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關(guān)鍵詞:工程流體力學(xué);教學(xué)改革;第一次課
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)24-0218-02
工程流體力學(xué)課程在我校這一工科院校中,長期以來,本科生在未學(xué)習(xí)之前,已經(jīng)從他人那里了解到,這門課很難,不好學(xué),不好過關(guān)。學(xué)生認(rèn)為流體力學(xué)難學(xué)的后果,直接反映在多年來很少有人、甚至無人報(bào)考我校工科流體力學(xué)方向的碩士和博士,致使我校工程流體力學(xué)方向后續(xù)人才短缺,學(xué)科建設(shè)出現(xiàn)重重困難。那么作者希望學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過程中,是輕松、主動而有興趣地去學(xué)習(xí)。為了幫助學(xué)生克服畏難情緒,對工程流體力學(xué)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣,輕松學(xué)好這門課,作者在十幾年的教學(xué)過程當(dāng)中,積累了一些經(jīng)驗(yàn)。開好頭,為課程打好良好的第一印象非常關(guān)鍵,所以作者非常重視第一次課的講授內(nèi)容,以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心和培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣為主要目的,為順利完成該課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
一、第一次課的教學(xué)內(nèi)容
在第一次課,首先自我介紹,然后點(diǎn)名相互認(rèn)識,留下聯(lián)系方式,介紹教材和參考書,授課的章節(jié)和學(xué)時(shí)安排等常規(guī)內(nèi)容外,講授內(nèi)容主要分為兩大塊:(1)上課要求;(2)緒論。
1.上課要求。上課要求主要包括課程學(xué)習(xí)目的和意義、出席和上課紀(jì)律要求、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求、考核方法等內(nèi)容。①學(xué)習(xí)目的和意義。學(xué)習(xí)目的和意義按照大綱要求,掌握流體力學(xué)的基本知識,及其解決問題的基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。強(qiáng)調(diào)“基本”的含義,因?yàn)槭鞘状谓佑|本課程,系統(tǒng)介紹流體力學(xué)知識,對大家的要求是“基本”的,同時(shí)也強(qiáng)調(diào)僅這些即將學(xué)的基本知識也能夠解決一些工程應(yīng)用的問題,并簡單舉例。②出席和上課紀(jì)律要求。出席和上課紀(jì)律應(yīng)該遵守學(xué)校規(guī)定,但是考慮到學(xué)生個體的不同。所以有必要讓學(xué)生清楚什么樣的行為是被接受的、允許的,不要出現(xiàn)行為困難的問題。③作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告會出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象,回避是沒有用的,所以上課時(shí)直接指出來,希望將抄襲現(xiàn)象弱化。指出要借鑒,而不是抄襲。這樣大大降低了學(xué)生不經(jīng)過理解地抄襲作業(yè)現(xiàn)象。④考核方法。將考核方式明確地告訴學(xué)生,是平時(shí)成績和課程結(jié)束后的閉卷考試成績各占一定比例,綜合評出成績。并計(jì)算出考核通過的最低考試成績。同時(shí)強(qiáng)調(diào)不存在不通過比例。這樣可以避免兩種不良現(xiàn)象發(fā)生,一是學(xué)生會盲目認(rèn)為很難學(xué),不能過關(guān)而放棄學(xué)習(xí),二是成績差的學(xué)生會因?yàn)榕琶傇诤竺?,而放棄學(xué)習(xí)。
2.緒論。緒論主要包括工程流體力學(xué)研究內(nèi)容、課程特點(diǎn)、研究方法、解題步驟、學(xué)習(xí)方法和大學(xué)生認(rèn)知階段,等等方面。重點(diǎn)講前三點(diǎn)涉及的內(nèi)容。①流體力學(xué)研究內(nèi)容。講述工程流體力學(xué)研究內(nèi)容首先展開講解的是研究對象為流體,此時(shí)雖然沒有講流體的定義,但是還是提出請學(xué)生舉例哪些物質(zhì)是流體?讓學(xué)生從最簡單的問題開始流體力學(xué)知識的學(xué)習(xí)。學(xué)生說對了予以肯定。學(xué)生會將多相流和塑性物質(zhì)列進(jìn)來,也要說清楚與本課程所學(xué)流體的區(qū)別和聯(lián)系,并將學(xué)生想不到的流體補(bǔ)充出來,還告訴學(xué)生目前最新研究方向在處理流固相互作用時(shí)有提出將固體處理為特殊流體,以簡化流固交界面的處理;還有已有研究表明固體顆粒的高速運(yùn)動遵循流體力學(xué)規(guī)律,以及當(dāng)車流量和人流量很大時(shí),被稱為交通流,猶如流體流動一樣,那么在后續(xù)課程講解中可將高密度、大流量的人群流動現(xiàn)象用來形象化的闡述流體的運(yùn)動規(guī)律,幫助學(xué)生理解抽象的流體運(yùn)動規(guī)律,使問題直觀。還需要指出,最常見的流體是空氣和水,人類無時(shí)無刻不處于空氣和水當(dāng)中,提醒學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,可以將所學(xué)知識放到自己熟悉的環(huán)境中去理解,比如池塘或小河中的水、教室里的空氣,等等。將理論知識與生活結(jié)合起來,既能幫助理解所學(xué)知識,又能將知識應(yīng)用起來,提高學(xué)習(xí)興趣。②流體力學(xué)課程特點(diǎn)。流體力學(xué)課程的特點(diǎn)主要講三點(diǎn),一是一門技術(shù)(專業(yè))基礎(chǔ)性課程;二是用場的觀點(diǎn)研究問題;三是概念多、公式多。它是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,從實(shí)踐中抽象出來,再應(yīng)用到實(shí)踐中去;所以課程知識可用于解決工程實(shí)際問題。用場的觀點(diǎn)研究問題。首先提問,說到“場”大家會想到什么?有的同學(xué)很高端大氣上檔次地回答重力場、電場、磁場,那我繼續(xù)問還有呢?有的學(xué)生開玩笑說操場,好像在說操場不夠檔次、不夠科學(xué)。而我肯定“操場”,因?yàn)槭窍嗤摹皥觥弊致铮疫€有工場、商場、廣場等。然后引導(dǎo)學(xué)生思考,既然用相同的“場”字,其中必有共同點(diǎn),它是什么?學(xué)生想出來了,是某某占據(jù)的空間。以此類推,流體占據(jù)的空間就是“流場”,概念很容易就被理解了。同時(shí)還讓學(xué)生意識到科學(xué)不是高不可攀的,做科學(xué)時(shí)不要端起架子,它是很貼近生活的。流場的概念出來了,但是其空間的大小呢?這個問題也必須解釋清楚。首先提出兩個問題讓學(xué)生思考:海洋是海水占據(jù)的空間,是一個流場嗎?大氣層是空氣占據(jù)的空間,是一個流場嗎?其實(shí)流場的大小與我們要研究的空間范圍有關(guān)。比如,我們現(xiàn)在想知道教室內(nèi)空氣的溫度分布,那么要分析的流場就是教室內(nèi)空氣占據(jù)的空間;如果要預(yù)報(bào)中國天氣,那么中國上空的大氣層或者更大范圍就是要研究的流場;如果想了解南海海洋環(huán)流、潮汐流動等,南海海水占據(jù)的空間就是要求解的流場。將抽象概念與實(shí)際結(jié)合,在易于理解的同時(shí),引起學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步與物理量場聯(lián)系起來,流場中的物理量,比如速度,是時(shí)間和空間函數(shù),被稱為速度場,還有壓力場,等等。場是具有連續(xù)無窮維自由度的系統(tǒng),那么流場的速度場、壓力場,等等具有連續(xù)性,與第一章中連續(xù)介質(zhì)假設(shè)內(nèi)容一致,在這里提到,為后面學(xué)習(xí)埋下伏筆。概念多、公式多的原因是因?yàn)樵谝郧暗膶W(xué)習(xí)過程中鮮有接觸與流體力學(xué)有關(guān)的知識,導(dǎo)致大量的專業(yè)術(shù)語集中出現(xiàn)。但是這些概念、公式并不是全新的。比如流體質(zhì)點(diǎn)的概念與以前物理中所學(xué)的質(zhì)點(diǎn)概念是很一致的;多的公式其實(shí)是質(zhì)量守恒定律、牛頓定律、能量守恒定律、動量定理,等等在流體力學(xué)中的表達(dá)形式,比如連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律的表達(dá)形式,伯努利方程與能量守恒定律相吻合,歐拉方程、Navier-Stokes方程是牛頓運(yùn)動定律的表現(xiàn)形式,動量方程是動量定理的表達(dá),把要學(xué)到的主要方程名稱在此敘述一遍,目的是讓學(xué)生有個初步接觸,為后續(xù)學(xué)習(xí)打下鋪墊。③流體力學(xué)研究方法。流體力學(xué)研究方法主要有三種:解析方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值計(jì)算方法。本課程主要介紹解析方法,有一章是專門介紹實(shí)驗(yàn)研究方法的,而數(shù)值計(jì)算方法本課程幾乎不涉及,由計(jì)算流體力學(xué)講解。并強(qiáng)調(diào),求解的基本方程是連續(xù)性方程、歐拉方程或Navier-Stokes方程,那么為什么基本方程一樣,可以求解出各種不同的流動?于是提出邊界條件和初始條件的概念,使邊界條件和初始條件的重要性一目了然;也為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),并引起學(xué)生的興趣和重視。
二、結(jié)論與展望
通過第一次課,使學(xué)生對整個課程的要求、特點(diǎn)、內(nèi)容有一個整體了解,做到心中有數(shù),克服不良情緒,從不同方面讓學(xué)生做好學(xué)習(xí)的心理準(zhǔn)備。第一次課,如果是一個良好開端,并為后續(xù)學(xué)習(xí)做了大量鋪墊,使學(xué)生獲得了自信,并激發(fā)了其學(xué)習(xí)的興趣,學(xué)生后面的學(xué)習(xí)將會順利很多。工程流體力學(xué)是大部分工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,作者希望學(xué)生靈活掌握流體力學(xué)知識,并能夠在工作中活學(xué)活用。
參考文獻(xiàn):
[1]許維德.流體力學(xué)[M].北京:國防工業(yè)出版社,1979.
[2]張也影.流體力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1999.
關(guān)鍵詞:建構(gòu)主義;認(rèn)知靈活性理論;熱工理論
作者簡介:衣曉青(1956-),女,山東青島人,長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,教授;石爾(1979-),女,湖南長沙人,長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,講師。(湖南 長沙 410004)
基金項(xiàng)目:本文系2011年湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究立項(xiàng)項(xiàng)目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)16-0069-02
“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”既是熱工理論的三大主干課程,又是能源動力類專業(yè)(方向)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。傳統(tǒng)的教學(xué)宗旨傾向于各門基礎(chǔ)課程自成科學(xué)體系,分別獨(dú)立教學(xué),為后續(xù)專業(yè)課程打下牢固基礎(chǔ)。但是這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式死板,致使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興致,不易明確學(xué)習(xí)目的。建構(gòu)主義的認(rèn)知靈活性理論發(fā)現(xiàn)了新的教學(xué)要素——“案例教學(xué)”。按照認(rèn)知靈活性理論,對以上熱工理論三大基礎(chǔ)主干課程進(jìn)行優(yōu)化整合,以熱能動力類專業(yè)為場景,建構(gòu)諸多新的知識點(diǎn)教學(xué),組織全新的熱工理論基礎(chǔ)課程體系,可以使熱工理論基礎(chǔ)課教學(xué)克服以上不足。
一、打破僵化教學(xué):認(rèn)知靈活性理論的應(yīng)用
建構(gòu)主義教學(xué)理論沖破了傳統(tǒng)教學(xué)模式,克服了“填鴨式”教學(xué)把學(xué)生作為小綿羊馴服的弊端。[1]作為建構(gòu)主義教學(xué)理論中的一個分支,斯皮羅提出的“認(rèn)知靈活性”理論很好地解決了“死記硬背”傳統(tǒng)與極端建構(gòu)主義(忽視抽象養(yǎng)成)之間的矛盾。認(rèn)知靈活性理論的主要思想就是:通過情景(境)展現(xiàn)基本概念和基礎(chǔ)理論工具,學(xué)生既可以掌握基礎(chǔ)理論知識,又可以按抽象思維方式,放開視野尋找新的分析問題的工具。
為了解決傳統(tǒng)與極端的沖突,斯皮羅把知識抽象為兩種不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu):良構(gòu)的與非良構(gòu)的兩種領(lǐng)域。[2]良構(gòu)的即是指:按照抽象思維,從概念到原理的演繹解析的知識體系,符合科學(xué)意義上的正統(tǒng)規(guī)范。非良構(gòu)的即是指:在具體場景(案例)中,隱透出的各種良性結(jié)構(gòu)的知識疊合;這種疊合的基礎(chǔ)知識能夠解釋或解決具體場景問題;不同的場景有不同的良性結(jié)構(gòu)知識疊合的詮釋。由此得出結(jié)論,良性結(jié)構(gòu)知識就存在于非良性結(jié)構(gòu)知識之中,“認(rèn)知靈活性”教學(xué)就可以讓學(xué)生通過非良性知識教學(xué)獲得更加深刻的良性結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)知識,而且是積極主動地、生動有趣地接受之。
熱工理論是研究熱(能)在釋放、轉(zhuǎn)換和傳遞中的流體流動及傳熱傳質(zhì)等問題的科學(xué),涉及流體運(yùn)動規(guī)律、熱(能)轉(zhuǎn)換與傳遞規(guī)律。按照認(rèn)知靈活性理論的教學(xué)觀,熱工理論基礎(chǔ)課教學(xué)也可分類為良構(gòu)性和非良構(gòu)性。熱工理論的三大主干課程“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”和“傳熱學(xué)”分別作為單獨(dú)體系教學(xué)的基本概念、基本理論和基本知識的層次組織結(jié)構(gòu),應(yīng)屬于良構(gòu)性領(lǐng)域,其傳統(tǒng)的教學(xué)方式就是從概念到概念、從原理到原理、從公式到公式的演繹解析,邏輯性很強(qiáng),范式文本較固定,程式較穩(wěn)定,測驗(yàn)作業(yè)較死板。
“認(rèn)知靈活性”教學(xué)理論認(rèn)為,這種教學(xué)方式僵化、被動,既不能啟動學(xué)生的興趣,也不能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造想象力,學(xué)生容易落入死記硬背、教條主義的套路,缺乏廣泛的知識聯(lián)系和舉一反三的思維訓(xùn)練,更缺乏給學(xué)生以另辟蹊徑的想象空間。如果以流體介質(zhì)為對象將熱工理論三大主干課程進(jìn)行優(yōu)化整合(雜交),并以熱工理論應(yīng)用為主線,將能源動力類相關(guān)專業(yè)作為場景,構(gòu)成非良構(gòu)性知識結(jié)構(gòu),其所涉及的具體問題具有復(fù)雜背景和綜合影響因素,能夠從問題入手引出綜合知識的有機(jī)聯(lián)系,開闊學(xué)生發(fā)展思路,引導(dǎo)學(xué)生融會貫通,指導(dǎo)學(xué)生熟知專業(yè)背景。這種按照認(rèn)知靈活性教學(xué)理論建立起來的熱工理論基礎(chǔ)課程的非良構(gòu)性知識體系會沖破傳統(tǒng)的各自為主的單科系統(tǒng)性的課程教學(xué)模式,有利于克服“高分低能”的應(yīng)試教育傾向,培養(yǎng)面對知識時(shí)代和信息社會的創(chuàng)新型人才。
二、創(chuàng)建問題教學(xué):熱工理論基礎(chǔ)三大主干課程的優(yōu)化整合
認(rèn)知靈活性理論認(rèn)為:學(xué)習(xí)者在建構(gòu)知識意義的過程中,只有對知識進(jìn)行多維表征,才能達(dá)到對知識的全面理解和靈活運(yùn)用。這也是指導(dǎo)熱工理論基礎(chǔ)三大主干課程進(jìn)行優(yōu)化整合的基本思想。熱工理論基礎(chǔ)三大主干課程“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”和“工程流體力學(xué)”是主要以流體介質(zhì)為研究對象而緊密聯(lián)系在一起的動力類技術(shù)基礎(chǔ)性課程,三門課程相互依存,共同構(gòu)成了熱工理論的主干課程體系。其中,工程流體力學(xué)是研究流體介質(zhì)的位置勢能、壓力勢能和動能之間的相互作用的關(guān)系;工程熱力學(xué)是研究熱能與機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律;傳熱學(xué)是研究熱量從高溫部分傳遞到低溫部分的機(jī)理。由此可見,能(熱)量轉(zhuǎn)換與守恒定律是熱工理論三大主干課程進(jìn)行優(yōu)化整合的內(nèi)在動力。
基礎(chǔ)課理論自身系統(tǒng)的完善性使任何改動需求都帶有相當(dāng)大的難度,只有進(jìn)行優(yōu)化整合,才能在不斷調(diào)整和深化過程中發(fā)展新的學(xué)習(xí)要素。例如,“傳熱和流體流動的數(shù)值方法”課程就是將傳熱學(xué)、流體力學(xué)知識進(jìn)行融合后加入到數(shù)值計(jì)算科學(xué)這一更為廣泛的學(xué)科領(lǐng)域,為熱工理論知識的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),通過這一知識的優(yōu)化整合,多維表征得以實(shí)現(xiàn),使學(xué)生建構(gòu)起在熱科學(xué)和流體科學(xué)中可以直接遷移和引用的關(guān)于熱物理方面的知識,超越了封閉、孤立課程所給的單一信息模式。
如果說熱工理論的三大主干課程“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”和“傳熱學(xué)”分別作為單獨(dú)體系教學(xué)是良性結(jié)構(gòu)知識的傳授,那么,把“三課”拆分,再按照具體能量轉(zhuǎn)換的場景問題有機(jī)組合,這種教學(xué)模式就屬于非良性結(jié)構(gòu)教學(xué)。喬納生等人的研究把前者稱作低階學(xué)習(xí)階段,把后者稱作高級學(xué)習(xí)階段。[3]高級學(xué)習(xí)階段優(yōu)于低級學(xué)習(xí)階段的實(shí)質(zhì)就是變公式學(xué)習(xí)為問題學(xué)習(xí)。問題學(xué)習(xí)對于熱工基礎(chǔ)理論教學(xué)來說,打破其三大主干課程的各自理論體系是必然的,是要針對具體的場景問題而進(jìn)行知識交叉組合。值得注意的是:根據(jù)認(rèn)知靈活性教學(xué)理論,這種知識體系重組,必須避免極端建構(gòu)主義干擾,必須遵循“專業(yè)問題、溯本求源、知識聯(lián)系”三原則,才是優(yōu)化的、高級的教學(xué)模式。
三、重復(fù)多變教學(xué):能源動力類專業(yè)問題逆向滲透于熱工理論基礎(chǔ)課程
非良構(gòu)的知識體系與良構(gòu)性知識體系的區(qū)別就在于:一是前者比后者建立的概念龐大、復(fù)雜,它往往是多個不同學(xué)科孤立概念的交集;二是前者比后者建立的概念有很大的多變性,這是由問題教學(xué)場景多變性所決定的。熱工理論基礎(chǔ)知識在航天、航空、熱能動力、化工、核熱工、低溫工程、冶金熱工、微電子技術(shù)、材料和建筑等各個領(lǐng)域都有具體的應(yīng)用,從知識體系的角度來看,其展現(xiàn)的知識點(diǎn)都是非良性的。實(shí)際上,在能源動力類相關(guān)專業(yè)的不同場景下,其呈現(xiàn)的非良性知識結(jié)構(gòu)也存在著很大的差異性。例如,工程熱力學(xué)中的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)在熱機(jī)循環(huán)中的應(yīng)用是熱效率,而在制冷循環(huán)中的應(yīng)用是制冷系數(shù)。這說明熱經(jīng)濟(jì)性概念在實(shí)際應(yīng)用過程中具有復(fù)雜性。又如,流體力學(xué)在電廠中的應(yīng)用以管內(nèi)流動、物體繞流為主,而在建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)中的應(yīng)用以室內(nèi)外環(huán)境通風(fēng)、換氣的流動為主。傳熱學(xué)中對于散熱器來說需要強(qiáng)化傳熱效果,對于建筑物屏蔽掩體則要抵制傳熱。
在針對能源動力類專業(yè)的熱工理論基礎(chǔ)課程進(jìn)行新的建構(gòu)中,按照認(rèn)知靈活性教學(xué)理論,必須將原有良性結(jié)構(gòu)體系的知識與專業(yè)場景結(jié)合起來。這種有專業(yè)針對性的知識滲透,有學(xué)者稱其為專家知識學(xué)習(xí)階段,屬于更高層次。[2]比如,把能源動力類專業(yè)(方向)的“流體力學(xué)”、“泵與風(fēng)機(jī)”兩門課程整合為熱工理論基礎(chǔ)課“泵與風(fēng)機(jī)的流體流動”一章,以流體力學(xué)知識為基礎(chǔ),反映了流體力學(xué)基本原理在流體機(jī)械中的具體應(yīng)用場景,通過多媒體教學(xué)課件可以使學(xué)生建構(gòu)泵與風(fēng)機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的多維圖式,達(dá)到對流體力學(xué)基礎(chǔ)理論知識全面理解和靈活運(yùn)用的目的。
按照斯皮羅的認(rèn)知靈活性理論規(guī)范,對應(yīng)專家知識學(xué)習(xí)階段的教學(xué)模式即“隨機(jī)通達(dá)教學(xué)法”,它的主要特點(diǎn)就是針對專業(yè)的眾多場景鏈,反復(fù)從不同問題視角,以不同的基本知識、基本公式、基本理論的多樣組合,不斷給予學(xué)習(xí)者良性知識的刺激,這會使學(xué)習(xí)者通過反復(fù)的從各種變式到抽象的過程,不斷加深對良性結(jié)構(gòu)知識的各種理解,而且有助于學(xué)習(xí)者歷練分析問題和解決問題的能力,發(fā)揮創(chuàng)造性思維,為今后在專業(yè)上有所建樹打下堅(jiān)實(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。貫穿于這一思想的新的“熱工理論基礎(chǔ)”課程體系,組織“鍋爐工質(zhì)流動與熱交換”、“汽輪機(jī)流體流動與功能轉(zhuǎn)換效率”、“熱力發(fā)電廠工質(zhì)循環(huán)與熱效率”等章節(jié),探討基于專家知識學(xué)習(xí)理念的非良構(gòu)知識領(lǐng)域的顯性建構(gòu),加入熱能動力類專業(yè)知識對熱工理論基礎(chǔ)課的反向滲透,有效增加課程教學(xué)的深度和廣度這一結(jié)果就自然生成了。
除了書本專業(yè)知識的反向滲透以外,通過與科研、生產(chǎn)單位合作的科研課題的有機(jī)結(jié)合,也是專家知識學(xué)習(xí)階段的案例來源。例如,教師通過某鋼鐵公司鍋爐尾部煙道聲學(xué)振動問題的科研活動,向?qū)W生們提出卡門渦街產(chǎn)生機(jī)理、影響因素以及卡門渦街產(chǎn)生后對設(shè)備及系統(tǒng)的危害和消除卡門渦街的措施等諸多學(xué)科問題,從而認(rèn)知基本理論。
參考文獻(xiàn):
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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]。對于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說,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)際問題的能力。所以,對力學(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,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,以及力系簡化的方法等。于運(yùn)動學(xué)部分。只從幾何的角度來研究物體的運(yùn)動,而不研究引起物體運(yùn)動的物理原因。盂動力學(xué)部分。研究受力物體的運(yùn)動與作用力之間的關(guān)系。
3.2材料力學(xué)
材料力學(xué)以單個桿件作為主要研究對象,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的機(jī)械運(yùn)動規(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。它一方面對桿狀物件作進(jìn)一步的、較精確的分析;另一方面,對板和殼,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、溫度場、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),將無法真正掌握及應(yīng)用好專業(yè)知識。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)過程中,經(jīng)常會用到材料力學(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,對于土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)這個實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來說,力學(xué)知識也是非常重要的。就拿經(jīng)常會出現(xiàn)的“混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”這種畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來說,它分為結(jié)構(gòu)布置、計(jì)算簡圖框架內(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)算這樣幾個部分。所以說,若不能利用力學(xué)基礎(chǔ)知識先進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的簡化和結(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,均無法完成。
4.2對研究生階段學(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)動力學(xué)等。如在本科階段沒有打下良好的基礎(chǔ),將很難掌握這些課程。
4.3對就業(yè)后解決工程實(shí)踐問題的影響
力學(xué)知識在工程設(shè)計(jì)工作中的作用是不言而喻的。同樣,力學(xué)知識對于施工或監(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,都需要通過力學(xué)知識來確定。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,才能懂得建筑物中各種構(gòu)件的作用、受力情況、傳力途徑以及它們在各種力的作用下在什么條件下會產(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程中的絕對安全,確保工程質(zhì)量,避免事故發(fā)生。
5對本科階段力學(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題,容易使教師教起來用時(shí)多,任務(wù)緊;學(xué)生學(xué)起來難度大,負(fù)擔(dān)重,且容易出現(xiàn)書能看懂而求解問題無從下手的情況。
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,開展競賽活動,強(qiáng)化學(xué)生動手能力。引導(dǎo)學(xué)生參與教師科研活動,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識。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,無法分離。所以除了教師需運(yùn)用不同的教學(xué)方法來提高學(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)對教師教授知識的理解與滲透。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,這樣在課堂學(xué)習(xí)時(shí),就可以對自己所學(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,深入掌握。第二,善于積累,善于提問。本科教學(xué)不比高中教學(xué),它講授新知識的時(shí)間往往多余復(fù)習(xí)舊知識的時(shí)間,所以,在學(xué)習(xí)的過程中,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);對于不懂的知識點(diǎn),要善于提出疑問,問同學(xué),問教師,問網(wǎng)絡(luò),及時(shí)解答疑問,及時(shí)解決問題。第三,要加強(qiáng)練習(xí)。學(xué)習(xí)力學(xué)知識的過程中,不做一定數(shù)量的習(xí)題,將很難對基本概念和計(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。教師教授的知識是有限的,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)問題,創(chuàng)新思維;積極參與各項(xiàng)社會實(shí)踐活動,如省大學(xué)生力學(xué)競賽、省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽等,將學(xué)到的力學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際的大賽活動中,并且從實(shí)踐的過程中又學(xué)習(xí)新的力學(xué)知識,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
一、心輸出量:心臟每分鐘泵血量,等于每搏輸出量×心率。
心臟的舒縮力是血液流動的原動力。由于循環(huán)系統(tǒng)是一個密閉的壓力環(huán),根據(jù)流體連續(xù)性原理,左心每分鐘泵血量應(yīng)當(dāng)?shù)扔谟倚牡幕匦难縖1]。左心室的泵血是血液循環(huán)中最重要的決定因素。而決定左心室泵血能力的因素有以下幾個方面:1.前負(fù)荷,2.后負(fù)荷,3.心肌收縮力。下面我們分別來分析上述三者對心臟泵血能力的影響。
1.前負(fù)荷
定義:肌肉收縮前遇到的負(fù)荷。對心臟而言,心室舒張末期容積就是它的前負(fù)荷。在心臟生理中有一條十分重要的規(guī)律,稱為Frank-Starling定律(見圖1)。許多因素可以引起心室順應(yīng)性變差,臨床上最常見的原因包括心室肥厚、心肌缺血。心室順應(yīng)性變差也可引起心力衰竭,這與后負(fù)荷過大引起的收縮性心力衰竭不同,我們稱之為舒張性心力衰竭。主要機(jī)理是由于心室順應(yīng)性變差,導(dǎo)致心室舒張期充盈不夠,引起心輸出量下降。
說明:圖中縱坐標(biāo)為心臟每搏輸出量,橫坐標(biāo)為心室舒張末期容量,最高的那條曲線為正常人交感興奮狀態(tài)下的Starling曲線,中間那條曲線為正常人安靜狀態(tài)下Starling曲線,最下面那條曲線為心力衰竭患者的Starling曲線。
2.后負(fù)荷
后負(fù)荷是一個十分復(fù)雜的參數(shù),生理學(xué)告訴我們,心室在收縮期所做的功分為兩部分:1.大動脈的彈性勢能,2.血液的動能[2]。彈性勢能使動脈擴(kuò)張而容納更多血液,血液動能使血流克服血管阻力而向前流動。其中彈性勢能是主要部分,約占心室做功的2/3,血液的動能約占心室做功的1/3。以上是從能量守恒的角度分析問題。
下面我們來看看胸內(nèi)壓對心臟功能的影響。在正常人,胸內(nèi)壓均為負(fù)值,根據(jù)Laplace公式可知,負(fù)的胸內(nèi)壓將增加P,導(dǎo)致心室后負(fù)荷增加,從而不利于心功能;正的胸腔內(nèi)壓將減少P,導(dǎo)致心室后負(fù)荷減少,從而改善心功能。目前臨床上使用的機(jī)械通氣均為正壓通氣,因此機(jī)械通氣可以起到心臟輔助支持作用,心源性休克的患者應(yīng)當(dāng)使用正壓通氣。請注意,這里說的是機(jī)械通氣對心室后負(fù)荷的影響,機(jī)械通氣對心室前負(fù)荷的影響又是另外一個問題。一般來說,正壓通氣對胸腔靜脈的回流會有阻礙作用,但是這種阻礙在血容量充足的患者基本可以忽略不計(jì)。
3.心肌收縮力
在剔除前負(fù)荷及后負(fù)荷對心肌收縮力的影響之后,決定心肌收縮力的因素就是心肌細(xì)胞本身的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)了。一般來說,素有鍛煉者心肌細(xì)胞比較發(fā)達(dá),收縮力較強(qiáng)。當(dāng)心肌細(xì)胞發(fā)生炎癥、缺血缺氧、中毒等病變時(shí)會影響其收縮能力。另外,心肌收縮力受神經(jīng)和體液調(diào)節(jié),心交感神經(jīng),去甲腎上腺素,腎上腺素使之增強(qiáng);迷走神經(jīng),乙酰膽堿使之減弱。在臨床上,超聲心動圖是一個比較好的檢測心肌收縮力的手段。
二、血管阻力
血管阻力即血液在血管系統(tǒng)中流動時(shí)所受到的總的阻力,大部分發(fā)生在小動脈。在物理學(xué)上有一個Hagen-Poisseuille方程可以描述管道的阻力:R=8μL/ πr4
公式中R代表血管阻力,μ代表血液的粘滯度,L代表血管的長度,r代表血管的半徑。由上式可以看出,阻力的大小主要決定于血管的半徑。
三、血壓
血壓指血管內(nèi)的血液對于單位面積血管壁的側(cè)壓力,即壓強(qiáng)。由于血管分動脈、毛細(xì)血管和靜脈,所以,也就有動脈血壓、毛細(xì)血管壓和靜脈血壓[3]。通常所說的血壓是指動脈血壓。在人體,動脈血壓是一個不斷變化的變量,最大值出現(xiàn)在心動周期的收縮期,稱為收縮壓,最小值出現(xiàn)在心動周期的舒張期,稱為舒張壓[4]。通常以平均動脈壓作為心動周期中的平均血壓,平均動脈壓=舒張壓+1/3脈壓差。
影響血壓的因素有兩個:心輸出量和血管阻力。在電學(xué)中有一個著名的歐姆定律,描敘的是電壓、電阻和電流的關(guān)系,即電壓=電流×電阻。其實(shí)這條定律在流體力學(xué)中一樣成立,即:管道兩端壓力差=管道內(nèi)流量×管道阻力。
我們將人體全身的血管網(wǎng)絡(luò)看成一個管道,主動脈為流入端,右心房為流出端,以一分鐘為單位時(shí)間,那么根據(jù)歐姆定律,(流入端壓力-流出端壓力)=分鐘血流量×全身血管阻力。
流入端壓力即動脈壓,流出端壓力等于右心房壓(一般情況下接近于0),1分鐘內(nèi)的血流量就是心輸出量。
替換后可得出:血壓(Bp)=心輸出量(CO)×全身血管阻力(SVR)。
根據(jù)上式可知,一個正常的血壓值可以存在三種情況:1.正常心輸出量和正常血管阻力;2.高心輸出量和低外周阻力;3.低心輸出量和高外周阻力。因此,當(dāng)我們看到一個正常的血壓值時(shí)并不意味著病人處于循環(huán)穩(wěn)定的狀態(tài)。
公式中的全身血管阻力(SVR)是一個ICU常用的血流動力學(xué)參數(shù),可以用來反映心臟后負(fù)荷的情況。但實(shí)際上這是有一定偏差的。原因如下:
1.小動脈的阻力是心室后負(fù)荷的一小部分,主要部分在大動脈的順應(yīng)性(彈性)上;
2.SVR反映的是全身動脈和靜脈的平均阻力。由于血管阻力主要部分都集中在小動脈,靜脈系統(tǒng)的阻力明顯小于動脈系統(tǒng)阻力,因此SVR會低于小動脈系統(tǒng)的阻力。
研究血流動力學(xué)對于正確指導(dǎo)臨床治療有積極的意義。
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上海交通大學(xué)
力學(xué)學(xué)科形成了各具特色、實(shí)力雄厚的四個二級學(xué)科:流體力學(xué)、固體力學(xué)、一般力學(xué)與力學(xué)基礎(chǔ)和工程力學(xué)。此外,生物力學(xué)是力學(xué)與生物、醫(yī)學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科,其中研究與人類心血管疾病成因及診治相關(guān)的血流動力學(xué)是發(fā)展較快的領(lǐng)域之一,該方向?qū)儆诋?dāng)前國際前沿。
材料科學(xué)與工程是上海交大的傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科,前身是冶金系,下設(shè)3個二級學(xué)科,其中材料學(xué)、材料加工工程被評為國家重點(diǎn)學(xué)科。
機(jī)械工程學(xué)科培養(yǎng)了數(shù)以萬計(jì)的專業(yè)技術(shù)人才,擁有機(jī)械制造及其自動化和機(jī)械設(shè)計(jì)及理論2個國家重點(diǎn)學(xué)科,整個學(xué)科的實(shí)力都非常強(qiáng)大。
控制科學(xué)與工程學(xué)科以其科研覆蓋面寬、綜合實(shí)力強(qiáng)、人才梯隊(duì)結(jié)構(gòu)合理、培養(yǎng)高層次人才數(shù)量多、質(zhì)量高而列居國內(nèi)同類學(xué)科前茅??刂评碚撆c控制工程、模式識別與智能系統(tǒng)2個學(xué)科從1987年開始就一直是國家重點(diǎn)學(xué)科。
創(chuàng)立于1943年的船舶與海洋工程學(xué)科,已形成了一批在全國乃至世界領(lǐng)先的優(yōu)勢學(xué)科,造就了一批以院士為核心的著名學(xué)科帶頭人,成為了我國學(xué)科門類齊全、綜合研究實(shí)力雄厚、獨(dú)具特色的船舶與海洋工程科研和教學(xué)基地,享有很高的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。
西安交通大學(xué)
機(jī)械工程學(xué)院是西安交通大學(xué)歷史最悠久、實(shí)力最雄厚的學(xué)院之一,優(yōu)勢專業(yè)主要有機(jī)械制造及其自動化、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、機(jī)械電子工程等學(xué)科。
電氣工程學(xué)院是我國高校同類學(xué)科中創(chuàng)建最早、學(xué)科設(shè)置最全的學(xué)院之一,歷屆畢業(yè)生中有近30人成為院士,應(yīng)屆畢業(yè)生一次性就業(yè)率非常高,學(xué)生知識能力強(qiáng),頗受企業(yè)青睞。
能源與動力工程學(xué)院是西安交通大學(xué)的“品牌”學(xué)院,其能源動力學(xué)科實(shí)力強(qiáng)大,在全國都是數(shù)一數(shù)二的,擁有熱能工程、流體機(jī)械及工程、動力機(jī)械及工程、制冷及低溫工程4個優(yōu)勢專業(yè),基本覆蓋了所有能源類專業(yè)方向。該學(xué)院的學(xué)生畢業(yè)后一般都進(jìn)入電力、能源等企事業(yè)單位工作,收入高。
管理學(xué)院在全國同領(lǐng)域非常知名,工業(yè)工程專業(yè)具備了工科的扎實(shí)基礎(chǔ)和管理學(xué)的思維方式,頗受企業(yè)好評,出國率是同類高校中最高的。
電子與信息工程學(xué)院是涵蓋電子信息領(lǐng)域幾乎所有新興工程學(xué)科在內(nèi)的一個學(xué)院,通信工程、自動化、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專業(yè)每年都備受Google等知名跨國企業(yè)的青睞。
北京交通大學(xué)
北京交通大學(xué)原本屬于鐵道部,現(xiàn)劃歸教育部,運(yùn)輸在全國排第一,源于和鐵路的淵源,交大可以說是目前全國僅有的和鐵路聯(lián)系密切的學(xué)校,全校各專業(yè)幾乎都和鐵路相關(guān),所以一些原鐵道部企業(yè)最認(rèn)可交大,交大每年有相當(dāng)數(shù)量的畢業(yè)生會去這些企業(yè)。
交大的特色還在于和鐵路的相關(guān)專業(yè),比如電信學(xué)院的通信、信號,土建學(xué)院的橋梁、隧道,機(jī)電學(xué)院的車輛工程,運(yùn)輸學(xué)院的運(yùn)輸、交規(guī)、物流,經(jīng)管學(xué)院的企管、會計(jì)等。
電信、經(jīng)管很知名,每年報(bào)名人數(shù)很多。理學(xué)院也有很不錯的學(xué)科。
西南交通大學(xué)
交通運(yùn)輸學(xué)院擁有交通運(yùn)輸工程國家重點(diǎn)學(xué)科,在地鐵、物流配送、人機(jī)和環(huán)境工程、智能交通技術(shù)等方面擁有不可代替的地位。上海磁懸浮列車、長江三角洲之間的子彈頭列車,這些先進(jìn)的交通工具代表著未來鐵路交通發(fā)展的方向,而西南交大正是在這方面有著優(yōu)勢。
電氣工程學(xué)院主要從事電氣工程學(xué)科和電子信息學(xué)科的科學(xué)研究和人才培養(yǎng)工作,電力系統(tǒng)及其自動化是國家級重點(diǎn)學(xué)科,地鐵主要是依靠電力能源運(yùn)行,因此許多電氣學(xué)院的學(xué)生被聘請到各地鐵運(yùn)營大市。電氣學(xué)院的磁懸浮列車與懸浮技術(shù)研究所等重點(diǎn)研究所和實(shí)驗(yàn)室可是幾塊金字招牌,磁懸浮列車的研究國內(nèi)第一,世界領(lǐng)先。
西南交通大學(xué)的前身是我國高校最早成立土木工程系的,現(xiàn)在的西南交大土木工程學(xué)院有國家重點(diǎn)學(xué)科橋梁與隧道工程學(xué),國家級特色學(xué)科土木工程等優(yōu)勢專業(yè),結(jié)合西南地形復(fù)雜的特點(diǎn)正在發(fā)揮著不可替代的作用。
北京航空航天大學(xué)
航空科學(xué)與工程學(xué)院是北航最有名的學(xué)院,下設(shè)飛機(jī)系、人機(jī)與環(huán)境系、流體力學(xué)研究所、固體力學(xué)研究所4個系所,支撐起了北航的學(xué)術(shù)高峰。
材料科學(xué)與工程學(xué)院的學(xué)生主要是和飛機(jī)、航天材料打交道,擁有大量省部委材料學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,如民航安全技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。材料科學(xué)與工程專業(yè)還是國家一級重點(diǎn)學(xué)科。材料不僅應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域,還可以廣泛應(yīng)用于建筑等民用行業(yè),就業(yè)范圍非常廣闊。
能源與動力工程學(xué)院原名動力系,擁有一批獲得國內(nèi)同行業(yè)公認(rèn)的高級學(xué)術(shù)帶頭人作為學(xué)院的師資主體。
宇航學(xué)院堪稱航天人才的搖籃,有飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動力工程和探測制導(dǎo)與控制技術(shù)三個本科專業(yè),課程設(shè)置的特點(diǎn)都是以“平臺課方向課”的模式構(gòu)建,大大拓寬了學(xué)生的知識面,提高了學(xué)生的適應(yīng)能力和專業(yè)能力。
計(jì)算機(jī)學(xué)院是一個特別鼓勵學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力,展現(xiàn)自己才華的地方,其計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)也是國家一級重點(diǎn)學(xué)科。
南京航空航天大學(xué)
飛行器設(shè)計(jì)是南京航天大學(xué)最著名的專業(yè),也是歷年學(xué)校招聘會上最受矚目的熱門專業(yè),建有我國直升機(jī)技術(shù)研究方向唯一的國家級(國防)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,建有國內(nèi)唯一專門從事航空智能材料與結(jié)構(gòu)研究的航空重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及CAD中心、結(jié)構(gòu)振動兩個部門開放實(shí)驗(yàn)室。
飛行員專業(yè)是這個學(xué)校最牛的專業(yè),學(xué)校與多家航空公司聯(lián)合,對學(xué)生實(shí)行訂單式培養(yǎng)方式,共有“31”和“22”兩種招生模式,采取國內(nèi)國外兩部教學(xué),如“31”就是學(xué)員前三年在國內(nèi)校本部進(jìn)行飛行專業(yè)基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)和基本技能訓(xùn)練,第四學(xué)年派送到國外飛行學(xué)校進(jìn)行為期一年的飛行訓(xùn)練,并取得中國民航總局認(rèn)可的符合多發(fā)儀表等級要求的國外商業(yè)飛行員駕駛執(zhí)照。
電氣工程及其自動化專業(yè)雖然起步較晚,但發(fā)展十分迅速,且前景很好,擁有航空電源航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,建立了中航一集團(tuán)和中航二集團(tuán)技術(shù)工程中心,相關(guān)研究領(lǐng)域在國內(nèi)也具有重要影響力。
中國海洋大學(xué)
海洋環(huán)境學(xué)院是中國海洋大學(xué)最具海洋特色的學(xué)院,包括國家級重點(diǎn)學(xué)科海洋科學(xué)和環(huán)境科學(xué),其中海洋學(xué)本科專業(yè)是“國家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)基地”首批15個基地之一。
生物科學(xué)專業(yè)屬國家級特色專業(yè)。生物系是山東省重點(diǎn)學(xué)科和國家生物學(xué)一級學(xué)科的重要組成部分。聯(lián)合國教科文組織中國海洋生物工程中心也設(shè)在本系。
軍事海洋學(xué)是海洋學(xué)與軍事學(xué)相結(jié)合的新興學(xué)科。它以軍事作戰(zhàn)需求為牽引,以海洋學(xué)的基本知識和研究方法為基礎(chǔ),研究如何利用海洋要素的變化規(guī)律為軍事作戰(zhàn)服務(wù)。
此外,中國海洋大學(xué)的水產(chǎn)、水產(chǎn)品加工及貯藏工程專業(yè)也是非常具有優(yōu)勢的專業(yè),是國家級重點(diǎn)學(xué)科;水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)、海洋技術(shù)、港口航道與海岸工程、會計(jì)學(xué)等專業(yè)屬國家級特色專業(yè)。
大連海事大學(xué)
大連海事大學(xué)的航海技術(shù)專業(yè)可謂久負(fù)盛名,實(shí)力非凡,1983年聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署和國際海事組織在學(xué)校設(shè)立了亞太地區(qū)國際海事培訓(xùn)中心,1985年設(shè)立世界海事大學(xué)大連分校。
如果說航海學(xué)的是開船,那么輪機(jī)學(xué)習(xí)的就是如何修船了。輪機(jī)管理(輪機(jī)工程)專業(yè)現(xiàn)設(shè)有輪機(jī)管理和船機(jī)修造兩個專業(yè)方向,屬于國家級重點(diǎn)學(xué)科。由于這個專業(yè)自身的特點(diǎn)――工程部件精確度要求較高,所以對所招收學(xué)生的要求也是格外高。
法學(xué)院是遼寧省人大常委會立法顧問單位,其中海商法專業(yè)在國內(nèi)同類法律高校中是首屈一指的,也是大連海事大學(xué)進(jìn)校要求分?jǐn)?shù)最高的專業(yè)。它培養(yǎng)的學(xué)生不僅要求具有扎實(shí)的英語和法學(xué)基礎(chǔ),而且還要求熟悉海運(yùn)及相關(guān)業(yè)務(wù),精通海商、海事法律,能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識運(yùn)用于實(shí)踐中。
海事管理學(xué)科主要培養(yǎng)的是負(fù)責(zé)水上安全運(yùn)輸監(jiān)督管理的專業(yè)人才,學(xué)生畢業(yè)后一般進(jìn)入海事局、海上監(jiān)察、港口監(jiān)察等單位工作,是海上運(yùn)輸?shù)牡谝坏婪谰€。
海上物流專業(yè)是解決港口運(yùn)輸、海洋運(yùn)輸?shù)母鞣N問題的學(xué)科,備受歡迎。
長安大學(xué)
公路學(xué)院是長安大學(xué)最好的學(xué)院,是我國公路交通建設(shè)行業(yè)學(xué)科最齊全、專業(yè)配套規(guī)模最大的公路交通學(xué)院。公路學(xué)院公路建設(shè)學(xué)科與技術(shù)學(xué)科均列入國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)行列,學(xué)院還是全國交通系統(tǒng)監(jiān)理工程師、造價(jià)工程師、檢測工程師和公路交通高新技術(shù)培訓(xùn)基地。
汽車學(xué)院也是長安大學(xué)很牛的學(xué)院,載運(yùn)工具運(yùn)用工程是國內(nèi)為數(shù)不多的幾個權(quán)威學(xué)科點(diǎn)之一,只有西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)可與之一爭高下。學(xué)院有自己唯一的汽車高速實(shí)驗(yàn)環(huán)道和綜合測試場,給學(xué)生們提供了很多實(shí)驗(yàn)機(jī)會,讓學(xué)生在賞車、鑒車、試車的樂趣中發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)。
資源學(xué)院、建筑學(xué)院、工程機(jī)械學(xué)院等都是在公路交通這一大學(xué)科的基礎(chǔ)上不斷細(xì)化而建立起來的,從地質(zhì)勘探到建筑開發(fā),與公路交通相關(guān)的各個方面都可以在這里找到強(qiáng)勢專業(yè)學(xué)科作支持。
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