边界元法的若干进展和它在固体力学中的应用教学课件

边界元法的若干进展和它在固体力学中的应用31、园日涉以成趣，门虽设而常关。32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月扬明辉，冬岭秀孤松。35、丈夫志四海，我愿不知老。边界元法的若干进展和它在固体力学中的应用边界元法的若干进展和它在固体力学中的应用31、园日涉以成趣，门虽设而常关。32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月扬明辉，冬岭秀孤松。35、丈夫志四海，我愿不知老。边界元法的若干进展和乞在固体力学中的应用清华大学工程力学系姚振汉弹性力学的三种提法微分提法求解析解常化为常微分方程提偏微分方程边值问题差分法求数值解是变分提法李兹法求近似解泛函极值问题有限元法求数值解线价积分提法的边界积分方程问题边界元法求数值解一、设计理念在以培养语言交际能力为主的素质教育背景下，语法教学应与交际法语言课程相结合，应联系语义教语法，联系情景教语法，联系功能教语法。高中英语语法教学尤其应遵循实践性、针对性原则。其一：实践性。英语语法教学的目的，是使学生通过学习基本语法，更好地进行听、说、读、写等语言实践活动，提高运用语言的能力，提高学生语言实践的自觉性。语法教学要精讲多练，讲练结合，让学生在大量的语言实践活动中逐步发现、认识并归纳语法规则。其二：针对性。英语语法与汉语语法是两种不同的语法体系，相异之处则是学生学习中的难点，是语言运用中最易犯错误之处。教师在教学中应认真分析教材，对英汉语法体系进行比较，有针对性地进行教学，有效地突破难点，防患于未然。二、教学情境在传统的语法教学中，教师总是把语法规律按照一定模式呈现给学生。例如，教师在讲授虚拟语气“对现在情况的虚拟”这一语法现象时，首先把语法规则系统地讲解一下：一，什么是虚拟语气。二，由if引导的虚拟条件句中，从句谓语用过去时，be动词用were，主句谓语用would(could,should,might)do。随后，教师分别举了几个含有虚拟语气的句子。最后教师让学生进行大量的练习。由上可见，传统教学方法存在很大的问题：教学方式守旧僵化；学生被动而机械地接受语法知识，死记条条框框；课堂以教师的说为主，缺乏师生互动关系，导致课堂气氛不活跃，这会使学生逐渐失去学习的兴趣。而新课程所倡导的，它要求经老师的启发，让学生自己发现规律，总结规律。比如，我在讲解“虚拟语气在条件从句中的用法”一课时，就虚拟语气与过去、现在、将来相反的用法，先分别给出具体情景，以激发学生兴趣，再给出句子，让学生观察，并总结出规律。下面以虚拟语气与现在事实相反为例，阐明操作过程：在上课时，老师抛出：Class,TodayI’lltakeyouonaverypleasantjourney.Doyouliketravellingwithme?学生一看这一问题，兴趣马上就来了。老师明明要上语法课，为什么要带我们去旅游呢？接下来，我给了四幅图片：香山、长城、天安门、鸟巢。这时，我听见下面有学生在说，北京，北京，去北京。可是，老师说：同学们，现在老师在哪儿呢？老师在给你们上课，能去北京吗？于是给出下面的句子：IfIwereabird,IwouldflytoBeijing.IfIwereinBeijingnow,IwouldgotoclimbtheGreatWall.IfIwereatthetopoftheGreatWall,IcouldseethewholecityofBeijing.IfIsawthewholecityofBeijingnow,I…然后让学生观察这些句子，同时找出谓语动词的规律。同学们得出如下结论：这些句子是与现在事实相反的虚拟语气，从句谓语动词用were，主句谓语动词用would(could)+do。这种让学生自己观察并找出规律的做法，比老师直接给出规律，然后给例句的教学方法要灵活、有趣得多。在讲解完虚拟语气与过去、现在、将来相反的用法时，我抛出一个游戏。让学生以小组为单位，像老师给例句那样，进行成语接龙。这一游戏把该堂课推到了第一个小高潮。学生在句子接龙时，造出了很多非常优美的句子。比如：IfIplayedthebasketballverywell,IcouldgotoplaybasketballinAmerica.IfIplayedbasketballinAmericanow,IcouldhavethechancetomeettheAmericanpresident.IfImettheAmericanpresidentnow,IwouldtellhimthatChinaisthemostpowerfulcountryintheworld.全班同学和在场的听课老师听到这时，立即爆发出雷鸣般的掌声。这时，我感觉语法的功能也在这堂课中体现出来了。接下来，我马上以同样的方式引出wish的用法，并让学生操练。操练完毕后，我马上抛出一个话题：同学们，元旦节要到了，你们将怎样向你们的亲戚、朋友、老师、同学问候呢？这时，很多同学回答到，送贺年卡。于是我说，那这堂课我们每人自制一张贺年卡，贺年卡的题目为Ihaveadream,并把今天学的句型用进去，好吗？三、创新之点【自我反思】在以培养语言交际能力为主的素质教育背景下，语法教学应与交际法语言课程相结合，应联系语义教语法，联系情景、功能教语法。而这节课正体现了这一原则。首先，注重学生自主、合作、探究式学习能力的培养。教学中，一改往常那种先给出语法规律、条款的做法；而是先给出一定的情景，再给出例句，然后再让学生观察、归纳、总结，自己探索规律。这种教学方法符合新课程新教材的教学特点，有利于学生观察、思维、分析、综合能力的培养，有利于学生的探究学习和自主学习能力的提高。其次，引导学生巩固、运用，学会语法、生成能力。新课程中的语法教学不仅仅是让学生能发现、归纳出语言形式和规则，教师更必须认真设计“巩固操练”和“实际运用”两个环节的教学活动。让学生在快乐中巩固知识，在运用中掌握语言形式。比如该堂课上，在让学生写Dream卡片前，我还特意事先将学生的一些日常所犯的行为规范和学习中的错误拍照下来，以IfIwereyou,Iwould---进行图文说明，指出学生的错误，对学生提出建议和要求，学生在哈哈大笑中进一步领会虚拟语气的用法。然后再让学生把该句型写进Dream卡片里。总之，任何语言形式只有通过体验和实践才能加深理解，只有通过实际运用，特别要通过在实际交际中去运用才能内化其规则，才能真正掌握。专家点评【叶晓棠：渝中区教师进修学院英语教研员、特级教师】本来枯燥无味的语法，就连初中汉语教学里都不讲的语法，学生学习起来肯定困难。有学生常常告诉我：老师，我常用英语的语法去分析汉语的语法。如果语法概念不清，那些长句、难句根本读不懂。所以，对于我们这些没有语言环境的学生来说，学习外语不学语法肯定是不行的。关键在于执教者怎样操作。“虚拟语气在条件句中的运用”这节课，是我区的语法教学观摩课。课后，全区一百多名高中英语教师无不大加称赞。有老师认为，“这堂语法课给我引了路，我知道今后的语法课该怎样上了。”同学们认为：这样的语法课生动、有趣，并且枯燥无味的语法规律，语法条款也轻松容易地记住了。在上这堂课时，给我印象最深的是“句子接龙”和“写Dream卡片”。这两个环节把这堂课推向了高潮。同学们在“句子接龙”的时候，虚拟语气在条件句中的各种谓语动词形式掌握得很好。同时，同学们的情感、态度和价值观也体现出来了。特别是有同学在讲到：IfIplayedbasketballinAmericanow,IcouldhavethechancetomeettheAmericanpresident.IfImettheAmericanpresidentnow,IwouldtellhimthatChinaisthemostpowerfulcountryintheworld.我认为这应该是情感、态度和价值观的最高体现了。不过，该堂课令人遗憾的是：由于时间关系，没有能够通过投影仪把学生写的Dream卡片展示出来。1前言教学过程中对学生创造性思维的培养有利于教学质量的提高。目前关于创造性思维的这种良好作用已经有了大量的研究,并应用到实际的教学活动中,但目前的研究大多停留在理论的层面,对创造性思维与各个运动项目结合的具体教学方法研究得少,而且教学方法体系缺乏具体化和系统化。本文尝试从创造性思维出发,探讨灵活、多样化的羽毛球教学方法,以促进学生主动地学习,提高羽毛球教学质量。2体育教学中的创造性创造性不是一种单一的心理活动,而是一系列连续的高水平的复杂的心理活动。它要求人的全部体力和智力的高度紧张,以及创造性思维在最高水平上运行。所以,创造性是指个体根据一定的目的任务,运用一切已知信息,展开能动的思维活动,从而产生出新颖、独特、具有社会价值的产品的心理过程。创造性具有以下特点:1)新颖性。即产生和发现的思维成果是破旧立新、前所未有的;2)独特性。思维的结果别出心裁、独辟蹊径、不同凡响。3)有社会价值和个人价值。体育教学中的创造性思维教学,就是合理地利用教学资源,采用灵活、多样的教学方法,为学生提供宽松的、从事创造性的学习环境,促进学生能动地思考的过程。3创造性思维在羽毛球教学中的应用3.1鼓励发散思维在羽毛球技术教学过程中,首先不要在学生心中形成对技术动作对与错的绝对标准,以免使学生思想僵化,被动地接受教学内容,教师应该采用灵活的教学方法,让学生能动地思考。例如,学生在学习反手挑后场和反手搓球的基础上,一般会进行反手勾对角网前技术的学习,教学过程中先不要对反手勾对角网前技术的动作要领进行讲解,而是先复习反手挑后场和反手搓球技术,用解剖学和生物力学的知识讲解和分析动作,让学生了解反手挑后场和反手搓球技术发力的原理,然后从反手勾对角技术的最终目的和基本特征出发,介绍它的球路特征和战术意图,再向学生提问:如何击球或如何按照规定的球路把球打过去?学生从反手挑后场和反手搓球动作技术的发力原理中受到启发,尝试去击球,进行多球练习。最后让学生带着疑问听教师对正确的技术动作进行讲解、分析和示范,并提出最后一个问题:还有没有更好的方法?然后让学生独立思考,拓展出更为广阔的想象空间。3.2语言、表象和动作思维结合进行教学创造性来源于我们的探究,来源于动口、动脑、动手的实践,而不是一味地从知识中来,从实质教育论所讲的“观念的联合”中来[1]。“做一做”可以让学生直接体验动作和参加实践,是感知动作的主要途径,但同时也要意识到让学生“想一想”和“说一说”也很重要。课后布置作业要学生写日记,要求在写日记过程中尽量回忆每节课所学动作的名称和动作要点,并在回忆过程中对所学动作形成视觉意象,从而对动作形成一个整体的感知,并在日记的最后提出一些关于课程的设想。下一节课教师根据日记的情况做一总结,纠正一些同学对动作的错误理解,并根据学生的提议和设想对教学内容和教学方法进行适当的调整。在课程的复习部分,可以让学生复述动作要领,检查学生对动作的理解程度。在实践教学过程中,既要学生“做一做”,也要学生“想一想”和“说一说”,利用语言、表象和动作思维三者结合进行教学,有利于学生对动作的正确感知和掌握。3.3比赛教学将记忆材料形成视觉意象,有利于记忆[2]。同样,把刚学习的战术知识和技术动作要领转化成视觉意象也有利于学生的记忆,观看比赛录像并组织学生进行研讨,能有效地促进学生相关视觉意象的形成,有利于对羽毛球技战术知识的理解和记忆。观看比赛录像前,学生应该系统地掌握羽毛球的技战术知识,能正确感知各种技术动作的要领。观看比赛录像时,教师应该对比赛进行讲解,提示学生应该把注意力集中在什么地方,如出手动作、被动状态、习惯球路、战术意图和比赛局势等[3]。观看完比赛后,学生根据所学的知识,初步制定战术并模拟运动员的战术风格和技术特点进行教学比赛。比赛结束后,教师应该及时对比赛进行总结,指出比赛过程中出现的问题和改进的措施,让学生明确日后要努力的方向。3.4为学生提供创造性氛围罗杰斯指出,促进创造性有两个基本条件,心理安全和心理自由,心理上的自由和无拘无束,思维才可能有高度的发散性、灵活性和独立性。对学生的教育应该始终强调个性的培养,促进学生进行能动的思考。教学过程中公开地让学生表示他们的好奇心和探究性行为,以及任何探索迹象都是好事情。当学生在对一项活动感兴趣并非常兴奋时,要允许他们按照自己的步调活动。如果学生愿意的话,要让学生自己开动脑筋想办法。气氛要轻松活泼。不反对猜测,特别是猜测具有一定道理的时候。3.5对学生的学习多作正面评价正面的评价会促进学生的创造性,而负面的评价会限制创造性思维的发展,使学生产生消极的情绪。所以,在教学过程中,应该多对学生的学习进行积极的、正面的评价。在技术学习过程中,要对做得好的同学进行及时的正面评价,如“做得好”、“发力正确”、“动作很协调”和“动作漂亮”等;对于一些不能迅速掌握动作和错误理解动作的学生,可以先不要直接对错误进行评论,而是应该指出他们做得好的地方和需要改正的地方,这样可以保持学生学习的兴趣和积极性。3.6利用大量、丰富的语言活跃学生的思维课堂上可以利用解剖学和生物力学的原理分析和讲解动作,让学生对动作有一个准确、具体的认知;讲解的语言要简明扼要,便于学生的理解和记忆;讲解过程中语言流畅、生动,多用类比和比喻的方法,激发学生的想象能力和发散思维;另外,教师在教学中的身体语言也应丰富,具有亲和力和活力,应多些微笑和点头[4]。4结论与建议4.1结论创造性思维能有效地促进学生能动地学习。在教学过程中,教师应该为学生营造创造性的学习环境让学生积极地思考;用丰富的语言激发学生的想象力;多用鼓励性的语言提高学生的积极性;利用语言、表象和动作思维结合进行教学,运用比赛教学等方法巩固教学效果,从而提高教学质量。4.2建议4.2.1要让学生养成勤于思考的习惯。教学过程中,应给予学生大量的学习机会,并有意提出一些有价值的问题让学生解决,让学生长期处于面临问题-解决问题的状态,从而促进思维的不断发展;或者提出一些设想,让学生去丰富和完善它们,促进学生能动地思考。例如,在介绍完羽毛球各种战术方法后,可以让学生思考:还有没有更好的克敌制胜的方法?在教师的正确引导下,学生不断地进行自我暗示,直到提出别出心裁的想法。4.2.2培养学生良好的问题意识。发现问题比解决问题更重要,作为教师应该保持学生勇于探索的精神状态,即对别人“熟视无睹”的现象追根求源,对问题始终保持着高度的敏感性。4.2.3培养学生良好的否定意识。课堂上,允许并鼓励标新立异、异想天开,允许对教师的观点怀疑,甚至进行反驳。但是同时也要注意,当学生出现偏激或错误的想法时,要适当进行引导和必要的纠正,并解释清楚原因,引导学生向良性方向发展。边界元法的若干进展和乞在固体力学中的应用清华大学工程力学系姚振汉弹性力学的三种提法微分提法求解析解常化为常微分方程提偏微分方程边值问题差分法求数值解是变分提法李兹法求近似解泛函极值问题有限元法求数值解线价积分提法的边界积分方程问题边界元法求数值解边界元发畏历史回顾边界积分方程一边界元法有限元法(1955,56)之后发展起来的一种精确高效的工程数值分析方法在固体力学领域有限元法最重要的补充边界元法间接法位势问题(Smith&Pierce,1958)弹性力学(Massonet,1965)边界元法直接法位势问题(Jason,1963)弹性力学(Rizzo,1967)边界元发展历史回顾1994-2003被SC收录的论文与边界元法有关的有3904篇与有限元法有关的为16823篇■1990-2002被E收录的论文与边界元法有关的有19968篇与有限元法有关的为75184篇与断裂力学有关的为23647篇在工程应用方面在应用最多的部门也从未超过有限元法的十分之研究组边界元研究历史回顾■我们研究组边界元法研究开始于1979年◆基于弹性力学问题RZo型边界积分方程-边界元法研究了弹性应力集中问题和薄板弯曲问题◆研究了边界元-有限元耦合方法研究了边界元法在形状优化缺陷识别等逆问题中的应用◆Galerkin对称边界元法用于结构极限与安定分析等问题◆研究了精确高效的计算方法,提岀了边界元法误差的一种直接估计。◆对于弹性接触问题,提出了单元与单元间协调的接触方案,研究了二维、三维移动、滚动接触研究组边界元研究近年工作2000前后针对复合材料,对于含随机分布大量夹杂的推弹性固体提出了一种重复相似子域边界元法,计算了100多个夹杂、近万自由度的问题◆研究了在微机机群上的并行算法。2000年在由8台微机组成的机群上最大计算规模45,000自由度近年来多极快速算法在边界元法中的应用给边界元法解决复杂工程与科学问题展示了广阔的前景。用于含随机分布夹杂二维、三维弹性体数值模拟,一台微机可计算数十万自由度的问题,在微机机群并行系统最大的二维算例有800万自由度。含16384条随机分布裂纹的二维无限弹性体,1,572,864自由度,研究了相