是次生岩类，所以岩浆岩也是地壳岩石的基本组成物质，常见的造岩矿物包括石英、云母、长石等暗色的矿物，这些造岩矿物的力学硬度与强度差异较大，其中以石英的强度最高、长石次之，那些暗色且呈鳞片状或者针状的矿物，不仅刚度小，强度也较低。矿物力学特性的差异会对岩石力学性能造成直接的影响。
在岩石中，较典型的岩浆岩则为花岗岩，该岩石一般含有较多的长石与石英，所占的比例约分别为40%～50%，但暗色矿物一般只占15%左右。不同岩类的矿物由于比例不相同及所含的矿物成分也不尽相同，因此使岩石具有多样性。沉积岩是次生岩类，其矿物组成是对原岩次生变化以及在沉积前发生于地面和水面的变化的反映。除了较典型的造岩物以外，岩石中还包括大量的岩类、黏土以及次生蚀变矿物等。化学沉积岩则主要是碳酸盐或者其他的岩类组成。同时，变质岩也是次生岩类，而浅变质岩的组成基本还和原岩一样，且原岩经过高温作用会出现熔融与再结晶的现象，最终形成深变质岩，常见的如花岗片麻岩。
在岩石的构成中，矿物晶体或者原岩颗粒之间一般是由基质充填；在结晶中，其物质组成与颗粒相似，但主要是以隐晶或者非晶质的物态呈现出来。在沉积岩中，其充填物主要是泥质、硅质与钙质，尤以硅质最强，泥质最软弱，其中硅质与钙质都是坚硬充填物。
因此，岩石在成岩之后其力学强度便会具有显著差异，软弱组分主要是降低岩石的强度，并增大岩石的环境敏感性，在后期的演化中容易发生变异。
2.1.2关于次生演化的相关分析
在后期的演化过程中，岩石会出现两种转化情况：①由坚硬组分向软弱物质转化；②由软弱组分向坚硬物质转化，两者皆属于原生矿物向次生矿物转化。从岩石工程力学性能的角度看，重点的考察对象则是岩石软化。
由上述可知，岩石的物质性主要包括矿物的组成与变异。尽管造岩矿物居于主导地位，但从岩石力学与工程研究的角度看，重点是研究软弱组分，特别是对粘土化的判定，其中以高岭石化与蒙脱石化的测定最为重要，而在某些时候，当岩石出现粘土化时，不仅会降低力学参数，还会对其均一性造成影响，甚至会改变力学的本构模型。
2.2岩石结构性的相关分析
岩石结构性指的是尺度不同的结构体其形态、排列及相互间的连接特征，是其对岩石力学特性的影响作出的一种反映[4]。岩石的结构是随着成岩而形成的，且会在后期的构造作用及次生演化中得到强化与确立。岩石的结构一般有原生结构与次生结构之分，而两种结构的构造特点有着较大的区别，并在后期的演化过程中发挥着不同的作用。
3关于岩石力学本构性分析
可以通过两个不同类型观点帮助认识岩石本构性：其中一个就是不连续力学观点，另外一个是连续力学观点。如果从使用目的方面而言，通常采用断续性观点，因为这一观点能满足实际地质具有的属性及本质。但是在研究普适性的相关方法及理论知识方面做得不够，需要进行深入了解。本文认为从岩石地质本质性角度进行分析，其结构比较复杂，因此可以选用多元耦合力学模型帮助表示。在实际中，大部分已有岩石力学本构模型也在不断尝试在某一类已有模型前提下将另外一类模型要素添加进来，以便获得满足实际需求。
不同岩石，即便是小型的手标本岩石，也会存在差异。对于含有较软弱的胶结物，或者是脆性较强的岩质颗粒的岩石，在处于风化作用或局部蚀变作用下也可含有软弱性较强的蒙脱石和伊利石等黏土矿物。在应变以及应力不断发展中，该类物质结构要素在这一阶段中体现出应力分布情况不均匀，在出现三个方向的外荷载作用下也会出现拉应力以及偏应力。若外荷载三个方向不等压情况时，在岩石中出现拉应力、局部偏应力强度也会增大。如果外荷载作用达到一定程度时，可以使岩石中一些成分材料出现屈服，导致某部分裂面结构出现滑移、张开情况，此时结束了全部弹性变形情况。
4 分析岩石物质结构情况以及岩石具备的工程力学性能情况
对岩石形成及演变过程进行综合分析，并结合主要形成物质的结构和成分，以及其工程特性，能将工程岩体类型分成3种：层状岩体类型、节理状岩体类型以及碎裂岩体类型[5]。
4.1层状岩体类型
其是主要表现是层状沉积岩，组成成分是岩质颗粒，因为泥质胶结物质含有大量黏土物，所以存在胶结连接。黏土物质分布情况是按照层进行分布，而薄层软岩则共同组成了软弱层岩体。其在构造作用下会出现褶皱现象，并在已有裂缝情况下继续演变，然后出现构造断裂现象，一般为场地的第三和第四级别结构面。很少出现贯穿第一和第二级软弱结构或是断裂结构面情况。
4.2节理状岩体类型
其主要是结晶岩类型，组成成分是造岩矿物，存在结晶连接，具有的软弱片状矿物质相对比较少，黏土物质也比较少。已有裂缝也会在一定基础情况下继续发展，然后承受一定构造作用，并出现小断层、节理裂隙情况等，一般为场地的第三、四级结构面，穿过场地的第一、第二级断裂结构、软弱面情况比较少，出现浅层演化以及次生演化不强。
4.3碎裂岩体类型
给类型岩体是由层状岩体、原生块状岩体遭受严重构造作用，或者是遇到严重浅层、次生演变情况，从而出现严重碎裂情况以及变形现象，使岩石松弛而造成裂隙情况。
5结论
总之，岩石具备的三大属性分别是：①物理本属性；②地质本质性；③力学本构性。三种属性类型共同发挥作用可以帮助更好的深入了解岩石力学知识，提高工程研究水平。理论上认为岩石力学学科属于一门多种学科知识相互交叉分布，不仅有合作，还具有分工工作的学科。因此，地质学者需要重视岩石具有的地质本质性方面内容，另一方面也不能忽视物理本属性以及力学本构性方面内容的研究。如果岩石力学研究者可以了解及掌握更多岩石地质特征知识，并进行综合分析，能帮组更好建立本构模型，以及进行力学参数的选择工作，以便达到符合工程需要的相关要求。在自然资源开发工作中以及基础工程建设施工中都会应用到岩石力学，所以其需要融汇多种不同学科知识才能很好的完成整个工作流程。
参考文献
[1]王思敬.论岩石的地质本质性及其岩石力学演绎[J].岩石力学与工程学报.2009，28（03）：433-450.
[2]黄琴.单井岩石地质特征分析[J].科技资讯.2010（14）：116.
[3]甄贞.车西洼陷沙三下砂砾岩储层成岩作用研究[J].西部探矿工程.2009（10）：69-71.
关键词 土力学 学习兴趣 本科教学
中图分类号：G424 文献标识码：A
Thinking Of the Learning Interest in Soil Mechanics Teaching
JIANG Qiuxiang， WANG Zilong， LIU Dong
（School Of Water Conservancy and Architectural， Northeast Agricultural University， Harbin， Heilongjiang150030）
Abstract Soil mechanics is an important professional basic course in civil engineering， water conservancy project， and other specialty. It has own unique characteristics in several ways， like the object of study， research method， theory system and the way of thinking. With the characteristics of soil mechanics curriculum， and some problems that at present colleges and universities students are low interest in learning soil mechanics course， have the beneficial thinking and discussion on the strategy to improve students' interest in learning.
Key words soil mechanics； learning interest； teaching of undergraduate course
土力学作为工程力学的一个分支，是一门研究土的力学性质以及与之相关的工程技术问题的学科。土力学是在大量的理论推导、实验资料和工程实践经验基础上逐渐发展和形成的一门理论性和实践性都很强的科学。①土力学课程是水利、土木、建筑、交通、港口、地质、环境工程等专业本科生的重要专业基础课程之一，不仅是构筑专业课程结构与知识体系的核心课程，而且是学生学习相关后续课程和专业课程的重要基础，对夯实学生专业基础具有重要意义。近年来土力学的教学现状不容乐观，因此，如何做好土力学的教学工作，激发学生学习兴趣和热情、提高教学质量，是值得深思和探索的问题。
1 土力学课程特点
土力学的研究对象是土。土是地壳岩石经过漫长风化后所产生的碎散矿物集合体，是地质历史的产物。不同地区、不同地点、不同深度土的工程性质千差万别，导致土的复杂性、空间变异性。土是多孔、多相不连续的介质，不同历史条件下形成的土，其固、液、气三相之间不同的比例关系及其相互作用导致了土具有极其复杂的物理力学性质。因此，土的碎散性、多相性和变异性是土区别于其他介质的三个重要特性。②
土力学的独有特点使之对土力学课程的教学过程产生诸多影响，如土力学的先期课程高等数学、理论力学、材料力学及弹性力学均具有较严密的理论体系，而土力学无论在知识点结构上还是在思维方法上都有较大不同，学生常常会不知所措，这也是导致教学过程中学生学习兴趣不高的重要原因。
2 学习兴趣对学习的影响
所谓兴趣是个体在与环境相互作用中渴求并获得信息，以促进心理目标形成、演化和发展的心理过程。③学习兴趣是主动学习的源动力，古代大教育家孔子曾说过“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，可见学习兴趣在学习中占有何其重要的地位。
学习兴趣对学习影响主要集中在两个方面。一方面，学习兴趣可提高学习任务的完成质量，教育心理学研究证实学习主体的个人兴趣和情境兴趣均能提高对既定任务的理解和学习，研究者发现学习兴趣能解释学习内容文本回忆中十分之一的变异量，并且学习主体对学习任务的兴趣越高，所能记忆的信息就越多。另一方面，学习兴趣能改进学习的类型和方式，学习兴趣对加工信息的方法具有重要影响，可激发学习主体超越文本的表面结构，而集中在主题思想和基本意义的理解上，对学习内容有更精细化和更深层的加工。④
总之，学习兴趣既能影响学习质量又能影响学习模式，因此，必须探讨如何提高学习兴趣的策略和方法，在教学过程中创建情景兴趣、引导个人兴趣，提高课堂教学质量和效果。
3 土力学学习兴趣提高策略
3.1 提升教师教学能力激发学习兴趣
在教学过程中，教师是教育的主体，是创建学习情境和改进教学内容的实施者，教师的教学态度、讲解能力和教学方法严重影响课堂教学氛围和学生注意力，因此，提高教师的教育教学能力是提高学生学习兴趣的首要因素。
教师的教学态度对学生的学习兴趣起着诱导性的作用。教学过程中，教师的精神饱满、仪态洒脱端庄、表情轻松愉快、目光亲切、表达清楚流利、辅导学生热情耐心，就能创造良好的课堂情绪环境，感染学生心理状态，从而促进学生的积极情绪上升、激发学习兴趣。因此，教师应以高度的责任感和事业心去教书育人，以饱满的热情完成教学过程。
教师的讲解生动，条理清晰，风趣幽默，把抽象的、晦涩难懂的理论讲解转化为形象的实例或比喻，使课程易懂而有趣，吸引学生注意力，使学生快速领会课堂知识。（下转第195页）（上接第167页）比如在讲解重力式挡土墙的三种常见形式（俯斜式、直立式、仰斜式）时，可将教师的脚和背比喻成挡土墙的墙趾、墙踵和墙背，用后背的前倾、直立和后倾分别演示挡土墙的三种形式，既形象生动又活跃气氛。
在土力学教学过程中，教学方法的合理应用是提高学生学习兴趣的重要途径。土力学课堂授课知识密度高、强度大，长时间的理论分析和讲解容易引起学生的疲劳感和厌学心理，随着课堂教学的推移注意力呈快速衰减趋势，导致对知识理解不深、易遗忘等现象。因此，土力学的教学方法必须既能完成既定的教学任务，又能引起学生的注意力、激发学习兴趣。
3.2 优化课程内容体系保持学习兴趣
土力学课程内容虽然多而杂，但也具系统性。针对这种特点，课堂教学中应注重把握理论知识体系，形成清晰的知识脉络，用知识主线将课程内容紧密串联起来。不仅要在课程绪论中展示土力学知识脉络主线，使学生不断加深对土力学知识体系的认识和理解；而且在每章开头均可再次展示该主线，使学生明晰各章学习内容之间的关系。在大的知识框架下学习知识细节，能够使学生掌握课程精髓，提高学生总结和分析知识的能力，促使学生对土力学课程产生整体把握感，从而保持学习兴趣。
土力学的课程内容可概括为：一条主线和一个框架。一条主线是指有效应力原理贯穿于整个土力学。有效应力原理是土力学的基石，在几乎所有的土力学理论中，都包含有效应力原理的应用，例如：太沙基一维渗流固结理论、孔隙水压力系数、水下土体自重应力与附加应力的计算、渗透变形、极限平衡法的边坡稳定分析等。一个框架是指土力学三大理论和三类工程技术问题构成的课程内容框架。
3.3 引导学生主观目标培养学习兴趣
前文所述，无论是教师创建良好的课堂情境还是优化课程内容、明晰脉络框架，目的都是提高学生在课堂教学中的情景兴趣，对于持续长久、主观愿望强烈的个人兴趣的提升作用不大。因此，若要从根本上培养学生的学习兴趣，还需从学生自身入手，通过潜移默化和正确引导，在学生的个人兴趣中培养出对土力学课程学习的源动力。
由于学生气质和性格上的差异较大，因此，培养学生学习的个人兴趣需要分层次、多目标和区别对待，以引导、帮助每位学生培养学习兴趣。在这一过程中最有效的方法是目标法，该方法通过设定远期和近期目标，使学生在建立和完成目标的过程中不断获得满足感和源动力，激发学生自身学习动机，培养学习兴趣。学生主观目标的引导和个人兴趣的培养非一日之功，需要时间和过程，因此，特别需要教师的耐心和恒心。
4 结论
高等学校学生学习兴趣培养是关乎学生专业素质、教师教学效果以及学校人才培养质量的大事，应引起教师和学校的高度重视。要提高土力学学习兴趣，就要把握好土力学课程自身的特点，将繁杂内容系统化、条理化，将理论推导思路清晰化，将土力学的理论与实践紧密结合。
总之，只要针对土力学课程特点，不断完善教学方法，精心备课，生动授课，必定能将学生从枯燥的课程学习中解放出来，提升学习兴趣，从而提高学生的土力学学习效果。
基金项目：黑龙江省高等教育教学改革项目“水利类专业创新型人才培养模式研究与实践”；东北农业大学研究生创新人才教学改革项目“农业水土工程学科研究生创新能力培养模式研究”（neau2113-07）
注释
① 刘东.土力学与地基基础[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
② 贺瑞霞，张国强.土力学课程特点及其教学方法的探讨[J].高等建筑教育，2007.16（2）：92-94.
【关键词】多体动力学，机械工程，航天器，机器人
多体力学是一门综合性质的学科，这门学科中包含了计算力学与工程力学等很多学科，是推动机械工程产业的重要支撑学科之一。一般机械系统能够通过多体系统获得较为全面的以及完整抽象的有效描述与高度概括，在对机械系统进行研究与分析时，是一个最优模型形式。在当前先进的航空航天也、技术制造也以及人体与假肢等高科技领域中，多体系统这门高新学科得到了广泛的推动与发展。在机械工程领域，多体力学有着十分重要的作用，并且逐渐的也引起了人们的重视。
一、对多体力学进行模型构建
机械多体系统是由很多不同的部件进行连接进而构建而成的，机械装置中的每个部件都会在机械设备进行运作时发生位移、更改速度以及其它方面的作用力参数。在对多体力学系统实施建模的过程中，一般需要构建出系统中的坐标系、构建系统中各个部件的模型并且还要对一些相关的约束以及力偶进行定义。在对多体动力学进行研究的过程中，最为主要的两个方向就是动力学与运动学。同经典力学相比较而言，使用多体力学来研究出的系统一般都会较为复杂，同时每个部件在自由度方面都会存在着不同程度的区别，并且各个部件在相对位移上也会发生很大的变化。故此，建立与求解运动微分方程的过程都是十分复杂的，并且想要准确的对运动方程进行求解还需要计算机技术辅助。
（一）多体动力学模型在表述上的分析。机械系统中的基础构件就是多体动力学中的各个部件，这些部件会承受来自于系统内外其他部件施加的约束作用，在对多体动力学进行机械设备模型的构建时，就会涉及到对各个部件的定义。力元：就是指多体力学环境中各个部件之间的相互作用。理想的力元可以等效成弹簧（扭转弹簧）或-阻尼器-致动器。铰：是机械设备中的运动副，会在实际应用的过程中，称多体力学中每个部件之间产生的约束叫做铰。外力偶：是多体系统内部的各个部件所承受的外力作用。拓扑结构：系统以及系统内部中的所有构件间存在相互关系以及链接的方式。
（二）模型和模型元素。以上描述的部件、力元以及约束等各种要素构成的这种拓扑结构系统都涵盖在多体动力学系统中动力学模型内。针对机械设备而言，在机械设备中的力元、铰、力偶以及部件等这些要素有着很多的种类。故此，想要方便对机械件各个要素进行更好地管理，可以将其按照不同的属性归类处理，一般 可以划分成约束模型约束、分析力模型元素、力模型约束以及部件模型约束。
（三）参考框架与坐标系。我们称机械运动中能够在两者之间永久保持不变距离的物理为刚体。任一选择刚体上的一点A构建出一个空间三角坐标系将刚体固定住，并且将A点视为该坐标系中的原点，这个坐标系对于刚体而言是连体基，也可以将其称作是局部坐标系。连体基需要全部固定与机械的部件上，一旦部件发生运动，连体基就相应的随之运动，并且连体基也不会由于刚体发生了运动状态的变化就随之发生变化。这样说来，只要是连体基的位置确定了，也就能够对刚体中任意一点的位置进行确定了。通常用地面坐标系作为连体基的参考对象，地面坐标系可以看成是全局坐标中的一个固定值。刚体与柔体在多体系统中的坐标定义是存在一定差异的，在对刚体坐标进行定义时，可以选择固定的坐标定义，这样一来，当刚体在状态上发生变化时，其坐标不会跟着发生变化。在对柔体进行定义时，需要选择浮动的坐标进行定义，这样一来柔性性的变化就会使坐标系发生线与角的位移，还能将柔体在局部发生的变化清晰的表现出来。
二、机械领域中对多体力学的实际应用
（一）柔性机械臂实施振动控制。作为一种精度较高的航天技术设备，轻质重载航天机械臂在端点处需要完成高精度大范围的位置跟踪任务，故此，需要对该机械臂在振动情况上实施必要的控制。对于那些需要在很大范围内进行运行的柔性臂，想要对其端点的振动进行关键性的抑制需要选择一个恰当的时间并在设备的端头出施加一个制动力。应当注意的是，这个时间点同柔性臂固有频率与固有阻尼之间存在着密切的关联。此外，想要实施有效的控制，还需要对伺服系统在动态特征上进行周全的考虑。相关研究发现，最佳的效果就是实施柔性臂端点变形进而实现全闭环反馈，可以令机械臂的振幅控制在一定数量级内。
（二）工业机器人中的应用。多体动力学中，工业机器人是十分经典的模型，其构成为一个分支、六个自由度，由铰对各个部件进行衔接。以PUMA760这一常用的机器人为例进行分析，从时间域以及频率域进行考虑，使用高速摄像仪对设备的一些相关的运动参数进行测量，并且将获得的电枢电流值向驱动转矩进行转化，大臂值为7.1N・m/A。把已经拟合好的模态参数向物理参数进行转化，能够对工业机器人在当前的阻尼系数还有刚度系数进行识别。对于机器人在关节上的特性研究来说，多体力学的应用是十分有意义的。
结束语：综上所述，多体动力学能够为机械航空领域、机器人领域以及兵器领域提供有利的理论工具以及技术支撑。一般机械系统能够通过多体系统获得较为全面的以及完整抽象的有效描述与高度概括，在对机械系统进行研究与分析时，是一个最优模型形式。对于多体力学在机械工程方面的研究，我们应该投入更大的精力，进而使机械工程能够得到更好的发展，最终为人们提供更加便捷的服务。
参考文献：
[1]产文兵.球轴承―齿轮系统多体动力学建模与仿真分析[D].昆明理工大学，2014.
[2]吴春峰.机械工程中的多体系统动力学问题研究[J]. 中华民居（下旬刊），2014，02：171-174.
关键词：过程设备机械基础；教学目标；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）42-0020-02
一、引言
过程工业属于流程性工业，单台设备是无法发挥作用的，而必须将多种设备通过管道将其连接起来形成装备才能生产出合格的产品。同时区别于一般机械设备，过程设备内的工作环境通常具有高温、高压和强腐蚀性的特点，设备的安全运行是至关重要的，一台过程设备一旦出现事故就会影响到整个系统、整个工厂以至整座城市。因此，从事设备维修的技术人员就应该掌握与过程设备相关的知识，这些知识包括工程力学、机械传动、压力容器、过程设备和压力管道等内容。[1]而《过程设备机械基础》就是有关上述知识的课程，但是课程的重要性与学生学习的被动性往往产生了很大的矛盾，因此，如何把握教学内容，改进教学方法，就成了本课程亟待解决的问题。本文从教学内容、课程特点、学生生源等方面进行了分析，在教学目标、教学手段及考核方式上对课程进行了一些改革。
二、教学现状及问题
1.教学内容多，涉及面广。《过程设备机械基础》课程与静力学、材料力学、金属学、化工容器与设备和机械传动知识联系紧密，具有涉及内容多、范围广等特点，如果按部就班的按照课本内容讲解，很难在有限的教学学时内使学生对化工设备有深入的理解与全面的把握。因此，必须对授课内容进行精选，深入讲解并分析总结。[2]
2.理论性强。比如工程力学部分，对强度计算和刚度计算公式；压力容器部分有关内压、外压薄壁容器的设计计算，都涉及理论推导和繁琐计算。虽然这些知识有助于很好地去分析解决工程实际问题，但是由于学生底子较差，在学习时遇到的难度也可想而知，极大地影响了学生的学习积极性，也使学生对以后课程的学习产生了很大的畏难情绪。
3.教学目标不明确。虽然课程是《过程设备机械基础》，强调的是过程设备，实际内容除了机械基础，加上了过程设备的相关知识。这就造成课程与专业的契合点不突出，缺乏侧重点，知识点之间也无连贯性，不符合目前高职高专的培养目标，使学生的学习存在很大的盲目性，降低了学生对该课程的重视程度，极大地影响了授课效果。
4.教学内容需要及时更新。随着化工科学技术的快速发展，化工设备技术不断发展和改进，教材内容的更新落后于生产技术革新的步伐。如在过程设备零部件及典型设备部分，教材给出的都是基本知识、标准零部件和典型设备，而目前企业采用的是改进后的设备，这就需要在授课过程中及时调整授课内容，剔除已淘汰或不常用的，加入学科的最新发展。
5.学生生源参差不齐。学生生源质量的参差不齐，也是困扰我们的一个难题。基础好的学生接受能力强，还能较快掌握所学知识，而基础差的学生常常就会因为听不懂索性自己就放任自流。教师在整个教学过程中都在试图平衡这种关系，难度很大。
6.教学过程缺乏直观性。由于该课程特有的性质，工程性的特点很强，学生从来没有接触过这些内容，比如压力容器、齿轮、轴承、联轴器等，这些内容的讲授，如果能为其提供配套的实物模型尤为重要。学校虽然有设备，但缺乏针对性。
三、教学改革与实践
1.加强思想教育，激发学习兴趣。一是加强专业思想的教育，比如在绪论，以及后续的课程中不断渗入有关化工设备维修技术的前景展望、发展状况、本行业与其他行业的区别和优势、行业特点及就业范围、就业前景等内容，使学生从大方向上清楚自己的发展方向，确立学习的目的性。二是加强与学生日常的沟通，比如，有些学生可能是调剂来的、有些是父母的意愿、有些根本就不了解专业，这样的学生从心底不会喜欢或不会对专业感兴趣，没有学习的热情，极大地影响了授课效果。因此，课后积极与这些学生谈心、沟通，使之明白即使我们走了一条我们不喜欢的道路，但是在找到适合的、自己喜欢的道路之前，还得脚踏实地地走好现在的路。只有做好现在，才有可能有未来。
2.明晰教学目标。由于该课程针对的是化工设备维修技术专业的学生，所需的主要是化工设备的维修角度所需的知识。因此，我们把教学重点放在了培养学生运用这些理论知识解决实际问题的能力，弱化了公式的推导过程，强化如何通过公式解决实际问题。例如，把工程力学中杆件受力分析部分与杆件变形融合在一起，只讲需要的；而杆件的几种变形，简化了各公式的推导，重点讲解公式的应用及如何提高杆件强度的措施等；机械传动等教学内容，只做简要的、概述性的介绍，具体内容由学生阅读学习，并提出一些问题供学生分析思考。这样可以将教师的重点讲授与学生的阅读学习相配合，实现教师的“教”与学生的“学”相辅相成，有助于提高学生的学习兴趣[2]。
3.多种教学方式同时采用。在教学方式上，一是为了提高授课的效果，另外也是为了提高学生的学习兴趣。我们采用了多种的教学方式：多媒体教学，这是目前广为使用的一种教学手段。它能以很少的学时尽可能多地给学生展示各种图片、立体模型，增加直观性，弥补黑板教学的不足。我们在网上下载一些运动机构，如带传动、齿轮传动等播放给学生观看，加深学生对机械传动运动特点的理解；下载化工设备内部工作情况，使学生能更好地理解其工作原理，弥补实训车间无法直视设备内部操作情况。其次，实训车间教学，也是我们教学改革的一种方式。例如，在讲解化工设备结构及零部件时，在实训车间学生可以零距离接触这些设备，并且就书本上的标准零部件与实际安装在设备上的零部件进行比对；还可以动手拆装设备，加深设备结构认识。期间，对学生分组，先让学生自己拆装，记下拆卸和装配过程，然后组与组之间进行讨论、评分，最后教师总结归纳。只要动手拆装一遍之后，学生都能很流利地说出该设备的结构及工作原理。我们的学生不太喜欢课堂教学，动手操作却兴趣盎然，这样课堂气氛被调动起来，学生的学习积极性也增加了不少，教学效果也大大提高了。
4.改革考核方式。在考核的方法上，采用过程性考核和期末考核，理论考核和实践考核相结合。每完成一个训练就进行一次考核，考核内容和方式视具体章节内容而定。比如压力容器部分，会有理论考核、也有现场考核，现场考核主要考察学生对压力容器零部件的名称、结构、用途的掌握程度。
四、结语
化工行业是一个国家综合国力和国际竞争力的重要体现。虽然我国近年来化工行业取得了较大发展，但高级操作维修人员始终都有一定缺口。如何培养具有高素质高技能的专业技术人员，是职业技术教育的长期目标。《过程设备机械基础》是一门专业基础课，涵盖诸多行业的基本知识，是进一步培养具有高级技术人才的必备基础。所以，加强《过程设备机械基础》课程的改革探索，对提升教学质量和水平非常重要。我们近几年对“过程设备机械基础”课程教学的一些改革和体会，取得了一些成绩，但还需要不断地探讨和改进，才能与时俱进，才能培养紧跟时展的高素质人才。
参考文献：
关键词：力学教学;层次教学;闭环反馈机制
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）42-0107-02
一、现状及问题
力学课程是高校机械工程和土木工程等工科专业的专业基础课，由于课程内容理论性较强，知识相对枯燥，且难度较大，学生在学习过程中的主动性较弱，而该课程在专业中所具有的地位以及对后续专业课程的影响却举足轻重。因此，工科类院校内也一直存在该类课程的教学研讨，如何实现力学课程在教学中的创新和突破一直是从事力学教学的高校一线教师最为关注也亟待解决的难题。
近年来，随着独立学院的发展壮大，已有不少任职于此类院校的一线力学教师不断在探讨力学的教学改革模式，如：简化教学内容，加强教学过程中的工程应用举例来实现应用型人才目标的培养[1];从学生的学习模式和特定人才培养模式的创新来提高力学教学效果[2];针对独立学院学生和师生存在的问题以及力学课程的特点提出多种教学模式的组合以及组织参加力学竞赛等来激发学生的学习兴趣[3];从课堂教学的概念讲解与考核方式的改革等方面来实现理论力学的教学目标[4];从实验教学的角度来分析学生综合素质的提高策略[5]。虽然几乎大多数高校在力学的基础教学中都在努力尝试不同方式的教学改革，并在不同程度上取得一定的效果[6]，但其改革措施往往还存在着诸如推广难、实施难、持久难等特征，这些难题除了与各个院校的学生特点、培养目标、教师水平等存在关系之外，还与改革的目标不符合课程的教学要求，超越学生的实际能力，实际操作的可行性没有经过实际教学效果检验等有关。另外，独立院校的一本招生刚刚起步，在培养目标的定位及教师的课堂教学方法等方面都还处于探索阶段，而对于长期面对三本生源基本形成相对成熟的教学模式后如何快速改变教学方法或者如何在同时面对一本和三本生源时快速转变教学风格都是亟待解决的问题。
基于上述现状和问题分析，本文将对以下内容做出讨论：（1）如何通过教学过程分析，总结不同群体的学生特点;（2）如何针对学生特色制定基本教学目标和可选教学目标;（3）如何通过调查问卷与座谈形式对教学方法进行反馈;（4）如何将反馈结果再次付诸实践;（5）如何评价教学方法改革的有效性。
二、学情分析
同时面对一本和三本的不同层次的学生群体，常见问题如下：（1）教学大纲、教学目标以及教学方法相同，同样的讲解方法得到的学生响应完全不同;（2）学生素养不同，课堂气氛不同，但仅从课堂响应短时间内无法判断教学效果;（3）仅各自独立地借鉴一本和三本的力学教学方法分别进行实施的效果不够明显。因此，教学过程中如何得到真实的学情分析是解决后续课堂教学效果的前提和基础。
教学是教与学的互动过程，但互动的前提仍建立在学生这一教学主体之上，主体的特点既依赖于自身素养，又与教师的有效激发密切相关。在教学之前盲目地采用某种既定的教学模式往往难有成效，比如课堂提问、章节测验、课外实验都有可能被学生认为是负担从而影响学生学习力学的积极性和主动性。因此教学过程中不应以教师“事前准备”的教案和教学方法“有条不紊”的实施，而应时刻观察所采取的教学方法得到的实时反馈，并能根据反馈快速调整教学方法以推进教学进程的同时不断激发学生的学习兴趣。
通过前期教学过程观察，三本学生课堂气氛活跃，学生敢想敢说，对于教师提出的问题积极响应，课间愿意主动与教师交流;而一本学生虽听课态度认真，但对教师提出的问题往往考虑谨慎而不予快速回答形成了课堂气氛的相对沉闷，随着教学过程的推进，通过教师的主动交流、作业和期中考试发现：三本学生对力学学习的热情随着后续章节难度的增加开始降低，而一本学生的课堂状态逐步回升，随着力学课程解决问题的实际能力和难度的增加，学习兴趣逐渐激发。从作业和期中考试的结果分析来看一本生源对课堂知识的吸收和消化明显优于三本生源，这与课堂氛围所表现出来的表象形成反差，意味着短期的课堂响应无法准确判定真实的教学效果。
上述现象的分析得到的启发：（1）一本生源对教师互动的响应较慢，需要教师通过持续的情感交流和鼓励完成课上氛围的调动，以激发学生学习兴趣的持续性;（2）三本生源的课堂氛围良好，但对力学内容的吸收和消化能力较弱，应在良好的课堂氛围下精炼和简化教学内容，注重知识的应用;（3）一本生源在对待课下作业的态度上明显优于三本生源，但两个群体对课外作业（如大作业、小论文、测验等）的兴趣和积极性差别不大，均只有少部分同学愿意花费额外的时间从事力学相关知识的学习。
三、对策与方法
“学情―师情―学情”的快速闭环反馈机制是因材施教的具象体现。反馈机制中的师情分析是个“准静态”过程，相比学生群体的多样性和流动性，教师的个人风格具有相对稳定性，而稳定的个人风格往往难以适应变化的学生群体，因此需要丰富的教学方法加以辅助，而教学方法的实施又与学情形成了循环往复式的闭环反馈系统。
在具体的实施策略中，通过教师间的研讨交流，确定建立在学情基础上的有层次的教学目标以适应不同群体的学生需求，根据学情分析制定不同的激励和评价机制，如三本生源难以形成对力学知识的深入和拓展，对知识学习的热情不足，缺乏维持长效学习的持续性。对此，教师应注重课堂内容的深度和作业难度的降低，注重分析案例的实用性，强调力学公式的应用，弱化推导过程，提出一些简单的问题不断刺激学生参与课堂互动的热情，重要的知识点要询是否听得懂，对于听不懂的问题应耐心反复讲解，不断听取他们对课堂的教学意见，及时调整教学方法。而一本生源基础好，鉴于大学力学课程与大学物理有部分重复内容，他们对于某些基础知识的理解远远优于三本生源，因此在授课过程中可以考虑重要力学公式的简单推导，讲授案例的同时分析构件的基本工作原理，鼓励学生参与教师的科研课题，让学生自己在课堂上总结知识，分享学习经验。
四、实践分析
在机械制造2个一本班级和机械电子4个三本班级的层次教学实践中发现，授课伊始所看到的课堂氛围的差别逐渐缩小，三本生源课堂氛围在简化课程内容、降低课堂难度、以简单问题刺激课堂互动的推进中一直维持较好的课堂气氛。一本生源随着对教师个人风格的熟悉和认可，逐渐把课堂互动当成了惯例，对问题的理解更具有深度，与教师之间的深入讨论也变成了惯例，并且愿意走到讲台把学过的章节像教师一样讲解以此分享个人学习经验，学期末学生对教师的个人课堂教学评价优秀，学生的力学期末考试卷面成绩列其他专业和班级之前。
在众多力学课堂教学法的研究中，课外手段的刺激仍以激发学生对力学的学习兴趣和创造力为目的，但知识的考核却从侧面反映了各种激励机制的有效性。即学生对力学的感知和认可不但要能动手也能解题。当然，以考试成绩衡量教学效果并非全面，但这一能够在短时间内量化的指标仍反映了学生对该课程的接受程度。
在“学情-师情-学情”的闭环反馈实践中发现教师的个人魅力和长期积累的口碑等主观因素对课堂效果的影响较大，先入为主的教师形象对能否上好力学课程以及能否顺利实施层次教学具有难以量化的直接影响。因此建议从事力学教学的教师应注重人生第一次课堂的重要性，切勿因经验不足、准备不充分或科研压力而忽视教学给个人带来的后续累积影响。
五、结论
任何教学过程都是动态的实时反馈过程，反馈的速度越快，教学效果越明显。而力学课程在工科专业中的重要地位决定了从事力学教学的教师更应该具备这种快速反馈并及时改变教学方法的能力。而且同一种教学方法因学生群体和教师个人风格的不同，其实施的效果也会发生本质区别，因此，教学方法的引入不可按部就班的推进，而应变成动态循环的闭环系统。
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