生物力学的基本概念范文

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中医学院7年制中西医结合专业的教育目的是培养医科学生能达到硕士学位的高层次中西医结合人才。要求该专业学生在毕业后能掌握临床医学的诊疗技能及在基础医学领域能够进一步深入研究本专业所要求的专业知识。《中医伤科学》［1］作为7年制中西医专业的临床课程，在南京中医药大学的课程设置是该专业学生第5年的学习课程，所使用的教材与5年制的教材是一致的。如何利用有限的学时为7年制学生教好《中医伤科学》，使其能够达到大纲要求的标准―即掌握系统而深厚的中医学基础理论和必要的现代医学知识和诊疗技能,并有一定的科学研究的能力，需要在教学中引入很多现代科技的研究成果。为此，在该临床课程教学过程中积极尝试引入生物力学的理念以引导医科学生在中医骨伤科领域能有一全新的认识。

1生物力学的概念

生物力学是由生理学和工程学的结合来解决生物体相关临床问题的研究学科，强调在临床诊断、治疗和疾病预防为主的应用。其包含的领域相当广泛，微小至细胞，大到组织、器官或是动物体中部分系统的运作功能等，皆为生物力学研究的重要范畴［2］。所谓骨科生物力学，即是应用生物力学的方法来解决骨科所遇到的问题［3］。骨科生物力学将工程原理，特别是机械力学原理应用于临床医学，是需要将医学与工程学结合以跨学科的方式服务于临床与基础研究的学科。

2骨科生物力学的教学方式

既然是以生物力学的方法解决骨科所遇到的问题，那么需要在教学中把握那些内容呢？从工程学角度来说，力学的基本术语有负荷、弯矩、刚度、懦变、懦变位移、自由度、延展性、弹性、平衡、疲劳曲线、模量、力偶等基本概念。如果学校没有专门开设工程力学课程，在有限的学时内让学生掌握如此多的概念及原理是不现实的。如何在有限的课时内让学生理解此概念也是教改的一项重大命题。

2．1采用多媒体方式教学多媒体教学有很强的直观性和交互性，可方便的进行人机双向交流，快捷的在各媒体间进行跳转，亦可作为资料保存，便于学生查询［4］；多媒体的另一大优势是具有大容量、多信息渠道，可有效地开拓医科学生的视野。通过自己制作的CAI(计算机辅助教材)课件以及购置的CAI课件，这种多渠道手段的汇集，能够使原来抽象难懂的内容形象化和具体化，更加生动、直接，使得教学内容重点突出，图文并茂，有效激发学生的学习兴趣，提高教学质量。在多媒体的制作过程中，可以有效地制作关于力学的基本概念的介绍，并以形象化的图片或动画来使得该专业学生能够快速掌握。

2．2授课方式的调整按照《中医伤科学》教材的设置方式，其教学的顺序是：解剖复习、病因病机、诊查要点、治疗。按此教学过程在课堂上讲授，往往显得枯燥沉闷，没有新意。而医科学生在理解采用何种复位手法、为什么要用某一固定予以固定，又为何对某种类型的骨折要采用内固定手段等内容时，却又显得无所适从。这是医科学生初次接触到骨科领域，对生物力学的原理不够了解所致。在教学中，笔者采用在应用解剖复习中增加生物力学的基本概念，如载荷、剪切力、应变等，先使医科学生能有一初步的了解；接着，在固定、手法复位、切开内固定等章节教授时，再以具体病例―问题为中心指导，就能使医科学生知道其所以然。在以具体病例为基础的教学过程中，注意调动学生的主观能动性，要让其能以生物力学的概念来解释、处理骨折、脱位等骨创伤疾患，使之能以科学、精确、具有严密逻辑性来掌握骨科疾病的处理规程，从而达到教学目的。

2．3理论与实践相结合无论医科学生在课堂上对于基础理论掌握得是多么的扎实，但归根结底是要求医科学生能够在临床实践中准确地把握疾病。而对于中医骨伤科来说，基本的动手操作的内容有伤口包扎、手法复位、小夹板固定、石膏托固定、骨牵引操作等内容。对于动手实践的操作不应是带教老师手把手教会就可以了，如何把生物力学的理念融入到实践操作中去才是关键。如在肩关节前脱位复位的操作过程中，虽然书本上提到又牵引推拿法、手牵足蹬法、拔伸拖入法、牵引回旋法、椅背复位法、悬吊复位法等方法，作为学生究竟应该如何掌握复位的手法呢？是不是所有手法都应掌握呢？各种手法是否都具有良好的安全性呢？手法间有无区别呢？在实践课教学时，如果不加分析地填鸭式灌输给学生的话，日后在临床上，他们仍将无法快速地胜任该工作。在教学中引入杠杆原理后就可以总结出肩关节所有手法的基本原则是：以腋窝为支点，以肩关节弹性固定位顺势外展外旋、内收内旋即可复位。但是，做完一个小实验―支点的面积与载荷之间的关系，医科学生很快明白如果腋窝的支点面积很小将可能在支点处发生骨折现象，所以他们能够总结出以牵引推拿法复位法是一种相对安全的手法。

2．4结合临床，引入新进展当医科学生在临床课程的教学过程中，对生物力学的概念有了基础的认识后，对于生物力学方面的一些新进展的介绍就会有全新的认识，也乐于接受这样的理念。针对7年制的学科特点，注意引入关于骨骼系统研究的方法，如有限元素法。这种新进展的研究方法一般是以讲座的形式予以介绍的。如讲述有限元素法的基本思想时，先将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互联结在一起的单元组合体。按单元以不同的联结方式进行组合,且单元本身又可以有不同形状，因此可以模拟成不同几何形状的求解小区域；然后对单元(小区域)进行力学分析，最后再整体分析［5］。引入这种分析方法，一者可以使7年制的医科学生能够了解生物力学的一种科学研究方法，还能使其在整体性分析中牢固地确立以中医科学整体观为基础的思维方式。

3引入生物力学理念在教学中的意义

3．1以生物力学理念认识问题生物力学是涉及生物学、解剖学、生理学、临床医学、力学、数学、工程学等多学科的一门具有应用基础性、交叉性边缘学科。如能在临床课教学中引入此概念，可以更有效地了解人体的运动、研究骨科方面的疾病、能够设计出并能逐步改进各种人工关节、脊柱假体乃至义肢。教导医科学生以生物力学理念认识骨骼、肌肉、关节方面的结构与疾患，能够使其在临床方面如何处置病患有进一步地提高，也使其在基础医学研究领域能有进一步作为，逐步引领医科学生踏入更高要求的专业领域中。

3．2培养学生形成良好的知识链和创新思维的能力我国的教学方式和学生以往的养成的学习习惯，常常造成学生们遇到的问题照搬课文，纵向思维较多，横向联系不够［6］。生物力学是沟通临床各科及基础医学的交叉学科。在理解与掌握生物力学的概念同时，要求学生能够将基础课重新认识，而且要求不仅仅是掌握骨骼系统就足够了，是要求在内、外、妇、儿等临床课程中能与骨科疾病相联系，以完整的知识链结构走上临床工作岗位。在临床课的实验教学中还能以此为契机，探索临床研究的热点内容，目的是为在临床实习和临床工作中能及时发现、独立分析、解决临床问题，为开展临床工作打下坚实的基础；在将来的基础研究中能横向联系各学科，打下优良的科学素养基础。

总之，通过在《中医伤科学》教学过程中生物力学概念的引入，并非仅仅让中西医7年制医科学生理解这样的概念就足够了，更重要的是通过概念形成思考、观察、处理临床实际问题的生物力学理念，以科学的方式训练学生达成临床医学的完整知识链，能从多角度、多方面横向联系学科基础，为能深入研究医学问题做好科学素养准备。

参考文献

1王和鸣.中医伤科学.中国中医药出版社,2002:369.

2郑诚功.骨科生物力学的研究进展.中华创伤骨科杂志,2004,6(1):43-45.

3郑诚功.骨科生物力学的进展.中华创伤骨科杂志,2005,7(10):901-902.

4陈平波,吕刚.医学教育新模式下骨科教学改革的几点思考.新疆中医药,2005,23(5):71-72.

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一、力量的概念

力量素质是指人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力的能力，是肌肉紧张或收缩时表现出来的一种能力。随着体育运动科学的不断发展进步，人们愈发认识到改善神经---肌肉系统的功能，增强肌肉收缩时产生的力量是提高运动成绩最直接和有效的途径，因此，几乎所有的竞技体育项目，无论是以力量为依托的体能类项目，还是以技术和灵巧为主的非体能类项目，以及那些以技、战术配合为特点的集体项目的教练员，均加大了对力量训练的重视程度。

二、力量素质的分类

力量素质的分类，根据不同的角度与标准，可以分为多种类型。依力量素质与运动专项的关系，力量素质可分为一般力量与专项力量。依据力量素质与运动员体重，可分为绝对力量和相对力量，依据完成不同体育活动所需力量素质的不同特点，可分为最大力量、快速力量和力量耐力等。

三、力量训练的方法

力量训练的方法，就是指为了提高肌肉工作的能力，而对人体的运动系统所实施的一系列的专门性生物改造的方法和手段。从众多的研究中来看，在力量训练方法的概念上是基本趋于一致的。

1.静力性力量练习方法。当身体在固定情况下，许多肌肉在一定时间内，为了试图克服相当大的阻力，表现出高度的肌紧张，而在用力过程中，肌纤维没有缩短，肌肉在这种情况下进行收缩，称之为等长收缩、也称“静力性工作”，采用这种方法来发展肌肉力量，即成为静力性训练法。

2.动力性力量练习方法。所谓动力性力量训练方法，就是指在力量训练时，肌肉经常改变拉力的强度和方向，同时改变着骨杠杆的位置，从而完成机械动作。在动力性的力量过程中，肌肉的长度因其收缩而发生变化，当肌肉克服阻力时，身体朝肌肉收缩的方向移动，肌肉做向心收缩运动。动力性力量训练方法能有效地发展动力性的力量。能更好的发展神经、肌肉间的协调关系。可以有效的改变原动肌、协同肌和对抗肌之间的协调性。同时这种训练方法有利于提高肌肉的收缩速度，训练中能使训练部位的肌肉工作达到最大幅度。动力性训练方法最突出的一个优点是可根据不同专项的需要，采用不同结构的负荷去发展不同性质的力量，更利于对力量训练的专项化控制。

四、力量训练的注意事项

力量素质训练不仅应该注意运动训练学中一般的训练原则，也应格外注意力量训练中，运动生理学，运动生物力学等相关的科学原则。注意大小肌群的协调发展，主动肌与被动肌的协调发展等。

1.注意针对项目需求。要注意发展对本项目最有影响的肌群力量，这要求对具体得项目和动作进行分析，即项目需要什么样的力量，就着重发展什么样的力量。专项力量练习时，原动肌的定点和动点只有与专项一致，训练获得的力量在专项动作中才能发挥效力。

2.注意针对个体需求。要注意根据每个运动员的特点，有针对性地发展其弱肌群，即对于这个项目而言，该运动员缺少哪个肌群的力量，就注意发展什么肌群的力量；缺少什么类型的力量，就注意发展什么类型的力量。

3.教练员应对本项目进行认真的分析，即注意分析哪些动作动员哪些肌群，以及这些肌群的发力特点、发力方向、动作类型等，然后在实际进行力量练习时，注意按照这些特点进行训练。同时，直接完成运动的肌肉群协调发展，肌肉发力的条件要一致。

4.注意一般力量与专项力量的衔接。专项力量训练不能“单打一”的训练。还要注意薄弱的肌肉群力量的发展，应在一般力量训练的基础上协调发展专项所需力量，避免造成局部运动量过大，引起肌肉损伤。

5.注意循序渐进，力量的发展是一个长期、缓慢的过程，千万不可急于求成。按照力量发展的规律，缓慢增长的力量，将来到达的最大力量水平较高，而且保持的时间也较长。

6.注意处理好负荷与恢复的关系。在一个训练阶段中，负荷安排应大中小结合。在每组重复练习中，注意组间的休息。力量训练后，要特别注意使肌肉放松。

五、结论与建议

结论：竞技体育的目标是提高运动员的竞技能力，获取比赛优胜，提高运动员的力量素质，可以有效地提升运动员竞技能力，提高竞技水平，获得比赛优胜。因此，力量训练是实现竞技目标必要而高效的途径。进行科学的力量训练，要充分了解运动训练学、运动生理学和运动生物力学的相关科学知识，采用与本专项需求相符合的训练方法。力量训练的方法是实现力量训练目标的载体，围绕“专项力量”的力量训练核心，贯彻运动训练学的基本原则，采用科学合理的负荷和方式，提升运动员力量素质水平，进而配合技术、战术和其他体能因素，提高整体的竞技水平，创造更加优异的比赛运动成绩。

建议：科学的力量训练，应遵循运动训练学的一般原则，符合人体生理学和生物力学的构造原理。紧密结合专项特点，采用科学和适宜的训练方法，采用合理的负荷强度，循序渐进，提升运动员的力量素质能力。

参考文献：

[1]陈小平，黎涌明.核心稳定力量的训练[J].体育科学，

2007，（9）：99.

[2]于红妍，李敬勇，张春合，等.运动员体能训练的新思路-

核心稳定性训练[J].天津体育学院学报，2008，（2）：

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中图分类号:G642.0　文献标志码:A　文章编号:1673-291X(2010)03-0247-01

一、前言

随着计算机技术的普及和网络技术的迅速发展,多媒体教学已被高等院校广泛采用,并深受广大师生的欢迎。因此,利用多媒体教学手段开发学习资源,构建新的教学模式,达到最佳教学效果,成为国内外提高教学质量、改革教学方式的重要手段。

本文通过工程流体力学教学实践,探讨多媒体教学在授课过程中产生的效果。提出了在工程流体力学教学活动中将多媒体技术与传统教学手段相结合,活跃课堂气氛,提高学生学习的积极性和主动性。达到优化教学效果的目标。

二、传统教学模式的利与弊

传统教学模式历史悠久,教育理论成熟,已经积累了丰富的经验。在传统教学中,通过教师的形象、生动的讲述,学生易于接受,师生之间可以面对面地探讨疑难问题。对于工程流体力学而言,教学内容不可避免地会涉及到数学公式的推导,传统的板书教学方式即可以留给学生更多的思考时间,同时又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强记忆。然而传统式教学主要依靠粉笔与黑板的教学条件,是以教师为主体的教学模式,从而大大降低了教学效率,也扼杀了学生个性的发挥和创意的产生。

三、多媒体教学的特点

多媒体教学以其鲜明的教学特点,丰富的教学内容,形象生动的教学情景,在教学过程中发挥了重要的作用:

第一,激发学习兴趣,有利于提高课堂效率。兴趣是学生获取知识、拓宽视野、丰富心理活动最主要的推动力。多媒体技术综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动,激发学生的学习兴趣,从根本上改变了传统教学模式的单调性。而且多媒体教学可以充分发挥学生听觉、视觉等器官对信息的接收,对学生的眼、耳等器官进行多重刺激,从而活跃学生的思维,增强学生记忆力,提高课堂效率。第二,直观、易懂,有利于提高教学质量。流体力学是从力学的观点出发,主要研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用规律的科学,在日常生活和各种工程实际中具有广泛的应用领域,是动力工程和流体机械专业一门重要的专业基础课。与固体的运动规律相比,流体在运动过程中存在诸如激波、接触面间断、两相流体之间相互掺混等复杂现象。多媒体教学手段能够通过图片、动画和视频资料等直观、清晰地观看复杂的流动现象,使学生较容易地掌握相关内容,提高教学质量。第三,增加教学容量,节约空间和时间。工程流体力学研究内容较多,涉及范围较广,在有限的课时内传授给学生的信息量较大。传统教学中知识的传播主要靠教师的口授与黑板板书,在一定程度上限制了课堂信息的含量,多媒体教学充分地利用了电脑能够存贮大量信息的优势,授课的信息量明显增多,教学内容更加丰富,使学生在有限的时间内接收更多的知识,开阔了学生视野,增加课堂知识的容量,提高了教学的效率。

四、多媒体教学手段与传统教学方式相结合

多媒体教学的发展并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段,而是将多媒体教学与传统教学方式相结合,扬长避短,发挥各自的优势,更好地服务于教学工作。

工程流体力学教学内容主要包括两大部分,理论教学和流体力学实验教学。

工程流体力学理论教学部分包含大量流体力学的基本概念、基本方程和一些复杂的流动现象。例如在教学过程中,流体静力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书,这样既可以留给学生足够的思考时间,又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强学生的记忆能力。而对于某些基本概念和特定的流动现象,可以通过多媒体教学手段,加深学生对基本概念和流动现象的理解。

流体力学实验是流体力学教学中的重要组成部分之一,贯穿于课程始终。现行流体力学教学实验多为验证性实验,实验方法单一,同时,还受实验老师较少、实验课时有限以及设备等多种因素的影响,学生选择的范围极小,在很大程度上制约了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,不能很好地达到流体力学实验教学的要求。然而引入多媒体教学手段以后,学生可以灵活地改变实验条件,演示各种实验现象。

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一、前言

随着计算机技术的普及和网络技术的迅速发展，多媒体教学已被高等院校广泛采用，并深受广大师生的欢迎。因此，利用多媒体教学手段开发学习资源，构建新的教学模式，达到最佳教学效果，成为国内外提高教学质量、改革教学方式的重要手段。

本文通过工程流体力学教学实践，探讨多媒体教学在授课过程中产生的效果。提出了在工程流体力学教学活动中将多媒体技术与传统教学手段相结合，活跃课堂气氛，提高学生学习的积极性和主动性。达到优化教学效果的目标。

二、传统教学模式的利与弊

传统教学模式历史悠久，教育理论成熟，已经积累了丰富的经验。在传统教学中，通过教师的形象、生动的讲述，学生易于接受，师生之间可以面对面地探讨疑难问题。对于工程流体力学而言，教学内容不可避免地会涉及到数学公式的推导，传统的板书教学方式即可以留给学生更多的思考时间，同时又可以加深学生对公式推导过程的理解，加强记忆。然而传统式教学主要依靠粉笔与黑板的教学条件，是以教师为主体的教学模式，从而大大降低了教学效率，也扼杀了学生个性的发挥和创意的产生。

三、多媒体教学的特点

多媒体教学以其鲜明的教学特点，丰富的教学内容，形象生动的教学情景，在教学过程中发挥了重要的作用:

第一，激发学习兴趣，有利于提高课堂效率。兴趣是学生获取知识、拓宽视野、丰富心理活动最主要的推动力。多媒体技术综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动，激发学生的学习兴趣，从根本上改变了传统教学模式的单调性。而且多媒体教学可以充分发挥学生听觉、视觉等器官对信息的接收，对学生的眼、耳等器官进行多重刺激，从而活跃学生的思维，增强学生记忆力，提高课堂效率。第二，直观、易懂，有利于提高教学质量。流体力学是从力学的观点出发，主要研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用规律的科学，在日常生活和各种工程实际中具有广泛的应用领域，是动力工程和流体机械专业一门重要的专业基础课。与固体的运动规律相比，流体在运动过程中存在诸如激波、接触面间断、两相流体之间相互掺混等复杂现象。 多媒体教学手段能够通过图片、动画和视频资料等直观、清晰地观看复杂的流动现象，使学生较容易地掌握相关内容，提高教学质量。第三，增加教学容量，节约空间和时间。工程流体力学研究内容较多，涉及范围较广，在有限的课时内传授给学生的信息量较大。传统教学中知识的传播主要靠教师的口授与黑板板书，在一定程度上限制了课堂信息的含量，多媒体教学充分地利用了电脑能够存贮大量信息的优势，授课的信息量明显增多，教学内容更加丰富，使学生在有限的时间内接收更多的知识，开阔了学生视野，增加课堂知识的容量，提高了教学的效率。

四、多媒体教学手段与传统教学方式相结合

多媒体教学的发展并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段，而是将多媒体教学与传统教学方式相结合，扬长避短，发挥各自的优势，更好地服务于教学工作。

工程流体力学教学内容主要包括两大部分，理论教学和流体力学实验教学。

工程流体力学理论教学部分包含大量流体力学的基本概念、基本方程和一些复杂的流动现象。例如在教学过程中，流体静力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书，这样既可以留给学生足够的思考时间，又可以加深学生对公式推导过程的理解，加强学生的记忆能力。而对于某些基本概念和特定的流动现象，可以通过多媒体教学手段，加深学生对基本概念和流动现象的理解。

流体力学实验是流体力学教学中的重要组成部分之一，贯穿于课程始终。现行流体力学教学实验多为验证性实验，实验方法单一，同时，还受实验老师较少、实验课时有限以及设备等多种因素的影响，学生选择的范围极小，在很大程度上制约了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力，不能很好地达到流体力学实验教学的要求。然而引入多媒体教学手段以后，学生可以灵活地改变实验条件，演示各种实验现象。

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中图分类号：G424 文献标识码：A

Exploration and Practice in Engineering Case

Teaching in Mechanics Course

MENG Fanshen

（Department of Civil Engineering， Luoyang Institute of Science and Technology， Luoyang， He'nan 471023）

Abstract This paper argues that Case teaching is given a certain mechanical engineering background courses， so that students master the mechanics associated with real problems in the process of engineering analysis， and develop a sense of engineering students and engineering quality. Initiative and enthusiasm of the students have been a great play. Enhance students' awareness of innovation and engineering practice ability.

Key words mechanics course teaching； engineering case； exploration and practice

0 引言

力学课程是工科专业重要的专业基础课，是理论与实践紧密联系、基本概念与实际计算并重的课程；是学习后续专业课的基础，为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法；对培养学生的工程素质和处理工程问题的能力有不可替代的作用。

力学课程和工程应用、工程设计与分析有着紧密的联系，工程实践是力学的源泉和归宿。力学课程理论概念多，公式推导繁琐，有着自身的规律；学生学习过程中觉得力学的理论和方法与实际工程联系不上，高深莫测，容易出现畏学情绪；教学中，出现照本选课，过于关注理论知识向学生的灌输，以教材为唯一依据，从概念到概念，理论教学与工程实相脱节，忽视了学生应用能力的培养，也是造成难以提高教学质量的原因。对于没有工程实践经验的学习，很难将力学课程的内容与工程和生产实际联系起来，遇到实际的工程问题，就会感到无从下手。如何理论联系实际，在教学中引入工程案例教学成为力学课程教学过程的一个必经之路。

本文认为，在力学课程教学中，采用工程案例教学，可以激发学生的学习热情，加深学生对力学基本概念、基本方法的理解和掌握，可以提高学生的工程素质和力学素质，加强学生创新能力的培养。

1 工程案例教学的基本要求

力学课程中的工程案例教学是选取有针对性的工程案例，在课堂上以讲解工程案例入手，通过对典型工程案例的展示，引导学生积极参与分析、讨论和总结，提炼出所学部分的力学理念以及用所学力学理论解决工程问题的方法；让学生在具体的问题情境中积极思考、主动探索，深化对相关理论知识和对科学知识的系统掌握，从而培养学生的综合能力的一种教学方法。与传统的教学方法比，工程案例教学不仅是一种有效的教学方法，更体现了全新的现代教学理念。工程案例教学法体现了“以生为本”的教育理念。在传统的力学基础课教学中，教师占绝对的主导地位，学生个性得不到充分发挥。工程案例教学是一种启发式教学，他的出发点和归宿是充分调动学生的积极性。实施工程案例教学，可以充分发挥教师的主导性和学生的主动性，有利于学生掌握抽象的力学概念和原理，并能灵活运用，达到理想的教学效果。

例如，可以随手指指门角和窗角的裂纹，让学生们分析一下是什么原因造成的？问为什么会发生在这些部位？经过简单的思考后接着介绍应力集中的概念，学生们很快能抓住应力集中的本质。之后，可将问题引申到脆性材料和塑性材料对应力集中的不同反应上，并对其进行理论的阐述。这种与工程实践相结合的授课方式，像讲故事一样，又轻松又有趣，学生们不仅掌握了基础理论知识，同时对理论知识的工程背景有了一定的认识，这对培养学生的工程实践能力非常有益。

2 力学课程实施工程案例教学的实践

2.1 转变力学课程教育理念

工科大学生毕业后要直接面对工程问题，尤其是应用型大学的绝大多数毕业生要在技术一线从事具体的技术工作。教育首先要考虑他们对工程素质的迫切需求。在教学中，需要对传统的力学基础课程教学进行改革。在保证大纲教学任务的前提下，根据后续专业的需求，及时调整教学内容，凸显工程案例教学在教学中的份量。可以丰富课堂教学，激发学生主动学习的热情，为后续专业课打下坚实的力学基础。

2.2 日益发展的科学技术是力学课程工程案例教学的源泉

科学技术的发展，尤其是新材料、新技术的出现，为工程案例教学提供着源源不断的素材。如航天航空技术的发展，带来了如梯度材料等一大批新材料的出现。在力学、生命与人类健康的关系方面，引入鲜为人知的近代力学研究生命科学的分支。如心脑血管疾病与血液动力学等，应用应力与生长定律回答了太空中生物为什么长不大的原因；从力学角度看，骨骼是自然界中最轻巧的超强结构；从生物力学角度研究延长生命的人工器官，如人工心脏瓣膜、人工关节、人工肺、人工肾等；以及中国传统医学中的力学应用：脉象、推拿、针灸、经络等等。

在人类生存环境与力学关系方面，从1998年我国长江抗洪救灾说起，分析长江堤坝溃决的宏观流体动力学原理，介绍导致九江大堤溃决的管涌的力学成因及对堤防的严重危害；类似的还有阿斯旺大坝的悲剧、三门峡水库的教训与长江三峡大坝等大型水利工程。通过近年来频频发生的沙尘暴、空气污染实例，解释其中的气象动力学原理。在洪水的堵与泄、南水北调工程，台风、地震、海啸等的预报与预防方面讲解应用的力学方法和原理。以及通过结合近年来自然灾害频发的现象，促使了“灾害力学”的产生等等这些与生活、生产实际紧密结合的工程案例的分析，能够激发学生的求知欲和社会责任感。

2.3 更新力学课程的教学内容，运用现代化教学手段

工程案例选择要充分考虑所选工程案例具有一定的工程背景，最好是让学生看得见，摸得着，想得到的工程案例。也可以选一些重大的工程，及发展前沿的工程。工程案例要有典型性，即所选案应具有代表性。教学案例是为教学服务的，案例的选择须能充分体现力学课程的理论知识。要适当选取工程案例，即所案例要难易适中。案例太简单，容易得出答案，难以激发学生的学习兴趣。案例太难会超出学生的知识水平和理解力，学生难以入手进行分析，会挫伤学生的积极性。所选案例应与学生的专业相关联，达到力学课程教学为学生专业知识学习服务的目的。案例选择好后首先确定案例的核心理念，即通过案例教使学生掌握哪些力学理论知识，要培养学生哪方面的能力。围绕案例的核心理念，由浅入深地设计一系列的问题，引导学生去思考，从而掌握相关的力学理论知识。

由于课时限制，不可能在工程现场进行教学，但可在课前精心制作与授课内容相关的具体工程实例课件。这些图、文资料色彩鲜艳，清晰生动，能够有效地补充一些与工程实践有关的知识或背景材料，不仅开阔学生的眼界，而且能提高学生的工程实践能力。在讲解时不能面面俱到，要分清重点，讲明白为止。

2.4 力学课程教师要提高自身的工程素质

力学课程中的工程案例教学对教师提出了更高的要求。教师要有效地使用这种方法，就必须提高自身的工程素质，对所选工程案例有着深刻的力学理解。就要深入到工程实际中，钻研技术，开展科学研究。对一些重大工程，特别对近年来发生的有重大影响的事件中的力学现象，教师要能清楚其中蕴含的力学原理。例如在学习悬臂梁的弯矩时，结合媒体报道的一例工程事故。一民用住宅楼的阳台坠落，连续将其下面的若干层楼的阳台剃掉，梁与墙在连接处配筋不足是导致事故的根本原因。教师要清楚目的是讲内力，弯矩的薄弱点，还要清楚梁的配筋要求。通过分析该工程事故，学生们不仅理解了弯矩最大的固定端截面是危险截面，而且明白了这种结构可能发生的破坏形式。以此充分激发学生的求知兴趣。

教师要具有高度的社会责任感。在授课过程中，结合力学的授课内容，有意识地对一些重大工程事故进行力学分析，可以增强学生对社会的责任感。如在讲授剪切的概念时，就以滑坡这种地质灾害为例，说明剪切变形的实质。并指出上海的倒楼事故，实际上由于没有科学施工导致的人为滑坡引起的。通过分析工程事故背后的力学原理，告诫学生们一方面要学科学、懂科学，另一方面更要明白自己所肩负的社会责任。

3 结语

力学课程的工程案例教学是一项长期、艰苦的工作，我们虽然进行了初步的探索，也在教学实践中取得了一定的效果，但还需要在理论上不断挖掘，在实践中不断完善，尤其在工程案例的选择与积累方面需要花大力气，使之更理论化、系统化，操作性更强，在提高教学效果和素质教育方面发挥更大的作用。工程案例教学将力学理论赋予一定的工程背景，使学生在对工程实际问题进行分析的过程中掌握相关的力学理论，培养了学生的工程意识和工程素质，提高了学生建立力学模型解决实际工程问题的能力，学生的主动性和积极性都得到了极大发挥。提升学生的思想道德素质和工程实践能力，使力学基础课教学真正做到为专业服务，培养具有理论基础知识扎实且工程实践能力强的应用型人才，以满足社会需求。

参考文献

[1] 杨卫.案例式教学：固体力学的前沿应用[J].力学课程报告论坛，2007：3-5.

[2] 王瑾.工程力学课程新型教学法的探索与实践[J].力学课程报告论坛，2009：164-166.

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Three Breakthroughs in Modern Chinese Acup-Moxibustion Science

Wang Yongzhou (Gansu Provincial Academy of TCM, Lanzhou 730020,China)

［Abstract］Laboratory acup-moxibustion science, holographic acup-moxibustion science and knifeneedle science are three new sciences having own style. They all have developed and set up on the basis of acup-moxibustion science in recent years, and maintained fresh own distinctive characteristics in theories and have continuous developing potential, and mix together with composition and methods of modern sciences; they have formed own more mature ways and methods. The author holds that the three sciences and their sub-sciences construct main framework of modern acup-moxibustion science, and provide rich thinking and methods for study of acup-moxibustion science and promote innovation and development of acup-moxbustion science.

［Key words］Acup Mox Science/devel-tend; Laboratory Acupuncture; Small Knife Needle; Holographic Acupuncture

自20世纪中叶以来，针灸界正悄悄兴起一场现代化的革命，业内外人士运用现代医学及科学的手段与方法，对针灸进行全方位的研究，期望从基础理论到临床实践全面的将传统针灸学进行科学的阐释并揭开其实质，今天看来也许离我们的预期目标还有不小的距离，但这种努力不仅提高了针灸在世界的知名度，大量的研究也使得针灸学的理论越来越清晰，实践的精确性也有所提高，并逐步与现代科学相接轨，为我们研究针灸学提供了丰富的思路和可行的方法。在诸多的研究中，笔者认为在实验针灸学、全息针灸学、针刀学这3个方面，已经初步总结形成了新的学科理论及相应的实践，与中国针灸学传统的理论实践相比已经有实质性的突破。

1实验针灸学

实验针灸学是以现代科技手段及语言全面研究阐释针灸作用机理和应用技术的新学科。20世纪50年代中外学者开始进行穴位结构功能与经络实质的研究，从此拉开现代针灸的序幕。特别是20世纪60年代针刺麻醉的开展，把针灸作用的现代机理研究推向一个历史的高峰。在针刺镇痛的作用机理研究中发现，针刺镇痛是针刺激发穴位深部感受器所产生的神经冲动，经Ⅱ类、Ⅲ类神经纤维传入中枢，一方面可在脊髓水平抑制痛信号的传递，另一方面上传至脑，通过相应核团群――内源性镇痛系统，对疼痛信号的传递或感觉起调制作用。针灸的免疫防卫作用研究表明，针灸是通过对神经-内分泌-免疫系统这一环路的调节和控制而得以实现的，神经系统和内分泌系统是调节机体内各种功能以维持内环境相对稳定的两大信息传递系统，而免疫系统功能除受本系统内部的自我调节外，也接受神经内分泌系统的调节。换而言之，针灸能产生相应的免疫功能及效应是以神经内分泌为基础的。针灸对各系统的调节等方面积累了丰富的资料和内容，大量研究证据表明，针灸对机体各器官、系统功能有显著的双向性、良性调整作用，这是针灸治疗机体各种疾病的作用基础，研究这些调节作用的基本特点、发生条件、作用范围和规律及其影响因素，对阐明针灸治病机制有重要意义，对提高针灸临床疗效也有积极作用，这方面的内容也最多，有些研究的水平已经达到细胞水平、分子水平、基因水平。针灸作用原理同现代科技相结合，研制开发出形色各异的仪器设备，如脉冲电针仪、激光穴位照射治疗仪、微波针灸仪、红外线灸仪、穴位探测仪、手法参数测定仪、针灸电脑诊疗仪等，这是针灸工具走向现代化的象征。实验针灸学的形成标志着针灸学术开始与现代科技相接轨，在进入高等院校后也正式宣告了针灸乃至中医教育无实验课程历史的结束。

目前，实验针灸学尚存在的问题是，提出的观点及假说太多，能上升为理论的太少；理论和技术上，以模仿和移植现代科学模式为主流，而真正使传统和现代、中医和西医相互有机融合渗透的内容不多；研究理论、手段方法及评价标准西医色彩过浓，对传统针灸可能有失公允；与针灸临床实践有些脱节，对针灸临床有直接指导意义的及能使针灸医生真正感兴趣的新理论太少。

2全息针灸学

全息生物学是研究全息生命现象的科学，这是一门中国人创立的新学科，由山东大学张颖清教授在1986年正式提出，他借用了物理学激光照相的“全息”概念来描述生物界的整体与部分之间存在的一种特殊关系，即生物组成部分的生物学特性与生物整体相似，相对独立部分贮存着整体信息，是整体在局部的相对缩影。由此派生出“全息元”“全息胚”“生物全息律”“全息相关度”“穴位全息律”等一系列基本概念、学说、理论，并创立全息生物学这一新学科。全息生物学产生于我国绝非偶然，中医学的影响是一个重要因素，最早的中医理论经典著作《黄帝内经》就已经论述了人体整体与局部之间、人体与外环境之间、脏腑与体表之间在生理、病理、诊断诸方面的全息相关的关系，“人与天地相参与日月相应”，“视其外应，以知其内脏，则知其病也”，“肝开窍于目”，“脾其华在唇”。中医的整体观念中包含着全息的萌芽，当然这只是笼统自发的，而全息理论的提出则更加具体、有序、完善、系统，可以说是对中医学理论的进一步充实发展，它强调人体中的某一部分(全息元)包含着整个人体的缩影，也就是整体的全部信息这一特殊功能，而不是强调局部(全息元)的具体形态及存在形式。它的研究思想明显有别于以分析为主要手段的形态功能学研究方法，也就是目前在生物学、医学研究中的主导方法。它认识到许多解剖学、生理学、病理学无法解释的现象和规律。

由于生物进化历程由水生到陆生，由简单到复杂，由辐射对称到两侧对称这些基本规律的制约，陆生环境的复杂化、多样化，使动物乃至人体的头部越来越发达，感官越来越集中，以提高机体适应外环境的能力，人体的头部是包涵整体信息最为集中的部位，也是全息医学乃至所有医学研究的重点。头面部也是微针系统研究取得成果最丰富的部位，如头针、耳针、眼针、鼻针、面针、舌针、口针。同时也出现研究成果多样化的局面，仅头针就有方氏、 焦氏、顾氏、朱氏等数家；耳针也形成国内、国际不同的流派，研究深度已到了耳甲艇、耳甲腔、耳垂等次级全息元水平，穴位已经出现了套叠。头针、耳针的应用越来越广泛，逐步走向世界，头穴、耳穴分别由WHO制定出国际标准化穴位图。此外，临床上广泛使用的还有手针、足针、腹针、背针等方法。全息生物理论的意义在于它使以往分散无序的微针疗法，有了理论根据和相互之间的内在联系，借鉴微针学的丰富实践及大量可重复案例，同时也进一步证明了人体具有全息特征这一基本生命属性。

全息针灸疗法毕竟属于反射疗法，旨在激发和提高人体自身的调节整合功能，当疾病的病理状态超出人体自身调节的可能范围时，疗效就会受到限制，因此，对适应症及疗效评价一定要公正客观，这将有利于学术的健康发展。微针全息系统是针灸学的一个新的研究领域，但现在的针灸学教材中占的份量并不重，归纳也不到位，有的列为特殊针法，有的则放在腧穴部分，我们认为应该独立成章或编写专门的《全息针灸学》，因为它的学术早已突破传统的针灸学。在理论上，经络学说对其指导意义远不及生物全息学说，微针系统取穴也早已突破传统腧穴学的365个穴位范畴，针法也比传统的刺灸法简单易行。而在国际上，微针疗法的研究和应用也远远超出我们的想象，理论上的创新突破及临床上的简单实用，使微针疗法近10来年蓬勃发展，相信这一切绝非偶然。

3针刀学

针刀是各种带刃针的总称，它起源于古代的“九针”。它是将中医的针灸针与西医的手术刀有机的融为一体，将传统的穴位刺激上升为现代点式手术，从而使针灸的针刺术发生了质的变化。针刀学在理论基础上也与针灸学有所不同，后者以经络、腧穴、针法灸法为指导，前者以解剖、生物力学、病理、阿是穴理论、影像诊断学为理论根据。小针刀疗法的实质是一种高选择性的点式微创手术，它的术野比现行的微创外科手术要小的多，皮肤仅有针眼大的创伤，其机理也与一般外科的切除等有所不同。它主要是通过直接松解切割无菌性炎症所致的粘连、瘢痕，调整骨及附着软组织(韧带、肌腱、关节囊、滑膜)的应力 (拉应力、压应力、切应力)，迅速缓解病变组织对神经血管压迫，改善周围循环，清除炎性介质及致痛物质，使疼痛、酸困、麻木及活动障碍等症状很快得到改善。它的主要适应症是各种软组织急慢性损伤，但近年来针刀适应症有向内科病及临床其他科扩展的趋势，特别是脊柱相关性疾病的针刀治疗经验和成果比较集中。但总体上，还缺乏较深入系统的机理研究。运用现代科学知识和高新技术手段对其机理进行深入的研究及探讨是非常及时和必要的。我们在近年的研究中，将超微内窥镜技术与针刀疗法有机结合，把现代高科技手段引入针刀临床、研究、教学领域，拓展其学术空间，是对传统针灸学的发展和创新，也是针灸学与现代高科技的主动融合，随着研究的深入和应用的广泛，我们期待针刀疗法能作为中医高科技，推向全国，走向世界。

需要指出的是，针刀虽然在临床上取得了显著的疗效，但其基础研究的薄弱和理论体系的不完善，难以对其疗效作出准确和令人信服的科学解释，这将是制约其发展的瓶颈；在临床治疗的规范化方面也不够严谨，使疗效难以得到保证，安全上也存在隐患；在教育培训方面也存在着周期过短、收费过高的问题，使许多学员不能很好的开展工作；学科的合理归属，在政策、法规上的衔接上还有许多工作要做。

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2分形维数在医学图像处理中的运用

近年来，通过图像的二进制赋值转换及图像的像素点覆盖法和计盒维数的计算，关于分形维数在医学图像处理中的运用得到了广泛的关注。分形维数可以用于消化道肿瘤CT造影图像的评估。李婵婵等对乳腺肿瘤的X线钼靶片的边界分形维参数进行测量，结果发现：乳腺良恶性肿瘤的分形维参数具有显著性差异，对鉴别乳腺良恶性肿瘤有一定的诊断价值。

3分形维数在口腔医学中的运用

3.1对口腔X线片使用分形分析的基础研究

Jolley等对8例头颅标本进行不同条件的投照并计算对应的FD值，结果表明：不同头颅标本的FD值存在显著性差异，但是对同一头颅标本不同条件下的FD值不具有显著性差异。Shrout等对根尖片上牙槽骨使用分形分析，分别使用不同的曝光条件、不同的角度及不同的兴趣区，结果显示：曝光条件、投照时小角度的偏移及不同的兴趣区对FD值的影响很小。

3.2分形在口腔种植中的运用研究

种植体植入后常规X线片检查纵向对比研究时，非标准化的X线片评估的准确性较低，而X线片上的骨纹理分析受X线片的标准化影响较小，因此分形分析可以实现对种植体周围的支持骨情况进行精确评估。Wilding等使用分形分析对种植体周围骨改建情况进行早期研究，研究表明：种植后2年，其FD值显著升高，尤其是种植体颈部周围的骨质。在Veltri等的动物实验中，他使用16只雌兔的髁突行种植术，对种植前摄取X线片的骨小梁进行分形分析得到的FD值与种植后的扭矩、共振频率2个生物力学指标进行相关性分析，结果表明：FD与种植后的扭矩呈线性相关。FD检测是一种简单、无创的种植术前骨质量评估的方法。种植患者常因为骨量不足需要进行植骨，分形分析因此被作为一种有效地评估植骨效果的方法。Trindade-Suedam等对20只成年雄性兔进行上颌窦提升，分别使用自体移植骨、生物活性玻璃、贫白细胞富血小板血浆的自体移植骨、贫白细胞富血小板血浆的生物活性玻璃进行植骨，90d后进行组织形态学、骨密度及FD分析，结果显示：4组之间的FD值具有显著性差异，自体骨移植的骨密度及FD值最大，成骨效果最好。González-Martín等对使用小号钻进行即刻种植所产生的扭转是否对种植体周围的骨质产生不良影响使用了分形分析。研究对3名行上颌前牙即刻种植的患者进行种植体周的骨质骨量评估，在种植当天及种植后6个月摄取锥形束CT图像，对锥形束CT图像上最靠近根尖区15个连续层面上的根尖周1.15mm的骨通过计盒维数进行分形分析，随访至术后18个月种植体均成功，术后6个月的FD值较种植当天增加了3%。

3.3分形在颌面外科中的运用研究

分形在口腔颌面外科被用于囊肿、正颌治疗后的骨修复评估。Heo等对正颌手术患者全景片进行分形分析，分别对35名正颌患者的手术前，术后1或2d，术后1、3、6个月共5个时期的全景片计算FD值，结果显示：术后FD值立即降低，但随后随着骨愈合其FD值逐渐增大。

3.4分形在牙体牙髓病中的运用研究

分形分析可用于根尖周炎患者根管治疗后根尖周骨质修复的评价。Chen等对根管治疗后牙齿数字式根尖片的根尖周骨质吸收区使用骨架化的数学处理，其根尖片显示分形的特征，同时使用计盒维数计算骨结构的改变，结果显示：根管治疗3个月后，27名患者中有25名患者的FD值明显增大，结果具有统计学意义。Yu等使用同样的方法对根管治疗后的数字式根尖片进行分形分析，结果显示：根管治疗后第1组中有17名、第2组中有13名患者的FD值减低，对1名患者术后随访显示，6个月后的FD值显著增高。

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1　微创骨科技术的概念

微创技术指以最小的侵袭和最小的生理干扰达到最佳手术疗效的一种新技术。它强调的不仅仅是一个手术小切口，而且重点强调在保证获得常规外科手术疗效的前提下，通过精确的定位技术，减少手术对周围组织造成的创伤和对患者生理功能的干扰，降低围手术期并发症，促使患者早日康复。微创骨科则是微创外科技术在骨科领域的应用，包括微创理念和微创技术两部分内容。目前，学者们对微创骨科的基本概念已经达成以下共识，即通过特殊手术入路，应用一些特殊设备或新的器械，如内镜、计算机、影像技术、特殊穿刺针、专用自动拉钩和内固定器材等，以获得一种比传统手术对组织创伤更小而手术精确度更高、效果更肯定、术后恢复更快为目的的新技术和新科学。

2　微创骨科技术的应用现状

随着微创理念在骨科领域的普及与不断深入，微创骨科涉及的领域和手术种类不断拓展，特别是在创伤、关节、脊柱和导航辅助等骨科领域中的应用日趋广泛。同时，人们也开始用循证医学方法对微创技术在骨科中的应用进行科学总结，使一些骨科微创手术逐步走向成熟，成为定型手术。

2.1　微创技术与骨折治疗

传统的骨折治疗由于过分强调坚强内固定和解剖结构重建、以提高固定系统的生物力学稳定性，客观上常常以严重损伤骨的血运为代价，而忽视了骨的生物学特性，结果在临床实际应用中产生一系列并发症。诸如术后内固定失败、延迟愈合、骨不连和钢板下骨质疏松等日益突出，引发了人们对传统骨折治疗理念的反思。近年来，随着微创技术的发展和对骨折生物学环境与骨折愈合关系认识的不断深入，骨折的固定原则和固定方法发生了重大变革，从单纯强调骨折固定的机械稳定性向间接复位、生物学固定方式转变，强调微创技术的运用和保护骨折端局部血运的重要性，充分体现了骨折个体化治疗的理念。

2.2　微创技术与关节外科

2.2.1　微创全髋关节置换术

传统的人工髋关节置换术尽管已经取得满意的长期临床疗效，但由于髋关节位置较深，周围肌肉发达，传统的手术入路切口长，软组织剥离多，致使患者失血量增多，术后不可避免地造成患肢肌力减弱，不利于早期功能锻炼。

随着微创技术在骨科领域的不断拓展，全髋关节置换的微创术式应运而生，并具有以下优势：失血和肌肉破坏更少，术后髋关节更加稳定，关节功能恢复更好；术后疼痛更轻；住院时间缩短；减少了物理治疗程序；皮肤切口小，手术瘢痕小；降低了医疗和护理费用，能迅速恢复劳动能力；术后髋关节感染率低，患者近期满意度高。但由于手术视野较小，要求术者熟练掌握局部解剖和小切口操作技巧及微创专用器械。本术式主要适用于初次髋关节置换，特别是身材瘦小者，而不适合肥胖、有髋关节畸形、僵硬、旋转明显受限者和翻修者；需要严格的技术培训才能掌握手术要领，胜任手术。

2.2.2　微创全膝关节置换术

传统的全膝关节置换术手术切口通常会破坏股四头肌的力学结构或导致髌骨外翻，寻求更好的切口以解决上述弊端的微创全膝关节置换术开始于90年代后，是在Repicci和Erberle等倡导下进行的。近年得到了不断完善与发展。该技术以髌旁内侧不干扰股四头肌切口为典型，其特点是在术中不破坏股四头肌的运动机制、不破坏髌上囊与不翻转髌骨，可以最大限度地保留伸膝功能，术后膝关节功能恢复更好。但由于手术视野较小，皮肤易拉伤以至形成较大的瘢痕；要求术者熟练掌握局部解剖和小切口操作技巧并有改良的手术工具和假体才能顺利完成手术；截骨锯路受限，易伤及没有被显露或保护的韧带；不易彻底清除骨碎屑和骨水泥；安装假体受限易引起偏移、力线不良及过早松动。

2.3　微创技术与显微外科

将微创技术应用于显微外科，是减少供区破坏的有效手段。兴起于20世纪80年代末的穿支皮瓣，或称皮支皮瓣，指仅以管径细小（0.5—0.8 mm）的皮肤穿支血管供血的皮瓣，是显微外科皮瓣移植的新发展，被认为是整形修复重建外科的新纪元。穿支皮瓣不仅保留了供区的肌肉，减少了供区的并发症，而且设计灵话，使受区外形更美观，可明显减少康复时间，目前受到了广泛关注。可以预见，随着全身各种穿支皮瓣研究与实践的不断深入，将可能促进显微外科向着更加微创的超级显微外科不断发展。

3　结束语

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随着市场增长的需求和发展,经管类人才的需求十分庞大,作为经管类专业的一个独特学科,管理心理学科教学规模迅速发展。但是,在这一快速发展的过程中,由于实验室建设的步伐相对滞后,对学生进行的心理学技术训练和实践能力培养都还远远未能达到应有的水准,心理学科学化的追求还显不够。为此,根据我国经管类心理学本科实验教学和实验室建设中存在的问题,我们提出了管理心理学本科专业建设的方向和架构。

一、管理心理学实验室建设的同质化

管理心理学在我国是从心理学学科发展分离出来,尤其是应用心理学在经管类中开设的课程比较多。但是作为管理心理学实践很重要的组成部分心理学实验室却基本上都是复制心理学本科实验室的模式和架构,这些心理学实验室又表现出惊人的相似。所有这一切的相同或相近,造成的同质化将会很快地显现出来,同时也会造成管理心理学的独特性研究不足。

二、人因工程学被忽视

人因工程学(Human-Factor Engineering)作为管理心理学专业的发展方向被严重忽视,管理心理学基本上都集中在“心理咨询与教育”、“人力资源管理”两个方向,未考虑过人因工程学或者不了解这一学科。

人因工程学是一门将心理学、生理学、解剖学、管理学以及各种工程学的知识与方法相结合,探讨人、工作和生活彼此关系的新领域,它的主要功能在于研究如何设计一个最适合人的生活及工作的新环境。欧美各国,大都将人因工程学归于工业工程研究的范畴,经过几十年的发展,它已经可以在工业化,以及公众生活品质的提升方面发挥重要作用。

基于这样的问题,管理心理学实验室的功能定位与系统组成也要具有自己的特色。

三、管理心理学实验室的架构

1.设计适合专业特点的实验教学体系

在管理心理学实验室建设的过程中,需要构建一个科学的、独立的、内容充实饱满的实验教学体系,该体系既不是单个实验项目的随意组合,也不是对理论教学的简单辅助,而是对心理学课程体系的完善和提高,其着眼点是专业素质的培养,要增强学生运用心理学知识于实际工作的能力。

(1)精简验证性实验,增加综合性和设计性实验

实验教学分为验证性、综合性和设计性实验。验证性实验要求学生对课堂中的一些基本教学内容进行验证,使获得对基本概念的感性认识。同时增加综合性和设计性实验。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验;设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。购置相应的实验心理学软件,来增强学生的综合性和设计性实验能力。

(2)应用性实验室,加强学生的实践能力

本科毕业生最终要走向人才市场、走向经济建设主战场,所以作为经管类地要掌握一系列心理学技术。管理心理学技术除了心理测验技术和心理咨询与治疗技术之外,核心的成分就是人因参数测量技术,包括人体参数测量、生理参数测量、心理特征测量、心理过程测量,甚至神经机能测量等等。这些方面的测量技术和装备的发展其实已相当成熟,管理心理学实验室急需发展且具有建设可行性的实验室就是人因工程实验室,充实此方面的教学实验,可以大大拓宽心理学毕业生的就业渠道,也能有效地推动心理学为经济建设服务。

(3)建立大学生心理档案

大学生心理档案包括提供个人基本信息、在老师的允许下进行心理测量、和心理老师预约心理咨询、在老师允许下查看测量结果。心理测量为全面地反映学生心理发展的基本状况及其影响因素,为学校德育工作提供重要的信息和依据,每年新生入学都要进行心理测量和问卷,及时发现问题和解决问题。

(4)开放式管理心理学实验室

即可提高实验室的利用率,也可以为学生提供服务和为教师的研究提供基地,同时也对外进行有偿服务。

2.管理心理学教学实验室的架构

根据功能需求,可以构建管理心理学本科教学实验室,教学实验室划分为两个主要的层面,即“基础层面的实验”和“技术层面的实验”。

基础层面的实验主要承担验证性心理学教学实验,属于教学演示性质的,服务于教学的。技术层面的实验,可以看作是实验室的功能扩展,也是体现专业的“应用性”的,并具有研究功能和承担本科生毕业设计的功能。这一层面的实验室可以根据办出特色。“人因工程实验室”就属于这一层次。

3.具体实施架构

(1)心理实验室

心理实验室的主要功能是满足心理学专业教学、科研的需要,同时,保障全校和校际的公共选修课的教学、实验。从总体上来把握,整体需求分两个部分:

【实验室架构】

实验室架构以其主要功能为区分,需求功能相同的实验室,进行架构重叠,既节省了建设资金,同时用充分利用了场地空间。应用心理系实验室按照功能群不同,设计分为4个区:

1.基础心理实验室

2.行为分析实验室

3.屏蔽心理实验室(ERP、眼动、生理反馈)

4.心理咨询室

【实验室规模】

实验室建设规模以当前教学、科研任务量为设计依据,同时适度兼顾学科发展。

【实验室主要功能】

1.多媒体演示

2.教学实验设计与操作

3.实验环境控制

4.实验数据及行为的实时记录、分析

5.数据的查询、检索及重现

6.实验权限分级控制

7.行为设计与训练

8.网络环境

【方案设计原则】

在实验室设计中坚持以下设计原则:

功能实用性。密切围绕教学、科研的中心工作,准确、完整地实现学校学科建设规划的中心思想。

运行稳定性。保证实验室的7x24的全时工作状态,随时投入工作运行。

操作易用性。良好“人机交互”设计与集成化设计。轻松掌握专业化操作。

管理开放性。给管理和使用人员以充分的自由度,对实验参数、实验列表、实验人员以及实验环境变量进行个性化设置。

心理实验课教学目的

1.加深学生对心理学基础理论及基本概念的理解,激发学生的学习兴趣,提高心理学课程的教学质量。

2.领会实验设计方法,培养学生的科学态度。

3.学习实验报告的写作,训练学生的教育科研技能。

实验场所

要求能满足一个班的同学同时做心理实验的独立房间。具体面积可根据每班同学的数量确定,建议人均不小于1.3平方米。

实验室应具备良好的自然采光和灯光照明系统,同时配有深色窗帘。地面平整,有条件的可以参考计算机机房建设标准。

人员分组

每个小组2-3人。因为一般的心理学实验,需要一名被试和一名主试,主试负责监控实验的实施,特别是要监督作为被试的同学对实验的指示语的理解、反应方式是否正确等。一次实验完成后,两个同学调换主、被试角色,重复实验。如果条件紧张,可以采取,一名主试,两名被试的方式。通常每组人数不建议超过3人。一来人数太多,相对空间拥挤,彼此干扰较大;二来每个小组人数过多,导致实验时间过长,影响实验质量;并且,在实验时同学的相对位置,也会对实验数据产生影响,尤其是视觉反应时此类的实验。

(2)人因工程实验室

一、人体测计

1.静态与动态人体测计数据库之建立与维护

2.3D人体模型之构建

3.人体测计与产品、系统设计应用与推广

二、生物力学

1.人体力学数据库,标准模式之建立

2.人工力学模式之建立

3.工作姿势的生物力学分析

三、工作生理

1.工作生理能力与生理负荷之测量与标准

2.体适能数据库与推广教育

四、人机系统

1.行动秘书与信息系统之接口设计

2.抬头显示与控制装置之设计特色

3.中文计算机界面设计之人因标准

4.自动化系统之工作设计

5.人员与计算机接口问题研究

6.自动化系统之功能配置

7.多媒体与虚拟实境之人因问题

五、人员绩效与可靠度

1.人为失误与意外事故之行为模式

2.人员可靠度评量

3.人员绩效数据库与模式之建立

4.心智工作负荷之测量与标准

5.影响工作绩效的因素之探讨

6.系统紧急操作程序之研究

六、人类讯息处理与决策行为

1.故障侦测与诊断行为之探讨

2.问题解决行为理论在自动化系统讯息显示设计之应用

3.信息系统知识库设计之人因标准

4.心智模型之理论与应用

5.人类决策行为理论在决策支持系统之应用

6.数据库之人机接口研究

七、安全与卫生

1.肌肉骨胳系统职业伤害的成因与防范对策

2.重体力的与心智的工作负荷之安全问题

3.公共工程安全管理策略之探讨

4.数据库之人机接口研究

八、产品与环境设计

1.人因工程应用在产品设计上的问题之探讨

2.机器工具的人因设计与标准

3.消费产品的人因设计与标准

4.公共及居住空间之合理化与人性化设计

5.视障者使用产品之设计

6.新科技产品之适应分析

7.无障碍环境标准建立与评估准则

九、视觉与色彩

1.本土之色彩与认知模式

2.中文字体视觉与辨识行为研究

工效学是根据人的心理、生理和身体结构等因素,研究人、物、环境相互间的合理关系,以保证人们安全、健康、舒适地工作,并取得满意的工作效果。工效学吸收了自然科学和社会科学的广泛知识内容,是一门涉及面很广的边缘学科。

工效学在人-机环境系统的研究中,经历了人适应机、机适应人、人机相互适应几个阶段,现在又已深入到人、机、环境三者协调的人-机-环境系统。在系统内,从单纯研究个人生理和心理特点,发展到研究怎样改善人的社会性因素。随着市场竞争的加剧和生产水平的提高。

在人-机系统中,人体各部分的尺寸,人的视觉和听觉的正常生理值,人在工作时的姿势,人体活动范围、动作节奏和速度,劳动条件引起工作疲劳的程度,以及人的能量消耗和补充;机器的显示器、控制器(把手、操纵杆、驾驶盘、按钮的结构型式和色调等)和其他与人发生联系的各种装备(桌。椅、工作台等);所处环境的温度、湿度、声响、振动、照明、色彩、气味等都会影响人的工作效率。而工效学正是研究它们之间的关系的。

工效学还研究人的工作行为和产生行为差异的各种因素,这些因素报括:年龄、性别、个人的智力和文化技术水平、工作兴趣和工作动机、性格特点、工作情绪等主观因素。同时,工效学还研究所处环境、物体性能、工作条件等客观因素以及人群关系、组织作风等社会性因素。这些因素使人的能力互不相同,对系统的适应程度也各有差异。

工效学还强调人有产生错误行为的可能性,良好的人-机-环境系统有助于减少操作人员失误的客观因素,并有利于预防和减少由于主观因素或社会性因素造成的失误。

为实现人-机-环境系统的整体效果,还需要选择具有一定素质的操作人员,并给予适当的训练,使他们学会操作和维护这个系统。操作人员必须遵守操作规程,制订的操作规程应符合操作人员的生理和心理特点。

(3)建立心理学相关网站

通过建立网站,通广更广泛的资源共享与交流,并能增加更多的合作机会

随着心理学的教育在我国的快速发展,与心理实验教学密切相关的新的实验体系建设面临着新的挑战。我们要尽可能多地了解和掌握国内外在该领域的发展状况,分析其中的优点和存在的问题,结合实际情况,研究和发展具有自己特色的并能适应各类培养目标的管理心理实验教学条件。

参考文献:

[1]张一中.心理学实验教学及其发展趋势[J].实验研究与探索,2002,21(2):17-18.

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【中图分类号】G710【文献标识码】A【文章编号】1674-7526（2012）08-0381-02

根据《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》和整脊医学的发展趋势及整脊技术领域和职业岗位的任职要求，参照整脊职业的任职资格标准，充分体现以技术应用能力和职业技能培养为主线的高职教育课程体系特点，中医药类高职院系所设整脊专业应以培养拥护党的基本路线、适应整脊临床工作需要的德智体美全面发展的高素质技能型整脊人才为目标，建立结构合理、互补性强的综合性模块化课程体系，以便加强课程与学科在逻辑和结构上的联系与综合，从而形成有基础、强能力、高素质的整脊专业课程体系。

1职业院校中医药类院系整脊专业的综合性课程体系

整脊专业作为中西医骨伤和推拿、导引等相结合形成的新兴医学专业，要求学生既要有西医的解剖、生理、病理、诊断、脊诊、整脊等基本知识和技能，又要有中医的基础理论知识和骨伤、针推、脊诊、整脊等专业技能，更需要具备一定的传统文化功底和人文素养，这就决定了其课程体系的综合性。综合性课程体系能使学生知识、能力和素质培养相统一，人文与科学技术素养教育相融合。

通过对整脊行业的调查和对整脊人才培养规格的研讨，我们认为职业院校整脊专业课程体系应包括人文课程体系、现代医学课程体系、中医学课程体系、整脊课程体系和实践课程体系5个方面，而每个方面的课程体系又可分成若干课程模块。

2职业院校中医药类院系整脊专业的模块化课程体系

2.1人文课程体系的课程模块：职业教育的目标是培养高素质技能型专门人才。因此，立德树人就成为职业教育的根本任务。人文课程体系正是以职业道德教育和素质教育为核心，着力培养学生的人文精神、人文知识、文化修养、社会适应能力和就业竞争力，使学生树立正确的世界观、人生观、价值观，提升学生献身医学、爱岗敬业、救死扶伤、仁爱助人、甘于奉献、团结协作、自强不息等人文精神以及良好的道德修养等。

根据职业技术教育学制短等特点，其人文课程体系可分为2个子课程模块，即基础性人文课程模块和应用性人文课程模块。

（1）基础性人文课程模块：旨在帮助学生树立科学的世界观、人生观、价值观、法律观等，增强学生的社会意识和人文素养。开设的必修课程有5门：思想和中国特色社会主义理论体系、思想道德修养与法律基础、形势与政策、职业发展与就业指导、军事理论。

（2）应用性人文课程模块：旨在培养学生学习整脊医学所需的工具性知识、技能和身心素质，以便提高学生的综合能力和可持续发展能力。开设的必修课程有4门：英语、体育、计算机基础及应用、应用文写作。

2.2现代医学课程体系的课程模块：整脊医学职业教育需要学生具有扎实的现代医学基础，尤其是必须、够用的脊柱解剖、生理、病理知识和脊柱病变的诊断技能基础。为了便于教学，我们将现代医学课程体系分为2个子课程模块，即现代医学基础知识模块和现代医学专业技能模块。

（1）现代医学基础知识模块：旨在培养学生学习整脊医学所需的现代医学基础知识，尤其是必须、够用的脊柱解剖、生理、病理知识，为整脊专业课程学习奠定基础。开设的必修课程有5门：人体解剖学、生理学、病理学、药理学、微生物与免疫学。可选修医学心理学、社会医学、康复医学、老年医学、执业医师考试。

（2）现代医学专业技能模块：旨在培养学生学习整脊医学所需的现代诊断技能基础，尤其是脊柱病变的诊断技能基础。开设西医诊断学基础1门必修课。

2.3中医学课程体系的课程模块：由于整脊医学属中西医骨伤、推拿、按摩、导引等相结合的一门新兴医学学科，因此，要求学生应具备足够的中医基础理论知识和临床诊治技能。所以，其中医学课程体系也应分为中医学基础知识模块和中医学技能模块2个子模块。

（1）中医学基础知识模块：旨在培养学生学习整脊医学所需的中医学基础知识。开设的必修课程有5门：医古文选读、中医学基础、中医诊断学、中药学、方剂学。

（2）中医学技能模块：旨在培养学生学习整脊医学所需的针灸、推拿技能和内、外、骨伤、妇科等常见病的诊疗技能。开设的必修课程有6门：针灸学、推拿学、中医内科学、中医骨伤科学、中医外科学、中医妇科学。

2.4整脊学课程体系模块：作为专业主干课程体系，主要培养学生整脊医学的基本理论、基本知识和基本技能，使学生成为高技能整脊医学专业人才，能胜任整脊临床工作并有所创新、可持续发展。根据培养目标要求，整脊学课程体系可分为2个子模块，即整脊学基础知识模块和整脊专业技能模块。

（1）整脊学基础知识模块：旨在培养学生的整脊医学基础知识，如整脊的基本概念、原理，脊柱的解剖、生理、病理、生物力学、诊断、预防等方面的基础知识。开设的必修课程有整脊学基础1门。

（2）整脊专业技能模块：旨在培养学生从事整脊临床工作的诊疗技能和脊椎病的预防技术，并提高学生对脊柱学基础知识的运用能力。所开设必修课程有3门：整脊学技术、整脊治疗学、整脊保健学。

2.5实践课程体系模块：整脊医学职业教育的核心是培养学生的基本实践操作能力。因此，实践课程是非常重要的课程体系，是整脊专业教学的重要核心环节。根据实践课程的性质、教学形式和教学目标的不同，可分为实验、实训和实习3个子模块。

（1）实验课程模块：采取少而精的原则，使学生通过实验课程对现代医学的基础知识有较为深刻的理解，尤其对脊柱的解剖、生理、病理、生物力学有直观的认识。实验课程的教学采用穿插式，安排于现代医学基础知识模块的各科目课程的教学中。

（2）实训课程模块：实训课程是中医学技能模块和整脊学专业技能模块的主要教学模式，应占总教学课时的50%。实训课程教学也应采用穿插式，安排于各技能科目课程的教学中。

（3）实习课程模块：实习课程是学生综合运用所学知识、技能于整脊临床的主要教学模式，在整脊专业人才培养计划中占非常重要的地位和作用。实习课程集中在第3学年进行，为期44周（10个月），由学校安排学生到用人单位顶岗实习，并切实加强对顶岗实习过程的管理，注意提高顶岗实习内容与专业培养目标的吻合度。

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中图分类号:G420文献标识码:A

1 引言

力学作为现代物理学的基础和支柱,推动了天文学、热学、统计物理学、电磁学、化学等学科的快速发展。①由于力学在现代科学技术中的重要地位,它还派生出了多种子学科,如材料力学、弹性力学、塑性力学、声学、大气力学、生物力学等等。由此可以看出,力学同数学等学科一样,也是一门基础科学,它所阐明的规律带有普遍的性质;同时,力学又是一门技术科学,它是许多工程技术的理论基础,在广泛的应用过程中不断得到发展。②③

学好力学内容,不仅仅是掌握了一门课程,更重要的是可以培养学生分析问题和解决问题的能力,培养学生独立学习和独立思考的良好学习方法,可以为后续专业课的学习打下良好的基础。但是,由于学生刚刚进入大学,对大学学习的特点还没有完全适应,再加上力学本身的一些特点,使得学生在力学学习过程中存在一些问题。本文在分析了大学力学课程的特点之后,指出了学生学习过程中存在的一些问题,并提出了解决这些问题的一些方法。

2 力学课程的特点

2.1 系统性、准确性和普适性

在研究内容方面,初中物理、高中物理以及大学力学,存在着很大的重叠,为什么会出现这种情况呢?从根本上讲,这符合人们认识事物的客观规律,虽然是同样的研究内容,但中学课程所研究的程度显然没有大学力学来得深入和系统。中学物理基本上是用一种浅显的方式来进行讲解,更注重利用大量的事例来总结一些基本的物理定律,并对物理定律的适用范围做了大量的限制。在大学阶段,学生已经学习了微积分这种更为复杂和有效的数学工具,从而可以更加系统、广泛和深入地研究中学阶段就已经涉及到的物理规律和物理现象。④

2.2 物理量的瞬时化

一个物理量,存在着平均值和瞬时值两种描述方式。平均值只能反映这个物理量在一个较大考察范围尺度上所产生的效果,是物理量的一种近似的、模糊的描述。而瞬时值是对物理量在一个无限小考察范围尺度上所产生的效果的描述,与平均值相比,更为准确和清晰。只有在大学阶段学习了微积分知识以后,才能掌握物理量的瞬时效应。

2.3 描述物理规律微积分化

在大学阶段,因为已经可以用瞬时值来描述物理量,物理量所对应的物理规律,也可以用微积分来进行描述,从而扩大了物理定律的适用范围。对于中学阶段所不能解决的如何描述变加速运动,如何在合外力变化的情况下应用牛顿第二定律等问题,都可以轻而易举地得到解决。

3 学生学习困难原因分析

3.1 学习方式不适应

在中学阶段的学习过程中,从课堂讲解、课后辅导、考试、复习等各个方面,老师都扮演了非常积极、主动的角色,而作为学习主体的学生,基本上是被动地接受。在大学阶段,老师在讲授学习内容的同时,更重要的是指出学习重点、教授学生学习方法,在这个过程中,学生应该承担起更为主动的角色。令人遗憾的是,大部分大学学生、特别是低年级学生,还没有完全转换自己的角色。

3.2 学习内容不适应

大学力学是高中物理力学部分螺旋式的上升,其复杂程度和抽象程度都有了本质的变化,学习内容的容量也有了大幅度的扩张。但从表面上看,两者研究内容和研究对象的差别并不是那么显著。因而在刚开始学习力学时,认为内容不难,从而产生麻痹心理。同时因为内容具有相关性,学生更喜欢用中学知识来解决大学力学问题,排斥所教授的全新解题思路和方法,而中学方法很可能存在局限性。此外,大学学习内容非常庞杂,老师不可能面面俱到做非常细致的讲解,大量知识需要学生课后自学,但这要求学生具有突出的自学能力。

3.3 解题方法不适应

在中学阶段,解决物理问题的数学工具主要是初等数学,但在大学阶段,最为有效的数学工具是高等数学,如微积分、矢量运算、坐标变换等。因此,与中学相比,大学力学的解题思路和解题方法发生了本质的改变。但是,高等数学的学习与力学同步,甚至落后于力学,因此在对数学工具本身就不能熟练掌握的情况下,要求学生用以解决力学问题,确实存在着很大的困难。

4 解决问题的方法

4.1 培养学生自学能力

中学时,老师会一次又一次重复每一课的关键内容。但进了大学以后,老师只会充当引路人的角色,学生必须自主地学习、探索和实践。从教师的角度来讲,必须通过各种方式去调动起学生的积极性,采用启发式教学的方法,去引导他们多思考、多动手,最终培养出很强的自学能力。

4.2 夯实学生数学基础

在正式力学学习之前,首先给学生复习或者学习一下本课程所用到的数学知识。在正式授课过程中,必要的时机也要穿插相关的数学知识。在内容讲授和解题过程中,要结合物理概念和数学知识,透彻分析物理现象和物理规律。此外,为了加强学生分析问题、解决问题的能力, 要特别重视科学方法论的渗透。

4.3 提高学生学习起点

大学物理教学是在中学物理的基础上进行的,并且内容存在着很大的相关性。因此, 需要首先处理好继承与提高的关系。需要紧紧抓住大学力学课程的特点,把中学里学习的基本概念更为系统化、准确化和一般化,快速引出新的物理概念和分析问题的方法。

4.4 培养学生学习兴趣

培养学生的学习兴趣,主要从以下几个方面着手:(1)采用多媒体教学方式:多媒体教学是近几年发展迅猛一种现代化教学手段,利用多媒体上课可以将教学内容以文本、图形、图像、动画、视频和音频等多种形式展现出来,呈现给学生一个生动形象、图文并茂的多媒体教学环境,提高学生学习的兴趣。(2)上好第一堂课:良好的开端是成功的一半,如果第一堂课上得生动有趣、富有激情,会给学生留下良好的第一印象,不仅让学生能够从宏观上更好地把握该学科的历史、现状和学习内容,更能使学生对这门课产生浓厚的学习兴趣,提高学习的主动性。(3)采取趣味教学方法:兴趣是最好的老师。人们一般会对那些熟悉其表面现象,但又不是特别清楚其内在机理的事物非常感兴趣。针对这种情况,应当在授课过程中,引入学生熟悉的实例,然后再一步一步地剖析其内在机理,从而达到集中学生课堂注意力,激起学生上课积极性的目的。(4)课堂气氛要有感染力:课堂语言虽然需要严谨,需要准确无误地把知识传授给学生。但这并不意味着课堂语言是死板的、机械的。上课是一门艺术,需要在授课时充满激情,需要课堂语言和肢体动作具有感染力和亲和力。(5)创建和谐、融洽的学习环境:学生良好的学风、老师认真负责的态度、师生之间良好的互动关系等,都会推动学生去主动学习。教师尊重和关心学生,学生尊敬和爱戴教师,会使学生产生爱屋及乌的效果,喜欢老师并进而喜欢老师的课。

5 结束语

力学作为整个物理学学科的一个重要分支,并且是物理专业学生最先接触到的专业课,在整个大学学习中是非常重要的一门课程。但是,由于学生自身的主观原因和力学本身所具有的特点,使得学生在学习过程中存在诸多问题。因而,本文提供了几种思路去解决这些问题。

注释

①漆安慎,杜婵英.力学[M].北京:高等教育出版社,2005.

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中图分类号：(3823．2 文献标识码：A 文章编号：1007 3612(2006)09―1275―03

1961年国际田联正式承认玻璃钢撑竿，美国人戴维斯当年就用这种器械创造了4．83 m的世界纪录，从此，撑竿跳高运动进入了一个新的时代，截止于1994年乌克兰著名运动员布勃卡成功地越过6．14 m，在玻璃钢撑竿时期男子室外世界纪录共改写了51次，较之金属竿时期，其成绩提高了1．32 m。

场地设备器材的创新可以加快运动技术创新的过程，这在很多项目上都得到了印证，撑竿跳高则是其中的典型范例。玻璃钢撑竿以其优越的物理性能，为人体机能能力的发挥和运动技术水平的提高提供了巨大的空间，可以说，正是因为这种先进器械的使用，以及在使用过程中人们对其性能的逐渐认识和把握。才有了撑竿跳高运动如此灿烂的今天。但是长期以来，我国对撑竿跳高技术的认识和实践却往往将“人”“竿”割裂，即脱离撑竿去单独追求人体的动作效果。从撑竿跳高历史发展(木杆时期，竹竿时期，金属竿时期，玻璃钢撑竿时期)的视角出发，既然撑竿跳高技术的演变和水平的提高很大程度上依赖于撑竿的变化。那么不了解玻璃钢撑竿的基本知识和特性，以及这种特性与人体运动之间的关系，就必然会影响到对玻璃钢撑竿的高效使用，同时也将制约对现代撑竿跳高技术的正确理解。

为此，本文从玻璃钢撑竿主要物理特性的角度出发，在分析现代撑竿跳高技术的某些变革的同时，有重点地探讨了“人”“竿”之间的相互联系和影响，目的是为了充分消化和吸收先进的运动技术，促进对撑竿跳高项目特有规律的认识和把握，以推动我国撑竿跳高运动水平的进一步提升。

1　研究方法

主要采用文献研究法和调查访问法。在对有关结果进行运动生物力学、材料力学和专项训练理论分析的同时，进行相应的判断和论证。

2　玻璃钢撑竿的特性概述

这种器械属于玻璃钢(glass fiber reinforced plastics)制品，因此．标准而科学的中文名称应为：玻璃钢撑竿(中华人民共和国部颁标准的正式名称就是“玻璃钢撑竿”)。长期以来所普遍使用的“尼龙撑竿”一词，可能与引进的时代常把化纤物品统称为“尼龙(nylon)”有关，这种撑竿的原材料区别于尼龙，因此这一称谓是不科学的。而“玻璃纤维撑竿”则仅仅是对英文“fiber－glass pole”的直译，也不够确切。

与以往的撑竿相比，玻璃钢撑竿具有一些显著的优越性，概述如下：

2．1质轻玻璃钢撑竿原材料较轻，又采用变截面设计，所以要比同等长度的金属竿轻出许多，从而方便了运动员的持竿助跑，有利于速度的发挥。

2．2高强按照要求正常使用，一般不易折断(如原来国产撑竿的疲劳试验就达到过10 000次左右)，较之竹竿，其安全程度提高了许多。

2．3弯曲大玻璃钢撑竿在跳跃时可以产生并承受较大的弯曲，这是其最为优越的物理特性。有关材料表明，世界一流男子运动员的最大弯竿量已超过了1．50 m。

玻璃钢撑竿的“大幅度弯曲”对于撑竿跳高运动而言具有两个方面的意义，首先：可以有效地缩短“人一竿”的转动半径，同等条件下这无疑有益于竖竿。统计分析得知，跳跃时撑竿的最大弯曲量与握竿高度呈高度的正相关(r=0．77，p

3　现代撑竿跳高技术的主要变革

握竿高度和腾起高度是撑竿跳高运动成绩的解构性参最。既然玻璃钢撑竿“大幅度弯曲”的物理特性促进了握竿高度和腾起高度的增加，那么，如何在使用(跳跃)过程中加大撑竿的弯曲，即人体的动作更有利于弯竿，同时，身体的运动又能很好地利用撑竿的反弹效能，从而越过更高的横杆，就成为现代撑竿跳高技术发展与完善的基本依据。实际上，近年来撑竿跳高技术中的一些变革也是围绕这一方向而展开的。

3．1“鞭打式摆体”和“自由起跳”既然“大幅度弯曲”可以有效地提高握竿高度和腾起高度，那么，在撑竿跳高过程中就要首先设法加大玻璃钢撑竿的弯曲量。有关研究表明，撑竿跳高起跳阶段撑竿的弯曲量占总弯竿量的14．5％，悬垂阶段占总弯竿量的15．4％，摆体阶段撑竿的弯曲量增加最多。占总弯竿量的70．1％，由此可见，合理的弯曲应主要体现在摆体阶段，而人体以上握点为轴摆动时所产生的离心力则是撑竿弯曲的主要动力来源。由公式(F=mrw2)可知，加大转动半径和角速度是增加离心力的重要因素，但转动半径与角速度之间通常存在着相互制约的关系，如何转化这一矛盾，即在不过多缩短转动半径的情况下设法增加角速度，就成为现代摆体技术动作设计的理论基础。在使用玻璃钢撑竿的早期，运动员普遍采用“后倒团身”式的摆体技术，即起跳后很快就开始屈髋收腿，靠缩短身体半径来增加摆动速度，这种技术仅考虑了身体的上升速度，而忽视了对于撑竿的作用力，因为身体半径的过早缩短必然会减弱对撑竿的离心作用，从而使撑竿的弯曲量受到影响，这种技术尤其不利于运动员在高握点的情况下使用大硬度的撑竿。现代摆体技术则要求运动员在长摆阶段充分体现出“鞭打”用力的特征，即在起跳后的悬垂过程中身体拉长并躯干具有较大的运动速度，悬垂结束时下手推离撑竿，随之压肩，使躯干的速度向下肢传递，同时起跳腿以较直的状态做振浪式的“兜扫”，布勃卡、伊欣巴耶娃都是这种技术的出色表现者。鞭打式摆体利用动量传递的力学原理，即在不降低运动速度的情况下进行大幅度的摆体，这样不仅增加了弯竿的力量，同时也使身体容易达到适宜的弹射前状态。

鞭打式摆体的力学原理是：一个链状物．质量大的一端先做加速运动，在制动过程中其动量就会向游离端传递。从而使末端部分产生极大的运动速度。由此可见，悬垂时躯干(质量

大的一端)的运动速度是鞭打的动量基础，悬垂速度又直接取决于运动员的起跳速度，而起跳速度不仅与助跑速度关系密切，同时也与人体在起跳过程中对于助跑速度的利用状况息息相关。由于这一逻辑关系的逐渐明确，近年来在撑竿跳高起跳技术中产生了“自由起跳(free take off)”的动作概念。插竿起跳过程中穴斗抵住撑竿时的制动，对于人体向前运动的自由度而言是一种约束，这种限制的结果使助跑所获得的水平速度遭到一定的损失，如损失过大，则会严重影响后续的鞭打效果。所谓“自由起跳”，就是要设法减小插竿起跳时撑竿对于人体的限制，要求踏跳点严格控制在静态插穴(即直竿状态)时上握点的垂线下方，充分向上举竿，只有当起跳腿蹬伸时竿头才能触及穴斗底端(撑竿这时才弯曲)，运动员的主观感觉就好像是跳上撑竿一样，在起跳过程中撑竿不呈现大的弯曲。这种技术可以简要地理解为起跳时机的相对提前，即撑竿未获得最终支撑时人体的踏跳触地已经开始，这样在起跳初期的一个瞬间就摆脱了撑竿的约束(自由起跳)，从而减少身体速度的损失，在动量方面为悬垂摆体奠定一个良好的基础，使“鞭打式摆体”得以充分实现。

撑竿的弯曲有利于握竿高度和腾起高度的增加，而玻璃钢撑竿又可以承受较大的弯曲，所以现代撑竿跳高技术强调人体动作对于撑竿的弯曲作用，“鞭打式摆体”就是顺应这一要求而产生的，“鞭打式摆体”的前提是人体要有快速的运动速度，除了继续加快助跑速度(基本动能储备)外，就是要设法减少起跳过程中人体运动速度的损失，而“自由起跳”则是减少速度损失的有效方式。“鞭打式摆体”和“自由起跳”技术均出自于撑竿跳高强国俄罗斯，其优越性已在国外一流选手身上得到了验证，结合玻璃钢撑竿的特性去认识这些先进的技术，则能促进我们的消化吸收过程，从而节省时间，加快赶超步伐。以发挥我们在技术借鉴和引进方面的“后发优势。

3．2伸展阶段“L”向“I”姿势的完整转换 撑竿跳高的腾起高度主要由两个分量所构成，即推离撑竿瞬间身体重心距上握点的高度(H1)和推离撑竿后身体重心的腾飞高度(H2)，其中H1占到整个腾起高度的90％左右。H1主要取决于人体的姿势，良好身体姿势的标志是在推离撑竿瞬间基本形成“单臂倒立”的支撑状态，这种“倒立”的程度与伸展转体阶段身体的“倒体”程度直接相关，其运动过程可以形象地用“L”姿势向“I”姿势的转换来进行描述。

撑竿跳高的竿上动作要经过从悬垂到支撑的转换。即人体重心必须从握点之下转移到握点之上。早年使用金属撑竿时，这一向上运动的过程主要是靠双臂的拉引来完成，为了避免在拉引时由于下手臂的支撑用力而影响上体的后倒。金属竿撑竿跳高技术在插竿起跳时采用了下手向上手靠拢的“滑手”动作。使用玻璃钢撑竿则不然，因为下手的支撑是撑竿弯曲的必要条件，尤其是两手之间要有一定宽度的握距，所以不能采用“滑手”动作，这样，如果继续强调拉引，下手的支撑用力以及两手的握距必然会影响身体的充分后倒，从而影响H1的高度。玻璃钢撑竿的反弹力量远远大于手臂的拉引力量，所以现代撑竿跳高技术在伸展转体过程中最明显的变化就是不要求下手做刻意的拉引，取而代之的是下手臂弯曲贴紧撑竿，以保证“倒体”的充分实现，在这一过程中，运动员主要注意控制身体向上的运动方向和身体的伸展程度，即尽量促使身体从“L”向“I”姿势完整地进行转换，以求获得最大的H1高度。换言之，现代撑竿跳高技术伸展转体时身体向上运动的主要动力来源是玻璃钢撑竿的反弹力量，即撑竿的反弹力足以保证在下手臂不刻意拉引的情况下身体仍能持续地向上运动(撑竿的弹性势能转换成了人体的重力势能和动能)，而这也为下手臂运动方式的改变提供了可能性(下手臂从“拉引”变成“贴竿”)。金属竿技术尽管采用“滑手”动作，但强力拉引仍会影响身体的充分后倒，所以“L”向“I”姿势的转换是不完整的。另外玻璃钢撑竿弯曲大必然反弹过程长。这也使得人体的充分后倒伸展具有足够的工作距离。从而保证了“L”向“I”姿势的完整转换。由于玻璃钢撑竿跳高技术是从金属竿技术中蜕变出来的，所以国内许多人在使用玻璃钢撑竿时仍然遗留着大量的“拉引”痕迹，近年来国外对这一问题的认识逐渐清晰，以致在国际田联和美国的田径教科书中，都明确地取消了“拉引”这一传统的技术阶段。

综上可见，现代撑竿跳高技术动作的构建十分重视充分利用玻璃钢撑竿“大幅度弯曲”的物理性能，重视“人一竿系统”的相互作用，即人体的动作不仅要有利于弯竿(缩短“人一竿”的转动半径并储存更大的弹性能量)，同时还要善于利用撑竿的反弹以保证身体的充分向上。深入认识弹性器械对于人体运动的影响，把身体的动作与器械的弹性作用巧妙结合，将能取得更好的运动效果，这在跳板跳水、竞技体操(如高低杠)等项目中都可以得到相关的启示。

4　撑竿的弯曲与硬度

材料学一般用挠度来衡量杆件的弯曲，由于挠度在跳跃过程中不好计算，所以国内外在体育研究中多用撑竿竿弦的缩短量(弯曲时竿弦相对于直竿的缩短量。运动生物力学摄影解析即可得到)来描述撑竿的弯曲，有关材料表明，世界一流男子运动员的最大弯竿量已超过了1．50 m，而中国10名优秀男子运动员的平均弯竿量却只有1．17 m。“大幅度弯曲”是玻璃钢撑竿优越性能的集中体现，所以，继续加大撑竿的弯曲量应该是我们的努力方向之一。

在讨论撑竿的弯曲时，不可避免地要碰到另外一个问题，即撑竿的硬度。所使用撑竿的硬度也是反映运动员技术水平和能力的一项指标，因为在弯竿量相同时，撑竿弹性力的大小主要取决于竿子的软硬程度(弹力=材料的倔强系数×弹性形变量)。理想的状态是所用的撑竿既硬又能产生较大的弯曲。诚然，撑竿的“弯曲”和“硬度”是一对矛盾，但辩证地看，二者又都取决于运动员跳弯撑竿的能力，因为增加撑竿“硬度”的适宜前提是不过多减少撑竿的弯曲量(最好能保持原有的弯曲量)，而越硬的竿子则越不易跳弯，这就需要更大的弯竿力量。所以，现代撑竿跳高技术愈加重视人体运动对于弯竿的作用，要求助跑快速、起跳正确、摆体高效，从而保证玻璃钢撑竿优越物理性能的充分发挥。

目前，各种品牌的撑竿都是用竿全长处的临界载荷来代表撑竿的硬度，例如：480／66型号的撑竿，意为竿长4．80 m，临界载荷是66 kg，即这一撑竿4．80 m处的临界载荷为66 kg。“临界载荷”是材料力学中的一个基本概念，其含义是当作用在细长杆上的轴向压力值达到或超过一定限度时，受压杆可能突然变弯，即产生失稳现象，使受压杆直线形式的平衡开始由稳定转变为不稳定的轴向压力值称为压竿的临界载荷。由此可知，临界载荷越大，撑竿也就越硬。

在运动实践中，运动员的握竿高度不尽相同，所使用撑竿的长度也不一样，况且运动员的握竿点通常要短于撑竿的全长，因此，如果用撑竿型号中的临界载荷(竿全长处的临界载荷)来笼统描述跳跃时撑竿的硬度，必定不准确，故缺乏客观的可比性，甚至会导致盲目地更换撑竿。

经过论证和误差分析，本文认为可以利用材料力学中的有关原理来推算运动员上握点处(即握竿高度)的临界载荷：

第一步：根据已知条件求撑竿的抗弯刚度

5　结论

1)玻璃钢撑竿的采用。使运动员的握竿高度和腾起高度得到了大幅度的提高，因此，了解和掌握玻璃钢撑竿的物理特性，有助于深入认识撑竿跳高项目的特有规律。