固體力學(xué)基本知識精選(九篇)
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第1篇：固體力學(xué)基本知識范文
關(guān)鍵詞：爆炸力學(xué)；課程體系；課程建設(shè)
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0206-02
《爆炸力學(xué)》是我院彈藥工程專業(yè)研究生最新開設(shè)的一本必修課，彈藥工程專業(yè)涵蓋彈藥裝備的可靠性、安全性、儲存性、測試性、保障性等研究領(lǐng)域，主要以彈藥裝備為對象，研究彈藥的系統(tǒng)設(shè)計、靶場試驗、作戰(zhàn)效能評估、維修銷毀、安全防護、戰(zhàn)場運用等內(nèi)容。因此，彈藥工程領(lǐng)域都直接與彈藥爆炸相關(guān)，都很大程度上需要學(xué)習(xí)《爆炸力學(xué)》的相關(guān)知識，必須開設(shè)《爆炸力學(xué)》課程。
一、爆炸力學(xué)課程特點
爆炸力學(xué)是力學(xué)的一個分支，是流體力學(xué)、固體力學(xué)和物理學(xué)、化學(xué)之間的一門交叉學(xué)科。爆炸力學(xué)中的研究，常需要考慮力學(xué)因素和化學(xué)物理因素的耦合、流體特性和固體特性的耦合、載荷和介質(zhì)的耦合等，這就為爆炸力學(xué)課程帶來以下特點[1，2]。
1.多學(xué)科的滲透和結(jié)合是爆炸力學(xué)主要內(nèi)容的特點。這為爆炸力學(xué)的學(xué)習(xí)帶來一定的困難，需要學(xué)員擁有廣泛的多學(xué)科的知識儲備，并能將這些知識在學(xué)習(xí)中融會交融，用于分析爆炸中的力學(xué)及力學(xué)效應(yīng)問題。
2.課程理論性強。比如炸藥的起爆爆轟過程、爆轟產(chǎn)物的飛散、沖擊波的形成和傳播、固體應(yīng)力波形成傳播等知識具有很強的理論性，內(nèi)容也比較抽象，部分內(nèi)容甚至晦澀難懂，單純地進行理論分析和理論計算不能將授課內(nèi)容形象地傳授給學(xué)員。
3.體系性強，內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣。必須系統(tǒng)地安排課程內(nèi)容，才能保證獲得較好的學(xué)習(xí)效果。如圖1，要評估榴彈威力，就要分別對破片、爆轟產(chǎn)物、沖擊波等三個元素進行系統(tǒng)的研究，才能全面分析評估榴彈威力，對三個元素的研究又涉及爆轟產(chǎn)物的形成、飛散、拋射作用，以及沖擊波的形成、傳播和作用等方面，只有對這些彈藥爆炸知識進行系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，才能夠解決榴彈威力評估這個工程問題。
二、課程教學(xué)面對的困難
1.學(xué)員理論基礎(chǔ)不足。從該專業(yè)的招生要求上看，生源應(yīng)具備一定的力學(xué)、物理、安全科學(xué)、爆炸理論、控制技術(shù)、計算機技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的知識，部分學(xué)員學(xué)習(xí)了火炸藥學(xué)和彈藥學(xué)的知識，相對來講，具備了一定的爆炸知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。但是，對于很好地學(xué)習(xí)爆炸力學(xué)基礎(chǔ)知識還有一定的差距。
2.需要注意培養(yǎng)學(xué)員理論知識與工程應(yīng)用結(jié)合利用的能力。我院為工科院校，對彈藥工程專業(yè)學(xué)員的培養(yǎng)，是基于希望學(xué)員能夠利用所學(xué)的知識解決彈藥工程問題。在《爆炸力學(xué)》課程學(xué)習(xí)中，如何引導(dǎo)學(xué)員以力學(xué)的觀點和思維分析彈藥工程應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，準確查找問題出現(xiàn)的原因，并以此指導(dǎo)具體的工程應(yīng)用和指揮管理，培養(yǎng)學(xué)員學(xué)以致用的意識和能力是必須注意和解決的問題。
3.教學(xué)資源缺乏。作為新建課程，需要建設(shè)大量的教學(xué)資源，雖然有多所其他院校已經(jīng)開設(shè)《爆炸力學(xué)》課程，但由于院校培養(yǎng)目標的不同，整個課程體系構(gòu)成基礎(chǔ)不同，教學(xué)環(huán)境和條件不同，學(xué)員基礎(chǔ)知識體系也不相同，不能簡單地將其他院校爆炸力學(xué)課程體系移植過來，必須構(gòu)建符合我院培養(yǎng)目標的課程體系。
三、課程建設(shè)思路
針對《爆炸力學(xué)》課程特點，在課程建設(shè)過程中按照專業(yè)培養(yǎng)目標，注重理論與工程應(yīng)用相結(jié)合，在授課效果追求上注意培養(yǎng)學(xué)員獨立學(xué)習(xí)爆炸力學(xué)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)員進行系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論知識的素質(zhì)；在授課內(nèi)容體系上，注意基礎(chǔ)知識的補充學(xué)習(xí)；在授課手段和方法上，以引導(dǎo)學(xué)員主動分析學(xué)習(xí)為主。具體做法有以下幾種。
1.積極開展教學(xué)研究。爆炸力學(xué)是力學(xué)的一個重要分支，已經(jīng)形成了自己的理論基礎(chǔ)和理論系統(tǒng)，通過加強教學(xué)研究，開展與同類課程的深入比較，在掌握我院學(xué)員基礎(chǔ)知識體系，明確自身優(yōu)勢和差距的基礎(chǔ)上，確定課程建設(shè)的目標、原則和總體思路，并建立完善的、符合教學(xué)目標的教學(xué)大綱，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容體系。
2.利用引進與自編相結(jié)合的方式建設(shè)立體化教材體系。首先繼承經(jīng)典教材的基本思路和主要特色，積極引進先進、適用的優(yōu)秀教材，通過對比研究，確定貼近教學(xué)內(nèi)容的主教材，以學(xué)習(xí)指導(dǎo)、電子教案、數(shù)值模擬方法為主要內(nèi)容的輔助教材，建立初步的立體化教材體系。根據(jù)授課實踐，結(jié)合研究獲得的教學(xué)理念、方法和手段，編寫新教材，建立特色的立體化教材體系。
3.充分結(jié)合教員隊伍建設(shè)，開發(fā)教學(xué)資源。組織老教員和掌握計算機應(yīng)用技術(shù)的青年教員，進行教學(xué)資源開發(fā)建設(shè)。年輕教員通過與優(yōu)秀教員共同制作教學(xué)網(wǎng)站、多媒體課件和編寫教材，熟悉教學(xué)規(guī)范和教學(xué)規(guī)律，夯實教學(xué)基礎(chǔ)。另一方面，在參加教學(xué)資源建設(shè)過程中，了解國內(nèi)外專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀，吸收最新的教學(xué)研究成果，從而促進自主教學(xué)研究與改革能力的提高。
四、課程范疇
根據(jù)爆炸力學(xué)內(nèi)涵，爆炸力學(xué)的本質(zhì)特征是以力學(xué)的觀點方法研究爆炸現(xiàn)象，研究內(nèi)容包括爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律、爆炸的力學(xué)效應(yīng)、對爆炸力學(xué)效應(yīng)的防護等三個方面。由于爆炸可以是炸藥爆炸，亦可以是其他爆炸；爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律研究可以前伸到炸藥的原子或分子等微觀層面，也可以停留在諸如起爆條件和爆轟產(chǎn)物狀態(tài)等宏觀層面；爆炸力學(xué)的力學(xué)效應(yīng)可以止于直接效應(yīng)（如空氣沖擊波），也可以后延至間接效應(yīng)（如彈丸破片的擊穿作用）。但考慮到彈藥工程專業(yè)研究需要，且開設(shè)有諸如《彈丸終點效應(yīng)》等相關(guān)課程，界定本課程的授課范疇為：（1）研究對象為炸藥爆炸，且以凝聚炸藥為主；（2）爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律停留于爆轟過程宏觀層面，不研究化學(xué)反應(yīng)過程，只研究穩(wěn)定爆轟條件和爆轟產(chǎn)物狀態(tài)；（3）爆炸的力學(xué)效應(yīng)止于直接效應(yīng)即爆轟產(chǎn)物對直接接觸介質(zhì)（彈體、空氣等）的機械效應(yīng)，不研究熱效應(yīng)和其他可能的效應(yīng)，也不研究介質(zhì)的后續(xù)效應(yīng)；（4）不研究爆炸的力學(xué)效應(yīng)防護問題，因其屬于爆炸的力學(xué)效應(yīng)或彈丸終點效應(yīng)的反面問題。
五、課程內(nèi)容體系建設(shè)
主要包括爆炸基本理論以及爆炸后爆炸波在空氣、水、巖石等不同介質(zhì)中傳播和衰減規(guī)律以及爆炸作用下固體介質(zhì)的運動破裂情況。主要介紹爆炸的基本概念、固體中的應(yīng)力波、爆炸及其在介質(zhì)中的效應(yīng)、空中爆炸理論及應(yīng)用水中爆炸及應(yīng)用和巖土中的爆炸理論及應(yīng)用。內(nèi)容安排如下。
1.基礎(chǔ)知識。簡要回顧張量和場論基礎(chǔ)知識，介紹爆炸現(xiàn)象和類別、炸藥基本特性與化學(xué)變化形式，約定爆炸力學(xué)內(nèi)涵與研究范疇，介紹爆炸力學(xué)研究方法和發(fā)展簡史，為本課程的學(xué)習(xí)建立基本框架和共同語境。
2.氣體動力學(xué)基礎(chǔ)知識。簡要介紹氣體的物理性質(zhì)、氣體的狀態(tài)參量與狀態(tài)方程、熱力學(xué)基礎(chǔ)、波與聲波，著重闡釋氣體的平面一維流動和平面正沖擊波，為學(xué)習(xí)爆轟過程和爆轟產(chǎn)物飛散等內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。
3.凝聚炸藥爆轟過程。簡要介紹炸藥起爆過程與穩(wěn)定爆轟條件、均質(zhì)炸藥起爆的熱爆炸理論、非均質(zhì)炸藥起爆的熱點理論、燃燒向爆轟的轉(zhuǎn)變，著重闡釋凝聚炸藥爆轟參數(shù)計算，以揭示炸藥爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，為研究爆炸的力學(xué)效應(yīng)奠定必要基礎(chǔ)。
4.爆轟產(chǎn)物的一維飛散與推進作用。主要介紹爆轟產(chǎn)物的一維飛散、接觸爆炸對剛性壁面的作用、接觸爆炸對剛性物體的一維拋射，簡要介紹彈丸破片初速計算，為研究爆炸的力學(xué)效應(yīng)提供典型示范。
5.爆炸對固體的應(yīng)力波作用。主要介紹爆炸對固體作用的基本現(xiàn)象、動載固體應(yīng)力波基本知識、層裂機理與參數(shù)計算，為研究爆炸或其他沖擊載荷對固體物質(zhì)的力學(xué)效應(yīng)建立理論基礎(chǔ)。
6.空氣中爆炸沖擊波作用。主要介紹空氣中爆炸的基本現(xiàn)象、量綱理論與爆炸相似律、空氣沖擊波參數(shù)計算，為研究爆炸對高壓縮性流體物質(zhì)的力學(xué)效應(yīng)建立理論基礎(chǔ)。
7.密室介質(zhì)中的爆炸作用。簡要介紹水中爆炸作用、土石介質(zhì)中爆炸作用，為研究爆炸對密室介質(zhì)的力學(xué)效應(yīng)提供理論指導(dǎo)。
8.爆炸力學(xué)數(shù)值模擬計算。以實際案例為線索，概述數(shù)值模擬計算方法，介紹有限元分析軟件、算法選擇、網(wǎng)格構(gòu)造與設(shè)置、材料模型及其選用，闡釋數(shù)值模擬計算的實驗驗證與修正等內(nèi)容，為運用數(shù)值模擬方法研究解決爆炸力學(xué)問題提供理論指導(dǎo)和實踐示范[3]。
六、結(jié)論
在本課程的建設(shè)中，通過充分分析我院教學(xué)條件、教員素質(zhì)和學(xué)員基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)等因素，牢牢抓住爆炸力學(xué)發(fā)展動態(tài)，結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點，建立課程內(nèi)容，完善教學(xué)手段，豐富教學(xué)資源，加強師資隊伍建設(shè)，充實實驗條件，建立具有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段、虛擬試驗環(huán)境和實施交互式教學(xué)特色的課程體系，必定使學(xué)員能夠有目的性地學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，使學(xué)員在獲取知識的同時，提高認知能力和研究能力，培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識。并能夠通過課程的實踐教學(xué)建設(shè)，在使學(xué)員掌握課程理論知識和思維方法的基礎(chǔ)上，加強學(xué)員的實驗技能及理論聯(lián)系實際能力的培養(yǎng)。
參考文獻：
[1]惲壽榕，趙衡陽.爆炸力學(xué)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.
第2篇：固體力學(xué)基本知識范文
2 實習(xí)目的：
讓我們從實踐中對這門自己即將從事的專業(yè)獲得一個感性認識，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),為今后書本與實踐的結(jié)合打下基礎(chǔ)。實習(xí)中，將所學(xué)知識和實習(xí)內(nèi)容互相驗證，并對一些實際問題加以分析和討論，使學(xué)生對建筑工程專業(yè)的基本知識有一個良好的感性認識，了解專業(yè)概況，為后續(xù)專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)奠定一個良好的基礎(chǔ)，同時，使學(xué)生對本行業(yè)的工作性質(zhì)有一個初步的了解，培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛，強化學(xué)生的事業(yè)心和責(zé)任感，鞏固專業(yè)思想。通過實習(xí)讓我們對建筑物的規(guī)模,作用及特點有了初步的了解。
3 實習(xí)過程
(一)
實習(xí)時間：XX年06月22日
實習(xí)地點：**大學(xué)建筑技術(shù)示范基地
在實踐基地有各種建筑模型，散水，排水管，屋面桁架，植被屋面，保溫墻的三種做法等等。
種植屋面：在屋面防水層上付土覆土或鋪設(shè)鋸末、蛭石等松散材料，并種植植物，起到隔熱作用的屋面。鋼筋直螺紋接頭優(yōu)點：接頭抗拉強度高，質(zhì)量可靠，不燒傷鋼筋不減少有效截面面積，工序簡單，成本較低，施工安全，不污染環(huán)境。受氣候影響。能做到連續(xù)工作。施工工藝：購入成螺紋連接套筒并驗收合格，鋼筋斷料，斷頭切平。鋼筋螺紋滾壓成型鋼筋現(xiàn)場螺紋直接?？招钠鰤K磚：煤渣、煤矸石、尾礦渣、化工渣或天然砂、海涂泥等(以上原料的一種或數(shù)種)作為主要原料，不經(jīng)高溫煅燒而制造的一種新型墻體材料稱之為免燒磚。由于該種材料強度高、耐久性好、尺寸標準、外形完整、色澤均一，具有古樸自然的外觀，可做清水墻也可以做任何外裝飾。因此，是一種取代粘土磚的極有發(fā)展前景的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
(二)
實習(xí)時間：XX年06月23日
實習(xí)地點：****再建商業(yè)區(qū)
建筑總面積為6300平方米。工程期三年零六個月，施工以基本完成，正在進行裝修階段。建筑采用框架結(jié)構(gòu)，受力方式為梁板承重結(jié)構(gòu)?；◢弾r鋼架固定式貼墻，外觀美觀，堅固耐用。外墻是玻璃幕墻具有良好的隔聲﹑隔熱及保溫的功能。
點支式玻璃幕墻施工工藝流程：
(1)測量放線
(2)鋼結(jié)構(gòu)制作安裝
(3)焊接處理
(4)接件安裝
(5)玻璃清洗及安裝
(6)調(diào)整打膠清洗
(7)檢查驗收
由于再建建筑間加了剛結(jié)構(gòu)天橋，建筑局部將承受更多荷載，必須做加固處理。采用了粘貼鋼板和碳纖維方法加固。確保了天橋放置處梁及柱的安全。
(三)
實習(xí)時間：XX年06月24日
實習(xí)地點：****路生活區(qū)舊城改造工程
建筑物采用框架結(jié)構(gòu)，承受結(jié)構(gòu)由混凝土現(xiàn)澆而成，圍護構(gòu)建是混凝土砌塊，地下二層，地上十八層。建筑面積11432平方米。墻體上預(yù)留洞一部分是支模板澆灌水泥時用來固定模板的，還有其它的洞眼是留做線路通道。樓梯口處樓板混凝土只留配筋，目的是以便工程驗收只用。由于砌塊澆注問題，出現(xiàn)了墻體局部不垂直，砂輪機將突出部分打磨掉，保證墻體的平整。
(四)
實習(xí)時間：XX年06月25日
實習(xí)地點：**大橋
**最大的城市橋梁工程，也時省內(nèi)技術(shù)較為先進規(guī)模較大的城市橋梁，時也是配合**公園中再建景觀橋。全長220米，單跨100米，總寬55米。由市城建局項目部及施工方組織承建。
大橋采用拱型結(jié)構(gòu)。主跨為剛管拱，主跨由四根預(yù)應(yīng)力鋼絞固定，主跨兩側(cè)的拱為半拱，混凝土澆鑄而成。兩個半跨下面的柱子連接處加了抗震橡膠墊。從而減少地震力對橋身造成的破壞。橋面由左右兩個主跨用懸索支撐。圓弧鋼管用混凝土填充，該結(jié)構(gòu)能抵抗更大的壓力和拉力，提高了整體的穩(wěn)定性和強度。在大橋的主跨之間用大量的‘k’型鋼架固定。預(yù)防橋面左右晃動，增強了大橋的整體性。
(五)
實習(xí)時間：XX年06月26日
實習(xí)地點：**市**生態(tài)工業(yè)園區(qū)在建汽車裝配車間
廠房為南北兩跨結(jié)構(gòu)，房頂鋼架由主次梁構(gòu)成，主梁橫向，次梁縱向，次梁搭在主梁上。主次梁成矩形，結(jié)構(gòu)簡單，受力合理。增強建筑的整體穩(wěn)定性。
整個廠房由三排牛腿柱兩排屋架組裝而成，搭建單層雙跨廠房。堅固耐用，經(jīng)濟合理。牛腿柱的安裝方法是澆鑄杯型基礎(chǔ)，再將預(yù)制的牛腿柱吊裝到基礎(chǔ)之中，
調(diào)整柱的位置，然后放置柳丁，用水泥砂漿灌縫填充固定。現(xiàn)場工人師傅正在預(yù)制鋼筋混凝土桁架屋頂。屋頂為三角形，每一個模型可做四個屋頂。不僅省時省力，而且減少了預(yù)制屋頂制作時的誤差。
(六)
實習(xí)時間：XX年06月29日
實習(xí)地點：六教101教室
觀看了關(guān)于力學(xué)的應(yīng)用的資料片，主要講了在航空航天及水利工程領(lǐng)域上的應(yīng)用。固體力學(xué)是力學(xué)中形成較早、理論性較強、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。流體力學(xué)主要研究在各種力的作用下，流體的狀態(tài)，以及流體和固體壁面、流體和流體間、流體與其他運動形態(tài)之間的相互作用的重要分支。計算力學(xué)是根據(jù)力學(xué)中的理論，利用現(xiàn)代電子計算機和各種數(shù)值方法，解決力學(xué)中的實際問題的一門新興學(xué)科。它橫貫力學(xué)的各個分支，不斷擴大各個領(lǐng)域中力學(xué)的研究和應(yīng)用范圍，同時也在逐漸發(fā)展自己的理論和方法。
(七)
實習(xí)時間：XX年07月02日
實習(xí)地點：七教103教室
姚處長和馬主任給我做的講座。講了結(jié)構(gòu)設(shè)計及求職技巧的相關(guān)知識。他們都是國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，首先馬主任為我們介紹了力學(xué)在實際工作中方方面面的問題，他主要提到了基礎(chǔ)兩個字，強調(diào)一定要把基礎(chǔ)打好。講了磚混結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)的承重及一些細部的知識，在設(shè)計計算中注意的問題，講了一些構(gòu)件截面的設(shè)計等等在實際設(shè)計中的問題。
接下來姚處長又給我們講述了關(guān)于力學(xué)就業(yè)方面的相關(guān)問題。他主要負責(zé)中煤**設(shè)計院人力資源的工作，也負責(zé)在我們學(xué)校招生，有著豐富的經(jīng)驗。他對力學(xué)專業(yè)的就業(yè)問題非常樂觀。給我們講了招聘單位在招人時通常注重哪些方面的問題，首先我們應(yīng)該把基礎(chǔ)知識學(xué)好，招聘單位招人時主要看成績單上的數(shù)學(xué)，及理論力學(xué)，材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)的成績;講了面試的技巧，受益匪淺，最后是同學(xué)們問問題的時間，這是的同學(xué)們積極問兩位專家的問題，學(xué)生自由提問的時候，大家最關(guān)心的問題就是：“工程力學(xué)的就業(yè)前景和待遇怎么樣?”。老師當時就指出，工程力學(xué)不僅僅是純力學(xué)，還和工程問題相結(jié)合，不斷的強化自己，武裝自己。將來的激烈的競爭之中占有一席之地。
4 實習(xí)收獲
1碳纖維的加固應(yīng)用——參觀**商業(yè)區(qū)
加固原理：鋼筋混凝土柱在承受軸向壓力時，構(gòu)件是由于受到極限值非常小的橫向擴張引起的，如能在構(gòu)件四周創(chuàng)造橫向約束，以阻止受壓構(gòu)件的這種橫向擴張，從而提高構(gòu)件抗壓承載力和變形能力。碳纖維加固適用范圍：碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補強。
碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關(guān)注。
2框架—剪力墻結(jié)構(gòu)——參觀**舊城改造工程
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)也稱框剪結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻,構(gòu)成靈活自由的使用空間,滿足不同建筑功能的要求,同樣又有足夠的剪力墻,有相當大的剛度,框架結(jié)構(gòu)的受力特點,是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的新的受力形式,所以它的框架不同于純框架結(jié)構(gòu)中的框架,剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)中也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻.因為,在下部樓層,剪力墻的位移較小,它拉著框架按彎曲型曲線變形,剪力墻承受大部分水平力,上部樓層則相反,剪力墻位移越來越大,有外側(cè)的趨勢,而框架則有內(nèi)收的趨勢,框架拉剪力墻按剪切型曲線變形,框架除了負擔(dān)外荷載產(chǎn)生的水平力外,還額外負擔(dān)了把剪力拉回來的附加水平力,剪力墻不但不承受荷載產(chǎn)生的水平力,還因為給框架一個附加水平力而承受負剪力,所以,上部樓層即使外荷載產(chǎn)生的樓層剪力很小,框架中也出現(xiàn)相當大的剪力.
3廠房結(jié)構(gòu)特點和鋼結(jié)構(gòu)特點——參觀**工業(yè)園區(qū)汽車裝配廠房
汽車裝配車間的廠房由對稱的兩部分組成.梯形屋架。有吊頂.并采用排架結(jié)構(gòu),排架結(jié)構(gòu)中柱與屋架鉸接與基礎(chǔ)剛接,這種結(jié)構(gòu)能承受較大的荷載,在冶金和機械廠房中應(yīng)用廣泛.排架結(jié)構(gòu)的廠房跨度大,高度較高.這種結(jié)構(gòu)受力合理,建筑設(shè)計靈活,施工方便.包括橫向排架:屋架組成;縱向聯(lián)系構(gòu)成:基礎(chǔ)梁,聯(lián)系梁,圈梁,吊頂梁等組成.而且對側(cè)面采光和天窗采光的情況及其屋面受力符合要求。
鋼結(jié)構(gòu)的特點,其特點如下: 1材料強度高,在相同荷載和約束作用下,采用鋼結(jié)構(gòu)時,結(jié)構(gòu)的自重通常較小.當跨度和荷載相同時,剛架的重量只有鋼筋混泥土的1/4-1/3.所以鋼結(jié)構(gòu)特別適用于跨度大.高度高.荷載大的結(jié)構(gòu)也最適用于可移動,有拆裝要求的結(jié)構(gòu). 2.鋼材料的塑性和韌性好,由于鋼材料的塑性好,所以鋼結(jié)構(gòu)在一般情況下不會因偶然超載或局部超載而斷裂.鋼材料的韌性好使鋼結(jié)構(gòu)對荷載的適應(yīng)性較強,鋼材料的這些性能對鋼結(jié)構(gòu)的安全可靠提供了充分的保證. 3.鋼材料整體性好. 4.建筑用鋼材焊接性良好. 5.鋼結(jié)構(gòu)制造簡單,施工方便,具有良好的裝配性. 6.鋼材的不滲漏適用于秘密閉的結(jié)構(gòu) 7.鋼材料易于腐蝕.應(yīng)采取防護措施. 8.鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性好,但防火性差.溫度變化時,廠房結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生溫度變形,所以當廠房面積尺寸很大時,為避免產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力,應(yīng)在廠房的橫向和縱向設(shè)置溫度縫
第3篇：固體力學(xué)基本知識范文
關(guān)鍵詞：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備；教學(xué)；課程；實踐
《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握熱質(zhì)傳遞的基本概念，掌握空氣熱質(zhì)處理的各種方法及途徑以及本專業(yè)常見熱質(zhì)交換熱備的熱工計算方法，并具有對相應(yīng)設(shè)備進行性能評價和優(yōu)化設(shè)計的初步能力，為進一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程打下堅實的基礎(chǔ)。
一、《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程內(nèi)容
《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程主要由兩大部分組成，即：熱質(zhì)交換原理和熱質(zhì)交換設(shè)備。其中，熱質(zhì)交換原理部分主要包括傳質(zhì)的基本概念及主要的傳質(zhì)過程、固液相變熱質(zhì)交換的基本原理及其在冰蓄冷技術(shù)中的應(yīng)用、空氣熱質(zhì)處理方法、途徑和機理；熱質(zhì)交換設(shè)備部分主要介紹建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)常見的熱質(zhì)交換設(shè)備的形式與結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的熱工計算。從總體來講，本課程具有概念多、理論性強、抽象性強的特點，又與工程實踐緊密結(jié)合。因此，在教學(xué)過程中，教師要始終把握本課程的體系結(jié)構(gòu)，講清和夯實基本概念，注重學(xué)生理論思維能力的培養(yǎng)，還要將理論知識的講授與工程實際緊密結(jié)合，不斷拓寬學(xué)生的專業(yè)知識視野。只有這樣，學(xué)生才能更好的理解和掌握本課程的知識要點，并在工程實際中加以正確的應(yīng)用。
二、《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程教學(xué)實踐
1.教學(xué)內(nèi)容和生活實際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。愛因斯坦說：“興趣是最好的老師，老師則是點燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的火炬?！币虼耍凇稛豳|(zhì)交換原理與設(shè)備》的教學(xué)過程中，教師應(yīng)將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實際緊密的聯(lián)系起來，努力的激發(fā)學(xué)生興趣。如在講授熱質(zhì)傳遞的概念和方法時，可舉生活中炒黃豆的例子。教師首先設(shè)問：如何將黃豆炒的可口？爐火應(yīng)采用大火、中火還是小火？同學(xué)們會給出各種各樣的答案，在對同學(xué)們給出的答案進行點評以后，教師可以給出自己答案，并將答案上升到炒黃豆的過程中，講授黃豆里面水分的質(zhì)量傳遞和熱傳遞規(guī)律。教師甚至可以鼓勵學(xué)生根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識，建立相應(yīng)的物理和數(shù)學(xué)模型，在教師的指導(dǎo)下，進行數(shù)值求解；并鼓勵大家回到家中，親身實踐一下。通過這個例子，學(xué)生對熱質(zhì)傳遞過程及其本質(zhì)有了更深層次的理解，對熱傳遞和質(zhì)傳遞的速率的相對大小有了定性的了解。這還會使學(xué)生感受到熱質(zhì)傳遞現(xiàn)象就在自己身邊，進而增強他們對學(xué)習(xí)本課程的興趣。因此，在《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》的教學(xué)過程中，能否調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，關(guān)系到授課過程能否成功有效。在本課程的教學(xué)過程中有意識的激發(fā)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的興趣，就能使課堂教學(xué)效果得以強化。
2.教學(xué)內(nèi)容與工程實際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用觀點。我校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大部分將到建筑設(shè)計院（所）、空調(diào)公司、供熱公司、物業(yè)管理公司從事設(shè)計、技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)備運行及管理工作。《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》作為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用的觀點是十分必要的。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)注重將《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》的教學(xué)內(nèi)容與供暖、通風(fēng)、空調(diào)工程實際緊密結(jié)合。如在講解各章節(jié)知識的時候，應(yīng)明確其工程實際背景，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容附以必要的討論，增強學(xué)生所學(xué)理論知識與工程實際相結(jié)合能力。例題應(yīng)盡量選取有明確工程背景的問題。解決問題的過程使學(xué)生熟悉如何獲取所需的數(shù)據(jù)，特別是教材圖表中參數(shù)的查取，并在計算過程中，使學(xué)生明確工程誤差的概念。
3.采用傳統(tǒng)授課形式與多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式。充分利用多媒體課件信息量大，圖片清晰生動的特點，將抽象難懂的內(nèi)容圖示化、形象化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和注意力，增強了理論的可接受性。對于教學(xué)重點和難點內(nèi)容，如理論公式的推導(dǎo)等，我們采用板書的方式進行講解，在講解過程中，注重學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解程度，并與學(xué)生互動，促使學(xué)生在整個推導(dǎo)過程中不斷思考，從而理解并掌握所學(xué)內(nèi)容。在本課程的教學(xué)過程中，我們采用板書與多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，取得了很好的教學(xué)效果。
4.采用啟發(fā)式教學(xué)的教學(xué)方法。在本課程的授課過程中，我們主要采用啟發(fā)式教學(xué)方法，在教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如在講授質(zhì)量傳遞過程的章節(jié)時，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過《流體力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程，對動量傳遞過程及熱量傳遞過程有了一定的了解。因此在講解質(zhì)量傳遞過程之前，應(yīng)布置學(xué)生復(fù)習(xí)動量傳遞過程與熱量傳遞過程的基本知識。在講解完質(zhì)量傳遞的內(nèi)容后，教師應(yīng)拋出問題：在自然界及生產(chǎn)生活領(lǐng)域，普遍存在的動量、熱量和質(zhì)量傳遞現(xiàn)象，其內(nèi)在聯(lián)系時什么？在學(xué)生討論和充分發(fā)表意見之后，教師對同學(xué)們的看法進行總結(jié)，并指出動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞這三種傳遞過程是可以類比的以及這三種傳遞過程在物理和數(shù)學(xué)描述及求解上的相似性。教師在此，還可舉例說明它們之間的類比性，如對于空氣的自然對流換熱系數(shù)直接測量比較困難，我們可以通過測量固體萘升華的傳質(zhì)系數(shù)間接測量空氣自然對流的換熱系數(shù)。至此，同學(xué)們對這三種傳遞過程的類比統(tǒng)一性有了進一步的了解。
5.培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。實驗課的目的是將理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，鍛煉學(xué)生的動手能力，以及將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐的能力。在實驗過程中，學(xué)生應(yīng)分組獨立設(shè)計實驗過程、完成實驗操作，并且擁有對所取得的實驗數(shù)據(jù)進行理論分析，撰寫實驗報告的能力。我校已開設(shè)空氣熱（冷）回收實驗，未來還將開設(shè)與本課程有關(guān)的其他實驗，使本課程的實驗條件更加完善。
在《熱質(zhì)交換原理與設(shè)備》課程的教學(xué)過程中，將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實際相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；將教學(xué)內(nèi)容與工程實際相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用觀點；實驗課的開設(shè)，將培養(yǎng)學(xué)生將理論應(yīng)用于實踐的能力。
參考文獻：
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[2]于文艷.熱質(zhì)交換原理與設(shè)備課程教學(xué)研究[J].高等建筑教育，2008，17（6）：80-81.
第4篇：固體力學(xué)基本知識范文
關(guān)鍵詞：大學(xué)數(shù)學(xué)教育；數(shù)學(xué)建模；研究性教學(xué)
數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)思想去分析實際問題，建立相關(guān)模型并求解以解決實際問題的綜合運用，在我國，由教育部和中國工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(CSIAM)聯(lián)合組織了全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，在過去的15年里取得了社會各界的廣泛認同和輝煌的成績。作為以工科(特別是電子信息科學(xué))為主導(dǎo)的大學(xué)，電子科技大學(xué)的各級領(lǐng)導(dǎo)也十分重視數(shù)學(xué)建模的作用，以期使得學(xué)校的各個學(xué)科能交相呼應(yīng)，取得共同的發(fā)展。在數(shù)學(xué)建模所取得的優(yōu)秀成績和作為國家工科數(shù)學(xué)基地的基礎(chǔ)上，我們希望能將數(shù)學(xué)建模的思想更廣泛地融入大學(xué)數(shù)學(xué)教育當中，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)到數(shù)學(xué)知識的同時，也會運用學(xué)習(xí)到的知識去分析及解決實際問題。
一、在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)建模思想的必要性
1．科學(xué)研究的需要
實際上，數(shù)學(xué)本身就是產(chǎn)生于對實際問題的分析及抽象化，文藝復(fù)興之后，特別是微積分理論建立之后，對現(xiàn)實世界中的很多問題都可以通過適當?shù)姆治霾⒔⒛Ｐ?，比如用MAXWELL方程組描述電磁學(xué)基本規(guī)律，Navier-Stokes方程為流體力學(xué)基本方程等，在適當?shù)臈l件下(原問題為適定問題)利用計算機模擬便可以給出實際問題的解答。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前這種方法被成功應(yīng)用于各個行業(yè)，是科學(xué)研究的一門基本工具。比如：
(1)天氣和氣候預(yù)報。氣候變暖是目前全球面臨的一個重要挑戰(zhàn)，如果有更精確的數(shù)據(jù)為依據(jù)，較好地預(yù)測全球氣候是如何變化的，就可以減少長期氣候變化的不確定性和各種自然災(zāi)害對人們造成的損失和影響。要達到如此的精確就意味著要能用天氣預(yù)報對全球進行正確的預(yù)測，這在目前還是不可行的，因為這需要存儲海量的數(shù)據(jù)，需要超長的計算時間。因此，建立更有效的數(shù)學(xué)模型和提高計算性能便成為這一領(lǐng)域的核心問題。
(2)機械設(shè)計和交通控制。從有科學(xué)計算的早些日子開始，計算模式就已經(jīng)用行器元件的性能分析和設(shè)計，比如飛機起降分析和機翼推力設(shè)計等。當計算變得更為有力和計算機功能變得更強大時，計算模擬已被用作整個設(shè)計過程中的必須工具。例如，波音777是第一種100％數(shù)字設(shè)計的噴氣式飛機，三維立體建模貫穿整個設(shè)計過程，飛機在電腦上預(yù)裝配，節(jié)約了全面裝配所需的巨額花費。在其他的機械系統(tǒng)設(shè)計過程中，比如機車，機器或機器人設(shè)計，計算機輔助設(shè)計(計算機模擬來觀測系統(tǒng)設(shè)計中的動態(tài)反應(yīng))已成為標準的處理方法。因為這可以大大減少構(gòu)造和測試原型的需要。模擬技術(shù)不僅僅用來提高性能，也用來提高安全性和人類居住環(huán)境。由于操作者和硬件方面的限制，實時模擬目前面臨的實際挑戰(zhàn)是模型，算法和軟件的限制。這種情況在我國的城市交通路網(wǎng)管理上也已凸現(xiàn)。隨著模擬能力的提高(比如用在內(nèi)燃機設(shè)計中的燃燒數(shù)字模擬技術(shù))，數(shù)學(xué)建模和求解將在整個設(shè)計和分析過程中扮演越來越重要的角色。
(3)電子設(shè)計自動化。電子設(shè)計自動化和計算模擬早已有著共生的關(guān)系。現(xiàn)代電子系統(tǒng)(大多數(shù)顯然是微處理器)是極端復(fù)雜的。開發(fā)這樣的系統(tǒng)只有也惟有在建模和計算工具的幫助下才有可能，用這種方法來模擬和驗證系統(tǒng)設(shè)計過程中的每個部分。建模和計算在各種層次的電子設(shè)計中起著重要作用，從模擬制造半導(dǎo)體設(shè)備的各個過程，到模擬和驗證微處理器系統(tǒng)的計算機電路或設(shè)計超大規(guī)模集成電路。
(4)生物科學(xué)。模擬技術(shù)現(xiàn)在對生物和醫(yī)學(xué)科學(xué)正快速的變得不可或缺。模擬在醫(yī)學(xué)設(shè)各的發(fā)展中有重要作用，包括診斷(電磁，超聲波等)和人造器官設(shè)計(心臟，腎等)等。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)主要依賴計算建模來檢測和治療。數(shù)學(xué)建模在把數(shù)學(xué)和生物學(xué)融合進基因科學(xué)(基因組測序，基因表達的定型，基因分類等)中起著基本作用。在這個領(lǐng)域需要大規(guī)模的模擬，建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，并用來發(fā)展新的理論／概念模型和理解分子水平的相互作用。
(5)材料科學(xué)。材料研究是發(fā)明新材料，制造和加工已有的材料使其更加完美，讓它們有我們想要的性能和環(huán)境反應(yīng)。比如，對薄膜，有很多新的重要的應(yīng)用，包括基于硅的微電子學(xué)，化合物半導(dǎo)體，光電設(shè)備，高溫超導(dǎo)體和光電系統(tǒng)，這種薄膜的制造對很多因素都是極為敏感的，生產(chǎn)過程可通過各種處理完成，比如化學(xué)蒸發(fā)和沉積(Chemical Vapor Deposition)。模擬是在理解這個過程時的基本工具，這要求用到先進的數(shù)學(xué)模型和計算技術(shù)。近年來，大規(guī)模復(fù)雜計算建模已經(jīng)被用于設(shè)計高壓，高吞吐量的化學(xué)蒸發(fā)和沉積(CVD)反應(yīng)器。為生產(chǎn)新型材料提供設(shè)各。
數(shù)學(xué)建模及計算在科學(xué)探索中也很重要，比如在天體物理學(xué)，量子力學(xué)，相對論，化學(xué)和分子生物學(xué)，以及實驗起來太困難和花費太大的等各種科學(xué)研究領(lǐng)域，計算建模都逐漸成為重要的研究方法?？傊?，絕大多數(shù)科學(xué)性學(xué)科都從數(shù)學(xué)建模中獲益。事實上，新的發(fā)現(xiàn)和模擬技術(shù)本身的不斷發(fā)展，已經(jīng)形成了在科學(xué)研究中，以模擬，實驗和理論作為科學(xué)研究的基本模式。
2．人才市場的需要
在過去的十年間，信息和計算技術(shù)已成為帶動全球經(jīng)濟增長的主要因素之一。美國自然科學(xué)和技術(shù)理事會不只一次的提到過，工業(yè)和自然科學(xué)實驗室關(guān)心的是，他們早已不能滿足大量增長的信息與計算技術(shù)培訓(xùn)的需求。另外，聯(lián)邦部門，比如能源部的先進戰(zhàn)略加速計算部門(ASCI)和信息技術(shù)指導(dǎo)部都依賴于既有科學(xué)知識又具有計算知識的職員。這么多人對計算教育的需求是過去十年計算機處理能力的持續(xù)增長和計算機價格的不斷下降的共同結(jié)果。現(xiàn)在的學(xué)生能在計算機上玩電腦游戲，而十年前都認為這種性能的計算機只可能出現(xiàn)在政府部門的實驗室里。
計算機現(xiàn)在已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘９ぷ骱蜕畹姆椒矫婷?，并且影響著人才市場需求。這就需要把一些人放在要求的知識超出自身所受教育的崗位上。相應(yīng)的，具有多種知識和專業(yè)技能可以提高一個人的市場競爭能力和獲得更多的工作機會。雇主愿意選擇這些受過多種課程教育的雇員，這意味著他們可以雇少量的人員，而這些人員可以長時間的勝任相應(yīng)的工作。但是，要具有多種學(xué)位的話，不但花費昂貴，并且由于選修多門課程，還要耗費大量時間用于學(xué)習(xí)。相對地，由于這些要求或工作的一大共同點是(用數(shù)學(xué)思想)分析問題并建立模型(用計算機)求解，因此將數(shù)學(xué)建模的思想融入課堂教學(xué)可以為這些學(xué)生節(jié)約時間和金錢，可以培養(yǎng)他們用數(shù)學(xué)方法解決實際問題的素養(yǎng)和興趣，學(xué)生們積極參與其中，比他們僅僅是接受知識會學(xué)得更好，可以把原本不太投入的學(xué)生轉(zhuǎn)化成積極活躍主動的學(xué)習(xí)者，可以更好的勝任今后的各種工作崗位。
3．研究性教學(xué)的需要
雖然“數(shù)學(xué)建?！闭n程的教學(xué)已開展多年并于2006
年由四川省推薦申報國家級精品課程。數(shù)學(xué)建模也受到學(xué)生的廣泛認可和參與，但要看到的是這種教學(xué)本身依然是個案教學(xué)并且時間不長；傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識講授主要集中在傳授理論上，學(xué)生的普遍認識僅僅局限于同學(xué)位相關(guān)，對于數(shù)學(xué)的應(yīng)用，哪怕是在他們的專業(yè)方向的應(yīng)用也一點不知，更遑論分析及解決實際問題。而在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)建模思想是讓學(xué)生不但掌握數(shù)學(xué)基本知識，并且通過數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用來理解和領(lǐng)會科學(xué)。讓許多科學(xué)和數(shù)學(xué)概念更容易被學(xué)生接受和理解，而這些概念用原來的教學(xué)方法學(xué)生可能很難理解甚至無法理解。另外，這種教學(xué)方法本身便帶有研究性教學(xué)思想，更加符合國家的教育方針。數(shù)學(xué)建模教學(xué)自始至終提供學(xué)生感興趣的現(xiàn)實材料，如果可以在平時的教學(xué)中針對不同專業(yè)的學(xué)生講一些同其專業(yè)相關(guān)問題的數(shù)學(xué)解決方案并設(shè)置一些實際問題讓學(xué)生思考(類似麻省理工學(xué)院“偏微分方程數(shù)值解”課程的Mini Project)，這樣不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為其將來的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。
二、實施方法
在平時的數(shù)學(xué)教學(xué)中如何做到所提供的材料學(xué)生感覺有興趣又能不脫離教學(xué)呢?
1．挖掘教材內(nèi)涵，激發(fā)求知欲望
滲透數(shù)學(xué)建模思想教學(xué)的最大特點是聯(lián)系實際，作為數(shù)學(xué)選材并不難，數(shù)學(xué)應(yīng)用意識始終貫穿在我們的教材中，只要我們深入鉆研教材，挖掘教材所蘊涵應(yīng)用數(shù)學(xué)的材料，從中加以應(yīng)用、推廣，結(jié)合不同的專業(yè)選編合適的實際問題、創(chuàng)設(shè)實際問題情境，多安排學(xué)生身邊的或具有專業(yè)性的問題，讓學(xué)生能體會到數(shù)學(xué)在解決問題時的實際應(yīng)用價值，體會到所學(xué)知識的用途和好處，激發(fā)起學(xué)生的求知欲，同時在問題解決過程中學(xué)生能很好掌握知識，培養(yǎng)學(xué)生靈活運用和解決問題、分析問題的能力。如：學(xué)完概率與微積分后與學(xué)生探討下面問題：報童賣報紙的訣竅。報童每天清晨從報社購進報紙零售，晚上將沒有賣掉的報紙退回，設(shè)報紙每份的購進價為b，零售價為a，退回價為c，這就是說，報童售出一份報紙賺a-b，退回一份賠b-c，報童每天如果購進的報紙?zhí)俨粔蛸u的，會少賺錢；如果購進太多賣不完，將要賠錢，請你為報童籌劃一下，他應(yīng)如何確定每天購進報紙的數(shù)量，以獲得最大的收入。這個問題在我們現(xiàn)實生活中有很多類似的問題，具有普遍性，值得深入探討，類似這樣的日常問題還有很多，都能激發(fā)同學(xué)們的興趣和動手操作、查找資料，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，解決分析問題能力。這正是數(shù)學(xué)建模教學(xué)所能達到的要求，也正是高等學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)做到的，用數(shù)學(xué)知識進行思考、分析，真正體驗到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的價值，從而強化學(xué)習(xí)動機，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。
2．結(jié)合專業(yè)題材，強化應(yīng)用意識
在電子科技大學(xué)，畢業(yè)生廣泛從事的是工程和科學(xué)的相關(guān)職業(yè)，對這些畢業(yè)生來說，三種重要的技能是解決科學(xué)問題，綜合信息和數(shù)學(xué)技能。這些技能對于從事軟件相關(guān)職業(yè)的畢業(yè)生也是非常重要的。對其數(shù)學(xué)教學(xué)必須以應(yīng)用研究型為目的，體現(xiàn)“聯(lián)系實際、深化概念、內(nèi)涵與應(yīng)用并重”的思想，學(xué)數(shù)學(xué)主要是為了培養(yǎng)良好的分析及解決問題的思維方式并用來解決工作中出現(xiàn)的具體問題，這種要求決定了理解并使用數(shù)學(xué)的重要性。一些專業(yè)教材中(如《電磁場與波》)的問題都是現(xiàn)實中存在又必須解決的問題，正是數(shù)學(xué)建模教學(xué)的最佳材料。實際上現(xiàn)在有很多的諸如《數(shù)學(xué)物理》、《數(shù)學(xué)金融》、《生物數(shù)學(xué)》等《數(shù)學(xué)+x》教材，這些教材也是針對不同專業(yè)的學(xué)生選擇實際問題的較好材料。因此在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中結(jié)合專業(yè)知識，據(jù)不同的專業(yè)選取不同的典型問題進行教學(xué)，舍去部分數(shù)學(xué)教材中純數(shù)學(xué)的例題，激起學(xué)生的興趣、求知欲，強化數(shù)學(xué)思維及數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，提高學(xué)生的專業(yè)能力。如：函數(shù)的分析作圖法對機械學(xué)院的學(xué)生可引用“圖解法和解析法高計盤形凸輪輪廓”的例子；微電子與固體電子學(xué)院的學(xué)生則可引用“材料拉伸過程的δ―ε：圖”專業(yè)知識習(xí)題；在講授微分方程時，對微電子與固體電子學(xué)院的學(xué)生可以穿插LRC回路方程的建模和求解，使得他們在學(xué)習(xí)“電路分析”等課程時可以更加得心應(yīng)手。在講授函數(shù)的最值時，經(jīng)濟學(xué)專業(yè)可選取最小投入、最大收益、利潤等典型例題，有條件的話可以讓學(xué)生課外調(diào)查物品進價、售價與銷售量的關(guān)系，尋找模擬函數(shù)，找出物品的最佳售價等。對數(shù)學(xué)系學(xué)生而言，在講授“數(shù)學(xué)分析”中可以穿插一些力學(xué)問題建?；蚪?jīng)濟學(xué)問題，如Nash均衡等。通過接觸大量與專業(yè)有聯(lián)系的實例，能夠使學(xué)生建立正確的數(shù)學(xué)觀念，提高整體教學(xué)效果，拓寬學(xué)生的思路，提高學(xué)生分析并解決實際問題的能力，強化專業(yè)知識，提升人才培養(yǎng)的力度，為社會各界輸送高質(zhì)量的人才，體現(xiàn)在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中貫穿數(shù)學(xué)建模思想的價值，實現(xiàn)國家“科教興國”的戰(zhàn)略。
3．課程體系的建設(shè)
前面闡述的二點都可以歸結(jié)為在課堂教學(xué)中融入數(shù)學(xué)建模的思想，需要注意的是這些實施辦法對任課教師的要求更高，這不僅需要掌握本專業(yè)的內(nèi)容，還要盡可能了解其他學(xué)科專業(yè)課程內(nèi)容，搜集現(xiàn)實問題與熱門話題等等。比如，同樣是“微積分”，但學(xué)生所學(xué)專業(yè)卻差別很大，有通信、物理、化學(xué)、生物、地球科學(xué)，商業(yè)和金融等，而在這些領(lǐng)域數(shù)學(xué)建模運用又非常廣泛，要講好應(yīng)用案例，就要求講課教師要不斷的吸取“微積分”在所講授專業(yè)的應(yīng)用。這本身是一個雙贏的過程：一方面可以幫助教師的科學(xué)研究(比如筆者便利用課余時間同計算電磁學(xué)方向聯(lián)合研究)，對老師而言，這是一個需要耗費大量時間和精力的工作，這就需要老師自己有端正的態(tài)度及不斷學(xué)習(xí)新知識的理念。另一方面，這種教育也為學(xué)生鋪開了一個新的有價值的世界，學(xué)習(xí)到現(xiàn)代專業(yè)人員需要的工具和技術(shù)知識，獲得有價值的職業(yè)和科學(xué)研究技巧。當然，如果有好的教材，所有的工作都必將事半功倍。從國內(nèi)的情況看，數(shù)學(xué)系的學(xué)生普遍僅僅限于學(xué)習(xí)純粹的數(shù)學(xué)理論，在理工科學(xué)校，這種情況要好些。以電子科技大學(xué)為例，在數(shù)學(xué)系開設(shè)了“電磁場與波”這門課程，毫不夸張地講，工程(自然)科學(xué)專業(yè)的專業(yè)課程基本上都是數(shù)學(xué)建模的一些案例。如廣泛利用微分方程建模的“電路分析”，對電磁場分析建模并建立MAXWELL方程組的“電磁場與波”等。這也在一個側(cè)面說明了在電子科技大學(xué)，工科學(xué)生的數(shù)學(xué)建模成績總是好于數(shù)學(xué)系學(xué)生的原因――數(shù)學(xué)建模的思想貫穿工科專業(yè)教學(xué)的整個過程。
