固體力學(xué)基本知識(shí)精選(九篇)

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第1篇：固體力學(xué)基本知識(shí)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(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(chǔ)存性、測(cè)試性、保障性等研究領(lǐng)域，主要以彈藥裝備為對(duì)象，研究彈藥的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、靶場(chǎng)試驗(yàn)、作戰(zhàn)效能評(píng)估、維修銷毀、安全防護(hù)、戰(zhàn)場(chǎng)運(yùn)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(shí)，必須開設(shè)《爆炸力學(xué)》課程。

一、爆炸力學(xué)課程特點(diǎn)

爆炸力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)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(lái)以下特點(diǎn)[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(diǎn)。這為爆炸力學(xué)的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的困難，需要學(xué)員擁有廣泛的多學(xué)科的知識(shí)儲(chǔ)備，并能將這些知識(shí)在學(xué)習(xí)中融會(huì)交融，用于分析爆炸中的力學(xué)及力學(xué)效應(yīng)問(wèn)題。

2.課程理論性強(qiáng)。比如炸藥的起爆爆轟過(guò)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(shí)具有很強(qiáng)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(jìn)行理論分析和理論計(jì)算不能將授課內(nèi)容形象地傳授給學(xué)員。

3.體系性強(qiáng)，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(píng)估榴彈威力，就要分別對(duì)破片、爆轟產(chǎn)物、沖擊波等三個(gè)元素進(jìn)行系統(tǒng)的研究，才能全面分析評(píng)估榴彈威力，對(duì)三個(gè)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(duì)這些彈藥爆炸知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，才能夠解決榴彈威力評(píng)估這個(gè)工程問(wèn)題。

二、課程教學(xué)面對(duì)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(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，部分學(xué)員學(xué)習(xí)了火炸藥學(xué)和彈藥學(xué)的知識(shí)，相對(duì)來(lái)講，具備了一定的爆炸知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。但是，對(duì)于很好地學(xué)習(xí)爆炸力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)還有一定的差距。

2.需要注意培養(yǎng)學(xué)員理論知識(shí)與工程應(yīng)用結(jié)合利用的能力。我院為工科院校，對(duì)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(shí)解決彈藥工程問(wèn)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(diǎn)和思維分析彈藥工程應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，準(zhǔn)確查找問(wèn)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(shí)和能力是必須注意和解決的問(wèn)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(biāo)的不同，整個(gè)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(shí)體系也不相同，不能簡(jiǎn)單地將其他院校爆炸力學(xué)課程體系移植過(guò)來(lái)，必須構(gòu)建符合我院培養(yǎng)目標(biāo)的課程體系。

三、課程建設(shè)思路

針對(duì)《爆炸力學(xué)》課程特點(diǎn)，在課程建設(shè)過(guò)程中按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，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(dú)立學(xué)習(xí)爆炸力學(xué)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)員進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)的素質(zhì)；在授課內(nèi)容體系上，注意基礎(chǔ)知識(shí)的補(bǔ)充學(xué)習(xí)；在授課手段和方法上，以引導(dǎo)學(xué)員主動(dòng)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(gè)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(guò)加強(qiáng)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(shí)體系，明確自身優(yōu)勢(shì)和差距的基礎(chǔ)上，確定課程建設(shè)的目標(biāo)、原則和總體思路，并建立完善的、符合教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)大綱，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容體系。

2.利用引進(jìn)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(jìn)先進(jìn)、適用的優(yōu)秀教材，通過(guò)對(duì)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(shí)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(duì)伍建設(shè)，開發(fā)教學(xué)資源。組織老教員和掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的青年教員，進(jìn)行教學(xué)資源開發(fā)建設(shè)。年輕教員通過(guò)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(shí)教學(xué)基礎(chǔ)。另一方面，在參加教學(xué)資源建設(shè)過(guò)程中，了解國(guó)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(jìn)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(diǎn)方法研究爆炸現(xiàn)象，研究?jī)?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(duì)爆炸力學(xué)效應(yīng)的防護(hù)等三個(gè)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(diǎn)效應(yīng)》等相關(guān)課程，界定本課程的授課范疇為：（1）研究對(duì)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(guò)程宏觀層面，不研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(duì)直接接觸介質(zhì)（彈體、空氣等）的機(jī)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(hù)問(wèn)題，因其屬于爆炸的力學(xué)效應(yīng)或彈丸終點(diǎn)效應(yīng)的反面問(wèn)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(yùn)動(dòng)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(shí)。簡(jiǎn)要回顧張量和場(chǎng)論基礎(chǔ)知識(shí)，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(jiǎn)史，為本課程的學(xué)習(xí)建立基本框架和共同語(yǔ)境。

2.氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。簡(jiǎn)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(dòng)和平面正沖擊波，為學(xué)習(xí)爆轟過(guò)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(guò)程。簡(jiǎn)要介紹炸藥起爆過(guò)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(diǎn)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(jì)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(jìn)作用。主要介紹爆轟產(chǎn)物的一維飛散、接觸爆炸對(duì)剛性壁面的作用、接觸爆炸對(duì)剛性物體的一維拋射，簡(jiǎn)要介紹彈丸破片初速計(jì)算，為研究爆炸的力學(xué)效應(yīng)提供典型示范。

5.爆炸對(duì)固體的應(yīng)力波作用。主要介紹爆炸對(duì)固體作用的基本現(xiàn)象、動(dòng)載固體應(yīng)力波基本知識(shí)、層裂機(jī)理與參數(shù)計(jì)算，為研究爆炸或其他沖擊載荷對(duì)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(jì)算，為研究爆炸對(duì)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(jiǎn)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(duì)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(jì)算。以實(shí)際案例為線索，概述數(shù)值模擬計(jì)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(jì)算的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與修正等內(nèi)容，為運(yùn)用數(shù)值模擬方法研究解決爆炸力學(xué)問(wèn)題提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐示范[3]。

六、結(jié)論

在本課程的建設(shè)中，通過(guò)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(shí)結(jié)構(gòu)等因素，牢牢抓住爆炸力學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)，結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，建立課程內(nèi)容，完善教學(xué)手段，豐富教學(xué)資源，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，充實(shí)實(shí)驗(yàn)條件，建立具有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段、虛擬試驗(yàn)環(huán)境和實(shí)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(shí)的同時(shí)，提高認(rèn)知能力和研究能力，培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)。并能夠通過(guò)課程的實(shí)踐教學(xué)建設(shè)，在使學(xué)員掌握課程理論知識(shí)和思維方法的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)學(xué)員的實(shí)驗(yàn)技能及理論聯(lián)系實(shí)際能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]惲壽榕，趙衡陽(yáng).爆炸力學(xué)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.

第2篇：固體力學(xué)基本知識(shí)范文

2 實(shí)習(xí)目的：

讓我們從實(shí)踐中對(duì)這門自己即將從事的專業(yè)獲得一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為今后書本與實(shí)踐的結(jié)合打下基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)中，將所學(xué)知識(shí)和實(shí)習(xí)內(nèi)容互相驗(yàn)證，并對(duì)一些實(shí)際問(wèn)題加以分析和討論，使學(xué)生對(duì)建筑工程專業(yè)的基本知識(shí)有一個(gè)良好的感性認(rèn)識(shí)，了解專業(yè)概況，為后續(xù)專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)，同時(shí)，使學(xué)生對(duì)本行業(yè)的工作性質(zhì)有一個(gè)初步的了解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的熱愛(ài)，強(qiáng)化學(xué)生的事業(yè)心和責(zé)任感，鞏固專業(yè)思想。通過(guò)實(shí)習(xí)讓我們對(duì)建筑物的規(guī)模,作用及特點(diǎn)有了初步的了解。

3 實(shí)習(xí)過(guò)程

(一)

實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月22日

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：**大學(xué)建筑技術(shù)示范基地

在實(shí)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(diǎn)：接頭抗拉強(qiáng)度高，質(zhì)量可靠，不燒傷鋼筋不減少有效截面面積，工序簡(jiǎn)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(gòu)入成螺紋連接套筒并驗(yàn)收合格，鋼筋斷料，斷頭切平。鋼筋螺紋滾壓成型鋼筋現(xiàn)場(chǎng)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(qiáng)度高、耐久性好、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、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(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月23日

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：****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(gè)月，施工以基本完成，正在進(jìn)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(jiān)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(diǎn)支式玻璃幕墻施工工藝流程：

(1)測(cè)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(yàn)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(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月24日

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：****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(hù)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(shí)用來(lái)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(yàn)收只用。由于砌塊澆注問(wèn)題，出現(xiàn)了墻體局部不垂直，砂輪機(jī)將突出部分打磨掉，保證墻體的平整。

(四)

實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月25日

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：**大橋

**最大的城市橋梁工程，也時(shí)省內(nèi)技術(shù)較為先進(jìn)規(guī)模較大的城市橋梁，時(shí)也是配合**公園中再建景觀橋。全長(zhǎng)220米，單跨100米，總寬55米。由市城建局項(xiàng)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(gè)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(duì)橋身造成的破壞。橋面由左右兩個(gè)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(qiáng)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(dòng)，增強(qiáng)了大橋的整體性。

(五)

實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月26日

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：**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(jiǎn)單，受力合理。增強(qiáng)建筑的整體穩(wěn)定性。

整個(gè)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(jiān)固耐用，經(jīng)濟(jì)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?，F(xiàn)場(chǎng)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(gè)模型可做四個(gè)屋頂。不僅省時(shí)省力，而且減少了預(yù)制屋頂制作時(shí)的誤差。

(六)

實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年06月29日

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：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(qiáng)、應(yīng)用較廣的一個(gè)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(gè)質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的位移、運(yùn)動(dòng)、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(yùn)動(dòng)形態(tài)之間的相互作用的重要分支。計(jì)算力學(xué)是根據(jù)力學(xué)中的理論，利用現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)和各種數(shù)值方法，解決力學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題的一門新興學(xué)科。它橫貫力學(xué)的各個(gè)分支，不斷擴(kuò)大各個(gè)領(lǐng)域中力學(xué)的研究和應(yīng)用范圍，同時(shí)也在逐漸發(fā)展自己的理論和方法。

(七)

實(shí)習(xí)時(shí)間：XX年07月02日

實(shí)習(xí)地點(diǎn)：七教103教室

姚處長(zhǎng)和馬主任給我做的講座。講了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及求職技巧的相關(guān)知識(shí)。他們都是國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，首先馬主任為我們介紹了力學(xué)在實(shí)際工作中方方面面的問(wèn)題，他主要提到了基礎(chǔ)兩個(gè)字，強(qiáng)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(xì)部的知識(shí)，在設(shè)計(jì)計(jì)算中注意的問(wèn)題，講了一些構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)等等在實(shí)際設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

接下來(lái)姚處長(zhǎng)又給我們講述了關(guān)于力學(xué)就業(yè)方面的相關(guān)問(wèn)題。他主要負(fù)責(zé)中煤**設(shè)計(jì)院人力資源的工作，也負(fù)責(zé)在我們學(xué)校招生，有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。他對(duì)力學(xué)專業(yè)的就業(yè)問(wèn)題非常樂(lè)觀。給我們講了招聘單位在招人時(shí)通常注重哪些方面的問(wèn)題，首先我們應(yīng)該把基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)好，招聘單位招人時(shí)主要看成績(jī)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(jī);講了面試的技巧，受益匪淺，最后是同學(xué)們問(wèn)問(wèn)題的時(shí)間，這是的同學(xué)們積極問(wèn)兩位專家的問(wèn)題，學(xué)生自由提問(wèn)的時(shí)候，大家最關(guān)心的問(wèn)題就是：“工程力學(xué)的就業(yè)前景和待遇怎么樣?”。老師當(dāng)時(shí)就指出，工程力學(xué)不僅僅是純力學(xué)，還和工程問(wèn)題相結(jié)合，不斷的強(qiáng)化自己，武裝自己。將來(lái)的激烈的競(jìng)爭(zhēng)之中占有一席之地。

4 實(shí)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(shí)，構(gòu)件是由于受到極限值非常小的橫向擴(kuò)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(kuò)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(shí)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(bǔ)強(qiáng)。

碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)便，不需要現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)。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(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)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(dāng)大的剛度,框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),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?yàn)?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(lái)越大,有外側(cè)的趨勢(shì),而框架則有內(nèi)收的趨勢(shì),框架拉剪力墻按剪切型曲線變形,框架除了負(fù)擔(dān)外荷載產(chǎn)生的水平力外,還額外負(fù)擔(dān)了把剪力拉回來(lái)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?yàn)榻o框架一個(gè)附加水平力而承受負(fù)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(dāng)大的剪力.

3廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——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(duì)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(jī)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(jì)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(duì)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(diǎn),其特點(diǎn)如下: 1材料強(qiáng)度高,在相同荷載和約束作用下,采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí),結(jié)構(gòu)的自重通常較小.當(dāng)跨度和荷載相同時(shí),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(dòng),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(huì)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(duì)荷載的適應(yīng)性較強(qiáng),鋼材料的這些性能對(duì)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(jiǎn)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(hù)措施. 8.鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性好,但防火性差.溫度變化時(shí),廠房結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生溫度變形,所以當(dāng)廠房面積尺寸很大時(shí),為避免產(chǎn)生過(guò)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(shí)范文

關(guān)鍵詞：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備；教學(xué)；課程；實(shí)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(jì)算方法，并具有對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行性能評(píng)價(jià)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的初步能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)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(guò)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(jī)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(jì)算。從總體來(lái)講，本課程具有概念多、理論性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)的特點(diǎn)，又與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師要始終把握本課程的體系結(jié)構(gòu)，講清和夯實(shí)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(shí)的講授與工程實(shí)際緊密結(jié)合，不斷拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)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(shí)要點(diǎn)，并在工程實(shí)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(shí)踐

1.教學(xué)內(nèi)容和生活實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。愛(ài)因斯坦說(shuō)：“興趣是最好的老師，老師則是點(diǎn)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(guò)程中，教師應(yīng)將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實(shí)際緊密的聯(lián)系起來(lái)，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(shí)，可舉生活中炒黃豆的例子。教師首先設(shè)問(wèn)：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(huì)給出各種各樣的答案，在對(duì)同學(xué)們給出的答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)以后，教師可以給出自己答案，并將答案上升到炒黃豆的過(guò)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(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，建立相應(yīng)的物理和數(shù)學(xué)模型，在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行數(shù)值求解；并鼓勵(lì)大家回到家中，親身實(shí)踐一下。通過(guò)這個(gè)例子，學(xué)生對(duì)熱質(zhì)傳遞過(guò)程及其本質(zhì)有了更深層次的理解，對(duì)熱傳遞和質(zhì)傳遞的速率的相對(duì)大小有了定性的了解。這還會(huì)使學(xué)生感受到熱質(zhì)傳遞現(xiàn)象就在自己身邊，進(jìn)而增強(qiáng)他們對(duì)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(guò)程中，能否調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，關(guān)系到授課過(guò)程能否成功有效。在本課程的教學(xué)過(guò)程中有意識(shí)的激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的興趣，就能使課堂教學(xué)效果得以強(qiáng)化。

2.教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用觀點(diǎn)。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(jì)院（所）、空調(diào)公司、供熱公司、物業(yè)管理公司從事設(shè)計(jì)、技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)備運(yùn)行及管理工作?！稛豳|(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(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用的觀點(diǎn)是十分必要的。教師在教學(xué)過(guò)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(shí)際緊密結(jié)合。如在講解各章節(jié)知識(shí)的時(shí)候，應(yīng)明確其工程實(shí)際背景，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容附以必要的討論，增強(qiáng)學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合能力。例題應(yīng)盡量選取有明確工程背景的問(wèn)題。解決問(wèn)題的過(guò)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(jì)算過(guò)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(dòng)的特點(diǎn)，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(qiáng)了理論的可接受性。對(duì)于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，如理論公式的推導(dǎo)等，我們采用板書的方式進(jìn)行講解，在講解過(guò)程中，注重學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解程度，并與學(xué)生互動(dòng)，促使學(xué)生在整個(gè)推導(dǎo)過(guò)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(guò)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(guò)程中，我們主要采用啟發(fā)式教學(xué)方法，在教學(xué)過(guò)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(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如在講授質(zhì)量傳遞過(guò)程的章節(jié)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)《流體力學(xué)》和《傳熱學(xué)》課程，對(duì)動(dòng)量傳遞過(guò)程及熱量傳遞過(guò)程有了一定的了解。因此在講解質(zhì)量傳遞過(guò)程之前，應(yīng)布置學(xué)生復(fù)習(xí)動(dòng)量傳遞過(guò)程與熱量傳遞過(guò)程的基本知識(shí)。在講解完質(zhì)量傳遞的內(nèi)容后，教師應(yīng)拋出問(wèn)題：在自然界及生產(chǎn)生活領(lǐng)域，普遍存在的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞現(xiàn)象，其內(nèi)在聯(lián)系時(shí)什么？在學(xué)生討論和充分發(fā)表意見之后，教師對(duì)同學(xué)們的看法進(jìn)行總結(jié)，并指出動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞這三種傳遞過(guò)程是可以類比的以及這三種傳遞過(guò)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(shuō)明它們之間的類比性，如對(duì)于空氣的自然對(duì)流換熱系數(shù)直接測(cè)量比較困難，我們可以通過(guò)測(cè)量固體萘升華的傳質(zhì)系數(shù)間接測(cè)量空氣自然對(duì)流的換熱系數(shù)。至此，同學(xué)們對(duì)這三種傳遞過(guò)程的類比統(tǒng)一性有了進(jìn)一步的了解。

5.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)課的目的是將理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，以及將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)分組獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、完成實(shí)驗(yàn)操作，并且擁有對(duì)所取得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論分析，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。我校已開設(shè)空氣熱（冷）回收實(shí)驗(yàn)，未來(lái)還將開設(shè)與本課程有關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)，使本課程的實(shí)驗(yàn)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(guò)程中，將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實(shí)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(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用觀點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)，將培養(yǎng)學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]連之偉，張寅平，陳寶明.熱質(zhì)交換原理與設(shè)備[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001

[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(shí)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(shí)際問(wèn)題，建立相關(guān)模型并求解以解決實(shí)際問(wèn)題的綜合運(yùn)用，在我國(guó)，由教育部和中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)(CSIAM)聯(lián)合組織了全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，在過(guò)去的15年里取得了社會(huì)各界的廣泛認(rèn)同和輝煌的成績(jī)。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(jí)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(gè)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(jī)和作為國(guó)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(dāng)中，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)到數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí)，也會(huì)運(yùn)用學(xué)習(xí)到的知識(shí)去分析及解決實(shí)際問(wèn)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(shí)際上，數(shù)學(xué)本身就是產(chǎn)生于對(duì)實(shí)際問(wèn)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(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的很多問(wèn)題都可以通過(guò)適當(dāng)?shù)姆治霾⒔⒛Ｐ?，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(dāng)?shù)臈l件下(原問(wèn)題為適定問(wèn)題)利用計(jì)算機(jī)模擬便可以給出實(shí)際問(wèn)題的解答。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前這種方法被成功應(yīng)用于各個(gè)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(bào)。氣候變暖是目前全球面臨的一個(gè)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(cè)全球氣候是如何變化的，就可以減少長(zhǎng)期氣候變化的不確定性和各種自然災(zāi)害對(duì)人們?cè)斐傻膿p失和影響。要達(dá)到如此的精確就意味著要能用天氣預(yù)報(bào)對(duì)全球進(jìn)行正確的預(yù)測(cè)，這在目前還是不可行的，因?yàn)檫@需要存儲(chǔ)海量的數(shù)據(jù)，需要超長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間。因此，建立更有效的數(shù)學(xué)模型和提高計(jì)算性能便成為這一領(lǐng)域的核心問(wèn)題。

(2)機(jī)械設(shè)計(jì)和交通控制。從有科學(xué)計(jì)算的早些日子開始，計(jì)算模式就已經(jīng)用行器元件的性能分析和設(shè)計(jì)，比如飛機(jī)起降分析和機(jī)翼推力設(shè)計(jì)等。當(dāng)計(jì)算變得更為有力和計(jì)算機(jī)功能變得更強(qiáng)大時(shí)，計(jì)算模擬已被用作整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的必須工具。例如，波音777是第一種100％數(shù)字設(shè)計(jì)的噴氣式飛機(jī)，三維立體建模貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，飛機(jī)在電腦上預(yù)裝配，節(jié)約了全面裝配所需的巨額花費(fèi)。在其他的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，比如機(jī)車，機(jī)器或機(jī)器人設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(計(jì)算機(jī)模擬來(lái)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的動(dòng)態(tài)反應(yīng))已成為標(biāo)準(zhǔn)的處理方法。因?yàn)檫@可以大大減少構(gòu)造和測(cè)試原型的需要。模擬技術(shù)不僅僅用來(lái)提高性能，也用來(lái)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(shí)時(shí)模擬目前面臨的實(shí)際挑戰(zhàn)是模型，算法和軟件的限制。這種情況在我國(guó)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(jī)設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)和分析過(guò)程中扮演越來(lái)越重要的角色。

(3)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化和計(jì)算模擬早已有著共生的關(guān)系?，F(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(jì)算工具的幫助下才有可能，用這種方法來(lái)模擬和驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的每個(gè)部分。建模和計(jì)算在各種層次的電子設(shè)計(jì)中起著重要作用，從模擬制造半導(dǎo)體設(shè)備的各個(gè)過(guò)程，到模擬和驗(yàn)證微處理器系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)電路或設(shè)計(jì)超大規(guī)模集成電路。

(4)生物科學(xué)。模擬技術(shù)現(xiàn)在對(duì)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(jì)(心臟，腎等)等。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)主要依賴計(jì)算建模來(lái)檢測(cè)和治療。數(shù)學(xué)建模在把數(shù)學(xué)和生物學(xué)融合進(jìn)基因科學(xué)(基因組測(cè)序，基因表達(dá)的定型，基因分類等)中起著基本作用。在這個(gè)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(lái)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(duì)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(duì)很多因素都是極為敏感的，生產(chǎn)過(guò)程可通過(guò)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(gè)過(guò)程時(shí)的基本工具，這要求用到先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算技術(shù)。近年來(lái)，大規(guī)模復(fù)雜計(jì)算建模已經(jīng)被用于設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)論，化學(xué)和分子生物學(xué)，以及實(shí)驗(yàn)起來(lái)太困難和花費(fèi)太大的等各種科學(xué)研究領(lǐng)域，計(jì)算建模都逐漸成為重要的研究方法。總之，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(shí)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(shí)驗(yàn)和理論作為科學(xué)研究的基本模式。

2．人才市場(chǎng)的需要

在過(guò)去的十年間，信息和計(jì)算技術(shù)已成為帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要因素之一。美國(guó)自然科學(xué)和技術(shù)理事會(huì)不只一次的提到過(guò)，工業(yè)和自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)室關(guān)心的是，他們?cè)缫巡荒軡M足大量增長(zhǎng)的信息與計(jì)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(jìn)戰(zhàn)略加速計(jì)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(shí)又具有計(jì)算知識(shí)的職員。這么多人對(duì)計(jì)算教育的需求是過(guò)去十年計(jì)算機(jī)處理能力的持續(xù)增長(zhǎng)和計(jì)算機(jī)價(jià)格的不斷下降的共同結(jié)果。現(xiàn)在的學(xué)生能在計(jì)算機(jī)上玩電腦游戲，而十年前都認(rèn)為這種性能的計(jì)算機(jī)只可能出現(xiàn)在政府部門的實(shí)驗(yàn)室里。

計(jì)算機(jī)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?chǎng)需求。這就需要把一些人放在要求的知識(shí)超出自身所受教育的崗位上。相應(yīng)的，具有多種知識(shí)和專業(yè)技能可以提高一個(gè)人的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和獲得更多的工作機(jī)會(huì)。雇主愿意選擇這些受過(guò)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(zhǎng)時(shí)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(fèi)昂貴，并且由于選修多門課程，還要耗費(fèi)大量時(shí)間用于學(xué)習(xí)。相對(duì)地，由于這些要求或工作的一大共同點(diǎn)是(用數(shù)學(xué)思想)分析問(wèn)題并建立模型(用計(jì)算機(jī))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(shí)間和金錢，可以培養(yǎng)他們用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)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(shí)會(huì)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(dòng)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)建模”課程的教學(xué)已開展多年并于2006

年由四川省推薦申報(bào)國(guó)家級(jí)精品課程。數(shù)學(xué)建模也受到學(xué)生的廣泛認(rèn)可和參與，但要看到的是這種教學(xué)本身依然是個(gè)案教學(xué)并且時(shí)間不長(zhǎng)；傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)講授主要集中在傳授理論上，學(xué)生的普遍認(rèn)識(shí)僅僅局限于同學(xué)位相關(guān)，對(duì)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(diǎn)不知，更遑論分析及解決實(shí)際問(wèn)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(shí)，并且通過(guò)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用來(lái)理解和領(lǐng)會(huì)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(lái)的教學(xué)方法學(xué)生可能很難理解甚至無(wú)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(guó)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(shí)材料，如果可以在平時(shí)的教學(xué)中針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生講一些同其專業(yè)相關(guān)問(wèn)題的數(shù)學(xué)解決方案并設(shè)置一些實(shí)際問(wèn)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(lái)的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。

二、實(shí)施方法

在平時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中如何做到所提供的材料學(xué)生感覺(jué)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(diǎn)是聯(lián)系實(shí)際，作為數(shù)學(xué)選材并不難，數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)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(yùn)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(shí)際問(wèn)題、創(chuàng)設(shè)實(shí)際問(wèn)題情境，多安排學(xué)生身邊的或具有專業(yè)性的問(wèn)題，讓學(xué)生能體會(huì)到數(shù)學(xué)在解決問(wèn)題時(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的用途和好處，激發(fā)起學(xué)生的求知欲，同時(shí)在問(wèn)題解決過(guò)程中學(xué)生能很好掌握知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用和解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力。如：學(xué)完概率與微積分后與學(xué)生探討下面問(wèn)題：報(bào)童賣報(bào)紙的訣竅。報(bào)童每天清晨從報(bào)社購(gòu)進(jìn)報(bào)紙零售，晚上將沒(méi)有賣掉的報(bào)紙退回，設(shè)報(bào)紙每份的購(gòu)進(jìn)價(jià)為b，零售價(jià)為a，退回價(jià)為c，這就是說(shuō)，報(bào)童售出一份報(bào)紙賺a-b，退回一份賠b-c，報(bào)童每天如果購(gòu)進(jìn)的報(bào)紙?zhí)俨粔蛸u的，會(huì)少賺錢；如果購(gòu)進(jìn)太多賣不完，將要賠錢，請(qǐng)你為報(bào)童籌劃一下，他應(yīng)如何確定每天購(gòu)進(jìn)報(bào)紙的數(shù)量，以獲得最大的收入。這個(gè)問(wèn)題在我們現(xiàn)實(shí)生活中有很多類似的問(wèn)題，具有普遍性，值得深入探討，類似這樣的日常問(wèn)題還有很多，都能激發(fā)同學(xué)們的興趣和動(dòng)手操作、查找資料，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，解決分析問(wèn)題能力。這正是數(shù)學(xué)建模教學(xué)所能達(dá)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(shí)進(jìn)行思考、分析，真正體驗(yàn)到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的價(jià)值，從而強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

2．結(jié)合專業(yè)題材，強(qiáng)化應(yīng)用意識(shí)

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(duì)這些畢業(yè)生來(lái)說(shuō)，三種重要的技能是解決科學(xué)問(wèn)題，綜合信息和數(shù)學(xué)技能。這些技能對(duì)于從事軟件相關(guān)職業(yè)的畢業(yè)生也是非常重要的。對(duì)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(shí)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(wèn)題的思維方式并用來(lái)解決工作中出現(xiàn)的具體問(wèn)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(chǎng)與波》)的問(wèn)題都是現(xiàn)實(shí)中存在又必須解決的問(wèn)題，正是數(shù)學(xué)建模教學(xué)的最佳材料。實(shí)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(duì)不同專業(yè)的學(xué)生選擇實(shí)際問(wèn)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(shí)，據(jù)不同的專業(yè)選取不同的典型問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)，舍去部分?jǐn)?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(qiáng)化數(shù)學(xué)思維及數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)，提高學(xué)生的專業(yè)能力。如：函數(shù)的分析作圖法對(duì)機(jī)械學(xué)院的學(xué)生可引用“圖解法和解析法高計(jì)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(guò)程的δ―ε：圖”專業(yè)知識(shí)習(xí)題；在講授微分方程時(shí)，對(duì)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?cè)趯W(xué)習(xí)“電路分析”等課程時(shí)可以更加得心應(yīng)手。在講授函數(shù)的最值時(shí)，經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)可選取最小投入、最大收益、利潤(rùn)等典型例題，有條件的話可以讓學(xué)生課外調(diào)查物品進(jìn)價(jià)、售價(jià)與銷售量的關(guān)系，尋找模擬函數(shù)，找出物品的最佳售價(jià)等。對(duì)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(wèn)題建?；蚪?jīng)濟(jì)學(xué)問(wèn)題，如Nash均衡等。通過(guò)接觸大量與專業(yè)有聯(lián)系的實(shí)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(shí)際問(wèn)題的能力，強(qiáng)化專業(yè)知識(shí)，提升人才培養(yǎng)的力度，為社會(huì)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(jià)值，實(shí)現(xiàn)國(guó)家“科教興國(guó)”的戰(zhàn)略。

3．課程體系的建設(shè)

前面闡述的二點(diǎn)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(shí)施辦法對(duì)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(shí)問(wèn)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(yùn)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(gè)雙贏的過(guò)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(shí)間同計(jì)算電磁學(xué)方向聯(lián)合研究)，對(duì)老師而言，這是一個(gè)需要耗費(fèi)大量時(shí)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(shí)的理念。另一方面，這種教育也為學(xué)生鋪開了一個(gè)新的有價(jià)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(shí)，獲得有價(jià)值的職業(yè)和科學(xué)研究技巧。當(dāng)然，如果有好的教材，所有的工作都必將事半功倍。從國(guó)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(chǎng)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(duì)電磁場(chǎng)分析建模并建立MAXWELL方程組的“電磁場(chǎng)與波”等。這也在一個(gè)側(cè)面說(shuō)明了在電子科技大學(xué)，工科學(xué)生的數(shù)學(xué)建模成績(jī)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(gè)過(guò)程。