固體力學(xué)基本知識(shí)范文
時(shí)間:2023-12-29 17:52:31
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篇1
力學(xué)可粗分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三部分,靜力學(xué)研究力的平衡或物體的靜止問(wèn)題;運(yùn)動(dòng)學(xué)只考慮物體怎樣運(yùn)動(dòng),不討論它與所受力的關(guān)系;動(dòng)力學(xué)討論物體運(yùn)動(dòng)和所受力的關(guān)系。
力學(xué)也可按所研究對(duì)象區(qū)分為固體力學(xué)、流體力學(xué)和一般力學(xué)三個(gè)分支,流體包括液體和氣體;固體力學(xué)和流體力學(xué)可統(tǒng)稱為連續(xù)介質(zhì)力學(xué),它們通常都采用連續(xù)介質(zhì)的模型。固體力學(xué)和流體力學(xué)從力學(xué)分出后,余下的部分組成一般力學(xué)。
一般力學(xué)通常是指以質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系、剛體、剛體系為研究對(duì)象的力學(xué),有時(shí)還把抽象的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)也作為研究對(duì)象。一般力學(xué)除了研究離散系統(tǒng)的基本力學(xué)規(guī)律外,還研究某些與現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)的新興學(xué)科的理論。
一般力學(xué)、固體力學(xué)和流體力學(xué)這三個(gè)主要分支在發(fā)展過(guò)程中,又因?qū)ο蠡蚰P偷牟煌霈F(xiàn)了一些分支學(xué)科和研究領(lǐng)域。屬于一般力學(xué)的有理論力學(xué)(狹義的)、分析力學(xué)、外彈道學(xué)、振動(dòng)理論、剛體動(dòng)力學(xué)、陀螺力學(xué)、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性等;屬于固體力學(xué)的有材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)等;流體力學(xué)是由早期的水力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)這兩個(gè)風(fēng)格迥異的分支匯合而成,現(xiàn)在則有空氣動(dòng)力學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)、多相流體力學(xué)、滲流力學(xué)、非牛頓流體力學(xué)等分支。各分支學(xué)科間的交*結(jié)果又產(chǎn)生粘彈性理論、流變學(xué)、氣動(dòng)彈性力學(xué)等。
力學(xué)也可按研究時(shí)所采用的主要手段區(qū)分為三個(gè)方面:理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算。實(shí)驗(yàn)力學(xué)包括實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析、水動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)等。著重用數(shù)值計(jì)算手段的計(jì)算力學(xué),是廣泛使用電子計(jì)算機(jī)后才出現(xiàn)的,其中有計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)等。對(duì)一個(gè)具體的力學(xué)課題或研究項(xiàng)目,往往需要理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算這三方面的相互配合。
力學(xué)在工程技術(shù)方面的應(yīng)用結(jié)果形成工程力學(xué)或應(yīng)用力學(xué)的各種分支,諸如土力學(xué)、巖石力學(xué)、爆炸力學(xué)復(fù)合材料力學(xué)、工業(yè)空氣動(dòng)力學(xué)、環(huán)境空氣動(dòng)力學(xué)等。
力學(xué)和其他基礎(chǔ)科學(xué)的結(jié)合也產(chǎn)生一些交又性的分支,最早的是和天文學(xué)結(jié)合產(chǎn)生的天體力學(xué)。在20世紀(jì)特別是60年代以來(lái),出現(xiàn)更多的這類交*分支,其中有物理力學(xué)、化學(xué)流體動(dòng)力學(xué)、等離子體動(dòng)力學(xué)、電流體動(dòng)力學(xué)、磁流體力學(xué)、熱彈性力學(xué)、理性力學(xué)、生物力學(xué)、生物流變學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地球構(gòu)造動(dòng)力學(xué)、地球流體力學(xué)等。
運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史
運(yùn)動(dòng)學(xué)是理論力學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,它是運(yùn)用幾何學(xué)的方法來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng),通常不考慮力和質(zhì)量等因素的影響。至于物體的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,則是動(dòng)力學(xué)的研究課題。
用幾何方法描述物體的運(yùn)動(dòng)必須確定一個(gè)參照系,因此,單純從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看,對(duì)任何運(yùn)動(dòng)的描述都是相對(duì)的。這里,運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性是指經(jīng)典力學(xué)范疇內(nèi)的,即在不同的參照系中時(shí)間和空間的量度相同,和參照系的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。不過(guò)當(dāng)物體的速度接近光速時(shí),時(shí)間和空間的量度就同參照系有關(guān)了。這里的“運(yùn)動(dòng)”指機(jī)械運(yùn)動(dòng),即物置的改變;所謂“從幾何的角度”是指不涉及物體本身的物理性質(zhì)(如質(zhì)量等)和加在物體上的力。
運(yùn)動(dòng)學(xué)主要研究點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。點(diǎn)是指沒(méi)有大小和質(zhì)量、在空間占據(jù)一定位置的幾何點(diǎn)。剛體是沒(méi)有質(zhì)量、不變形、但有一定形狀、占據(jù)空間一定位置的形體。運(yùn)動(dòng)學(xué)包括點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)兩部分。掌握了這兩類運(yùn)動(dòng),才可能進(jìn)一步研究變形體(彈性體、流體等)的運(yùn)動(dòng)。
在變形體研究中,須把物體中微團(tuán)的剛性位移和應(yīng)變分開(kāi)。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程、軌跡、位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)特征,這些都隨所選的參考系不同而異;而剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)還要研究剛體本身的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程、角速度、角加速度等更復(fù)雜些的運(yùn)動(dòng)特征。剛體運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)的特性又可分為:剛體的平動(dòng)、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、剛體平面運(yùn)動(dòng)、剛體定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)和剛體一般運(yùn)動(dòng)。
運(yùn)動(dòng)學(xué)為動(dòng)力學(xué)、機(jī)械原理(機(jī)械學(xué))提供理論基礎(chǔ),也包含有自然科學(xué)和工程技術(shù)很多學(xué)科所必需的基本知識(shí)。
運(yùn)動(dòng)學(xué)的發(fā)展歷史
運(yùn)動(dòng)學(xué)在發(fā)展的初期,從屬于動(dòng)力學(xué),隨著動(dòng)力學(xué)而發(fā)展。古代,人們通過(guò)對(duì)地面物體和天體運(yùn)動(dòng)的觀察,逐漸形成了物體在空間中位置的變化和時(shí)間的概念。中國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期在《墨經(jīng)》中已有關(guān)于運(yùn)動(dòng)和時(shí)間先后的描述。亞里士多德在《物理學(xué)》中討論了落體運(yùn)動(dòng)和圓運(yùn)動(dòng),已有了速度的概念。
伽利略發(fā)現(xiàn)了等加速直線運(yùn)動(dòng)中,距離與時(shí)間二次方成正比的規(guī)律,建立了加速度的概念。在對(duì)彈射體運(yùn)動(dòng)的研究中,他得出拋物線軌跡,并建立了運(yùn)動(dòng)(或速度)合成的平行四邊形法則,伽利略為點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,惠更斯在對(duì)擺的運(yùn)動(dòng)和牛頓在對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的研究中,各自獨(dú)立地提出了離心力的概念,從而發(fā)現(xiàn)了向心加速度與速度的二次方成正比、同半徑成反比的規(guī)律。
18世紀(jì)后期,由于天文學(xué)、造船業(yè)和機(jī)械業(yè)的發(fā)展和需要,歐拉用幾何方法系統(tǒng)地研究了剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和剛體的定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,提出了后人用他的姓氏命名的歐拉角的概念,建立了歐拉運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和剛體有限轉(zhuǎn)動(dòng)位移定理,并由此得到剛體瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和瞬時(shí)角速度矢量的概念,深刻地揭示了這種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)形式的基本運(yùn)動(dòng)特征。所以歐拉可稱為剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)的奠基人。
此后,拉格朗日和漢密爾頓分別引入了廣義坐標(biāo)、廣義速度和廣義動(dòng)量,為在多維位形空間和相空間中用幾何方法描述多自由度質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)開(kāi)辟了新的途徑,促進(jìn)了分析動(dòng)力學(xué)的發(fā)展。
19世紀(jì)末以來(lái),為了適應(yīng)不同生產(chǎn)需要、完成不同動(dòng)作的各種機(jī)器相繼出現(xiàn)并廣泛使用,于是,機(jī)構(gòu)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)構(gòu)學(xué)的任務(wù)是分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)和進(jìn)行機(jī)構(gòu)的綜合?,F(xiàn)代儀器和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)機(jī)構(gòu)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,提出了各種平面和空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和綜合的問(wèn)題,作為機(jī)構(gòu)學(xué)的理論基礎(chǔ),運(yùn)動(dòng)學(xué)已逐漸脫離動(dòng)力學(xué)而成為經(jīng)典力學(xué)中一個(gè)獨(dú)立的分支。
固體力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史
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。
固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問(wèn)題,又有塑性問(wèn)題;既有線性問(wèn)題,又有非線性問(wèn)題。在固體力學(xué)的早期研究中,一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì),但近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴(kuò)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.
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(xué)問(wèn)題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)?,F(xiàn)代工程中,無(wú)論是飛行器、船舶、坦克,還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理和計(jì)算方法。
由于工程范圍的不斷擴(kuò)大和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,固體力學(xué)也在發(fā)展,一方面要繼承傳統(tǒng)的有用的經(jīng)典理論,另一方面為適應(yīng)各們現(xiàn)代工程的特點(diǎn)而建立新的理論和方法。
固體力學(xué)的研究對(duì)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(zhǎng)寬厚尺寸都不是同量級(jí)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。
固體力學(xué)的發(fā)展歷史
萌芽時(shí)期 遠(yuǎn)在公元前二千多年前,中國(guó)和世界其他文明古國(guó)就開(kāi)始建造有力學(xué)思想的建筑物、簡(jiǎn)單的車船和狩獵工具等。中國(guó)在隋開(kāi)皇中期(公元591~599年)建造的趙州石拱橋,已蘊(yùn)含了近代桿、板、殼體設(shè)計(jì)的一些基本思想。
隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和工藝精度的提高,人類在房屋建筑、橋梁和船舶建造方面都不斷取得輝煌的成就,但早期的關(guān)于強(qiáng)度計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)估算等方面的許多資料并沒(méi)有流傳下來(lái)。盡管如此,這些成就還是為較早發(fā)展起來(lái)的固體力學(xué)理論,特別是為后來(lái)劃歸材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)那些理論奠定了基礎(chǔ)。
發(fā)展時(shí)期 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和17世紀(jì)物理學(xué)的成就,為固體力學(xué)理論的發(fā)展準(zhǔn)備了條件。在18世紀(jì),制造大型機(jī)器、建造大型橋梁和大型廠房這些社會(huì)需要,成為固體力學(xué)發(fā)展的推動(dòng)力。
這期間,固體力學(xué)理論的發(fā)展也經(jīng)歷了四個(gè)階段:基本概念形成的階段;解決特殊問(wèn)題的階段;建立一般理論、原理、方法、數(shù)學(xué)方程的階段;探討復(fù)雜問(wèn)題的階段。在這一時(shí)期,固體力學(xué)基本上是沿著研究彈性規(guī)律和研究塑性規(guī)律,這樣兩條平行的道路發(fā)展的,而彈性規(guī)律的研究開(kāi)始較早。
彈性固體的力學(xué)理論是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上于17世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的。英國(guó)的胡克于1678年提出:物體的變形與所受外載荷成正比,后稱為胡克定律;瑞士的雅各布第一·伯努利在17世紀(jì)末提出關(guān)于彈性桿的撓度曲線的概念;而丹尼爾第一·伯努利于18世紀(jì)中期,首先導(dǎo)出棱柱桿側(cè)向振動(dòng)的微分方程;瑞士的歐拉于1744年建立了受壓柱體失穩(wěn)臨界值的公式,又于1757年建立了柱體受壓的微分方程,從而成為第一個(gè)研究穩(wěn)定性問(wèn)題的學(xué)者;法國(guó)的庫(kù)侖在1773年提出了材料強(qiáng)度理論,他還在1784年研究了扭轉(zhuǎn)問(wèn)題并提出剪切的概念。這些研究成果為深入研究彈性固體的力學(xué)理論奠定了基礎(chǔ)。
法國(guó)的納維于1820年研究了薄板彎曲問(wèn)題,并于次年發(fā)表了彈性力學(xué)的基本方程;法國(guó)的柯西于1822年給出應(yīng)力和應(yīng)變的嚴(yán)格定義,并于次年導(dǎo)出矩形六面體微元的平衡微分方程。柯西提出的應(yīng)力和應(yīng)變概念,對(duì)后來(lái)數(shù)學(xué)彈性理論,乃至整個(gè)固體力學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
法國(guó)的泊阿松于1829年得出了受橫向載荷平板的撓度方程;1855年,法國(guó)的圣維南用半逆解法解出了柱體扭轉(zhuǎn)和彎曲問(wèn)題,并提出了有名的圣維南原理;隨后,德國(guó)的諾伊曼建立了三維彈性理論,并建立了研究圓軸縱向振動(dòng)的較完善的方法;德國(guó)的基爾霍夫提出粱的平截面假設(shè)和板殼的直法線假設(shè),他還建立了板殼的準(zhǔn)確邊界條件并導(dǎo)出了平板彎曲方程;英國(guó)的麥克斯韋在19世紀(jì)50年代,發(fā)展了光測(cè)彈性的應(yīng)力分析技術(shù)后,又于1864年對(duì)只有兩個(gè)力的簡(jiǎn)單情況提出了功的互等定理,隨后,意大利的貝蒂于1872年對(duì)該定理加以普遍證明;意大利的卡斯蒂利亞諾于1873年提出了卡氏第一和卡氏第二定理;德國(guó)的恩蓋塞于1884年提出了余能的概念。
德國(guó)的普朗特于1903年提出了解扭轉(zhuǎn)問(wèn)題的薄膜比擬法;鐵木辛柯在20世紀(jì)初,用能量原理解決了許多桿板、殼的穩(wěn)定性問(wèn)題;匈牙利的卡門首先建立了彈性平板非線性的基本微分方程,為以后研究非線性問(wèn)題開(kāi)辟了道路。
蘇聯(lián)的穆斯赫利什維利于1933年發(fā)表了彈性力學(xué)復(fù)變函數(shù)方法;美國(guó)的唐奈于同一年研究了圓柱形殼在扭力作用下的穩(wěn)定性問(wèn)題,并在后來(lái)建立了唐奈方程;弗呂格于1932年和1934年發(fā)表了圓柱形薄殼的穩(wěn)定性和彎曲的研究成果;蘇聯(lián)的符拉索夫在1940年前后建立了薄壁桿、折板系、扁殼等二維結(jié)構(gòu)的一般理論。
在飛行器、艦艇、原子反應(yīng)堆和大型建筑等結(jié)構(gòu)的高精度要求下,有很多學(xué)者參加了力學(xué)研究工作,并解決了大量復(fù)雜問(wèn)題。此外,彈性固體的力學(xué)理論還不斷滲透到其他領(lǐng)域,如用于紡織纖維、人體骨骼、心臟、血管等方面的研究。
1773年庫(kù)侖提出土的屈服條件,這是人類定量研究塑性問(wèn)題的開(kāi)端。1864年特雷斯卡在對(duì)金屬材料研究的基礎(chǔ)上,提出了最大剪應(yīng)力屈服條件,它和后來(lái)德國(guó)的光澤斯于1913年提出的最大形變比能屈服條件,是塑性理論中兩個(gè)最重要的屈服條件。19世紀(jì)60年代末、70年代初,圣維南提出塑性理論的基本假設(shè),并建立了它的基本方程,他還解決了一些簡(jiǎn)單的塑性變形問(wèn)題。
現(xiàn)代固體力學(xué)時(shí)期 指的是第二次世界大戰(zhàn)以后的時(shí)期,這個(gè)時(shí)期固體力學(xué)的發(fā)展有兩個(gè)特征:一是有限元法和電子計(jì)算機(jī)在固體力學(xué)中得到廣泛應(yīng)用;二是出現(xiàn)了兩個(gè)新的分支——斷裂力學(xué)和復(fù)合材料力學(xué)。
特納等人于1956年提出有限元法的概念后,有限元法發(fā)展很快,在固體力學(xué)中大量應(yīng)用,解決了很多復(fù)雜的問(wèn)題。
篇2
力學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué),它所闡明的規(guī)律帶有普遍的性質(zhì)。力學(xué)又是一門技術(shù)科學(xué),它是許多工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。土木工程是力學(xué)應(yīng)用最早的工程領(lǐng)域之一[1]。對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),力學(xué)課程是一類極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,它不但影響學(xué)生對(duì)今后其他專業(yè)課程的理解,還將影響學(xué)生以后解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。所以,對(duì)力學(xué)課程在土木工程專業(yè)的重要性進(jìn)行研究,可以幫助培養(yǎng)出適宜于社會(huì)發(fā)展的合格的工程技術(shù)人員。
2土木工程專業(yè)主要設(shè)置的力學(xué)課程
根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,四年本科期間,8學(xué)期內(nèi),共設(shè)置7門力學(xué)類課程。所以說(shuō),除了理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)這“三大力學(xué)”之外,結(jié)合土木工程必須與流體接觸的特點(diǎn),也設(shè)置了流體力學(xué)這樣的學(xué)科基礎(chǔ)課。另外,考慮到大三之后,土木工程專業(yè)學(xué)生有“建筑工程方向”、“地下工程方向”、“古建筑修復(fù)與保護(hù)工程方向(特色方向)”三個(gè)不同的發(fā)展方向,也設(shè)置了土力學(xué)、彈性力學(xué)與有限元基礎(chǔ)和巖石力學(xué)基礎(chǔ)這樣三門專業(yè)方向課程。
3各門力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn)
3.1理論力學(xué)
理論力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué),是各門力學(xué)的基礎(chǔ)。它忽略一般物體的微小變形,建立在力作用下物體形狀、大小均不改變的剛體模型。主要講授內(nèi)容分三個(gè)部分:淤靜力學(xué)部分。主要研究受力物體平衡時(shí)作用力所應(yīng)滿足的條件;同時(shí)也研究物體受力的分析方法,以及力系簡(jiǎn)化的方法等。于運(yùn)動(dòng)學(xué)部分。只從幾何的角度來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng),而不研究引起物體運(yùn)動(dòng)的物理原因。盂動(dòng)力學(xué)部分。研究受力物體的運(yùn)動(dòng)與作用力之間的關(guān)系。
3.2材料力學(xué)
材料力學(xué)以單個(gè)桿件作為主要研究對(duì)象,并且將其看作均勻、連續(xù)、各向同性的可變性固體。它研究桿件的拉、壓、彎、剪、扭變形特征,并對(duì)桿件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性分析計(jì)算。
3.3流體力學(xué)
流體力學(xué)是研究流體的平衡和流動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程實(shí)際中應(yīng)用的一門學(xué)科。流體力學(xué)研究的對(duì)象是流體,包括液體和氣體。
3.4結(jié)構(gòu)力學(xué)
結(jié)構(gòu)力學(xué)以桿件結(jié)構(gòu)(包括梁、拱、桁架、剛架和組合結(jié)構(gòu)等)為主要研究對(duì)象;研究在外力和其他外界因素作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形,結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和動(dòng)力反應(yīng),以及結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律。
3.5土力學(xué)
土力學(xué)研究土的本構(gòu)關(guān)系以及土與結(jié)構(gòu)物相互作用的規(guī)律。土的本構(gòu)關(guān)系,即土的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度和時(shí)間這四個(gè)變量之間的內(nèi)在關(guān)系。
3.6彈性力學(xué)與有限元基礎(chǔ)
彈性力學(xué)研究彈性體由于受到外力作用或溫度變化以及支座沉陷等原因而發(fā)生的應(yīng)力、變形和位移。它一方面對(duì)桿狀物件作進(jìn)一步的、較精確的分析;另一方面,對(duì)板和殼,以及擋土墻、堤壩、地基等實(shí)體結(jié)構(gòu),加以研究。
3.7巖石力學(xué)基礎(chǔ)
巖石力學(xué)基礎(chǔ)主要研究巖石和巖體力學(xué)性能的一門學(xué)科,是探究巖石和巖體在其周圍環(huán)境(力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、地下水等)發(fā)生變化后,作出響應(yīng)的一門力學(xué)分支。其所研究的巖體,具有不連續(xù)性、各向異性和不均勻性的特征。
4力學(xué)課程在土木工程專業(yè)的重要性
力學(xué)是土木工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,若缺乏對(duì)力學(xué)課程基本概念、物理意義和求解方法的深入理解,想真正掌握好相關(guān)專業(yè)課程,做好有關(guān)工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理乃至進(jìn)一步的科研工作,是不可想象的。
4.1對(duì)本科后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的影響
混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、鋼結(jié)構(gòu)基本原理、基礎(chǔ)工程、土木工程施工技術(shù)、房屋砌體與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、地基處理、深基坑工程、城市軌道交通工程、隧道工程、古建筑設(shè)計(jì)與保護(hù)技術(shù)等專業(yè)課程,都與力學(xué)課程有關(guān),如不打好力學(xué)基礎(chǔ),將無(wú)法真正掌握及應(yīng)用好專業(yè)知識(shí)。例如在學(xué)習(xí)“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”課程中受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算這部分內(nèi)容時(shí),需首先了解斜裂縫出現(xiàn)的原因,這時(shí)就需利用材料力學(xué)主應(yīng)力跡線的分析方法,在構(gòu)件上取出微元體,來(lái)做截面主應(yīng)力分析等。再如“鋼結(jié)構(gòu)基本原理”課程,由于鋼材內(nèi)部組織比較接近于勻質(zhì)和各向同性體,而且在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的,所以鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果比較符合;在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)用到材料力學(xué)中的各種計(jì)算公式和計(jì)算理論等。除了這些專業(yè)課程,對(duì)于土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō),力學(xué)知識(shí)也是非常重要的。就拿經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的“混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”這種畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來(lái)說(shuō),它分為結(jié)構(gòu)布置、計(jì)算簡(jiǎn)圖框架內(nèi)力計(jì)算、框架內(nèi)力組合、框架梁柱截面設(shè)計(jì)、現(xiàn)澆樓面板設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和軟件計(jì)算這樣幾個(gè)部分。所以說(shuō),若不能利用力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)先進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的簡(jiǎn)化和結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算,后面實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分,均無(wú)法完成。
4.2對(duì)研究生階段學(xué)習(xí)的影響
畢業(yè)后,若繼續(xù)就讀本專業(yè)研究生,除了在研究生入學(xué)考試中可能會(huì)考核到材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)這樣的力學(xué)課程;在讀研期間,也將涉及更多更深入的力學(xué)課程,如應(yīng)用彈塑性力學(xué)、塑性力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、有限單元法、高等結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等。如在本科階段沒(méi)有打下良好的基礎(chǔ),將很難掌握這些課程。
4.3對(duì)就業(yè)后解決工程實(shí)踐問(wèn)題的影響
力學(xué)知識(shí)在工程設(shè)計(jì)工作中的作用是不言而喻的。同樣,力學(xué)知識(shí)對(duì)于施工或監(jiān)理等工作,也是不可或缺的。如預(yù)制樁在堆放時(shí)墊木位置和吊裝時(shí)吊點(diǎn)位置的確定,施工腳手架的安裝計(jì)算,施工模板拆除順序的確定,施工縫留設(shè)位置的確定,施工中鋼筋放置位置的確定等,都需要通過(guò)力學(xué)知識(shí)來(lái)確定。從事建筑施工或監(jiān)理的工程技術(shù)人員,只有掌握了建筑力學(xué)的基本知識(shí),才能懂得建筑物中各種構(gòu)件的作用、受力情況、傳力途徑以及它們?cè)诟鞣N力的作用下在什么條件下會(huì)產(chǎn)生什么樣的破壞。這樣,在施工中就能正確理解設(shè)計(jì)意圖,制定出合理的安全措施和質(zhì)量保證措施,從而保證建筑施工過(guò)程中的絕對(duì)安全,確保工程質(zhì)量,避免事故發(fā)生。
5對(duì)本科階段力學(xué)課程野教冶與野學(xué)冶兩方面的建議
力學(xué)課程內(nèi)容繁多,概論抽象,在“教”與“學(xué)”兩方面都存在很多問(wèn)題,容易使教師教起來(lái)用時(shí)多,任務(wù)緊;學(xué)生學(xué)起來(lái)難度大,負(fù)擔(dān)重,且容易出現(xiàn)書能看懂而求解問(wèn)題無(wú)從下手的情況。
5.1教學(xué)方法建議
依據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),考慮力學(xué)課程與相關(guān)專業(yè)課程的銜接性,整合力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容。注重工程實(shí)踐教育,加強(qiáng)學(xué)科工程背景教學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),開(kāi)展競(jìng)賽活動(dòng),強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力。引導(dǎo)學(xué)生參與教師科研活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)。教學(xué)中運(yùn)用案例教學(xué),趣味教學(xué),啟發(fā)式、探究式、研討式等教學(xué)方法。理論教學(xué)之余,也可簡(jiǎn)要介紹結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器、ANSYS、ABAQUS、PKPM等計(jì)算軟件,加強(qiáng)學(xué)生在力學(xué)計(jì)算方面的綜合能力。
5.2學(xué)習(xí)方法建議
“教”與“學(xué)”相輔相成,無(wú)法分離。所以除了教師需運(yùn)用不同的教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣之外,學(xué)生也需掌握合理的學(xué)習(xí)方法,以加強(qiáng)對(duì)教師教授知識(shí)的理解與滲透。第一,課前做好預(yù)習(xí),課后加強(qiáng)復(fù)習(xí)。有效的預(yù)習(xí),可以使學(xué)生在上課之前,了解自己即將要學(xué)的知識(shí),這樣在課堂學(xué)習(xí)時(shí),就可以對(duì)自己所學(xué)的東西做到心中有數(shù);及時(shí)的復(fù)習(xí),可以使學(xué)生及時(shí)消化課堂所學(xué),以便深入了解所學(xué)知識(shí),深入掌握。第二,善于積累,善于提問(wèn)。本科教學(xué)不比高中教學(xué),它講授新知識(shí)的時(shí)間往往多余復(fù)習(xí)舊知識(shí)的時(shí)間,所以,在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,不能存在“猴子掰玉米”的現(xiàn)象,學(xué)了新的忘了舊的,而是要不停積累,不停學(xué)習(xí);對(duì)于不懂的知識(shí)點(diǎn),要善于提出疑問(wèn),問(wèn)同學(xué),問(wèn)教師,問(wèn)網(wǎng)絡(luò),及時(shí)解答疑問(wèn),及時(shí)解決問(wèn)題。第三,要加強(qiáng)練習(xí)。學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的過(guò)程中,不做一定數(shù)量的習(xí)題,將很難對(duì)基本概念和計(jì)算方法有深入的理解,也很難培養(yǎng)出好的計(jì)算能力,所以,要學(xué)以致用,加強(qiáng)練習(xí)。第四,善于創(chuàng)新,積極參與不同的實(shí)踐活動(dòng)。教師教授的知識(shí)是有限的,在學(xué)習(xí)教師教授的方法之后,舉一反三,要自己善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,創(chuàng)新思維;積極參與各項(xiàng)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),如省大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽、省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽等,將學(xué)到的力學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的大賽活動(dòng)中,并且從實(shí)踐的過(guò)程中又學(xué)習(xí)新的力學(xué)知識(shí),循環(huán)往復(fù),提高自身的學(xué)習(xí)積極性;積極參與教師的科研項(xiàng)目,提高自身的研究思路和水平,也是加強(qiáng)自身力學(xué)思維的較好方法。
6結(jié)語(yǔ)
篇3
關(guān)鍵字:專業(yè)課教學(xué);高分子物理;教學(xué)方法
【中圖分類號(hào)]】G420
目前,大學(xué)生的課程就其結(jié)構(gòu)層次可分兩大類,一類是基礎(chǔ)課,包括為培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的高級(jí)專門人才開(kāi)設(shè)的各專業(yè)的共同課,即公共基礎(chǔ)課,和為了向?qū)W生講授與他們所學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的一些基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能而開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)課;另一類是專業(yè)課,這是為了向?qū)W生講授他們所學(xué)的本專業(yè)的理論、知識(shí)和技能的科學(xué)體系而開(kāi)設(shè)的課程,體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)專門人才在業(yè)務(wù)上面的特殊要求,是大學(xué)課程的中心部分。這兩類不同層次的課程在大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中都有一定地位,一方面基礎(chǔ)課是學(xué)好專業(yè)課的基礎(chǔ),另一方面又要在此基礎(chǔ)上學(xué)好專業(yè)課,并學(xué)會(huì)運(yùn)用專業(yè)理論知識(shí)去分析解決實(shí)際問(wèn)題。因此專業(yè)課的學(xué)習(xí)在大學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中也是至關(guān)重要的。
高分子物理是高分子專業(yè)基礎(chǔ)課,在高分子材料科學(xué)中占有十分重要的地位。高分子物理學(xué)是研究高分子的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系,并為高聚物成型加工理論基礎(chǔ)的一門科學(xué)。它是在材料力學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科,因此對(duì)于化學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)具有一定難度。為了很好解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中所遇到的問(wèn)題,提高教學(xué)品質(zhì),我們?cè)诙嗄甑慕虒W(xué)中做了以下工作:
一.教材選取:
教材也稱課本,是教學(xué)內(nèi)容的主要依據(jù),是根據(jù)教學(xué)大綱編定的要求系統(tǒng)地反映學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)用書,是教學(xué)大綱的具體化,是實(shí)現(xiàn)一定教育目的的重要工具。它即為教師的教學(xué)提供了基本材料,也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)的主要材料,是他們閱讀課外參考資料、研究學(xué)術(shù)問(wèn)題的基礎(chǔ)。因此教材的選取直接影響著知識(shí)講授的深淺及教學(xué)品質(zhì)的高低。
高分子物理這門課程國(guó)內(nèi)尚無(wú)材,目前廣泛使用的教學(xué)用書分別是由何曼君、金日光、柯?lián)P船主編的三種版本的"高分子物理"。為了提高學(xué)生對(duì)高分子物理知識(shí)掌握水準(zhǔn),增加應(yīng)試能力,我們也采用了此教材,對(duì)于教學(xué)中遇到的問(wèn)題,我們采用以下措施,一是將書中涉及的較難的數(shù)學(xué)問(wèn)題,用較容易的數(shù)學(xué)知識(shí)重新推導(dǎo),使學(xué)生容易聽(tīng)懂;例如在推導(dǎo)高分子鏈的均方末端距時(shí),采用的統(tǒng)計(jì)模型是三維無(wú)規(guī)行走。通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐,我們成功地采用了此教材。
二.課堂講授
教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)相結(jié)合的共同活動(dòng)。學(xué)生在教師有目的、有計(jì)畫的指導(dǎo)下,積極主動(dòng)地掌握系統(tǒng)的科學(xué)文化基礎(chǔ)知識(shí)。課堂講授是當(dāng)前我國(guó)高等學(xué)校班級(jí)教學(xué)的基本形式。它是在教師的主導(dǎo)下向?qū)W生傳遞知識(shí)資訊并控制學(xué)生掌握知識(shí)資訊的一種教學(xué)形式。在這種形式中,教師始終處于主導(dǎo)地位,因而使課程講授具有可控性強(qiáng)、系統(tǒng)性強(qiáng)、效率高和簡(jiǎn)便易行等特點(diǎn)。
(一)知識(shí)的邏輯性
高分子物理學(xué)是研究高分子的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的科學(xué),因此我們?cè)诮虒W(xué)中始終以突出這一宗旨來(lái)進(jìn)行講授,我們首先講授高分子鏈的結(jié)構(gòu),然后講授高分子的溶液、電學(xué)等性能。在講授每一種性能時(shí),我們都從高分子結(jié)構(gòu)入手進(jìn)行講授,定性地討論高分子的性能特點(diǎn),用以揭示其內(nèi)在的必然聯(lián)系。這種啟發(fā)式的教學(xué)方法效果很好。這種教學(xué)方法,增加了高分子物理學(xué)的邏輯性,提高學(xué)生對(duì)高分子物理學(xué)知識(shí)的掌握程度,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
(二)本學(xué)科前沿科研知識(shí)的介紹
科研成果是無(wú)數(shù)科學(xué)工作者科研工作的結(jié)晶,是人類寶貴的知識(shí)財(cái)富,它標(biāo)志科學(xué)發(fā)展的方向。結(jié)合本門課程的內(nèi)容,介紹一些科研知識(shí)與成果,有利于學(xué)生對(duì)科研的基本知識(shí)和基本方法的掌握;有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法的;有利于激起學(xué)生對(duì)從事科學(xué)研究的興趣和熱忱。
三.作業(yè)題篩選
教學(xué)這一特殊系統(tǒng)要達(dá)到預(yù)期效果,就要求教師的教學(xué)活動(dòng)與學(xué)生接受資訊過(guò)程具有較高的同步性,這要求教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中能及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得來(lái)自學(xué)生的回饋資訊。其主要形式是作業(yè)。為了更好地完成教學(xué)任務(wù),加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握,自開(kāi)設(shè)這門課程以來(lái),我們教師一直在做收集、整理并解答一些有特色的高分子物理習(xí)題的工作,裝訂成冊(cè)。
四.教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合
大學(xué)教學(xué),不僅要在校內(nèi)采用多種教學(xué)方法聯(lián)系實(shí)踐,使學(xué)生掌握的理論知識(shí)在一定程度上轉(zhuǎn)化為技能,更要注重組織學(xué)生參觀學(xué)習(xí),幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由學(xué)習(xí)向工作的過(guò)渡。
我們學(xué)校為地方性大學(xué),大多數(shù)學(xué)生畢業(yè)后要充實(shí)到生產(chǎn)第一線,如何使學(xué)生畢業(yè)后,盡量縮短適應(yīng)期,勝任所承擔(dān)的工作,也應(yīng)是我們教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。
首先,我們?cè)谡n堂教學(xué)中,比較注重應(yīng)用知識(shí)的講授,使學(xué)生學(xué)會(huì)如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決實(shí)踐問(wèn)題,并且我們正積極準(zhǔn)備,擬開(kāi)設(shè)塑膠、橡膠成型加工實(shí)驗(yàn)課。
再者,參觀教學(xué)是根據(jù)教學(xué)目的,有計(jì)畫地組織學(xué)生對(duì)實(shí)際事物直接地觀察研究,使理論聯(lián)系實(shí)際的一種教學(xué)組織形式。這種教學(xué)形式使學(xué)生得到具體的知識(shí),容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,深化所學(xué)的理論知識(shí)。
本專業(yè)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要,已堅(jiān)持多年用一周時(shí)間組織學(xué)生去哈爾濱塑膠五廠、哈爾濱塑膠九廠、哈爾濱玻璃鋼研究所、哈爾濱化學(xué)材料廠和哈爾濱特種塑膠廠參觀學(xué)習(xí),請(qǐng)工廠技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)講解塑膠薄膜、塑膠桶、塑膠電線、塑膠啤酒箱子等產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程,通過(guò)下廠參觀學(xué)習(xí),加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與掌握,開(kāi)闊了學(xué)生視野,效果很好。
總之,采用以上諸做法,通過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐,效果是顯著的。學(xué)生普遍反映,此門課程平時(shí)抓得緊、要求高,考試時(shí)不用劃重點(diǎn)、串線,學(xué)生知道復(fù)習(xí)重點(diǎn),成績(jī)優(yōu)劣與用功程度有關(guān);再有,在完成課堂教學(xué)前提下,適時(shí)地組織學(xué)生下廠參觀學(xué)習(xí),有利于學(xué)生深化科學(xué)文化知識(shí)的學(xué)習(xí);增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí);增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的能力。同時(shí)也有利于應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
[1]劉曉亞,郁文娟,陳明清。高分子材料與工程專業(yè)人才培養(yǎng)探索[J],無(wú)錫教育學(xué)院學(xué)報(bào),2003,(12)
篇4
關(guān)鍵詞:大學(xué)生;環(huán)境工程教育;實(shí)踐能力;培養(yǎng)模式改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)34-0029-02
高等學(xué)校擔(dān)負(fù)著為國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重任,在創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的大潮中,人才是創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最活躍的因素。教育要面向時(shí)代,歷史性地承擔(dān)起知識(shí)和技術(shù)創(chuàng)新的偉大使命,為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供強(qiáng)有力的智力支撐和人才保證[1],如何讓學(xué)生擁有創(chuàng)新應(yīng)用能力成為了人才培養(yǎng)的核心工作。
全國(guó)目前有14000多個(gè)工程教育專業(yè),占高等學(xué)校專業(yè)總布點(diǎn)數(shù)的 ;工程專業(yè)類在校生超過(guò)400萬(wàn)人,占全國(guó)本科總數(shù)的。這些數(shù)據(jù)清楚地告訴我們,工程教育的質(zhì)量和水平高低直接關(guān)系到本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。教育界對(duì)工程教育非常關(guān)注,從工程師的培養(yǎng)目標(biāo)、知識(shí)體系和培養(yǎng)模式等多方位進(jìn)行積極的探討改進(jìn)。
環(huán)境工程專業(yè)是一門將環(huán)境保護(hù)落實(shí)到工程措施上的綜合學(xué)科,是環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。它的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力[2,3],將來(lái)能為企事業(yè)單位解決生產(chǎn)生活過(guò)程中產(chǎn)生的污染問(wèn)題[4],對(duì)實(shí)踐能力要求較高,因此,本科教育應(yīng)高度重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),加強(qiáng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力,培養(yǎng)企事業(yè)單位急需的技術(shù)人才。目前很多院校在環(huán)境工程教育中上存在諸多不足,實(shí)踐教育弱化趨勢(shì)尤其明顯,與企業(yè)聯(lián)系不緊密,重“學(xué)”輕“術(shù)”,造成工程性缺失和創(chuàng)新性不足。為此,以環(huán)境工程學(xué)科為例探討實(shí)踐能力的培養(yǎng)意義重大。
一、環(huán)境工程專業(yè)本科生工程能力培養(yǎng)的社會(huì)背景
在科本生培養(yǎng)過(guò)程中,當(dāng)前高等學(xué)校以工程能力提升為目標(biāo)的培養(yǎng)模式改革面臨多方面的壓力。
1.工程教育認(rèn)證。我國(guó)從2005年開(kāi)始開(kāi)展工程教育認(rèn)證,使得一直強(qiáng)調(diào)的“提高教學(xué)質(zhì)量”第一次有了明確合理的參照標(biāo)準(zhǔn),幾乎所有相關(guān)院校都對(duì)參與工程教育認(rèn)證表現(xiàn)出空前的熱情。申請(qǐng)工程教育認(rèn)證的各高校要深化課堂教學(xué)改革,提高課堂教學(xué)質(zhì)量。環(huán)境工程專業(yè)作為試點(diǎn)專業(yè),在2007年下半年啟動(dòng)了認(rèn)證工作。工程教育認(rèn)證作為保證教育質(zhì)量的外部評(píng)估,由專門職業(yè)學(xué)會(huì)會(huì)同專業(yè)領(lǐng)域的教育工作者共同進(jìn)行,以質(zhì)量保證和質(zhì)量改進(jìn)為出發(fā)點(diǎn),強(qiáng)調(diào)工程教育的基本質(zhì)量要求,以提高工程人才培養(yǎng)對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的適應(yīng)性。
2.卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃。教育部為貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項(xiàng)目,培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才,2010年啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”,對(duì)全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。
3.大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的社會(huì)背景。2015年國(guó)務(wù)院關(guān)于大力推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新若干政策措施的意見(jiàn),將推進(jìn)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新作為發(fā)展的動(dòng)力之源、富民之道、強(qiáng)國(guó)之策[5]。這相應(yīng)對(duì)高校培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才提出了更高要求,沒(méi)有創(chuàng)新的教育,就不可能有創(chuàng)新的人才。
4.環(huán)境污染的巨大壓力。我國(guó)目前處在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段,面臨的環(huán)境問(wèn)題復(fù)雜多樣,壓力巨大[6],環(huán)境污染和生態(tài)破壞已經(jīng)成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響社會(huì)穩(wěn)定的重要因素,人們已經(jīng)意識(shí)到破壞生態(tài)環(huán)境的代價(jià)極大,對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視起來(lái),國(guó)家已將保護(hù)生態(tài)環(huán)境納入經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略之中[7]。隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)力度的加大,環(huán)保產(chǎn)業(yè)近年來(lái)得以快速發(fā)展,產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域不斷拓展,技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化升級(jí),未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮骩8],亟需具有良好職業(yè)能力的環(huán)境工程技術(shù)人才。
鑒于上述社會(huì)背景,基于社會(huì)需求和環(huán)境工程專業(yè)特點(diǎn),以提升工程能力為目標(biāo),以教學(xué)改革創(chuàng)新為動(dòng)力,創(chuàng)新教育模式勢(shì)在必行。
二、環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)要求
環(huán)境工程專業(yè)作為一門交叉學(xué)科,與許多學(xué)科具有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系?,F(xiàn)代環(huán)境工程所具有的科學(xué)性、社會(huì)性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性、復(fù)雜性、本土性等特征日益突出,覆蓋面也不斷擴(kuò)展。
在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下,環(huán)境工程畢業(yè)生應(yīng)當(dāng)具有更為深厚的理論基礎(chǔ)知識(shí)、扎實(shí)的工程專業(yè)技能,還要具備創(chuàng)新應(yīng)變能力、組織管理能力、終身學(xué)習(xí)能力。具體來(lái)看,畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力。
1.掌握環(huán)境基礎(chǔ)學(xué)科基本理論、基本知識(shí)。
2.掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境污染治理的原理、方法和技術(shù)。
3.具有環(huán)境工程與管理的基本理論、基本知識(shí)和設(shè)計(jì)能力。
4.熟悉國(guó)家環(huán)境自然資源保護(hù)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等有關(guān)政策和法律法規(guī)。
5.了解國(guó)內(nèi)外環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程理論及技術(shù)前沿、生物工程技術(shù)的應(yīng)用前景、環(huán)境科學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)以及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。
6.具有一定科學(xué)研究和實(shí)際工作能力,具有一定的批判性思維能力。
7.掌握資料查詢、文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法;具有一定的試驗(yàn)設(shè)計(jì),創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件的能力;歸納、整理、分析試驗(yàn)結(jié)果,撰寫論文;參與學(xué)術(shù)交流的能力。
三、以工程能力提升為目標(biāo)的環(huán)境工程課程體系改革
為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求、全面提高環(huán)境工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量,我校以優(yōu)化課程體系為核心,在課程建設(shè)方面按照“加強(qiáng)基礎(chǔ)、深化實(shí)踐”的原則來(lái)改進(jìn)課程體系。課程體系構(gòu)建如下。
1.學(xué)科基礎(chǔ)課的構(gòu)成。除跨學(xué)科數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課外,重點(diǎn)以化學(xué)類課程(包括無(wú)機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、化學(xué)工程)為基礎(chǔ)課,凸顯我校環(huán)境工程專業(yè)在化學(xué)污染物監(jiān)測(cè)治理方向基礎(chǔ)雄厚的特色,各課程都設(shè)置了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課;此外,設(shè)置了生物生態(tài)類(包括環(huán)境微生物、環(huán)境生態(tài)學(xué)、生物化學(xué))及工程類基礎(chǔ)課程(電工學(xué)、工程測(cè)量、土木工程施工、流體力學(xué)),目的是使學(xué)生具有扎實(shí)的工程應(yīng)用基礎(chǔ)。
2.專業(yè)理論課的構(gòu)成。主干課程為環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程學(xué),為使學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ),在水、氣、土壤、固廢、噪聲分別設(shè)置相應(yīng)的污染控制技術(shù)專門課程。理論教學(xué)成為系統(tǒng)傳授環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)的重要途徑。
3.專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建。實(shí)踐教學(xué)是高校人才培養(yǎng)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是提升學(xué)生社會(huì)適應(yīng)能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段[9]。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是我校本科生培養(yǎng)計(jì)劃制定過(guò)程中重點(diǎn)改革內(nèi)容,新制定的培養(yǎng)計(jì)劃中的實(shí)踐課程主要包括以下幾類:(1)化學(xué)化工類基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn);(2)課程設(shè)計(jì),包括水污染控制課程設(shè)計(jì)、大氣污染控制課程設(shè)計(jì)、固體廢物處理處置課程設(shè)計(jì);(3)專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn),包括環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境工程微生物實(shí)驗(yàn),該類實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,適當(dāng)增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);(4)集中實(shí)踐課程,利用三周進(jìn)行環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn),主要為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)講義與學(xué)生方案設(shè)計(jì)相結(jié)合,進(jìn)行工業(yè)廢水處理、生活廢水處理、水質(zhì)綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)和數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制;(5)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí),分別在二、三、四年級(jí)開(kāi)設(shè);(6)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)),利用第八學(xué)期,在教師指導(dǎo)下,學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)或工程項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)。
上述各實(shí)踐環(huán)節(jié)層層遞進(jìn),形成了課程設(shè)計(jì)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))實(shí)踐能力五級(jí)培養(yǎng)模式,可明顯提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程設(shè)計(jì)能力。通過(guò)從模擬驗(yàn)證,到綜合性、研究性實(shí)踐,最后完成獨(dú)立課題,逐步培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。我校培養(yǎng)的學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng),在實(shí)驗(yàn)室工作的適崗時(shí)間短,企業(yè)對(duì)學(xué)生的滿意度也有所提高。
從創(chuàng)新能力形成的原理來(lái)看,實(shí)踐是人的創(chuàng)新能力形成的唯一途徑,又是人的創(chuàng)新能力發(fā)展的動(dòng)力,還是檢驗(yàn)人的創(chuàng)新活動(dòng)成果的唯一標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐教學(xué)尤其是綜合性、研究性實(shí)踐環(huán)節(jié),對(duì)提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和知識(shí)應(yīng)用能力有著特殊的作用。
為進(jìn)一步提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力,近年來(lái),我們正在積極探索依托環(huán)保行業(yè)企業(yè)、面向社會(huì)的培養(yǎng)新途徑,加強(qiáng)與企業(yè)的合作,鼓勵(lì)學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐和應(yīng)用型課題的科研訓(xùn)練,收到了良好的效果。
四、結(jié)束語(yǔ)
提高大學(xué)生工程能力是高等院校人才培養(yǎng)的一項(xiàng)重要工作和一個(gè)系統(tǒng)工程,創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心在于培養(yǎng)方式,通過(guò)上述一系列課程建設(shè)手段,逐步構(gòu)建符合社會(huì)發(fā)展和環(huán)境工程學(xué)科專業(yè)要求的課程體系,使學(xué)生掌握必備的知識(shí)和實(shí)踐技能,才能使培養(yǎng)高素質(zhì)人才的目標(biāo)得以落實(shí)。
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篇5
1.1課程體系內(nèi)容全面,但與其他課程內(nèi)容存在重疊現(xiàn)象根據(jù)教學(xué)大綱,大氣污染控制工程課程內(nèi)容主要討論大氣污染氣象學(xué)、大氣擴(kuò)散模式、顆粒污染物和SO2、NOX及揮發(fā)性有機(jī)氣體等氣態(tài)污染物控制技術(shù)基本理論、工藝與設(shè)備等.現(xiàn)行環(huán)境工程課程安排上存在部分知識(shí)體系重復(fù)現(xiàn)象,如該課程中氣態(tài)污染物凈化技術(shù)部分內(nèi)容與《環(huán)境工程原理》中的凈化理論基礎(chǔ)知識(shí)包括除塵技術(shù)基礎(chǔ)理論、吸收法、吸附法的氣液傳質(zhì)基本原理部分重復(fù),其次與《環(huán)境工程設(shè)備》中的除塵裝置等內(nèi)容也有交叉.此外,《環(huán)境影響評(píng)價(jià)學(xué)》中污染物擴(kuò)散模型與本課程中的擴(kuò)散模型原理一樣.因此,在教學(xué)中如何協(xié)調(diào)與其他課程的關(guān)系尤為重要.
1.2教材的內(nèi)容滯后于學(xué)科發(fā)展隨著城市機(jī)動(dòng)車的快速增長(zhǎng),我國(guó)城市大氣污染已由煤煙型污染向煤煙—機(jī)動(dòng)車復(fù)合型污染轉(zhuǎn)變,增加了控制與治理的難度.《國(guó)家“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》將氮氧化物列入污染物減排的重要指標(biāo)之一,新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了細(xì)顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)8小時(shí)濃度限值監(jiān)測(cè)指標(biāo).實(shí)踐中,大氣污染控制的熱點(diǎn)在不斷轉(zhuǎn)換,應(yīng)用技術(shù)更新更快,但相應(yīng)教材卻未能及時(shí)反映一些新的環(huán)保技術(shù),不利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要.
1.3課程以理論教學(xué)為主,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱是我國(guó)高校大氣污染控制工程教學(xué)的主要問(wèn)題之一.由于受到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所限制,部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備得不到及時(shí)更新,課程設(shè)計(jì)較多停留在理論上的計(jì)算,實(shí)際應(yīng)用性有待加強(qiáng).此外,我校環(huán)境工程在水污染控制、環(huán)境化學(xué)污染控制研究技術(shù)方面具有較強(qiáng)的科研實(shí)力和優(yōu)勢(shì),大氣污染治理科研項(xiàng)目數(shù)量遠(yuǎn)少于廢水、土壤和固體廢物污染治理項(xiàng)目,科研實(shí)力相對(duì)薄弱,這也在一定程度上制約了大氣污染控制工程的科研教學(xué)實(shí)踐.為培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論分析和解決實(shí)際工程中大氣污染防治問(wèn)題的能力,迫切需要加強(qiáng)和改革大氣污染控制工程課程教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié).
2教學(xué)改革探索與方法創(chuàng)新
2.1整合教學(xué)內(nèi)容,用活教材針對(duì)大氣污染控制工程與化學(xué)、物理、流體力學(xué)等基礎(chǔ)課程聯(lián)系密切的特點(diǎn),注重教學(xué)內(nèi)容安排上與這些基礎(chǔ)課程相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)、整合.比如對(duì)傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元等一些重要數(shù)學(xué)公式內(nèi)容的講授,依據(jù)“弱化推導(dǎo),強(qiáng)調(diào)應(yīng)用”原則,與基礎(chǔ)理論課程融會(huì)貫通,在課堂講解的基礎(chǔ)上,注重學(xué)生通過(guò)課后習(xí)題練習(xí)學(xué)會(huì)應(yīng)用.為避免部分內(nèi)容在原理上與《環(huán)境工程原理》、《環(huán)境影響評(píng)價(jià)學(xué)》等其他專業(yè)課程重復(fù)的現(xiàn)象,在充分理解這些課程的教學(xué)大綱基礎(chǔ)上,注重協(xié)調(diào)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn).如環(huán)境影響評(píng)價(jià)學(xué)中涉及到的大氣污染擴(kuò)散模式內(nèi)容,略講解其原理和公式,著重其應(yīng)用要點(diǎn)和范圍,詳略得當(dāng),充分發(fā)揮好課時(shí)短的教學(xué)效果.好的教材參考書能對(duì)教學(xué)效果起到事半功倍的作用.據(jù)對(duì)大氣污染控制工程的國(guó)內(nèi)教材與國(guó)外教材(Noel•de•Nevers編著的《AirPollutionControlEngineering(SecondEdition)》)比較,國(guó)外教材在內(nèi)容闡述、新穎性與生動(dòng)性方面,尤其是在思考性、具體例證的真實(shí)性和學(xué)術(shù)性方面表現(xiàn)優(yōu)異.在教學(xué)過(guò)程中,我們引進(jìn)了上述英語(yǔ)原版教材《AirPollutionControlEngineering》的中譯本(2005年)作為主要教學(xué)參考書,制作教學(xué)課件,讓教材互通有無(wú)、揚(yáng)長(zhǎng)避短.
2.2優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系,理清教學(xué)脈絡(luò)根據(jù)《大氣污染控制工程》教材特點(diǎn),將教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系分為原理性內(nèi)容(基本知識(shí))、應(yīng)用性內(nèi)容(技術(shù)原理)、工程性內(nèi)容(工程工藝)和學(xué)科前沿四大部分,并將其優(yōu)化成一個(gè)完整的體系進(jìn)行教學(xué)(圖1).時(shí)間順序上,按照“大氣的基本概況———全球與我國(guó)大氣污染的主要污染特征與發(fā)展形勢(shì)———主要大氣污染問(wèn)題的控制技術(shù)”循序漸進(jìn)方式開(kāi)展教學(xué);技術(shù)內(nèi)容上,按照“大氣污染物來(lái)源———凈化控制技術(shù)———最新前沿技術(shù)與設(shè)備、原理及應(yīng)用”主線講授;結(jié)構(gòu)層次上,按照“凈化原理———凈化設(shè)備選型與設(shè)計(jì)———凈化工藝流程與優(yōu)化”進(jìn)行描述;學(xué)習(xí)目標(biāo)上,強(qiáng)調(diào)有色行業(yè)廢氣污染物的控制與資源化利用,完善環(huán)境污染末端治理技術(shù)的同時(shí)積極發(fā)展清潔生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)大氣污染物排放最大減量化.該教學(xué)結(jié)構(gòu)體系既銜接了基礎(chǔ)知識(shí),又將清潔生產(chǎn)與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新理念引入教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生掌握一些大氣污染控制新原理、新知識(shí)及相關(guān)新工藝,使學(xué)生能夠按照可持續(xù)發(fā)展原則解決生產(chǎn)中所遇到的大氣污染問(wèn)題,學(xué)以致用.通過(guò)梳理課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系,讓學(xué)生理解和把握教學(xué)脈絡(luò),學(xué)習(xí)知識(shí)思路更清晰.
2.3豐富課堂教學(xué)方法和手段,提高教學(xué)實(shí)效采用多種教學(xué)手段和教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.對(duì)于較難講明白的污染凈化設(shè)備工作原理和設(shè)備組成部分,利用網(wǎng)絡(luò)資源、PPT軟件以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)、企業(yè)調(diào)研的素材制作課程多媒體課件,并借助錄像和計(jì)算機(jī)仿真動(dòng)畫演示,提高教學(xué)實(shí)效.積極開(kāi)展交互式教學(xué)改革,嘗試采用指導(dǎo)———自學(xué)式教學(xué)法,要求學(xué)生課前預(yù)習(xí),收集素材,讓他們自己在課堂上講解,通過(guò)展開(kāi)討論及課堂提問(wèn)檢查督促.在對(duì)各種控制技術(shù)進(jìn)行講解時(shí),以理論為基礎(chǔ),鼓勵(lì)學(xué)生提出污染物控制的可能方法,教師加以評(píng)論,并指出這些方法的優(yōu)缺點(diǎn),提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).此外,還讓學(xué)生參與多媒體課件的制作,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)《大氣污染控制工程》知識(shí)點(diǎn)的歸納和加工能力.這樣極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,完善了教與學(xué)的互動(dòng)體系,達(dá)到相應(yīng)的教學(xué)效果.案例教學(xué)模式是一種深受學(xué)生歡迎的教學(xué)方法.在教學(xué)過(guò)程中對(duì)相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例,如大氣污染綜合防治模型、除塵技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、脫硫技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、氮氧化物的控制實(shí)例、工業(yè)氣體凈化實(shí)例等加以陳述,圖文結(jié)合,使學(xué)生的抽象思維與形象思維相結(jié)合,更容易理解.通過(guò)案例分析,也加強(qiáng)了各章節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系和交叉滲透,取得了良好的教學(xué)效果.
2.4創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)環(huán)節(jié),學(xué)以致用實(shí)踐教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等內(nèi)容.針對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證型和基本操作型實(shí)驗(yàn)為主的現(xiàn)狀,我們將基本操作型實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)與綜合型實(shí)驗(yàn)整合、優(yōu)化,組成一個(gè)大的綜合型“三性實(shí)驗(yàn)”(綜合性、設(shè)計(jì)性、研究探索性),具體包括給定試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容,學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)、制訂相應(yīng)的試驗(yàn)方案,提出解決方法,最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)和預(yù)期效果.如將原來(lái)開(kāi)設(shè)的單純利用市售TiO2納米材料光催化凈化揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)試驗(yàn),結(jié)合教師的科研成果,改為自制納米TiO2材料光催化凈化VOCs的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生在查找文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制備材料,再對(duì)TiO2材料進(jìn)行表征及其凈化VOCs等全過(guò)程開(kāi)展工作.該綜合型實(shí)驗(yàn)使學(xué)生既認(rèn)識(shí)到納米技術(shù)在大氣保護(hù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用潛力,又深入了解納米材料組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及催化性質(zhì),以及大氣污染物催化凈化原理及其主要影響參數(shù).同時(shí)引入光催化劑的表征分析,讓學(xué)生接觸常用納米材料表征技術(shù)和手段.通過(guò)“三性試驗(yàn)”實(shí)踐,極大豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生研究能力、創(chuàng)新能力的好處不言而喻.大氣污染控制工程是一門工程技術(shù)課程,加強(qiáng)學(xué)生的工程訓(xùn)練十分重要.在教學(xué)過(guò)程中,注重通過(guò)工程范例圖像資料教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力.邀請(qǐng)校外工程技術(shù)專家參與教學(xué),應(yīng)用實(shí)踐案例對(duì)大氣污染控制工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性講解.另外,請(qǐng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行指導(dǎo),帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)企業(yè)脫硫、脫硝和除塵的相關(guān)工藝流程和設(shè)備,了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu).我校環(huán)境工程專業(yè)的定點(diǎn)實(shí)習(xí)單位株洲有色冶煉集團(tuán)既有較全面的電除塵、袋式除塵及旋風(fēng)除塵系統(tǒng),也具備二氧化硫制酸等工藝,大氣污染治理技術(shù)及設(shè)備全面,引導(dǎo)學(xué)生充分利用實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),深入了解大氣污染控制工藝的工作原理和流程,深化理解與掌握理論知識(shí).畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),以有色冶煉煙氣治理為主線,讓學(xué)生設(shè)計(jì)煙氣除塵脫硫系統(tǒng).從理論到實(shí)踐,最后到工藝設(shè)計(jì),構(gòu)建一個(gè)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相輔相成的互動(dòng)體系,為學(xué)生提供學(xué)習(xí)理論知識(shí)、鍛煉實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì),從而培養(yǎng)出具有較高理論水平和較強(qiáng)實(shí)踐能力的應(yīng)用型工程技術(shù)創(chuàng)新人才.
2.5加強(qiáng)學(xué)科熱點(diǎn)與控制技術(shù)前沿介紹,拓展視野關(guān)注學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)知識(shí)和信息,介紹當(dāng)前學(xué)術(shù)和技術(shù)發(fā)展動(dòng)向尤為重要.大氣污染控制技術(shù)已由末端控制為主發(fā)展為以清潔生產(chǎn)為中心的全過(guò)程控制,是一門發(fā)展迅速的學(xué)科.在課程教學(xué)內(nèi)容安排上,收集學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)知識(shí)和信息,及時(shí)吸納最新研究成果和報(bào)告,更新教學(xué)內(nèi)容,拓展學(xué)生知識(shí)視野;在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,不斷收集國(guó)內(nèi)外較新的、先進(jìn)的大氣污染控制技術(shù)和設(shè)備信息等,及時(shí)補(bǔ)充最新出臺(tái)的燃煤、有色行業(yè)相關(guān)的行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)如《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2003)、《鉛鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466-2010)及大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容.增加履行京都議定書的拓展清潔發(fā)展機(jī)制的大氣污染熱點(diǎn)問(wèn)題,及時(shí)跟蹤火電廠燃煤、冶煉煙氣脫硫,同時(shí)去除砷、鉛、汞等金屬?gòu)U氣治理先進(jìn)技術(shù)以及煤炭洗選和轉(zhuǎn)化技術(shù),強(qiáng)化其他污染物控制方面的內(nèi)容,如垃圾焚燒、再生金屬冶煉產(chǎn)生的二惡英特性及其去除方法.針對(duì)我國(guó)“十二五”期間將對(duì)氮氧化物進(jìn)行總量控制,加強(qiáng)建立細(xì)顆粒物(PM2.5)監(jiān)測(cè)體系以及污染控制技術(shù)研究現(xiàn)狀,及時(shí)整理相關(guān)學(xué)科前沿內(nèi)容融入到教學(xué)中,通過(guò)更新補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生了解大氣污染物控制的發(fā)展趨勢(shì)及前沿技術(shù)知識(shí),在未來(lái)的學(xué)習(xí)研究和工作中更容易找準(zhǔn)方向.通過(guò)上述的大氣污染控制工程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐,該課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)都有了較大提高,教學(xué)效果明顯改善,學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)性明顯增強(qiáng).學(xué)生在試驗(yàn)中能夠根據(jù)自己掌握的課堂知識(shí)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與思考,在生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中能進(jìn)行相關(guān)處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)、新工藝設(shè)計(jì)和改進(jìn),科研創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)都得到明顯提升.
3結(jié)語(yǔ)