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【關(guān)鍵詞】生物學(xué);脛骨骨折;鋼板;復(fù)位;內(nèi)固定
脛骨骨折是臨床常見骨折,鋼板螺絲釘內(nèi)固定治療脛骨骨折仍是常用的方法之一。AO技術(shù)鋼板內(nèi)固定是以前較為盛行的固定方式,但因其手術(shù)時(shí)間長(zhǎng),術(shù)中廣泛剝離骨膜,進(jìn)一步損害局部血運(yùn),影響骨折愈合。本院自2002年至2009年在生物學(xué)原理(BO)指導(dǎo)下,以鋼板固定脛骨骨折288例,取得了滿意療效,現(xiàn)總結(jié)報(bào)告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料 本組病例288例,男215例,女73例,年齡17~68歲。均為新鮮骨折,其中開放骨折142例,閉合骨折146例,受傷時(shí)間6 h~15 d。致傷原因,煤礦事故砸傷166例,交通事故傷85例,墜落傷37例。
1.2 治療方法 采用硬膜外麻醉,以骨折處為中心,在脛骨前嵴外約1 cm做切口,切開皮膚,皮下組織,保護(hù)骨膜,不切開并推開骨膜,顯露脛骨前嵴及脛骨內(nèi)側(cè)面,直視下進(jìn)行骨折復(fù)位,復(fù)位采用間接復(fù)位法,安放固定材料時(shí)手法要輕柔,避免軟組織的挫滅傷,盡可能保護(hù)骨膜,以免影響骨愈合,碎骨塊用尖性復(fù)位鉗靠攏即可,與臨近骨塊有2/3相貼。較大骨塊,如蝶形骨塊,如分離>5 mm者,可用拉力螺釘固定,最后將鋼板置于脛骨內(nèi)側(cè)面用螺絲釘固定。
2 結(jié)果
術(shù)后X線片未見骨折分離或張開,骨折平均愈合時(shí)間為8周,無(wú)不愈合發(fā)生,膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)正常,小腿前內(nèi)側(cè)皮膚無(wú)壞死感染。
3 討論
以鋼板固定骨干是手術(shù)治療骨折的一種手段。AO技術(shù)在臨床已應(yīng)用多年,但是因其存在應(yīng)力遮擋和鋼板下皮質(zhì)骨血供破壞,使骨折的愈合質(zhì)量難如人意,針對(duì)AO技術(shù)的不足,許多學(xué)者從生物力學(xué)觀點(diǎn)(AO)轉(zhuǎn)向生物學(xué)觀點(diǎn)(BO)。BO的發(fā)展逐漸形成了理論[1],它的原則是:①遠(yuǎn)離骨折部位復(fù)位;②不以犧牲骨折部位的血液供應(yīng)來(lái)強(qiáng)求解剖復(fù)位(關(guān)節(jié)內(nèi)骨折除外);③使用低彈性模量?jī)?nèi)固定物;④內(nèi)固定物與固定骨之間的直接接觸面應(yīng)減少;⑤盡量減少手術(shù)暴露時(shí)間[2]。按BO原理,脛骨骨折行鋼板固定時(shí)盡量做到如下幾點(diǎn)。
3.1骨折的手術(shù)入路 脛骨骨折的入路按AO組織技術(shù)推薦的骨科內(nèi)固定規(guī)定,位于脛骨前嵴外側(cè)1 cm處,兩端稍向內(nèi)成弧形,切開后向內(nèi)側(cè)牽開皮膚筋膜瓣,保護(hù)骨膜,顯露脛骨前嵴及脛骨內(nèi)側(cè)面。若手術(shù)入路選擇不當(dāng),容易損傷或干擾局部血液循環(huán),脛骨干骨折,若在脛骨內(nèi)側(cè)面上作縱切口,容易誤傷供應(yīng)骨膜的血管,甚至可能切開較淺骨膜,而且放置鋼板后切口就在前方,于創(chuàng)口愈合不利。
3.2鋼板的選擇 鋼板以選擇較窄型號(hào)的有限接觸鋼板,錐狀鋼板或普通鋼板。有限接觸鋼板因其下方有梯形凹面,可明顯減少因鋼板與骨膜接觸后對(duì)骨膜的血循影響;錐狀鋼板因其下方底面對(duì)稱性地附加圓形尖釘4~6對(duì),使鋼板與骨之間有1.5 mm空隙,不壓迫骨膜;普通鋼板寬約0.8 cm,而脛骨寬約3~5 cm,斷面略呈弧形,這樣可明顯減少鋼板對(duì)骨膜的血循影響,利于骨折愈合。對(duì)于斷端粉碎骨折可利用橋接鋼板,充分保證粉碎骨折片與軟組織的附著及連接,以獲得Ⅱ期骨愈合[3]。
3.3 固定鋼板的置放的位置 鋼板內(nèi)固定要重視張力帶原則,其原理是在骨的張力側(cè)使張力轉(zhuǎn)化為壓力,使骨折處接受有利于固定和愈合的壓縮力。脛骨骨折后進(jìn)行肌肉等長(zhǎng)收縮時(shí),可使骨折端向前內(nèi)側(cè)成角張開,說(shuō)明脛骨前內(nèi)側(cè)為張力側(cè),如果在脛骨外側(cè)放置鋼板,容易使脛骨內(nèi)側(cè)骨折面張開,而且鋼板放置于脛骨外側(cè),必將較廣泛剝離骨膜,破壞外側(cè)的軟組織(骨膜)絞鏈,甚至損傷到脛骨后外側(cè)的脛骨滋養(yǎng)血管,從而影響骨折的愈合,這是醫(yī)源性骨不連的原因[4]。因此無(wú)論從張力帶原則考慮,還是生物學(xué)角度考慮,脛骨骨折用鋼板螺釘固定時(shí),必須將鋼板安放在脛骨內(nèi)側(cè)面固定。
3.4 對(duì)骨折復(fù)位方法的認(rèn)識(shí) 骨折復(fù)位時(shí),要進(jìn)行間接復(fù)位,即通過(guò)手法或骨復(fù)位器在遠(yuǎn)離骨折部位進(jìn)行復(fù)位,復(fù)位后,可先固定骨折近段鋼板螺釘,調(diào)整脛骨力線,遠(yuǎn)段骨折以固定鉗把持鋼板及骨干,不干擾骨折端骨膜,最大限度地保留局部血供。對(duì)骨折的復(fù)位,能達(dá)到解剖復(fù)位當(dāng)然最好,于骨折愈合有利,但以犧牲局部軟組織的血循為代價(jià)而達(dá)到解剖復(fù)位的目的,對(duì)骨折愈合不利。胡廣等[5]人認(rèn)為從生物學(xué)角度看,不推開骨膜,僅作功能復(fù)位或按近解剖復(fù)位,恢復(fù)肢體長(zhǎng)度和力線,保護(hù)骨端血液供應(yīng),使骨折愈合成為生理性重建。
運(yùn)用生物學(xué)原理進(jìn)行脛骨骨折鋼板內(nèi)固定,操作應(yīng)輕柔,做到創(chuàng)傷小,對(duì)骨折端血液循環(huán)進(jìn)行最大限度的保護(hù),不人為破壞骨膜,可以減少乃至杜絕醫(yī)源性骨折不愈合的發(fā)生。作為一種先進(jìn)的內(nèi)固定理念,應(yīng)做為治療脛骨骨折的良好方法。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 王亦璁.BO與AO的不同之處.骨與關(guān)節(jié)損傷雜志,2002,17(1):35.
[2] 王亦璁.骨與關(guān)節(jié)損傷.人民衛(wèi)生出版社,2007:107.
[3] 王亦璁.骨折治療的微創(chuàng)術(shù)式.中華骨科雜志,2004,24(1):7887.
關(guān)鍵詞:化學(xué)事故 應(yīng)急救援途徑 重要性
當(dāng)今世界,化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展,化學(xué)工業(yè)品廣泛進(jìn)入人類生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域,頻繁發(fā)生的化學(xué)事故對(duì)人類的生命安全和大自然的生態(tài)平衡帶來(lái)了不容忽視的威脅,也為我們敲響了警鐘。那么,開展化學(xué)事故應(yīng)急救援的意義何在,怎樣建立健全化學(xué)事故應(yīng)急救援保障體系?
一、城市定位和經(jīng)濟(jì)發(fā)展決定開展化學(xué)事故應(yīng)急救援工作的重要性和必要性。
目前,我國(guó)已成為化學(xué)工業(yè)大國(guó),幾乎全國(guó)各大城市都生產(chǎn)和使用相當(dāng)數(shù)量的有毒有害化學(xué)品,而且產(chǎn)量大、種類多、頒布廣,工廠大多建在人口高度集中的城鎮(zhèn)及其附近?;瘜W(xué)事故的發(fā)生頻率和規(guī)模也呈逐年上升趨勢(shì)??梢姡瘜W(xué)工業(yè)事故已構(gòu)成對(duì)公眾,特別是城市居民的威脅。
一是現(xiàn)在的城市正以新型星狀城市高速發(fā)展,環(huán)繞城市周圍的高新區(qū)、工業(yè)園區(qū)以每年幾十、幾百公頃的速度擴(kuò)展,形成現(xiàn)代化都市的一大特點(diǎn)?,F(xiàn)代化、高精密的機(jī)械設(shè)備代替了手工業(yè)、半手工業(yè)的人工操作,導(dǎo)致設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),負(fù)荷加大,出現(xiàn)問(wèn)題難以控制,互相牽制的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的連鎖反應(yīng)加劇,給搶險(xiǎn)造成極大困難。設(shè)備成本高,價(jià)格昂貴,部分設(shè)備依賴進(jìn)口,所以遭災(zāi)后損失大。
二是由于化工行業(yè)生產(chǎn)涉及?;窋?shù)量大、儲(chǔ)存密集等特點(diǎn),它具有非常典型的特征和突出的代表性。其一旦發(fā)生化學(xué)事故就不同于普通的事故,將會(huì)引起大規(guī)模的燃燒、爆炸及有毒有害物質(zhì)泄漏,造成大范圍的、嚴(yán)重的環(huán)境污染。松原市作為發(fā)展中的石油化工城,石油化工業(yè)更成為全市主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型企業(yè),是吉林省重要的石油化工基地。其城區(qū)人口密集,高樓林立、石油化工、交通、通信樞紐等重要目標(biāo)眾多,所以當(dāng)有害氣體進(jìn)入城市時(shí),加之東北地區(qū)干旱少雨,長(zhǎng)年微風(fēng)飄浮使有害氣體難以排除。這也將造成大范圍的人口疏散轉(zhuǎn)移,對(duì)人員造成驚慌、恐懼等巨大的不良心理影響。因此,開展化學(xué)事故應(yīng)急救援是城市建設(shè)和居民生活的最好保障,加之有計(jì)劃地把城市人口疏散出去,是減少傷亡和混亂的有效辦法。
二、轉(zhuǎn)變體制和增強(qiáng)職能成為實(shí)現(xiàn)化學(xué)事故應(yīng)急救援根本途徑。
“戰(zhàn)時(shí)能力強(qiáng),平時(shí)作為大”是第五次全國(guó)人防會(huì)議提出的新時(shí)期人防建設(shè)的總目標(biāo),而“兩防一體化”正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的根本途徑?,F(xiàn)在的人防正向民防體制轉(zhuǎn)變,正在走“兩防一體化”的路子。“兩防一體化”就是防空防災(zāi)一體化,就是把戰(zhàn)時(shí)防空資源盡可能多地用在平時(shí)防災(zāi)救災(zāi)上,充分發(fā)揮人防部門職能作用和專業(yè)隊(duì)伍的應(yīng)急救援能力,從而及時(shí)有效地處置好各種突發(fā)事件和化學(xué)事故。
一是要通過(guò)參與城市防災(zāi)救災(zāi)和應(yīng)急救援行動(dòng),鍛煉人防應(yīng)急救援隊(duì)伍,檢驗(yàn)人防設(shè)備設(shè)施和各種方案預(yù)案,提高人防的組織指揮能力、快速反應(yīng)能力、應(yīng)急救援能力和平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換能力,為進(jìn)一步提高實(shí)戰(zhàn)能力,為戰(zhàn)時(shí)防空奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。也只有這樣,才能更好地爭(zhēng)取各級(jí)黨政軍和社會(huì)各界的重視和支持。這樣在平時(shí)的搶險(xiǎn)救災(zāi)中,既能發(fā)揮人防部門的職能作用,達(dá)到宣傳人防和實(shí)戰(zhàn)練兵的目的,又能夠在處置突發(fā)公共事件中幫助化工部門排憂解難,從而達(dá)到部門間配合,協(xié)同式作戰(zhàn),共同防災(zāi)救災(zāi)。
二是要為實(shí)現(xiàn)化學(xué)事故應(yīng)急救援手段多樣化尋求新突破。作為承擔(dān)“日遺化武”和突發(fā)公共事件綜合協(xié)調(diào)和處置出警任務(wù)的成員單位,我們要緊緊圍繞“戰(zhàn)時(shí)能力強(qiáng)、平時(shí)作為大”的目標(biāo),按照“量力而行、盡力而為”原則并根據(jù)平時(shí)防災(zāi)救災(zāi)、應(yīng)急救援需要的人防擁有的戰(zhàn)時(shí)資源,來(lái)確定我們能夠承擔(dān)的職能。信息化條件下的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)和平時(shí)各類事故災(zāi)害突發(fā)性、綜合性極強(qiáng)的特點(diǎn),對(duì)人防的指揮手段提出了更高要求。我們要想在高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境和平時(shí)防災(zāi)救援中有所作為,一個(gè)重要方面就是要不斷加強(qiáng)指揮通信手段建設(shè)。要突出以人防指揮自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)為核心,抓好指揮自動(dòng)化網(wǎng)、空情接收網(wǎng)、防空警報(bào)網(wǎng)和人防數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。依托軍地信息網(wǎng)絡(luò)資源,構(gòu)建完善的人防指揮控制信息系統(tǒng);與公安、氣象、地震、消防等職能部門建立信息互通渠道,共享事故災(zāi)害預(yù)報(bào)、報(bào)警、救援等信息,提升人防指揮自動(dòng)化水平,為處置突發(fā)公共事件和化學(xué)事故應(yīng)急救援做好準(zhǔn)備工作。
三、整合資源和科學(xué)制案,為化學(xué)事故應(yīng)急救援提供資源共享和有效依據(jù)。
化學(xué)事故應(yīng)急救援工作是一項(xiàng)點(diǎn)多、面廣、綜合性強(qiáng)、難度大的工作,只有多方通力協(xié)作,才能有效地調(diào)動(dòng)各救援力量的積極性,才能使分散力量變?yōu)檎w力量,發(fā)揮最佳效能,一旦發(fā)生化學(xué)事故,就能迅速有效地得到救援。
一是我國(guó)的應(yīng)急建設(shè)才剛剛起步,應(yīng)急體系不健全,基礎(chǔ)設(shè)施不完備,應(yīng)急救援力量薄弱,各級(jí)政府急需整合社會(huì)資源為應(yīng)急救援服務(wù)。這為各級(jí)人防部門充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)、利用人防組織指揮、通信警報(bào)、城市監(jiān)控、人口掩蔽和疏散、專業(yè)隊(duì)伍、應(yīng)急教育體系等“兩防”資源,為城市救援服務(wù)提供了很好的機(jī)遇。
二是化學(xué)事故應(yīng)急救援涉及部門很多,必須在平時(shí)就把人防資源有效地利用起來(lái),積極參與防災(zāi)救災(zāi)工作,在施救時(shí)要做到對(duì)事故及時(shí)報(bào)知、及時(shí)檢測(cè)、及時(shí)估算、及時(shí)提出救援建議、及時(shí)實(shí)施指揮、及時(shí)實(shí)施救援,并要處理好儲(chǔ)存與經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系,專職技術(shù)力量與兼職技術(shù)力量的關(guān)系,專用器材與常用器材的關(guān)系,現(xiàn)有裝備器材和新添器材的關(guān)系,以做到及時(shí)、有效地實(shí)施保障。把人防平時(shí)閑置的資源服務(wù)政府、服務(wù)社會(huì),“一筆投資、多種用途”,避免重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè),也是資源的集約和節(jié)約利用。只有把人防資源開發(fā)利用好,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出相應(yīng)的貢獻(xiàn),才能體現(xiàn)人防是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要方面。
三是化學(xué)事故具有突發(fā)性,在極短的時(shí)間內(nèi)迅速造成危害。因此,事先必須制定切實(shí)有效的救援預(yù)案和保障計(jì)劃。要從本地區(qū)化學(xué)事故可能發(fā)生的客觀實(shí)際出發(fā),立足最復(fù)雜、最困難的災(zāi)害情況,科學(xué)地?cái)M定與之相應(yīng)的對(duì)策,堅(jiān)決做到事故情況判斷要明確、指揮分工要明確、指揮程序要明確、救援隊(duì)伍職責(zé)要明確、保障措施要明確,就能臨危不亂,處置自如,及時(shí)控制事故發(fā)展,迅速消除事故后果。同時(shí)還要注意系統(tǒng)性、針對(duì)性和科學(xué)性,實(shí)現(xiàn)一案多情、多措并舉,快速救援的基礎(chǔ)。從而在應(yīng)急救援保障方案上建立長(zhǎng)效機(jī)制,促進(jìn)應(yīng)急救援長(zhǎng)期開展。
隨著化學(xué)事故應(yīng)急救援的不斷深入,我們必須將人防應(yīng)急救援納入社會(huì)應(yīng)急整體運(yùn)行體系中,將應(yīng)急救援的隊(duì)伍落實(shí)到社會(huì)搶險(xiǎn)救援任務(wù)中,同時(shí)以高度的責(zé)任感和緊迫感,探尋化學(xué)事故應(yīng)急救援防救結(jié)合的新思路,充分做好救援準(zhǔn)備,以應(yīng)付可能發(fā)生的重大化學(xué)事故,最大限度地減少化學(xué)事故對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)、社會(huì)穩(wěn)定造成的損失和影響。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:職業(yè)教育 師資隊(duì)伍素質(zhì)提升途徑
【中圖分類號(hào)】G717
正文:
近年來(lái),教與學(xué)的關(guān)系備受爭(zhēng)議,教學(xué)改革中西合璧,師資隊(duì)伍建設(shè)是職業(yè)院校改革發(fā)展的必選課題。思想意識(shí)要走在前面,各職業(yè)院校都在通過(guò)專家講座、學(xué)??疾臁⒀杏懡涣鞯榷喾N形式學(xué)習(xí)引薦西方先進(jìn)的職業(yè)教育模式,探索中國(guó)特色職業(yè)教育發(fā)展思路。國(guó)示校建設(shè)研究的主題多以職業(yè)教育的最新方針政策、學(xué)校發(fā)展規(guī)劃服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的途徑、教育科研的基本方法、提高實(shí)施教學(xué)改革的能力和水平等為主,教師儼然成為受眾和執(zhí)行大軍。總體上,職業(yè)院校教師綜合素質(zhì)提升的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)向基層教師傾斜,通過(guò)各類學(xué)習(xí)培訓(xùn),教師們的綜合素質(zhì)有提高,受益最多的是教學(xué)實(shí)踐能力和班主任管理能力方面。關(guān)于教師的職業(yè)素質(zhì)提升,兩點(diǎn)需要關(guān)注:
一、 職業(yè)院校教師心理現(xiàn)狀堪憂
首先,教師對(duì)職業(yè)認(rèn)知空乏。當(dāng)前的中國(guó)職業(yè)教育,教師的艱辛不必多說(shuō),知識(shí)更新快,備課壓力、教學(xué)法植入、考評(píng)壓力、各種比賽壓力等,讓職業(yè)院校老師們根本無(wú)暇深入審視自己的職業(yè)。負(fù)擔(dān)重,職業(yè)愿景與現(xiàn)實(shí)差距大,從事職業(yè)教育的教師苦中作樂已成常態(tài),幸福感嚴(yán)重缺失。能與時(shí)俱進(jìn)堅(jiān)守下來(lái)的理由之一是教師職業(yè)的尊嚴(yán)。職業(yè)尊嚴(yán),源于認(rèn)可和尊重,國(guó)家層面尚可尊師重教、政策傾斜,社會(huì)層面可不將就,社會(huì)沒有包容,只有鞭策?,F(xiàn)代職業(yè)教育的教師在能力邊緣的極限上痛并堅(jiān)守著,還要擔(dān)負(fù)探索職業(yè)可持續(xù)發(fā)展之路的重任,所以職業(yè)教育教師們對(duì)職業(yè)的認(rèn)知淡薄、空乏,需要重新審視。
其次,教師對(duì)職業(yè)規(guī)劃疲乏。理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很骨感。計(jì)劃年年有,規(guī)劃卻不著邊際。教師的職業(yè)規(guī)劃沒有夢(mèng)想的支撐、專業(yè)的指導(dǎo)、新鮮血液的注入怎能不疲乏?面對(duì)職業(yè)教育教師的社會(huì)地位和工資收入水平,在追逐成績(jī)的教育流水線中,教師如同工廠操作員一般,喪失了個(gè)性和教育風(fēng)格,變成了各種“標(biāo)準(zhǔn)”的遵照?qǐng)?zhí)行者,這種專業(yè)地位的下降讓教師感到厭煩,談何職業(yè)規(guī)劃?所以,教師在做職業(yè)生涯規(guī)劃前是很有必要花心思和時(shí)間進(jìn)行教育思維觸動(dòng)、與疲乏的工作現(xiàn)狀作斗爭(zhēng)的。
二、教師綜合素質(zhì)提升的途徑可以從教學(xué)實(shí)踐、教改科研開展。
1、教學(xué)實(shí)踐能力的提升。德國(guó)職業(yè)教育理念的引進(jìn)、多種現(xiàn)代教學(xué)法的研究與實(shí)踐,讓我們的教學(xué)現(xiàn)狀有了改觀。在同濟(jì)大學(xué)鄔教授的《怎樣成長(zhǎng)為職教名師》講座中,他說(shuō)道:“從基層到骨干再到名師,每一段經(jīng)歷都非常寶貴,過(guò)程比結(jié)果更重要。凡是能夠成為專家或名師的都是在能力邊緣的極限上工作后鍛煉出來(lái)的。”教師的三個(gè)基本要素是:有學(xué)識(shí),教師也是需要永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的人;有師德,需把教師這個(gè)職業(yè)看成是自己經(jīng)營(yíng)的事業(yè);有教法,學(xué)生能聽得懂、學(xué)得會(huì)。學(xué)高為師,身正為范。其實(shí),我們的教學(xué)實(shí)踐能力還有很大的提升空間,學(xué)校管理制度層面應(yīng)給予支持和幫助:給老師減負(fù),不要讓老師整日勞心勞力于各種考核、評(píng)估、數(shù)據(jù)文案堆砌中,課堂才是教與學(xué)的舞臺(tái)。教師自身層面,在教學(xué)實(shí)踐中銘記并執(zhí)行“五心”教育是可行的,即“實(shí)訓(xùn)滿足好奇心、成功積累自信心、知識(shí)晉級(jí)和PK比賽激發(fā)好勝心、任務(wù)驅(qū)動(dòng)養(yǎng)成進(jìn)取心、分組合作培養(yǎng)關(guān)愛心”。
2、教改科研的落實(shí)。每個(gè)老師應(yīng)該都主持或參與教改科研項(xiàng)目,教改科研必須落地生根、開花Y果并能用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)。2015年,"互聯(lián)網(wǎng)+"思維扛起民族發(fā)展大旗,農(nóng)村電商大熱,我們不妨談?wù)?互聯(lián)網(wǎng)+"行動(dòng)計(jì)劃在職業(yè)院校電子商務(wù)專業(yè)建設(shè)方面的應(yīng)用。實(shí)踐出真知,職業(yè)院校培養(yǎng)出來(lái)的電子商務(wù)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該是什么樣的?有文化、懂技術(shù)、會(huì)經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)代商人。老師怎么做?一年級(jí)開始就應(yīng)該規(guī)劃并親自帶學(xué)生體驗(yàn)校園市場(chǎng),互聯(lián)網(wǎng)電商平臺(tái)的網(wǎng)店開起來(lái),二年級(jí)就要往外拓展,周轉(zhuǎn)運(yùn)營(yíng)店鋪了。畢業(yè)時(shí)希望學(xué)生能在社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中扎根立足。職業(yè)院校的宗旨是以就業(yè)為導(dǎo)向,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)業(yè),邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐的過(guò)程非常重要。借鑒浙江義烏工商學(xué)院創(chuàng)業(yè)班的教學(xué)模式,他們?yōu)楹文芟碜u(yù)全國(guó)?學(xué)生70%以上開有網(wǎng)店或經(jīng)營(yíng)自己的小生意。對(duì)于擺地?cái)偂⑿@一條街、網(wǎng)店工作室等,校方都非常鼓勵(lì)和支持,免費(fèi)給學(xué)生提供創(chuàng)業(yè)基地和硬件支持,如網(wǎng)絡(luò)、電腦、庫(kù)房等設(shè)施設(shè)備。對(duì)學(xué)業(yè)的評(píng)估,學(xué)校的考評(píng)機(jī)制也非常人性化,卷面成績(jī)不是唯一標(biāo)準(zhǔn),網(wǎng)店信譽(yù)四個(gè)鉆的學(xué)生就可評(píng)為優(yōu)秀、免考等等。專業(yè)老師們做什么?牽頭開工作室,帶學(xué)生利用周末去調(diào)研和找貨源,大數(shù)據(jù)分析,網(wǎng)店診療。引導(dǎo)學(xué)生課余在校園開網(wǎng)店、擺地?cái)偦驙I(yíng)銷策劃、物流配送服務(wù)等,從一點(diǎn)一滴的小事、實(shí)事做起,讓學(xué)生吃苦,培養(yǎng)責(zé)任心,專業(yè)建設(shè)也自成格局、有特色。這是值得我們反思和借鑒的經(jīng)驗(yàn),也是職業(yè)教育教學(xué)改革的創(chuàng)新之路。“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”,從職業(yè)院校專業(yè)建設(shè)開始探索和實(shí)踐,教師一直參與其中,項(xiàng)目跟進(jìn)實(shí)施,定會(huì)有很多驚喜與收獲,成就感有了,職業(yè)尊嚴(yán)和幸福感自然就有了。專業(yè)老師絕不能照本宣科、置身事外,一定要在實(shí)踐中積極存在。
紙上讀來(lái)終覺淺,須知此事要躬行。不管是教師的職業(yè)生涯規(guī)劃,還是教學(xué)實(shí)踐能力和職教科研水平的提升,認(rèn)知很重要,實(shí)踐更本真。十年樹木,百年樹人,教師和學(xué)生一起成長(zhǎng),都具有可塑性,彼此信賴和互勉,彼此欣賞,共謀發(fā)展,教與學(xué)的關(guān)系才更和諧更高效。教學(xué)相長(zhǎng),更應(yīng)當(dāng)即時(shí)身體力行。我相信多年后的聲聲問(wèn)候和成功便是貼有教師標(biāo)簽的累累果實(shí)!
參考文獻(xiàn):
[1] 吳少紅 從德國(guó)職教師資培養(yǎng)談起 《教育發(fā)展研究》2000年第3期
【關(guān)鍵詞】提高;圖書利用率;方法措施;回顧;展望
平職學(xué)院是平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的簡(jiǎn)稱,是國(guó)家首批示范性職業(yè)院校,為了實(shí)現(xiàn)示范性職業(yè)院校的示范、引領(lǐng)和帶動(dòng)作用,學(xué)院自示范性院校審批通過(guò)后,進(jìn)行了“內(nèi)強(qiáng)素質(zhì)、外塑形象”大討論,要求各部門結(jié)合自己工作的實(shí)際,就如何更好的為全院教研和科研服務(wù),作為圖書館流通部的一員,本文就我們提高圖書利用率的方法措施回顧總結(jié)如下,供各位同仁批評(píng)指正。
1.提高圖書利用率的方法措施的回顧
1.1營(yíng)造圖書館讀書氛圍,優(yōu)化圖書館圖書閱覽環(huán)境
平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為了能給讀者提供一個(gè)良好的校園圖書環(huán)境,學(xué)院新圖書館投入使用后,通過(guò)在館內(nèi)掛宣傳橫幅、張貼古今中外科學(xué)家名人畫像、擺放花草等措施優(yōu)化圖書館館內(nèi)圖書閱覽環(huán)境。
1.2在館內(nèi)擺放閱覽桌、閱覽椅,通過(guò)方便讀者在館閱讀提高利用率
為方便讀者在館閱讀,我們?cè)趫D書館書架不影響讀者借閱的地方擺放閱覽桌和閱覽椅,方便讀者在館閱讀,這樣有些讀者有時(shí)間直接在館閱讀,不把圖書借出,這樣,當(dāng)別的讀者進(jìn)入圖書館后,不會(huì)因?yàn)樵摃唤璩龆⒄`閱讀。
1.3優(yōu)化管理系統(tǒng),縮短讀者查找圖書時(shí)間,提高圖書利用率
由于我院圖書館大樓共七層,主樓梯在室內(nèi),從圖書館大樓正門直接就進(jìn)入二樓,再由樓內(nèi)樓梯可上到七樓, 為了便于讀者借閱和圖書管理,現(xiàn)布局是:二、三、四樓為書庫(kù),五樓為期刊閱覽部 ,借閱臺(tái)設(shè)置在二樓大廳西門口,由于各樓層內(nèi)沒有隔開,因此沒法將樓內(nèi)空間劃分成某一書庫(kù),而是一層樓就是一個(gè)大大的書庫(kù),一個(gè)大書庫(kù)放置50~60架圖書,由于原文獻(xiàn)管理系統(tǒng)設(shè)置的圖書是按某一書庫(kù)(第一、第二…..第六書庫(kù))設(shè)置,這樣讀者在利用原管理系統(tǒng)查詢圖書在圖書館位置時(shí),能查到某一圖書在第幾書庫(kù),但搬入新圖書樓后,由于沒有對(duì)圖書的分配地址進(jìn)行及時(shí)的修改(還是原先的分配地址第幾書庫(kù)),因此在利用查詢導(dǎo)航系統(tǒng)查詢圖書時(shí),還是按原來(lái)的分配地址顯示(第幾書庫(kù)),而讀者在新館內(nèi)找不到某一書庫(kù)的具體標(biāo)志,這就給讀者查找圖書帶來(lái)諸多不便,加之我院沒有開設(shè)圖書檢索等專業(yè)知識(shí)的講座,讀者通常查找圖書都是在館內(nèi)找,就是很好的利用導(dǎo)航系統(tǒng)也無(wú)法準(zhǔn)確查找到圖書的準(zhǔn)確地址信息,這就給讀者查找圖書帶來(lái)了不便,通過(guò)我們認(rèn)真分析研究認(rèn)為,造成這一問(wèn)題的原因有兩點(diǎn),第一,雖然我館圖書已按圖書的中圖分類法對(duì)我館圖書進(jìn)行了科學(xué)分類,并按分類對(duì)應(yīng)上了架,但由于書架末在圖書館準(zhǔn)確定位;第二,由于圖書沒有在圖書館準(zhǔn)確定位,因此就無(wú)法利用圖書管理軟件來(lái)準(zhǔn)確查詢和準(zhǔn)確查找圖書在館的準(zhǔn)確地址信息,造成圖書查詢、查找費(fèi)時(shí)、費(fèi)事現(xiàn)象的產(chǎn)生。為了提高我院圖書館的服務(wù)質(zhì)量,提高我院圖書的利用率,我們成立了科研攻關(guān)小組,對(duì)產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行了科學(xué)的研究和分析,提出了解決圖書在館科學(xué)的定位理論,采取了科學(xué)的解決辦法,圖書在圖書館的定位理論,我們稱為“三步定位法”即:第一步就是通過(guò)給書架標(biāo)牌號(hào)的方法把書架在樓層上準(zhǔn)確定位;第二步利用中圖分類法按分類把圖書在書架上準(zhǔn)確定位;第三步通過(guò)對(duì)不同書架上圖書分類號(hào)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,使圖書管理軟件中地址詞典中的圖書地址信息與實(shí)際統(tǒng)計(jì)的地址信息對(duì)應(yīng),為讀者查詢和查找圖書帶來(lái)方便。具體定位采取的方法是:先把圖書按分類要求進(jìn)行科學(xué)分類后,把圖書按分類順序上架(上架時(shí)盡量把同類書擺放在一架或臨近的幾架上),并對(duì)所有的圖書的書架按一定規(guī)律(順時(shí)針,二、三、四樓層遞進(jìn))的規(guī)則進(jìn)行排架,并把規(guī)定好的架號(hào)的標(biāo)牌貼在每個(gè)書架醒目的位置,方便讀者查找;第二對(duì)不同書架上圖書的分類號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并使統(tǒng)計(jì)結(jié)果與書架號(hào)對(duì)應(yīng);第三把同一書架圖書的擺放地址 (第幾層樓第幾架)的分配地址信息對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)在文獻(xiàn)管理系統(tǒng)的地址信息字典中,為讀者借閱查詢提供準(zhǔn)確的地址信息 ,這樣利用原有管理軟件的查詢系統(tǒng),讀者就能在很短的時(shí)間內(nèi)找到所需圖書在館內(nèi)的準(zhǔn)確地址信息,節(jié)約了讀者大量查詢查找圖書所需的時(shí)間;通過(guò)我們初步統(tǒng)計(jì),從2010年使用以來(lái),讀者借來(lái)館借閱1本圖書,借閱查詢時(shí)間由原來(lái)的最少30分鐘,降到不足10分鐘時(shí)間,受到了讀者的好評(píng),使我院圖書館的圖書利用率也大幅提高。
1.4加大圖書管理力度,提高服務(wù)質(zhì)量
由于我館采取開架方式進(jìn)行管理,圖書容易亂架,而圖書亂架后,圖書在館的地址信息就發(fā)生了變化,這樣就是利用快速查詢導(dǎo)航系統(tǒng)也不容易找到自己所需的圖書,為了能很好的利用快速查詢導(dǎo)航系統(tǒng)也不容易找到自己所需的圖書,提高我院圖書館的圖書利用率。只有加大管理力度,這主要從兩方面著手:一面加大對(duì)入館讀者的宣傳教育,教育他們養(yǎng)成良好的圖書閱覽習(xí)慣,在圖書館閱讀完圖書后盡量放歸原位,保證其它讀者也能快速查找到;另一方面,圖書管理人員要加大對(duì)圖書的管理力度,對(duì)讀者無(wú)意擺放錯(cuò)誤的,離館時(shí)沒有上架,以及無(wú)意放亂架的圖書都得及時(shí)歸位,保證其它讀者也能快速查找到,以提高圖書的利用率,提高圖書館的服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)為保證圖書館制定的各項(xiàng)管理制度能認(rèn)真落實(shí)。
2.提高圖書利用率方法的展望
2.1探索構(gòu)建圖書館聯(lián)盟的新模式
構(gòu)建圖書館聯(lián)盟是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)信息資源共知、共建、共享的有效措施。各地方高校圖書館利用同一地區(qū)內(nèi)的地理優(yōu)勢(shì)、資源優(yōu)勢(shì)結(jié)成聯(lián)盟,使結(jié)成聯(lián)盟的高校圖書館通過(guò)圖書館聯(lián)盟的運(yùn)作實(shí)現(xiàn)圖書館之間全面的網(wǎng)絡(luò)互連和資源互連,逐步形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互通有無(wú)的局面,圖書館聯(lián)盟的運(yùn)作可以增加雜志的數(shù)量,滿足讀者的閱讀需要,降低成本,節(jié)約資金,并提高雜志的利用率和讀者保障率。
2.2利用新技術(shù)搭建信息交流平臺(tái)
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,特別是Internet的興起和迅速發(fā)展,使得信息的生產(chǎn)、傳輸空前便捷,導(dǎo)致信息量急劇增長(zhǎng),信息的質(zhì)量也參差不齊,“信息爆炸”成為現(xiàn)代社會(huì)的一大特征。為了適應(yīng)信息的發(fā)展圖書館學(xué)界提出了圖書館員要爭(zhēng)當(dāng)“網(wǎng)上信息引導(dǎo)員”、“網(wǎng)絡(luò)信息導(dǎo)航員”的口號(hào),要求網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的圖書館員應(yīng)該能選擇質(zhì)量可靠、費(fèi)用低廉、登錄方便的信息源,并熟悉網(wǎng)上信息機(jī)構(gòu)的組成,能更好地組織網(wǎng)上信息,為讀者提供良好的網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航服務(wù)。而博客作為一種新型的信息組織與平臺(tái),它的出現(xiàn)使得信息導(dǎo)航更加方便快捷。博客是將信息進(jìn)行分類和篩選后進(jìn)行,職業(yè)院校圖書館可以根據(jù)本校專業(yè)設(shè)置及本地生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造情況,對(duì)網(wǎng)上獲得的博客信息進(jìn)行分類搜集,二次加工,編制出專題索引、專題題錄等,向用戶提供“導(dǎo)航服務(wù)”??梢猿浞掷镁W(wǎng)絡(luò)知識(shí),建立圖書館咨詢博客,把生產(chǎn)一線技術(shù)人員撰寫的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),畢業(yè)生畢業(yè)實(shí)習(xí)和撰寫畢業(yè)論文時(shí)所涉及的實(shí)際問(wèn)題,經(jīng)專業(yè)老師歸納整理后放置于博客咨詢欄目上,讓該地區(qū)的技術(shù)人員甚至全國(guó)、全世界的專家學(xué)者都參與,在圖書館參考咨詢博客上,定期對(duì)咨詢問(wèn)題的回答由專業(yè)老師進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)有有創(chuàng)新性的問(wèn)題的回答,我們可以設(shè)專項(xiàng)資金給予獎(jiǎng)勵(lì),并將其觀點(diǎn)或具體做法發(fā)表在我院學(xué)報(bào)上進(jìn)行交流或推廣。讀者可以方便地自己的信息需求,圖書館員可以利用博客及時(shí)、迅速、精確地答復(fù)讀者的網(wǎng)上咨詢,圖書館可以在參考咨詢博客上,方便地開展用戶培訓(xùn)網(wǎng)上講座,加強(qiáng)對(duì)用戶的指導(dǎo)、教育與培訓(xùn),提高讀者的信息檢索能力,更好地利用網(wǎng)絡(luò)信息資源,方便、客觀地分析用戶的信息需求,對(duì)各種信息資源進(jìn)行過(guò)濾,得到用戶所需要的、個(gè)性化的信息資源精品,然后利用博客及時(shí)性的特點(diǎn),快捷、持續(xù)、定期地向用戶通報(bào)相關(guān)課題的最新動(dòng)態(tài)。另外,在參考咨詢博客上,每個(gè)參考咨詢員都可以擁有自己的網(wǎng)絡(luò)空間,使圖書館員之間、圖書館員和讀者之間建立一個(gè)良好的互動(dòng)平臺(tái)。圖書館員不僅可以方便、及時(shí)地了解讀者的需求,還可以通過(guò)博客與其他館的參考咨詢工作人員進(jìn)行交流,經(jīng)常查看他們的博客,主動(dòng)獲取新的知識(shí)。
3.結(jié)語(yǔ)
總之,只要我們圖書管理人員都能以主人翁的姿態(tài)對(duì)待工作,并不斷利用新技術(shù),創(chuàng)造性的服務(wù),我們就一定能迎來(lái)高職院校圖書館事業(yè)燦爛的明天。
【參考文獻(xiàn)】
[1]蔡學(xué)軍,孫宏偉.高職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)定位研究與實(shí)踐計(jì)算機(jī)教育[J].2006,10.
[2]光,陳存業(yè),程美.論圖書館博客文化建設(shè)[J].福建圖書館理論與實(shí)踐,2006(1).
[關(guān)鍵詞]地球化學(xué)塊體;成礦率;成礦預(yù)測(cè);新巴爾虎右旗
中圖分類號(hào):TD 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)06-0297-01
1 區(qū)域地質(zhì)背景
研究區(qū)位于西伯利亞板塊東南緣蒙古―興安造山帶東段,蒙古―鄂霍茨克斷裂與得爾布干斷裂之間。額爾古納地塊的南西端,其北與俄羅斯接壤,西南部與蒙古國(guó)為鄰。蒙古―興安造山帶東段主要由古生代四個(gè)微型地塊(額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、布列亞一佳木斯一興凱地塊)以及中生代完達(dá)山外來(lái)地塊碰撞拼貼組成。其中,佳木斯陸塊時(shí)代最老,代表晚太古到早元古的古陸;額爾古納陸塊則代表中、新元古的古陸;而興安地塊和松嫩地塊可能具有統(tǒng)一基底,代表新元古到早寒武的陸塊(陳靜,2011;程三友,2006)[1][2]。
該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了西伯利亞板塊南緣的大陸增生、鄂霍茨克洋閉合以及受太平洋板塊活動(dòng)的影響,其先后發(fā)生了三個(gè)與金屬成礦有關(guān)的構(gòu)造旋回:前寒武紀(jì)克拉通化、古生代多旋回開合、中生代構(gòu)造巖漿活化。前兩個(gè)構(gòu)造旋回形成了該區(qū)內(nèi)中生代構(gòu)造的雙重基底(前寒武紀(jì)變質(zhì)基底和古生代褶皺基底),為中生代活化及相伴隨的成礦作用帶來(lái)成礦物質(zhì)(宋丙劍等,2007;代雙兒,2001;李雙林,1996;周建波等,2009;趙越等,1994)。
1.1 區(qū)域地層
區(qū)內(nèi)地層發(fā)育,元古界地層零星出露,古生界地層在區(qū)內(nèi)缺失,中生界分布廣泛,新生界地層次之(區(qū)域地質(zhì)志,1993;巖石地層,1997)[3]。
1.2 區(qū)域構(gòu)造
區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為明顯,斷裂大多為北北西向推測(cè)性質(zhì)不明的斷裂。斷裂在研究區(qū)內(nèi)分布范圍較廣,主要在研究區(qū)北東角和南西角分布較為密集,因?yàn)榇蟛糠譃橥茰y(cè)斷層,產(chǎn)狀未知。斷裂形成時(shí)間推測(cè)為白堊世之后。
1.3 區(qū)域巖漿巖
區(qū)內(nèi)頻繁的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)伴隨著強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng),主要為海西期和燕山期侵入巖,尤其中生代以來(lái)受環(huán)太平洋構(gòu)造域的影響,表現(xiàn)為強(qiáng)烈的火山噴發(fā)和巖漿侵入。
根據(jù)侵入順序和巖性特征及鄰區(qū)對(duì)比 ,有晚二疊世、晚侏羅世、早白堊世3個(gè)侵入期,尤其以晚侏羅世至早白堊世侵入最為強(qiáng)烈,以淺成侵入為主,巖石類型復(fù)雜,分異作用明顯,與成礦關(guān)系密切,特別是巖漿活動(dòng)演化較晚期的淺成火山侵入體,常伴有多金屬礦產(chǎn)出現(xiàn)。
1.4 區(qū)域火山巖
區(qū)內(nèi)火山巖分布廣泛,巖石類型發(fā)育較全,火山活動(dòng)集中于中生代,受北西向、北東向斷裂構(gòu)造控制,多呈帶狀展布。區(qū)內(nèi)中生代火山巖可劃分為五期,分別為塔木蘭溝期、滿克頭鄂博期、瑪尼吐期、白音高老期、梅勒?qǐng)D期。
2 鉬元素地球塊體圈定
筆者通過(guò)利用研究區(qū)1:20萬(wàn)區(qū)域化探數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代法剔除3σ以上的離群點(diǎn),計(jì)算得出X=1.33,S=0.54,則異常下限值為X+S=1.87。后用0.1logμg/g值逐步提高元素異常分級(jí),共分出6級(jí)。
通過(guò)鉬元素異常下限值,及元素分級(jí)值,根據(jù)大地坐標(biāo)利用Surfer軟件繪制出研究區(qū)鉬元素地球化學(xué)塊體分布圖。
隨后用AutoCAD軟件計(jì)算得出鉬元素地球化學(xué)塊體的面積。分析得出研究區(qū)內(nèi)分布諸多面積小于100km2的鉬元素局部異常,其中有一面積在100-1000km2的鉬元素區(qū)域異常。
3 研究區(qū)鉬元素地球化學(xué)塊體資源潛力評(píng)價(jià)
根據(jù)鉬元素的地球化學(xué)區(qū)域異常參數(shù),來(lái)計(jì)算區(qū)域異常的鉬元素金屬量。
計(jì)算公式為:ME=Cm×(Sa×Dh×σ)
其中經(jīng)過(guò)區(qū)域異常內(nèi)數(shù)據(jù)計(jì)算得出Cm=3.60μg/g,Sa通過(guò)AutoCAD軟件計(jì)算得出Sa=292.32km2,Dh為給定的厚度,本文采用Dh=1000m,區(qū)內(nèi)巖石密度σ=2.7t/m3。
故經(jīng)過(guò)計(jì)算得出鉬元素地球化學(xué)區(qū)域異常Ⅰ的金屬量Me=2.84萬(wàn)噸。
成礦率的確定,Mc=R/Me,因?yàn)椴楦商啬獔D鉬地球化學(xué)區(qū)域異常Ⅰ勘查程度較低,未能得知確切鉬元素已探明儲(chǔ)量,所以盡可能用成礦環(huán)境相似,勘探程度較高的地球化學(xué)塊體或區(qū)域異常內(nèi)已探明的總儲(chǔ)量與其金屬供應(yīng)量之比作為該地區(qū)的成礦率,故取鉬元素已探明儲(chǔ)量R=0.22萬(wàn)噸。
成礦率Mc=0.075。
研究區(qū)內(nèi)Mo元素地球化學(xué)塊體結(jié)構(gòu)特征清晰,可追蹤研究區(qū)內(nèi)Mo的濃集趨勢(shì),并能分析出其物質(zhì)來(lái)源。根據(jù)地球化學(xué)塊體理論,圈定出一個(gè)元素區(qū)域異常,和若干個(gè)元素局域異常。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息分析鉬元素資源潛力還是不錯(cuò)的。其中根據(jù)鉬元素元素濃集的趨勢(shì),可以預(yù)測(cè)主要的成礦區(qū)。
絕大多數(shù)的鉬礦床都產(chǎn)于各自的地球化學(xué)塊體之中, 但也有一些礦床并不產(chǎn)在對(duì)應(yīng)的地球化學(xué)塊體內(nèi),而是以獨(dú)立的、分散的小異常見礦,需對(duì)研究區(qū)內(nèi)這類小異常給予足夠的重視。
因此通過(guò)研究區(qū)內(nèi)鉬元素?cái)?shù)據(jù)分析,可以大概推斷出兩個(gè)鉬元素的富集帶,大致方位在研究區(qū)的北東部和南西部。
4 結(jié)論
通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙滿洲里―新巴爾虎右旗地區(qū)鉬元素地球化學(xué)塊體的剖析及地球化學(xué)塊體與已知礦床在不同構(gòu)造單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系的討論,認(rèn)為成礦物質(zhì)來(lái)源是影響礦床形成的首要因素,物質(zhì)供應(yīng)可以通過(guò)地球化學(xué)塊體的形式在地表直觀的表達(dá)出來(lái)。不同礦種不同礦床的形成與地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境有關(guān),利用地球化學(xué)塊體與成礦的內(nèi)在關(guān)系,以地球化學(xué)塊體為突破點(diǎn),結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造特征分析是預(yù)測(cè)找礦靶區(qū)的有效手段。
論文通過(guò)大量的圖形、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、單元素分析,系統(tǒng)的、全面的介紹了地球化學(xué)塊體方法在內(nèi)蒙滿洲里至新巴虎右旗地區(qū)的應(yīng)用,對(duì)成礦有利的地段進(jìn)行了成礦預(yù)測(cè)分析,并對(duì)不同次的地球化學(xué)塊體進(jìn)行了成礦預(yù)測(cè)。在預(yù)測(cè)過(guò)程中,對(duì)不同景觀區(qū)地球化學(xué)塊體的圈定進(jìn)行分析,通過(guò)對(duì)比.塊體下限的確定根據(jù)不同的構(gòu)造單元的元素豐度的不同進(jìn)行調(diào)整后,能夠更客觀的反映該地區(qū)的地球化學(xué)特征,對(duì)成礦預(yù)測(cè)起到了更好的指導(dǎo)作用。
對(duì)研究區(qū)內(nèi)鉬元素地球化學(xué)塊體特征進(jìn)行了剖析,在幾個(gè)級(jí)次內(nèi)的塊體做預(yù)測(cè)金屬量計(jì)算,并對(duì)不同成礦率下的預(yù)測(cè)金屬量進(jìn)行對(duì)比,最后對(duì)研究區(qū)內(nèi)的具有找礦前景的幾個(gè)級(jí)次的塊體進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)。通過(guò)這種對(duì)比發(fā)現(xiàn),研究區(qū)內(nèi)高溫元素Mo有很好的異常帶,應(yīng)該在尋找高溫元素上有所突破。鉬元素地球化學(xué)區(qū)域異常突出,面積達(dá)八百多平方公里,根據(jù)地球化學(xué)塊體理論,已達(dá)到地球化學(xué)區(qū)域異常,其估算鉬資源量在2.84萬(wàn)噸左右,但在此區(qū)域內(nèi),并未發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn),因此可以通過(guò)進(jìn)一步的工作來(lái)尋找有工業(yè)價(jià)值的礦床。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 加權(quán)余量法;固體力學(xué);權(quán)函數(shù);試函數(shù)
中圖分類號(hào) O34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)111-0121-01
1 概述
早期,加權(quán)余量法僅僅適用于傳熱、流體力學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域,迄今為止,其在固體力學(xué)中已經(jīng)得到了深層次的應(yīng)用和發(fā)展。在固體力學(xué)計(jì)算方法中,加權(quán)余量法是一種通用的數(shù)值計(jì)算方法,也是一種基于等效積分形式的類似計(jì)算方法,在求解非線性和線性微分方程使,其非常的有效。在加權(quán)余量法發(fā)展研究過(guò)程中,基于該方法衍生了很多適應(yīng)于具體應(yīng)用場(chǎng)景的數(shù)值計(jì)算方法,包括無(wú)網(wǎng)格法、邊界元法和有限元法,這三種計(jì)算方法因其適應(yīng)環(huán)境不同而各具特色,目前已經(jīng)逐漸的發(fā)展成為一種獨(dú)立的方法。本文基于筆者對(duì)加權(quán)余量法和固體力學(xué)計(jì)算方法的研究,詳細(xì)的闡述了加權(quán)余量法的原理,分析了其應(yīng)用狀況,歸納該方法應(yīng)用于固體力學(xué)的如何選擇權(quán)函數(shù)和試函數(shù)等內(nèi)容。
2 背景理論
在工程科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域中求解問(wèn)題時(shí),問(wèn)題的最終解決方法通常是將其歸結(jié)為求解具有初始條件和約束條件的微分方程組。數(shù)學(xué)理論上,許多學(xué)者將微分方程形式稱之為強(qiáng)形式,而在求數(shù)值解時(shí),人們通常把微分方程的相關(guān)邊界約束條件轉(zhuǎn)換為變分形式;一些學(xué)者將微分方程等效為積分形式時(shí),通常將其稱之為弱形式,在一些文獻(xiàn)中也存在一些學(xué)者將其稱為積分提法[4]、伽遼金方程、變分方程和加權(quán)余量方法。本文將詳細(xì)的討論求解數(shù)值時(shí)的加強(qiáng)余量法。
3 加權(quán)余量法的應(yīng)用
3.1 權(quán)余余量法的實(shí)施過(guò)程
目前,針對(duì)工程或者物理學(xué)中產(chǎn)生的問(wèn)題,人們通常針對(duì)其進(jìn)行建模,抽象出來(lái)邊界約束條件,將其歸納為微分方程,將其表示為未知函數(shù)u應(yīng)該滿足微分方程組,其一般形式如3.1所示。
(3.1)
(3.2)
域Ω根據(jù)問(wèn)題的背景,可以是面積域,也可以是體積域,同時(shí)未知函數(shù)u還應(yīng)滿足邊界條件:Γ表示域Ω的邊界約束條件。在求解域Ω時(shí),如果場(chǎng)函數(shù)U取精確解時(shí),則在域內(nèi),其任一點(diǎn)都要滿足微分方程(3.1),同時(shí),其在邊界Γ上的任一點(diǎn)也都要滿足邊界約束條件(3.2)。但是,對(duì)于固體力學(xué)中的許多實(shí)際問(wèn)題,其非常復(fù)雜,精確解通常難以獲得,因此,在一定精度的條件下尋找近似解成為諸多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。
針對(duì)微分方程(3.1)和邊界約束條件(3.2)表示的問(wèn)題,其未知函數(shù)U可以采用近似函數(shù)表示,近似函數(shù)中包含有未知參數(shù),其形式為公示(3.3)。
(3.3)
在公示3.3中,Ni是試探函數(shù)的已知函數(shù),ai表示待定參數(shù),其中,Ni取自完全函數(shù)系列,完全函數(shù)系列是指任一函數(shù)都可以使用該序列表示,其是線性獨(dú)立的,近似函數(shù)通常要滿足邊界約束條件和連續(xù)性的要求。當(dāng)n取值有限時(shí),近似解無(wú)法滿足微分方程(3.1)和邊界約束條件(3.2),導(dǎo)致余量R,產(chǎn)生,其中,R和又被稱為殘差。其近似的等效積分形式可以表示為(3.5):
(3.5)
將其寫成余量形式(3.6):
(3.6)
在公示3.5和3.6中,w、被稱為權(quán)函數(shù),兩公式的含義是通過(guò)尋找待定系數(shù)ai,強(qiáng)迫余量在某種平均意義上取值為零,這樣就可以得到一組方程,求解待定系數(shù)a,從而得到問(wèn)題的近似解。
3.2 權(quán)函數(shù)的選擇
在進(jìn)行固體力學(xué)數(shù)值計(jì)算時(shí),加權(quán)余量法是求解微分方程的一種非常有效的方法,因此,任何獨(dú)立的完全函數(shù)都可以被選擇作為權(quán)函數(shù)。通常情況下,一般經(jīng)常使用的權(quán)函數(shù)選擇方法包括以下五種,分別是子域法、最小二乘法和伽遼金法。
1)子域法
該方法使得在n個(gè)子域Ωj外,wj=0,在子域Ωj內(nèi),wj=I,其實(shí)質(zhì)是迫使余量在n個(gè)子域上的積分取值為零。
2)最小二乘法
對(duì)于加權(quán)余量法來(lái)講,其微分方程的近似解取值為時(shí),權(quán)函數(shù),該方法的實(shí)質(zhì)
是使得的取值最小,也即是滿足
(i=1,2,3,…,n)。
3)伽遼金法
該方法對(duì)于許多學(xué)者都很熟悉,根據(jù)加權(quán)余量法的觀點(diǎn)可以解釋為使用伽遼金法時(shí),其權(quán)函數(shù)和試函數(shù)的均取自同一系列的函數(shù)。
3.3 試函數(shù)的選擇
在加權(quán)余量法應(yīng)用時(shí),選擇一個(gè)合適的試函數(shù)同樣非常重要,試函數(shù)在選擇時(shí)應(yīng)該滿足一下要求:必須是完備的,并且各個(gè)試函數(shù)項(xiàng)之間線性無(wú)關(guān)。基于通常使用狀況,發(fā)現(xiàn)試函數(shù)的選擇可以報(bào)考三類:1)三角級(jí)數(shù);2)多項(xiàng)式;3)樣條函數(shù),通常是三次或者五次樣條函數(shù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
在工程科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域中求解問(wèn)題時(shí),問(wèn)題的最終解決方法通常是將其歸結(jié)為求解具有初始條件和約束條件的微分方程組。本文詳細(xì)的介紹了加權(quán)余量法在固體力學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀,并且詳細(xì)的分析了如何選擇權(quán)函數(shù)和試函數(shù)。隨著固體力學(xué)的發(fā)展,許多學(xué)者對(duì)加權(quán)余量法進(jìn)行了追蹤研究,基于不同的適應(yīng)環(huán)境,改進(jìn)得到了更加具有針對(duì)性的數(shù)值計(jì)算方法。在未來(lái)的時(shí)間內(nèi),隨著多學(xué)科的共同高速發(fā)展,固體力學(xué)計(jì)算方法必將得到更大的
突破。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:土力學(xué);有效應(yīng)力原理;教學(xué)改革
作者簡(jiǎn)介:劉艷(1983-),女,江西贛州人,北京交通大學(xué)土建學(xué)院,講師。(北京 100044)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)35-0129-02
學(xué)術(shù)界和工程界公認(rèn)Terzaghi是經(jīng)典土力學(xué)理論的奠基人,他提出的有效應(yīng)力原理促使土力學(xué)產(chǎn)生了根本性的變化和發(fā)展,使土力學(xué)從一般力學(xué)中獨(dú)立出來(lái)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。土力學(xué)經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,但其理論基礎(chǔ)仍然不太完善,處于半理論、半經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展階段。因此土力學(xué)理論發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走,需要培養(yǎng)出更多的人才,能為工程服務(wù)的同時(shí)也能為促進(jìn)土力學(xué)學(xué)科的不斷進(jìn)步而做出貢獻(xiàn),這就使土力學(xué)教學(xué)中的理論創(chuàng)新就顯得尤為重要。
作為經(jīng)典土力學(xué)基石的有效應(yīng)力原理是土力學(xué)中最基本和最重要的原理,在所有的土力學(xué)課程當(dāng)中,都必然會(huì)包含有效應(yīng)力原理的相關(guān)介紹,但這些介紹大多比較簡(jiǎn)單,不足以強(qiáng)調(diào)它在土力學(xué)中的重要地位。雖然太沙基有效應(yīng)力的表達(dá)式非常簡(jiǎn)單,但其涉及到如何將土這樣一種三相混合的多孔材料用經(jīng)典的固體力學(xué)知識(shí)來(lái)進(jìn)行表述,這其中需要用到連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和多孔介質(zhì)力學(xué)的理論方法。通過(guò)對(duì)這一最最基本的土力學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行講解,可以讓學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到土力學(xué)與其他學(xué)科的不同之處,并啟發(fā)他們進(jìn)行更進(jìn)一步的理論創(chuàng)新。因此本文將從對(duì)有效應(yīng)力原理的教學(xué)改革出發(fā)來(lái)探討如何實(shí)現(xiàn)土力學(xué)的理論創(chuàng)新。
對(duì)有效應(yīng)力原理的教學(xué)改革,可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:首先介紹有效應(yīng)力原理的形成,然后指出目前教學(xué)中存在的問(wèn)題,最后簡(jiǎn)單介紹多孔介質(zhì)理論,以說(shuō)明如何將連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的物理量和平衡方程用于土這種材料。
一、土力學(xué)及有效應(yīng)力原理的形成
土力學(xué)的歷史一般教學(xué)中都會(huì)有所介紹,但是很少課程會(huì)對(duì)有效應(yīng)力原理的形成進(jìn)行介紹。此部分內(nèi)容有助于學(xué)生加深了解土力學(xué)的歷史,并增加工科課程教學(xué)的生動(dòng)性。有效應(yīng)力原理這個(gè)思想主要形成于19世紀(jì)二三十年代,文獻(xiàn)[1]記載太沙基1923年在處理粘土層固結(jié)問(wèn)題時(shí),開始了有效應(yīng)力的研究,給出了有效應(yīng)力的一個(gè)初始方程,然而他當(dāng)時(shí)并沒有提到有效應(yīng)力這一概念。其實(shí)在太沙基之前,1915年Fillunger教授就通過(guò)試驗(yàn)證明了孔隙液體壓力不會(huì)對(duì)多孔固體強(qiáng)度產(chǎn)生任何影響,但在當(dāng)時(shí)他并沒有認(rèn)識(shí)到這一原理的重要性。直到1936年,太沙基才明確給出了有效應(yīng)力這一思想和明確的表述,太沙基先生也因此被譽(yù)為土力學(xué)之父。Terzaghi給出了有效應(yīng)力的定義如下:[2]
式中:σ'為飽和土有效應(yīng)力,σ為總應(yīng)力,u為孔隙水壓力。Terzaghi認(rèn)為:有效應(yīng)力是沿著土骨架傳遞的,它控制了飽和土的變形和強(qiáng)度;即在給定一組確定的參數(shù)和條件下,通過(guò)有效應(yīng)力可以把變形和強(qiáng)度表示為它的函數(shù)。
文獻(xiàn)[1]指出太沙基最初給出有效應(yīng)力表達(dá)式時(shí),似乎是憑直覺而不是根據(jù)基本力學(xué)原理得到的,其固結(jié)方程的推導(dǎo)中也存在一些數(shù)學(xué)和力學(xué)上的錯(cuò)誤,這也使太沙基一維固結(jié)方程在當(dāng)時(shí)遭到了Fillunger的強(qiáng)烈抨擊。Fillunger教授利用現(xiàn)代的多孔介質(zhì)理論的處理方法,推導(dǎo)了固結(jié)方程,這在當(dāng)時(shí)多孔介質(zhì)理論尚未形成的時(shí)期是具有高度創(chuàng)新性的科學(xué)成就。隨著混合物理論的發(fā)展,尤其是多孔介質(zhì)理論的發(fā)展,有效應(yīng)力原理和土力學(xué)的理論基礎(chǔ)也不斷完善。
回顧土力學(xué)的歷史,會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)土力學(xué)的發(fā)展與多孔介質(zhì)理論的發(fā)展是密切相關(guān)的。有效應(yīng)力原理最初是為了解決實(shí)際工程中粘土層的固結(jié)問(wèn)題而引入的,最初土力學(xué)確立旨在解決實(shí)際問(wèn)題,隨著多孔介質(zhì)理論發(fā)展,土力學(xué)的理論才不斷得到完善。由此也說(shuō)明多孔介質(zhì)理論可以成為描述多相孔隙材料(當(dāng)然也包括土)行為的嚴(yán)格、統(tǒng)一和完備的理論基礎(chǔ),這也為土力學(xué)的理論創(chuàng)新指明了一條道路。
二、有效應(yīng)力原理教學(xué)中的問(wèn)題
目前飽和土有效應(yīng)力原理作為經(jīng)典土力學(xué)的基石已經(jīng)非常成功地在巖土工程實(shí)踐中得到應(yīng)用。在土中,總應(yīng)力不再是影響土體變形和穩(wěn)定性的唯一原因,土體內(nèi)部的孔隙水壓力和孔隙氣壓會(huì)承擔(dān)部分總應(yīng)力,并且各相之間的相互作用和影響不可忽略。對(duì)于飽和土,人們認(rèn)識(shí)到:雖然孔隙水會(huì)分擔(dān)部分總應(yīng)力,但是它對(duì)土體的變形和穩(wěn)定性的影響卻很小,可以忽略不計(jì)。一般土力學(xué)教科書中關(guān)于飽和土有效應(yīng)力的推導(dǎo)時(shí)都運(yùn)用了力平衡原理,即作用于土體上的總應(yīng)力由土顆粒和孔隙水兩部分共同承擔(dān),最終給出表達(dá)式中有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力。
通常固體力學(xué)或流體力學(xué)中的物理量和平衡方程都是在連續(xù)介質(zhì)前提下得到定義。但是土是一種松散堆積材料,是由固體物質(zhì)組成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙構(gòu)成的介質(zhì),孔隙中填充著液體或氣體。作為一種多相孔隙介質(zhì),其內(nèi)部土顆粒和土孔隙分布是不連續(xù)的,土體內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)力并不相同,這就使得定義土體應(yīng)力出現(xiàn)了困難。如何定義土中的物理力學(xué)變量,連續(xù)介質(zhì)中的力學(xué)平衡方程在這種多孔介質(zhì)中是否成立,如何將連續(xù)介質(zhì)的理論應(yīng)用于土這種多孔介質(zhì)是一個(gè)需要探討的問(wèn)題,而這在一般教學(xué)中并沒有介紹。
三、有效應(yīng)力原理的教學(xué)改革
為了解決上述提到的問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單介紹多孔介質(zhì)理論。按照復(fù)合混合物理論的思想,通常假定多相孔隙介質(zhì)存在三種尺度:微觀尺度、介觀連續(xù)介質(zhì)尺度和宏觀連續(xù)介質(zhì)尺度。目前認(rèn)為:只有后兩個(gè)尺度才會(huì)對(duì)多相孔隙介質(zhì)的宏觀性質(zhì)有直接影響。對(duì)于單相(土中的某一相)介質(zhì)的情況,在介觀尺度下,其局部平衡方程和經(jīng)典的連續(xù)介質(zhì)的平衡方程相同,再由介觀尺度進(jìn)一步體積平均化,得到宏觀的變量以及每一相和總的平衡方程,這時(shí)需要考慮各相之間的相互作用。為了定量的描述這種多相孔隙介質(zhì)的土,需要在這一介質(zhì)中選擇一個(gè)表征體元。表征體元是一種體積單元,一方面它在微觀尺度上應(yīng)足夠大,以便于包含足夠多的固體顆粒和孔隙進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均,由此才能得到有意義的熱動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)和參數(shù),另一方面它在宏觀尺度上應(yīng)足夠小,也就是說(shuō)在整個(gè)宏觀場(chǎng)地中它應(yīng)該作為一空間點(diǎn)處理。此外,表征體元的特征尺度不應(yīng)隨時(shí)間和空間而變化,即使其特征尺度有微小的變化,但其平均化后的材料性質(zhì)和參數(shù)也應(yīng)為常量,而不應(yīng)隨其特征尺度的變化而變化。[3]
在宏觀尺度上,由平均化得到的多相孔隙介質(zhì)可以被定義為:它是多相多組分相互重疊,同時(shí)存在于所考慮空間的每一點(diǎn)上的連續(xù)介質(zhì),在這一連續(xù)空間的每一點(diǎn)上都具有用表征體元經(jīng)平均化后得到熱和力學(xué)的性質(zhì)參數(shù),這種宏觀參數(shù)是和介觀連續(xù)介質(zhì)的參數(shù)直接相關(guān)并表示的。根據(jù)這一思想,連續(xù)介質(zhì)中的物理力學(xué)變量和平衡方程就可以應(yīng)用到多孔介質(zhì)當(dāng)中,為土體的宏觀物理力學(xué)變量定義和宏觀的力學(xué)平衡方程建立提供依據(jù)。
利用多孔介質(zhì)的這種平均化思想,可以將多孔介質(zhì)等效成為一種連續(xù)介質(zhì),這樣就可以解釋土力學(xué)中為什么可以用連續(xù)介質(zhì)的平衡方程來(lái)推導(dǎo)土體的有效應(yīng)力原理。然而多孔介質(zhì)力學(xué)一般不是土木工程專業(yè)本科階段的教學(xué)內(nèi)容,這部分知識(shí)會(huì)增加學(xué)習(xí)的難度,所以教學(xué)中要盡量使用學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)來(lái)進(jìn)行講解。比如土體應(yīng)力的定義可以用數(shù)學(xué)上極限的概念來(lái)進(jìn)行解釋,[4]平均化的思想實(shí)際上與概率論中統(tǒng)計(jì)平均值的概念類似。通過(guò)這種的方式,一方面可以使教學(xué)內(nèi)容容易被學(xué)生接受,另一方面可以讓學(xué)生對(duì)這一基本理論有一個(gè)初步認(rèn)識(shí),為今后土力學(xué)理論創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。
四、結(jié)語(yǔ)
有效應(yīng)力原理是土力學(xué)的重要基石,然而在一般教學(xué)中對(duì)其的介紹都非常簡(jiǎn)單,本文是有效應(yīng)力原理的一種新的教學(xué)嘗試,結(jié)合目前最新的科研進(jìn)展介紹有效應(yīng)力原理的理論基礎(chǔ),講解土作為一種多孔介質(zhì)材料,是如何利用連續(xù)介質(zhì)的原理來(lái)推導(dǎo)得到有效應(yīng)力原理。深入了解和掌握這部分內(nèi)容,可以加深學(xué)生對(duì)土這種特殊材料的認(rèn)識(shí),有助于學(xué)生更深入地了解土這種材料的特殊性,更易找到適合于土的學(xué)習(xí)方法,并可以為下一步深入學(xué)習(xí)和研究土力學(xué)理論奠定良好的理論基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]De bore R.Theory of Porous Media,Highlights in Historical Development and Current State[M]. Berlin:Springer,1999.
[2]趙成剛,白冰.土力學(xué)原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:培養(yǎng)方案;教學(xué)計(jì)劃;滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè);湖南大學(xué)車輛工程專業(yè)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)30-0001-04
一、引言
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的不斷深入,企業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)、工作手段、專業(yè)化分工、工作方式、對(duì)產(chǎn)品的要求及制約企業(yè)發(fā)展的主要矛盾都發(fā)生了顯著的變化,這種需求的變化導(dǎo)致企業(yè)對(duì)大學(xué)畢業(yè)生的能力需求發(fā)生巨大的變化。目前,國(guó)內(nèi)外都非常重視學(xué)生能力的培養(yǎng)。中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)2012年12月的機(jī)械工程教育峰會(huì)主題就是“聚焦學(xué)生能力的培養(yǎng)”,大連理工大學(xué)的李志義教授提出以學(xué)生能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)方案和課堂教學(xué)改革,從克服培養(yǎng)方案的十個(gè)傾向、重構(gòu)培養(yǎng)方案的十個(gè)方面及實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的十個(gè)轉(zhuǎn)變?cè)敿?xì)地討論了研究型大學(xué)如何以學(xué)生能力為導(dǎo)向來(lái)構(gòu)架專業(yè)培養(yǎng)方案及實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的轉(zhuǎn)變。華中科技大學(xué)吳昌林教授提出改革課程教學(xué)方法、營(yíng)造學(xué)生自主探究的環(huán)境。推進(jìn)了基于主動(dòng)實(shí)踐“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革和機(jī)械設(shè)計(jì)與制作能力培養(yǎng)系列Project。重慶大學(xué)的陳兵奎教授將畢業(yè)要求細(xì)化到每門課程中,采用課堂講授+自學(xué)環(huán)節(jié)+專題作業(yè)+項(xiàng)目設(shè)計(jì)+小組討論+……的過(guò)程性評(píng)價(jià)和考試環(huán)節(jié)的終結(jié)性評(píng)價(jià)的綜合評(píng)價(jià)手段對(duì)課程教學(xué)過(guò)程和方法進(jìn)行評(píng)價(jià),并且在制度上保證期末考試在總成績(jī)比例中不超過(guò)40%。國(guó)外在十多年前就提出并持續(xù)發(fā)展和倡導(dǎo)了全新的CDIO(Conceiving-Designing-Implementing-Operation,即構(gòu)思―設(shè)計(jì)―實(shí)現(xiàn)―運(yùn)行)工程教育理念和以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO大綱。這些都說(shuō)明以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的高校人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)改革已提上日程。筆者受國(guó)家留學(xué)基金委資助,在滑鐵盧大學(xué)進(jìn)行研究和訪學(xué),能夠深入院系和課堂了解該校本科教學(xué)情況。又鑒于國(guó)外大多數(shù)綜合性大學(xué)本科專業(yè)只有機(jī)械工程專業(yè)沒有車輛工程專業(yè),筆者對(duì)比研究滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)和湖南大學(xué)車輛工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和課程設(shè)置,為各高校人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃修訂提供一定的可參考的經(jīng)驗(yàn)。
二、滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)培養(yǎng)方案
滑鐵盧大學(xué)位于加拿大滑鐵盧市,是一個(gè)以數(shù)學(xué)著名、以工科為主、以產(chǎn)學(xué)合作教育為辦學(xué)特色的綜合性大學(xué)?,F(xiàn)有本科生30000人,研究生5100余名。工程院是滑鐵盧大學(xué)最大的學(xué)院,機(jī)械工程專業(yè)是工程院14個(gè)專業(yè)之一,機(jī)械工程專業(yè)本科四年的學(xué)習(xí)是在四年零八個(gè)月內(nèi)完成的,每年分為秋(9月到12月)、冬(1月到4月)、春(5月到8月)三個(gè)學(xué)期,每個(gè)學(xué)期為期4個(gè)月的時(shí)間,學(xué)生需要完成八個(gè)學(xué)期的學(xué)術(shù)學(xué)期和六個(gè)學(xué)期的工作學(xué)期,沒有寒暑假。學(xué)術(shù)學(xué)期的課程由核心課程、通識(shí)選修課程和專業(yè)選修課程組成。
1.核心課程。包括學(xué)位31門學(xué)分核心課程和7門非學(xué)分核心課程。31門學(xué)分核心課程主要包括兩大類:(1)自然科學(xué)基礎(chǔ)核心課程6門(1門化學(xué)領(lǐng)域、3門數(shù)學(xué)領(lǐng)域、1門力學(xué)領(lǐng)域和1門電學(xué)領(lǐng)域的課程),分別是:CHE102工程化學(xué)、MATH115工程線性代數(shù)、MATH116工程微積分1、MATH118工程微積分2、PHYS115力學(xué)、GENE123電氣工程。(2)專業(yè)核心課程25門,分別是:ME100機(jī)械工程導(dǎo)論1、ME101機(jī)械工程導(dǎo)論2、ME115材料結(jié)構(gòu)和屬性、ME201高等微積分、ME202工程統(tǒng)計(jì)學(xué)、ME203常微分方程、ME212動(dòng)力學(xué)、ME219固體力學(xué)1、ME220固體力學(xué)2、ME230材料行為學(xué)、ME250熱力學(xué)1、ME262微處理器和數(shù)字邏輯器導(dǎo)論、ME269機(jī)電設(shè)備和電加工、ME303高等工程數(shù)學(xué)、ME321機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、ME322機(jī)械設(shè)計(jì)1、ME340機(jī)械制造、ME351流體力學(xué)1、ME353傳熱學(xué)1、ME354熱力學(xué)2、ME360控制系統(tǒng)導(dǎo)論、ME362流體力學(xué)2、ME380機(jī)械工程課程設(shè)計(jì)、ME481機(jī)械工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)1、ME482機(jī)械工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)1。(3)7門非學(xué)分核心課程分別是研討課(ME100B、ME200A、ME200B、ME300A、ME300B、ME400A、ME400B)。這些課程內(nèi)容大致包括機(jī)械工程專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)和選課方法;學(xué)校、院系的組織架構(gòu)和日常運(yùn)轉(zhuǎn);學(xué)生社團(tuán);就業(yè)機(jī)會(huì);安全教育;圍繞核心課程的主題討論;機(jī)械工程前沿研究討論及學(xué)校已做的科學(xué)研究等。*課程后面括號(hào)內(nèi)的編號(hào)為課程代碼,以1開頭的代碼是大學(xué)一年級(jí)的課程,依此類推。
2.通識(shí)選修課程。需要在技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)三類課程中選修4門課程。分別為:(1)技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響類課程選修1門;這類課程有:ANTH102社會(huì)與文化人類學(xué)導(dǎo)論、ECE390工程設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)學(xué)和對(duì)社會(huì)的影響、ENVS105環(huán)境管理與倫理、ERS215環(huán)境與可持續(xù)性評(píng)價(jià)、SOC232技術(shù)和社會(huì)變革等20門。(2)工程經(jīng)濟(jì)學(xué)類課程選修1門;MSCI 261機(jī)械工程專業(yè)規(guī)定選修工程財(cái)務(wù)管理。(3)人文社會(huì)科學(xué)類選修2門;這類課程有哲學(xué)、政治學(xué)、歷史、人文、和平與沖突、人力資源管理、音樂、心理學(xué)、國(guó)際關(guān)系研究等。
3.專業(yè)選修課程。需要在六個(gè)專業(yè)方向流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與固體力學(xué)、材料工程與工藝、焊接、自動(dòng)化與控制、熱工程選修7門課程。大三選修3門,大四選修4門。(1)流體力學(xué)方向:ME564渦輪機(jī)、ME564空氣動(dòng)力學(xué)、ME564工程設(shè)計(jì)、ME567計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)和消防安全工程、ME571空氣污染。(2)機(jī)械設(shè)計(jì)與固體力學(xué)方向:ME423機(jī)械設(shè)計(jì)、ME435工業(yè)冶金、ME542先進(jìn)的動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)、ME526疲勞和斷裂分析、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制、ME555計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、ME559有限元方法。(3)材料工程與工藝方向:ME435工業(yè)冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME531物理冶金應(yīng)用于制造、ME533金屬及復(fù)合材料、ME535焊接冶金、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制。(4)焊接方向:ME435工業(yè)冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME535焊接冶金、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制、ME547機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)和控制:(可選)。(5)自動(dòng)化與控制方向:ME435工業(yè)冶金、ME538焊接的設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制、ME547機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)和控制、ME548數(shù)控機(jī)床1、ME555計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、ME559有限元方法、ME561流體動(dòng)力控制系統(tǒng)。(6)熱工程方向:ME452能量轉(zhuǎn)移的建筑物、ME456傳熱學(xué)2、ME459能量轉(zhuǎn)換、ME557燃燒學(xué)1、ME559有限元方法、ME567消防安全工程、ME571空氣污染?;F盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的定位是培養(yǎng)機(jī)械工程師,機(jī)械工程師需要能處理任何運(yùn)動(dòng)的機(jī)器,如機(jī)器人、馬達(dá)、泵和車輛等。在所有的工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中,機(jī)械工程師都需要從工藝和系統(tǒng)的角度參與設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)和維護(hù)機(jī)械的幾乎每一個(gè)階段。機(jī)械工程師需要理解力學(xué)和熱力學(xué)基本定律、力對(duì)固體和流體的影響、熱在物質(zhì)內(nèi)傳遞的規(guī)律、工程材料的性能以及針對(duì)特定的功能設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的能力。從以上的課程設(shè)置可以看出,滑大機(jī)械工程專業(yè)正是從培養(yǎng)一個(gè)合格的機(jī)械工程師的角度來(lái)設(shè)置課程的。從數(shù)學(xué)、力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)、制造工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)、自動(dòng)化和控制這些方向完成一個(gè)機(jī)械工程師應(yīng)該具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
三、湖南大學(xué)產(chǎn)學(xué)合作教育的開展情況車輛工程培養(yǎng)方案
湖南大學(xué)起源于中國(guó)古代四大書院之一、創(chuàng)建于公元976年的岳麓書院,迄今已歷時(shí)千余年,故又稱“千年學(xué)府”。是一所理科基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)、工科實(shí)力雄厚、人文學(xué)科獨(dú)具深厚文化背景、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)科富有特色的綜合性、開放式、研究型全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)?,F(xiàn)有本科生20400余人,研究生11000余人。車輛工程專業(yè)隸屬于湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院,形成了以汽車車身、汽車底盤、汽車安全等核心內(nèi)容見長(zhǎng)的專業(yè)教學(xué)特色;推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,實(shí)現(xiàn)高水平的專業(yè)教學(xué)與高水平的科學(xué)研究相結(jié)合,注重能力導(dǎo)向,培養(yǎng)工程創(chuàng)新人才。湖南大學(xué)車輛工程專業(yè)的學(xué)位課程由通識(shí)課程、核心課程、選修課程及集中實(shí)踐環(huán)節(jié)組成。
1.通識(shí)課程。包括通識(shí)必修和通識(shí)選修兩大類:(1)通識(shí)必修課程(思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、形勢(shì)與政策、中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、基本原理、大學(xué)英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)基本能力測(cè)試、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論與程序設(shè)計(jì)、心理素質(zhì)與生涯發(fā)展、體育)。(2)通識(shí)選修課程(岳麓講壇、文學(xué)藝術(shù)領(lǐng)域必選一門、社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域必選一門)。
2.核心課程。包括三大類:學(xué)門核心課程、學(xué)類核心課程和專業(yè)核心課程。(1)工學(xué)學(xué)門核心課程(高等數(shù)學(xué)A、線性代數(shù)A、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)A、普通物理A、普通物理實(shí)驗(yàn)A、普通化學(xué))。(2)機(jī)械學(xué)類核心課程(機(jī)械工程圖學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)基礎(chǔ)、電工電子學(xué)、控制工程基礎(chǔ)、工程中的數(shù)值方法)。(3)車輛專業(yè)核心課程[汽車構(gòu)造(含發(fā)動(dòng)機(jī)原理)、汽車?yán)碚?、汽車設(shè)計(jì)、汽車電子技術(shù)(含嵌入式系統(tǒng))、汽車制造工藝]。
3.專業(yè)選修課程。包括兩大類:專業(yè)限選課程和專業(yè)方向選修課程。(1)專業(yè)限選課程選修6門[汽車導(dǎo)論與法規(guī)(必選)、新能源汽車基礎(chǔ)(必選)、機(jī)械振動(dòng)學(xué)(必選)、有限元分析、工程優(yōu)化設(shè)計(jì)、汽車NVH技術(shù)、汽車結(jié)構(gòu)CAE技術(shù)、汽車碰撞CAE技術(shù)、汽車試驗(yàn)學(xué)]。(2)專業(yè)方向選修課程:任選一個(gè)方向修課。①車身方向(車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、車身制造工藝學(xué)、汽車空氣動(dòng)力學(xué)、汽車人機(jī)工程學(xué)、車身CAD技術(shù))。②底盤方向(汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制、汽車懸架、液壓氣壓與電傳動(dòng)、汽車底盤性能仿真)。③安全方向(汽車安全技術(shù)、人體損傷生物力學(xué)、汽車安全性實(shí)驗(yàn)技術(shù)、智能車輛、汽車安全仿真理論與方法)。④新能源汽車方向(電動(dòng)車輛原理與構(gòu)造、電動(dòng)車輛設(shè)計(jì)、電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)、電驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)、電動(dòng)汽車性能仿真)。
四、對(duì)比分析
滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)和湖南大學(xué)車輛工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃對(duì)比見表1:
從以上的對(duì)比可以看出,滑鐵盧大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)的課程門數(shù)和學(xué)時(shí)數(shù)都大大少于湖南大學(xué)車輛專業(yè),尤其是通識(shí)課程部分?;F盧大學(xué)每門課基本上都是每周只上3小時(shí),可以一次上完,也可以分兩次上,由教師決定。每門課程的課程大綱(SYLLABUS)包括以下8個(gè)部分:(1)Contact Info(任課教師的聯(lián)系方式):列出任課教師的姓名、辦公地點(diǎn)、電話和郵箱地址;(2)Lectures(課程講授):列出上課的時(shí)間地點(diǎn);(3)communication(交流):明確學(xué)生跟老師交流的平臺(tái);老師的課件、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和課程中包括的編程代碼都會(huì)以郵件的形式上傳到UW-Learn平臺(tái),學(xué)生通過(guò)該平臺(tái)提交作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和編程代碼;(4)Labs(實(shí)驗(yàn)):明確實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)、時(shí)間安排、學(xué)生分組安排及實(shí)驗(yàn)的題目;(5)Assignments(作業(yè)):布置作業(yè)的題目、作業(yè)要求、提交作業(yè)的時(shí)間;有些課程還有Project的要求;(6)Tutorials(輔導(dǎo)):按學(xué)生的姓氏的字母排序分組安排輔導(dǎo)及各組輔導(dǎo)的具體時(shí)間和輔導(dǎo)的內(nèi)容;(7)Final Exam(期末考試):明確考試的要求;(8)Grading(成績(jī)構(gòu)成):明確實(shí)驗(yàn)、作業(yè)和期末考試所占的比例;基本上每門課程的期末考試的比例不會(huì)超過(guò)50%、實(shí)驗(yàn)的比例會(huì)在20%左右、作業(yè)在30%左右。滑鐵盧大學(xué)本科生的課程任務(wù)很重,課后作業(yè)量很多,并且要求很嚴(yán),必須在規(guī)定時(shí)間提交作業(yè)的,否則零分計(jì)算。每門課程有完善的TA(助教)制度。
湖南大學(xué)車輛工程專業(yè)大一大二大類招生,整個(gè)機(jī)械類的課程一樣,夯實(shí)數(shù)學(xué)力學(xué)和機(jī)械基礎(chǔ),大三重在專業(yè)核心課程,大四實(shí)施方向課程,與就業(yè)和研究方向接軌,整體知識(shí)結(jié)構(gòu)合理,突出了本專業(yè)的特色。從2011年開始,湖南大學(xué)要求每門課程都要在教務(wù)處課程中心建立課程網(wǎng)站,上傳與該課程相關(guān)的所有內(nèi)容。課程大綱也必須包括以上八個(gè)部分,并且開設(shè)小班討論和助教制度,一門課尤其是核心課程實(shí)施多位老師一起上的制度,課程要求趨于合理和規(guī)范,教學(xué)質(zhì)量也大幅度上升。但也暴露了一些問(wèn)題,譬如助教水平參差不齊、小班討論內(nèi)容不太明確、學(xué)生課時(shí)任務(wù)繁重等等。新一版的教學(xué)計(jì)劃正在針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行修訂,相信隨著制度的規(guī)范和借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn),本科教學(xué)質(zhì)量一定會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。
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[3]2012國(guó)際機(jī)械工程教育峰會(huì):大連理工大學(xué)副校長(zhǎng)李志義教授做了題為《以學(xué)生能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)方案與課堂教學(xué)改革》的報(bào)告.
[4]2012國(guó)際機(jī)械工程教育峰會(huì):華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院吳昌林教授做了題為《學(xué)生能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)體系設(shè)計(jì)》的報(bào)告.
[5]2012國(guó)際機(jī)械工程教育峰會(huì):重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副院長(zhǎng)陳兵奎教授的報(bào)告《學(xué)生能力達(dá)成與綜合評(píng)價(jià)方法初探》.
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關(guān)鍵詞:工程流體力學(xué);環(huán)境類;教學(xué)難點(diǎn);教學(xué)方法;銜接技巧
作者簡(jiǎn)介:齊旭東(1981-),男,河北唐山人,河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院,講師。(天津 300401)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)34-0130-02
一、環(huán)境類工程流體力學(xué)的學(xué)科特色分析
環(huán)境類專業(yè)涉及流體力學(xué)的內(nèi)容廣泛,而且與機(jī)械、熱能動(dòng)力、水利等傳統(tǒng)學(xué)科對(duì)流體力學(xué)的要求有明顯不同。[1-3]河北工業(yè)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我校”)環(huán)境工程專業(yè)采用聞德蓀先生編著的《工程流體力學(xué)》教材,由高等教育出版社出版,分上下兩冊(cè),上冊(cè)為《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》,下冊(cè)為《應(yīng)用流體力學(xué)》。該教材與其它傳統(tǒng)學(xué)科所采用的流體力學(xué)教材相比區(qū)別較大:由于人類生活和生產(chǎn)主要局限在生物圈,生物圈中水和氣是無(wú)處不在的,環(huán)境類專業(yè)主要圍繞水和氣,因此,上冊(cè)《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》的覆蓋面極大,包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定平面勢(shì)流、流動(dòng)相似原理、流動(dòng)阻力和能力損失等模塊;下冊(cè)《應(yīng)用流體力學(xué)》包括孔口和管嘴出流、有壓管流、明渠流、堰流、滲流等模塊。下冊(cè)以水為主,旁及氣體,實(shí)際上是水力學(xué)基礎(chǔ)。但是,與傳統(tǒng)水力學(xué)又有著明顯的不同,這一不同并不是教材主要內(nèi)容的差異,而是學(xué)科體系的構(gòu)建不同。傳統(tǒng)水力學(xué)在學(xué)科構(gòu)建上有著鮮明的學(xué)科特色,而環(huán)境類專業(yè)所學(xué)習(xí)的《應(yīng)用流體力學(xué)》(教材下冊(cè))是采用更加簡(jiǎn)單的方式初步介紹水力學(xué)。換言之,是上冊(cè)《理論流體力學(xué)》的動(dòng)力學(xué)在幾種特殊邊界流場(chǎng)中的具體應(yīng)用,這些特殊流場(chǎng)的研究對(duì)于設(shè)計(jì)和計(jì)算環(huán)境類的反應(yīng)器、構(gòu)筑物的形式和尺寸,以及流體輸配具有重要意義。
工程流體力學(xué)與三大力學(xué)(理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué))相比,其主要概念和原理幾乎沒有相似之處,[4-6]與大學(xué)物理學(xué)相比也無(wú)相似之處。[7]換言之,在工程流體力學(xué)中涉及的概念和原理對(duì)本科生來(lái)說(shuō)幾乎是全新的。工程流體力學(xué)建立在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)基礎(chǔ)上,是通過(guò)牛頓經(jīng)典力學(xué)和高等數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)流體靜止和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究,通過(guò)歐拉法或拉格朗日法對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象建立數(shù)學(xué)模型,從而用微積分等高等數(shù)學(xué)方法解決流體流動(dòng)問(wèn)題。該學(xué)科的基本概念和原理在三大力學(xué)或大學(xué)物理學(xué)中幾乎是從未提及過(guò)的。
可見,工程流體力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)鮮明,是環(huán)境類專業(yè)的重要骨干課程。筆者從事工程流體力學(xué)教學(xué)7年有余,并主動(dòng)向老教師或其他同行學(xué)習(xí)探討,發(fā)現(xiàn)除了要把握好該課程的學(xué)科特點(diǎn)外,對(duì)教學(xué)難點(diǎn)也要廣泛篩選、收集和研究,并結(jié)合教學(xué)方法進(jìn)行探討論證,[8-12]具體分析見表1及下文。
表1 若干教學(xué)難點(diǎn)與教材章節(jié)對(duì)應(yīng)一覽表
序號(hào) 教學(xué)難點(diǎn) 教材章節(jié)[1]
1 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 第一章緒論
2 隔離體受力分析 第一章緒論
3 流體相對(duì)平衡 第二章流體靜力學(xué)
4 流體靜力學(xué)基本方程、阿基米德原理 第二章流體靜力學(xué)
5 拉格朗日法、歐拉法 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)
6 亥姆霍茲速度分解定理 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)
7 理想流體動(dòng)力學(xué)、實(shí)際流體動(dòng)力學(xué) 第四章理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢(shì)流、第五章實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
8 牛頓一般相似原理、單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則 第六章量綱分析和相似原理
9 普朗特混和長(zhǎng)度理論 第七章流動(dòng)阻力和能量損失
10 孔口、管嘴出流和有壓管流 第九章有壓管流和孔口、管嘴出流
11 堰流 第十章明渠流和閘孔出流及堰流
12 滲流 第十一章滲流
二、環(huán)境類工程流體力學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)與教學(xué)方法銜接技巧分析
連續(xù)介質(zhì)假設(shè)(序號(hào)1)是工程流體力學(xué)的基礎(chǔ),其重要性不言而喻,但是作為一門新課程的開始,學(xué)生往往很難接受這樣的模型假設(shè)。因此,宜采用討論法處理該問(wèn)題,討論法的難點(diǎn)是避免討論課的無(wú)計(jì)劃性。質(zhì)點(diǎn)的概念對(duì)于研究流體運(yùn)動(dòng)是至關(guān)重要的,但是有大半學(xué)生掌握不到要領(lǐng)。具體體現(xiàn)在,把流體質(zhì)點(diǎn)的概念與物理學(xué)剛體質(zhì)點(diǎn)的概念混淆,覺得二者完全一致,沒有特殊涵義。面對(duì)這一問(wèn)題,與學(xué)生針對(duì)兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念進(jìn)行詳細(xì)的機(jī)理分析是很必要的。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的核心理念是流體質(zhì)點(diǎn)概念的提出,流體質(zhì)點(diǎn)是這樣定義的:流體質(zhì)點(diǎn)是指尺度大小同一切流動(dòng)空間(流場(chǎng))相比微不足道又含有大量分子,具有一定質(zhì)量的流體微元;物理學(xué)中的剛體如果只發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)的話,該剛體可簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)處理,即用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)代替剛體,使物理運(yùn)算變得很方便。因此,這兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念有著不同的涵義,流體的主要特點(diǎn)之一就是易流動(dòng)性,流場(chǎng)的形狀受制于邊界條件,流場(chǎng)在流動(dòng)過(guò)程中,邊界形狀不斷變化,所以,流場(chǎng)形狀也在不斷變化,因此,流體質(zhì)點(diǎn)不能替代流場(chǎng),而是由大量的流體質(zhì)點(diǎn)組成連續(xù)介質(zhì),填充整個(gè)流場(chǎng)。
工程流體力學(xué)本質(zhì)上講是力學(xué)問(wèn)題,需要在解題前進(jìn)行受力分析(序號(hào)2)。在中學(xué)物理學(xué)中,受力分析貫穿始終,為中學(xué)生所熟知。所以,該部分的學(xué)習(xí)推薦采用自學(xué)指導(dǎo)法和對(duì)比分析法,這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于流場(chǎng)形狀受制于邊壁,流體的受力分析規(guī)律性不明顯,這與中學(xué)物理學(xué)的剛體受力分析區(qū)別較大。流體受力分析,均可從兩個(gè)方面進(jìn)行,即質(zhì)量力和表面力。質(zhì)量力包括重力和慣性力,屬于遠(yuǎn)程力,作用在整個(gè)流場(chǎng)的所有質(zhì)點(diǎn)上,其中,慣性力的存在與否取決于坐標(biāo)系的選擇。如果選擇慣性坐標(biāo)系,則慣性力肯定不存在;如果選擇非慣性坐標(biāo)系,則慣性力肯定存在。表面力包括切應(yīng)力和壓應(yīng)力,概念的內(nèi)涵與剛體的表面力相似,切應(yīng)力和壓應(yīng)力之間的區(qū)別在于作用力方向的不同。
很多學(xué)生不了解學(xué)習(xí)流體相對(duì)平衡(序號(hào)3)的意義何在,根據(jù)該知識(shí)的特點(diǎn),可采用探究發(fā)現(xiàn)法處理該部分內(nèi)容。流體相對(duì)平衡的意義,在于將特殊的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成相對(duì)靜止的問(wèn)題,從而使計(jì)算得到簡(jiǎn)化。當(dāng)整個(gè)流場(chǎng)與固體邊壁無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),選擇非慣性坐標(biāo)系,根據(jù)達(dá)朗貝爾原理引入慣性力,可用相對(duì)平衡條件來(lái)處理該問(wèn)題,即對(duì)隔離體采用受力平衡條件,可使計(jì)算過(guò)程大大簡(jiǎn)化。
中學(xué)物理學(xué)所熟悉的流體靜力學(xué)基本方程()和阿基米德原理(F浮=ρgV排),二者如何從流體靜力學(xué)的角度來(lái)重新定義(序號(hào)4),也是這一章的難點(diǎn)。該難點(diǎn)的講解宜采用啟發(fā)性談話法,該方法一定要注意談話內(nèi)容的設(shè)計(jì)合理性,以期對(duì)整個(gè)談話過(guò)程有的放矢。流體靜力學(xué)基本方程的限定條件是質(zhì)量力僅有重力,也就是說(shuō),坐標(biāo)系為慣性坐標(biāo)系。如果將其推廣到非慣性坐標(biāo)系,則計(jì)算方法應(yīng)為歐拉平衡微分方程的積分式,歐拉平衡微分方程是建立在牛頓第二定律基礎(chǔ)上的。該部分需要學(xué)生將流體靜力學(xué)基本方程與歐拉平衡微分方程積分式進(jìn)行對(duì)照。阿基米德原理是計(jì)算浮力的基本原理為中學(xué)生所熟知,在中學(xué)物理中往往解釋成由實(shí)驗(yàn)研究獲得,實(shí)際上在大學(xué)工程流體力學(xué)中可以解釋成曲面所受靜壓力的合效應(yīng)使其意義更廣泛。
流動(dòng)現(xiàn)象如何用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述,這是流體力學(xué)建立的基礎(chǔ),該難點(diǎn)的處理宜采用講授法。描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有兩種,即拉格朗日法和歐拉法(序號(hào)5)。拉格朗日法是從流場(chǎng)中選擇關(guān)鍵性流體質(zhì)點(diǎn)組成流體質(zhì)點(diǎn)系,跟蹤每一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn),研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,進(jìn)而總結(jié)出質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)規(guī)律,從而推演出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,該方法概念清晰,但是分析和計(jì)算過(guò)程復(fù)雜。歐拉法是從流場(chǎng)中選擇有代表性的空間點(diǎn),分析這些空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,從而總結(jié)出整個(gè)流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在計(jì)算流體力學(xué)中,常常采用拉格朗日法,在工程流體力學(xué)中常常采用歐拉法。
流體微元運(yùn)動(dòng)的基本形式包括平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、角變形、線變形等。在流體微元內(nèi)部,如果已知其中一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素,在微元內(nèi)其他空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素可以用已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素表達(dá)出來(lái),該定理稱為亥姆霍茲速度分解定理(序號(hào)6)。很多學(xué)生對(duì)該定理存在疑問(wèn):微元內(nèi)部這兩個(gè)空間點(diǎn)之間怎么會(huì)存在聯(lián)系?該問(wèn)題適合采用探究發(fā)現(xiàn)法進(jìn)行介紹,教師可首先將其轉(zhuǎn)化成高等數(shù)學(xué)的模型,提示學(xué)生用微積分的方法來(lái)處理,具體而言,二者之間的聯(lián)系是通過(guò)高等數(shù)學(xué)中的泰勒公式建立的。
理想流體動(dòng)力學(xué)和實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)(序號(hào)7)在工程流體力學(xué)中是可以合并講授的,采用系統(tǒng)講授法更合適,這樣更有利于知識(shí)的完整性。流體動(dòng)力學(xué)主要涉及三大方程的后兩個(gè),即能量方程和動(dòng)量方程。首先介紹理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程和實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)微分方程,前者也稱為歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程,后者也稱為N-S方程,這兩個(gè)重要方程均由牛頓第二定律推導(dǎo)獲得,二者可作為計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ),由此也可推導(dǎo)出能量方程。另一點(diǎn)需要注意,能量方程有兩種形式,理想流體能量方程和實(shí)際流體能量方程,前者可以統(tǒng)一到后者中去,由于實(shí)際流體存在粘滯力,可產(chǎn)生能量損失,即單位重量流體從計(jì)算斷面1-1運(yùn)動(dòng)到計(jì)算斷面2-2時(shí)的平均能量損失;如果是理想流體,則粘滯力不存在,產(chǎn)生的能量損失為0。
量綱分析和相似原理主要涉及到(動(dòng)力)相似準(zhǔn)則里的牛頓一般相似原理和單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則之間的辯證關(guān)系(序號(hào)8)。該部分知識(shí)瑣碎,宜采用講授法。兩個(gè)流動(dòng),即原型和模型流動(dòng),如果要實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似,幾何相似和初始條件、邊界條件相似是基礎(chǔ),動(dòng)力相似是保證,運(yùn)動(dòng)相似是目標(biāo)。如果要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力相似,需要對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)處各個(gè)同名力方向相同,大小成固定比例,這稱為牛頓一般相似原理。但如果在幾何相似和牛頓一般相似原理都成立的前提下,原型和模型的幾何形狀和大小完全一致,失去了模型實(shí)驗(yàn)可縮小原型幾何尺寸的意義。正是基于此,所以提出單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則,在流動(dòng)中起主導(dǎo)作用的力往往只有一種,這是流動(dòng)現(xiàn)象的特點(diǎn),所以如果在原型和模型中,起主導(dǎo)作用的力相似的話,可認(rèn)為二者的動(dòng)力相似已實(shí)現(xiàn)。
普朗特混和長(zhǎng)度理論(序號(hào)9)是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),大多數(shù)學(xué)生感覺該部分不知所云。比如說(shuō),該半經(jīng)驗(yàn)理論的意義是什么,問(wèn)題從何而來(lái)?該部分宜采用討論法。流體處于湍流狀態(tài)時(shí),運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以分為時(shí)均流速和脈動(dòng)流速,時(shí)均流速產(chǎn)生時(shí)均切應(yīng)力,脈動(dòng)流速產(chǎn)生附加切應(yīng)力,時(shí)均切應(yīng)力的計(jì)算采用牛頓內(nèi)摩擦定律,附加切應(yīng)力計(jì)算采用脈動(dòng)流速計(jì)算,即,其中脈動(dòng)流速ux’和uy’計(jì)算困難,需要通過(guò)普朗特混和長(zhǎng)度理論進(jìn)行計(jì)算,該理論通過(guò)將湍流脈動(dòng)與理想氣體自由程理論進(jìn)行類比,提出自由程概念,從而將脈動(dòng)速度與時(shí)均速度建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)了附加切應(yīng)力的計(jì)算可行性。
孔口、管嘴出流和有壓管流(序號(hào)10)是研究水力設(shè)備和輸配水管網(wǎng)的基礎(chǔ),這一部分的模型主要涉及孔口、管嘴、短管、長(zhǎng)管、管網(wǎng),對(duì)這些模型的深入研究需要采用上冊(cè)流體動(dòng)力學(xué)的連續(xù)性方程和能量方程,在深入分析流動(dòng)規(guī)律后,可得最一般的規(guī)律性,即流量和斷面平均流速的計(jì)算公式。這部分可以看成針對(duì)幾種特殊邊界應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方程來(lái)求解計(jì)算題,所以在介紹了孔口或短管以后,其他形式的邊界流動(dòng)由學(xué)生通過(guò)練習(xí)法和討論法來(lái)自學(xué),最后由教師進(jìn)行總結(jié)。
在緩流中,為控制水位和流量而設(shè)置的頂部溢流的障壁稱為堰,緩流經(jīng)堰頂溢流的局部水流現(xiàn)象稱為堰流(序號(hào)11)。在環(huán)境類專業(yè)中,堰是常用的溢流集水設(shè)備和量水設(shè)備,在一確定的堰流中,流量與其它特征量的關(guān)系明確。薄壁堰可在環(huán)境類構(gòu)筑物中作為出水設(shè)施,如二次沉淀池出水等。該部分內(nèi)容生疏,宜采用演示法和講授法。
滲流(序號(hào)12)是指流體在孔隙介質(zhì)中流動(dòng),該流動(dòng)狀態(tài)在地下水中廣泛存在,對(duì)地下取水井的設(shè)計(jì)往往要采用該模型的相關(guān)理論。該部分多在研究生階段深入學(xué)習(xí)。
三、結(jié)語(yǔ)
工程流體力學(xué)在環(huán)境類專業(yè)中的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義重大,在注冊(cè)環(huán)保工程師基礎(chǔ)考試中份額可觀。該課程學(xué)習(xí)難點(diǎn)頗多,對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)的壓力較大,需要教師在知識(shí)點(diǎn)梳理、難點(diǎn)篩選、師生溝通、教學(xué)方法總結(jié)等方面多做工作,筆者通過(guò)對(duì)環(huán)境類專業(yè)工程流體力學(xué)教學(xué)的自身體會(huì)完成此文,希望對(duì)教學(xué)一線的教師有所幫助。
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級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
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