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序論：在您撰寫工程力學時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
英文名稱：Engineering Mechanics
主管單位：中國科學技術協會
主辦單位：中國力學學會
出版周期：月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1000-4750
國內刊號：11-2595/O3
郵發代號：82-862
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1984
期刊收錄：
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
Abstract: In this paper, based on the characteristics of engineering mechanics and combined with teaching practice and experience, some views and perspectives on the engineering mechanics teaching are put forward.
關鍵詞:工程力學;教學方法;積極性
Key words: engineering mechanics;teaching method;initiative
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)15-0245-01
0引言
工程力學是一門專業基礎課,在很多專業里都開設,具有很大的實用性。同時,通過對工程力學的學習,有助于提高學生分析問題和解決問題的能力,為今后解決生產實際問題和進一步提高打下良好的基礎。但由于工程力學內容多,公式多,讓很多學生學起來都非常吃力,下面就結合筆者教學實踐,提出下面一些看法。
1剖析課程體系,優化教學內容
工程力學時為80學時,共16周,周時5學時,和本科生相比 ,?？茖W生的底子比較薄,而且大部分高中時選考的是生物和化學,對物理接觸比較少,在大學里力學課程是在第一學年就開設,也就是說這部分學生在大學里幾乎沒有任何鋪墊的情況下就學力學,學生學起來很吃力。另一方面,面對高職教育的培養目標,各高職?？圃盒＜娂娫诮虒W計劃中不斷削減工程力學課程的課時,而工程力學課程的課時削減但內容不減帶來的后果就是為了完成教學任務,教師很難將過多的教學內容安排得下,在教學實施中,只能采用“填鴨”式的教學方法,這種教育方法顯然增加了學生接受和消化所學知識的難度,很多學生上課時都感覺是在坐飛機,不知所云。同時也限制了學生獨立分析和思考問題的空間。這些對培養學生分析和解決問題的能力是不利的。鑒于此,建議授課教師要根據實際情況,具體問題具體分析,遇到需要高等數學或者大學物理基礎的,可適當放慢講課的速度,稍微補補或復習下高等數學或大學物理的知識,這樣在思想上、知識結構上,能緩解學生學習工程力學這門課程的壓力;另外,在教學內容和課程體系上,要做到重點突出,難點講透,把理論與工程上的應用相結合;在教學過程中要強化實踐性教學。這樣培養出來的學生不僅具有一定的理論基礎,還具有較強的實踐能力。
2努力提高學生對工程力學的認識和興趣
工程力學是一門比較枯燥的學科,課堂上我們在講授理論知識的同時盡可能地使理論與實際相結合,豐富理論的內涵,突出理論的應用價值。這樣在某種程度上能夠減少枯燥性。特別是開始第一節課的緒論,更要上得活潑生動。在這節課里,主要是介紹工程力學這門課程的性質、目的和任務,我們可以通過形象生動的具體事例配合多媒體演示詳細介紹工程力學在現代技術及生產實踐中的應用情況,我們還可以通過身邊一個簡單例子,如要做一個三角支承架(電視架),提問學生如果要做這物品他們會怎么樣開始著手?然后逐步通過介紹制作支承架在工程力學中所用到的知識,并闡明哪部分屬于靜力學的,哪方面是屬于材料力學的范疇,這就讓學生對這門學科有一定的感性認識。另一方面學于致用也能提高學生對這門課程的學習興趣。在教學過程中還要盡可能地將工程力學的應用貫穿到每一章節中。如在講授力的平移定理時,可以告訴學生,打出的乒乓球為什么既會旋轉又會向前進,其中所包含的力學知識。
3采用多種教學方法
轉變教學觀念,改革“填鴨式”的教學方法,牢固樹立以學生為中心的思想,正確認識學生為主體,教師為主導的內涵,充分調動學生的學習主動性、積極性,實施啟發式、研究式的教學,達到師生互動?！笆谌擞隰~,不如授人于漁”。工程力學很大一個特點是概念多,公式多,定理多,這對于大專院校的學生來說這也是一個難點。鑒于此,在教學上多采用比較法,能達到一個比較好的效果,也能減輕學生一定的負擔。下面舉兩個例子:①力偶對學生來說是一個比較新的概念,怎么樣才能讓學生更好地掌握呢?力的概念是學生比較熟悉掌握的,如果在力的基礎上將力和力偶進行一個鮮明的對比,學生掌握這概念無疑會輕松很多。②材料力學中的四種變形有很多新的概念和公式,學生往往難以分辨和記憶,很容易出現概念和符號不符、公式混淆等現象。為了便于學習和記憶,可以把它們歸納分類,列出表格對比,學生在學習和復習時,可以只記住其中一個變形公式或概念,其它的就進行對比聯想,這樣就易于調動學生的思維積極性,準確迅速地記憶每個概念和公式的特征。
4建立切合實際的辦法評價方式
在評價方面,應該更改以往期末筆試一份試卷定成績的僵化的評價方式,建立一套有效可行的考核制度,并減輕一次考試定一門課程的份量。①平時成績占20%,平時的考核包含作業、課堂提問、討論、報告、實驗操作以及階段性測驗等多種形式。每交一次作業,授課教師都有記錄,并從中了解學生對知識的了解,對于作業抄襲現象要注意把握和控制,要適當糾正學生的學習態度,對回答課堂提問和積極參與討論問題給予加分。②期中成績占30%,工程力學課程內容多,利用期中考試可以對靜力學的章節進行一個階段性的復習和檢測,也為后續材料力學的學習作好準備。③期末成績占50%,期末考試的覆蓋性廣,難度適當,是對這門課程的一次總結性的考試。
5結語
以上內容只是筆者個人根據自身的教學實際出發,對工程力學教學提出的一些膚淺的看法。只要在工程力學教學的過程中,始終堅持以人為本的原則,幫助學生養成良好的學習習慣,掌握正確的學習方法,調動學生積極性,提高教學效果,為培養既具有創新能力又具備工程實踐經驗的高素質技術人才打下良好的基礎。
參考文獻:
[1]史藝農,王奇力,李紹鵬.工程力學[M].西安:西安電子科技大學出版社,2006.
關鍵詞：工程力學；啟發式；教學
【中圖分類號】G633.7
1目前存在的問題
一部分學生覺得力學概念、規律較為抽象，理論應用繁雜，感覺困惑與乏味，從而產生排斥感。還有些學生愿意認真學習，但常覺得工程力學的理論難以理解透徹，做題時常常不知如何下手，不理解的知識一但累積，便容易喪失了自信，逐漸產生厭學情緒。在目前工程力學授課內容不變，但課時縮減的趨勢下，這種情況更加嚴重。因此，激發學生的學習興趣，幫助學生掌握力學思維，培養其思考和解決問題的能力，這需要教師不斷與學生溝通來改進和提高教學效果。
2.啟發式教學為指導思想
啟發式教學是在老師的啟發引導下，激發學生思考，產生疑問，并主動獲取知識的過程，這是一種古老而常新的教育理念。教學是師生之間信息的傳遞，美國心理學家羅杰斯認為：“成功的教學依賴于一種真誠的理解和信任的師生關系，依賴于一種和諧的安全的課堂氣氛?！苯處煂虒W和學生的熱愛，注重學生的課堂情緒，會營造輕松、融洽的氛圍。在教學的過程中善于設問，激發學生求知欲，抓住時機啟發學生思考，解決問題。啟發式教學最忌諱刻板，崇尚因人而異，因勢利導，相機點撥。因此，教師要有扎實的專業基礎和廣博的知識，不僅僅局限于書本，或局限于單一的模式，還要結合自己對教材的理解，通過自己的方式和智慧來講授工程力學。
3.建立力學模型引發學習興趣
工程力學研究工程實際中的力學問題。簡化工程實際建立力學模型，是工程力學學習的第一步， 這也是重要的一步。學生能把力學和生活中看到的、接觸到的結構和物體聯系起來，工程力學就不再是抽象，而模糊的概念。身邊的力學讓學生更有興趣去了解和分析。一般的教材只是在緒論提及力學模型的建立并舉一兩個例子說明。在授課過程中很多時候都可以先講力學模型的建立，再講理論分析，雖然占用些許時間，往往起的效果相當好，可謂磨刀不誤砍柴工。
如靜力學部分，講集中力和分布力時，集中力可以看橋面上站著一個人，人對橋的作用力。如果橋面上覆蓋著一層雪，那么雪對橋而言就是分布力。雖然只是個簡單的概念，通過這樣描述就變得具體而輕松，同時學生對分布力的單位也就很自然地理解了。
運動學部分，如果是汽車專業學生，可以選擇可以選擇缸體、活塞環、曲柄、飛輪組成的機構為研究，簡化成力學中的曲柄連桿機構，制作動畫視頻，把機構運動情況展示出來。學生不僅對力學模型的來源清晰，而且對該機構如何運動產生很濃的興趣。
教師在教學的過程中可以根據需要穿插建立力學模型的內容，如講解材料的特性時，教材上通常把材料力學實驗中的鑄鐵和低碳鋼作為脆性材料和塑性材料的代表，但這兩種材料學生在生活中接觸較少，說起來比較抽象。作為補充，可以告訴學生玻璃可以看成脆性材料，橡皮可以看成塑性材料，再描述兩種材料的特點就很容易理解。
3 工程實例貫穿，明確應用目標
工程力學主要用于解決工程實際的力學問題，本身就是一個發現問題和解決問題的過程。教師在授課的過程中可以舉一些工程實例進行說明，這樣教學更有說服力，學生會深刻體會到工程力學是門重要的專業基礎課，學習好，能為日后專業課的學習打下良好的基礎。
2012年8月24日發生的哈爾濱三環路群力高架橋洪湖路上行匝道傾覆事故，是一件舉國關注的事故。于是我們在課堂教學中，建立該橋梁力學模型，分析受力。事故中的橋梁發生了傾覆而不是坍塌，這與橋梁的結構及強度有密切的關系，該橋梁屬于獨墩橋，三輛貨車司機，在121.96米的長梁體范圍內同時集中靠右側行駛，按照傾覆力矩的計算，力臂增大，則力矩增大，導致傾覆。學生對橋梁的受力分析明確了，也有了分析工程實際的思路。專家組事故認定后得出結論是司機超載，我們又進行了課堂討論。學生明白了為什么設計人員沒有責任，設計按規范進行，規范是怎樣規定，規范對設計的要求和對工程實際的影響。這樣讓學生對問題有了更加深入的思考。
抓住時機把工程實際貫穿于教學中，不僅能事半功倍，而且培養學生理論聯系實際的能力。
4 培養工程力學的思維方式
多數教材以介紹原理和概念為主，如何把這些知識點轉化為學生的能力，使他們將來在遇到工程問題時能有自己的解題思路和方法，是教師努力的方向。在教學過程中教師應授之以漁，培養學生力學思維。下面介紹工程力學幾種常用的思維方式。
1）等效性原則，抓住問題本質，用等效原則簡化復雜問題。力的平行四邊形法則、力線平移定理應用了作用等效原則。動能定理遵循了過程等效原則，靜力學的平衡方程可以采用一矩式、二矩式或三矩式，遵循了表述等效的原則。等效原則終貫穿于工程力學。
2）近似計算，在工程力學應用相當廣泛。在計算桁架節點位移時，通?？梢园唇Y構原有的幾何形狀和尺寸計算約束反力和內力，并采用切線法代替圓弧法近似地確定節點位移。通過這樣的兩次近似方法，結果不僅能滿足工程的精度要求，分析和計算過程也大為簡化。計算擠壓應力時，當構件擠壓時接觸面是半圓柱型表面時，壓應力非均勻分布，近似地采用其對應的直徑平面作為擠壓面，擠壓應力在計算擠壓面上均勻分布。這些近似計算在工程力學中很常見，其簡便和快速計算不僅滿足工程實際需要也符合工程中考慮主要因素的要求。
3）逆向思維，突破常規思路，采用非常規的方法解決問題。如工程力學中的達朗貝爾原理把動力學的問題用靜力學方法來解決。虛位移原理則是用動力學的方法解決靜力學問題。學生通過學習能不斷地活躍思維，開拓思路。
4）形象思維，這是工程力學求內力時常常出現的思維方式。比如求桁架內力采用的截面法就是假想截斷桁架，將桁架一分為二，要保持原有的狀態，截斷處用桿件內力來替代。
工程力學思維并不局限與上述幾種，同一問題，可以有多種解決思路，教師可以引導學生多思考，不斷總結經驗。
5教學方法
工程力學課時較少，但內容還是比較多。采用一定的方法幫助學生掌握知識點，對于他們增強信心，提高學習積極性非常必要。
形象記憶法
歸納法
用于記憶解題方法和判斷內力的符號有很好的教學效果。用截面法求解桿件內力：將桿件假想地切開，取切開后任一桿段為研究對象，用平衡條件由外力確定內力，可以歸納成一切二取三平衡；又如，彎矩計算，通過平衡方程求解彎矩，可以歸納得到當外力向上時引起正彎矩，反之為負彎矩。這些歸納結果可以幫助學生加強記憶。
3.比較法（對比法）
教學中適當應用上述方法，可以幫助學生提高學習效果。
6結語
工程力學教學過程強調教師與學生的互動，教無定法，教師根據學生的學習情況，不斷調整教案，提高教學效果。同時，學生的疑問和思路反過來也能啟發教師。以上是工程力學教學中的一點體會，以供探討。
參考文獻
[1] 范欽珊. 工程力學.北京：機械工業出版社，2011
骨骼最基本的功能就是傳遞力學載荷，發揮支撐及運動功能. 脊柱是人體的中軸骨，是人體的脊梁，是一個具有多個復雜關節連接的系統，其功能發揮依賴于完整的骨性結構和正常的負重力線. 所以，任何創傷、退變、炎癥、腫瘤及畸形等疾病所引起的脊柱骨質結構破壞或力線異常，都將會導致其正常生理功能喪失，從而產生相應的臨床癥狀. 脊柱外科手術最根本的目的就是消除病因，重建脊柱穩定和恢復脊柱生理曲度. 隨著脊柱重建理念的更新及內固定器械的不斷改進，越來越多的工程力學原理和技術也被應用于脊柱外科，用以解決脊柱骨性結構破壞或力學異常所導致脊柱不穩定等方面的問題［1-3］. 因此，脊柱外科與工程力學的結合越來越緊密. 脊柱外科的核心手術技術包括減壓、固定和融合三個方面. 每一個過程中都包含著大量的工程力學原理，與脊柱的穩定重建密切相關，尤其在脊柱固定、脊柱融合和椎體強化方面，借鑒了大量的工程學原理，目前已經發展到一個比較成熟的階段，而脊柱的穩定重建離不開對構成脊柱的椎體、椎間盤和小關節突等結構的再處理.
1椎弓根螺釘固定技術-杠桿原理
1.1椎弓根螺釘固定技術根據“三柱”理論，脊柱可以分為前、中、后三柱，在脊柱的運動過程中，每一柱都承擔相應的應力. 由于椎弓根螺釘能夠從椎體后方，穿過椎弓根，直達椎體前方，將椎體的前、中、后三柱貫穿固定，獲得立體三維空間的穩定，因此，椎弓根螺釘技術較椎板鉤、前路鋼板等其它固定方式有更強的力學穩定性. 椎弓根螺釘與金屬棒及橫向連接器的組合，其力學原理類似于建筑工程學中腳手架固定，它可以通過對螺釘施加不同方向的載荷而獲得對椎體間撐開、加壓及旋轉等功能.
1.2椎弓根螺釘固定技術的臨床應用椎弓根螺釘技術已經成為脊柱手術中最常用、最重要、最核心的技術，在穩定重建中具有不可缺少、不可替代的作用，是脊柱外科領域劃時代的技術. 目前，每年有近20萬例脊柱疾病患者在手術中需要使用椎弓根螺釘技術，螺釘年使用量近百萬根，并且以每年30％的速度增加. 椎弓根螺釘技術力學優點體現最為突出并在臨床上大量應用的就是在椎體滑脫復位和脊柱側彎矯正的過程中. 治療方法是通過手術復位，重建脊柱生物力線，恢復正常生理曲度. 手術方案是采用兩組椎弓根螺釘或三組椎弓根螺釘進行復位. 表面上，兩種方法都是通過螺釘提拉作用，完成椎體復位，但實質上，其應用的工程力學原理各有不同. 兩組螺釘固定原理為懸臂梁結構，它是以一個支點對另外一個支點進行提拉，在工程學中最典型的應用是單臂起重機的工作原理；三組螺釘固定原理則是工字梁結構，它是通過兩個支點對位于中央的力點進行提拉，工作原理與龍門吊車極為類似. 因此，在椎體嚴重的滑脫復位過程中，三組螺釘固定方法療效優于兩組螺釘固定方法的力學原理即在于此［1-2］.
除了提拉復位作用以外，椎弓根螺釘還可以完成加壓、撐開、去旋轉等功能，這在脊柱側彎的矯形過程中極為重要. 脊柱側彎在力學上主要表現為承載力線改變，同時存在矢狀面、冠狀面和水平面的力學平衡喪失，是一個三維立體畸形. 因此在畸形矯正過程中，需要同時應用加壓、撐開、去旋轉等方法，恢復脊柱力線，糾正力學失衡. 在現有的種類繁多的脊柱內固定器械中，僅有椎弓根螺釘能夠提供這種三維空間矯正性能，因此，椎弓根螺釘技術已經成為脊柱側彎畸形矯正中不可缺少的技術［3-4］.
1.3椎弓根螺釘固定技術存在問題在臨床工作中，由于骨質疏松常引起椎弓根螺釘固定能力下降，螺釘松動脫出，進而導致手術失敗. 隨著脊柱內固定手術的廣泛開展，多種原因導致的術后翻修病例也越來越多. 如何處理翻修時椎弓根螺釘固定強度下降的問題，也成為困擾脊柱外科醫師的棘手問題. 因此，如何解決因脊柱骨質條件不佳和手術操作失誤所導致的椎弓根釘固定強度下降，已成為脊柱內固定研究領域的當務之急. 椎弓根螺釘固定的關鍵取決于能否得足夠的骨螺釘界面把持力，而且，這種把持力要持續到椎體間達到堅固的骨性融合為止. 影響螺釘固定穩定的因素不外乎兩個，一個是螺釘本身，另一個是椎體. 在螺釘方面，影響因素包括螺釘外形、直徑、長度以及螺釘的置入方向、位置等；在椎體方面，影響因素則包括骨質密度、骨質強度等，如骨質疏松. 任何引起椎體力學強度下降的病因均會導致擰入其中的螺釘把持力下降. 因而，螺釘固定穩定的核心因素就是釘道骨質螺釘螺紋的界面情況.
1.4膨脹式椎弓根螺釘的研發設計及臨床應用工程學專家提出的方法是使用膨脹螺釘，同時強化處理墻面，從矛盾的雙方面著手，解決螺釘松動的問題. 由此，我們也考慮能否將此理念用于解決脊柱內固定不穩的難題. 通過對椎弓根螺釘固定的關鍵因素進行了細致分析，西京醫院骨科在國內外率先提出椎弓根螺釘穩定應著眼于螺釘早期機械性穩定，遠期生物性穩定的原則，并研發出國內首個膨脹式椎弓根螺釘系列產品. 大量的實驗研究證明，膨脹式椎弓根螺釘通過膨脹加壓的作用，使螺釘周圍骨質致密化，提高了螺釘的初始固定強度. 3 mo后，骨質長入膨脹螺釘的膨脹間隙內，達到了“釘中有骨，骨中有釘”的遠期穩定效果，很好地解決了椎體骨質疏松所導致的內固定不穩或不能固定的難題. 從2006年8月開始臨床使用膨脹式椎弓根螺釘治療植釘條件不佳的患者300余例，結果螺釘植入體內后無松動、斷裂跡象，螺釘-骨界面密合性好，療效滿意.
2椎體間融合與非融合技術-張力帶原理與萬向軸頭結構
正常椎間盤承受抗壓、彎曲、剪切三維空間載荷. 當椎間盤發生退變后，蠕變率與初始松弛率增加， 達到平衡所需時間縮短和平衡時的載荷減小，椎間盤緩沖和傳遞載荷的功能相應減弱，進一步加重椎間盤的退變、突出，壓迫神經產生癥狀. 手術的目的就是將退變的椎間盤切除，解除脊髓、神經根受到的壓迫. 術后重建椎間隙高度、恢復脊柱生理曲度的技術主要可以分為椎體間融合技術與非融合技術.
2.1椎體間融合技術椎間融合器傳統的椎體間融合技術是采用自體或異體骨塊，將其嵌入摘除椎間盤后的椎體間隙，從而獲得椎體間融合. 其缺點在于增加了手術創傷和交叉感染的風險. 隨著工業技術及材料學的發展，越來越多的脊柱外科醫師在考慮，能否尋求一種能夠替代自體骨或異體骨的材料. 20世紀70年代中期至80年代初期， 一種中空、帶孔的金屬圓柱體開始用于治療賽馬的頸椎病. 該內置物可產生一種支撐作用，維持了椎間隙的高度，接受該方法治療后的馬頸椎活動基本正常， 因而美國馬外科中心將本術式定為馬頸椎穩定的標準手術. 隨后，許多學者考慮能否將這項技術應用于人類脊柱疾病的治療，并對其進行了外形、材料等物理特性的改進，最后產生了目前的適用于人體的椎體間融合器. 椎體間融合器技術主要采用“牽張壓縮”張力帶效應和椎體間界面內固定的原理. 脊柱椎體間融合器置入椎間隙時可牽張殘余的纖維環及周圍軟組織， 又可以對收縮的反作用力產生壓縮作用加固融合器， 且融合器的固有螺紋與上下位椎體緊密嵌插， 如此形成一個自成一體的自動加壓固定系統. 脊柱椎體間融合器技術特點在于完美地解決了脊柱手術節段所需要的早期制動和后期的骨性融合這一基本要求. 早期是通過嵌入椎節螺紋的抗剪力效應和上下兩端拱石狀結構的抗旋轉作用， 而后期則由于中空內腔充滿碎骨粒， 再通過周壁上空隙內外溝通， 而逐漸獲得骨性融合，維持脊柱前中后三柱良好的穩定性. 早期臨床上應用的椎體間融合器是不可吸收性的，多為金屬和多聚碳纖維兩種材料，融合后期產生應力遮擋， 在一定程度上影響骨融合后的強度等不良反應， 因此， 目前國內外致力于各種生物型椎間融合器的研究. 它具有更好的剛度和彈性系數， 對影像學評估干擾更小等諸多優勢. 已有研究表明，在屈伸、軸向旋轉及側屈的生物力學特性及節段穩定性方面，可吸收性椎間融合器的臨床效果等于或優于非可吸收性椎間融合器［1，3］.
2.2椎體間非融合技術人工椎間盤在醫學上，只有生理性的重建解剖結構才是最為合理的. 盡管采用椎體間融合技術治療椎間盤源性疾病獲得良好的手術效果，但由于椎體間融合技術改變了脊柱的生物力學特性，使原本能夠活動的脊柱節段喪失運動功能，因而導致其周圍組織和鄰近椎間盤應力增加，加重了鄰近椎間盤的退化與病變. 近年來，國內外學者致力于探求合適的人工假體替代退變椎間盤的全部或其中一部分，以求恢復椎間盤的解剖和功能，隨之誕生出人工椎間盤置換技術. 替換退變的全部椎間盤者，稱為人工全椎間盤置換;只替換退變的髓核者，稱作人工髓核置換［2-4］.
轉貼于
Fernstrom等在上世紀50年代后期即提出人工腰椎間盤假體技術，其設計及種類不斷創新發展. 人工腰椎間盤置換術作為腰椎融合之外治療椎間盤源性疼痛的另一合理的選擇，目的是使退變椎間盤引起的疼痛得到長期緩解， 重建椎間隙高度以保護神經組織， 保留脊柱運動以避免晚期關節突關節及鄰近節段的病變. 隨著人工椎間盤研究的不斷深入，美國和歐洲的臨床應用已經證實，人工腰椎間盤置換術短期內可以恢復脊柱的運動學和載荷特性， 恢復脊柱功能單位的穩定性和運動能力. 這項技術徹底改變了傳統的“切除固定融合”的手術理念， 更符合人體的解剖學和運動生理學.
人工髓核置換可以分為原位成形髓核假體和預制成形髓核假體. 原位成形髓核假體的設計原理是向椎間盤間隙內注入可塑型的聚合物，并使其在椎間盤原位的間隙內塑型成為髓核假體. 所用材料主要有硅橡膠和聚氨基甲酸乙酯. 該技術的主要優點在于其操作通過纖維環上很小的切口即可進行，因此降低了植入物脫出的風險，并存在開展經皮微創手術的潛在可能. 而且，這種設計具有更好的應力分布和植入物穩定性. 預制成形假體是在體外用粘彈性材料制成一定形狀的假體，假體在植入體內之前已經固定成形. 相對于原位成形髓核假體，預制成形髓核假體的優點是，更可靠的聚合物性能和更好控制的生物組織相容性.
3椎體成形術及后凸成形術-混凝土技術
經皮椎體成形術是近年來脊柱外科發展的一項新的微創技術. 它是通過椎弓根或直接向椎體內注入人工骨方法， 以達到增強椎體強度和穩定性、防止塌陷及緩解腰背部疼痛， 甚至部分恢復椎體高度的目的. 其原理就是模擬混凝土填塞技術，通過骨水泥固化，到達增強椎體力學強度及防止椎體進一步塌陷的目的. 自法國介入放射學家Galibert等（1984）首次應用經皮椎體成形術治療椎體血管瘤以來，該項技術在歐美及我國迅速普及，主要治療椎體轉移瘤和骨質疏松癥引起的椎體壓縮骨折. 盡管十幾年來經皮椎體成形術取得了比較滿意的結果，但由于直接注入骨水泥不能抬升骨折椎體的終板，因此無法恢復椎體高度及改善后凸畸形殘留，而且向椎體內直接注入骨水泥需要很高的壓力，容易引起骨水泥漏出，造成神經受壓等嚴重并發癥. 針對這個問題，1999年美國骨科醫生研制出一種可膨脹球囊，先經皮經椎弓根將球囊置入椎體，球囊膨脹使骨折椎體復位，放氣退出球囊，再注入骨水泥，稱之為椎體后凸成形術. 與經皮椎體成形術相比，經皮椎體后凸成形術能糾正病椎的后凸畸形，并在椎體內形成一個空腔，可在低壓下注入粘稠度較高的骨水泥，明顯降低了骨水泥滲漏率，提高了臨床療效.
椎體成形術及后凸成形術臨床上最常用的填充物是聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥（PMMA），但PMMA有固化時大量放熱，發生滲漏后有灼傷鄰近組織(尤其是脊髓和神經)的可能，同時也燒傷骨細胞，不能與骨組織生物連接、不可生物降解等諸多問題. 理想的填充材料應具備［4-5］: ①可注射性; ②迅速凝固，并具有足夠的力學強度; ③具有生物活性和骨傳導性; ④凝固溫度低; ⑤有良好的顯影性; ⑥可緩慢的生物降解. 因此，目前臨床又進一步發展出羥基磷灰石陶瓷、磷酸三鈣陶瓷、自固化磷酸鈣骨水泥、硫酸鈣骨水泥等，其中，又以硫酸鈣骨水泥生物相容性最好，體內吸收快并能夠誘導骨形成. 椎體成形術和后凸成形術均可迅速緩解疼痛，強化椎體力學強度，是一種安全、有效、簡便的治療方法. 但其作為一項新技術，尚有值得深入研究的問題. 椎體后凸成形術中骨水泥的灌注量和分布情況，選擇適量的骨水泥并使其均勻充填空腔，既恢復了椎體剛度，又不至嚴重干擾脊柱正常的力學機制是今后的研究熱點. 其次，尋找成骨效果更好，生物相容性更佳的注射材料，也將是未來研究的重點.
在脊柱外科臨床中，工程學與醫學結合的例子仍有很多，借助工程力學原理和技術，醫學得到了迅猛地發展，解決了很多臨床工作中遇到的難題，很好地提高了患者生活質量. 通過將工程學中膨脹螺釘用于脊柱外科獲得成功這一事例，我們深刻地體會到：優秀的脊柱外科醫生，應該將生物學和工程學有機結合，才能很好的解決脊柱穩定的難題；學者型的骨科醫生，更應該具備敏銳的觀察力和強勁的創新力，才能成為 一名與時俱進的臨床專家.
參考文獻
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【關鍵詞】工程力學 力學實驗 應用
科學技術的發展是第一生產力，近些年來，我國十分注重科研發展，使我國的科學技術水平有了一定的提升?，F代化的生產以及生活方式逐漸深入到人們的生產與生活，現代社會對科學技術的要求越來越高，為了滿足這一需求，跟上時展的，應用廣泛的工程力學必須要改革創新，在我國的工程項目以及交叉學科中尋求發展，同時，工程力學實驗是工程力學不可分割的一部分，必須要在工程應用中得到足夠的重視。
一、工程力學在我國重大工程中的運用與發展
工程力學作為一門工程基礎學科，在漫長的發展過程中不斷面臨著新的挑戰，不斷涌現出新的課題，具有強大的生命力，在我國的國民經濟發展中占有十分重要的地位。能源問題是世界各國普遍面臨的問題，為了滿足能源需求，我國相繼建設了多座水力發電站，水力發電站的建設需要全面了解基巖的力學性質，只有掌握充足的資料，才能夠節約成本，建造更加經濟且壽命長的壩體結構，而這個難題正好就是工程力學中的大型結構工程課題。核能發電也是我國發展能源行業研究的熱點，進行核能發電的關鍵是解決結構強度問題，也就是防止核燃料外泄，保證安全發電，因此，這是工程力學面臨的一項復雜結構課題。長江三峽水利樞紐工程是我國的重點工程，國家給予了高度重視，民眾也給予了高度的配合，在三峽水利樞紐工程建設的過程中，水工力學問題、通航水力學問題、爆炸反饋壩水利學問題、河流動力學問題、巖基力學問題、壩體抗震和抗爆問題等都是技術難題，需要整合全國多家單位進行聯合的技術攻關，而解決這些技術難題的關鍵都在于工程力學。近年來，我國近海開采石油以及海上作業技術有了不小的進步，海上采油工程面臨的難題是鉆井平臺的設計和制造，屬于新型的高強度結構工程，涉及到海浪、結構、巖石等多個方面的力學問題，也是工程力學學科面臨的新課題。除此之外，隨著我國國民經濟的發展以及科學技術的發展，我國的國防實力以及國防水平也有了明顯的提升，攻擊導彈、飛機攔截導彈等武器的研制都需要力學原理作為支撐，將工程力學應用到國防領域，有助于更多高新技術產品的出現，也有助于保障我國的國家安全。
二、工程力學在交叉學科中的應用
不同的運用形態經常聯合出現，一個過程常常既是物理過程，又是力學、化學過程，因此需要多學科聯合進行研究，這就產生了交叉學科，力學以其很強的滲透力，與很多基礎學科與技術學科形成了交叉學科。石油是我國重要的能源，大慶油田的石油產量占全國石油總產量的五分之二以上，因此，保證其產量穩定具有十分重大的意義。石油開采是通過勘探、鉆井、固井、射孔和采油來完成的，大慶油田的油、氣、水在地下分布十分復雜，層間封隔段短，要求進行高質量的固井工程，使用油井水泥對各個地質層進行嚴格分隔，但是射孔作業很容易損傷水泥環，影響層間封隔效果。水泥石是固井水泥環的構成材料，由于水泥石中包裹著一些沒有被水化的顆粒以及小孔，物質分部并不均勻，存在很大缺陷，容易出現裂紋。在水泥石配比中添加填料（纖維、圓形顆粒等）改變材料的動態力學性能，可以提高材料的裂韌性、止裂韌性等，通過不斷試驗可以獲得防止裂縫產生，具有較好抗沖擊性能的水泥石配方。這是工程力學在交叉學科中應用的一個例子，研究出的水泥石配方現已在大慶投入使用。
三、工程力學實驗研究的重要性及在工程中的應用
（一）工程力學實驗研究的重要性
工程力學是和實際聯系非常密切的工科課程，研究分析內容包括物體的受力分析、應力變形分析，還有含物體的材料性能分析，不僅涉及固體力學學科的內容，還涉及到材料力學學科的內容，研究內容比較廣泛。一般來講，力學問題主要從理論分析、數值計算和實驗研究三個方面進行研究，實驗研究對于工程力學的學習與理解具有十分重要的意義。簡單來講，工程力學的實驗研究就是運用實驗的方法來測定工程結構或構件中的應力和變形，實驗研究的重要性與優勢就在于，運用實驗的方法可以快速、直接地解決工程面臨的問題，還可以對理論以及數值計算之后的結果進行核查以及驗證。
（二）工程力學實驗研究在工程中的應用
基礎建設工程都立足于實際，因此工程力學要致力于解決工程中面臨的實際問題。力學的理論方法給出了應力分析的基本方程式，但是在實際情況下，運用數學解析的方法往往只能夠處理一些簡單的問題，對于幾何形狀或受載復雜的構件就要進行理想化的假設，因此得出的結果與實際情況存在一定誤差，必須要采用力學實驗的方法進行驗證。同時，數學解析法在使用過程中經常會遇到數學和計算方面的困難，在解決工程建設中面臨的三維問題和應力集中問題時，依靠數學解析法甚至根本不到計算結果。數學解析法的使用要基于正確的數學模型，只有針對工程建設中的實際問題建立正確的數學模型，才能夠得到正確的結果，如果面對一些載荷和邊界條件未知的問題，就要運用實驗方法為數學解析提供必要的參數，得出結果之后依舊要使用實驗方法進行驗證。力學實驗在工程建設中的運用，完全不受結構形狀、環境等各種因素的限制，即便是面對邊界條件未知的問題，也可以通過測量實物得到數據，對于一些只需要知道局部應力和變形的問題，或者只要變形數據，甚至不知道材性能的條件下，實驗方法要比數值計算更加簡單與方便，并能夠得到更為準確的結果。從總體上講，理論分析，數值計算和實驗研究三者間存在十分密切的聯系，彼此之間可以互相促進，互相補充，并且具有各自的特點，可以根據實際需要進行選擇。
四、結語
我國正處在不斷的發展建設中，在很多領域都與發達國家存在很大的差距，為了不斷縮小差距，促進我國的快速建設與發展，工程力學承擔著十分重大的使命，任務十分艱巨。隨著時代的發展，工程力學需要不斷與時俱進，不斷在我國的大型工程中進行應用并尋求發展，同時要注重力學實驗在工程建設中的應用，一方面為工程師的培養創造良好的條件，一方面為工程力學找到新的生長點，更好地為我國的經濟建設服務。
參考文獻：
關鍵詞:工程力學 工程實際 積極和主動 教學質量
廣博的知識和出色的語言表達能力是做好教學工作的基礎,但教學工作的成效,歸根到底要看學生對知識的掌握情況,這就要求教師有針對性地研究教學方法,研究學生的心理特點,讓力學知識與學生的其他專業課程以及工程技術實際活動有機地結合起來,讓學生充分感受到專業技術的魅力,幫助學生消除厭學情緒,激發學生學習工程力學的興趣。
近幾年來,筆者承擔了水利工程類、電廠類等工科專業班級的工程力學課程教學工作,在實際教學活動中積累了一些經驗,現提出來與大家探討。
一、“親其師而信其道”
學生熱愛一位教師,就會“愛屋及烏”地喜歡這位教師所進行的教育教學活動,因此,在教育活動中,與學生建立良好師生關系,成為學生喜愛的老師,是教育獲得成功的前提條件和關鍵因素。
二、引導學生認知力學
工程力學:包括理論力學、材料力學和結構力學,是中等職業學校電廠類、水利工程類等工科專業的專業基礎課,其理論性強,而且與專業課、工程實際緊密聯系,是科學、合理選擇或設計結構(或構件)的尺寸、形狀、強度校核的理論依據。在教學中,我們往往稱之為“一座橋”,具有承上啟下的作用。也就是說,學好工程力學,為后續專業課的應用和拓展奠定了很強的理論基礎,也為學生畢業后正確分析和解決生產中有關的力學問題提供了知識上的保證,對提高學生的實際操作水平和技術應變能力都具有至關重要的作用。
三、加強直觀性教學
課堂教學過程中,結合教學內容,盡量使用教學模型和實物進行教學演示,如講解“工程中常見的幾種典型約束”時,讓學生看固定鉸鏈聯接的模型;講解“空間力系”時,看直角平行六面體;講解“齒輪的受力分析”時,讓學生看斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪。通過工程實際和教學內容相結合,工程實物與力學模型相對照,即可使學生增加有關工程和機械方面的感性認識又能促進理性認識,使感性認識和理性認識并行發展。
四、聯系生活實際
如果教師能把抽象難懂的理論,化為具體易懂的實際。這樣,既可以活躍課堂氣氛,又可以使學生加深理解,加強記憶。例如在講靜力學公理一節“作用與反作用公理”時,我問學生:如果大家想買一個彈簧秤,并想校對一下它的精度時應該怎么辦?學生回答:秤一個已知重量的實物。我又問:如果沒有實物呢?多數同學都沉默了,這時我拿出兩個彈簧秤,并使兩秤水平鉤在一起,然后用手施力于彈簧秤上,這時同學們恍然大悟說:兩秤的讀數相同。我解釋道:這就是作用力與反作用力,同學們可以用這種方法通過對幾個彈簧秤的實驗,就可以買到一個標準的彈簧秤。
五、尊重、關心學生
用心去呼喚,讓每一個學生都感受到老師不但沒有忽視他的存在,而且對他很重視,很關心。由于職業中專學生的基礎差異較大,多數學生正處于青春期,思想波動很大。有的學生想學但自控能力差,管不住自己,尤其是基礎差的學生,如果他們認為老師忽視了自己,看不起自己,就可能引起逆反心理,導致自暴自棄的不良后果。針對這種情況,我采用的方法是,首先盡快了解每一個學生,記住學生的姓名,特別是對基礎差的學生的姓名脫口而出。輔導時基礎差的學生往往不能提出具體問題,我就主動和他們談些簡單易懂的問題,對漢語較差的朝族學生注意多交流,多輔導。使這些學生感覺到老師是在真心幫助他們,從而喚起他們的學習熱情。在對待學生方面,我一直堅持沒有不可原諒的缺點,也沒有不值得表揚的成績的原則,這樣學生和老師的心就被拉近了。
六、因材施教,進退適度
根據學生的接受能力和心理特點制定有效的教學方法。就教師而言,我認為教師是在傳授知識,而不是賣弄知識,教師要考慮到學生的接受能力,做到該講的要講,不該講的不講,該快的地方要快,該細的地方又要講細。如果講快了,講多了,學生接受不了,效果不佳?？墒窃谝惶谜n中對一個問題重復過多,學生就會感到羅嗦、厭倦。造成學生的注意力不集中,思想渙散,課堂氣氛沉悶,往往效果更差。針對這種情況,我采用“緊湊、聯想”的教學方法,收到了較好的效果?！熬o湊、聯想”就是快慢適宜,不羅嗦,每講一個問題都盡量聯系到相關的內容,這樣既幫助學生復習了以前的內容加深了記憶,又增強了學生舉一反三的能力,例如在講《材料力學》四種基本變形:“彎曲變形”時。我首先要以提問的方式或搶答的辦法復習以前將的三種基本變形。即軸向拉伸和壓縮變形,剪切變形,圓軸的扭轉變形。另外《理論力學》中的三種力系:平面匯交力系,平面力偶系,平面任意力系?！督Y構力學》中解超靜定結構的三種方法:力法、位移法、力矩分配法。都可以通過對照、比較的方法講授,這樣不僅使學生加深了對課堂內容的理解,又抓住了學生的思路。培養學生有一個良好的聽課習慣。
七、結束語
“傳道”須有術,作為知識傳播者的園丁,必須在教學工作中不斷研究,不斷地創新,方能達到更好的教學效果。大文豪肖伯納說過:你有一個蘋果,我有一個蘋果,相互交換,每人仍是一個蘋果;你有一個思想,我有一個思想,互相交換,每人就有兩個思想。這個富有哲理性的比喻。我想,對于我們教師間教學經驗的相互交流很適用。
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由于工業設計專業是一個偏向產品和外觀設計的專業，對于學生的培養更多的是美術、色彩、人機工程等相關的設計類課程?！豆こ塘W》作為為數不多的理工課程存在于教學大綱中。錢學森先生曾說：“力學+計算機將成為21世紀工業設計的主要手段?！边@句話從根本上說出了力學在工業設計的地位。設計產品的外觀，從某種意義來講屬于藝術設計范疇，工業設計指通過合理規劃（外形、功能、色彩、裝飾等）設計符合人們生活和生產需要的工業產品的過程。為了實現設計產品的目標，從業者需要憑借訓練、技術知識經驗、對材料和結構的掌握程度進行設計而不是憑空想象。
2.《工程力學》課程教學思考
2.1鼓勵為主，盡量用通俗易懂的方法調動學生的積極性
根據學生的生活經驗，創設學生感到親切的情境。由于工業設計專業的特殊性，教師可以盡量在工業產品設計過程中引入力學概念，如自行車設計中的車輪設計引入運動、座椅的設計中引入拉壓彎扭等材料力學概念，等等。將工業設計中的某個細節放大化，從力學角度進行講述。讓學生覺得產品設計和力學息息相關，對力學產生學習興趣和探索欲望。2.2合理調整學習內容，適當降低學習難度
2.2合理調整學習內容，適當降低學習難度
由于力學課程的學習需要一定的數學基礎，并且課程內容比較抽象，多數是在力學模型基礎之上的，使學生在學習過程中存在一定的困難。在教學中應當對學習內容進行調整。
2.2.1調整學綱，減少對理論性研究性內容的學習。從課程設置來講這些屬于必須要求掌握的內容，但是對于工業設計專業的學生而言，部分內容是多余的。工業設計主要是培養一部分產品設計人員，產品設計人員大多指產品的方案設計，而具體結構設計將交付給結構設計人員進行具體設計。產品設計人員只需要在對產品整體功能和人體工程學很好地把握的基礎上進行產品功能設計和產品材料選擇即可。對材料力學部分的強度理論、能量法等研究性內容的學習進行簡單地講解即可，重點強化拉伸壓縮彎曲扭轉和壓桿穩定的內容學習。2.2.2強化概念的理解和掌握，適當減少計算作業量。
3.針對工業設計專業《工程力學》教學內容的調整
包含剛體靜力學（受力分析、力系簡化、平衡方程、摩擦）、材料力學中的拉壓彎剪扭及組合變性條件下的內力計算及強度校核的方法、一般內力圖的繪制、穩定分析即可。因為在掌握這些基本知識的條件下即可進行常規設計，并且在學習理論知識的同時，需要增強學生的動手實踐能力。在學校課程設置合理的前提下，可以適當介紹一些和工業設計相關的力學計算軟件，盡管軟件學習增加了學習難度，但是學好這些軟件對于加深對課程的理解及今后產品設計都將是一種助力。
4.結語
