時間：2023-12-09 17:31:42
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[中圖分類號] TH79 [文獻標識碼] A
一、 引言
依據(jù)高等教育內(nèi)外部環(huán)境的諸種變化，以及國家自主創(chuàng)新對于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的要求，在“卓越工程師”培養(yǎng)的教育理念指導下，通過對學生知識、能力與創(chuàng)新要素的綜合分析研究，本文提出構(gòu)建一種以學生為中心，以滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的個性化需要，利于學生自主學習為目標的多模式開放型實驗教學體系。該種實驗教學體系對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的推動作用主要體現(xiàn)為實驗教學的多模式化組織以及綜合性開放式實驗考核評估2個方面。
生物醫(yī)學工程及相關儀器專業(yè)的學生在實驗技術上應培養(yǎng)具備生物醫(yī)學信息采集、傳輸、處理、分析新型生物醫(yī)療電子、信息與儀器等硬件知識、并具備較強的醫(yī)學應用軟件設計、開發(fā)的能力，能夠?qū)⑿畔⒓夹g與醫(yī)療管理、醫(yī)療服務有機結(jié)合的高級醫(yī)學信息技術人才。因此在課程內(nèi)容安排上做到面和點的結(jié)合，既要保證知識面廣，同時要重點突出。但現(xiàn)狀是生物實驗與儀器等軟硬件平臺的掛鉤程度不夠。目前生物學實驗一方面主要涉及以細胞等微觀生物信息為主的實驗數(shù)據(jù)，主要以細胞生物學、遺傳學、解剖學為代表；另一方面涉及以人體生理信息為主的宏觀生理信號為主的實驗數(shù)據(jù)，主要以醫(yī)學儀器相關實驗為代表，均以單一化實驗結(jié)果作為實驗考核依據(jù)，限制了學生主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。所以生物學實驗需要結(jié)合自身的教學經(jīng)驗，對教學中存在的問題進行逐步改進。通過調(diào)整實驗內(nèi)容、改革教學方法、完善考評體系等措施，對于生物實驗分析不能以短期實驗唯一結(jié)果論的定性認識為主，而應該強調(diào)以“長時程跟蹤的過程啟發(fā)式”為主的定量累積式分析，即在側(cè)重得到實驗結(jié)果的同時，鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺知識，靈活選擇信號特征提取方法，加強對信號分析的能力和對結(jié)果的理性認識，發(fā)揮實驗課的實踐性優(yōu)勢，得到多樣化的處理結(jié)果，最大程度地增強學生的自主性與參與性。
在以過程化為主的“一問多答”教學模式中，采用啟發(fā)式的教學方法。教師根據(jù)教學內(nèi)容向?qū)W生提出問題，引起學生主動思考，從而變結(jié)果灌輸式的被動學習為過程啟發(fā)式的主動學習，加深學生對概念、理論的理解，發(fā)現(xiàn)問題，敢于提出問題，渴求解決問題。而課后的各種實驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以直觀地了解教師教學內(nèi)容安排是否合理，教學效果是否明顯，為教學改革提供依據(jù)，從而為創(chuàng)新性高素質(zhì)人才的培養(yǎng)作出應有的貢獻[1]。
二、現(xiàn)有模式的現(xiàn)狀及改革途徑
（一）. 微觀生物實驗內(nèi)容由于教學條件等因素的限制，多局限于顯微鏡使用、或細胞膜通透性等驗證性實驗，對于推動微觀細胞生物學快速發(fā)展的新技術新方法，缺少教學資料與手段；同時，人體生理信息等宏觀醫(yī)療儀器生物實驗的測試側(cè)重于對醫(yī)療儀器面板的操作和各種簡單生理信息的直接獲取。
（二）. 實驗教學模式單調(diào)，難以激發(fā)學生的積極性和主動性?，F(xiàn)行的實驗教學基本都先由學生預習實驗指導書，實驗儀器設備及試劑都由實驗教師提前準備好，學生只要按照實驗步驟按部就班地做，最后寫出實驗報告。這種實驗教學模式難以很好地啟發(fā)學生創(chuàng)造性思維，不利于培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。學生容易無精打采，注意力分散，反應遲滯，多數(shù)學生被動應付教師的要求，甚至投機取巧，如采用“配色”等方式快速完成生化實驗；有的課堂學生隨心所欲，各行其是，故意搗亂，師生處于一種對抗狀況。在這樣的課堂環(huán)境里，教學任務難以完成，傳授知識、培養(yǎng)素質(zhì)的目標難以實現(xiàn)[2]。
（三）. 實驗教學缺乏綜合性、設計性，不利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。由于課時安排固定、實驗條件的限制，現(xiàn)行開設的實驗項目多為驗證性實驗，實驗過程及可能出現(xiàn)的問題基本固定，結(jié)果也基本已知，只要按照步驟去做，基本都能達到較好效果。這種模式限制了學生思維，難以達到學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[3]。
（四）. 實驗課成績評定方式需要進一步完善。實驗課程由于其性質(zhì)的特殊性，往往難以確定完善的考核指標和體系，從而導致學生實驗報告書寫的工整和完整程度決定了最終成績，使得最終實驗課成績評定存在一定的隨意性，從某種程度上影響了學生學習的動力[4]。
在此評估基礎上，應實現(xiàn)的改革途徑主要包含以下兩個方面：
第一，生物學實驗教學鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺，靈活選擇信號特征提取方法，加強對信號分析的能力和對結(jié)果的理性認識，發(fā)揮實驗課的實踐性優(yōu)勢，得到多樣化的處理結(jié)果，最大程度地增強學生的自主性與參與性，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、獨立思考、團隊合作、自主創(chuàng)新的科學精神；
第二，通過施行開放式多結(jié)果的過程化實驗教學模式，注重實驗知識的延伸，創(chuàng)造和諧課堂、完善考核制度等改革措施，發(fā)揮實驗課的實踐性優(yōu)勢，努力營造和諧課堂，最大程度地增強學生的自主性與參與性，培養(yǎng)社會需要的創(chuàng)新型、應用型、復合型、外向型人才。
三、實驗內(nèi)容改革的模塊化設置
（一）修改完善教學大綱，科學合理設置實驗內(nèi)容。
本專業(yè)實驗本著充分利用現(xiàn)有資源和儀器設備的原則，綜合考慮知識的難點和重點調(diào)整實驗教學內(nèi)容，以“綜合課程設計”的2-3個相互銜接的短學期形式，對原有實驗內(nèi)容進行篩選和整合，依照學生的實驗技能發(fā)展過程依次開設基本操作實驗、驗證性實驗、綜合性和創(chuàng)新設計性實驗。以微觀生物實驗為例，基本操作實驗包括顯微鏡的使用、顯微測量、細胞形態(tài)觀察等內(nèi)容；設計驗證性實驗包括活體染色、細胞化學、核酸存在部位及檢測方法、細胞膜的滲透壓及細胞吞噬作用等內(nèi)容；設計綜合性實驗需要在完成基本操作實驗和驗證性實驗的基礎上，指導學生查閱實驗資料及設計實驗方法，合理利用實驗室資源，充分利用實驗材料來完成實驗，如動物細胞的原代及傳代培養(yǎng)可作為設計綜合性實驗內(nèi)容。相關生物實驗進行后，應著重加強特定生物信號與相應軟件處理的結(jié)合工作?？珊唵胃艣r為將專業(yè)軟件類課程打通，開設一門面向?qū)I(yè)的軟件設計課程，如“生物醫(yī)學工程軟件設計”，或“電子信息技術及儀器軟件設計”課程，處理對象可定位為前期獲得的實驗數(shù)據(jù)。而以宏觀的動物生理數(shù)據(jù)為例，離體培養(yǎng)的小雞或蛙心肌細胞信號可通過相關動物實驗獲得，通過將測試的信號存儲成dap數(shù)據(jù)格式，輸入labVIEW軟件進行鎖相處理編程及特定濾波處理，實現(xiàn)對所弱信號的分析和相應數(shù)字信號處理工具的掌握，達到將感性數(shù)據(jù)上升到理性知識的目的。
（二）改革教學方法，變結(jié)果灌輸式為過程啟發(fā)引導式。
實驗過程中，既要發(fā)掘?qū)嶒灡澈蟮睦碚撝С?，又要培養(yǎng)技術意識，重視實驗技術和方法。同時，鼓勵師生交流，提倡師生間的問答，活躍課堂氣氛。教學過程中，教師在講清實驗目的和原理的前提下，鼓勵學生根據(jù)所學知識，自主設計實驗過程并完成實驗，實驗報告可考慮通過建立在各種實驗數(shù)據(jù)分析基礎上的論文形式完成。
（三）完善考評體系，激發(fā)學生對科學的求知欲和對本課程的興趣。
實驗考評體系應以過程累積式考核為主，擯棄傳統(tǒng)結(jié)果式考評。以細胞生物學實驗為例，其考核應以考查學生運用理論重視、運用實驗技術的能力為主要內(nèi)容，可安排綜合性實驗要求學生利用所學的理論知識和實驗技術進行綜合分析、實際操作、做出實驗結(jié)果。對于實驗技術，以學生的直接操作作為考核方式，對于實驗理論的考核，通過閉卷方式完成，也可以通過學生對實驗數(shù)據(jù)的各信息化平臺分析來進行多結(jié)果式考核。另外，對于能夠自主設計完成實驗，積極申報完成開放性實驗的學生給予較大系數(shù)的鼓勵性加分。實驗具體路線圖如下。
四、實驗操作的關鍵性問題
（一）如何處理實驗室的開放問題。
在改革過程中，實驗設備資源的開放和教學方式的開放是該長期化銜接實驗的重要保障。其主要實現(xiàn)途徑為，結(jié)合生物學和儀器教學平臺，實施“具體生物弱信號案例教學法”，采用學期末“首尾相連”的兩個短學期和整個學期的“三明治”夾心時間實施整個實驗課程，并由相關實驗課的青年教師負責各實驗室的公共開放時間和相互協(xié)調(diào)。這樣能有效調(diào)動學生的主觀能動性，加強課程內(nèi)容的實踐性，在知識的傳授過程中滲透工程技術的內(nèi)容，使學生掌握工程設計、工程實踐的一般規(guī)律和基本方法，避免工科教學理科化、脫離實際的傾向。如圖2所示針對在體心電信號的測試及信號處理方法，可安排在微觀動物心肌細胞的培養(yǎng)及生物學方法觀察的細胞生物學實驗的短學期時間，同時合并進行在體式心肌細胞搏動的信號及噪聲分析，加強定性實驗及理性的定量分析實驗的融合，提高相關理論知識與動手能力的結(jié)合（圖2）。
（二）如何充分利用實驗室資源，引導學生設計綜合性實驗
第一，以生理儀器平臺為主的硬件實踐動手能力。
當完成基礎性生理實驗及相關軟硬件知識的授課后，以宏觀人體生理信息為主的醫(yī)學儀器實驗，應該以設計開發(fā)性實驗為主，鼓勵學生自己設計開發(fā)醫(yī)學儀器。同樣以心電信號為例，如心電監(jiān)測儀實驗中，可要求根據(jù)在體式及離體式心電信號的特點（圖3（a）（b）），結(jié)合理論知識，設計電信號檢測原理圖，用布線軟件軟件畫出其原理圖，并制作電路板、布線和焊接電路，在單片機應用開發(fā)環(huán)境中編寫程序并調(diào)試。最后制作簡單心電監(jiān)測儀，通過相關的虛擬儀器平臺，在示波器上顯示被測者心電圖。同時配合相關傳感器知識，還可制作體溫計、氣體檢測儀等醫(yī)學儀器。在此基礎上，還可設置網(wǎng)絡數(shù)據(jù)平臺，進行遠程控制。
第二，以微弱生物信號實驗數(shù)據(jù)分析為主的軟硬件結(jié)合能力。
信息技術的發(fā)展對生物醫(yī)學信號的檢測、處理以及數(shù)字信號處理幾個方面發(fā)揮著重要的作用。生物信號一般可以分成電信號和非電信號，如心電、肌電、腦電等屬于電信號；其它如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于非電信號。如從處理的維數(shù)來看，可以分成一維信號和二維信號，如體溫、血壓、呼吸、血流量、脈博、心音等屬于一維信號；而腦電圖、心電圖、肌電圖、x光片、超聲圖片、CT圖片、核磁等則屬于二維信號。醫(yī)學儀器實驗采集到大量的以上一些宏觀的人體生理信號數(shù)據(jù)，應利用學生的相關生物醫(yī)學信號處理的知識，根據(jù)生物醫(yī)學信號的特點，對所采集到的生物醫(yī)學信號進行分析、解釋、分類、顯示、存貯和傳輸，其研究目的一是對生物體系結(jié)構(gòu)與功能研究，二是協(xié)助對疾病進行診斷和治療。
本學院的相關教研室教師結(jié)合labview、DSP等編程工具的實驗教學案例，對于“虛擬儀器技術”及“數(shù)字信號處理”的綜合做了以下研究及整合?！疤摂M儀器技術”及“數(shù)字信號處理”是一門應用性較強的技術課程。隨著信息化的發(fā)展，信息技術不斷地滲透到科學研究等各個領域中，發(fā)揮著越來越大的作用?？茖W實驗、測試信號的處理、工業(yè)生產(chǎn)中自動化生產(chǎn)線的測控等都以信號處理為基礎。我校“數(shù)字信號處理”實驗，以數(shù)字信號分析為基礎，以數(shù)字濾波為手段，以數(shù)字信號處理為目的，突出譜分析和濾波的應用，加大與信號與系統(tǒng)、自動控制原理，以及后繼的通信原理、計算機圖像處理等課程之間的銜接，使其與其他課程實驗融合為一個有機的整體。
以虛擬儀器中的相關控件調(diào)用為例，解決數(shù)字信號處理課程中的基本知識點“快速傅里葉變換（FFT） 數(shù)字濾波器”的實驗設置，對本文提出的“多模式過程啟發(fā)型實驗教學體系”進行具體闡述。
該知識點通常的實驗要求和目的為：①加強對labVIEW相關控件工具的使用及虛擬儀器技術編程能力的提高，加深對FFT基本原理和性質(zhì)的理解；②學習利用FFT對連續(xù)或離散時間信號進行譜分析，了解可能出現(xiàn)問題及其原因，以便在實際應用中能夠正確使用FFT。
按照基本的實驗要求和目的，和多模式開放性原則，對該知識點的實驗設置如下：
第一，驗證性實驗內(nèi)容。主要通過調(diào)用labVIEW“信號分析模塊”總的FFT函數(shù)，分析序列和其頻譜的特點，設計產(chǎn)生相應的虛擬生理信號及噪聲源，利用數(shù)字信號處理中各濾波器的特點去除噪聲，分析去噪后結(jié)果，并利用相關原理解釋其中的現(xiàn)象。實驗目的是通過形象和具體的內(nèi)容，加深對理論知識的理解。該層面的實驗以直觀、具體和形象化為主要特點，避免復雜化。學生不會因為陷入繁雜的具體過程，而影響對理論知識的理解和掌握
第二，綜合、設計型實驗內(nèi)容。數(shù)字信號處理與所采集到的實驗數(shù)據(jù)具有密切相關的聯(lián)系。生物醫(yī)學信號中的特點是微弱、噪聲大，所以濾波和靈敏度是生物醫(yī)學信號采集的關鍵。另外生物醫(yī)學信號的隨機性強，是隨機的且非平穩(wěn)的。正是因為生物醫(yī)學信號的這些特點，以傅里葉理論為基礎的小波變換方法成為生物醫(yī)學信號分析的有力工具。利用小波變換能將原始心電信號分解為不同頻率的信號，然后對信號進行重建，此方法能很好地消除心電信號中的基線漂移，抑制工頻和肌電干擾，同時能獲得QT間期的精確值，是本專業(yè)學生的重要編程思想。
所以，在實際的推進環(huán)節(jié)中，涉及一個短期的課程推導實踐以及長期的過程啟發(fā)式環(huán)節(jié)。其中短期內(nèi)容包括將短學期等實踐類課程，如“醫(yī)學軟件編程實習”和本門課程合并，其課時作為本門課程的實踐環(huán)節(jié)；長期內(nèi)容則包括：①將畢業(yè)設計環(huán)節(jié)和課程合并，增加實踐課時；②將所有的硬件測試類課程和相關軟件分析生理信號內(nèi)容合并。如“C程序設計”，“數(shù)據(jù)庫基礎”，“面向?qū)ο蟪绦蛟O計”等。此時授課教師不再為單個教師，而是整個課程群的全體教師；③學生畢業(yè)嚴格按照“寬進嚴出”的理念操作?？偨Y(jié)后的某“過程啟發(fā)式”實驗具體操作實例如下：
創(chuàng)設情境，提出問題。可安排在微觀動物培養(yǎng)及生物學方法觀察后，同時協(xié)調(diào)進行在體式動物信號及噪聲分析，加強感性的定性實驗及理性的定量分析實驗的融合，提高相關理論知識與動手能力的結(jié)合：如細胞離體培養(yǎng)后的各種生物信號指標及各種混入的噪聲和分類，在此基礎上結(jié)合該案例講解相關濾波器的工作原理和基本設計方法，然后將生理信號提取的設計任務作為設計性作業(yè)布置給學生。
分組研討，設計方案。在布置設計任務后，教師組織學生分組研討。根據(jù)學生自主學習能力的強弱和自身特點合理分組，方便學生間相互協(xié)作，共同提高。學生利用電子資料庫檢索，查閱相關資料，獲取豐富的信息資源，通過對各種信息資源的分析研究，提出自己的解決方案。
成果展示，分析歸納。在各小組取得了初步的設計成果后，教師以課堂教學形式組織各小組的成果展示與評價。在課堂上通過虛擬實驗室系統(tǒng)和數(shù)字投影儀，展示各種解決方案所取得的生理信號濾波效果，分析它們的優(yōu)缺點，引導學生分析歸納出解決此類問題的思路與方法，并共同探討最佳設計方案。
五、結(jié)語
“加強實驗教學和實驗環(huán)節(jié)，抓好綜合性和創(chuàng)新性實驗，大力培養(yǎng)學生實踐能力”是我國高校推進自主創(chuàng)新，落實“高等學校教學質(zhì)量與教學改革工程”，培養(yǎng)創(chuàng)新人才所需采取的重要措施[4]。本文總的改革目標是“遵循以學生為本，注重以互動式教學為核心的教學觀念，構(gòu)建有利于增強求知欲和創(chuàng)造力的課程教學模式”。本文提出的多模式開放性實驗教學體系擯棄短期實驗唯一結(jié)果論的定性實驗，強調(diào)以“長時程跟蹤的過程啟發(fā)式”為主的定量累積式綜合分析實驗，在整個學年中分階段構(gòu)建以實驗教與學為中心的綜合型數(shù)字化實驗教學環(huán)境；鼓勵學生自主采用各種軟硬件儀器平臺，靈活選擇信號分析方法，加強對信號分析的能力和對結(jié)果的理性認識，發(fā)揮實驗課的實踐性優(yōu)勢。通過施行開放式多結(jié)果的過程化實驗教學模式，注重實驗知識的延伸，完善考核制度等改革措施，最大程度地增強學生的自主性與參與性，積極響應國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，培養(yǎng)出具有專業(yè)領域特色，能夠基本獨立完成初級軟硬件規(guī)模設計和開發(fā)工作的創(chuàng)新型、應用型、復合型、外向型的“卓越工程師”型儲備人才。
[參考文獻]
[1]張曉東.人才培養(yǎng)與產(chǎn)學研結(jié)合實踐中的問題及對策[J].沈陽航空工業(yè)學院學報，2009，26：41-44.
關鍵詞：網(wǎng)上教學；供給側(cè)改革；優(yōu)化
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）26-0080-03
《建設工程項目管理》是開放教育土木工程（工程管理方向）專業(yè)的核心課程，其所涉及的知識與工作實際十分貼合，對于在實際工程管理中起到的作用非常之大。而且本課程還是全國一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試的必考科目，所以本課程的建設和教學應與工作實際和學員考證需求緊密結(jié)合起來。但受到開放教育教學特點的影響，難以有效地將二者結(jié)合起來。為了克服這一問題，筆者從自身專業(yè)特c出發(fā)，通過近兩年的努力，積極推進課程與崗位、證書的對接，使課程的網(wǎng)上教學活動得到了優(yōu)化，并取得了較好的成效。
一、網(wǎng)上教學活動優(yōu)化思路
（一）以往網(wǎng)上教學存在問題
在以往的網(wǎng)上教學活動中，客觀上，一方面，由于教學所提供的資源不夠豐富，并且難以為學員解決實際的問題導致學員的學習興趣不高；另一方面，由于網(wǎng)上教學載體形式單一，程序繁瑣，制約了學員學習的熱情。主觀上，由于教學組織者和教學參與者的參與熱情不夠，也導致以往的網(wǎng)上教學活動流于形式，沒能取得良好的效果。[1]但實際上，學員對于網(wǎng)上教學和課程的學習需求非常大，特別是對于能夠解決學員實際問題，為學員實際需求服務的網(wǎng)絡教學內(nèi)容，有很高的學習熱情。
（二）主要思路
開放教育網(wǎng)上教學活動的關鍵在于課程資源的供給與學員需求的無縫對接，在于教學媒介的手段足夠豐富。基于這一特點，筆者對《建設工程項目管理》課程的網(wǎng)上教學活動作如下優(yōu)化思考。
1.以“崗、證、課”結(jié)合為思路，對課程資源和內(nèi)容進行重構(gòu)，即：“崗位能力提升、一級建造師考試培訓、課程學習”三者有機結(jié)合起來，滿足學員的學習需求。如在本課程《建設工程項目管理》中，可以將崗位知識、考證知識和課程知識有機結(jié)合起來，構(gòu)建以微視頻課程資源、在線題庫資源、典型案例解析資源、執(zhí)業(yè)資格能力資源為一體的四大網(wǎng)絡教學資源模塊。
2.進一步豐富網(wǎng)絡教學媒介形式，建立以課程微信公眾號為主要媒介資源的網(wǎng)絡資源媒介，豐富和優(yōu)化網(wǎng)上教學活動的媒介手段[2]。在當前互聯(lián)網(wǎng)+背景下的大數(shù)據(jù)時代，豐富和改善網(wǎng)絡教學的媒介和載體，讓學員隨時隨地便捷地使用學習網(wǎng)絡教學資源，將會極大地提升學員的學習興趣。一方面可以豐富和完善掌上電大APP的學習資源，充分發(fā)揮掌上電大學習APP的作用，提高學員使用掌上電大APP學習的普及率，另一方面在開放教育中推行建立專業(yè)或者專業(yè)課程微信公眾號，利用微信公眾號實現(xiàn)學員隨時隨地的學習。比如說：建立土木類專業(yè)《建設工程項目管理》課程的微信公眾號，由學校專業(yè)團隊負責對本公眾號的管理和維護，實時更新完善視頻資源、課程資源，為學員隨時隨地交流學習提供平臺，實現(xiàn)教學互動學習互動的零距離。
3.構(gòu)建線上、線下一體的教學組織體系。通過網(wǎng)上教學活動的組織以及線下教學活動的補充，教師與學員、學員與學員之間的互動交流，通過互動交流提升學員的自主學習能力、提高學員應用新媒體的水平、解決學員在實際工作和復習備考一級建造師的問題。比如將工程項目管理基本理論模塊設置為視頻在線學習（規(guī)定學時）、在線題庫練習、模塊知識小測驗、仿真資格考試能力測試四個小任務，依次完成指定任務。并在任務中設置獎勵，提高任務的趣味性。
4.成立專業(yè)或課程教學團隊，為網(wǎng)上教學活動提供智力保障。網(wǎng)上教學活動是開放教育人才培養(yǎng)和專業(yè)課程學習的組成部分，本人認為應從各省開放教育人才培養(yǎng)的高度出發(fā)，成立以省級電大（開放大學）專業(yè)帶頭人為核心，各基層電大專業(yè)教師為主體的專業(yè)課程教學團隊，緊密合作，協(xié)調(diào)分工，對網(wǎng)絡教學資源進行維護和更新，從而實現(xiàn)全省電大同一專業(yè)的網(wǎng)絡教學資源全面共享，既可以提高網(wǎng)絡資源的有效性，降低人才培養(yǎng)的人力成本，又能將全省各級電大的師資整合起來，為開放教育培養(yǎng)質(zhì)量的提升提供智力保障。
二、網(wǎng)上教學實施過程
（一）網(wǎng)上教學活動模式優(yōu)化
根據(jù)建筑類行業(yè)的實際特點，結(jié)合本課程與建筑行業(yè)之間的關系，按圖1所示，優(yōu)化本課程網(wǎng)上教學活動的模式。通過對學生的分析，重新整合知識點，并將崗位能力、課程要求和證書要求結(jié)合起來，開展網(wǎng)上教學活動。
按照這種優(yōu)化模式，一方面通過對學員的構(gòu)成和需求在組織教學前進行具體分析，提高了網(wǎng)上教學活動組織的針對性[3]，另一方面通過對課程知識的整合，特別是將崗位知識點、課程知識點和考證知識點整合在一起，提高了課程知識的適應性。同時，在網(wǎng)上教學活動媒介和組織形式上的優(yōu)化，比如網(wǎng)上教學活動的內(nèi)容以及真題構(gòu)建，又如用微信互動、過程學習提醒和過程評價等方式，進一步提高了學員學習興趣和熱情，從而解決了以前課程理論性太強，與實際結(jié)合不緊密的不足，提高了學員學習的興趣。
（二）模式優(yōu)化細節(jié)
1.教學組織前對學情進行分析，以浙江金華電大2015春土木專業(yè)為例，學員的情況如表1。通過對學員學情的分析，完善網(wǎng)上教學課程資源建設和課程組織的方式。從分析情況來看，學員的學習目標明確，年齡構(gòu)成以20到30歲的為主，對于新媒介的使用都較為熟悉。但工學矛盾較大、學習時間相對偏少。
2.整合優(yōu)化課程知識點，將全國注冊一級建造師執(zhí)業(yè)資格《建設工程項目管理》科目的考核知識點和本課程的知識點整合起來，并結(jié)合實際崗位能力的需求，將課程知識點劃分成五大模塊，即：工程項目管理基本理論模塊；工程項目管理招投標與合同管理模塊；工程項目質(zhì)量、成本、進度管理模塊；工程項目管理實務模塊；一級建造師《建設工程項目管理》備考模塊。
3.編制網(wǎng)上教學活動導學單，利用導學單明確使用媒體的時間、任務安排及要求，以主動引導學員參加網(wǎng)上教學活動，明確學員的任務[4]。通過事先，提高學員的參與率。導學單格式如下表2：
4.運用微信公眾號、QQ、論壇等新媒體，開展網(wǎng)上教學活動，圍繞《建設工程項目管理》課程的知識特點，通過集中討論、個別交流、共同參與等形式開展網(wǎng)上教學活動。具體的實施辦法如下：
（1）利用班級QQ群、論壇等開展集中網(wǎng)上教學活動。
（2）利用QQ、論壇、微信、郵件進行學員個別交流活動。
三、教學主要成效
通過《建設工程項目管理》網(wǎng)上教學模式的優(yōu)化和具體的活動實施，筆者認為本課程網(wǎng)上教學取得了以下幾個方面的成效：
1.學員遠程實驗平臺測驗完成率大幅提高。以金華電大2015秋土木工程本科學員為例，通過網(wǎng)上教學活動，學員之間互幫互助，該班級學員的遠程實驗平臺作業(yè)完成率100%，并且在學期末前一個多月前就已全部完成，一改以往需要輔導教師不斷督促才能勉強完成的情況，有效地提高了學員自主學習的能力。
2.實現(xiàn)了教師與學員、學員與學員之間全方位的互動交流。圍繞“崗位能力提升、一級建造師考試培訓、課程學習”三者有機結(jié)合交流學習的宗旨，教師利用QQ、論壇、微信等各類新媒體發(fā)起學習討論，實現(xiàn)教師與學員、學員與學員之間的互動交流。
3.學員綜合能力得到一定提升。通過網(wǎng)上教學模式活動的開展，一方面學員使用微信、論壇等新媒體的能力得到了提高，從學員參與的熱情以及論壇的使用率和學員遠程實驗平臺的完成率就可以發(fā)現(xiàn)。另一方面學員自主學習的能力也得到了提升，學員能夠通過自學后利用論壇和QQ進行交流和學習，互相之間能對某些問題進行答疑解惑。再則就是學員的學習認識能力有了提升，通過本次教學活動學員對課程學習和專業(yè)學習的認識和分析能力有了提升，學會了用比較的方式去分析問題和解決問題。
4.推動了課程備課模式的改進。利用本次網(wǎng)上教學活動，轉(zhuǎn)變了以往就書本知識而講書本知識的傳統(tǒng)觀念，將與本課程相關聯(lián)的崗位知識、考證知識結(jié)合起來[5]，并以一級建造師《建設工程項目管理》考試科目為抓手，將該考試科目的一些重點和難點知識，比如預付款的支付、項目的實際管理要求等等與實際相關的知識點作為備課重點，通過網(wǎng)上教學活動的方式與學員共同交流和學習，提高了本課程學習的實效性。
四、結(jié)語
筆者認為開放大學系統(tǒng)提出的“深化課程教學改革，創(chuàng)新網(wǎng)上教學模式，落實教學過程，提升開放教育教學質(zhì)量”的工作一直在路上，只要每位任課教師能夠轉(zhuǎn)變觀念，在省級電大（開放大學）以及各基層電大的共同帶領下不斷完善網(wǎng)絡教學資源，豐富網(wǎng)絡教學媒介形式，樹立團隊合作的意識，定能實現(xiàn)供給側(cè)改革思路下開放教育人才培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展目標。
參考文獻：
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中圖分類號：X-019 文獻標識碼：A
1 工程力學與環(huán)境科學的學科交叉理論
工程力學是20世紀50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對這個學科做了開創(chuàng)性工作的是中國學者錢學森。
在20世紀50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術問題，所涉及的溫度高達幾千度到幾百萬度，壓力達幾萬到幾百萬大氣壓，應變率達百萬分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實驗方法來直接測定。為了減少耗時費錢的實驗工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)；在一些力學問題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問題；出現(xiàn)一些遠離平衡態(tài)的力學問題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過程的高階項；由于對新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預見新型材料力學性能的計算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學的建立。工程力學之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計力學的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運動規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎和可能。
總的來說，工程力學具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點，有很大的知識面和靈活性，對國家現(xiàn)代化建設具有重大意義。
2工程力學理論在環(huán)境科學中的發(fā)展
2.1環(huán)境與力學的學科特點
工程力學雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關老學科的地方較多，但作為力學的一個新分支，確有一些獨具的特點。工程力學著重于分析問題的機理，并借助建立理論模型來解決具體問題。只有在進行機理分析而感到資料不夠時，才求助于新的實驗。
工程力學注重從微觀到宏觀，以往的技術科學和絕大多數(shù)的基礎科學，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學則建立在近代物理和近代化學成就之上，運用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學建立的主導思想和根本目的。
雖然工程力學引用了近代物理和近代化學的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計物理或者物理化學的一個分支，因為無論是近代物理還是近代化學，都不能完全解決工程技術里所提出的各種具體問題。工程力學所面臨的問題往往要比基礎學科里所提出的問題復雜得多，它不能單靠簡單的推演方法或者只借助于某一單一學科的成就，而必須盡可能結(jié)合實驗和運用多學科的成果。
2.2研究內(nèi)容和方向
工程力學主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學平衡性質(zhì)和化學平衡的研究等。對于這類問題，工程力學主要借助統(tǒng)計力學的方法。
工程力學的研究工作，目前主要集中三個方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動力學過程有關的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運性質(zhì)以及相變行為等；固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強度以及本構(gòu)關系等。
工程力學研究方向主要有：非線性力學與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術、應力與變形測量理論和破壞檢測技術、數(shù)值分析方法與工程應用、工程材料物理力學性質(zhì)、工程動力學與爆破。
3工程力學理論在環(huán)境科學中的應用
3.1材料力學與環(huán)境
材料力學在生活中的應用十分廣泛。大到機械中的各種機器，建筑中的各個結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學就顯得尤為重要。
利用材料力學中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時應采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應。
3.2固體力學與環(huán)境
自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學問題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學有關?，F(xiàn)代工程中，無論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設計都應用了固體力學的原理。
固體力學研究的內(nèi)容既有彈性問題，又有塑性問題；既有線性問題，又有非線性問題。在固體力學的早期研究中，一般多假設物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來發(fā)展起來的復合材料力學和斷裂力學擴大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。
固體力學的研究對象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類。薄壁桿件是指長寬厚尺寸都不是同量級的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結(jié)構(gòu)中都廣泛采用了薄壁桿件。
3.3流體力學與環(huán)境
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2013）01C-
0066-02
工程力學是工科類大學生的一門必修專業(yè)基礎課，也是學生在大學階段比較系統(tǒng)地接觸實際工程問題的第一門課程，對學生的培養(yǎng)起著承上啟下的作用。該課程兼有基礎理論和工程應用技術雙重性質(zhì)。該課程以高等數(shù)學、機械制圖、大學物理等課程為基礎，為后續(xù)相關專業(yè)課程的學習和畢業(yè)設計提供必需的基礎知識和方法，其課程建設、教學改革和教學效果將直接影響到后續(xù)課程的學習及工程技術人才培養(yǎng)的質(zhì)量。本文探討以設計為導向的工程力學課程教學模式。
一、工程力學課程教學存在的問題
國內(nèi)各高校相繼對工程力學課程進行了不同形式的教學改革，取得了較好成效。華中科技大學陳傳堯帶領的工程力學國家級教學團隊在課程教學中，提倡啟發(fā)式教學與創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，以啟迪研究思維為導向開展了工程力學課程教學改革，并打造了國家級精品課程；北京理工大學梅鳳翔帶領的“工程力學”國家級教學團隊也對課程體系和教學內(nèi)容進行了改革和探索，獲得國家級精品課程；東北大學劉均帶領的工程力學教學團隊從科學素質(zhì)、道德素質(zhì)培養(yǎng)人才入手，力求啟發(fā)式、討論式、研究式教學，注意給學生留有一定的思維空間，在教學體系考核環(huán)節(jié)上設計了“全方位多層次”的考核辦法，率先實踐了課程免試制度，獲得較好的教學效果；河南工業(yè)大學也對工程力學進行了教學改革，他們基于創(chuàng)意教學理念，從工程力學的教學方法、教學觀念、教學手段和考核方式等各方面進行改革創(chuàng)新，學生的創(chuàng)造能力、實踐能力、思維能力等方面都有了顯著提高，亦收到良好的教學效果。此外，部分院校結(jié)合教學實踐的具體實例，探索研究型教學模式在工程力學課程中的實踐應用， 有些還提出了問題式教學模式、基于構(gòu)建主義和創(chuàng)造思維理論的教學模式，基于“大工程”理念的教學模式，等等。但是，在現(xiàn)有的工程力學教學活動中，大多數(shù)高校仍存在以下問題。
一是教學過程仍采用傳統(tǒng)的工程力學教育模式，往往將工程力學科學化和技術化，只注重學科自身知識的完整與統(tǒng)一，缺乏與其他課程間的關聯(lián)性、整體性和統(tǒng)一性，導致工程力學教學與實際脫離，孤立于其他知識體系。二是課程教學體系自我封閉，現(xiàn)行教案內(nèi)容陳舊，部分內(nèi)容起點低，有些力學概念抽象，與工程結(jié)合不緊密，難以建立工程概念，大部分學生反映課程內(nèi)容枯燥。三是工程力學內(nèi)容本身是由理論力學的靜力學（約占總體的30%）和材料力學的基本變形、組合變形及壓桿穩(wěn)定部分（約占總體的70%）組成，是理論力學和材料力學壓縮出的最基礎的知識。以廣西大學為例，該課程課時根據(jù)不同專業(yè)要求分為72學時、45學時和36學時不等，課時相對較少，教師在有限時間內(nèi)，難以突出重點，大都照本宣科，教學效果不太理想。在國內(nèi)很多高校均存在此問題。四是教學體系各環(huán)節(jié)聯(lián)系不夠緊密，比如教學環(huán)節(jié)與實驗環(huán)節(jié)脫離，教師不能就實驗環(huán)節(jié)遇到的關鍵技術問題給予及時解析與糾正，亦不能根據(jù)學生遇到的實際問題，有針對性地調(diào)整現(xiàn)行教案。另外，考試內(nèi)容陳舊，形式單一也是存在的問題之一。種種問題的存在，反映了現(xiàn)行工程力學教學模式的弊端，需要對其作進一步的探索和實踐，以期達到較好的教學效果。
二、以設計為導向的工程力學課程教學模式具體探索
工程力學課程靜力學部分的理論體系以及分析過程延續(xù)了數(shù)學、物理的理性思維，在工程應用上，這部分內(nèi)容又是材料力學的基礎，材料力學部分則通過“實驗―假設―分析―結(jié)論”的過程，強調(diào)實驗以及在實驗基礎上的歸納與合理的假設方法對研究的作用，體現(xiàn)了實用概念，與工程應用緊密聯(lián)系。在工程上所遇到的所有力學問題，均屬于工程任務對象設計（包括結(jié)構(gòu)設計與性能設計）的范疇。工程力學理論教學過程亦應緊密聯(lián)系工程實際，開展教學活動，將課程教學抽象的理論以更具體的設計任務來闡釋，使學生在教與學過程中真正體會到學有所用，使力學所涉及的數(shù)學、物理的理性思維更具生命力，將各課程知識綜合應用于設計任務。
（一）引入以設計為導向的教學模式，改革實踐課程體系與內(nèi)容。針對不同專業(yè)、不同層次學生的需求，將課程內(nèi)容案例化，在各章節(jié)重點內(nèi)容引入具體的、切合實際的設計案例，以工程設計案例代替課堂講授的算例，即以工程設計案例引導工程力學理論講解，避免純理論、邏輯化的課程枯燥教學，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生解決工程設計實際問題的能力以及在工程實際中各理論知識的綜合應用能力。教學大綱要求及教案內(nèi)容突出課程主線，突出理論共性，突出工程力學建模，培養(yǎng)學生工程問題力學化、力學問題數(shù)學化、數(shù)學問題工程化循環(huán)思維能力。形成以設計為導向的案例化課程體系與課程內(nèi)容。
（二）以設計為向?qū)У慕虒W方法與教學手段改革。改變傳統(tǒng)的教學方法，從以教師為中心轉(zhuǎn)為以學生為中心，從單一黑板講課和多媒體講授轉(zhuǎn)為以黑板講授為主，以多媒體演示為輔，從理論教學與實驗教學分離轉(zhuǎn)向以設計為導向理論教學貫穿實驗講授。充分利用機械工程實驗教學中心的條件，實現(xiàn)講課、實訓一體化。采用分小組大循環(huán)的形式，學生的工程設計訓練過程盡量實現(xiàn)工廠化管理，營造一種真實的工程氛圍。同時通過以設計為任務目標的力學建模訓練過程中的合作，培養(yǎng)學生基于力學理論的工程任務性能設計思想，以及工程力學建模分析的數(shù)學分析能力，使學生基于工程實際，深刻認識工程力學理論體系，激發(fā)學習興趣。
（三）教學體系改革與實踐。針對現(xiàn)有的工程力學教學體系存在的問題，對教學體系進行調(diào)整、實踐再調(diào)整。研究各個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，將工程力學教學體系分成理論教學、實驗教學、學術講座、課程考核四個環(huán)節(jié)，將具體工程設計案例貫穿工程力學整個教學體系，加強理論教學與實驗教學之間的聯(lián)系與互動，增加學術講座環(huán)節(jié)，在教學過程中，在工程力學靜力學部分及材料力學部分，抽出兩次課時間，以教師各種科研課題為基礎，以工程設計任務為導向，凝聚兩到三個專題，以學術講座的形式，介紹力學在工程設計中的應用科學及工程實際意義，并介紹學術界研究的前沿課題，使學生從本科階段就能了解工程力學科研現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。課程考核環(huán)節(jié)改變傳統(tǒng)的單一考核方式，改變“一卷定終身”的評價方式，采用教學全過程綜合測評方式，改變現(xiàn)有試卷內(nèi)容重理論知識的考核，增加工程力學實際工程綜合應用考核內(nèi)容。
（四）制定新的教學大綱。依據(jù)原國家教委工科力學課程教學指導委員會制定的工程力學課程教學基本要求，根據(jù)現(xiàn)有的工程力學教學時數(shù)及設立、調(diào)整的各專業(yè)的特點，制定新的工程力學教學大綱和工程力學實驗教學大綱。
（五）合理利用現(xiàn)代教育技術。根據(jù)每次授課的具體內(nèi)容及特點，合理地將多媒體教學和傳統(tǒng)黑板教學結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，增強課堂教學效果，提高課堂教學效率。目前工程力學教師有的采用多媒體課件，有的采用黑板的授課方式?，F(xiàn)有授課方式存在諸多弊端。對現(xiàn)有授課方式進行修改與調(diào)整，采用以黑板授課為主，以多媒體為輔的授課方式。多媒體教學軟件應適應工程力學教學著重培養(yǎng)學生對基本概念的掌握和對基本原理的運用方面的需要，不應做成教材的翻版，也不應只提供簡單信息，而應通過動畫形象地展現(xiàn)工程設計案例，引導學生思考，使學生結(jié)合討論學以致用。理論講解主要以黑板授課，理論應用的案例講解主要利用多媒體，以動畫、仿真、實物呈現(xiàn)，生動地體現(xiàn)工程力學的工程應用理念。
在非機械類少學時部分專業(yè)實施，其他專業(yè)仍按照現(xiàn)行教學模式，對兩種模式采用問卷調(diào)查、學生評價、綜合評測、專家論證的方式，對比評價教學效果，評價教學改革成效，形成長期有效的教學效果跟蹤評價體系。并對新教學模式進行再完善，是以設計為導向的工程力學教學模式探索的正確實施思路。
針對工程力學課程教學存在的問題，采用以設計為導向的教學模式，將工程設計這一任務貫穿整個課程教學的各個環(huán)節(jié)，對工程力學課程體系、教案編排、教學方法、授課模式及教學體系進行新的探索與實踐，以革新現(xiàn)行教學存在的弊端，使學生通過工程力學的學習，立足設計任務，建立工程概念，培養(yǎng)力學意識，鍛煉學生工程問題力學化、力學問題數(shù)學化、數(shù)學問題工程化循環(huán)思維能力，將會獲得更好的教學效果。
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【Abstract】Engineering Mechanics is an important required course for energy chemical majors，so the construction of the teaching material is important. Existing domestic engineering mechanics teaching materials are similar in the content and the selection of examples and exercises，but the content is more difficult，so they are not suitable for local undergraduate college. In order to adapt to engineering mechanics teaching，the author analyzed the problems existing in the teaching material and put forward some reform measures to improve the teaching.
【Key words】engineering mechanics； teaching material； reform
【基金項目】榆林學院教學改革研究項目（編號：JG1531）。
【中圖分類號】G642.44 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0227-01
隨著我國普通高等教育的發(fā)展，力學教材的建設取得了巨大的進步，出版了一批優(yōu)秀的力學教材，這些教材在深度和廣度方面，基本上偏多、偏難、偏深[1]，因此只有改變這一局面，才能談得上教育創(chuàng)新。工程力學作為我校能源化工類專業(yè)的必修課，在卓越工程師培養(yǎng)目標下，對工程力學教材進行研討就具有緊迫性和必要性。
1.現(xiàn)有教材中存在的問題
現(xiàn)有教材為國家級規(guī)劃教材，涵蓋了原有工科理論力學、材料力學和流體力學初步等內(nèi)容[2]，在深度、廣度和綜合性上都達到了較高水平，但筆者認為其比較適用于研究型大學使用，對于地方性本科院校，則不太實用。主要存在問題為：
（1）理論性強，理論公式推導復雜、抽象，需要學生對基本理論理解透徹。例題數(shù)目少且難度大，習題沒有詳細解答過程，導致學生自學困難，達不到自學目的。
（2）對于工程實際中的典型案例，教材中大都簡化成力學模型，這雖然有助于學生理解，但卻不利于學生理論和實踐的聯(lián)系。
（3）教材章節(jié)多，且相互之間的貫通、融合性較強，對學生的要求較高，給學生留下的思維空間較少，不能激發(fā)學生的學習興趣，學習效率低下。
（4）材料力學章節(jié)安排不太合理，一部分在上冊，一部分在下冊，學生在第二學期的學習過程中，將上冊部分內(nèi)容忘得一干二凈，甚至聽不懂老師所講內(nèi)容。
（5）重理論輕實踐，忽視了對學生實際動手能力的培養(yǎng)，力學理論性知識必然需要在工程科學中加以應用才能體現(xiàn)其價值。
為了適應我校對人才培養(yǎng)的需求，我們總結(jié)幾年來的教學經(jīng)驗，從“學有所用，用有所學”的特色出發(fā)，抓住力學知識普遍適用于工程實際的內(nèi)涵，提出幾點改革建議，探索具有優(yōu)質(zhì)效果的教學內(nèi)容，從而提高學生的學業(yè)水平，提高教師的業(yè)務能力，提升教學實力。
2.教學改革方案
為了更好實現(xiàn)工程力學的教學效果，結(jié)合我校的實際情況，對工程力學教材進行改革。注重力學概念和工程實用性，力求理論與應用并重、知識傳授與能力培養(yǎng)結(jié)合，重視啟發(fā)式教學，意在加強學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。改革方案如下：
（1）突出工程應用背景，加強理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生獨立思考能力，引導學生主動獲取知識、解決實際問題的能力。
（2）采用“結(jié)構(gòu)化、模塊化”設計，體現(xiàn)“必需夠用”，兼顧專業(yè)需求和個性發(fā)展，以培養(yǎng)實用型人才為主要目標[3]。
（3）增加例題數(shù)目，建立和工程實際結(jié)合緊密的多媒體試題庫和習題冊，從而有助于學生解題能力的提高。
（4）精簡課程內(nèi)容，不追求理論的系統(tǒng)性和完整性，減少繁瑣的理論推導，著重講清基本概念，加強工程意識和工程方法的培養(yǎng)。
3.結(jié)語
針對當前培養(yǎng)卓越工程師的人才培養(yǎng)目標，分析現(xiàn)有工程力學教材的優(yōu)缺點，提出幾點改革措施，體現(xiàn)以學生為本的人才培養(yǎng)方案，充分發(fā)揮學生的自主學習性，加強工程力學與后續(xù)課程的聯(lián)系及在工程實際中的應用。
參考文獻：
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3、主要實踐性教學環(huán)節(jié)：包括工程制圖、認識實習、測量實習、工程地質(zhì)實習、專業(yè)實習或生產(chǎn)實習、結(jié)構(gòu)課程設計、畢業(yè)設計或畢業(yè)論文等，一般安排40周左右。
0 引言
力學是研究物質(zhì)運動和變形規(guī)律的科學，所闡述的規(guī)律帶有普遍性，是一門基礎科學。是各技術工程學科的重要理論基礎，是溝通自然科學基礎理論與工程實踐的橋梁。該課程內(nèi)容由理論力學和材料力學兩部分組成，具有理論性、系統(tǒng)性、抽象性的特點，學生在學習過程中感到枯燥乏味，理論與實際相脫離，從而造成教學效果不佳等現(xiàn)象。而本課程又與很多專業(yè)課程密切相關，學習的效果直接影響了學生對專業(yè)的學習。因此，改變教學方法提高效率，加強學生的學習效果，是該課程教學的大勢所在。本文在工程力學的教學中引入項目化教學方法，以實際工作任務為引導，采用基于工作過程的項目化教學法。將生產(chǎn)一線中的實際項目引入課堂，使學生在“做中學，學中做”，加強理論與實踐的結(jié)合，提升學生職業(yè)能力。
1 課程設計方面
在課程設計方面，堅持理論與實際相結(jié)合的原則，立足于工程應用，利用多媒體充分說明工程力學在現(xiàn)代工程中的應用情況，使學生認識到本門課程在整個知識體系中的地位與作用，從而引起學生的重視，提高學習的熱情，調(diào)動學習的興趣?，F(xiàn)以工程力學課題組制定的課程整體設計為例，加以闡述。本課程內(nèi)容以油壓夾緊機構(gòu)為項目載體，結(jié)合工程力學教學目標，設計如下的教學內(nèi)容，見表1。
在進行課程整體設計時，需注意以下幾點：
1、整個課程設計時，要充分進行企業(yè)調(diào)研，根據(jù)學生將來從事的職業(yè)崗位的知識、能力要求而設計，課程的教學目標圍繞項目訓練能力進行，學生通過完成項目（任務）進而訓練職業(yè)能力，項目又是能力實現(xiàn)的切實載體。
2、為保證設計過程的系統(tǒng)性，用油壓夾緊裝置的分析是本課程的項目，按照機械設計的設計過程設計了課程順序，任務和步驟是一個接一個地被展現(xiàn)、被傳授、被實現(xiàn)，項目具有連續(xù)性、實用性等特性，當這些單項任務都被完成后，學生也就基本具有了從事簡單的機械設計、測繪能力。
3、有些子項目或單項任務的前后順序有待斟酌。
2 教學模式、教學方法方面
教學環(huán)節(jié)設計，依據(jù)項目的選定，結(jié)合相應的教學目標，設置教學任務。在設計時，一定注重要基于工作過程的設計模式，并且要注重學生主體，讓學生真正在學習的過程中做到“做中學”，任務的設計本著由淺入深，由低到高的原則進行，并且與學生所要掌握的知識緊密結(jié)合。另外在教學中任務引導法、案例教學法、頭腦風暴法、六步教學法等多種教學方法要綜合互補使用。在教學過程中對于要完成的任務，老師要做簡單的講解，使學生既能準確把握研究的方向，又能保持好奇心理和研究動力。每一任務的教學都采用單元設計表格的形式，從而較完善的完成教學任務.
現(xiàn)以課程項目之一：扭轉(zhuǎn)變形在傳動軸中的分析和計算為例，展示項目教學法的具體實施過程。
（1）明確本項目的教學內(nèi)容流程：
復習鞏固任務引入任務設置任務分析歸納總結(jié)考核評價布置作業(yè)
（2）復習鞏固：
油壓加緊裝置中哪些構(gòu)件受到剪切變形？
桿件的基本變形有哪些？
（3）任務設置：
任務1：傳動軸的變形分析；
任務2：傳動軸內(nèi)力的計算；
任務3：傳動軸扭矩圖的畫法；
拓展任務 ：分析傳動軸外力偶的合理安排。
（4）任務分析：
任務一 傳動軸的變形分析
通過一些圖片展示，例如傳動系統(tǒng)的傳動軸、汽車傳動軸、汽車轉(zhuǎn)向軸、攻絲等機構(gòu)，提出問題：機械中的軸類零件在傳動中受到什么共同變形？還有哪些實例屬于同種變形？能否總結(jié)一下它們的特點是什么？然后引入扭轉(zhuǎn)的變形特點：各橫截面繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，桿軸線始終保持直線。
任務二 傳動軸扭矩的計算
截面法求扭矩
1、截開：將圓軸沿任一截面1-1截開，取任一部分為研究對象.
2、代替：用內(nèi)力偶矩代替截去的另一部分.
3、平衡：由T=ΣMi 得 T=？
任務三 傳動軸扭矩圖的畫法
定義：扭矩圖表示沿桿件軸線各橫截面上扭矩變化規(guī)律的圖線
目的：①扭矩變化規(guī)律；②|T|max值及其截面位置；③強度計算（危險截面）。
拓展任務：分析傳動軸外力偶的合理安排
練習：傳動系統(tǒng)的主軸ABC的轉(zhuǎn)速n=960r/min，輸入功率PA=27.5kw ，輸出功率PB=20kw，PC=7.5kw 。試畫出ABC軸的扭矩圖；如果將輪A和輪B位置對調(diào)，試分析對軸的受力是否有利？
（5） 總結(jié)歸納
任務1 ：由傳動軸的變形分析，可以掌握扭轉(zhuǎn)變形的受力特點和變形特點。
任務2 ：由傳動軸內(nèi)力的計算，能夠熟悉的掌握受扭轉(zhuǎn)變形的圓軸內(nèi)力大小方向的求解。
任務3：由傳動軸扭矩圖的畫法，可以更熟練掌握變形的內(nèi)力的分布，以便找出危險截面。
拓展任務 ：由分析傳動軸外力偶的合理安排能夠鍛煉學生學以致用、融會貫通的能力，以及耐心、細心、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和團隊的協(xié)作精神。
考核評價 教師評價+小組互評+個人自評
布置作業(yè) 在校企合作項目“電腦彈簧機”中，有哪些構(gòu)件屬于扭轉(zhuǎn)變形實例，分析它們的特點
3 教學手段方面
合理運用多媒體教學資源：當前，在課堂講授中應用多媒體教學已成為大家的共識。多媒體教學可以將工程結(jié)構(gòu)直觀、形象地展現(xiàn)在學生面前，增加感性認識，使學生將課堂與工程背景聯(lián)系起來，有助于學生掌握如何建立力學模型的問題，從而激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂節(jié)奏和教學效率，也提高了課程的教學質(zhì)量。多媒體教學具有交互界面豐實、生動、逼真、信息量大的特點，可使學生將主要精力集中于理解方面，極大地減少用于繁雜計算上的時間，教師就可以有更多的時間進行啟發(fā)、誘導；課件在實施過程中可進可退，速度可快可慢，有利于講授的連貫性和邏輯性的發(fā)揮；利用多媒體技術通過三維動畫、虛擬現(xiàn)實等多種手段使學生理解教學內(nèi)容，充分激發(fā)學生的想象力、創(chuàng)造力，為學生的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件，具有傳統(tǒng)教學模式無法比擬的優(yōu)勢。
4 考核評價方面
本課程的教學評價由兩大部分組成：
1、過程考核：主要包括教師評價，小組互評和個人自評三部分，占總成績的40%。本考核主要是對學生的出勤、課堂紀律、課程作業(yè)、課堂表現(xiàn)（如：是否積極主動地參與討論和分析；是否敢于表述自己的想法；是否敢于嘗試從不同角度思考問題，有獨到的見解；能否理解他人的思路，小組成員之間團結(jié)協(xié)作的的程度，能否在與小組成員合作交流中得到啟發(fā)與進步；是否有認真反思自己思考過程的意識等。）等進行綜合考核。
2、終結(jié)考核：是對學生一個學期所學課程內(nèi)容的綜合考核，包括應知（50%）和應會（50%）兩部分，采用閉卷考試的形式。應知考試內(nèi)容以本學期授課內(nèi)容為主，應會考試內(nèi)容是根據(jù)理論知識結(jié)合工程實際進行的知識拓展考核。本考試成績占學期課程考核成績的60%。
5 教學效果方面
（1）轉(zhuǎn)變了專業(yè)課教師的教學理念，使教師真正認識到教師不僅要關注“如何教”，而且更關注“教什么”。項目化構(gòu)建成為教師備課的首要任務，教師真正成為課程的開發(fā)者。
（2）改變了教師的教學模式，基于教學，將理論知識與實際操作技能相結(jié)合，充分體現(xiàn)教學做一體的原則，靈活運用項目教學法、案例教學法、現(xiàn)場教學法等教學方法，增強學生的學習積極性。
（3）轉(zhuǎn)變的學生的學習方式，以往的課堂，學生整節(jié)課往往是被動的聽，成為課堂的附屬。實施項目教學法，學生的“思想自由”得以空前提高，學生成為課堂的主體，可以自主思考、獨立或小組協(xié)作解決技能訓練過程中產(chǎn)生的問題，對解決不了的問題再請老師予以解答。整個課堂步驟循序漸進，學習氛圍寬松活躍，學生參與率高，效果良好。
（4）教師教學科研水平穩(wěn)步提高。教師通過對教學項目的設置，增強了專業(yè)知識的理解與見地，并且充分認識到了對深層次知識的不足和新知識的欠缺，從而促使課題組教師走出課堂，走進企業(yè)，豐富自己的理論知識和操作技能，再反饋到課堂提高教學質(zhì)量。同時，通過項目的實施，教師可以發(fā)現(xiàn)項目中存在的技術難關與科研課題，并付諸行動，解決難題，無形中提高了教師的整體科研能力。
6 建議與意見
（1）在教學過程中，應立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，采用項目教學法，以任務型項目激發(fā)學生的學習興趣。
（2）教學過程由實踐到理論，使學生通過感性認識升華到理性認識，除少數(shù)必要的基本概念外，切忌直接講述枯燥的理論知識。
（3）在教學過程中，應以學生為本，注重“教”與“學”的互動，由老師提出階段性要求，學生在不斷練習中逐步達到目標，掌握課程的職業(yè)能力。老師應根據(jù)學生的實際學習情況，合理調(diào)整教學
進度。
（4）教學中，要努力提高學生學習興趣，創(chuàng)設趣味性情境，練習項目應包含個體練習，小組合作，經(jīng)驗交流及老師點評等不同形式，讓學生在愉快的扭轉(zhuǎn)中完成學習。
（5）教學中，通過選用典型活動項目，由教師提出要求或做出示范，組織學生進行活動，讓學生在活動中樹立責任意識，增強團隊的合作精神，掌握課程的職業(yè)能力。
（6）教學中注重職業(yè)情景的創(chuàng)設，以多媒體、錄像和案例分析等方法提高學生解決和處理實際問題的綜合職業(yè)能力。
7 結(jié)束語
工程力學課程的建設與改革是一項長期而艱巨的工作，是一個不斷實踐完善的過程，不僅需要廣大力學教師的共同努力，還需要學校各級領導的大力支持，堅定不移的堅持項目化教學，從摸索到探索直至發(fā)揮極致，為職業(yè)院校的可持續(xù)發(fā)展提供一條借鑒之徑。
參考文獻
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作者簡介
中圖分類號：O741+.2 文獻標識碼：A 文章編號：
力學是一門重要的應用型學科。在我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多地方都會用到力學知識。最為典型的就是在采礦工程中的應用。在采礦過程中會遇到許多力學問題，這些問題直接影響著采礦工程進度以及整個礦區(qū)的安全生產(chǎn)情況。工程人員必須要解決這些力學問題。
采礦工程是一項非常復雜的系統(tǒng)性工程，在施工過程中經(jīng)常會遇到一系列難題，其中最為典型的就是力學問題。力學問題難度很大，只有專業(yè)的力學人員才能解決。為了有效解決這個問題，筆者認為必須要加強對這采礦工程與力學問題之間關系的研究。力學有多種分類，我們對力學與采礦工程之間關系的探討可以從多個角度來進行考察，本文將從采礦工程力學和巖石力學這兩個角度來探討采礦工程同力學問題分析之間的關系。
采礦工程力學概述
采礦工程力學的實質(zhì)是在打破舊平衡的基礎上，尋求新的平衡。采礦工程力學是近代以來發(fā)展起來的一門應用性和實踐性非常強的學科。采礦工程力學的應用范圍非常廣，其中在地質(zhì)，水電，地下工程，巖石工程等領域應用范圍非常大。力學對采礦工程的影響主要體現(xiàn)在兩方面：一是力學本身是采礦工程的理論基礎，二是力學的發(fā)展又進一步促進了采礦工程技術的進步。力學的主要目的是要尋求新的平衡，而采礦工程的最終目標是要通過打破億萬年的穩(wěn)定的地層，來獲得資源。采礦工程往往需要把大巖石碾碎成小巖塊，而后再把小巖快進行粉碎。力學的主要目的是要保證在采礦過程中有一個平衡的空間。
與其他類型的力學學科相比，采礦工程力學有其自身特點。與傳統(tǒng)的固體力學相比，采礦工程中用到的力學具有以下幾個特征：首先是采礦工程力學是通過打破穩(wěn)定的地層來尋找新的平衡，而傳統(tǒng)的固體力學是通過使用材料，來設計一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；其次是在采礦工程力學中巖石不是單純的材料。巖石是天然的地質(zhì)體，其本身具有復雜的結(jié)構(gòu)和條件，我們在采礦過程中不能單純地把巖石看作材料。最后是在采礦工程中不能忽視地應力的影響。巖石本身具有地應力。地應力是造成巖石工程變形的主要原因。因而加強地應力的研究就顯得非常重要。采礦工程力學與其他力學不同的一個顯著區(qū)別就是地應力。經(jīng)過人們多年的實踐研究，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)巖石本身的地應力具有不確定性。地應力的不確定性增加了采礦工程的風險，我們要想控制這種風險就必須要加強對巖石地應力不確定性的研究。
采礦工程與力學問題之間的關系
在明確了采礦工程力學的基本概念之后，筆者就來詳細探討采礦工程與力學問題之間的關系。針對兩者關系的探討，我們首先必須要了解采礦工程常見的力學問題，而后才能談得上探討理解兩者的關系。
采礦工程中常見的力學問題
筆者經(jīng)過對采礦工程進行深入調(diào)查并結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗，認為當前我國采礦工程中常見且非常重要的問題有以下幾個：一是對采場地壓進行科學預測和控制；二是對礦石自然或者受力崩落規(guī)律的掌握；三是對采礦工程中造成的地表沉陷問題的研究以及如何控制它所造成影響的探究；四是相關爆破問題以及非爆破破碎方式的掌握；巖石破碎既可以運用爆破方式也可以采用非爆破的形式。在礦區(qū)開采過程中必須要結(jié)合礦區(qū)自身的特點來進行選擇；五是對軟巖巷道的維護。
采礦過程中力學問題的解決方案
針對礦區(qū)采礦過程中遇到的問題，筆者認為主要是要從三個角度來解決。
一是在采礦過程中要高度重視反饋信息的作用。在礦區(qū)開采過程中及時分析各種反饋信息，通過分析這些信息來不斷調(diào)整和修改開采方法。這是有效預防和解決問題的重要手段。采礦工程本身具有一定的短期性。采礦過程中的碾碎與穩(wěn)定等工序在時間和空間上的布局會對采礦效果造成嚴重影響，這是需要我們在采礦過程中必須要高度重視的問題。
二是科學準確的測量。在開采過程中科學準確的測量是提高開采效率的重要手段，在開采礦區(qū)過程中對各種數(shù)據(jù)的精確測量有利于工程人員進一步掌握地質(zhì)工程狀況，有助于主動解決問題。開采過程中主要是對平常位移和數(shù)據(jù)來進行準確測量的，與其他數(shù)據(jù)相比，平常位移和數(shù)據(jù)更容易測量。加強對于平常位移和數(shù)據(jù)的研究是提升采礦水平的重要手段，同時還可以借助聲音發(fā)射等手段來進行調(diào)整。
三是對采礦工程進行科學的可靠性分析。在實際的礦區(qū)開采過程中會受到多種因素的影響，不確定性很大。因而加強對采礦工程的可靠性分析就顯得尤為重要。礦區(qū)巖體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是非線性的，這種非線性會嚴重影響到可靠性分析。在實際開采過程中對礦區(qū)可靠性的要求并不是要達到百分之百。只要可靠性達到百分之八十就可以進行施工。因而對礦區(qū)工程的可靠性測量必須要科學準確。這樣可以降低采礦工程的代價，同時還可以節(jié)省計算時間。對采礦工程的可靠性分析是一個重要內(nèi)容，值得我們在未來下大力氣研究。
（三）崩落采礦與巖石力學之間的關系
上文提到了采礦工程力學同采礦工程的關系，接下來筆者就來探討以下巖石力學同采礦工程之間的關系。巖石力學同采礦工程力學之間的關系集中表現(xiàn)在崩落采礦與巖石力學的關系。首先來看巖石力學的概念，巖石力學是一門研究地殼巖石運用，破壞，變形規(guī)律的學科。巖石力學是力學的一個重要分支。巖石力學具體的研究方向包括以下幾個方面：一是巖石的壓力；二是巖石的斷裂；三是巖石的穩(wěn)定性分析；四是巖石的抗力系數(shù)；五是巖石的強度；六是巖石的數(shù)學模型。巖石力學的重點是有兩個：一是對巖性，地下水，構(gòu)成破壞帶，地下水等地質(zhì)因素和巖石開采方式的研究；二是對巖石的力學性質(zhì)的研究。加強這兩方面的研究對于提升采礦工程的效率具有重要意義。但由于巖石本身具有不確定性且各種要素之間的關系很難用數(shù)學模型表達出來，這就給巖石力學的研究帶來很大難度。
上文提到巖石力學與崩落采礦的關系非常密切，接下來，筆者就來詳細論述巖石力學在崩落采礦中的作用。筆者認為巖石力學在崩落采礦中起著非常關鍵的指導作用。在崩落采礦過程中首先要對巖體本身的屬性有深入了解。只有在了解了巖體本身的屬性之后，才能真正高效安全地實現(xiàn)崩落開采。針對巖體特征的了解，我們主要是從巖體的力學特點，斷層大小，方向，傾斜角，段層面本身的特點和組成應力；巖石的抗剪強度，抗拉抗壓系數(shù)，地應力等角度來進行考察。巖體特征考察的主要目的是要考察巖體的可崩性；在確定了巖石可崩性之后接下來就是制定崩落采礦方案，針對崩落采礦方案的制定必須要嚴格按照相關規(guī)定結(jié)合巖體本身的特性來進行設計。
隨著我國煤炭資源形勢日益緊張，我國采礦工程技術獲得了迅猛發(fā)展。采礦工程技術與力學之間有著很緊密的聯(lián)系。力學是采礦工程的理論基礎，在采礦工程形勢日益復雜的今天，加強采礦工程同力學問題分析之間關系的探討具有非常重要的意義。本文從采礦工程力學與巖石力學，這兩個角度探討了兩者之間的關系。由于巖體本身具有不確定性，因而筆者認為加強對巖體力學特性的了解，尤為重要。
參考文獻：
[1]吳廣，劉兆雷．淺談采礦工程與力學問題的關系[J].科技資訊，2010(35)．
中圖分類號：U448.21+4 文獻標識碼：A
一、問題背景
懸臂梁作為一種最基本的梁結(jié)構(gòu)，在實際的工程中，被廣泛的應用，在工程力學中，其固定端的固定方式都被視為理想的固定端支撐，但是，實際中，固定端的固定方式并不是理想的，例如螺栓固定，焊接固定等。這些不同的固定方式，對梁的約束程度不盡相同，因此，梁的固有頻率，必然會受到一定的影響。
二、實驗過程
實驗采用分組對照實驗，按照鋼梁的截面，分為三組，分別是10號工字鋼、5.6號等邊角鋼以及12.6號熱扎槽鋼。實驗用固定支座如圖1所示。
分別將四種截面的鋼梁固定于支座上，通過調(diào)節(jié)固定端的固定方式，來模擬焊接與螺栓錨固等連接方式。測試其前兩階固有頻率。
測試結(jié)束后，采用ANSYS 9.0對各種不同的情況進行模擬，并與實際結(jié)果相對比。
三、實驗結(jié)果
改變固定方式前后的各個梁的固有頻率分別如表1與表2所示。
一階固有頻率f1/Hz 二階固有頻率f2/Hz
一階固有頻率f1/Hz 二階固有頻率f2/Hz
四、結(jié)論分析
從表中數(shù)據(jù)可以看出，對改變固定方式，對梁的一階頻率的影響較大，這點對于U型槽鋼最為明顯，而對于二階頻率，則影響不甚明顯。因此，在實際的分析中，固定端的不同的約束方式，不能一概的簡化為理想固定端計算，就本次實驗而言，由于螺栓的約束程度較焊接而言，剛度有所降低，因此，改變連接方式后的梁的固有頻率也有所降低，對整體結(jié)構(gòu)的固有頻率將會產(chǎn)生不小的影響，所以在實際施工中需要特別注意這種現(xiàn)象。另外需要指出的是，由于實驗條件的限制，所測的頻率與真實頻率存在一定的誤差。
參考文獻
[1]高淑英，沈火明等.振動力學.中國鐵道出版社.2011.
中圖分類號：U448
文獻標志碼：A
文章編號：16744764（2014）02002107
Abstract：it is necessary to balance the failure risk and the maintenance expensive. A methodology for reliability based maintenance optimization of steel bridge welded joints subjected to fatigue is proposed considering linear elastic fracture mechanics （LEFM）， the structure reliability， life cycle cost method and maintenance strategies. The maintenance cost is divided into inspection， repair and failure sections according to the whole life cycle cost methodology. And the maintenance strategy is transformed to the minimum expected lifetime costs with a constraint of the minimum acceptable reliability index. An case concerning to a transverse stiffener of bottom flange welded joint of Qingcaobei bridge is studied with a certain number of simplifications. Some sensitivity analysis is provided. Among all the parameters， discount rate is the most remarkable.
Key words：LEFM； reliability； cablegirder welded anchorage zones； maintenance strategy； fatigue； interest rate； probabilistic optimization
懸索橋吊桿（索）與加勁梁之間的錨固區(qū)（通常稱為索梁錨固區(qū)）是主纜和加勁梁之間的傳力構(gòu)件，是控制加勁梁設計的重要部位。索梁錨固區(qū)結(jié)構(gòu)復雜，應力集中，吊桿（索）索力由它傳給主梁，其力學性能直接關系全橋的安全[13]。在風與車輛等反復荷載作用下，易發(fā)生疲勞破壞。隨著中國交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，交通流量不斷增加[4]，索梁錨固區(qū)更易發(fā)生疲勞破壞。
許多大跨度懸索橋修建時對吊索在鋼主梁上錨固區(qū)域的疲勞性能進行了疲勞試驗研究[13，5]。但這些研究大都集中在索梁錨固系統(tǒng)的受力分析與疲勞性能評估，對其養(yǎng)護評估涉及較少。本文基于全壽命養(yǎng)護方法[6]，把橋梁的養(yǎng)護費用分為檢測費用、維修費用與失效費用，其中檢測費用和維修費用為實際費用，失效費用為風險費用，將線彈性斷裂力學（LEFM）、結(jié)構(gòu)可靠度理論、全壽命成本分析法用于焊接鋼橋的養(yǎng)護策略，提出了疲勞養(yǎng)護概率優(yōu)化的方法，以輔助焊接鋼橋構(gòu)件養(yǎng)護決策；通過優(yōu)化維修時間間隔實現(xiàn)最優(yōu)的維修費用，并用于懸索橋的索梁錨固系統(tǒng)的疲勞維修示例中。
1基于LEFM的疲勞壽命可靠性評估
在反復荷載作用下，鋼構(gòu)件會出現(xiàn)裂紋，且在荷載作用下不斷擴展，易導致疲勞失效[7]。疲勞裂紋擴展的影響因素往往都是隨機的，鋼構(gòu)件的疲勞壽命往往具有較大的隨機性，因此其疲勞壽命可靠性評估一般采用概率分析的方法[8]。
3.4交通量對疲勞可靠度的影響
隨著社會經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，汽車保有量逐年增長，橋梁承受的交通荷載也會不斷地增長，橋梁結(jié)構(gòu)焊接細節(jié)所承受的疲勞荷載效應也會持續(xù)地增長。在計算服役期內(nèi)焊接細節(jié)的疲勞可靠度時，須將計入疲勞荷載效應的增長。通過蒙特卡洛法模擬計算式（11），則索梁錨固區(qū)焊接細節(jié)的疲勞可靠度如圖7所示。
3.5車輛載重變化對疲勞可靠度的影響
4結(jié)論
1）將養(yǎng)護費用分為檢測費用，維修費用與失效費用，其中檢測與維修費用是實際發(fā)生的費用，而失效費用屬于風險效應成本，表示疲勞失效可能造成的損失。提出了鋼橋焊接構(gòu)件的疲勞養(yǎng)護優(yōu)化方法，將養(yǎng)護優(yōu)化問題變?yōu)樵跇?gòu)件滿足最小允許可靠度的總費用最小的問題。該方法考慮了平均應力、決策者的維修意愿概率和費用成本等多種因素，使分析疲勞養(yǎng)護優(yōu)化更接近工程實際。
2）在忽略次要因素的基礎上，對該疲勞養(yǎng)護優(yōu)化方法進行了簡化，該簡化方法簡單實用，可操作性強，適用面廣。
3）以青草背大橋的主梁的耳板式索梁錨固區(qū)的疲勞養(yǎng)護為例，在簡化次要參數(shù)的基礎上分析了檢測費用、維修費用、失效費用以及折現(xiàn)率等主要參數(shù)對最優(yōu)檢測時刻的影響。
4）結(jié)構(gòu)的可靠度隨交通量增長而下降，疲勞養(yǎng)護時刻相應提前。索梁錨固區(qū)的焊接細節(jié)的疲勞破壞風險隨車輛荷載逐年增加而增大，應引起足夠的重視。限于篇幅，本文只列舉了索梁錨固區(qū)疲勞焊接一個細節(jié)的養(yǎng)護策略，并未列出其他疲勞細節(jié)。多疲勞細節(jié)的疲勞養(yǎng)護優(yōu)化是今后的研究方向。
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【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2013）9-000-01
基礎力學課程是高等院校土木、機械等專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，基礎力學實驗在力學課程中占有重要地位。但是傳統(tǒng)的基礎力學實驗教學仍存在一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，部分實驗內(nèi)容陳舊，實驗方法與手段缺乏更新，與當前人才培養(yǎng)目標的要求差距較大。第二，驗證性演示性實驗比例偏大，綜合性設計性實驗比例太小，實驗教學中教師講解時間較長，學生往往按照教師安排好的步驟進行實驗就可以得到數(shù)據(jù)，而對實驗要達到什么目的，為什么要采用預設實驗方案，如何利用實驗數(shù)據(jù)證明理論知識等問題思考較少，缺乏能動性。第三，實驗所需硬件更新較慢，某些老舊設備臺套數(shù)較少，狀態(tài)很差，無法保證正常教學的運行。因此，傳統(tǒng)基礎力學實驗教學狀態(tài)已經(jīng)不能在新形勢下很好地完成對學生分析能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其改革已經(jīng)成為當務之急。本文結(jié)合長沙理工大學工程力學實驗中心在基礎力學實驗教學方面所作的改革嘗試，進行實驗教學改革方面的探索與研究。
1 實驗教學改革目標
基礎力學實驗教學改革目標，抓住實踐教學活動的主體始終還是學生，教師在教學活動中占主導地位這個關鍵，把培養(yǎng)學生的思考能力、實踐能力和創(chuàng)新能力作為培養(yǎng)的重點，以建立新的實驗教學體系為核心，把教學內(nèi)容、教學手段、教學方法和實驗設備等因素有機聯(lián)系在一起，從而建立新形勢下培養(yǎng)社會急需人才的新教學模式。
2 實驗教學改革途徑
2.1建立新的實驗教學體系
傳統(tǒng)的基礎力學實驗教學模式把是實驗教學當成是理論教學的補充和延伸，要求實驗課進度緊跟理論教學進度。表面上看實驗教學與理論教學緊密銜接，但實質(zhì)上卻降低了實驗教學應有的地位，忽視了實驗教學做為一個實踐環(huán)節(jié)所具有的自身特點。因為每次實驗都是多學科知識的綜合運用，如果只強調(diào)驗證某一理論知識，那么實驗教學就變得比較狹隘，造成知識的割裂，不利于學生形成綜合的分析能力與實踐能力。因此，應將實驗課程從理論教學中獨立出來，形成獨立的實驗教學課程和新的實驗教學體系。我校已將工程力學實驗設置為一門獨立的實驗課程，16學時，0.5學分，考核方式為全過程動態(tài)考核。要求學生實驗前做好預習，完成預習報告，課堂中規(guī)范地完成實驗，教師隨堂考核并給出操作成績，課后完成實驗報告。我們對比分析獨立設課前后實驗教學效果發(fā)現(xiàn)，學生進行實驗的積極性、主動性增強，對與實驗內(nèi)容和技術相關的工程實際問題，分析與解決問題的能力有明顯提高。
2.2采用開放式教學模式
開放式教學能夠充分發(fā)揮學生學習的主動性，滿足每個學生的學習心理需求，使學生的良好個性品質(zhì)得到充分的發(fā)展，有效地培養(yǎng)學生的能力。根據(jù)實驗教學與理論課程教學的區(qū)別，我們打破了班級授課制，分散進行實驗，將實驗課“以教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W生為主體，教師為主導”，使學生在實驗教學這個環(huán)節(jié)變被動為主動，真正把握好每一次實驗機會。我校已經(jīng)開展了多年的分散式教學模式，學生實驗采用實驗中心自主研發(fā)的“工程力學實驗中心預約系統(tǒng)”進行網(wǎng)絡預約登記。實踐證明，分散式教學首先降低了每組的人數(shù)，客觀上促使每個學生必須獨立動手實驗，避免了以前少數(shù)同學實驗，多數(shù)同學旁觀的現(xiàn)象。另外，也提高了設備的利用率。
2.3調(diào)整實驗教學內(nèi)容
從培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和能力出發(fā)，保留一些傳統(tǒng)的經(jīng)典的基本實驗?？紤]到電測應力分析實驗理論比較成熟，且在工程結(jié)構(gòu)應力分析中使用廣泛，因此對其進行了加強。積極開設一些設計性、綜合性實驗，并且允許學生自己設計實驗項目。此外，將基礎力學實驗教學內(nèi)容分為“三層次、四模塊”?！叭龑哟巍奔磳嶒烅椖堪磧?nèi)容難易程度與培養(yǎng)目標劃分為“基礎”、“綜合設計”、“創(chuàng)新提高”三個層次。“四模塊”即將實驗項目按內(nèi)容研究方向劃分為“力學性能測定實驗模塊”、“靜力行為分析實驗模塊”、“動力學特性測試實驗模塊”、“現(xiàn)代力學測試技術模塊”四個模塊。所有實驗項目中又分必做實驗和選作實驗，由學生根據(jù)自身情況選擇感興趣的實驗項目。
2.4改造開發(fā)實驗儀器設備
