虚拟仿真实验教学中心特色与创新

力学工程实验中心教学实体实验历史悠久,技术成熟,有严格的国家和行业标准。但也正是由于这些特点,使得学生往往忽视了它们与实际工程的内在联系,而大型复杂工程或极端环境下的力学性能实验又难以实现。有鉴于此,虚拟仿真实验中心面向以工程力学为主、兼顾其它工科类专业,构建宽基础、重研究、接工程的宽范围教学资源平台。其特色与创新在于,所提供的资源覆盖理论力学、材料力学、工程力学、流体力学等各门基础力学课程,贯穿力学专业各个学科分支和研究方向,涉及多个工程领域典型力学问题。

基础力学实验教学平台中,以材料力学课程为例,既有常规的材料单项受力实验,也有结合自主研制的材料力学性能综合实验台而开发的虚拟实验项目。在流体力学平台中,既有原理性的如卡门涡街的流动显示和氢气泡流动显示数字图像处理,也有自主研制的住宅小区空气污染的流动显示。

专业综合实验教学平台中,将我校教师的重要科学研究和工程开发成果提炼、转化为教学资源,如老师们正在开展的航空发动机转子动力学项目,体现了理论力学、振动力学、运动稳定性、非线性振动课程中的一些重要的理论、概念和分析方法,从多角度演示力学研究的重要性和严谨性。

创新与实践教学平台中,获得省部级发明一等奖的“大型盾构机构力学”成果则转化成了大型盾构机构力学分析项目,将学生引导到真实的工程环境中,体现工程问题力学研究的先进性和应用型。生物力学、纳米力学测试项目则让学生接触到了力学发展的前沿问题,激发了学生的学习积极性,取得了良好的教学效果。

通过这些资源的建设,力学实验教学内容与力学科学研究的实质、解决工程问题的能力和效果得到充分展现,学科优势资源服务教学能得到有效落实。天津大学力学学科专业门类(二级学科)齐全,且研究实力强,在国内力学院、系中是少有的。研究方向领先,符合国家经济建设的实际需求,可以持续不断地为力学与工程虚拟仿真实验平台提供为“宽基础、重研究、接工程”的力学资源。