时间：2023-06-06 09:00:24
“结构教学”根据教学时间单位可以分为以下两种情况：一种是一个教学单元或一个教学长段内的“教结构”与“用结构”； 另一种是一节课内的“教结构”与“用结构”。
类型一：一个教学单元或一个教学长段内的“教结构”与“用结构”
例如：柱体体积计算的教学，不论是正方体、长方体，还是圆柱体，甚至其他的三棱柱、四棱柱，他们都是底面图形的面积与柱体的高的乘积。因此，在采用“长程两段”的教学策略时，以正方体、长方体体积计算为教学结构，以圆柱体体积计算为运用结构。
把“平面图形面积计算的教学”看成一个长段，以平行四边形面积计算教学为教学结构阶段，努力引导学生掌握学习的方法结构；以三角形、梯形以及其他图形面积计算教学为运用结构阶段，引导学生运用方法结构进行主动迁移和类比创造。
借助于平面图形面积计算的教学，帮助学生对面的大小占有及其相应的度量单位建立具体的感性认识；引导学生把握平面图形的特征和相互之间的内在关联，使学生在掌握平面图形面积计算方法的同时真切地体悟渗透其中的转化思想（化未知为已知）；开发和提升学生的类比模仿的创造能力（这种模仿融合了学生类比的思考、融合了学生创造的体验），并帮助学生建立起关系分析的思维习惯和方式。
类型二：一节课内的“教结构”与“用结构”
例如：在《三角形和四边形周长计算》中，可以采用“长程两段”的教学策略，其中三角形的周长计算为教学结构阶段，四边形的周长计算为运用结构阶段。
三角形周长的教学结构：
给学生提供一些小棒。
师：老师这里有一些小棒分别长5厘米、7厘米、9厘米……，用这些小棒可以搭出哪些类型的三角形？
生1：等边三角形、等腰三角形、一般三角形。
生2：直角三角形、钝角三角形、锐角三角形。
师：（对不同的学生提出弹性要求）今天我们从边的角度考虑，请你挑选小棒搭成3个不同类型的三角形，并思考它们的周长怎么计算？填入表格中。当然，如果你对三角形的类型很熟悉，不用搭就能直接思考出它们的周长计算问题也可以直接填入表中。
学生操作，独立完成。
学生在教师指导下完成等边三角形抽象出周长计算的方法，即图形名称、边的特点、所需条件、计算方法与字母表示，并填写到下面的表格内。
师：同学们已经总结出了等边三角形计算周长的方法了，你们能运用方法思考另两种类型的三角形的周长的计算方法吗？并把思考结果填写到表格内。
教师再利用资源辨析比较，进行有序的思维指导，强调从三边相等到两边相等再到三边都不相等的思维过程，让学生充分理解和掌握三角形的周长计算。
四边形周长的运用结构：
师：通过思考，我们知道了三角形周长的计算方法，并且找到了规律，你也能按照刚才的学习方法，得出四边形的周长计算吗？
生1：四边形的周长计算就是4条边加起来。
生2：有些不需要知道4条边，只要知道1条边。
生3：也有可能只要知道2条边。
师：真的是这样吗？请你试一试，可以借助刚才的小棒摆一摆。把你的结果填到表格里。
1方法
1．1三维重建1)CT影像重建:将以上CT信息经Import(导入)Mimics，生成Mask(蒙板)，再经Threshold(阈值分割)、RegionGrowing(区域增长)、Editing-Masks(蒙板编辑)、Calculate-3D(模型运算)建立下肢全长，股骨、髌骨、胫骨三维雏型［2］，作为下一波测量分析的储备。2)MR影像重建:基本步骤同上，但侧重于EditingMasks，以便手工分割出灰度值相差不大的膝关节内外侧韧带［4］，作为下一波测量分析的储备。3)二模融合:虽然CT和MR扫描针对同一个体，但两机不可能同时同层面扫描，获得的扫描参数(层厚、分辨率及空间坐标等)不一样，因此，本研究计划参照我们的前期研究成果“9点3面方案”配准原理［7-8］，在MR重建的韧带模型选择明显的标志点，以便利用这些标志点进行配准并融合到CT重建的骨骼模型中，继而建立包含股骨、胫骨和髌骨以及两侧韧带的膝关节个性化生物模型。
1．2解剖学测量以逆向软件分别测量模型中的下肢机械轴、股骨解剖轴、胫骨解剖轴、股骨外旋角、胫骨平台后倾角等解剖学数据。
1．3运动学分析将重建出来的所有上述几何体导入ANSYSWorkbench，进行网格划分(材料赋值如表1)，施加载荷，最后从等效应力(equivalentstress)和等效应变(equivalentelasticstrain)云图中提取最大值以逐一分析膝关节的主要运动力学特征。
2结果
CT数据被输入Mimics后，把Threshold阈值设置为标准的成人骨质范围226～1778HU［6］;RegionGrowing对初步阈值分割蒙板上彼此不相连接的分割区域进一步细分亚组，提取出股骨、胫骨部分;EditingMasks对蒙板分割修补、去除干扰、修补漏洞。之后的Calculate结果高亮显示骨骼与周围组织界限清晰如图1(a)所示。至于计算机辅佐下的MR影像，因各种组织灰度值相差不大，尤其是韧带自动分割图像困难，Editingmasks［6］手工分割成为首选，结果分辨出膝关节诸如内外侧韧带等附件［1］的2D影像如图1(b)的伪彩染色带。启动逆向软件Mimics的测量模块分别检测:股骨、胫骨解剖学轴线、下肢机械轴线及其两者夹角，股骨前缘厚度、内外髁宽度、内外髁连线及其与后髁连线的夹角，股骨内外髁的宽度，胫骨关节面的前后径与横径间距、胫骨后倾角等参数如图2。启动Workbench的Generate指令生成有限元分析模型如图3(a)所示，经除噪、过滤、光顺、抛光、网格化等处理后如图3(b)所示，对骨骼、韧带、假体等结构赋值(包括弹性模量和泊松比)如图3(c)所示，分别向股骨加载280N压力、股四头肌800N拉力后的静力、方向和形变如图3(d)所示。
3讨论
由于CT对骨性结构显示清楚，但对软组织显示受限;MR扫描软组织成像清晰，清楚显示关节软骨、半月板、韧带等结构，所以本实验分别以CT扫描膝关节骨组织、以MR扫取软组织数据。把CT、MR扫描的二维断层输入到Mimics后，经过图像分割提取区域，并对快速满足膝关节运动学分析的需要。以上重建的解剖结构显示，凸起的股骨关节面和凹陷的胫骨关节面彼此吻合，使膝关节得以在矢状面上伸屈(约135°的屈曲和5～10°的过伸范围)、前后移位，并可在冠状面上内外移位、内收外展;外侧胫骨关节面的特征性凹陷决定了外重建起来的模型进行不同角度观察如图4，以侧胫股关节面并非完全吻合，从而允许膝关节在水平面上内外旋(约3°)、上下移位。不完全属于铰链形态的屈伸功能在运动中发挥着重要作用。如图5所示，相对于胫骨，它有滑动和滚动两种形式。单纯的铰链设计无法达成膝关节运动，通过骨性结构、半月板、关节囊及附属韧带的共同作用，才能保持膝关节的动态稳定。内侧副韧带控制胫骨在股骨上的外旋，外侧副韧带、股二头肌、髂胫束共同维持外侧结构的稳定，前、后交叉韧带更是维持膝关节最坚强的韧带。
为了简化实验过程，我们忽略膝关节运动的支变力学、软骨和半月板的变化，针对膝关节屈伸位姿的受力作有限元分析，发现膝关节负荷表现为胫股关节之间的压应力，其力度随步态和运动进程而变化。当两腿直立时，没有产生弯曲力矩和肌力，两膝分别承受膝关节以上体重的一半(约为体重的0．43倍)，受力方向平行于下肢机械轴;当平地步行时，重力、髌韧带拉力、股胫关节压力等三者合力构成膝关节的承载负荷可达体重的3．02倍，登楼梯时则可达4．25倍［10］;当单腿站立时，身体重力位于膝内侧，负重之腿向外侧倾斜、股骨倾向胫骨内髁以维持身体平衡，如果力量失衡就会造成胫骨内外髁受力不均甚至膝关节内外翻。由于膝关节是复杂结构的力学单元，股胫关节、内外侧副韧带和伸膝装置并不代表全部，故不能保证结论绝对准确，改进这一短处可望在后续研究中减少实验误差。
4结论
【关键词】拉维娜式行星齿轮 结构 教学
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2012）11C-0188-03
随着汽车技术的不断发展，人们对汽车安全性、舒适性的要求也越来越高，因此配置自动变速器的汽车也更广泛。汽车维修人员必须认识自动变速器的结构，掌握其运动规律，并能针对故障症状，分析故障原因，确定故障部位，做到有目的维修，减少返工率，节省费用，提高工作效率。而对于教学效果要达到企业的要求，必须理论联系实际，结合案例分析，让学生更好地理解理论知识，激发学习兴趣。拉维娜行星齿轮结构广泛应用于自动变速器传动系统，这种结构具有部件少、尺寸小、传动比范围大、灵活多变等特点，可以构成变速器有4个前进挡，另外与辛普森行星齿轮结构组合，变速器可具有5个以上的前进挡，以满足汽车节能、环保的要求。以下以01M、01V自动变速器为例，介绍拉维娜行星机构的运动规律，分析各挡位的动力传动线路，以用于实践课程的教学。
一、基础知识
拉维娜行星齿轮结构是一个复合式的机构，它由一个单行星轮式行星排和一个双行星轮式行星排组合而成，前面单行星排由大太阳轮、大行星齿轮、行星架和齿圈组成，后面双行星排由小太阳轮、小行星齿轮、大行星齿轮、行星架和齿圈组成，两个行星排共用齿圈和行星架，机构只有4个独立元件，即大太阳轮、小太阳轮、齿圈和行星架。在行星排中，为了组成具有一定传动比的机构，必须将太阳轮、齿圈和行星架3个基本元件中的1个加以固定，或将某两个元件连接在一起，使行星排变为只有1个自由度的机构，才能获得确定的传动比，进行动力传递。
如果主动件是大太阳轮，从动件是齿圈，行星架固定，则动力传递过程为大太阳轮—大行星齿轮—齿圈。如果主动件是小太阳轮，从动件是齿圈，则动力传递过程为小太阳轮—小行星齿轮—大行星齿轮—齿圈。
二、运动方程式
设小太阳轮、大太阳轮、齿圈的齿数分别为Z1、Z2、Z3，对应小太阳轮、大太阳轮、齿圈、行星架的转速为n1、n2、n3、n4，齿圈与小太阳轮的齿数之比为α1= Z3/Z1，齿圈与大太阳轮的齿数之比为α2=Z3/Z2，单行星排运动方程为：
n2+α2×n3=（1+α2）n4 （1）
双行星排运动方程为：
n1-α1×n3=（1-α1）n4 （2）
由方程式中可以看出，3个基本元件中，选取其中两个分别作为主动件和从动件，只要第三个基本元件有确定的转速（0或某一数值），即可计算出该机构的传动比。
三、01M自动变速器动力传动分析
01M型变速器的行星齿轮结构采用拉维娜式，离合器共三个，分别为前进挡离合器C1、高速挡离合器C3、倒挡离合器C2；单向离合器一个F；制动器两个，分别为低速/倒挡制动器B1、2/4挡制动器B2；小太阳轮、大太阳轮、齿圈的齿数分别为Z1=21，Z2=24，Z3=57，α1=57/21=2.714，
α2=57/24=2.375，元件工作情况如表1。
（一）D1挡
离合器C1接合，单向离合器F参与工作，涡轮驱动变速器输入轴顺时针运动—C1接合—小太阳轮顺时针转动—短行星轮反时针自转—长行星轮顺时针自转—在刚起步时，车速为零，行星架有反时针转动的趋势，此时单向离合器F反时针锁止行星架—齿圈顺时针转动—主减速器输出。
根据双行星排运动方程为：n1-α1×n3=（1-α1）n4，其中n4=0，求得传动比i1=n1/n3=α1=Z3/Z1=2.714。
当汽车滑行时，齿圈反向驱动变速器，齿圈通过长行星架产生一个顺时针的力矩，单向离合器F脱离锁止，行星架也顺时针转动，行星排不能传递动力，无法实现发动机制动。为了使发动机能产生制动，可将挡杆挂入2或L位，制动器B1工作，可以固定行星架，在汽车滑行时，行星机构反向带动发动机，利用发动机怠速运转阻力实现制动作用。
（二）D2挡
离合器C1接合，涡轮驱动变速器输入轴顺时针运动—C1接合—小太阳轮顺时针转动—短行星轮反时针自转—长行星轮顺时针自转—2/4挡制动器B2制动，锁止大太阳轮—齿圈顺时针转动—主减速器输出。
单行星排运动方程为：
n2+α2×n3=（1+α2）n4 （1）
双行星排运动方程为：
n1-α1×n3=（1-α1）n4 （2）
其中n2=0，求得传动比i2=n1/ n3=（α1+α2）/（1+α2）=（2.714+2.375）/（1+2.735）=1.507。
在2挡，汽车滑行时，行星机构能反向传递动力，实现发动机制动作用。
（三）D3挡
离合器C1、C3接合—后行星排中，由于小太阳轮和行星架转速相同，长、短行星轮不能自转，只能同小太阳轮和行星架一起公转—后行星排所有元件作为一个整体—动力传给齿圈输出。此时传动比i3=1。
（四）D4挡
离合器C3接合，涡轮驱动变速器输入轴顺时针运动—C3接合—行星架顺时针转动—2/4挡制动器B2制动，固定大太阳轮—长行星轮顺时针自转—齿圈顺时针转动—主减速器输出。
根据单行星排运动方程为：
n2+α2×n3=（1+α2）n4 （1）
其中n2=0，求得传动比i4=n4/ n3=α2/（1+α2）=2.375/（1+2.735）=0.703。
（五）R挡
离合器C2接合，涡轮驱动变速器输入轴顺时针运动—C2接合—大太阳轮顺时针转动—长行星轮反时针自转—制动器B1制动，锁止行星架—齿圈反时针转动—主减速器输出。
根据式（1）
n2+α2×n3=（1+α2）n4
其中n4=0，求得传动比i倒=n2/ n3=-α2=-2.375。
四、01V自动变速器动力传动分析
01V是德国ZF公司生产的5档手自一体自动变速箱，在国内保有量较多。行星齿轮机构采用了一组拉维娜式加另一组辛普森式的复合形式机构，共有四个离合器、三个制动器、一个单向离合器。
拉维娜式行星齿轮传动与01M相似，不同的是位于后面的小太阳轮齿数比前面的大太阳轮齿数要多，与小太阳轮啮合的是直径小的长行星齿轮。现设辛普森式行星齿轮太阳轮、齿圈的齿数为Z4、Z5，对应太阳轮、齿圈、行星架的转速为n5、n6、n7，现有Z1=38，Z2=34，Z3=98，Z4=32，Z5=76，因此α1=Z3/Z1=2.579，α2=Z3/Z2=
2.882，α3=Z5/Z4=2.375
辛普森单行星排运动方程为：
n5+α3×n6=（1+α3）n7 （3）
（一）D1挡
离合器A接合，单向离合器F1、制动器G工作。
拉维娜式行星排：涡轮驱动输入轴顺时针运动—A接合—小太阳轮顺时针转动—长行星轮反时针自转—短行星轮顺时针自转—单向离合器F1反时针锁止行星架—前齿圈顺时针转动—中间轴。
辛普森式行星排：中间轴—后齿圈—制动器G固定太阳轮，后行星架顺时针转动—输出轴。
拉维娜行星排运动方程：
n1-α1×n3=（1-α1）n4 （2）
辛普森行星排运动方程：
n5+α3×n6=（1+α3）n7 （3）
根据以上运动特性，式中n4=0，n5=0，n3=n6，求得传动比i1=n1/n7=α1（1+α3）/α3=2.579（1+2.375）/2.375=3.665。
（二）D2挡
离合器A接合，制动器C、G工作。
拉维娜式行星排：输入轴顺时针转动—A接合—小太阳轮顺时针转动—长行星轮反时针自转—短行星轮顺时针自转—制动器C制动，固定大太阳轮—前齿圈顺时针转动—中间轴。
辛普森式行星排元件动作同D1挡。
拉维娜行星排运动方程：
n2+α2×n3=（1+α2）n4 （1）
n1-α1×n3=（1-α1）n4 （2）
辛普森行星排运动方程：
n5+α3×n6=（1+α3）n7 （3）
根据以上运动特性，式中n2=0，n5=0，n3=n6，求得传动比i2=n1/ n7=（α1+α2）（1+α3）/α3（1+α2）=（2.579+2.882）（1+2.375）/2.375（1+2.882）=1.999。
（三）D3挡
离合器A、F接合，制动器C工作。
拉维娜式行星排元件动作同D2挡。
辛普森式行星排：由于离合器F接合，后齿圈和太阳轮转速相同，后辛普森式行星排所有元件作为一个整体—后行星架顺时针转动—输出轴。
拉维娜行星排运动方程：
n2+α2×n3=（1+α2）n4 （1）
n1-α1×n3=（1-α1）n4 （2）
辛普森行星排运动方程：
n5+α3×n6=（1+α3）n7 （3）
根据以上运动特性，式中n2=0，n5=n6=n7=1，求得传动比i3=n1/n7
=（α1+α2）/（1+α2）=（2.579+2.882）/（1+2.882）=1.407。
（四）D4挡
离合器A、E、F接合，由于拉维娜行星排和辛普森行星排传动比都为1，所以i4=1。
（五）D5挡
离合器E、F接合，制动器C工作。
拉维娜式行星排：输入轴顺时针运动—离合器E接合—行星架顺时针转动—制动器C制动，固定大太阳轮—短行星轮顺时针自转—前齿圈顺时针转动—中间轴。
辛普森式行星排元件动作同D3挡。
根据单行星排运动方程为：
n2+α2×n3=（1+α2）n4 （1）
辛普森行星排传动比为n5=n6=n7=1。
其中n2=0，n3=n7，求得传动比i5=n4/n7=α2/（1+α2）=2.882/（1+2.882）=0.742。
（六）R挡
离合器B接合，制动器D、G工作。
拉维娜式行星排：离合器B接合，变速器输入轴顺时针运动—离合器B接合—大太阳轮顺时针转动—短行星轮反时针自转—制动器D制动，锁止行星架—前齿圈反时针转动—中间轴。
辛普森式行星排：中间轴—后齿圈—制动器G固定太阳轮，后行星架反时针转动—输出轴。
拉维娜行星排运动方程：
n2+α2×n3=（1+α2）n4 （1）
辛普森行星排运动方程：
n5+α3×n6=（1+α3）n7 （3）
其中n4=0，n5=0，n3=n6求得传动比i倒=n2/n7=-α2（1+α3）/α3=-2.882（1+2.375）/2.375==-4.096。
五、故障分析实例
（一）01M自动变速器高速加速缓慢
故障现象：某车行驶12万公里后，当进行路试，发动机转速达到2000r/min时，车速只有80km/h，继续加速发动机噪声很大，车速上升慢。
分析：对照01M自动变速器换挡图，3000r/min对应车速为100km/h以上，初步判断为4档打滑。
排除：先检查变速器油，发黑并伴有烧焦味道。拆检变速器，发现超速离合器C3摩擦片有烧损，更换摩擦片和钢片，并更换所有密封胶圈，装复后试车，换挡正常。
（二）01V自动变速器挂倒速，反应迟缓
故障现象：某车装用01V自动变速器，行驶里程15万公里，当挂倒速，要等几秒后才能行驶，感觉无力，而前进挡行驶正常。
分析：从前面01V变速器动力传动可知，与倒挡相关的元件有离合器B、制动器D。
排除：拆检变速器，发现倒速离合器B摩擦片有轻度烧损，再仔细检查离合的铝活塞在径向有一道微小裂纹，更换摩擦片和活塞，并更换所有密封胶圈，装复后试车，故障消失。
综上所述，拉维娜行星齿轮是一个复合传动结构，太阳轮、齿圈和行星架3个基本元件中，齿数依次为由小到大的关系，但行星架是没有齿数的，为了方便计算，可以假设其齿数为太阳轮、齿圈的齿数之和。行星架上的行星轮只是改变基本元件的传动方向，不会影响传动比，执行元件的离合器将基本元件中的其中两个进行动力传递；制动器将基本元件中的其中一个固定、另两个元件中其中一个主动，一个从动，从而实行动力传递，改变传动比。要计算某挡位的传动比，必须确定主动件、从动件，还有参与工作的元件和工作状态，列出运动方程，求出传动比。让学生结合多种自动变速器实物，确定太阳轮、齿圈的齿数，计算出各挡位传动比，并与维修手册给出的传动比对照，确认结果是否正确，从而真正掌握动力传递原理。最后学生能对有故障的自动变速器进行分析，确定故障部位，为学生自主学习打下坚实基础。
【参考文献】
[1]陈天民.自动变速器动力流分析大全[M].北京：中国电力出版社，2008
[2]汪立亮.轿车自动变速器维修技能实训[M].北京：北京理工大学出版社，2007
[3]李玉茂.宝来、捷达轿车故障实例与分析[M].北京：机械工业出版社，2005
[4]王遂双.汽车电子控制系统的原理与检修[M].北京：北京理工大学出版社，2004
关键词：价值分析；应用；隔震减震；技术；结构动力学
伴随着社会各个方面的快速发展，结构形式已经从传统的单一方式走向了综合性方式，加上社会和民众对安全的重视程度越来越高，对建筑的抗震减灾要求也在提升。在传统的建筑结构中，一方面建筑工程的造价昂贵，另一方面在抗震减灾方面也还有待提升。在这种背景下，近些年国内对抗震减灾技术进行了大量的研究，在许多实践中得到了运用，取得了非常显著的效果。隔震是指在工程结构中，设置一层隔震装置，便于在发生地震时起到减缓地震带来的影响的一种方法，该技术目前的运用相对成熟。结合动力学的相关知识对隔震减震装置的设计以及材料选用进行分析，可以有效的提升隔震减震技术的使用效果。
一、建筑结构设计的保障
在建筑物设计时，只要设防烈度在六度以上的，根据规定必须开展抗震设计，为了达到抗震设防目标，要求建筑物必须具备良好的延伸性、刚度、承载力等多项要求。延伸性实际上是指在承载力没有发生重大变化时，让建筑主体维持原来的形态，在受力发生变形时可以有一定的舒缓性。通常来说，延伸性越好，该建筑的抗震能力也越高。
在选择延伸性以及相关的建筑要求以后，就必须借助抗震措施进而提升该建筑的延伸性，进而保证在发生各类地震时满足抗震的要求。一般来说，要想达到上述要求，首先需要做的就是增大梁柱的抗弯能力，使其在地震来临时，有充分的韧性去应对，从而保证建筑不受地震的影响，始终保持其稳定性，最后保证其安全性。在进行抗震设计时，抗震计算为建筑抗震设计提供定量计算方式，而良好的构造措施能有效地保障局部薄弱环节和整体性达到抗震计算结构的有效性，而抗震设计包含了三个方面的内容，分别是抗震计算、概念设计、构造措施，这三部分是一个统一的整体，必须全部具备，忽略了任何一个部分都有可能造成抗震设计的失败。
二、结构动力学的特征
在结构动力中，通常会伴随时间的推移而变化。由于反应时间以及荷载发生变化，其动力问题也会随之发生变化，而静力问题则较为单一，是属于恒定的，其解十分单一，必须建立在相应于反应过程全部感兴趣时间的一系列解答；在结构静力学问题和动力学问题中，二者的区别是非常明显的，而特征都是抵抗结构加速度及惯性力。通常而言，如果惯性力是结构内部弹性力所平衡的全部外荷载的一个组成部分，那么在考虑问题时，首先需要考虑的问题就是动力特性。同时，如果运动的速度较慢，以至于惯性力不会带来影响时，则荷载和反应可能随时间的变化而产生变化，但是不管是分析哪一个瞬间的影响，任然可以选择用结构静力分析方法来进行解答。
三、结构动力学在隔震减震的应用
在一套减震系统中，其中最为重要的设计原理就是提升系统的阻力和降低系统的固有频率以此来降低结构的加速度反应，进而从本质上降低结构的地震内力，但是，该设计方式的弊端还是非常明显的，具有明显的局限性，主要表现在此方法适合在高层建筑中使用，在软弱地基中不适合使用。在这种背景下，相关的研究得出了一种新的减震装置，可以控制结构地震的反应。
耗能减震应用和原理。在发生地震时，地面会发生运动进而引起结构发生反应，结构会在这个过程中吸收许多的地震能量，而能量要想分散，必须要进行转换才可以完成。在传统的抗震系统中，其建筑的主体结构容易在地震中遭到损毁，而在发生损毁时实际上就是能量转化的过程中，而建筑主体损坏就是地震能量转化的结果。
从能量的角度来看，地震输入给结构的能量Et是不变的，所以，耗能装置消耗的能量越多，那么结构自身所需要消耗的能量就会减弱，也就有效的降低了结构地震所带来的反应。同时从动力学的角度来看，实际上耗能装置的作用就是提升了结构的阻力，在增大结构阻力以后，那么就有效的降低了地震给结构带来的反应。在小地震或者风的作用下，耗能装置应该具备一定的刚度，从而保证结构的使用性，在发生大地震时，耗能装置通常需要先进入非弹性状态，将地震给结构带来的能量进行大量的消耗。
四、结构动力学在隔震减震中的原理
在一个建筑结构中，一旦受到外力的影响，那么结构会发生破坏或者引起结构疲劳，严重的会造成建筑结构变形或者倒塌，同时在这个过程中会产生噪音，在经历了振动以后，相关的机构部件会受到影响，建筑的寿命也会受到影响。
通常来说，现在的隔震设计基本上都是在地面以上的部分选择一个恰当的位置设置隔震层，让表面建筑和地基之间通过隔震层有效的隔开，进而降低在地震发生时给地面建筑物带来的能量传递。大量的试验研究显示，只要结构隔震设计较为科学，通常可以有效的降低地震带来的能量反应的百分之六十上下，进而大大的降低地震给建筑结构带来的影响，提升建筑本身的抗震能力，保证使用者的生命财产安全。
实际上，结构在自由振动时有衰减现象，振动的幅度会伴随着时间逐渐减小，在最后逐渐停止，在遭受大的地震能量影响时，外部荷载必须对内部结构持续的做功，才能保证振动幅度一直持续。上述研究都充分的说明在振动的过程中，伴随着时间的推移振动幅度会逐渐的消失。而这种能量逐渐的消失实际上就是振动减弱的最直接的表现，同时也称之为阻力。在进行动力计算时，需要先建立结构的振动方程，为了有效的反映振动时的能量变化情况，在建立方程的过程中，需要引入一个造成能量耗散的阻力。
在振动过程中，阻力的来源是多方面的，比如：在振动过程中，不同材料之间产生的摩擦、主体部件之间产生的摩擦、周边介质带来的阻力等等。同时，影响阻力的因素也是多方面的，要找出一种科学有效的并且可以反映不同结构中阻力作用的理论是非常困难的，所以，在当前采用较多的就是比较简化的阻力模型。
五、总结
综上所述，在国内各类建筑蓬勃发展的今天，对建筑的质量要求特别是抗震减震要求越来越高，在进行建筑结构设计时，必须要结合相关的实际，采取科学有效的措施控制好结构地震的反应，进而有效的降低结构的地震内力，从根本上降低地震给建筑结构所带来的破坏，提升建筑物的抗震减震能力，保证建筑物的安全和人民群众的生命财产安全。因此，需要将结构动力学的基本方法和原理，应用于建筑物的设计过程中，以得到隔震减震的目的。
参考文献：
[1]范荣全，曹枚根，卓越，卢智成，张雪松.高压断路器抗震能力分析及抗震减震措施[J].高压电器，2012，03：12-16+20.
[2]干洪，胡建安.大底盘框架结构的减震性能分析[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2012，04：1-5.
[3]张凤，琚宏昌，杨宝洞，张贝宜，李远心.建筑隔振与消能减震的分析研究[J].四川建材，2012，06：59-60+63.
[4]李建，张燕.结构动力学在建筑结构中的减震隔振应*用[J].阴山学刊（自然科学），2010，03：22-25.
关键词：电力企业；调度中心；组织行为学；群体动力学
一、前言
电力企业是关系到国计民生的基础性行业。电力调度机构是电力系统安全经济运行的指挥中枢。由于电力系统运行必须遵循保持发电和用电实时平衡的客观规律。因此，国内外在推进电力体制机制改革的过程中，对电力调度机构的职能调整都高度重视。职能的调整导致调度机构的组织、人员配置以及相应的工作流程必须进行相应的调整优化，以确保调度机构能够有效履行其变化的职能，从而确保电力系统的安全可靠运行，为改革顺利推进提供保障。
本文提出基于群体动力学的电力调度中心组织结构优化配置理论，并基于该理论对国内某特大城市的G市调度中心的组织结构优化过程进行分析，重点是要实现三个整体目标：一是实现电力调度中心职能的变化。二是顶层设计要有预见性。三是变革过程要平滑过渡。
二、基本背景
电力调度中心的组织机构及人员配置变革课题，涉及电力系统科学与管理科学，充满挑战性。这一课题在国内外尚属于研究的起步阶段。究其原因，在于调度中心的组织变革的驱动力来自于物理电网复杂度的增大以及调度中心核心业务职能的变化。例如，美国、英国等西方国家的一些电网调度中心或系统控制中心，由于市场化改革的推动，电网调度中心的业务职能发生了很大的变化。因此，电网控制中心的组织机构和人员配置随着发生了巨大的变化，而法国等国家的一些电网调度机构，由于职能变化较少，机构即相对稳定。而G市调度中心所管辖的电网发展很快，售电量相当于国内某些省电量的几倍，且城市用户平均停电时间等关键性指标已超越纽约等国际大都市。有鉴于此，2012年G市调度中心升级为省级调度中心，在职能上发生重大转变。
需要特别指出的是，笔者自1998年起，在调度中心从事人力资源管理工作16年，深刻体会到仅依靠平衡记分卡、SWOT分析等某一、两样管理学工具，进行组织结构变革等工作，是远远不够的。对于调度中心的人力资源管理，需要探索长远、可持续提供支撑的体系化理论。
在实践中，笔者认为应当引入管理学中的“组织行为学”开展相关工作。本文采用组织行为学中的群体动力学方法，研究电力调度中心的组织机构及人员配置变革。与之类似的是，调度中心的电网分析计算，正是有了矩阵理论的体系化支撑，才能有了长远发展的生命力。如下图1所示。
三、群体动力学概要
组织行为学（Organizational Behavior）是致力于理解、解释、预测和改变在组织情境中发生的人类行为的研究领域。它是美国哈佛商学院等院校的研究生课程，理论体系非常庞大，详见文献[1-4]等。群体动力学（Group Dynamics）是组织行为学的分支之一，是研究群体变革的重要理论体系。群体动力学研究的是群体的本质，即影响群体的形成和发展的变量、结构。
本文提出，将群体动力学的五阶段模型（five-stage model）、间断-平衡模型（punctuate-equilibrium model），用于电力调度中心的组织机构及人员配置优化。
五阶段模型给出了群体发展所经历的5个阶段：形成阶段。激活团队，从外部引入新成员，并使成员互相了解、试图建立规则，逐步明确新职能；磨合震荡阶段。成员与领导者之间互相磨合，有时会有不同程度的冲突。在此阶段建立了新的组织机构；规范阶段。群体成员发展出良好紧密的同事合作关系；运作阶段。群体高效率合作，完成任务。中止阶段。群体目标实现，解散后进入下一轮变革。
与之相匹配，间断-平衡模型是指，在5个阶段中，群体还要不断经历两个时期，前一半时间是平衡时期，群体制订了计划但完成不多，主要是试探并积累经验。而后一半时间，由于接近最后期限，成员就要变革以保证完成群体任务。在此过程中，群体结构（Group structure）不断调整，逐步平滑过渡。该理论的一个典型例证，就是无论团队有多少时间来完成任务，都有成员会等时间过了一半，才开始“如梦方醒一般”全力工作。
四、基于群体动力学的调度中心组织结构优化
（一）基于五阶段模型的调度中心变革
由于电力调度指挥工作的连续性，为保证电网的安全，G调度中心的组织结构变革采用的是组织行为学中的渐近式变革（incremental change），保持连续性和平滑过渡。该过程可用下图2表示。
基于五阶段模型，广州调度中心向省中调的变革经历了以下几个阶段：
（1）形成阶段。传统G市调度中心只是地区调度，没有电力电量平衡、电网稳定控制等职能，在提升为省调度中心后，职能发生重大转变。调整后的新职能是：接受网调的调度指挥；组织制订系统运行的管理制度、指标体系、评价考核标准等，组织开展系统运行统计分析与信息；对发、输、变、配、用电设备并网的系统运行管理；系统运行计划管理，组织协调主配网系统运行计划；系统运行的安全风险管理和稳定管理；二次系统的归口管理等等。
G市调度中心打破以往只招收大学毕业生和基层人员的传统，从各省中调（内部招聘方式）、发电厂和设备厂家（社会招聘方式）等引进高级人才12人，从而激活团队，带动G市调度中心全体人员观念转变和能力提升。
（2）磨合震荡阶段。在组织结构调整过程中，充分留足团队磨合空间，并围绕风险、计划、并网、调控、评价五个管理开展工作，完成了新的11项工作细则、80项业务指导书的制度体系建设工作。在三道防线建设过程中，循序渐进，由少到多，先独立组织完成广南、增城稳控系统技术改造工作，再逐步实现对三道防线运行管理的整体把控。
在此阶段，G市调度中心建立健全了新的组织机构，整体调度中心下设10个科，分别是运行方式科、主网调度科、发电调度科、配网方式科、配网调度科、继电保护科、自动化科、通信科、技术经济科及综合科。其中，主网调度科和配网调度科分别下设一个班：主网调度班和配网调度班，自动化科下设四个班：调度自动化班、配网自动化班、变电站自动化班和信息运维班。
（3）规范阶段。G市调度中心群体成员发展出良好紧密的同事合作关系，高度协同，完成了发电调度管理等10项制度、84项流程编制及宣贯，基本建立了适应中调管理职责和业务的制度群。经过上述过程后，G市调度中心新的人员配置共有职工149人，从人员结构情况来看，在学历方面，研究生及以上学历43人；本科学历80人；大专学历18人。在职称方面，高级职称14人，中级职称39人，初级职称49人。
（4）运作阶段。G市调度中心调度关系调整历时2年，分4批次的将D市电网输变电设备、发电设备调度管辖权全部交接完毕，转入全面独立调控。从数字上可以看出交接量的巨大：共涉及500kV主变14台，220kV变电站44座，220kV线路110条。
（5）中止阶段。G市调度中心目前还不需要进行下一轮的变革，因此暂未有此方面工作。
（二）基于间断-平衡模型的群体业务建设
在上述各阶段中，则需要不断应用间断-平衡模型进行群体业务建设，如图3所示。
表1给出了上节“运作阶段”过程中，G市调度中心2013年发电设备调度管辖权的接收过程。从表1中可以看出，依据间断-平衡模型，整体工作分为两个阶段，第一阶段开展的任务比第二个阶段少，主要是接收增城片网的发电设备。从群体动力学的角度看，是为了使变革过程平滑过程，给调度提供一个逐步掌握发电设备调节特性、电网断面调控方法以及支持系统实际应用的过程。因此，发电设备建议分两批交接，且第一批交接的具备AGC（Automatic Generation Control自动发电控制）功能的发电设备，仅为两家电厂，且所处电网结构相对简单，潮流控制较为清晰，有利于调度员实操训练，积累经验。在此过程中，方式科、保护科等科室不断交互磨合，逐步完成对发电设备的整体把控。
需要说明的是，G市调度中心新的组织结构和人员对其它输电设备调度管辖也采用了类似的模式。受文章篇幅所限，本文不再详细展开。
经过此阶段的工作，G市调度中心调控的电网水平迅速提高，G市供电局获得了供电A级金牌企业称号（全国仅有10个）。
五、结语
本文尝试运用组织行为学中的群体动力学，研究电网调度中心组织结构及人员配置优化问题，并以G市电网调度中心组织机构调整为例，研究了该理论的实际运用。
人力资源优化配置是技术和管理科学的重要课题，对重要业务部门的人力资源优化配置提供理论指导，是具有现实意义的重要研究领域。
参考文献：
[1]Jerald Greenberg.组织行为学（第7版）[M].范庭卫，译.江苏：江苏教育出版社，2005.
[2]Joyce S.Osland.库伯&奥斯兰组织行为学（第8版）[M].王永丽，译.北京：中国人民大学出版社，2011.
[3]Stephen P.Robbins.组织行为学精要（第12版）[M].郑晓明，译.北京：机械工业出版社，2014.
关键词 产学研；耗散结构；技术创新
中图分类号 F273.1
文献标识码 A
文章编号 1006-5024（2013）01-0032-05
一、技术创新的要素构成
技术创新要素主要包括知识、技术、人才、资金以及信息等因素，实验设备、土地等物质要素由技术、资金等要素表示，这些要素在产学研合作过程中具有不同的特性和功能。
知识是技术创新的智力保证。Webster词典（1997年）关于知识的定义为：知识是通过实践研究、联系和调查，对事物的实施和状态认识的集合，是对科学、技术和艺术的理解，是人类获得的关于真理认识的总和。伴随着技术特别是高新技术的快速发展，知识在经济发展方面的作用越来越重要，成为时代的主要特征。知识经济是“以知识资源的拥有、配置、产生和使用为最重要生产要素的经济型态”。“知识已是一种生产的要素，而且是全球化经济环境中最重要的关键资源。”在知识经济时代，知识取代了土地、资金、设备等原本企业赖以竞争的要素，成为经济增长的源泉。一个组织的优劣依赖知识的储存、扩散、创新能力。创新本质上是知识再创造的动态过程。知识既是创新不可缺少的投入要素，又是创新的结果和产出。“知识”具有系统性和动态性，它是多种元素按照一定的组成规则形成的有序集合，同时知识通过与人或组织交互作用形成了一个动态的系统。因此，各种知识必须协同发展并在使用、传播和交流的过程中实现其价值。各创新主体应充分发挥各自的作用，相互合作，协同发展，促进创新网络的形成，使产学研合作内部各主体所具有的知识特别是隐性知识在流动和扩散的过程中不断增值，从而产生新的知识。新技术的构想不是凭空想象出来的，而是建立在大量占有已有知识基础上的。创新的导入就其本质而言，是利用旧知识产生新知识的过程。
技术是技术创新的核心。技术既是技术创新成功实现的手段，也是技术创新的目的。技术具有延续性、累积性。技术通常依附于组织和个人，并通过产品、设备表现出来。采用什么技术、对什么技术进行创新是组织必须面临的选择。如果选择过于先进的技术，超出组织本身的技术能力，就很可能使技术创新活动失败，组织将面临极大的投资风险。因此，组织应该选择适合自己组织能力的技术进行创新。
人才是技术创新活动的承担者，是技术创新的核心要素。创新活动既需要具有企业家精神的领导者，还需要具有一定能力的技术、营销和管理人员。技术人员是技术机会的主要发现者，是新技术知识在组织内的应用者和传播者；营销人员通过广泛的社会交际能力和敏锐的市场洞察力，把握技术创新市场的营销机会；高素质的管理人员、技术工人直接影响创新活动的效率和生产系统的有效运行。技术创新活动必须依靠各种人才的创造及其潜能的发挥，人才的素质决定了技术创新水平的高低。
资金是技术创新活动的物质保证。为有效开展技术创新活动，组织必须在市场调研、研究与开发、工艺设计、制造生产、市场销售等一系列创新环节进行资金投入，否则，技术创新活动就无法开展，因为技术创新活动具有高风险性和不确定性，所以组织开展技术创新活动必须以一定的资金作保证。
信息决定技术创新的方向。随着信息在社会经济生活领域的广泛应用，信息的作用越来越受到重视，并且被认为是与人才、资金、知识同等重要的创新资源。创新信息包括客户信息、产品信息以及同业者等市场信息，也包括资金、人才、政策、法律法规等资源信息。因此，信息是产学研合作进行技术创新活动的必要条件和重要因素。从某种意义上说，技术创新过程就是一个不断进行交换和产生信息的过程。开展技术创新所需要的各种信息需要在产学研内部以及产学研之间进行交流才能加以利用，即需要传送、交换和处理。技术创新活动从本质上说就是信息的处理过程，生产经营、产品开发、原材料供应、能源利用、资金分配和人才管理都必须有相应的信息保证。决策机构依赖于信息的支持，以保证技术创新决策的准确性、高效性和及时性。技术创新型组织内部各部门之间以及组织与外部环境之间的相互作用都是靠信息来维持的。
技术创新具有不确定性。在发明活动、试验和试生产阶段以及市场运营阶段均具有不确定性。要降低和抵御各种技术创新风险，就必须对信息进行有效收集和处理，加强对各种不确定因素的预测、评估、分析和监控，利用各种渠道获取充分的技术，市场信息可以最大限度地降低各个创新环节的不确定性。通过产学研合作的组织形式，能有效地分摊创新成本、分散创新风险。
二、对于技术创新主体的再认识
技术创新主体是指参与技术创新过程，或为技术创新活动提供资源，并能够影响创新成果分配的组织机构。一般情况下创新主体具有以下几个特征：具有进行创新活动所要求的能力或资源；能够承担创新活动的责任与可能的潜在风险；可以获取创新活动产生的收益。
对技术创新主体的研究，可以从宏观（国家）、中观（区域或行业）和微观（企业）三个层次进行，对应于不同层次的技术创新系统，技术创新有着不同的主体。
一般而言，国家创新系统是以国家为基本单位的创新网络系统，创新行为主体包括企业、科研机构、教育与培训机构、政府部门、中介机构和基础设施等；有的学者认为，技术创新活动的行为主体主要有企业、高等院校、科研机构、政府部门和中介机构等，并且认为企业是区域技术创新系统的核心；有的学者认为，政府、企业、大学科研机构、中介组织是技术创新的行为主体，并认为政府在技术创新活动中起到重要的作用，是技术创新体系中的一个重要主体。从上述观点可以看出，多数学者对技术创新主体的认识具有共识性，均把政府、企业、高校、科研机构、中介组织等行为主体看作是技术创新活动的主要参与机构或组织。
本文认为技术创新主体应分为行为主体和参与主体。所谓技术创新的行为主体是指具有创新资源要素、能够直接开展创新活动，并且可以具体参与科技创新全过程或某几个阶段的个体和组织机构。大学和科研机构都是技术创新前两个阶段的主要执行者，而企业则主要实现后两个阶段。参与主体不直接进行技术创新活动，但为技术创新活动提供良好的环境和相应的资源，参与主体包括政府、金融机构和中介机构。
技术创新的自身特点决定了企业、大学和科研机构共同构成技术创新的行为主体。企业作为技术创新的主体，这首先是因为技术创新是一项与市场密切相关的商业活动，只有企业才具备进行市场活动的商业能力；其次技术创新需要很多如工艺、制造、市场方面等与产业相关的特定知识，而这些知识只有产业或企业才能提供；最后高等学校和科研机构的科研成果只有通过企业才能转化为现实的生产力。只有转化为生产力，高等学校和科研机构的科研活动才具有现实意义。企业不仅是技术创新投入和技术创新活动的主体，而且是技术创新的决策主体、研发主体，还是技术创新的收益主体。
三、产学研行为主体的地位和作用
（一）企业的地位和作用
企业在技术创新体系中扮演重要角色。企业通过技术创新活动把先进技术转化为社会可利用的产品或服务，在满足市场需求的同时，也可以获取相应的技术创新收益。因此，在技术创新过程中，企业具有把人力、资金、技术和知识等生产要素重新组合的功能，通过技术创新、工艺创新、组织创新等创新活动，实现创新要素资源功能的最大化。
企业根据政府产业政策，按照市场需求和竞争态势，可以自主设定并实施开展重大技术创新项目。通过产学研合作，充分利用高校和科研机构的基础研究和应用开发能力，弥补自身的不足来提高自身的创新能力。企业必须具有把创新成果转化成市场需求产品的能力，必须具有通过技术创新获取经济效益的能力。
由于资源的稀缺性和创新的复杂性，企业必须具有同高校、科研机构等社会单位合作的能力，能够把社会创新资源吸收到企业内部，通过产学研合作解决技术创新中的知识和技术难题。企业是资金的主要提供者，承担巨大的财务风险。因此，在技术创新活动成果的分配中，应具有知识产权和财务收益的主要权利。
产学研合作方式有多种，如联合开发新产品、新技术，企业是资金的主要提供者，从而获取部分知识产权或创新成果的优先转让权；企业也可与科研机构合作建立研究所、实验室，以此形成相对稳定的长期合作关系。
（二）高等学校的地位和作用
高校在承担教育、创新知识职能的同时，成为科技体系的重要组成部分，在知识创新和高新技术产业化进程中发挥巨大作用。早在1985年，《中共中央关于加强教育体制改革的决定》就指出，高校应在承担教学任务的同时积极开展科研工作，在有条件的高等学校成立科研中心。我国高等学校具有学科门类齐全、科技人员聚集、人员知识层次较高的特点，并且具有覆盖科学技术各个学科领域的优势。因此，能够承担和组织创新性的研究和开发工作，积极推进科技成果的产业化，为国家科技创新系统培育高质量的人才，从而在国家创新系统中发挥重要作用。
高校信息资源丰富，通过与国际学术界、教育界的广泛联系，把握着当代科技发展的最新动态。通过自己培养的毕业生，与政府、企业和研究机构保持密切的联系。我国高校是科学、教育结合较为密切的社会系统。基于人才和科研资源的优势，在整个技术创新系统中，高等学校还承担着知识、信息的生产、传播、转移和人才培养的任务。
高等学校在技术创新体系中不断创造新知识，为基础研究和人才培养提供强大支撑力量，这些奠定了大学在技术创新系统中的知识创造和人才培养的主体地位和作用。
（三）科研机构的地位和作用
科研机构在技术创新体系中具有重要的作用。科研机构主要承担基础研究和开发研究的活动，常常为企业创新提供技术支撑，满足社会进行技术创新的技术需求。因此，科研机构的科技活动必须以社会、市场需求为核心，不断提升自身创新能力，所开发的技术能够快速转化为产品或服务。通过产学研结合，为企业提供新技术，这样既满足了企业对科研成果的需求，又实现了科研机构自身的社会价值。
科研活动应配合国家或区域的发展战略，根据国家、区域和企业的需要，结合科研机构自身的技术优势，确立主要技术发展方向，开发具有突出特色的技术领域。科研机构应与企业及市场的需求融为一体，在自身优势领域开展具有选择性的研究，以便在产学研合作技术创新的活动中扮演更重要的角色，为产学研合作技术创新活动提供强大的技术支撑。
科研机构具有大量先进和前沿的技术储备，在产学研合作创新过程中，既是技术的开发者，也是技术的提供者。科研机构的科研人员也是我国国家创新系统的宝贵资源，这些科研人员往往具有很强的应用研究与开发能力，是技术创新过程中进行中试活动的主要行为者。有些科研机构还具有先进的仪器和设备，可以为产学研合作技术创新提供有力的物质手段。
四、耗散结构理论
普利高津认为，现实的系统都是开放的系统，对于那些复杂的有机系统、社会系统，以不同的形式不断地与外部环境进行物质、能量、信息的交换，因而表现为一种显著开放的状态。对一个开放系统来说，向外部流出物质、能量和信息时熵流表现为正值，系统从外部环境吸收物质、能量和信息时熵流为负值，系统与外部环境不发生交换时熵流为零。当系统的熵值增加时，系统会朝着混乱的方向发展。如果系统从外部环境吸收“负熵流”，系统的熵值就会减少，系统就会向平衡、自组织的方向发展。对于一个平衡态的系统来说，开放条件下不断从外部环境吸收能量使系统处于不平衡状态，形成系统在温度、压力、浓度及能量和信息上的非平衡，而这种非平衡又会导致在系统内部进行物质和能量的相互交换和流动，进而导致系统内部熵值的变化，这又会使系统的秩序、结构发生变化，从而不断促使系统向更高级的方向进化、发展。
随着耗散结构理论的发展和完善，它不再仅限于解释热力学系统，而在流体、激光等系统、核反应过程、人口分布、环境问题乃至交通运输、城市发展等课题中都得到具体应用。有些经济、社会学者有时也运用耗散结构理论来解释和预测经济、社会、技术创新等具有自组织现象的社会科学问题，具体表现为：远离平衡态的开放系统通过不断吸收外部的物质和能量，在一定的控制条件下，由于系统内部以及与外部非线性的相互作用，通过内部因素的涨落可以形成稳定的有序结构。在技术创新过程中，由于未来的不确定性，创新可能成功，也可能失败，通过涨落使技术创新水平不断提高。
五、技术创新系统的耗散结构特性
产学研技术创新体系是通过各种创新资源和要素的有机结合，各种要素之间相互流动、密切合作，以及各主体之间相互作用，形成一种推动技术创新自运行、自发展的动力机制和驱动力量，促使技术创新活动朝着有序、稳定的方向发展，同时也促使与技术创新有关的科技、经济和社会系统的协调发展。
技术创新系统是一个复杂适应性的系统，在产学研合作技术创新系统中，各主体紧紧围绕技术创新这一核心任务，在技术创新过程中通过相互作用形成了一个自律的创新网络。同时，各创新主体从自身的原则出发，在相互作用过程中表现出一定的整体特性和规律。产学研合作创新系统具有复杂实用性系统的一些特征：缺少核心控制机制，只具有在简单的规则支配下运行的实用特性，并涌现出复杂的特征。所以，产学研合作技术创新系统是一个复杂适应性的系统。
（一）技术创新主体相互作用
OECD在1997年的《国家创新体系》报告中这样描述：存在于不同主体之间的相互作用是促成创新的重要原因之一。技术创新的要素和效果之间不是简单的线性关系，这个复杂的系统中要素的作用、反馈及其他相互作用，其投入和产出都不是单一的，因此，可能是存在多对多的矩阵关系。在这个复杂的系统中最为核心的是企业，因为从合作组织来讲，需求缺口和难以通过自身满足需求的是企业，它是进行生产组织和获取外溢特别是知识的最重要主体，这种溢出知识的来源可能是其他企业、高校甚至于一些中介机构。产、学、研、政府、其他中介机构等组成合作创新不同层次的主体，各主体有自己的目标、结构、动力和策略，这种不同使组织合作创新变得更为复杂，但是在相互作用中也更具有活力和可学习的特征。对于整个创新合作组织而言，并不存在绝对的主导者，而是通过某种机制自动有序运行。正是这种不同，才形成了产学研合作的进化动因和发展动力。
（二）技术创新体系开放和非均衡
技术创新系统作为一个开放性系统，与环境不断进行物质和能量交换。外部环境对组织发展有着不可忽视的作用：一方面外部环境变化给组织带来冲击和威胁，成为组织发展的动力；另一方面外部环境是组织负熵流的重要来源，为组织良性发展提供机会。技术创新系统就是以关系为节点，以协同为链条，通过各种“流”为具体内容形成的自适应体系。创新组织的形成及有序演化不但取决于主体之间，还受到主体与环境之间存在的物质、能量和信息流动的影响。任何孤立和封闭都会对合作产生不利的影响，需要具备研发能力的企业、高校和科研机构共同参与。即组织的成员之间在能力和需求上需要匹配，存在于主体内的资源要素更需要进行合理有序的流动，也只有这样才可能实现技术的创新和创新成果的有效转化。
六、产学研技术创新体系耗散结构动力机制
根据耗散结构理论，一个开放系统的系统熵由两部分组成：一部分是由于系统内部的非线性相互作用所引起的不可逆的熵增；另一部分是系统不断从外界吸收物质和能量所引起的负熵流，这部分熵流导致系统的熵减。系统的熵增使得系统有走向混乱无序的趋势，但是负熵流的引入，会使系统本身的熵逐步降低，系统朝着稳定的方向发展。
从微观上讲，组织内部由于熵增而进行非平衡演变。为了达到新的平衡状态，组织必须不断从外部环境吸收新的要素，使组织引入“负熵流”，通过涨落转变为另一种更有序的耗散结构。
技术创新要素的引进就是在产学研技术创新系统中引入“负熵流”的过程。由于熵减远离，组织由无序状态逐步走向有序的状态（如图1）。在耗散结构中，产学研技术创新系统中创新各要素之间存在着非线性的复杂相干作用。由于产学研合作各方及各种创新要素在数量及功能方面存在不均匀的、非对称作用，通过非线性相干作用可以产生增量、非守恒的相互作用。非线性相干作用使产学研及各自要素的独立性完全丧失，在产学研合作组织内部通过互为因果关系形成双向的物质、能量及信息传递的循环关系，从而使微小涨落朝着巨涨落的方向演进，技术创新活动不断产生新的创新成果。因此，组织一定要重视创新的外部资源与内部资源的相互作用。
关键词：土木工程大类专业；结构力学；教学内容；教学方法
中图分类号：TU311；G6420 文献标志码：A 文章编号：1005-2909(2012)04-0062-04
1998年10月教育部颁布了《普通高等学校本科专业目录》，将原土木建筑类的8个专业(建筑工程专业、交通土建工程专业、城镇建设专业(部分)、矿山建设专业、工业设备安装工程专业、涉外建筑工程专业、饭店工程专业、土木工程专业)合并为土木工程专业。土木工程学科由20世纪50年代较窄的专业模式转变为如今的“大土木”模式，现今的“大土木”范畴并不是以前土木工程相关专业的简单归并与重复，而是更高意义上的整合和扩展，文章称之为“土木工程大类专业”。同时，伴随着中国经济的快速发展与市场化程度日益深化，土木工程类企业参与国际市场的机遇与挑战并存，对土木工程大类专业人才的培养质量提出了更高的要求。土木工程大类专业人才培养一直以来存在“专”与“通”的矛盾，即专业技术应用型人才和复合型人才培养的矛盾［1］。
目前，相关教育管理部门、各高校及学者基本形成共识：土木工程大类专业人才的培养应“强基础、宽口径、多方向”。其中，“强基础”是“宽口径、多方向”的前提，国内开设土木工程大类专业的高校学制4年的总学时一般控制在2 500学时左右,公共平台课（含公共基础课、专业基础课及人文社科选修课）占教学计划总学时的80%，约2 000学时，基础课和专业基础课的学时较为充裕，能较好地满足土木工程大类专业复合型人才“强基础”的培养要求。国外土木工程大类专业特别注重力学类课程的学习，如：密歇根州立大学力学类课程为17学分，占总学分(128学分)的13%；佛罗里达大学力学类课程26学分，占总学分(131学分)的20%；威斯康星麦迪逊大学力学类课程24学分，占总学分(125学分)的19%；南加利福尼亚大学力学类课程21学分，占总学分(135学分)的16%。力学类课程在总学分中所占的比重高是“强基础”的充分体现［2］。需要强调的是：基础课根据培养目标要求,重在让学生掌握必要的基础理论。基础教学不仅应从专业教育的需要来考虑，还应着眼于学生今后的发展，为“宽专业”的培养目标打下坚实的基础。
结构力学是固体力学的一个分支，主要研究工程结构受力和传力的规律、工程结构的优化等内容。结构力学任务是：研究工程结构在外载荷作用下的应力、应变和位移等规律；分析不同形式和不同材料的工程结构，为工程设计提供分析方法和计算公式；确定工程结构承受和传递外力的能力；研究和发展新型工程结构。作为土木工程大类专业承接专业基础课和专业课的重要课程，结构力学课程历来受到各高校、教学管理部门及专业协会、学会的重视。中国土木工程学会教育工作委员会江苏分会于2011年组织举办了江苏省高校首届土木工程青年教师讲课竞赛，结构力学作为四门竞赛课程之一，江苏省大部分土木工程类院校都安排青年教师参加，是参赛人数最多的课程，充分体现了结构力学课程的重要性。随着科学的发展和技术的进步,以及力学解题方法的增加和计算机的普及,结构力学涉及的内容越来越多。同时,由于中国高校本科专业的调整、压缩,相关课程学时的减少，如何在有限的学时内把结构力学教好,以及如何合理调整教学内容、改进教学方法以适应形势的发展和现实的需要,就显得尤为重要。但目前在“大土木”背景下有关结构力学的教学探讨还不够充分，文章从结构力学的学科体系出发，从课程内容设置、教学方法几个方面探讨了“大土木”背景下结构力学课程的教学工作。
一、结构力学的学科体系
结构力学根据研究性质和对象的不同分为结构静力学，结构动力学，结构稳定理论，结构断裂、疲劳理论，杆系结构理论，薄壁结构理论和整体结构理论等。
结构静力学主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态以及结构优化问题，是结构力学其他分支学科的基础。结构动力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的分支学科，由于涉及时间因素，结构动力学的研究内容一般比结构静力学复杂。结构稳定理论是研究工程结构稳定性的分支，主要研究细杆、薄板和薄壳在受压时应力小于屈服极限的情况下发生失稳(皱损或曲屈)的问题。结构断裂和疲劳理论是研究因工程结构内部裂纹在外载荷作用下扩展引起断裂破坏，或在幅值较小的交变载荷作用下引起疲劳破坏的学科。另外在对各种工程结构的理论和实验研究中，针对研究对象的维度差别还形成了杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论三类。随着科学技术的不断进展，又涌现出夹层结构和复合材料结构［3］。
结构力学是一门古老且如今发展迅速的学科，新型工程材料和新型工程结构的大量涌现为结构力学提供了新的研究内容并提出了新的要求。同时，计算机技术的发展为结构力学提供了有力的计算工具。结构力学对数学及其他学科的发展起到了很好的推动作用，如有限元法这一数学方法的出现和发展就与结构力学的研究有密切关系。
关键词：工程结构 受力 强度 材料
一、结构力学是主要研究工程结构受力和传力的规律，以及如何进行结构优化的学科
工程结构是能够承受和传递外载荷的系统，包括杆、板、壳以及它们的组合体。结构力学的任务是研究工程结构在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律；分析不同形式和不同材料的工程结构，为工程设计提供分析方法和计算公式；确定工程结构承受和传递外力的能力；研究和发展新型工程结构。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要做到用料省、重量轻、美观大方.对某些工程来说减轻重量尤为重要，比如飞机重量的减轻，就可以使飞机达到：航程变远、上升加快、速度加大、能耗降低等优点。
二、结构力学的发展简史
起初，人们对天然的结构进行观察和研究，如：树木的根、茎、叶，骨骼的形状和结构，山洞、蜂窝、蚁窝和鸟巢等。随着社会的进步，人们对结构设计的规律以及结构的强度和刚度有了逐步的了解和认识，也积累了不少宝贵经验，这主要表现在：埃及的金字塔，中国的万里长城、赵州安济桥、北京故宫等等。结构力学在发展的初期是与理论力学和材料力学融合在一起的。到19世纪初，人们开始设计各种大规模的工程结构，要作较精确的分析和计算。因此，工程结构的分析理论和分析方法开始独立出来，到19世纪中叶，结构力学开始成为一门独立的学科。从19世纪30年代起，由于要在桥梁上通火车，不仅需要考虑桥梁承受静载荷的问题，还必须考虑承受动载荷的问题，又由于桥梁跨度的增长，出现了金属桁架结构。19世纪末到20世纪初，学者们对船舶结构进行了大量的力学研究，并研究了可动载荷下的粱的动力学理论以及自由振动和受迫振动方面的问题。20世纪初，航空工程的发展了促进科学家们对薄壁结构和加劲板壳的应力和变形分析，以及对稳定性问题的研究。同时桥梁和建筑开始大量使用钢筋混凝土材料，这就要求科学家们对钢架结构进行系统的研究，在1914年德国的本迪克森创立了转角位移法，用来解决刚架和连续粱等问题。20世纪20年代，人们又提出了蜂窝夹层结构的设想。根据结构的"极限状态"，学者们得出了弹性地基上粱、板及刚架的设计计算新理论。对承受各种动载荷的结构的力学问题，也做了许多研究工作。随着结构力学的发展，疲劳问题、断裂问题和复合材料结构问题先后进入结构力学的研究领域。20世纪中叶，电子计算机和有限元法的问世使得大型结构的复杂计算成为可能，从而将结构力学的研究和应用水平提到了一个新的高度。
三、结构力学的学科体系
结构力学分为结构静力学、结构动力学、结构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。结构静力学主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态，以及结构优化问题。结构动力学是研究工程结构在动载荷作用下的响应和性能的分支学科。结构稳定理论是研究工程结构稳定性的分支。结构稳定理论中最重要的内容是确定结构的失稳临界载荷。结构断裂和疲劳理论是研究因工程结构内部不可避免地存在裂纹，裂纹会在外载荷作用下扩展而引起断裂破坏，也会在幅值较小的交变载荷作用下扩展而引起疲劳破坏的学科。在结构力学对于各种工程结构的理论和实验研究中，主要有杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论三大类。整体结构是用整体原材料，经机械铣切或经化学腐蚀加工而成的结构，它对某些边界条件问题特别适用，常用作变厚度结构。随着科学技术的不断进展，又涌现出许多新型结构，比如20世纪中期出现的夹层结构和复合材料结构。
四、结构力学的研究方法主要有工程结构的使用分析、实验研究的理论分析和计算三种
在结构设计和研究中，这三方面往往是交替进行并且是相辅相成的进行的。使用分析对结构的评价和改进起着重要作用。新设计的结构也要通过使用来检验性能。实验研究分为三类：模型实验、真实结构部件实验和真实结构实验。例如，飞机地面破坏实验、飞行实验和汽车的碰撞实验等。结构的力学实验通常要耗费较多的人力、物力和财力，因此只能有限度地进行，特别是在结构设计的初期阶段，一般多依靠对结构部件进行理论分析和计算。材料力学为结构力学的发展提供了必要的基本知识，弹性力学和塑性力学又是结构力学的理论基础。结构力学是一门古老的学科，又是一门迅速发展的学科。新型工程材料和新型工程结构的大量出现，向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展，为结构力学提供了有力的计算工具。另一方面，结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就与结构力学的研究有密切关系。
五、结语
总之，社会在不断发展，人类在快速进步，唯有工程结构和设计上的高品质、严要求才能满足人们对生活和生产上愈来愈高的需求！
关键词：知识 技能 能力 素质 结构
一、知识结构
知识的广度和深度决定人的思维和发展，所以高等学校在课程设置方面应该考虑到知识结构。“知识结构”是指一个人经过专门学习培训后所拥有的知识体系的构成情况与结合方式。合理的知识结构，既有精深的专门知识，又有广博的知识面，具有个人事业发展实际需要的最合理、最优化的知识体系。大学生要建立起合理的知识结构，培养科学的思维方式，提高自己的实用技能，以适应将来在社会上从事职业岗位的要求。
建立合理的知识结构对于人的成长发展是至关重要的，在高校人才培养中应通盘考虑知识结构，设置好第一课堂知识结构和第二课堂知识结构。在第一课堂知识结构中建立基础知识结构（即通识必修课程），学科专业知识结构（即学科基础知识、专业主干、专业方向），兴趣爱好知识结构（即考虑个性化课程选修、通识选修）；在第二课堂知识结构中开发素质拓展知识结构（即自主发展课堂和研究性知识结构），让第一课堂知识和第二课堂知识产生互补，有效充实学生大脑知识结构的认知过程。
二、技能结构
21世纪是知识经济发展的时代，主要是经济和科技竞争的时代，市场的竞争会更加激烈和残酷。市场的竞争就是人才的竞争，所以高校在培养人才规格中要考虑技能结构的培养，大学生不仅要有完整的知识结构，还要有技能结构。
技能结构主要分职业类型、证书和资格证书、工作经验、教育程度四个方面。如果二类高校注重技能结构方面的培养，学生在应聘能力和后期发展能够发挥优势。在职业类型方面，考虑大学生的职业倾向（如技能型、研究型、艺术型、经管型、社交型、事务型），针对不同类型进行培养。在证书和资格证书方面，指导大学生在四年学习中，根据自己所学的专业或自己职业发展的方向考国家认定技能证书或各类职业证书。在工作经验方面，学院要有计划、有目的、有时间段地指导学生合理的专业见习、专业实践、参加实习、暑期实践、参加社会调查和社会服务学习活动，保证学生在毕业时有足够的社会实践经验，不是茫然就业或茫然走上社会。在教育程度方面，根据大学生的需求，指导他们在四年中参加辅修学习、双专业学习、双学位学习、考研教育，让大学生有计划地实施自己的发展规划，以便他们走上社会更加充实。
三、能力结构
能力是在各项活动中产生的，总是和人完成一定的活动联系在一起的。一个人的能力大小，直接影响到活动的效率，离开了具体活动既不能表现人的能力，也不能发展人的能力，所以在人才培养中，应组织大学生开展各类活动。
人的能力结构分四类：行政管理能力、社会活动能力、潜在发展能力、自我规划能力，即“对内、对外、对未来”三方面的能力的综合培养。在行政管理能力方面，多开展组织管理、团队合作、沟通交往、行政办事、写作表达等活动。在社会活动能力方面，加强外联活动、社会服务、社会项目、外境学习、游学、研究型学习项目，在这些活动中提高社会活动能力。在潜在发展能力方面，鼓励学生参加各类社团、参加国家、省、校获奖各类大赛、参加各类项目、参加创意创业、营销策划活动，多发表文章等，通过这类活动提高大学生的潜在发展能力。在自我规划能力方面，对大学生进行智商+情商+逆商的教育和培养，帮助大学生做好职业生涯规划，让他们在校的四年期间职业认知更加清晰、职业目标更加明朗，在走上职场时更加自信。
四、素质结构
“素质”一词本是生理学概念，指人的先天生理解剖特点，主要指神经系统、脑的特性及感觉器官和运动器官的特点。素质是心理活动发展的前提，离开这个物质基础谈不上心理发展。各门学科对素质的解释不同，但都有一点是共同的，即素质是以人的生理和心理实际作基础，以其自然属性为基本前提的，也就是说，个体生理的、心理的成熟水平的不同决定着个体素质的差异，因此，对人的素质的理解要以人的身心组织结构及其质量水平为前提。所以应用型高等学校在人才培养中需要更加注重素质结构的培养，素质结构应着重在思想品德、身体健康、科研创新、职业素质四个方面。在思想品德方面，教育学生树立政治信仰和良好的思想品德、锻炼意志和培养健全人格；在身体健康方面，培养学生的体育精神，鼓励学生学学生体质健康标准和心理健康标准，适应社会；在科研创新方面，创业项目、创意策划、文章发表、项目等；在职业素质方面，个人素质修养、简历面试、精神面貌、政策咨询等。
参考文献：
Abstract： Based on the new problems existing in the teaching process of Structural Mechanics in western local colleges and universities， this paper constructs the course organization of Structural Mechanics course by analyzing the concept of MOOCS. This paper puts forward the teaching method of "MOOCS" for some chapters by optimizing students' composition in class， and puts forward teaching reform measures through optimizing the preview courseware with high quality preview video， improving the quality of classroom discussion， reforming the curriculum assessment methods and others. The course practice results show that the teaching effect is good， and has accumulated experience for the course construction of Structural Mechanics.
P键词：结构力学；慕课；自主学习
Key words： structural mechanics；MOOCS；self- learning
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0201-02
0 引言
《结构力学》[1-2]是土木工程、地下空间结构等土建类专业必修的主干课程，是土建类专业最重要的课程之一。结构力学在整个土建类专业课程体系中处于承上启下的核心地位。一方面，它前承高等数学、理论力学、材料力学等课程，另一方面，它又后继钢筋混凝土结构、钢结构、工程结构抗震等专业课程，为专业课程提供必需的基础知识和计算方法。
在大学课程学分、课堂学时压缩的背景下，如何结合西部地方高校结构力学课程教学的特点，借助现代教育技术与网络技术，为结构力学教学注入新的活力，值得广大西部地方高校结构力学课程教师思考[3]。
1 结构力学课程教学特点与问题
结构力学教学内容繁杂。目前，西部高校结构力学课程教学内容主要包括：几何组成分析、静定结构的内力分析及位移计算、力法、位移法、影响线、矩阵位移法、结构动力计算与极限荷载等。结构力学课程有如下两个方面的特点：①基本概念多；②计算方法多。虽然在结构力学课程学习之前，学生已经学习过理论力学与材料力学，但是结构力学课程新概念依然偏多。如：几何构造特性（几何不变、几何可变、瞬变）、定向支承、瞬铰、计算自由度、结构（多跨连续梁、刚架、桁架、组合结构、拱结构）、移动荷载、影响线、力法、位移法、矩阵位移法等，对学生来说都是新名词、新概念。结构力学计算方法多，可以分为：静定结构内力计算方法、影响线分析方法、结构位移计算方法、超静定结构计算方法等。其中：静定结构内力计算方法需要分别针对静定多跨梁、刚架、桁架、组合结构和拱结构进行分析，每种结构因具有不同的几何特性和受力特性而具有不同的计算方法和求解技巧；影响线分析包括静力法和机动法；结构位移计算方法包括直接积分法和图乘法；超静定结构计算方法包括力法、位移法和矩阵位移法等。课程要求学生理解包括结构的几何组成分析、静定结构和超静定结构的内力、位移计算以及动力计算等基础问题的概念与理论，掌握计算静定结构和超静定结构的内力和位移等的计算方法。在结构力学教学方式上通常采用板书、PPT的方式课堂讲授。课堂教学时，通常是让学生先理解基本理论，然后利用先期学过的知识建立方程，求解某类结构的内力与位移等，即基本技能的掌握。课堂教学模式相对固定，能让学生很容易的明白理解这些理论知识，并掌握求解某种结构内力的技能，但反过来也容易造成课堂教学呆板与枯燥。
限于区域劣势，西部地方高校大学生的总体高考录取成绩要低于东、中部学校的学生。结构力学作为土建类专业的必修课，课程内容难度较大，且需要前期数学、力学相关课程基础，部分学生感觉学习起来困难。从本校近几年结构力学期末考试情况来看，每年学生的优秀率约在10%，不及格率约在30%，这与学生的生源有一定的关联度。作为西部地方高校，在吸引优质生源方面确实不如东、中部院校，但是西部地方高校也不乏优秀学生，这些学生学习的主动性非常好，处于“学有余力”层次。另外一部分学生，由于基础较差，在学习过程中很努力，但是成效不好，处于“心有余力不足”层次。这两部分学生的比例约占总学生人数的30%左右。如何更好的满足这两部分学生对教学的要求值得思考。另外，结构力学理论教学与工程实际脱节以及教师无法及时获取学生反馈信息等问题也是亟待解决的难点。
因此，考虑利用“慕课”的优势[4-5]，为西部地方高校结构力学教学提供有益的补充，这将为西部地方高校结构力学教学改革开辟一条新途径。
2 慕课特点
“慕课”（MOOCS）是大规模的网络开放课程。慕课是将传统课程以在线的方式呈现在学习者的面前，赋予了传统课程显著的开放特征，实现了由传统课程向开放课程的转变。慕课有强烈的学习现场感而且重视学习过程，通过严谨的知识点拆分，以逼真的短视频完成教学内容。教学理念上更要注重学生创造性思维的培养，将传统“灌输式”的线性教学方式转变为“对话与协商式”的非线性教学方式。此外，“慕课”教学设有交流平台，以网络为媒介进行交流、讨论学习，并以协作式的学习方式来完成学习过程。慕课实现了信息时代的在线学习、自主学习和终身学习模式。慕课对教师就课程内容的组织提供了更高的要求，同时对学生学习的自主性也有更高的要求，这二者达不到要求，慕课的效果也未必很好。
3 结构力学课程慕课的构建
针对当前结构力学课程教学中存在的问题，考虑“慕课”的特点，对现有的教学内容进行优化，试图从教学形式和教学组织上进行突破，改善教学效果，调动学生的主观能动性，为部分学生提供课堂以外的学习资源。基于这种考虑，拟在现行教学形式的基础上对结构力学课程的教学模式进行改革，主要体现在以下几方面。
①考虑到“慕课”的组织形式需要学生有主动学习与自主学习的能力。因此，在采取“慕课”教学形式的班级学生组成上需要有所要求。通过学生申请，上课教师对申请学生进行面试后，组成“慕课”教学形式的班级。
②上课的教师，以团队的形式完成结构力学“慕课”的所有内容的制作。但是对于采用“慕课”教学形式的班级，仅限部分章节采用“慕课”教学形式进行，重要章节依然采用传统教学方式进行。
③为了配合“慕课”教学，课程教学日历和教学大纲需要在网络平_提前，使得学生有充足的时间进行自主学习。
④针对每次课的内容，形成简化版与完整版两个教学版本的PPT。简化版采取录制方式，通过老师讲解与PPT播放两种方式相结合的方式对课程内容进行简单讲解，并将视频上传到网络，供学生预习。在学生自主学习完成以后，配少量单项选择题进行测试，方便学生学习之后进行自检，同时测试结果自动反馈给上课老师，即“课外在线学习”。完整版是对课程内容完全深入细致的讲解，主要用于老师上课之用，上课过程中，要根据学生自学过程中反馈的测试结果有针对性的进行讲解，并就预习过程中的问题，与学生进行交流，即：“课内现身说法、重视师生互动”。上课结束之后，传到网络，供学生复习。
⑤调整课堂教学组织形式。主要流程如下：介绍章节学习目的基本概念的简单讲解或回顾学生自学中存在问题的讲解，与同学交流、讨论典型问题的讲解课堂内容的总结与深化。
⑥布置课后作业，公布课后答疑与习题辅导课时间。习题辅导课之前，给学生做作业的过程中提供必要的答疑辅导，及时解决学生在做题过程中的问题。在学生完成作业后，要给学生开设习题辅导课，采用板书方式对习题进行讲解，为学生提供规范的解题步骤，使学生明白自己的不足与改进的地方。
⑦结合慕课的特点，改革考核方式，将学生网上预习的情况以及课堂互动也纳入学生成绩的组成部分，以调动学生平时自主学习的积极性与主动性。
4 结构力学课程慕课的实践
结合学校推行的“慕课”建设立项计划，以及学校针对 “慕课”建立的激励机制，在学校影像专业技术人员协助下，教研室以团队形式完成了结构力学“慕课”的部分章节的制作。目前《结构力学》课程的课程教学日历、教学大纲、部分章节的简化版教学视频以及自测习题已经上传学校局域网。结合学校的“卓越工程师培养计划”，对《结构力学》课程采取“慕课”教学形式的班级学生进行优选。目前已经在“桁架结构内力计算”、“静定拱结构”与“影响线”三个章节采用“慕课”的教学形式。学生对这种教学方式感觉新奇，教学效果较好。
5 结语
结构力学是土木工程、地下空间结构工程专业非常重要的专业基础课，针对目前西部地方高校结构力学课程教学中部分学生自主学习的需求，通过对“慕课”理念的分析研究，提出了西部地方高校结构力学课程慕课组织模式。依托学校的 “慕课”建设政策，初步完成了结构力学课程的“慕课”建设，并在部分章节进行实践，教学效果良好，为结构力学课程的“慕课”建设与实践提供了宝贵经验。
参考文献：
[1]冯秀梅.基于教学型学校《结构力学》教学方法的探讨[J].山东工业技术，2016（8）：270.
[2]杨丽红，樊涛，吴国辉，等.研究型教学在结构力学课程教学中的应用[J].中国现代教育装备，2016（3）：29-31.
[3]魏科丰，陈凯，孔来稳.独立学院结构力学课程分类教学的探索与实践[J].四川建材，2014（12）：246-247.
论文摘要：建筑结构是工程造价专业的一门专业基础课程，针对目前建筑结构教学现状及存在的一些问题，提出了适合该专业的以就业需求为导向，突出培养学生识读工程施工图能力为主的的教学内容和教学方法，为提升学生结构素养及工程能力提供有益的参考。
近年来，我国高等职业教育发展迅速，在借鉴德、美、英等国成功经验的基础上，对高职教育进行了一系列的研究与探讨，取得了显著的成绩。但是，我们也必须正视一个严峻的问题，即随着高职院校数量和招生人数的迅速增加以及各个专业的不断细化，新增专业的人才培养应采取何种方式就成为一个关键问题。以高职工程造价专业为例，人才培养必须了解社会需求及岗位需要，正确定位人才培养方向，明确教学培养目标，结合高职特色进行课程和内容设置，完善和优化教师队伍。《建筑结构》课的教学应强调理论知识的系统性与完整性，而鲜明的对立观点认为高职教育就是职业教育，在教学中应强调动手能力、实际操作能力，只重视岗位技能的培养可忽视理论教学。实际上前一种观念忽视了高职教育的“职业性”特色，而后一种观念又忽视了理论教学，这势必影响学生的可持续发展。所以如何将高职教育的“高等性”与“职业性”有机结合，突出高职教育的职业特色是摆在《建筑结构》课教师面前的一大难题。因此，有必要对工程造价专业的“建筑结构”课程进行教学改革。本文结合笔者自身的教学经验，从工程造价专业“建筑结构”课程的教学内容和教学方法等方面的改革进行探讨。
一、优化教学内容
课程体系设置是培养目标得以实现的重要手段。高职课程设置必须以就业为导向，基础课程以应用为目的，以够用为度，专业课程要加强针对性和实践性，强调理论与实践相结合。工程造价专业是一个为适应社会不断发展、分工逐渐细化的新形势，在原土建专业的基础上分支出来的新兴专业，在课程设置的问题上必须慎重，只是在原有土木工程的课程基础上进行简单地删加，很可能成为一个“畸形”的土木专业，并非真正意义上的“工程造价”专业。
合理设置课程内容
对工程造价专业的学生而言，学习“建筑结构”这门课程的主要目是能够识读结构施工图，熟悉相应结构的构造要求，为今后的工程造价计量工作奠定基础。教师在教学过程中，应紧密围绕这一教学目的，将课本中的内容进行精选，做到有选择、有重点地进行教学。《建筑结构》课程内容包括钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构和结构抗震。因此本课程主要是研究混凝土基本构件的受力性能、计算方法与构造要求等问题；砌体结构主要介绍些材料的性能、受压构件的计算及混合结构墙、柱的设计；钢结构则主要介绍钢材的机械性能、钢结构的连接的一门专业基础课。以上四部分每一部分单拿出来就是一门独立的课程，所以内容多，知识面广，而且这门课中公式多、符号多，很多同学在学习的时候对概念、构件的破坏过程理解不清，而这些内容本身就具有连贯性，一部分学不好理解不透彻直接影响后面章节的学习效果。工程造价专业的学生由于力学基础知识较少，更是感到难学；目前适合工程造价专业学习的《建筑结构》教材较少，大多数都是把混凝土部分、砌体部分、钢结构部分、抗震部分叠加到一起，没有突出工程造价专业的特点，所以课程内容的选取至关重要。如受弯构件正截面和斜截面承载力计算方法及其有关构造规定要着重讲解，而对于材料的设计原理则作为一般了解内容；又如在钢筋混凝土梁板结构章节的教学过程中，对肋形楼盖的结构平面布置、结构内力计算和截面配筋计算等教学内容就可以简单介绍，只要求学生适当了解肋形楼盖中梁、板在荷载作用下的作用即可，而对肋形楼盖板、梁的构造要求则应作为重点教学内容来讲授。所以在该专业建筑结构课程的教学中，对理论计算部分可少讲，重点介绍清楚规范中的构造措施及其做法。
增加“平法”识图教学内容
识图能力是工程造价专业学生的核心能力之一， 而结构施工图的识读是其难点。但是， 由于相关专业知识的限制， 结构施工图识读能力的培养不可能在建筑识图与构造课程中完成， 作为新入学的新生对建筑工程的构造还不甚了解，所以只是记忆了部分制图规则，还不能灵活应用到建筑工程施工图的识读中去。平法施工图尤其如此。所以在学完建筑结构课程后，对整个建筑工程的结构形式、构造有了较清楚地认识，这时候再结合“平法”制图规则去识读施工图会取得较好的效果。
因此， 建筑结构课程必须将结构施工图的识读作为重要教学内容， 否则， 这一核心能力将出现“盲区”。教学中， 我们讲授了钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构三种结构类型房屋结构施工图的图示与识读方法， 其中， 钢筋混凝土结构以平法施工图为主。
二、改进教学方法
教学有法，但无定法，贵在得法。传统的以教师为中心的教学方法，对于实践性很强的工程技术类课程，已被实践证明教学质量不高、效果不好。究其原因主要是学生在整个教学活动中一直处于被动地位，难以激发学生的学习积极性。目前我校区还没有属于工程造价专业进行结构方面研究的实验室，而教材中的很多公式和结构的破坏过程来自于实验，这样就造成了教学中实验的缺失，不利于学生对教学内容的理解。要改变这种现状唯有把学生从被动接受中解脱出来，变被动为主动。要实现这一目标，采用模型活动教学法是一种有效的途径。该法不同于一般的展示性课堂模型教学，其特点是学生通过模型制作活动，在活动中学习、思考、发现和解决问题，以此提高其动手能力和学习兴趣。现以“建筑结构”课程中的钢筋混凝土结构受弯构件为例，来分析比较课堂讲授法与模型活动教学法的课堂组织路线、特点和效果。
1、课堂讲授法
1）课堂组织路线
介绍工程实例 — 构造要求 — 实验研究 — 基本假设 — 公式推导— 公式应用举例 — 布置作业。
2）特点
整堂课都由教师讲解，在黑板上画图形及公式推导，学生在课堂上被动接受知识。由于多根受力钢筋或构造钢筋在同一平面上，只能画出一根来表示，较为抽象，学生不便理解，特别是构造钢筋的布置和作用只有强记，学生普遍感到枯燥难学。
3）与培养目标的适应性
该法适合理论推导，对条理明晰的公式推演尤其效果较好，对本科教育较为适应。但对以培训生产一线的应用型人才为目标的高职高专类专业，尤其是工程造价管理专业，由于对工程技术课程不要求达到设计深度，只需了解设计计算原理，更主要的是要看懂图纸，明白设计意图和施工方法。因此，若还是生搬硬套工民建专业惯用的课堂讲授法，对高职高专类工程造价专业是不合适的。
4）效果分析
该法对于公式推导部分是非常有效的，也没有其他更好的方法替代。但对于其他部分教学效果不好，特别是对学生的动手能力、识图能力和创新意识的培养效果没有体现出来。在更复杂的梁和板的配筋设计或预算中出现的漏筋的情况更多，特别是现行平法图配筋表达方法学生更是无法下手做预算。这些现象的频繁出现与只注重理论讲授的教学方法有着根本的因果关系。
2、模型活动教学法
1）课堂组织路线
介绍工程实例 — 照图制作梁、板模型 — 分析构造要求 — 讲解受力钢筋的计算方法 — 布置作业计算受力筋 — 按作业结果制作模型
2）特点
课堂组织由教师先讲解基本要求，以学生制作模型为核心，在制作模型中理解构造要求，教师引导学生思考，为讲解理论计算作铺垫，课后学生把作业模型化进一步加深理解。
3）与培养目标的适应性
模型活动教学法是使学生在制作模型的实践活动中学习、提高的教学方法，与高职高专注重培养实践动手能力的目标是相吻合的。学生制作模型的过程就是一个施工的过程、实践的过程，把实际中获得的知识再应用于实际工作中，就容易使学生达到“上手快、实际能力、操作能力强” 的高职高专素质要求。
4）效果分析
从以往的经验看，学生对现场工程实习都比较感兴趣，几本没有缺席的现象，而在课堂理论教学中，学生缺席几乎是不可避免的。因此，可以认为学生是比较喜欢实践活动的。模型活动教学法就是一种实践活动课，因而这种教学方法较容易被学生接受，能够激发学生的学习兴趣，使学生在课堂中由被动的接受知识转到主动的认知。同时，制作模型的过程也是施工的过程，学生不仅能学习结构知识还能学习施工知识，是一种综合训练。施工方法是灵活多变的，学生在制作模型的过程中可以探索新的工艺，这对学生的探索能力、创造能力的培养是实实在在的。在课堂讲授法中，学生作业出现的错误问题，通过模型制作将不会发生，因为有些钢筋不可能架在空中。可以预计采用模型活动教学法能够收到良好的教学效果。但模型活动教学法也不是万能的，也有其局限性，理论公式推导就不能用该法来实现。在使用该法时，一定要根据教学内容的可操作性，灵活应用。
模型的制作在工程上是经常出现的，大到一个城市的规划，小到一个局部建筑构造，通过模型把复杂的抽象的问题简单化、直观化是工程中最常用的方法。教学活动也是需要通过教师把复杂的知识转化为学生容易理解的简单化知识传授给学生的过程。两者之间有相似的地方，在教学中合理的应用模型、制作模型必将起到良好的教学效果。
在教学活动中学生最容易理解的就是直观的知识，最难理解的是抽象知识，要提高教学效率，就需要把抽象知识转化为直观知识，这一过程最有效的方法就是通过模型来实现。
实践动手能力强是高职高专类学生素质要求的重要方面，我们一直强调要加强实践动手能力的培养，但多数情况只停留在口头上，原因是多方面的，其中教学方法与实践能力培养的不能有效结合是最主要的原因之一。模型活动教学法就是一种理论与实际有效结合的教学法。
加强实践教学也是提高教学效果的有效方法。如带领学生深入工地参观学习可以更直观的看到施工现场的结构构造，学生会有茅塞顿开的感觉。
随着工程造价控制与管理的发展，要求高职院校工程造价专业紧密结合工程造价人员的岗位知识与能力要求持续改进教学内容与教学方法。笔者针对工程造价专业“建筑结构”课程教学中的部分环节，进行了初步的课改尝试，取得了满意的效果，增强了学生学习该课的积极性，提高了本课程的教学质量。在今后的教学实践中还需要不断地探索完善，使教学内容更合理，教学模式多元化，真正培养出适应社会需要，宽口径、厚基础、上手快的高素质、技能型专业人才。
参考文献
王应解.以项目开发为导向的本科人才培养模式[J] .中国高教研究，2007，（11）：91～93.
关键词：岩体结构控制论 工程地质模型 分析方法
一、岩体结构的工程地质模型
岩体形成和发展过程伴随着各种内、外地质营力的作用，从成岩的类型分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类，由于结构面的存在使岩体具有一定的结构，其结构特性控制着岩体的性质和变形破坏，因此，我们在解决岩体工程问题时，应该从岩体的地质模型出发。孙广忠教授建立了8个基本的地质模型：水平层状岩体、缓倾层状岩体、陡倾层状岩体、陡立层状岩体、弯曲层状岩体、完整块状岩体、碎裂块状岩体和岩溶化块状岩体。孙玉科在研究了大量露天矿和水电工程的边坡滑坡资料后，归纳出5种具典型意义的工程地质模型，即：金川模型、葛洲坝模型、盐池河模型、白灰厂模型和塘岩光模型。目前，这些模型广泛的应用在岩体工程中，从地质模型建立的角度考虑，首先应该调查岩体中结构面的发育特征以及与结构体的组合特征，查明岩体的赋存地质条件，如地下水、地应力条件等，再与上述的基本类型进行对比，选择适合岩体工程的模型。为了便于后面的力学分析，在建立地质模型时从各基本模型的共性特征入手，并根据工程自身的特点充分体现其个性的一面。因此，建立岩体的工程地质模型是一项系统的工作。
二、岩体结构力学模型
孙广忠提出了四种岩体介质，并根据介质的特性提出了四种岩体力学的分析方法，表1中是四种力学介质岩体特性。
表1 各种力学介质岩体特征
连续介质
碎裂介质
板裂介质
块裂介质
岩体结构
1、完整结构
2、高地应力下散体结构及碎裂结构
低地应力下条件下碎裂结构及粗碎屑散体结构
板裂结构
部分碎裂结构
块裂结构
岩体变形机制
结构体压缩及剪切为主
结构体（压缩、剪切），结构面（闭合、滑移）
结构体横向弯曲及纵向缩短
沿结构面滑移
岩体破坏机制
材料的张及剪破坏
沿结构面滑动、结构体滚动、结构体张及剪破坏
弯折、溃屈、倾倒滑动
沿软弱结构面滑动
岩体力学性质控制因素
材料及环境因素
材料、结构效应及环境因素
软弱结构面及结构体
软弱结构面
岩体力学性质研究方法
典型地质单元三轴力学试验及尺寸效应
岩块三轴试验、尺寸和围压效应
软弱结构面力学性质及弹性模量
软弱结构面力学性质及爬坡角理论
岩体力学分析方法
连续介质岩体力学
碎裂介质岩体力学
板裂介质岩体力学
块裂介质岩体力学
对于基岩斜坡失稳破坏主要表现为软弱岩体的蠕滑变形、岩体沿着已存在的地质结构面发生剪切破坏、岩石块体的塌落和板状结构岩体的倾倒、上部岩体沿岩层层面或较软弱夹层发生剪切滑动等。李铁峰将基岩斜坡的变形模式进行了总结，根据结构面倾向、倾角与斜坡产状之间的关系，以及软弱夹层的发育情况，将斜坡的变形模式分为倾倒变形、溃屈型破坏、顺层滑动破坏、裂隙滑动、侵入接触滑动、拉裂－脱离母岩－崩塌、压缩流变。
三、岩体结构力学的分析方法
早期多数把岩体看成连续的介质，用一些连续的线性分析方法来解决岩体力学问题。根据岩体不连续、方向异性等特点，目前出现了许多的不连续分析方法，如：离散元算法、块体理论、DDA方法等，其理论基础更符合岩体的性状。
离散元法（Discrete Element Method）考虑结构体受力后的运动状态，以及由此导致受力状态及系统的变形（块体运动）随时间的变化，该法由Cundll于1971年首次提出，用来计算结构面和结构体组成岩体的非连续变形，以后又进一步发展了考虑块体本身的弹性变形，并推广至三维和动力问题。目前，离散元应用的文章较多，而研究基础计算方法的文章很少，因此，加强离散元法基础理论、基础算法及误差分析方面的研究，汲取有限元法等数值方法的优点，使之既能保持在描述散体的整体力学行为和力学演化全过程方面的优势，又能有效描述介质局部连续处应力状态和变形状态，使离散元法的模型建立真正满足几何仿真，物理（本构）仿真，受力仿真和过程仿真的原则，是离散元法研究领域的首要工作。
块体理论由石根华（1977）提出并在美与Goodman合作完善起来的，应用几何学、拓扑学碎裂结构岩体。近些年，块体理论在岩体工程中应用十分广泛，E. Hoek等（1998）应用块体理论开发了用于地下开挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，该软件可以用来计算边墙块体的体积及稳定系数。汪卫明、陈胜宏（1998）在矢体概念的基础上开发出三维岩石块体系统的自动识别方法，该方法能够有效解决包含不规则地形面和非贯通结构面等情况下的复杂块体的识别问题；卢波、陈剑平等通过应用随机不连续面三维网络模拟技术对复杂有限块体的自动搜索及确定其空间几何形态，并提出了“有形即是有限”的分析方法；张子新等把分形几何与块体理论相结合，提出分形块体理论，建立分形块体理论赤平解析法，并把随机概率模型引入分形块体理论，研究了三峡高边坡关键分形块体的滑落概率和分形块体的大小及其分布密度；张子新等将赤平投影图解析化，提出了块体理论的赤平投影解析法，并应用该法分析了某矿卷扬机硐室的稳定性；赵文把概率理论引入节理迹长分布的研究之中，推导了多组节理切割岩体形成关键块体概率的计算公式，从而使原来的一些关键块体转化为稳定块体，减少了关键块的数量。
近年来，石根华又将块体理论进一步发展，1993年由石根华提出的块体系统不连续变形数值分析新方法，简称为DDA方法，该方法是求解块体系统连续变形、大变形和大位移数值分析方法，块体的形状可以是任意的凸凹多边形，块体间也不一定要求角点接触。国内已研制了二维DDA程序软件，并与日本九州大学环境地盘工学研究中心合作将三维块体分析方法应用于三峡船闸高边坡的岩体稳定分析，并对船闸开挖施工过程及其支护效果的数值模拟，绘制了各开挖步序的岩体变形等值线图。
