時(shí)間：2023-05-06 18:27:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇力學(xué)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
力的存在，影響著我們的生活，我們的生活離不開力。力是我們物理學(xué)學(xué)科中,一個(gè)舉足輕重的研究性課題。力是這個(gè)世界的基礎(chǔ)。今天我就帶大家走進(jìn)力的世界，用生活去揭開力學(xué)的神秘面紗。
我們可以想象出一個(gè)沒有任何力存在的世界。如果沒有了重力，蘋果還會落地嗎？如果沒有了摩擦力，汽車還會停止嗎？如果沒有了力的相互作用，地噴式火箭還會升空嗎？沒有力的世界，我們可想而知。讓我們本著一顆執(zhí)著熱愛科學(xué)的心，一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，攜手探索力學(xué)與固定的關(guān)系。
[摘要]力的條件與固定的關(guān)系；力的大小與固定的關(guān)系；力的存在與固定的關(guān)系；拉力對固定的影響。
[正文]在一個(gè)非常偶然的機(jī)會里，我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象：一個(gè)竹竿在四個(gè)放向都受到力的作用下，竟能保持固定狀態(tài)。于是，我對此產(chǎn)生了一系列的思考，“為什么那個(gè)竹竿不會傾倒呢？”“究竟是什么保持了竹竿的固定狀態(tài)呢？”“如果只有三個(gè)方向受到了力的作用，竹竿還能保持固定狀態(tài)嗎？”
對于這些問題，我們可以這樣去理解：一步一步去分析竹竿各部分所受到的幾個(gè)重要的力，然后去各個(gè)擊破。（1）竹竿的底部受到的哪個(gè)比較重要的力的作用？在這個(gè)現(xiàn)象中，研究的是力和固定的關(guān)系，所以，我們應(yīng)該排除竹竿嵌在土壤中的這種可能性（在實(shí)際現(xiàn)象中也沒有）。如果說有這種可能性，那么我們的探索思路就可以到此結(jié)束了。但是我們今天的“四方受力與固定的關(guān)系”可沒有那么簡單。排除以上“竹竿嵌于土”這種可能性后，我們可以對竹竿的末端進(jìn)行力學(xué)受力分析。我們可以從受力分析中得出一個(gè)重要的力———摩擦力。我們可以想象一下，如果人的腳底和地面之間缺少一個(gè)阻礙相對運(yùn)動的力，那么就會產(chǎn)生一個(gè)怎么樣的后果呢？是不是我們連走路也走不好啊？一旦走起路來，就會因?yàn)闆]有摩擦力而滑倒。那么這樣一來，一樣的道理，如果竹竿末端缺少了這個(gè)摩擦力，那么竹竿的底部就會滑倒，那么這樣一來，竹竿的底部就無法固定了。由此可得，摩擦力的產(chǎn)生有助于與另一個(gè)物體接觸發(fā)生摩擦那個(gè)面的那端的固定。（2）在該現(xiàn)象中，竹竿會間接地受到來自四個(gè)不同方向的拉力，這四個(gè)方向的拉力并不是直接作用在竹竿上的。而是通過四方固定點(diǎn)將拉力作用在四條繩子上。然后，再通過這四條繩子將拉力作用在竹竿的同一個(gè)固定點(diǎn)上。那么為什么要作用在同一個(gè)固定點(diǎn)上呢？那就讓我來向大家解釋一下這樣做的原因：假設(shè)有兩根繩子和一個(gè)樣，受力情況與上述基本相同，除了那個(gè)固定點(diǎn)，分別為首端和末端的兩個(gè)固定點(diǎn)，兩繩分別拴在這兩個(gè)固定點(diǎn)上，力的來源方向相反，所以竹竿固定點(diǎn)上的受力方向也是相反的。在這種情況下，在力源的固定點(diǎn)上施加拉力。由于力源的方向是相反的，當(dāng)施加拉力時(shí)，兩端固定點(diǎn)受到來自不同方向的力的作用，就會產(chǎn)生與力相對應(yīng)的運(yùn)動,竹竿就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)并且傾斜，最終竹竿與繩子成一條直線。因?yàn)閷⑺膫€(gè)不同方向的繩子栓在同一個(gè)固定點(diǎn)上，也是至關(guān)重要的。在一定限度內(nèi)，在四個(gè)方向的力源上施加拉力，使拉力最終作用在這個(gè)固定點(diǎn)上。由于對固定的來自力源的間接拉力是固定在某個(gè)位置上的，所以她不會受到力的大小等力的內(nèi)部因素的制約。所以說來自各個(gè)方向的拉力的大小是相等的，當(dāng)然也排除風(fēng)種外界的因素的影響。那么假設(shè)，東邊力源的間接拉力作用在固定點(diǎn)上，且西邊沒有力的作用，竹竿就會向東面偏轉(zhuǎn)，傾斜，由于南北兩面也受到了來自方向力源的間接拉力，所以他的傾斜的角度就要小一點(diǎn)，如果只有受到了一根繩子的拉力，那么竹竿就會直接倒下地去。然而西面也有一個(gè)間接拉力作用在那個(gè)固定點(diǎn)上，而且它們的力的大小是相等的，那么在東西方向，來自兩個(gè)方向的力相互抵消，會使竹竿處在東西方向的靜止?fàn)顟B(tài)。東面和西面，南面和北面，方向?qū)?yīng)的間接拉力相互抵消，則使這根竹竿處于靜止的固定狀態(tài)。由此分析，我們可以得到這樣一個(gè)推斷：在沒有任何外界阻礙因素影響下，物體是否處于靜止和固定狀態(tài)，有兩個(gè)重要的因素在影響，（1）其底部（末端）所受到的摩擦力。（2）其頂部（首端）受到來自四個(gè)方向不同，但是又兩兩對應(yīng)的方向所作用的間接拉力。所以說拉力對固定的影響是很大的，但是這必須是建立在拉力兩兩對應(yīng)的基礎(chǔ)上的。同時(shí)上述推理也表明了不同方向的拉力對物體固定的影響，如果力作用在同一個(gè)方向，就不能實(shí)現(xiàn)物體在力的作用狀態(tài)下保持固定。
根據(jù)以上的推理，我們可以得出結(jié)論，我們已經(jīng)對這個(gè)結(jié)果做出了最初步的肯定。接下來我們就要進(jìn)行下一項(xiàng)，更為深入的研究。根據(jù)以上結(jié)論可知：兩個(gè)來自對應(yīng)方向（東西，南北）的力，在二力平衡的條件下，兩向平衡，就能使物體固定下來。接下來我們就來做一個(gè)反例推理，來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。最終的目的就是為了研究力的大小對固定狀態(tài)的影響。如果依照我們生活經(jīng)驗(yàn)來看，受到力的大小不相等的時(shí)候，怎么還可能保持固定狀態(tài)呢？這的確是真的。但是你又是怎么知道的呢？那你有什么證據(jù)嗎？所以我們每下一個(gè)結(jié)論，都先要想想，是不是建立在事實(shí)的基礎(chǔ)上。我們必須一步步去假設(shè)和推理，再需事實(shí)的支持。我們在而力平衡的基礎(chǔ)上，做出更深入的判斷。不在使力與固定的關(guān)系的推理論證變得單一。假設(shè)在而力平衡的狀態(tài)下，力源作用在固定點(diǎn)上的間接拉力，當(dāng)然四個(gè)方向的拉力的大小是相等的，如果說，這間接拉力為200牛，當(dāng)他們都是200牛的時(shí)候，物體（竹竿）保持了固定狀態(tài)。那么我們?nèi)ジ淖兤渲幸粋€(gè)力的大小，那么竹竿將怎么變化呢？假設(shè)，西面的那個(gè)力源的方向固定點(diǎn)變化，用人力去拉，剛好人對繩子施加的拉力是10牛。那么我們就可以做出一定的判斷了，10牛小于200牛，這就說明西面作用的間接拉力仍然保持在200牛，我們先試著改變一個(gè)量。這樣一來，同樣在沒有任何外力的影響下進(jìn)行，那么物體（竹竿）就會向東面傾倒。如果說，按照上一項(xiàng)推理，依據(jù)平衡原理，二力抵消的話，那就相當(dāng)于，西面的拉力為0牛，東面的拉力經(jīng)過抵消之后就變成了（200牛-10牛=190牛）了，然而兩邊還有200牛的拉力的支撐，所以竹竿不會完全倒在水平面上。一般人可能認(rèn)為，東西兩面的間接拉力抵消之后，就變成了190牛的間接拉力，但是他們沒有意識到，抵消之后，西面還有一個(gè)0牛的無作用的間接拉力，然后，他們就會錯(cuò)誤地認(rèn)為，南北兩邊各有一個(gè)200牛的間接拉力，東西面加在一起有190牛的拉力，抵消之后的間接拉力就為（200-190=10牛），他們之間不過相差只有10牛罷了，于是就做出了錯(cuò)誤的判斷，認(rèn)為這也將保持固定狀態(tài)。其實(shí)他們漏想了一步，200牛的間接拉力是南北兩面各自的間接拉力。但是190牛，單單只是東西兩面抵消后東面的間接拉力，而西面的間接拉力已經(jīng)抵消成0牛了，所以說，無論如何東西兩面都不能保持物體的固定狀態(tài)。如果說，要用抵消間接拉力的方式來保持物體的固定狀態(tài)，那么那個(gè)對應(yīng)方向的間接拉力就必須相等，或者說非常地接近。就拿那個(gè)200牛的對應(yīng)力來說吧，兩個(gè)對應(yīng)方向的間接拉力皆為200牛，抵消之后，間接力就變成了0牛，就好象在固定狀態(tài)下，已經(jīng)沒有了力作用在竹竿上了。反正一點(diǎn)，抵消之后，兩值差越近，他的傾斜角度就會越小。從以上關(guān)于力的大小與固定關(guān)系的推理中，我們得出新目標(biāo)結(jié)論：兩對應(yīng)方向，間接拉力值抵消，值差越小，越能保持固定狀態(tài)。
杠桿輕撬，一個(gè)世界從此轉(zhuǎn)動；王冠潛底，一條定理浮出水面。蘋果落地，人類飛向太空；蝴蝶振羽，風(fēng)云為之色變。三棱鏡中折射出七色彩虹；大荒原上升騰起蘑菇煙塵。
[后記]我們應(yīng)該行動起來，把握住這個(gè)契機(jī)，揮舞“世界物理年”這面旗幟，肩負(fù)起光大物理學(xué)的歷史重任，燃燒當(dāng)代大學(xué)生火熱的青春激情，積極地開展形式多樣的宣傳活動，增進(jìn)公眾對物理學(xué)的理解，向公眾展示一個(gè)真實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)而不失美麗的物理世界!堅(jiān)定對物理學(xué)的信念，追尋愛因斯坦的足跡，學(xué)習(xí)前輩物理學(xué)家不畏權(quán)威、堅(jiān)持真理的科學(xué)精神，共同創(chuàng)造物理學(xué)光輝的未來!讓我們用青春的激情書寫歷史的奇跡、點(diǎn)燃未來的希望，共同創(chuàng)造物理學(xué)的下一個(gè)輝煌!
讓我們共同熱愛的物理照耀宇宙!
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)方法
隨著新世紀(jì)高等教育的發(fā)展趨勢和培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的要求，對以往的“填鴨式”“滿堂灌”等教學(xué)方式提出新的挑戰(zhàn)，引發(fā)教育界熱烈的討論。《工程力學(xué)》作為高等院校各工科非機(jī)械類本科專業(yè)和高職高專的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課和工程技術(shù)人員必備的專業(yè)知識，它具有較強(qiáng)的工程性、實(shí)踐性和應(yīng)用性，是溝通基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁，也需要探究新的教學(xué)模式，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，以及提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)以及考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革的探索，才能使學(xué)生在掌握科學(xué)的基礎(chǔ)理論同時(shí)，提高解決工程實(shí)際問題的能力，才能適應(yīng)高等教育人才培養(yǎng)方案的要求。
一、目前高校工程力學(xué)教學(xué)中存在的問題
1.對工程力學(xué)課程重要性認(rèn)識不足
學(xué)生對工程力學(xué)不夠重視的的有以下幾方面的原因：（1）認(rèn)為工程力學(xué)這門課程和自己所學(xué)專業(yè)沒關(guān)系不大。比如汽車專業(yè)的學(xué)生就認(rèn)為對他們最重要的是汽車專業(yè)知識，如汽車構(gòu)造、汽車電器等，工程力學(xué)學(xué)不好不會影響到他們對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，更不會影響到就業(yè)。（2）認(rèn)為工程力學(xué)只不過是物理課程中力學(xué)部分的延續(xù)，沒有新鮮內(nèi)容，從而就放松了對課程的學(xué)習(xí)。（3）課程內(nèi)容本身理論性較強(qiáng)，公式繁多，甚至有些內(nèi)容抽象難以理解，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)起來枯燥無味。
2.教學(xué)方式和教學(xué)方法落后
目前，工程力學(xué)教學(xué)中基本采用“滿堂灌“的教學(xué)方式，教師為教學(xué)活動的主體，教師習(xí)慣用“粉筆+黑板”的板書教學(xué)形式，課堂教學(xué)講得過多、過細(xì),教學(xué)內(nèi)容一成不變，缺乏新意,學(xué)生只能被動的當(dāng)聽眾，師生間互動性較差，并且作業(yè)較多，學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)過重,也沒有時(shí)間思考,因此不能有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)厭學(xué)甚至棄學(xué)該門課程，授課效果較差。
3.教學(xué)學(xué)時(shí)減少與教學(xué)內(nèi)容多的矛盾，學(xué)生掌握難度大
近年來，隨著高等院校教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，工程力學(xué)的教學(xué)學(xué)時(shí)減少較多，由原來的100多學(xué)時(shí)減少到80學(xué)時(shí)，個(gè)別專業(yè)減少到40多學(xué)時(shí)。但是基本教學(xué)內(nèi)容基本不變，包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分，其中理論力學(xué)分為靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)，材料力學(xué)有四大基本變形、強(qiáng)度理論、組合變形和壓桿穩(wěn)定等，涵蓋的內(nèi)容較多，知識點(diǎn)的前后銜接性強(qiáng)，這就要求學(xué)生系統(tǒng)的學(xué)習(xí)新的知識的同時(shí)，需要及時(shí)復(fù)習(xí)前面的知識點(diǎn)。因此就會出現(xiàn)學(xué)生缺席一兩次課或者當(dāng)堂課沒有理解，后面知識的學(xué)習(xí)更更加困難，久而久之，掌握這門課程就更難。
4.個(gè)別學(xué)生基礎(chǔ)差，有抵觸心理
有很多學(xué)生物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差，而學(xué)習(xí)工程力學(xué)需要這些基礎(chǔ)，并且很多學(xué)生在開課前就側(cè)面了解到該課程難學(xué)，且考試通過率低，無形中給學(xué)生造成了一定的心理壓力，尤其是基礎(chǔ)差的學(xué)生，存在抵觸情緒。
5.考核方法單一
考試是教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，用來檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握情況。目前課程采用單一的閉卷考核方式，考試內(nèi)容局限于教材中的基本理論知識。試題題型基本上是例題的翻版，學(xué)生機(jī)械的套用公式，不能靈活地將課程的知識點(diǎn)和工程實(shí)際結(jié)合起來，這種考核方式偏離了對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，不能滿足社會對學(xué)生的要求。
二、工程力學(xué)教學(xué)改革的措施
針對以上工程力學(xué)教學(xué)中存在的問題，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)力學(xué)教研組結(jié)合多年的力學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出以下幾點(diǎn)教學(xué)改革建議：
1.加強(qiáng)工程力學(xué)的重要性的認(rèn)識
工程力學(xué)是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)，是工科專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，不僅機(jī)械類和土建類還涉及食品工程和林學(xué)等專業(yè)，它直接影響到各個(gè)專業(yè)的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。為了加強(qiáng)學(xué)生對工程力學(xué)的認(rèn)識，所以第一堂課很重要，也就是要上好緒論課：首先根據(jù)專業(yè)的不同引入大量的相關(guān)工程實(shí)例，例如土建類可以以迪拜塔或者世貿(mào)大廈為例，機(jī)械類可以以高速列車為例，還可以列舉一些生活中工程力學(xué)的實(shí)例，比如利用套筒扳手能夠輕松的拆卸螺栓。也可以列舉一些社會熱點(diǎn)話題中工程力學(xué)知識的應(yīng)用，從而讓學(xué)生認(rèn)識到課程的重要性。其次以專升本和考研為例，工程力學(xué)作為考試課程或相關(guān)課程，分值是150分，而基礎(chǔ)課程才100分，讓同學(xué)們對課程因此足夠的重視。再次介紹工程力學(xué)課程和后續(xù)專業(yè)課程的關(guān)系，它是專業(yè)課程學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)。
2.教學(xué)內(nèi)容的整合和優(yōu)化
教學(xué)改革的首要任務(wù)是教學(xué)內(nèi)容的改革。工程力學(xué)包含理論力學(xué)和材料力學(xué)兩門課程，它們有各自的體系，因此必須對傳統(tǒng)的課程體系、教學(xué)內(nèi)容和課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新整合和優(yōu)化。整合后的課程體系分為靜力學(xué)和材料力學(xué)兩個(gè)模塊（理論力學(xué)中的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)和高中或大學(xué)物理有重復(fù)和交叉，這里不再重復(fù)講解），在教學(xué)中要打破靜力學(xué)和材料力學(xué)的界限，以外力分析和內(nèi)力計(jì)算為主線，貫穿分析構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，其中以強(qiáng)度計(jì)算為重點(diǎn)，如圖1所示。以建立力學(xué)模型的能力和解題能力為核心，突出工程概念和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步加強(qiáng)理論教學(xué)與工程實(shí)際的聯(lián)系，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及解決工程實(shí)際打好基礎(chǔ)。
3.教學(xué)方法與手段的多樣化
在教學(xué)內(nèi)容改革的同時(shí)，教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革也要跟上去，這兩者是相輔相成的。在教學(xué)中遵循“教是主導(dǎo)，學(xué)是主體”是教學(xué)的原則和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的邏輯思維方法。（1）采用板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段。目前工程力學(xué)教學(xué)中主要采用板書教學(xué)的模式，這種教學(xué)模式能夠使學(xué)生明白邏輯推理的每一個(gè)步驟,符合人的邏輯思維過程，并且教學(xué)重點(diǎn)突出、直觀性強(qiáng)，易于思考和知識點(diǎn)的鞏固記憶梳理。但是卻占用了大量的課堂時(shí)間，教學(xué)效率低,且教學(xué)內(nèi)容有限,尤其是一些視頻動畫和圖片信息不好表達(dá)。而多媒體教學(xué)恰好能夠彌補(bǔ)這一點(diǎn)，但多媒體教學(xué)傳遞的信息量過大，上課節(jié)奏過快，導(dǎo)致學(xué)生只能走馬觀花地接觸演示內(nèi)容，沒有充足的思考時(shí)間，導(dǎo)致課堂重點(diǎn)不突出，學(xué)生根本無法掌握課堂內(nèi)容。結(jié)合板書教學(xué)和多媒體教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)，工程力學(xué)教學(xué)過程中,針對不同章節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)，在教學(xué)方式上采用板書教學(xué)和多媒體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，例如在靜力學(xué)受力分析時(shí)，采用板書為主的教學(xué)模式，使學(xué)生掌握受力分析的詳細(xì)過程，而在講運(yùn)動學(xué)時(shí)，先采用多媒體讓學(xué)生看直觀機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律，然后再用板書教學(xué)方式進(jìn)行運(yùn)動的分析。（2）采用多樣化的教學(xué)方式。由于本課程內(nèi)容多,知識面廣,難度不一，可以根據(jù)章節(jié)內(nèi)容的不同采用課堂講授法、問題教學(xué)法、自學(xué)討論法和引導(dǎo)歸納法等多種形式的教學(xué)方式,例如受力分析適宜采用課堂講授法，讓學(xué)生掌握受力分析的步驟；而平面匯交力系由于內(nèi)容簡單適合用自學(xué)討論法，讓學(xué)生自己分析掌握重要的知識點(diǎn)。而像平面彎曲就適合用問題教學(xué)法或引導(dǎo)歸納法，可以用引導(dǎo)歸納法逐步推導(dǎo)出彎曲應(yīng)力和彎曲變形的理論公式，也可以用問題教學(xué)法列舉“武警單手拍磚”為例，分析磚沿根部斷裂的原因，從而掌握彎曲應(yīng)力的公式。總之這些不同的教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)知識的積極性。（3）減少理論講授學(xué)時(shí)，增加習(xí)題課的學(xué)時(shí)，采用多樣化的師生交流方式。在授課過程中注意圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)精講多練。對授課內(nèi)容注重講概念、講關(guān)鍵、講方法、講思路。為了讓學(xué)生扎實(shí)地掌握一些重要知識點(diǎn)，減少課堂講授學(xué)時(shí)，增加習(xí)題課，把學(xué)生容易出錯(cuò)的和綜合性強(qiáng)的例題拿出來，采用一題多解或者逆推的方法解題。通過這樣的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題清晰的思路，避免碰到習(xí)題無從下手。對于學(xué)生作業(yè)每次批改一半，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題，并糾正一些常見的錯(cuò)誤，對作業(yè)完成質(zhì)量好的同學(xué)提出表揚(yáng)，較差的同學(xué)也給予鼓勵。每兩周安排一次習(xí)題課，每周安排一次課上10分鐘的答疑，讓學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑問得到即時(shí)解答。建立QQ群和微信群，對學(xué)生的問題進(jìn)行在線答疑或同學(xué)之間的討論學(xué)習(xí)。（4）建立工程力學(xué)教學(xué)網(wǎng)站和試題庫。建立工程力學(xué)課程網(wǎng)站，上傳工程力學(xué)的一些重點(diǎn)內(nèi)容的動畫或者視頻，幫助學(xué)生更清楚直觀的理解知識點(diǎn)。例如一些約束的動畫就能幫助學(xué)生很好地理解約束的性質(zhì)，確定約束反力；運(yùn)動學(xué)的動畫就能夠很好地理解各個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動。建立試題庫并配以詳細(xì)的分析過程，使學(xué)生通過增加練習(xí)更好的掌握各個(gè)知識點(diǎn)。
4.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的動手能力
實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)非常重要，它能夠把理論和實(shí)踐結(jié)合起來，不僅能加深學(xué)生對理論知識的理解，而且還提高了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。因此可以在實(shí)驗(yàn)中改變以往死板的模式，例如在測量材料彈性模量E或彎曲應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自己選擇增量載荷，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題讓學(xué)生自己分析出現(xiàn)這些問題的可能原因，實(shí)驗(yàn)失敗也要分析原因，這樣使學(xué)生積極主動的參與到實(shí)驗(yàn)中，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的樂趣，還可以根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，去驗(yàn)證和解釋生活中的現(xiàn)象，找到出現(xiàn)這種現(xiàn)象的理論根據(jù)。
5.改革傳統(tǒng)的考試方法，采用多樣化的考核方式
長期以來，高校工程力學(xué)課程的考核方式絕大部分都是閉卷考試形式，考題就是例題或者習(xí)題的翻版，這種規(guī)范化的試題導(dǎo)致學(xué)生只要考試前突擊做題，考試通過甚至考高分沒有問題，考試成績不能代表學(xué)生的實(shí)際水平，因此必須對現(xiàn)行的考試方式進(jìn)行改革。（1）考試內(nèi)容的改革，也有助于培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際的能力。因此在保證基本知識和基本理論的基礎(chǔ)上，增加應(yīng)用型和能力型試題的比例，注重考核學(xué)生的綜合素質(zhì)，多出一些靈活性的綜合題型，既考查了基本知識點(diǎn)，又激發(fā)了學(xué)生對知識的靈活運(yùn)用能力，避免了學(xué)生死記硬背和考試抄襲的不良習(xí)慣。（2）考核方式的改革。針對不同的專業(yè)采用閉卷、半開卷考試和開卷考試的方式，代替以往單一的閉卷考試的方法，并且增加平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)成績比重，減少期末考試比重。例如半開卷考試允許學(xué)生期末考試（占50%）帶一張A4紙張，可以寫上自己認(rèn)為重要的知識點(diǎn)，再結(jié)合學(xué)生的平時(shí)出勤情況、課堂提問和平時(shí)測驗(yàn)（這部分為平時(shí)成績，占總成績的30%），以及實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)驗(yàn)成績（占20%），這種考核方法更能全面的反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)水平，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。
三、結(jié)束語
工程力學(xué)作為工科專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,對于提高學(xué)生的邏輯思維能力和分析解決實(shí)際問題能力的至關(guān)重要。目前，高校工程力學(xué)教學(xué)存在很多問題，對工程力學(xué)的教學(xué)改革也勢在必行，但是改革是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，要循序漸進(jìn)地進(jìn)行。由于工程力學(xué)課程涉及面廣，不同專業(yè)對工程力學(xué)的教學(xué)要求不盡相同，所以教學(xué)改革應(yīng)該分層次、分階段地進(jìn)行，為此河北農(nóng)業(yè)大學(xué)力學(xué)教研組結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)內(nèi)容的整合和優(yōu)化、教學(xué)方法和手段的多樣化、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和考核方式等方面進(jìn)行改革，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善，對工程力學(xué)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。
作者:李新領(lǐng) 張世芳 李紀(jì)剛 桑永英 周志男 單位:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
[1]李紀(jì)剛，徐鵬云.在理論力學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[J].力學(xué)與實(shí)踐，2009
[2]張洪濤.機(jī)械類工程力學(xué)課程教學(xué)思考[J].新課程，2010[3]段翠芳，李偉，王文堂.工程力學(xué)教學(xué)中存在的問題及其改革[J].河南機(jī)電高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2010
[4]王奇利.高職高專《工程力學(xué)》課程教學(xué)改革初探[J].西安航空技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2009
[5]盧素英.《工程力學(xué)》教學(xué)的改革探討[J].電力學(xué)報(bào)，2008
一、水力學(xué)課程考核和教學(xué)方式改革的具體實(shí)踐
(一)隨堂測驗(yàn)考核為了隨時(shí)檢驗(yàn)課堂教學(xué)效果，并鞏固之前所學(xué)的知識，教學(xué)中筆者采取了多種方式的隨堂測驗(yàn)考核形式。首先，在每一章結(jié)束之后，尤其是學(xué)習(xí)水力學(xué)理論知識后，專門安排一堂課的時(shí)間進(jìn)行筆試。為防止學(xué)生之間的相互抄襲，考題形式因?qū)W號不同而不同。考試內(nèi)容則多種多樣，有概念題、繪圖題、計(jì)算題等。學(xué)生當(dāng)堂完成并上交，考核結(jié)果作為平時(shí)成績的一部分。其次，水力學(xué)中有需要手繪的內(nèi)容，例如靜力學(xué)中靜水壓強(qiáng)分布圖以及壓力體圖的繪制，壓管流部分有總水頭線以及測壓管水頭線的繪制，明渠水流中的水面線的繪制等等。講解這些繪圖知識后，采取在黑板上出題，要求部分學(xué)生在黑板上現(xiàn)場繪制，之后再提問其他學(xué)生繪制結(jié)果正確與否，并讓發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的學(xué)生現(xiàn)場改錯(cuò)。這樣做的結(jié)果不僅可以考核學(xué)生是否掌握繪制方法，還可以幫助學(xué)生了解容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的知識點(diǎn)，并學(xué)習(xí)如何避免犯錯(cuò)誤。第三，每堂課上課之前，教師就上一堂課的講授內(nèi)容進(jìn)行提問。提問的內(nèi)容可以是基本概念，也可以是教材上的思考題。這樣不僅可以幫助學(xué)生鞏固溫習(xí)學(xué)過的內(nèi)容，還可以了解學(xué)生對上一堂課內(nèi)容的掌握程度，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性，提高了學(xué)生的課堂聽課質(zhì)量。本科水利水電工程及農(nóng)田水利專業(yè)課程考核的試點(diǎn)改革，其結(jié)果表明，上述隨堂測驗(yàn)的考核方式效果總的來說比較理想。雖然剛開始學(xué)生普遍不太適應(yīng)，測驗(yàn)成績不甚理想，但學(xué)生慢慢適應(yīng)這種平時(shí)不斷復(fù)習(xí)課堂內(nèi)容的方式后，測驗(yàn)成績逐漸好轉(zhuǎn)。實(shí)踐表明，隨堂測驗(yàn)的考核方式，改變了學(xué)生過去不重視平時(shí)學(xué)習(xí)的積累，只在學(xué)期末考試前突擊復(fù)習(xí)、臨陣磨槍以應(yīng)付考試的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，現(xiàn)在學(xué)生更注重日常的學(xué)習(xí)，做到課堂知識當(dāng)堂消化吸收，這樣有利于知識的掌握和鞏固。
(二)重視實(shí)際動手能力的考核課堂教學(xué)的目的在于給學(xué)生講解理論原理、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、枚舉工程實(shí)例，以幫助學(xué)生更好地掌握書本知識。對于水力學(xué)來說，實(shí)驗(yàn)課是非常重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過實(shí)際動手操作，切身領(lǐng)會理論知識和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。此外，通過實(shí)驗(yàn)不僅能檢驗(yàn)學(xué)生對理論知識的掌握程度和融會貫通的運(yùn)用能力，而且還能增加學(xué)生對水力學(xué)課程的興趣。因此，課堂講授與實(shí)驗(yàn)操作二者是相輔相成缺一不可的。結(jié)合學(xué)校水力學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室條件，筆者隨機(jī)抽取一個(gè)學(xué)生小組，單獨(dú)進(jìn)行全程提問討論的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核。例如，在管道突然擴(kuò)大局部水頭損失系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)管路系統(tǒng)上安置了多根測壓管，實(shí)驗(yàn)過程中隨機(jī)提問學(xué)生，應(yīng)該讀取哪些測壓管的讀數(shù)才能正確計(jì)算出對應(yīng)的水頭損失，并說明原因;在雷諾試驗(yàn)中結(jié)合紊流形成的原因，提問學(xué)生水箱中的水如果靜置一段時(shí)間和不靜置立即進(jìn)行雷諾試驗(yàn)，結(jié)果會有什么區(qū)別并加以解釋;在實(shí)用堰流實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合下游尾門的調(diào)節(jié)，提問學(xué)生水躍的移動與下游渠道水深的關(guān)系，等等。除此之外，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中每一個(gè)水力學(xué)實(shí)驗(yàn)之后都有若干相關(guān)思考題，有的思考題需要學(xué)生實(shí)際動手操作才能給出答案。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)通過與學(xué)生的互動，引導(dǎo)學(xué)生自己通過實(shí)驗(yàn)給出思考題的答案，這樣既可以考查他們的課堂理解能力，也可以考核其動手能力。通過上述方法，使學(xué)生不再僅僅是機(jī)械重復(fù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)步驟，而是真正理解實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的水力學(xué)原理，并且能結(jié)合之前學(xué)過的水力學(xué)知識，讓課本中的知識點(diǎn)不再孤立，從而達(dá)到將前后知識相聯(lián)系并靈活運(yùn)用的目的。
(三)專題學(xué)習(xí)及查閱文獻(xiàn)能力的考核針對水力學(xué)課程的理論應(yīng)用部分，有針對性地引導(dǎo)學(xué)生自行查閱包括期刊在內(nèi)的各類專業(yè)文獻(xiàn)。例如下游建筑物的消能與銜接這一章，主要介紹的是水利工程中主要的消能方式及其計(jì)算。目前在工程中實(shí)際應(yīng)用的消能銜接方式遠(yuǎn)不止教材介紹的那幾種，而且隨著時(shí)間的推移和研究的深入，還會出現(xiàn)新型消能工，例如孔板式、寬尾墩、階梯式、豎井旋流消能等等。針對不同的專題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行廣泛的課外閱讀并撰寫報(bào)告，然后隨機(jī)抽取若干學(xué)生進(jìn)行PPT匯報(bào)和共同討論。實(shí)踐表明，這樣做不僅可以加深學(xué)生對這一章知識的理解和學(xué)習(xí)，還能開拓學(xué)生思維，使其不受書本的禁錮，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)的能力。同時(shí)，在匯報(bào)和討論過程中，還能培養(yǎng)學(xué)生的語言組織與表達(dá)能力，為今后的畢業(yè)答辯甚至工作打下基礎(chǔ)。
(四)結(jié)合生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行案例式教學(xué)水力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，很多理論都來源于物理實(shí)驗(yàn)，尤其是重要的水利工程大多數(shù)都需要進(jìn)行物理模型試驗(yàn)。教師們除教學(xué)工作外，一般還承擔(dān)多項(xiàng)實(shí)際工程的物理模型試驗(yàn)工作。因此，可結(jié)合各類水工及水力學(xué)模型試驗(yàn)開展案例式教學(xué)，為學(xué)生真正接觸水力學(xué)實(shí)際問題提供機(jī)會。例如結(jié)合倒虹吸管水工模型試驗(yàn)，可以讓學(xué)生分辨正虹吸與倒虹吸的區(qū)別，了解實(shí)際工程中有壓管道的計(jì)算和模擬等;通過引水樞紐模型試驗(yàn)，可以讓學(xué)生了解彎道水流現(xiàn)象、工程泥沙的初步知識以及閘孔出流的計(jì)算等;通過泄水陡坡模型試驗(yàn)，可以讓學(xué)生了解明渠水流的特征、泄水建筑物下游的消能銜接與計(jì)算。在案例式教學(xué)中，書本上抽象的專業(yè)術(shù)語和概念變得形象和生動，學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和掌握。教學(xué)與實(shí)際工程的有機(jī)結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，也為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
二、水力學(xué)課程考核及教學(xué)方式改革的成效
課程考核方式的改革，使學(xué)生從過去的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。對學(xué)生來說，每一章的知識點(diǎn)可以在短時(shí)間內(nèi)得到鞏固和強(qiáng)化，而對教師來說，則可以通過這種方式檢驗(yàn)教學(xué)效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)課堂講授的疏忽，或者學(xué)生容易困惑和出錯(cuò)的知識點(diǎn)，并及時(shí)糾正，因此，課程考核方式的改革對學(xué)生和教師都是有益的。教學(xué)改革之初，學(xué)生課堂測驗(yàn)和隨堂提問考核的及格率只有30%—40%，到第二學(xué)期，及格率已升至80%左右。案例式教學(xué)和組織學(xué)生課外撰寫小論文等教學(xué)方式的改革，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和求知欲明顯提高，以往學(xué)生在進(jìn)行水力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，基本上是按照教師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)來操作，學(xué)生就完成什么，學(xué)習(xí)上很被動;而現(xiàn)在學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的各種水工模型，以及教師正在進(jìn)行的水利工程方面的科研工作都表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)呐d趣，并愿意動手去做，這充分說明授課形式的改革是成功的。
三、結(jié)語
近年來，針對少數(shù)民族地區(qū)農(nóng)科院校學(xué)生的特點(diǎn)，筆者所在學(xué)校不斷探索教學(xué)方法的改革，在教學(xué)實(shí)踐中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，取得了一定的效果。實(shí)踐表明，教學(xué)方法的改革，不僅有利于學(xué)生對水力學(xué)知識的掌握，而且有利于學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)水力學(xué)的興趣。這一教學(xué)改革探索不僅對學(xué)生而且對教師都有促進(jìn)作用。近年來學(xué)校多位水力學(xué)課程的教師獲得教學(xué)競賽優(yōu)秀獎，學(xué)生在考研選擇專業(yè)課考試科目時(shí)，有98%的學(xué)生選擇了水力學(xué)課程。事實(shí)證明，只有立足現(xiàn)實(shí)，打好專業(yè)基礎(chǔ)，提高適應(yīng)性，建筑學(xué)專業(yè)才能走出一條既有高水平的教育質(zhì)量，又有鮮明民族特色的發(fā)展之路。
作者：趙濤李琳牧振偉譚義海邱秀云單位：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院
大規(guī)模的水壩建設(shè)使得水庫對河川徑流的調(diào)節(jié)能力日益加大，有些流域的水庫調(diào)節(jié)庫容接近或超過河川的多年平均徑流量，以至造成水壩下游河流水量的減少，甚至干枯。這將造成下游河床的萎縮，對河流生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性的災(zāi)害。同時(shí)，水壩的建設(shè)造成水流連續(xù)性、河床連續(xù)性、生態(tài)連續(xù)性的破壞，并在上游造成大面積的淹沒，大量移民又要造成許多新的環(huán)境問題。
河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，河流兩岸的堤防越來越高，使得河流兩岸的洪泛區(qū)域與河流的水循環(huán)分離，河流兩岸的濕地消失，地下水得不到河流的補(bǔ)充，使得兩岸廣闊洪泛平原的生態(tài)狀況日益惡化。
大量興建的水資源開發(fā)工程造成流域水資源的過度開發(fā)利用，結(jié)果是流域地下水位下降、地表河流和湖泊萎縮、植枯，生態(tài)環(huán)境惡化。在近海地區(qū)由于地下水的降低，海水入侵地下水，造成地下水的污染。
概括來說，大量水利工程的建設(shè)對流域水循環(huán)的影響最大，主要表現(xiàn)是：
流域水循環(huán)的短路化，流域水循環(huán)的速度加快，降雨產(chǎn)匯流的速度加快，流域降雨很快匯入河道，泄入大海。
流域水循環(huán)的絕緣化，洪水只在大堤的范圍內(nèi)流動，不再泛濫。河流兩岸的廣大洪泛區(qū)不再受到洪水的侵?jǐn)_，但是也失去了洪水對地下水的補(bǔ)充和清洗。流域的水循環(huán)與河流的水循環(huán)絕緣化。
流域生態(tài)系統(tǒng)的孤立化，流域的水綠生態(tài)網(wǎng)絡(luò)被切斷、阻隔，流域內(nèi)的生物群落被局限在某一固定區(qū)域，不能自由移動，捕食和不能正常進(jìn)行，造成生物群落的退化和滅絕。
近年來，對于保護(hù)生物多樣性和流域社會可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)識不斷被接受，提出了對遭受破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)的新課題，許多國家提出恢復(fù)流域的自然特征，恢復(fù)多自然特征的河流，我國的一些流域也先后提出了生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)，在這樣的大潮流的推動下，出現(xiàn)了許多生態(tài)水力學(xué)的研究課題，比較引人注目的成果有：
湖泊水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。目前我國人口密集區(qū)的大多數(shù)湖泊出現(xiàn)了由于污染造成的湖泊富營養(yǎng)化現(xiàn)象，即由于磷、氮類營養(yǎng)鹽大量進(jìn)入湖泊造成湖泊內(nèi)藻類的異常增殖，水體生產(chǎn)力提高，水質(zhì)惡化。對湖泊的治理除了控制污染源之外，最有效而可行的措施就是修復(fù)湖泊的生態(tài)系統(tǒng)。在我國的洱海、滇池、太湖都在開展生態(tài)修復(fù)的試點(diǎn)工程。如湖濱帶的生態(tài)修復(fù)、湖周濕地的生態(tài)修復(fù)等。湖流對營養(yǎng)鹽的輸送、湖流對湖泊內(nèi)泥沙的輸移、湖流對底泥污染物釋放量的影響、以及綜合各類研究成果建立的水域富營養(yǎng)化模型等都成為生態(tài)水力學(xué)中的熱門課題。中國水利水電科學(xué)研究院、中國環(huán)境科學(xué)研究院率先開展了這一領(lǐng)域的研究，目前類似的課題已經(jīng)有很多。已有三維的富營養(yǎng)化模型，包括流場、溫度、太陽輻射、光合作用、營養(yǎng)鹽、浮游植物、浮游動物、大型水生動植物在內(nèi)的諸多物理、化學(xué)和生態(tài)參數(shù)。
恢復(fù)河流自然特征的研究。傳統(tǒng)水力學(xué)的研究，比較注重河流輸水的經(jīng)濟(jì)性，結(jié)果造成河流斷面的均一化、河流渠道化，河流自然特征逐漸消失，河流生物多樣性減少。目前，在恢復(fù)河流自然特征的研究中，創(chuàng)造河床的灘——潭交互結(jié)構(gòu)、近岸的洄流結(jié)構(gòu)、創(chuàng)造適合特種生物生存和繁殖的流場等方面的研究也方興未艾。
以河流生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化為目標(biāo)的水利工程調(diào)度研究。以往的水利工程調(diào)度大多只考慮水資源優(yōu)化、水能經(jīng)濟(jì)優(yōu)化等目標(biāo)，沒有將下游的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境優(yōu)化作為調(diào)度目標(biāo)，結(jié)果往往是達(dá)到了經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的目標(biāo)，損壞了下游的生態(tài)環(huán)境。近年來結(jié)合下游河流環(huán)境、生態(tài)需水量的研究，提出了以下游生態(tài)環(huán)境優(yōu)化為目標(biāo)的水庫調(diào)度研究，增加了水庫的生態(tài)環(huán)境調(diào)度功能，有條件的地方將水庫的改善生態(tài)環(huán)境放在首位，被稱為生態(tài)型水庫。
洪水資源化的研究。傳統(tǒng)水利認(rèn)為洪水只是一種災(zāi)害，近來逐漸認(rèn)識到洪水不僅是災(zāi)害，還是一個(gè)生態(tài)過程，通過洪水泛濫補(bǔ)充地下水、恢復(fù)濕地、清洗河流、改良土壤等，因此不能完全消滅洪水。這方面的研究有，有控制的人工洪水調(diào)度、與溢流堰結(jié)合的堤防設(shè)計(jì)、利用洪水的地下水回灌等。
濕地修復(fù)技術(shù)研究。濕地的恢復(fù)需要適當(dāng)?shù)乃鳁l件，不同的濕地植物群落，需要相應(yīng)的水深、流速、水溫等。在濕地恢復(fù)過程中要注意流場的控制，以滿足濕地生態(tài)修復(fù)的要求。
植物群落對水中營養(yǎng)鹽降解的機(jī)理研究。水中的營養(yǎng)鹽在進(jìn)入水生植物系統(tǒng)后，經(jīng)過沉降、微生物分解、根系吸收等環(huán)節(jié)，使水體內(nèi)營養(yǎng)鹽的濃度降低，達(dá)到凈化目的。上述過程，與流場關(guān)系密切，如水深、流速、水體滯留時(shí)間等。目前多是通過現(xiàn)場的實(shí)地實(shí)驗(yàn)確定各種參數(shù)，試圖建立數(shù)學(xué)模型。
1.調(diào)整學(xué)綱，減少對理論性研究性內(nèi)容的學(xué)習(xí)
現(xiàn)行工程力學(xué)教程大多要求學(xué)生在完成靜力學(xué)、動力學(xué)的基礎(chǔ)上完成材料力學(xué)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，從課程設(shè)置來講這些屬于必須要求掌握的內(nèi)容，但是對于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生而言，部分內(nèi)容是多余的。工業(yè)設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)一部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員大多指產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)，而具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將交付給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員只需要在對產(chǎn)品整體功能和人體工程學(xué)很好地把握的基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)和產(chǎn)品材料選擇即可。對材料力學(xué)部分的強(qiáng)度理論、能量法等研究性內(nèi)容的學(xué)習(xí)進(jìn)行簡單地講解即可，重點(diǎn)強(qiáng)化拉伸壓縮彎曲扭轉(zhuǎn)和壓桿穩(wěn)定的內(nèi)容學(xué)習(xí)。
2.強(qiáng)化概念的理解和掌握，適當(dāng)減少計(jì)算作業(yè)量
工業(yè)設(shè)計(jì)大多選擇理科學(xué)生作為招生對象。在實(shí)際教學(xué)中，都有以前學(xué)習(xí)高中物理的底子，在教學(xué)中有針對性地講解能使學(xué)生很好地理解相關(guān)概念。而對力學(xué)概念的灌輸和強(qiáng)化是本門課程設(shè)置的關(guān)鍵。一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中始終把握力學(xué)概念，設(shè)計(jì)出既有美學(xué)效果又符合力學(xué)原理的產(chǎn)品將會是一個(gè)成功的作品。在教學(xué)中注重對力學(xué)基本概念的強(qiáng)化和灌輸，樹立力學(xué)基本概念，這樣將會在設(shè)計(jì)中加以體現(xiàn)。由于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的特殊性，使其對力學(xué)的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他工科專業(yè)，作業(yè)要求較工科專業(yè)低，不需要過多的計(jì)算技巧，而是明確一些力學(xué)概念和力學(xué)計(jì)算方法即可。
3.針對工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)《工程力學(xué)》教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整
由于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的特殊性，《工程力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容可以按照專業(yè)特色進(jìn)行調(diào)整。主要包含剛體靜力學(xué)（受力分析、力系簡化、平衡方程、摩擦）、材料力學(xué)中的拉壓彎剪扭及組合變性條件下的內(nèi)力計(jì)算及強(qiáng)度校核的方法、一般內(nèi)力圖的繪制、穩(wěn)定分析即可。因?yàn)樵谡莆者@些基本知識的條件下即可進(jìn)行常規(guī)設(shè)計(jì)，并且在學(xué)習(xí)理論知識的同時(shí)，需要增強(qiáng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力。在學(xué)校課程設(shè)置合理的前提下，可以適當(dāng)介紹一些和工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的力學(xué)計(jì)算軟件，盡管軟件學(xué)習(xí)增加了學(xué)習(xí)難度，但是學(xué)好這些軟件對于加深對課程的理解及今后產(chǎn)品設(shè)計(jì)都將是一種助力。
4.結(jié)語
從教學(xué)大綱角度給出了修改意見，為以后工業(yè)工程專業(yè)的教材選擇、教學(xué)大綱調(diào)整做出指導(dǎo)。本文是筆者在完成工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)《工程力學(xué)》課程教學(xué)、與學(xué)生深入交流后總結(jié)出的思考。基于應(yīng)用型本科教育情況下工業(yè)工程專業(yè)《工程力學(xué)》課程的教學(xué)改革是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的事情，并非一人之力可以完成，筆者和同事一直在積極努力研究適合工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法和教學(xué)互動過程。
作者：徐桂中 單位：鹽城工學(xué)院
一、認(rèn)真審題、明確對象、聯(lián)想圖景、啟動思維。
力學(xué)習(xí)題有的給出一個(gè)物體，有的給出兩個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的物體。從物理過程看，有的給出部分，有的給出全部。認(rèn)真審題就是要實(shí)現(xiàn)幾個(gè)轉(zhuǎn)換：1．由個(gè)別向一般轉(zhuǎn)換。
所有的力學(xué)解題開始應(yīng)對研究對象進(jìn)行受力分析，代入運(yùn)算時(shí)統(tǒng)一用力學(xué)的國際單位制（SI制），解題結(jié)束應(yīng)對結(jié)果的合理性作出判斷。
2．研究對象的實(shí)體向物理圖景轉(zhuǎn)換。
宏觀物體（大到天體）；有做勻速運(yùn)動的，也有做變速運(yùn)動的；有個(gè)體，也否相關(guān)聯(lián)的群體。對題目給定的研究對象進(jìn)行抽象思維，形成一定條件下的清晰的物理圖景。有趣的物理圖景促進(jìn)學(xué)生的注意轉(zhuǎn)移，情感與圖景貼近，達(dá)到情景結(jié)合，有助于學(xué)生思維的正常啟動。
3．物理過程向物體的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。在力學(xué)范疇內(nèi)物體的運(yùn)動狀態(tài)有平衡狀態(tài)（靜止、勻速直線運(yùn)動、勻速轉(zhuǎn)動）和非平衡狀態(tài)。物體處于何種狀態(tài)由所受的合力和合力矩決定。學(xué)生對物理過程和物體所處狀態(tài)的了解，減少了解題的盲目性。
4．已知條件向解題目標(biāo)轉(zhuǎn)換。力學(xué)解題目標(biāo)一般包括：畫出研究對象的示意圖。在圖上進(jìn)行受力分析（不能遺漏所受到的每一個(gè)力，也不能憑空增加力），物體在各個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)、位置、運(yùn)用的物理規(guī)律、公式、要求的物理量等。
5．文字?jǐn)⑹鱿蚴疽鈭D形轉(zhuǎn)換。在根據(jù)題意畫出的圖上標(biāo)明受力情況（按重力、彈力、摩擦力順序思考）。某一時(shí)刻或某一位置的運(yùn)動狀態(tài)，也用符號標(biāo)出。學(xué)生通過畫圖對物理圖景有了直觀了解，觸景生情，增強(qiáng)了解題的信心。
二、弄清概念，策略認(rèn)知，分配注意，發(fā)散思維。
物理概念是物理知識的重要組成部分。物理概念有嚴(yán)格的科學(xué)界定。同一物理概念在不同的物理學(xué)識水平階段嚴(yán)密的程度不同。一些能力較差的學(xué)生對物理概念的界定模糊不清，思維混亂，解題注意分配不合理。為了解決這個(gè)問題，我引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化以下幾方面意識：1．增強(qiáng)物理概念的物質(zhì)意識。每引入一個(gè)力學(xué)概念，應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)或?qū)W生生活積累的已有經(jīng)驗(yàn)，把物理概念建立在充實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)上。
2．強(qiáng)化物理概念的界定意識。速度與加速度二者僅一字之差，都是力學(xué)中的重要物理量。一些認(rèn)知策略較差的學(xué)生把速度與加速度歸結(jié)在一個(gè)“光環(huán)”上，認(rèn)為速度為零，加速度必為零。在這里描述物體運(yùn)動快慢與運(yùn)動狀態(tài)變化快慢是速度與加速度的界定。速度和速率、功和功率、動能和動量、重量和質(zhì)量等也是一字之差，它們的物理意義卻不相同。功和能的單位相同，前者是過程量，后者是狀態(tài)量，它們也有嚴(yán)格的界定。
學(xué)生樹立界定意識可養(yǎng)成良好的科學(xué)素質(zhì)，有利于增強(qiáng)解題思維的自我調(diào)控意識。
3．培養(yǎng)創(chuàng)造思維意識。力學(xué)解題時(shí)“雙向思維”的設(shè)計(jì)，給學(xué)生創(chuàng)造了發(fā)散思維的條件。
三、運(yùn)用規(guī)律、感知范圍、網(wǎng)絡(luò)信息、邏輯思維
中學(xué)學(xué)習(xí)的力主要有：牛頓運(yùn)動三定律、萬有引力定律、機(jī)械能守恒定律、動能定理、動量定理、動量守恒定律等。一些能力中下的學(xué)生把物理規(guī)律成立的條件及適用范圍置于思維盲區(qū)，需要對已建立的解題信息加以選擇。
1．根據(jù)物理過程選擇規(guī)律。
2．從已知條件選擇物理規(guī)律。
3．從解題結(jié)果檢驗(yàn)物理規(guī)律選擇的合理性。
四、設(shè)疑開拓、點(diǎn)撥解惑、觸類旁通、深化思維
課本上的力學(xué)習(xí)題是教學(xué)大綱的最低要求，一些能力較強(qiáng)的學(xué)生從中獲取了探求知識的方法，思維敏捷。一些能力較差的學(xué)生解題一旦受阻，思維停滯，需要點(diǎn)撥才能展開。通過設(shè)疑點(diǎn)撥探究解惑，學(xué)生思維進(jìn)入新的層次。
1．指導(dǎo)語點(diǎn)撥。
2．資料點(diǎn)撥。
3.情境點(diǎn)撥。
4．交流點(diǎn)撥。
一、工程案例教學(xué)
伴隨著擴(kuò)招，生源質(zhì)量也有所下降，顯得參差不齊上同一門課，有些學(xué)生學(xué)習(xí)能力比較強(qiáng)，課堂不能滿足需求，顯得&吃不飽’；另外有些學(xué)生又不能跟上課堂教學(xué)的進(jìn)度，學(xué)習(xí)比較吃力因此，理論力學(xué)課堂改革就顯得很有必要學(xué)生學(xué)習(xí)新知識，第一印象"""感性認(rèn)識是很重要的只有通過感性認(rèn)識抓住學(xué)生的好奇心，才能有興趣把相關(guān)的內(nèi)容學(xué)習(xí)好，甚至于通過自學(xué)來滿足自身對知識的渴望而通過工程案例教學(xué)不但可以激發(fā)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生的積極性，還可以通過大量工程案例的引入滿足學(xué)有余力的學(xué)生對課堂外知識的渴求工程案例的教學(xué)主要通過以下幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)。
1.工程案例的整理及提煉和力學(xué)相關(guān)的案例可以說是隨處可見，小到日常生活，大到航空航天怎樣選擇合適的工程案例就顯得比較關(guān)鍵好的工程案例既能引導(dǎo)學(xué)生快速理解工程背景，又能提煉工程當(dāng)中的力學(xué)原理，達(dá)到實(shí)踐和理論有機(jī)結(jié)合的效果因此，工程案例的收集整理就很有必要了比如理論力學(xué)當(dāng)中的力矩問題，就可以用常見的吊車起吊重物來舉例說明：某事故現(xiàn)場，吊車起吊出事的卡車，結(jié)果卡車沒吊上來，吊車反而由于起吊位置選擇的不合適而翻倒了這個(gè)實(shí)例可以很好的說明力矩，通過這個(gè)實(shí)例學(xué)生也能快速的將力矩理論與工程實(shí)際結(jié)合起來又比如裂紋和斷裂，這兩個(gè)概念相對而言比較抽象只有比較專業(yè)的課程才會談到與裂紋有關(guān)的斷裂問題裂紋和斷裂也可以通過生活當(dāng)中的實(shí)例來說明：乘坐公交車應(yīng)該是很多人都有過的生活經(jīng)歷，而公交車的安全錘就可以很好的說明裂紋和斷裂公交車上的紅色安全錘是為了在緊急情況下讓乘客逃生用的當(dāng)公交車出現(xiàn)緊急情況時(shí)，乘客只需要用安全錘敲擊鋼化玻璃的四個(gè)角由于安全錘錘頭很尖，接觸面積小，手握安全錘大約用兩千克的力就可以砸開玻璃的邊角對鋼化玻璃而言，一點(diǎn)點(diǎn)的開裂就意味著玻璃內(nèi)部的應(yīng)力分布受到了破壞，從而在瞬間產(chǎn)生無數(shù)蜘蛛網(wǎng)狀裂紋，此時(shí)只需用錘子輕輕的再砸?guī)紫戮湍軐⒄娌Ａг议_用這個(gè)實(shí)例不但可以講清楚裂紋和斷裂，還可以闡明應(yīng)力和應(yīng)力集中，可以將學(xué)生的理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐緊密相連。
2.工程案例的講授有了好的工程案例，還需要有好的教師在合適的章節(jié)恰如其分的引入這就對教師的綜合素質(zhì)提出了較高的要求毋庸諱言，力學(xué)尤其是基礎(chǔ)力學(xué)，上課教師的數(shù)量偏少，質(zhì)量也略顯不足針對很多二本院校，基礎(chǔ)力學(xué)的上課學(xué)生比較多，教師的教學(xué)任務(wù)相對較重，這也使得很多教師沒法精心研究工程案例在教學(xué)當(dāng)中的運(yùn)用另外，有些高校的基礎(chǔ)力學(xué)教師并非科班出身，這也使得教師自身對有些課程的理解還不是特別深刻，當(dāng)然也就不能更好的促進(jìn)課堂教學(xué)的完善和發(fā)展。
二、工程案例教學(xué)的實(shí)踐
從工程實(shí)踐以及日常生活當(dāng)中整理提煉了大量典型的工程案例，通過教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師進(jìn)行課堂教學(xué)，能否達(dá)到預(yù)期的效果，這也是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問題為了驗(yàn)證工程案例教學(xué)的實(shí)際教學(xué)效果，本文選擇機(jī)電一體化及車輛工程兩個(gè)專業(yè)進(jìn)行對比機(jī)電一體化4個(gè)班進(jìn)行工程案例教學(xué)，而車輛工程3個(gè)班采用常規(guī)教學(xué)經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，從平時(shí)的課堂問答到期末考試都反映出，工程案例教學(xué)要優(yōu)于常規(guī)教學(xué)采用工程案例教學(xué)的機(jī)電一體化班最高分比車輛班高出10分，最低分高出15分，平均分高出12分四結(jié)語基礎(chǔ)力學(xué)特別是理論力學(xué)課程的工程案例教學(xué)是一項(xiàng)長期艱巨的任務(wù)，需要投入大量的人力物力和時(shí)間學(xué)生通過案例教學(xué)的學(xué)習(xí)可以快速地掌握理論知識在實(shí)際工程中的運(yùn)用，從而更好的將理論與實(shí)踐結(jié)合起來案例教學(xué)還可以培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生從工程實(shí)踐中抽象力學(xué)模型繼而求解優(yōu)化工程問題的能力，因此從該意義上來說，工程案例教學(xué)的作用可以說絲毫不亞于數(shù)學(xué)建模的功效再者，工程案例教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生動手和動腦的能力比如講到桁架部分，通過桁架橋梁的案例講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣人們常說&興趣是最好的老師’，一旦學(xué)生對桁架充滿興趣，就會在課堂外富有興趣的動手制木制桁架，還會通過傳感器等來測量桁架中的桿件是否為二力桿等這樣一來，學(xué)生對桁架的理解就會相當(dāng)深刻另外，工程案例教學(xué)還可以促進(jìn)計(jì)算機(jī)軟件如MATLABAN-SYS等在教學(xué)中的應(yīng)用通過工程案例教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，從學(xué)習(xí)階段開始就以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待工程實(shí)際最后，工程案例教學(xué)也可以提高教師的綜合素質(zhì)，豐富教師的課堂教學(xué)素材，使原本相對枯燥的課堂教學(xué)一下變得豐富有趣起來工程案例教學(xué)使得師生都能很好的將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的最初目的：從實(shí)踐中來，到實(shí)踐中去。
作者：張應(yīng)遷 付磊 文華斌 李良 羅云蓉 單位：四川理工學(xué)院
關(guān)鍵詞：聽力學(xué)習(xí)焦慮；原因；應(yīng)用策略
Abstract：TheEnglishlisteninglearninganxietyhasgainedagrowingattention.ThispaperpresentstheresultofresearchonEnglishlisteninglearninganxiety.TheresultsshowthatEnglishlisteninglearninganxietyisacommonplaceforHigherCollegeStudents.Thewriteranalyzesthecausedoftheanxietyandputsforwardsomeappliedteachingstrategies.
Keywords:listeninglearninganxiety；causes;appliedteachingstrategies
引言
在語言學(xué)習(xí)的過程中，存在著許多情感因素，比如態(tài)度、動機(jī)、個(gè)性、自信、移情、焦慮等影響著語言的學(xué)習(xí)。語言學(xué)習(xí)焦慮的研究始于20世紀(jì)40年代初期。自從Horwitz(1986)等人[1]設(shè)計(jì)出外語課堂焦慮量表測量學(xué)習(xí)者焦慮程度以來，外語學(xué)習(xí)焦慮研究結(jié)果表明外語學(xué)習(xí)焦慮對外語學(xué)習(xí)的影響普遍存在，呈中度負(fù)相關(guān)關(guān)系，并且研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在語言學(xué)習(xí)過程中有聽力焦慮、閱讀焦慮和寫作焦慮的存在。本文在已有研究理論的基礎(chǔ)之上，通過實(shí)證研究，深入分析了高職學(xué)生英語聽力學(xué)習(xí)焦慮產(chǎn)生的原因，并提出了相關(guān)教學(xué)應(yīng)用策略。
一、英語聽力焦慮
焦慮屬于心理學(xué)概念，是指由于逾期不能達(dá)到目標(biāo)或者不能克服障礙的威脅而形成的緊張不安，帶有恐懼的情緒狀態(tài)（Arnold,1999）[2]Horwitz(1986)等人把外語學(xué)習(xí)焦慮定義為“一個(gè)與課堂語言學(xué)習(xí)有關(guān)的在這門語言的學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的顯著的自我知覺信念和情感情結(jié)”。[3]他們認(rèn)為外語學(xué)習(xí)焦慮包括交際畏懼、考試焦慮和負(fù)評價(jià)恐懼三個(gè)要素。從對外語學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響來看，焦慮可分為促進(jìn)性焦慮(facilitatinganxiety)和妨礙性焦慮(debilitatinganxiety)。英語聽力焦慮和一般的外語學(xué)習(xí)焦慮既有區(qū)別又有聯(lián)系，被認(rèn)為是英語學(xué)習(xí)中的一種特別技能學(xué)習(xí)即聽力情景中的形成的焦慮，表現(xiàn)為學(xué)生對自己聽力能力的過低評價(jià)，是在英語聽力學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的一種恐懼不安的緊張心理。
二、研究方法
本研究采用了深度訪談與問卷調(diào)查相結(jié)合的方法。通過個(gè)案訪談法深入分析大學(xué)生英語學(xué)習(xí)焦慮成因，收集第一手資料，保證資料獲取的有效性和真實(shí)性；通過問卷調(diào)查掌握大學(xué)生英語學(xué)習(xí)焦慮概況。
1.個(gè)案訪談
訪談案例的選擇以O(shè)xford的研究結(jié)論為基礎(chǔ)，即外語學(xué)習(xí)焦慮的跡象大體上可分為四類：（1）回避；（2）身體動作；（3）身體不適癥狀；（4）其它跡象（Oxford，1999）。[4]據(jù)此，筆者有目的地在所任課班級選擇符合研究目的的4名訪談對象：學(xué)生A、B、C和D
2.問卷調(diào)查
本研究以廣州市某獨(dú)立院校的在校大二學(xué)生為調(diào)查對象，采取隨機(jī)抽樣調(diào)查，選取一至三年級的在校非英語專業(yè)本科生為調(diào)查對象昂。本調(diào)查由研究者本人于2009年5月中旬利用課間時(shí)間在班級發(fā)放問卷，每個(gè)年級選擇一個(gè)班級發(fā)放問卷40分，共發(fā)放問卷120分，回收問卷110分，其中有效問卷105分。此問卷設(shè)計(jì)參照了Horwitz等人(1986)[5]的外語課堂焦慮量表(FLCAS)及周丹丹(2003)[6]的英語聽力焦慮問卷等相關(guān)內(nèi)容，并適當(dāng)修改以使其更加真實(shí)地反映高職英語學(xué)習(xí)者在聽力學(xué)習(xí)中的真實(shí)感受。然后對問卷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本分析，以此掌握高職生英語聽力學(xué)習(xí)焦慮基本情況。
三、調(diào)查結(jié)果分析
（一）、高職學(xué)學(xué)英語聽力學(xué)習(xí)焦慮概況
在問卷調(diào)查中，絕大部分學(xué)生認(rèn)為影響其聽力學(xué)習(xí)的主要因素是詞匯、語音等基礎(chǔ)語言知識，其中41.7％認(rèn)為是詞匯量，33.3％認(rèn)為是單詞發(fā)音、拼寫、意義記憶分離，只有部分學(xué)生（25％）才認(rèn)為焦慮等緊張心理因素對其學(xué)習(xí)有影響。可見，絕大部分學(xué)生把語言知識排在影響其聽力學(xué)習(xí)因素的首位，而焦慮情緒所占比重不大。但在對英語聽力學(xué)習(xí)焦慮程度的調(diào)查中，8.1%的人認(rèn)為“很低”，50％的人認(rèn)為“一般”，23.3%認(rèn)為“較高”，18.6%認(rèn)為“非常高”，0％認(rèn)為“沒有”。這表明焦慮在學(xué)生聽力學(xué)習(xí)中普遍存在。在聽力影響因素中，絕大部分學(xué)生認(rèn)為是語言知識，焦慮情緒排在后位，但在聽力學(xué)習(xí)焦慮程度的單獨(dú)調(diào)查選項(xiàng)中，幾乎全部學(xué)生都有人為有聽力焦慮，這可能是因?yàn)椴糠謱W(xué)生平時(shí)更多地把聽力水平不高歸因到詞匯、語音等語言知識，卻并未注意到并去思考焦慮情緒對其學(xué)習(xí)效果的影響。
（二）、高職學(xué)生英語聽力學(xué)習(xí)焦慮成因分析
高職學(xué)生英語聽力學(xué)習(xí)焦慮的原因是多方面的，既有自身語言基礎(chǔ)薄弱的原因，也有來自教師方面的原因，還有聽力策略、考試等方面的原因。根據(jù)問卷和訪談，現(xiàn)把高職學(xué)生英語聽力學(xué)習(xí)焦慮的原因總結(jié)如下：
1．學(xué)生自身原因
學(xué)習(xí)者語言知識，諸如語音、詞匯、語法、語言文化背景知識等直接影響其聽力水平。高職學(xué)生因語言知識的缺乏，同時(shí)聽力本身是通過聽錄音理解談話的內(nèi)容，稍縱即逝,具有不可重復(fù)性，一旦注意力不集中,或有某些障礙,則易緊張,抓不住要點(diǎn)，因此容易在聽力學(xué)習(xí)中喪失信心，導(dǎo)致焦慮的產(chǎn)生。如一段訪談記錄：
問:您在聽力學(xué)習(xí)中會感到焦慮嗎?
學(xué)生C：一般，不會說很焦慮，但還是會擔(dān)心。
問:會擔(dān)心哪方面呢?
學(xué)生C：詞匯量不夠，平常很少聽，不習(xí)慣錄音發(fā)音，速度也跟不上，一些習(xí)語。
問:這種擔(dān)心對你進(jìn)一步學(xué)習(xí)有什么影響嗎?
學(xué)生C：一到聽力課就會覺得有點(diǎn)頭疼，有點(diǎn)心虛，很怕聽不懂。有時(shí)很難集中精力去聽，特別是有時(shí)前面一聽不懂就會開始慌，后面的就更加不用說了。
可見，學(xué)生在聽力中的這種“擔(dān)心”會對其后續(xù)學(xué)習(xí)有一定的影響。但是這影響可能是積極的，它會促使學(xué)生采取進(jìn)一步的行為完善學(xué)習(xí)，如學(xué)生C說：
“知道自己的聽力是弱項(xiàng)，以后就會經(jīng)常聽多些或者看多些好關(guān)于英語的東西，包括電影音樂之類的。”
這種影響也可能是消極的，它可能會使部分學(xué)生陷入焦慮的泥潭不能自拔，停滯不前，如學(xué)生A說：
“我覺得上聽力課比較擔(dān)心，這也正是英語學(xué)不好的原因，問題就出在這，但我自己又不知道怎么去改變，反正就是能力問題，其實(shí)我覺得很正常，自己平時(shí)也沒多聽。”
高職學(xué)生英語語言基礎(chǔ)較薄弱，自然對聽力課程會產(chǎn)生不同程度上的焦慮。部分學(xué)生能較正確地認(rèn)識自己不足，并采取積極措施，能在一定程度上緩解擔(dān)心或焦慮；部分學(xué)生卻因擔(dān)心焦慮過度，選擇維持原狀，甚至放棄學(xué)習(xí)。這就表明了教師在教學(xué)中對學(xué)生學(xué)習(xí)焦慮干預(yù)的必要性。
此外，學(xué)習(xí)者的語言學(xué)習(xí)觀念也會導(dǎo)致學(xué)習(xí)焦慮的產(chǎn)生。Young指出學(xué)習(xí)者的語言學(xué)習(xí)觀念對語言焦慮的產(chǎn)生起主要作用。[7]當(dāng)理想和現(xiàn)實(shí)不一致時(shí)，就會產(chǎn)生焦慮。比如部分學(xué)生聽力學(xué)習(xí)為了過級，如果他們沒能過四級或六級，焦慮就產(chǎn)生了，如學(xué)生B說：
“聽力教材上4級考試的聽力考試題型都有，但聽了2年了，上次考四級還是聽不懂，知道自己基礎(chǔ)不好，該怎么辦……”
2．教師方面的原因
教師在課堂中扮演著控制者、評估者、組織者、發(fā)動者和參加者的角色，而在扮演這些角色的過程中可能會易導(dǎo)致學(xué)生不同程度的焦慮。
首先，課堂教學(xué)活動可能給學(xué)生帶來不同程度的焦慮。
部分學(xué)生因?yàn)閾?dān)心不能很好地回答老師的提問從而影響平時(shí)成績得分而感到焦慮。如學(xué)生B說：
“上聽力課時(shí)，會感到緊張。因?yàn)槁犃Σ惶茫鲜桥禄卮鸩涣死蠋焼柕膯栴}，有時(shí)候無法集中精神聽課。”
還有部分學(xué)生在全班學(xué)生面前擔(dān)心口語練習(xí)而感到焦慮。如學(xué)生A說：
“我最緊張的就是聽力課前的口語練習(xí)活動了，怕自己表達(dá)不好。”
這種緊張、焦慮可能對部分學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)帶來一定阻礙，甚至使其逃避學(xué)習(xí)，如學(xué)生A說：“因?yàn)榫o張，口語練習(xí)表演結(jié)束后要過一會兒才能恢復(fù)過來；有時(shí)候覺得學(xué)習(xí)比較困難，有逃避心理……”
但是這種影響也可能促進(jìn)學(xué)生自我反省，更清晰地認(rèn)識到學(xué)習(xí)上的不足，如一段訪談記錄：
問：老師提問你答不上的問題時(shí),會緊張嗎?
學(xué)生D：有一點(diǎn)點(diǎn)，但沒必要太緊張，回答不上很正常嘛。
問：這對你的進(jìn)一步學(xué)習(xí)有影響嗎?
學(xué)生D：有，在平常的聽力就會更加認(rèn)真聽，避免每次叫起來都答不上夠糗的，就會增加動力。”
由此可見，課堂教學(xué)活動會給學(xué)生帶來焦慮，這種焦慮對其學(xué)習(xí)的影響卻是雙方面的，關(guān)鍵問題是學(xué)生怎樣去面對它，而在此之中，教師的引導(dǎo)作用就很必要了。
其次教師的負(fù)面評價(jià)會影響學(xué)生學(xué)習(xí)焦慮的產(chǎn)生。在問卷調(diào)查中，當(dāng)問及“在聽力課上，回答問題出現(xiàn)了錯(cuò)誤，擔(dān)心老師對自己評價(jià)不高”：過半（55%）的學(xué)生贊同這種說法。這表明，教師的負(fù)評價(jià)會使學(xué)生產(chǎn)生焦慮。但是在訪談中，也有學(xué)生表現(xiàn)出對老師評價(jià)的客觀認(rèn)識，如學(xué)生B說：“哪里不足就提出來，現(xiàn)在大家都差不多是要步入社會的人了，也有一定的判斷能力，自己什么樣的水準(zhǔn)自己心里有數(shù)，不過負(fù)面評價(jià)會擔(dān)心，知道自己哪里不足，真的需要去補(bǔ)。”
可見，部分學(xué)生能夠正確認(rèn)識老師的評價(jià)，如果老師的評價(jià)能恰如其分地反映學(xué)生的真實(shí)情況，會不會更好地促進(jìn)其學(xué)習(xí)呢？
3．聽力材料、技巧方面的原因
在問卷調(diào)查中，72%的人認(rèn)為會因聽力材料的類型感到不同程度緊張；45%的人認(rèn)為如果對聽力主題不熟悉，會感到緊張；53.3%的人認(rèn)為如果不了解背景知識，會擔(dān)心聽力效果。因?yàn)椴皇煜ぶ黝}、背景知識而產(chǎn)生焦慮，這表明學(xué)生知識面的狹窄以及教師教學(xué)中需注意拓展其知識面。
在調(diào)查中，45％的人認(rèn)為在聽力時(shí)只聽不看文章會感到緊張；40％的人認(rèn)為聽力時(shí)，如果不按照自己習(xí)慣的速度聽會感到緊張；這可能是因?yàn)榇蟛糠指呗殞W(xué)生在英語聽力練習(xí)方面過少，不熟悉聽力。另外，82.7%的人認(rèn)為在聽到重要信息時(shí)，會告誡自己集中精力記下。但在實(shí)際學(xué)習(xí)中，很多學(xué)生卻沒有做到，他們反而會被個(gè)別單詞拌住，停滯不前。過半（51％）的人認(rèn)為在聽力時(shí)，容易被一兩個(gè)沒有學(xué)過的單詞難住。可見，大多數(shù)學(xué)生雖然了解部分聽力技巧，但是真正掌握運(yùn)用確實(shí)另外一回事。
4．考試方面的原因
考試焦慮在學(xué)生中是一種非常普遍的現(xiàn)象。在問卷調(diào)查中，62%的人認(rèn)為對自己的聽力水平?jīng)]有信心，對聽力考試感到焦慮；43.3%的人認(rèn)為在聽力測試中，聽一遍文章或?qū)υ挄o張；46％的人認(rèn)為在聽力考試中因?yàn)榫o張，記不住所聽內(nèi)容。這表明部分學(xué)生沒有正確考試心態(tài),把考試看得過重,思想壓力過大,過度緊張，如學(xué)生D在描述考試時(shí)的緊張這樣說：“平時(shí)就聽不懂，在考試的時(shí)候，這種緊張更加凸顯出來。正式考試考場氣氛本身就帶有點(diǎn)壓力；我英語太爛了，詞匯量少時(shí)，緊張也加劇了。”
通過以上分析可以看出，焦慮情緒在高職學(xué)生的聽力學(xué)習(xí)中普遍存在。這種焦慮產(chǎn)生的原因也是多方面的，焦慮的程度與學(xué)生自身語言水平有關(guān)，與教師的教學(xué)、評價(jià)有關(guān)，也與聽力材料、技巧或是考試有關(guān)，但這種焦慮更多的是源自對自身英語水平的不自信。如果他們能夠正確處理自身學(xué)習(xí)的不足與緊張等焦慮情緒的矛盾關(guān)系，我們不難看出適當(dāng)?shù)慕箲]會給他們的學(xué)習(xí)帶來促進(jìn)作用。
四、教學(xué)應(yīng)用策略
基于上述對高職學(xué)生聽力學(xué)習(xí)焦慮成因的分析，在結(jié)合相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，筆者提出以下教學(xué)策略。
（一）夯實(shí)語言基礎(chǔ)，提升學(xué)習(xí)自信
聽力理解是一個(gè)極其復(fù)雜的過程。它涉及語言、認(rèn)知、文化、社會知識等各種因素。在調(diào)查中，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為詞匯、語音等語言知識的缺乏導(dǎo)致了聽力焦慮的產(chǎn)生，認(rèn)為自己沒有語言學(xué)習(xí)的天賦，喪失學(xué)習(xí)信心。因此，要緩解學(xué)生聽力焦慮，首先就需要增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)自信。
Kenneth(1976)認(rèn)為聽力理解由五個(gè)成分構(gòu)成，并且在順序上，后一個(gè)成分總是依賴于前一個(gè)成分，即辯音（discrimination）、信息感知（perceptionofmessage）、聽覺記憶（auditorymemory）、信息解碼（decodingmessage）、運(yùn)用所學(xué)語言使用或儲存信息（useorstoremessage）。[8]辯音包括辨別各種語音、語調(diào)和音質(zhì)等，這也是聽力理解的第一步。因此，要增強(qiáng)學(xué)生聽力自信，其一要加強(qiáng)學(xué)生聽力辨音能力培養(yǎng)。教師可選擇適合學(xué)生的單詞、句子、篇章的錄音，不斷提高其聽單音的能力，培養(yǎng)其對英語的語音、語調(diào)和語流產(chǎn)生感性認(rèn)識。其二，加強(qiáng)學(xué)生詞匯語法知識教學(xué)。學(xué)生對詞匯的掌握到了一定程度，能大體聽懂材料了，焦慮自然就會減少。其三，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生認(rèn)為某些習(xí)語表達(dá)或文化知識影響聽力進(jìn)而產(chǎn)生焦慮，對此教師可在單元教學(xué)中可增加相關(guān)文化知識的視頻材料，拓寬其視野，豐富其積累。
（二）加強(qiáng)聽力技巧教學(xué)，提高聽力效果
調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，聽力技巧的缺乏也會導(dǎo)致學(xué)習(xí)焦慮的產(chǎn)生。筆者提出以下聽力教學(xué)策略。
首先，培養(yǎng)獲取主要信息的能力。許多學(xué)生在聽力中試圖聽懂每一個(gè)單詞，而一旦出現(xiàn)某一難詞，就被卡住，影響到后文的理解，這就直接導(dǎo)致“聽不懂”，學(xué)習(xí)焦慮就出現(xiàn)了。據(jù)此，教師可先讓學(xué)生聽大意，并讓其簡單概括或總結(jié)要點(diǎn)，再讓學(xué)生精聽，以便讓學(xué)生了解有關(guān)的細(xì)節(jié)，以此培養(yǎng)學(xué)生分析冗余信息、選擇主要信息的能力，并注意引導(dǎo)學(xué)生從整體上把握聽力材料的大意。其次，針對部分學(xué)生在聽力中遇到生詞或難題時(shí)，不能把注意力集中到新的信息上的情況，教師可以在聽音前首先給出生詞，提示難點(diǎn)和關(guān)鍵詞，然后提出一些要求學(xué)生聽后回答的問題。這樣做可以避免學(xué)生因不熟悉而產(chǎn)生的緊張，督促他們集中注意力。再次，針對部分學(xué)生在聽力中不能把握整句或全文大意的情況，可采用聽寫一些意義連貫的短小文章來培養(yǎng)其捕捉重要信息和關(guān)鍵詞、短期記憶的能力。最后，針對部分學(xué)生在聽力中對新信息的把握有困難的情況，可以建議學(xué)生用一些簡略符號作標(biāo)記，以記錄語篇意義。
（三）發(fā)揮適度焦慮的作用，提高學(xué)習(xí)自主性
焦慮分為促進(jìn)性焦慮和妨礙性焦慮。前者有利于語言學(xué)習(xí)，能促進(jìn)學(xué)習(xí)質(zhì)量的提高，后者不利于語言學(xué)習(xí)。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，聽力學(xué)習(xí)焦慮確實(shí)影響了部分學(xué)生學(xué)習(xí)的成效，甚至阻礙了其聽力學(xué)習(xí)，逃避英語學(xué)習(xí)；但是部分學(xué)生把這種擔(dān)心、緊張轉(zhuǎn)化為認(rèn)識自己學(xué)習(xí)狀態(tài)的一種手段，完善自己的學(xué)習(xí)。因此，教師應(yīng)充分意識到焦慮對其學(xué)習(xí)帶來的影響和作用，具體分析引起焦慮的原因，對癥下藥。第一，設(shè)計(jì)適應(yīng)不同英語水平學(xué)生的教學(xué)活動，營造輕松愉快的課堂氣氛，降低學(xué)生課堂參與活動畏懼。第二，恰當(dāng)使用考試焦慮和負(fù)評價(jià)恐懼對學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用，尋求科學(xué)合理的考試和評價(jià)手段，讓學(xué)生保持適度的焦慮，促使其多聽，認(rèn)真聽，提高學(xué)習(xí)的自主性。
參考文獻(xiàn)：
[1]Horwitz,E.K.&Young.D.J.1991.Languageanxiety:Fromtheoryandresearchtoclassroomimplication[C].EnglewoodCliffs,NJ;PrenticeHall.
[2]JaneArnold.2000.AffectinLanguageLearning[M].外語教育出版社.
[3][5]Horwitz.E,Horwitz,MB,&Cope,J.1986.Foreignlanguageclassroomanxiety［J］．TheModernLanguageJournal,70:125-132.
[4]Oxford.R.1999.AnxietyandLanguageLearner.NewInsights[A].[5]J.Arnold(ed).AffectinLanguageLearning[C].Cambridge:CambridgeUniversityPress.
[6]周丹丹.二語課堂中的聽力焦慮感和情感策略[J].國外外語教學(xué),2003(3).
（一）基于價(jià)值觀的實(shí)踐困境，面臨培養(yǎng)具有科學(xué)人文主義素養(yǎng)的電力專業(yè)教師新訴求
面對價(jià)值無涉的電力科學(xué)本質(zhì)觀的實(shí)踐困境，電力學(xué)界的專家、學(xué)者、教師培訓(xùn)專家等提出“培養(yǎng)具有人文主義精神素養(yǎng)的電力學(xué)界優(yōu)秀教師”的要求。他們認(rèn)為，在目前情況下，只有具有人文主義情懷的電力學(xué)界教師才能具有更高的電力科學(xué)教育視野，才能有能力將電力科學(xué)教育教學(xué)與道德、倫理及精神價(jià)值緊密聯(lián)系在一起。
（二）基于教學(xué)側(cè)重點(diǎn)的變化，面臨培養(yǎng)理論知識與應(yīng)用能力兼具的電力專業(yè)教師
基于電力專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)，教師教學(xué)實(shí)踐專業(yè)發(fā)展應(yīng)通過基于團(tuán)隊(duì)合作的教學(xué)診斷以提升電力高等學(xué)院的教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力和發(fā)展力。在電力類高等學(xué)院中專業(yè)課教師的教學(xué)質(zhì)量是學(xué)校的核心業(yè)務(wù)，也是學(xué)校辦學(xué)質(zhì)量的核心競爭力。而學(xué)院的教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力是影響學(xué)院效能的重要因素，也往往成為薄弱學(xué)校與優(yōu)質(zhì)學(xué)校的分水嶺。而這種分水嶺性質(zhì)的質(zhì)量生存意識，取決于電力專業(yè)課教師的理論素養(yǎng)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的完美契合。
（三）基于教學(xué)理念的深化，面臨培養(yǎng)既掌握電力技術(shù)探究方法又具有實(shí)踐能力的電力專業(yè)教師的新訴求
對電力專業(yè)教師的培養(yǎng)而言，為滿足教學(xué)理念深化的需求，必須同時(shí)具備獨(dú)立科學(xué)探究能力與實(shí)踐操作水平能力，這是時(shí)代賦予電力高等學(xué)院教師的責(zé)任與使命。基于電力教學(xué)新理念的深化，采用項(xiàng)目化活動組方式改善電力專業(yè)課教師掌握電力技術(shù)的探究方法和專業(yè)實(shí)踐能力，通過團(tuán)訓(xùn)、素質(zhì)拓展等對其責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)、心理素質(zhì)等進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng)；還可以通過跟其他的項(xiàng)目組交流學(xué)習(xí)來提高電力專業(yè)課教師的培養(yǎng)工作技巧、領(lǐng)導(dǎo)力等。(四）基于課程內(nèi)容組織觀念的轉(zhuǎn)變，面臨培養(yǎng)綜合知識與專業(yè)知識兼?zhèn)涞碾娏I(yè)教師的新訴求在電力專業(yè)教師培養(yǎng)過程中，應(yīng)圍繞核心概念組織課程，以克服“廣而不深”的弊端，促進(jìn)課程的深入、學(xué)生思維的縱深發(fā)展、知識的遷移及實(shí)際問題的解決等。為實(shí)現(xiàn)這樣的教學(xué)目標(biāo)，對電力專業(yè)教師而言，綜合與高深專業(yè)知識兼?zhèn)涫菍?shí)現(xiàn)有效教學(xué)的重要前提。
二、現(xiàn)階段我國電力高等學(xué)院專業(yè)教師培養(yǎng)的新途徑
（一）側(cè)重電力專業(yè)教師人文主義科學(xué)本質(zhì)觀的養(yǎng)成
理性的科學(xué)本質(zhì)觀是實(shí)現(xiàn)電力學(xué)界科學(xué)教育目的、培養(yǎng)公民良好的電力科學(xué)素養(yǎng)的前提和基礎(chǔ)。電力作為一個(gè)特殊的服務(wù)大眾的行業(yè)，電力專業(yè)教師應(yīng)具備為民服務(wù)的科學(xué)本質(zhì)觀，幫助學(xué)生在面對基本問題時(shí)能更清晰地做出科學(xué)決斷，并能促進(jìn)學(xué)生對傳統(tǒng)科學(xué)主旨有明確而有深度的理解，從而更好地服務(wù)社會，更好地建設(shè)電力文明國家。因此，側(cè)重對職前電力專業(yè)教師科學(xué)信念和態(tài)度的培養(yǎng)，幫助他們在職前階段形成符合我國科學(xué)社會發(fā)展觀需要的人文主義科學(xué)本質(zhì)觀，是新時(shí)期我國電力高等學(xué)院教師培養(yǎng)的新特征之一。
（二）側(cè)重對電力專業(yè)教師教學(xué)態(tài)度和信念的培養(yǎng)
作為一種隱性機(jī)制，電力專業(yè)教師教學(xué)的態(tài)度與信念在班級實(shí)踐中發(fā)揮著決定性作用，指導(dǎo)教師在班級教學(xué)中的行為規(guī)范。好的教師會不斷擴(kuò)展自己的行業(yè)教學(xué)理論與實(shí)踐知識，也會通過學(xué)生評價(jià)和教學(xué)總結(jié)來科學(xué)規(guī)劃與引導(dǎo)自己的專業(yè)教學(xué)，并最終基于學(xué)生的相似性與差異性，與其建構(gòu)穩(wěn)固的教與學(xué)關(guān)系，共同成為“電力學(xué)習(xí)社區(qū)”中與時(shí)俱進(jìn)的成員，而這一切的根基需要電力專業(yè)教師具有積極的教學(xué)態(tài)度和持久的教學(xué)自覺自信。實(shí)踐證明，教師良好的師德和對電力專業(yè)執(zhí)著而扎實(shí)的基本功，對學(xué)生而言就猶如磁石般引領(lǐng)他們走向電力事業(yè)前沿。因此，電力學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)層和指導(dǎo)專家團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該有意識地利用干預(yù)手段，用社會主義核心價(jià)值觀引領(lǐng)電力學(xué)界專業(yè)教師的核心理念培養(yǎng)目標(biāo)，使電力專業(yè)教師在一個(gè)更廣闊的環(huán)境中獲得良好的電力科學(xué)教學(xué)態(tài)度及信念，形成自身寬闊的電力知識教學(xué)視野是現(xiàn)階段我國電力學(xué)院教師培養(yǎng)的新特征之一。
（三）側(cè)重電力專業(yè)教師科學(xué)探究能力和實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)
電力專業(yè)教師在班級系統(tǒng)中的作用是掌握并利用電力課程內(nèi)容、教學(xué)手段、及技術(shù)工具，營造科學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)踐能力。現(xiàn)實(shí)中由于電力專業(yè)教師在職前專業(yè)技術(shù)方面缺乏必要的電力行業(yè)實(shí)戰(zhàn)操作技術(shù)與工作經(jīng)歷，從而缺失了對學(xué)生指導(dǎo)的真實(shí)案例和從業(yè)示范作用。如果在電力專業(yè)課教學(xué)中，能夠通過使用支撐材料、電力實(shí)驗(yàn)及富有創(chuàng)造性的電力學(xué)習(xí)環(huán)境來培養(yǎng)職前教師的電力科學(xué)探究能力和水平，或者通過開設(shè)電力科學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)室課程的方式來培養(yǎng)獨(dú)立專業(yè)課教師，并提高他們的從業(yè)信仰，促進(jìn)其電力理論與實(shí)踐知識的有效對接，依然成為我國電力高等學(xué)院教師培養(yǎng)的新特征之一。
（四）注重電力發(fā)展前沿高深理論與專業(yè)知識教育的培養(yǎng)
綜觀我國電力高等學(xué)院教師培養(yǎng)的變化，已經(jīng)從最初的單一高深專業(yè)知識發(fā)展到現(xiàn)在的電力綜合學(xué)科教學(xué)知識。在電力專業(yè)知識教學(xué)中，應(yīng)讓師生均具有能力和水平結(jié)合學(xué)習(xí)環(huán)境，滿足學(xué)生個(gè)體與群體的學(xué)習(xí)需要。因此，在實(shí)踐中培養(yǎng)電力專業(yè)教師的學(xué)科教學(xué)知識已成為目前我國電力高等學(xué)院教師培養(yǎng)的又一個(gè)特征。
三、我國電力高等學(xué)院教師培養(yǎng)未來發(fā)展走勢
（一）培養(yǎng)理念將從“標(biāo)準(zhǔn)”保障走向合作文化保障，形成電力科學(xué)價(jià)值判斷力
時(shí)代文明的科學(xué)進(jìn)步與高度密集化發(fā)展需要強(qiáng)大、穩(wěn)定、安全、無污染、可持續(xù)的電力支持及供應(yīng)保障。因此，作為電力行業(yè)發(fā)展的龍頭——電力高等教育專業(yè)教師的培養(yǎng)，就應(yīng)走在時(shí)代前列，創(chuàng)新動力教育教學(xué)理念，從標(biāo)準(zhǔn)保障走向世界電力合作文化保障，用文化電力促進(jìn)電力文化的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展，用文化電力促進(jìn)電力文化的高度文明創(chuàng)新發(fā)展，并圍繞電力行業(yè)核心概念展開，在人與社會關(guān)系的廣闊框架下，形成電力科學(xué)的超前價(jià)值判斷力，以文化電力、科學(xué)電力、創(chuàng)新電力的大電力文化視野創(chuàng)新電力專業(yè)教師的培養(yǎng)新藍(lán)圖。
（二）培養(yǎng)電力專業(yè)課教師掌握“電力生成性知識”
電力生成性知識是指融匯于電力科學(xué)的、擁有多元文化、價(jià)值觀的教育理念和行動，即電力專業(yè)課教師的培養(yǎng)，不僅要接受正規(guī)、系統(tǒng)的電力科學(xué)知識培養(yǎng)，還要接受電力學(xué)科教學(xué)知識、專業(yè)知識的教育，以及接受生成性知識的理解與傳授的教育，并在傳承本土化電力學(xué)科知識的同時(shí)，繼承和發(fā)揚(yáng)電力業(yè)界內(nèi)的前沿科學(xué)，運(yùn)用于自己的學(xué)科教學(xué)行為并生成學(xué)生的內(nèi)化行動，服務(wù)于國家、社會的電力行業(yè)健康科學(xué)發(fā)展。
（三）電力專業(yè)課教師的培養(yǎng)應(yīng)嘗試更多地利用非正規(guī)教育機(jī)構(gòu)資源
非正規(guī)教育機(jī)構(gòu)包括電力博物館、發(fā)電廠、水電站、核電站、電力網(wǎng)絡(luò)教學(xué)交流平臺、電力QQ群及其他類似的平臺。相關(guān)資料表明，電力職前教師是非正規(guī)電力教育機(jī)構(gòu)資源的最大受益者，因?yàn)榉钦?guī)電力教育機(jī)構(gòu)為教師教育機(jī)構(gòu)擴(kuò)展電力教育資源提供了場所，為電力職前教師樹立正確的電力教育教學(xué)信念奠定了基礎(chǔ)，并對未來電力專業(yè)教師教育信念的形成產(chǎn)生了直接的影響。
（四）參與電力專業(yè)教師培養(yǎng)的教師教育者身份更加多元豐富
就現(xiàn)階段而言，對于高層建筑的結(jié)構(gòu)分析，一般情況下主要借助于常微分方程求解器，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)分析中。常微分方程求解器是一種較為有效的建筑結(jié)構(gòu)分析工具，其功能全面且可操作性較強(qiáng)，針對于一些誤差極限，其可以進(jìn)行有效的處理，最大程度的滿足用戶對解答精度的要求。常微分方程求解器在我國建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)體系中最為典型和突出的實(shí)例就是清華大學(xué)的包世華教授和袁駟教授，他們在高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析中運(yùn)用了這種方式著手進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，其最為突出的貢獻(xiàn)就是有效解決了我國現(xiàn)代高層建筑在建設(shè)設(shè)計(jì)和施工時(shí)的樓板變形時(shí)的靜力計(jì)算、動力計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算的問題。以常微分方程求解器為基礎(chǔ)的分析法，運(yùn)算較為簡單便捷，在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析中具有十分顯著的優(yōu)越性。
二、以有限條法和樣條函數(shù)為基礎(chǔ)的分析法
在進(jìn)行對建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析中，有一種分析方法為解析和離散相結(jié)合的半解析法，半解析法的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)力學(xué)的相關(guān)知識，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以最大程度的減少有限元方程組，避免進(jìn)行有限元的過多繁雜的計(jì)算，此外，也一定程度有限避免和解決了有限元法中較為常見的計(jì)算污染問題，計(jì)算污染問題的存在可以導(dǎo)致計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果的進(jìn)一步惡化，半解析法可以有效對這一問題加以解決。
三、以分區(qū)廣義變分原理與分區(qū)混合有限元為基礎(chǔ)的分析法
協(xié)調(diào)元的利用和發(fā)展，進(jìn)一步推動了分區(qū)廣義變分原理的研究，促進(jìn)了協(xié)調(diào)員在建筑結(jié)構(gòu)分析中的更好運(yùn)用。清華大學(xué)的龍馭球教授在該領(lǐng)域取得了突出貢獻(xiàn)，其在分區(qū)混合廣義變分原理的基礎(chǔ)之上，提出了分區(qū)緩和有限元的方法。分區(qū)緩和有限元的方法其主要的理論依據(jù)是混合廣義變分原理，這也是在位移法、雜交元法之后的一種新方法，分區(qū)緩和有限元的方法的優(yōu)點(diǎn)似乎將彈性體劃分為余能區(qū)和勢能區(qū)，余能區(qū)所采用的事應(yīng)力單位，勢能區(qū)則是采用了位移單位。分區(qū)緩和有限元的方法其適應(yīng)性較強(qiáng)，靈活性較高，此外，還可以有效保證收斂性，故廣泛應(yīng)用于對框支剪力墻和托墻梁結(jié)構(gòu)的分析和計(jì)算之中。
四、高層建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性動力分析法
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑大量出現(xiàn)，而這也間接的推動了結(jié)構(gòu)彈塑性動力分析的研究以及應(yīng)用的深入和快速發(fā)展。彈塑性動力法的工作原理是，借助于地震波數(shù)值的記錄，間接的將其輸入結(jié)構(gòu)，然后對結(jié)構(gòu)的彈塑大小進(jìn)行合理的科學(xué)的分析，最后根據(jù)相關(guān)分析，針對彈塑性恢復(fù)的特點(diǎn)，建立與之對應(yīng)的動力方程。在理論上，彈塑性動力分析法具有十分顯著的優(yōu)越性，諸如當(dāng)發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的薄弱的環(huán)節(jié)時(shí)，需要對其變形狀況進(jìn)行合理的分析，綜合來看，這種分析是與實(shí)際情況相符合的；此外，彈塑性動力分析法也有著其自身的局限性，在使用這種分析法時(shí)，其前提條件與實(shí)際情況有著較大的出入，針對這種不足，國內(nèi)外諸多學(xué)者都在深入對其進(jìn)行研究，并通過人工隨機(jī)輸入地震波數(shù)據(jù)等進(jìn)行完善。計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)之后，采用層模型，對于多質(zhì)點(diǎn)計(jì)算模型的方法也在不斷進(jìn)行完善。
五、以最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)分析法
這一種結(jié)構(gòu)分析法可以說是結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)分析法有效綜合了數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的最優(yōu)化理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)，并應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和力學(xué)分析的一種新的方式。這種結(jié)構(gòu)分析法的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在將被動化為主動，主動的對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。就當(dāng)前來看，諸多學(xué)者表示對建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻剛度并不是越大越好，應(yīng)該對剪力墻確定較為合適的剛度。這里所說的對于剪力墻剛度的合理確定，主要指的是以對剪力墻的剛度和外部因素諸如地震等作用之間相互作用進(jìn)行分析，進(jìn)而對地震等外力作用下合適的剪力墻剛度加以確定，倘若對這一部分進(jìn)行了合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這就建立了決定剪力墻最合適剛度的數(shù)學(xué)模型，合理科學(xué)的數(shù)學(xué)模型不僅可以有效對建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻的最優(yōu)化剛度值加以確定，這對于有效減少剪力墻的數(shù)量有著重要作用，此外，也一定程度的降低了工程成本和開支。
六、結(jié)語
1．1巖石力學(xué)試驗(yàn)法
(1)室內(nèi)試驗(yàn)。
通過鉆孔巖芯取樣，利用室內(nèi)巖塊的單軸壓縮試驗(yàn)確定巖石單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量和泊松比。通過巖體的三軸壓縮試驗(yàn)確定巖體的抗剪強(qiáng)度－凝聚力和摩擦角。通過巖體卸圍壓試驗(yàn)研究巖體卸荷過程中的變形和能量變化特點(diǎn)，確定卸載時(shí)巖體的參數(shù)，如彈模、泊松比、凝聚力、摩擦角。
(2)現(xiàn)場試驗(yàn)。
現(xiàn)場抗剪試驗(yàn)獲得巖體、軟弱夾層、混凝土與巖石接觸面抗剪(斷)強(qiáng)度;現(xiàn)場變形試驗(yàn)(剛性承壓板法、狹縫法)獲得巖體變形模量、彈性模量及泊松比。還有現(xiàn)場聲波測試評價(jià)巖體完整性等。現(xiàn)場試驗(yàn)是確定巖體強(qiáng)度參數(shù)最準(zhǔn)確的方法，但由于通常不具備施作原位試驗(yàn)的條件，而且試驗(yàn)周期長、費(fèi)用高，所以這種方法應(yīng)用較少。試驗(yàn)法是一種直接又可靠的方法，可以較好反映巖石特性。室內(nèi)試驗(yàn)得到的是完整巖塊的特性參數(shù)，但存在“尺寸效應(yīng)”。現(xiàn)場試驗(yàn)受條件限制，試件制備難免受到擾動，試驗(yàn)結(jié)果分散，不能直接采用。
1．2工程巖體分級法
工程巖體分級法主要有:國標(biāo)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》、水利水電工程勘察規(guī)范的壩基和圍巖工程地質(zhì)分類法、巴頓的Q系統(tǒng)分類法及比尼威斯基的RMR分類法。這些分類方法往往是定性描述與定量評價(jià)相結(jié)合，采用多參數(shù)綜合指標(biāo)分級法給巖體進(jìn)行評分和劃分巖體級別，根據(jù)巖體級別并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式，給出巖體參數(shù)的范圍值。國標(biāo)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》選取巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度這兩個(gè)因素確定巖體基本質(zhì)量，將影響巖體工程特性的因素如地下水、初始應(yīng)力、結(jié)構(gòu)面走向與工程軸線方位等作為修正因素，實(shí)現(xiàn)工程巖體的分級，并提供了各級別巖體物理力學(xué)參數(shù)表和結(jié)構(gòu)面抗剪斷峰值強(qiáng)度表。《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》的附錄V提供了壩基巖體工程地質(zhì)分類表，主要分類因素也是巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度，此外還有巖體縱波速度和鉆孔RQD值，并在附錄E中提供了壩基巖體抗剪斷(抗剪)強(qiáng)度參數(shù)及變形參數(shù)經(jīng)驗(yàn)值表和結(jié)構(gòu)面抗剪斷(抗剪)強(qiáng)度參數(shù)經(jīng)驗(yàn)值表，用于規(guī)劃和可研階段。應(yīng)注意該表的注明是參數(shù)僅限于硬質(zhì)巖，軟質(zhì)巖應(yīng)根據(jù)軟化系數(shù)進(jìn)行折減。
1．3工程地質(zhì)類比法
工程地質(zhì)類比法是利用大量已建工程的成功經(jīng)驗(yàn)確定擬建工程的設(shè)計(jì)參數(shù)，是工程地質(zhì)研究的傳統(tǒng)方法之一。類比法是應(yīng)用相似原理，要求主要的工程地質(zhì)條件基本相同或相似，這其中最主要的是巖性和地層時(shí)代(或?qū)游?，其余還有地質(zhì)構(gòu)造(巖體完整性)、風(fēng)化狀態(tài)、應(yīng)力條件、地下水等等。實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)結(jié)合具體工程的地質(zhì)條件，在類比、分析、判斷的基礎(chǔ)上提出合理參數(shù)。同時(shí)，在施工過程中，根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)展情況和出現(xiàn)的問題，特別是根據(jù)現(xiàn)場觀測結(jié)果，對設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的調(diào)整和修改。類比的資料可以參考《巖石力學(xué)參數(shù)手冊》、《巖基抗剪強(qiáng)度參數(shù)》、《工程地質(zhì)手冊》、《水利水電工程地質(zhì)手冊》，以及地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)(資料庫、數(shù)據(jù)庫)等等。類比法完全依靠地質(zhì)師所掌握的工程實(shí)例資料和他對工程巖體的經(jīng)驗(yàn)判斷，人為因素比較大，有時(shí)僅僅通過少量個(gè)別因素相比較而得到的參數(shù)，其結(jié)果可靠性較差。然而該方法簡單、方便、快捷，在中、小型水利水電工程中應(yīng)用較多。
1．4反演分析法
反演分析法是利用現(xiàn)場所測得的位移等數(shù)值反求巖體力學(xué)參數(shù)，包括位移反分析、應(yīng)力反分析、混合反分析等。其中位移反分析方法是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的位移值，采用解析法、有限元等方法以及彈性、彈塑性等本構(gòu)模型進(jìn)行求解。位移反分析的方法主要分為兩類:直接逼近法和逆過程法。由于圍巖本構(gòu)關(guān)系的復(fù)雜性，目前的逆過程方法的位移反分析研究計(jì)算大都采用了線彈性等假設(shè)，設(shè)巖體為均值各向同性，而天然巖體地質(zhì)條件復(fù)雜，這樣與工程實(shí)際情況相去甚遠(yuǎn)。反分析方法在邊坡穩(wěn)定分析中應(yīng)用較多。反分析時(shí)穩(wěn)定系數(shù)取值為:蠕動擠壓階段宜采用1．00～1．05，初滑階段宜采用0．95～1．00。滑帶土抗剪強(qiáng)度(c，φ)參數(shù)反演分析的方法分為單參數(shù)反演和雙參數(shù)反演兩種。前者假定一個(gè)參數(shù)已知的前提下，反算另外一個(gè)參數(shù)，通常選擇對滑坡穩(wěn)定性影響較敏感的作為未知參數(shù)。后者在反演中有兩個(gè)未知的參數(shù)，通常選擇兩個(gè)距主滑動面等距的剖面建立極限平衡方程求解，此外，還可以做參數(shù)的敏感性分析。
1．5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法及模糊數(shù)學(xué)預(yù)測法
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是通過完成輸入與輸出問題的映射，自動建立復(fù)雜現(xiàn)象(系統(tǒng))的模型并指出其控制規(guī)律。該方法考慮了影響巖石力學(xué)參數(shù)的各種定性因素，應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，隨著數(shù)據(jù)的積累不斷地對樣本集進(jìn)行補(bǔ)充和完善，使參數(shù)取值結(jié)果不斷趨于合理。缺點(diǎn)是學(xué)習(xí)樣本的選取具有很大的主觀性。模糊數(shù)學(xué)預(yù)測法是考慮到影響巖體變形強(qiáng)度參數(shù)的相關(guān)因素模糊不確定性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定權(quán)重集及隸屬度，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行巖體力學(xué)參數(shù)預(yù)測。該方法實(shí)質(zhì)就是把巖石與巖體力學(xué)指標(biāo)之間的比例系數(shù)當(dāng)作模糊子集，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模糊綜合評判確定一個(gè)最佳模糊折減系數(shù)的問題，從定量上考慮影響力學(xué)參數(shù)的各種模糊因素，但在運(yùn)用上不是很成熟，仍借助于經(jīng)驗(yàn)。
1．6其他方法
除上述方法外，還有一些其他方法可以用來確定巖體強(qiáng)度參數(shù)，如:計(jì)算機(jī)模擬、聲波測試技術(shù)、巖體分形分維理論、斷裂損傷力學(xué)、統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)等方法。
2巖體力學(xué)參數(shù)綜合取值
巖體力學(xué)參數(shù)取值方法有很多，由于巖體的不連續(xù)性、各向異性和非均勻性等特有屬性以及巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使各種取值方法存在局限性，至今還沒有一種令人滿意的取值方法。實(shí)際工作中應(yīng)該綜合應(yīng)用這些方法，互相驗(yàn)證，取長補(bǔ)短。筆者基于上述巖體力學(xué)參數(shù)的取值方法，并結(jié)合工程的規(guī)模和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，在滿足規(guī)程規(guī)范的前提下提出了巖體力學(xué)參數(shù)綜合取值方法。該方法針對地質(zhì)條件簡單的小型工程、地質(zhì)條件復(fù)雜的中型以上工程、重要的大型工程和參數(shù)敏感的工程分為以下3個(gè)層次。
(1)第一層次。
對于地質(zhì)條件簡單的小型工程，或項(xiàng)目規(guī)劃、可研階段，可采用野外地質(zhì)調(diào)查和鉆孔取樣室內(nèi)抗壓試驗(yàn)→進(jìn)行巖體分級、查表→獲得抗剪強(qiáng)度和變形模量范圍值，通過相似工程類比，調(diào)整、修正取得地質(zhì)建議值;或者采用RMR分類和Hoek－Brown經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度準(zhǔn)則公式計(jì)算，參考類似工程修正后得到地質(zhì)建議值。
(2)第二層次。
對于地質(zhì)條件復(fù)雜的中型以上工程，如重力壩、拱壩，結(jié)構(gòu)面影響壩基、壩肩穩(wěn)定，初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)布置原位抗剪和變形試驗(yàn)，參考類似工程，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)由地質(zhì)、試驗(yàn)和設(shè)計(jì)三方共同研究確定設(shè)計(jì)采用值。
(3)第三層次。
對于重要的大型工程和參數(shù)敏感的工程，應(yīng)做專門研究，除運(yùn)用上述方法外，還應(yīng)開展計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊數(shù)學(xué)預(yù)測法等，慎重確定地質(zhì)建議值。在施工階段可以利用監(jiān)測資料進(jìn)行反演分析，復(fù)核巖體穩(wěn)定性，及時(shí)修改設(shè)計(jì)和施工方法，確保工程安全。總之，地質(zhì)調(diào)查和巖石力學(xué)試驗(yàn)是基礎(chǔ)，是巖體分級、經(jīng)驗(yàn)估算及數(shù)值模擬的前提，因此應(yīng)重視野外第一手資料的收集，并注意取樣、試驗(yàn)成果代表性問題，使地質(zhì)建議值符合現(xiàn)場實(shí)際。
3應(yīng)注意的問題
反思多年來我們所做的中小型水利水電工程勘察設(shè)計(jì)，在巖石力學(xué)參數(shù)取值方面應(yīng)注意以下問題:
(1)在前期勘察時(shí)對設(shè)計(jì)意圖不甚了解
設(shè)計(jì)方案不十分明確，加之勘察周期短，對地質(zhì)條件的調(diào)查和分析不夠深入，對試驗(yàn)只是要求做常規(guī)的內(nèi)容，以室內(nèi)試驗(yàn)為主，取樣數(shù)量不足，成果代表性差，使得方案比選時(shí)難以取舍。按照有關(guān)規(guī)范，“小型水電工程巖土參數(shù)(取值)可在現(xiàn)場簡易測試和必要的室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上以類比為主。”“中型水電工程巖土測試以室內(nèi)試驗(yàn)為主，必要時(shí)可采用大型野外原位試驗(yàn)。”對于拱壩和重力壩要特別注意，對影響壩基、壩肩穩(wěn)定的巖土體及軟弱結(jié)構(gòu)面可視需要開展原位試驗(yàn)工作。尤其是軟巖和完整性差的巖石，軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育，且結(jié)構(gòu)面對巖體穩(wěn)定性不利，巖體穩(wěn)定性的判別對工程影響很關(guān)鍵，這需要慎重研究，應(yīng)在地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，布置適當(dāng)?shù)脑辉囼?yàn)，并采取多種方法合理確定巖體力學(xué)參數(shù)。
(2)勘察報(bào)告中抗剪強(qiáng)度和變形參數(shù)僅僅根據(jù)室內(nèi)巖石試驗(yàn)查規(guī)范，與現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查結(jié)合不緊密。
抗剪強(qiáng)度和變形參數(shù)是混凝土壩穩(wěn)定計(jì)算最重要的參數(shù)，對工程安全和造價(jià)影響很大。然而規(guī)范給出的值范圍較大，勘察報(bào)告僅僅依據(jù)規(guī)范提供的參數(shù)表取值是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。中等規(guī)模以上和地質(zhì)條件復(fù)雜的工程應(yīng)進(jìn)一步開展分析論證工作，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件調(diào)查，在巖體分級基礎(chǔ)上，運(yùn)用有關(guān)理論和經(jīng)驗(yàn)公式，例如霍克－布朗(Hoek－Brown)經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)度準(zhǔn)則公式等，并參考已建工程經(jīng)驗(yàn)取值，必要時(shí)與地質(zhì)、試驗(yàn)和設(shè)計(jì)專業(yè)共同會商，合理確定參數(shù)。
(3)在軟巖地區(qū)建混凝土壩要特別注意
如頁巖、千枚巖及白堊－第三系泥巖等，由于巖性軟弱，構(gòu)造發(fā)育，巖體強(qiáng)度較低，工程安全裕度小，巖體力學(xué)參數(shù)取值對工程安全和經(jīng)濟(jì)性影響大，甚至影響方案的成立。軟巖地區(qū)一般不適合建中、高混凝土壩，萬一要建，就應(yīng)該投入一定的勘探和試驗(yàn)工作量，慎重研究和分析論證，并留有一定安全裕度。
(4)應(yīng)考慮定值計(jì)算與可靠度問題。
實(shí)際勘察設(shè)計(jì)工作中，是由地質(zhì)專業(yè)提供參數(shù)，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行計(jì)算。地質(zhì)部門依據(jù)試驗(yàn)成果，結(jié)合地質(zhì)條件和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷，提出地質(zhì)建議值。設(shè)計(jì)一般直接采用地質(zhì)建議值進(jìn)行計(jì)算。問題是設(shè)計(jì)計(jì)算方法與地質(zhì)模型是否一致，地質(zhì)參數(shù)的可靠性或安全閾值是多少，即有多少安全儲備。近十幾年來國內(nèi)外廣泛開展了重力壩可靠度研究。結(jié)構(gòu)可靠性分析是以概率理論為基礎(chǔ)，采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)或工程的可靠性，比定值法不考慮參數(shù)的偏差有明顯的優(yōu)越之處。可靠度計(jì)算需要提供與大壩有關(guān)的各類荷載、材料和地基強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特征值(均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等)及分布類型，對地質(zhì)參數(shù)的離散性進(jìn)行評價(jià)。
(5)試驗(yàn)是基礎(chǔ)。
如何看待試驗(yàn)成果，地質(zhì)專業(yè)人員常常抱怨試驗(yàn)參數(shù)不準(zhǔn)，造成的原因有幾個(gè)方面，一是取樣的代表性問題，或者原位試驗(yàn)選點(diǎn)問題，要考慮巖性、風(fēng)化程度、構(gòu)造等影響，對試驗(yàn)點(diǎn)做專門設(shè)計(jì)和布置;又譬如有的砂巖與頁巖互層，頁巖巖芯破碎取樣困難，取樣只能做砂巖的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，成果偏大;傾斜巖層抗壓首先沿層面剪切破壞，成果偏小。二是試驗(yàn)中的誤差，應(yīng)采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法整理試驗(yàn)成果，在充分論證的基礎(chǔ)上舍去不合理的離散值。對于原位抗剪試驗(yàn)，要了解試驗(yàn)點(diǎn)的巖性、構(gòu)造、風(fēng)化及地下水等因素對成果的影響。另外，試件制備時(shí)難免受到擾動，一般要求安排2組以上試驗(yàn)，以便對比和分析。
(6)確定參數(shù)時(shí)要處理好主觀判斷與客觀評價(jià)的關(guān)系。
前述的巖體分級法、工程類比法及經(jīng)驗(yàn)判據(jù)法(強(qiáng)度準(zhǔn)則公式)都屬于經(jīng)驗(yàn)法，其取值時(shí)的人為因素和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對結(jié)果影響很大，實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免人為因素干擾，從地質(zhì)條件的客觀出發(fā)，分別按不同因素對參數(shù)進(jìn)行修正，減少取值的隨意性。
(7)加強(qiáng)施工監(jiān)測，利用監(jiān)測資料進(jìn)行“動態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工”。
由于工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不確定性，地質(zhì)勘探、試驗(yàn)、計(jì)算分析方法的局限性，我們對工程巖體性狀變化的認(rèn)識有一定程度的不確定性。在施工中要加強(qiáng)巖體性狀的監(jiān)測，及時(shí)分析和判斷，調(diào)整、修改設(shè)計(jì)和施工方法，以保證施工安全和工程安全。尤其是隧洞施工支護(hù)，要根據(jù)發(fā)現(xiàn)的新情況及時(shí)修改設(shè)計(jì)，即采取“動態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工”，既要確保工程安全，又不能造成浪費(fèi)。
(8)利用已建工程進(jìn)行類比確定巖體力學(xué)參數(shù)是我們常用的方法。
但是沒有一個(gè)工程的地質(zhì)條件是完全相同的，而我們個(gè)人掌握的資料有限，每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)千差萬別，往往僅通過少量個(gè)別因素相比較而獲得參數(shù)，人為因素的干擾較大，其結(jié)果可靠性較差。應(yīng)多參考類似工程，并不斷積累工程經(jīng)驗(yàn)。多年來筆者所在單位在湖北省水利水電工程勘測設(shè)計(jì)中做了大量的巖體物理力學(xué)室內(nèi)外試驗(yàn)和原位測試，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
4結(jié)論
(1)巖體力學(xué)參數(shù)的合理確定是水利水電工程中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作
直接關(guān)系到壩基、邊坡、地下洞室工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。由于巖體具有不均勻性、不連續(xù)性和隨時(shí)間變化的特性，準(zhǔn)確確定巖體力學(xué)參數(shù)是非常困難的。在研究了有關(guān)規(guī)程規(guī)范和各種取值方法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對工程的重要性程度和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度提出了巖體力學(xué)參數(shù)的綜合取值方法，分為地質(zhì)條件簡單的小型工程、地質(zhì)條件復(fù)雜的中型以上工程、重要的大型工程三個(gè)層次。針對具體的工程應(yīng)當(dāng)選擇合理的方法來確定巖體力學(xué)參數(shù)。水利水電工程巖體力學(xué)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合取值研究對水利水電工程壩基、邊坡、地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究和計(jì)算具有重要理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
(2)中小型水利水電工程具有規(guī)模小、設(shè)計(jì)周期短、勘察試驗(yàn)工作量有限的特點(diǎn)
關(guān)鍵詞：顆粒流;巖體力學(xué);模型參數(shù)
1 概述
顆粒流是近年來興起的主要應(yīng)用于硬巖的數(shù)值模擬新方法。區(qū)別于現(xiàn)有的連續(xù)性數(shù)值模型，顆粒流以不可破壞圓形顆粒作為基本單元，通過顆粒之間的粘結(jié)來顯式模擬完整巖塊的脆性破壞。當(dāng)顆粒之間的拉應(yīng)力超過顆粒粘結(jié)的拉強(qiáng)度時(shí)，裂紋被標(biāo)記為拉破壞，反之當(dāng)顆粒之間的剪應(yīng)力超過粘結(jié)的剪強(qiáng)度時(shí)，裂紋被標(biāo)記為剪破壞。通過這種簡單的接觸關(guān)系，顆粒流方法可以精確再現(xiàn)巖塊在壓縮或者拉伸狀態(tài)下的裂紋擴(kuò)展模式。顆粒流方法通過顆粒之間的微觀接觸來控制模型的宏觀破壞模式，模型的宏觀力學(xué)參數(shù)是通過不斷校對這些微觀接觸參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。
2 顆粒流模型
本論文采用的實(shí)驗(yàn)室完整巖塊的力學(xué)參數(shù)來源于灰?guī)r，包括峰值強(qiáng)度：122MPa，彈性模量：80.0GPa，泊松比：0.25。圖1顯示了不包含任何節(jié)理的顆粒流模型，用于初始的顆粒接觸微觀參數(shù)校對，其中三個(gè)測量圓用于監(jiān)測模型在單軸壓縮過程中的應(yīng)力應(yīng)變變化。然后建立三個(gè)包含結(jié)構(gòu)面的節(jié)理巖體顆粒流模型;每個(gè)模型包含三組節(jié)理，其中主節(jié)理組1的傾向?yàn)?度，主節(jié)理組2的傾向?yàn)?0度，兩組主節(jié)理的產(chǎn)狀設(shè)置為相同;次節(jié)理組3設(shè)置為與兩組主節(jié)理同時(shí)垂直。為了描述方便，本論文以主節(jié)理的傾角作為標(biāo)識：R-30、R-60、R-90分別表示模型中主節(jié)理的傾角為30、60、90度。各組節(jié)理的平均直徑均設(shè)置為0.5m。
3 模型解譯
本論文主要考慮節(jié)理巖體在單軸壓縮狀態(tài)下的力學(xué)參數(shù)，包括巖體的峰值單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量。由于工程巖體的尺寸在大多數(shù)情況下不適合現(xiàn)場原位試驗(yàn)，目前這兩個(gè)力學(xué)參數(shù)主要通過經(jīng)驗(yàn)或者半經(jīng)驗(yàn)方法估算，這樣不可避免地會產(chǎn)生適應(yīng)性不足的問題。本論文介紹的顆粒流方法從數(shù)值模型的角度提供了一種新思路。通過一系列針對圖1中完整巖塊模型的單軸壓縮試驗(yàn)，最終校對的顆粒流模型微觀參數(shù)如表1所示。完整巖塊在單軸壓縮過程中的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2所示，從中可以確認(rèn)基于表1的微觀參數(shù)所得結(jié)果符合第2節(jié)列出的灰?guī)r力學(xué)參數(shù)。表1同時(shí)提供了結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù)。
圖2 完整巖塊單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線
圖3顯示了節(jié)理巖體數(shù)值模型的單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線，這些節(jié)理巖體的峰值強(qiáng)度和彈性模量也標(biāo)注于該圖中。數(shù)值模擬的結(jié)果顯示節(jié)理巖體的峰值強(qiáng)度明顯受到結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的控制。巖體強(qiáng)度隨主節(jié)理的傾角變化顯示出典型的U型特點(diǎn)，即當(dāng)節(jié)理傾角從15度增加到45度時(shí)，巖體強(qiáng)度從47.1MPa減小到24.5MPa，然后逐漸增大到52.0MPa（主節(jié)理傾角90度）。強(qiáng)度的U型變化可以從節(jié)理巖體的破壞模式來分析（完整巖塊控制和結(jié)構(gòu)面控制）。根據(jù)簡單力學(xué)分析，當(dāng)結(jié)構(gòu)面的摩擦系數(shù)大于結(jié)構(gòu)面的傾角時(shí)，沿結(jié)構(gòu)面的完整巖塊剪切破壞會被阻止。這種條件下節(jié)理巖體的破壞主要由節(jié)理間的完整巖塊控制，考慮到巖塊的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)面的剪切強(qiáng)度，當(dāng)節(jié)理巖體的破壞是結(jié)構(gòu)面控制時(shí)，巖體峰值強(qiáng)度會偏小。
節(jié)理巖體的彈性模量呈現(xiàn)出與峰值強(qiáng)度類似的U型變化特征（圖3）。當(dāng)主節(jié)理傾角從15度增加到90度時(shí)，彈性模量首先從42.2GPa減小到29.9GPa和30.2GPa，然后增加到40.7GPa和52.5GPa。類似的，由于結(jié)構(gòu)面的剛度小于完整巖塊的剛度，當(dāng)巖體的破壞是結(jié)構(gòu)面控制型時(shí)，節(jié)理巖體的彈性模量偏小，反之，節(jié)理巖體的模量偏大。
4 結(jié)論
本論文展示了應(yīng)用顆粒流量化節(jié)理巖體的力學(xué)參數(shù)的新型數(shù)值模擬方法。通過作用于完整巖塊模型的單軸壓縮試驗(yàn)，本論文首先校對了顆粒之間的微觀參數(shù)，然后通過一系列不同結(jié)構(gòu)面分布的節(jié)理巖體模型，本論文確認(rèn)節(jié)理巖體的峰值單軸抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出典型的U型變化，即當(dāng)巖體所含節(jié)理有利于巖塊的剪切滑移時(shí)，節(jié)理巖體的強(qiáng)度顯著減小;而當(dāng)節(jié)理不利于巖塊的剪切錯(cuò)動時(shí)，節(jié)理巖體的強(qiáng)度更多地受到巖體中完整巖塊控制，強(qiáng)度顯著上升。節(jié)理巖體的彈性模量呈現(xiàn)出與強(qiáng)度相同的變化規(guī)律。本論文為量化節(jié)理巖體的力學(xué)參數(shù)提供了額外的途徑，論文結(jié)論可以作為地下巖體工程設(shè)計(jì)的參考。
參考文獻(xiàn)：
