中心建設發展曆程 哈工大理論力學、材料力學教研室和力學實驗室成立于1952年，是全國最早成立的力學教研室，是當時我國工科力學學習前蘇聯的教學基地，為國家培養了許多優秀人才。在教研室曆任領導中，先後有6人被評為院士。曾主持制定了全國第一部理論力學和材料力學教學大綱，編寫了全國通用教材《理論力學》， 現已出版了第六版，發行量逾200 萬套，并獲得首屆國家優秀教材獎及國家教學成果獎。 哈工大力學學科一直堅持以國防與航天高科技需求為動力，以學科的前沿分支與新興方向為引導，既重視基礎理論研究，又能用力學的新理論和新方法解決航天與國防工程中的重大關鍵技術問題，逐步形成了自己的特色。學科目前有院士4人，近5年先後獲國家科技進步獎4項，綜合實力在國内名列前茅。 1996年哈爾濱工業大學力學被原國家教委批準為“國家工科力學基礎課程教學基地”建設單位。1997年力學實驗室和流體力學實驗室一起被學校正式命名為力學實驗教學中心，并作為力學基地建設的重要組成部分。中心實行校、院兩級管理，2000年通過教育部“雙基”實驗室評估；2004年5月力學基地順利通過教育部專家組的驗收，并被評為國家優秀教學基地；2006年中心被評為黑龍江省實驗教學示範中心。 多年來，中心一直遵循為國家建設、尤其是國防建設培養高素質人才的宗旨，依托力學、航天兩大優勢學科，将中心建設與基地建設、學科建設相結合，有力地促進了中心的建設和發展。 中心結合基地建設工作，在國家“面向21世紀力學系列課程改革”項目工作的基礎上，對力學教學成果和學校的力學實驗教學資源進行了有機整合，對原有的基礎型實驗進行了較大規模的改進與擴建，在國内較早（1998年）開展了基礎力學開放實驗教學并獲得省教學成果獎；同時利用科研成果研制開發具有較高水準、融合多門基礎力學課程内容的綜合性實驗和研究型實驗，先後建成開放實驗室6個，研制開發各類教學實驗項目34個，各種自制實驗設備31類104台套，形成了高起點、實踐性與設計性強、突出綜合能力與創新能力培養的實驗教學體系。 中心近五年共獲得國家教學成果二等獎1項、國家教學名師獎1項、省教學成果一等獎6項、省教學名師獎2項；理論力學、材料力學、結構力學等三門課程被評為國家精品課程、工程流體力學課程被評為省精品課程。 中心在高質量完成實驗教學工作的同時，結合學科前沿方向積極開展相應的實驗研究工作，先後開展了有關空間飛行器熱防護系統的材料超高溫力學實驗研究、有關水下武器高速運行的水動力學實驗研究、有關空間碎片防護的超高速撞擊實驗研究，做到教學、科研與師資隊伍建設相互促進、協調發展。形成了一支教學水平與學術水平兼備、專職隊伍與兼職隊伍相結合的高水平實驗教學隊伍，為實驗中心的可持續發展奠定了一個堅實的基礎。 中心近五年共獲得教育部提名國家自然科學一等獎2項，中國高校科技進步一等獎1項。國防科技進步獎2項、黑龍江省科技進步獎3項。 實驗教學總體情況 本實驗中心的主要教學任務是：承擔全校每學年31個專業本科生的“工程力學實驗”（79個小班2073人，其中33個小班919人為2學時的少學時實驗）、 “工程流體力學實驗”（17個小班459人，其中10個小班306人為8學時的少學時實驗），同時還承擔“實驗力學”、“結構動力學”、“機械振動實驗”、“近代力學實驗方法”等專業課的實驗教學任務；另外還承擔指導本科生、碩士生、博士生畢業論文及博士後研究的實驗工作。每年的實驗人時數達到6.2萬。 實驗教學方法與手段 1、采用先進實驗技術和測試方法 力學實驗技術在工程中廣泛應用。如強度、剛度、穩定、動态特性等力學性能測試都是工程設計的基礎。中心在教學實驗項目設置上，力求符合工程實際要求，通過實驗掌握先進儀器設備使用的技能和學會現代實驗技術的基本知識。 如在材料力學性能試驗中，中心購置了6台德國ZWICK公司生産的新型的電子萬能材料試驗機，并配備有先進的全自動引伸儀。不僅提高了實驗精度、擴大了實驗室的服務範圍，而且使學生對現代工程測試技術和測試标準有了更深刻的認識，從而加深了對理論課教學内容的理解。 在振動實驗教學，中心較早采用了虛拟儀器測試技術，先後購置了美國NI公司的數據采集闆，以及傳感器、電荷放大器、激振力錘等，自行開發研制了便于實驗教學的虛拟動态分析儀器（軟件），使實驗室的測試手段始終處于先進水平。 此外，還充分利用計算機技術的發展，在實驗教學中采用多點數據采集系統和分析處理軟件等先進的實驗手段，使實驗數據采集和處理自動化。 2、将科研成果轉化為實驗教學項目，使實驗教學内容接近學科前沿 中心在實驗教學過程中，十分重視借助哈工大力學學科的國防、航天背景和高技術特點，将科研成果轉化為具有較高水準的綜合型、研究型實驗。如粘彈性材料的沖擊拉伸實驗、壓杆穩定綜合實驗和系統振動控制實驗等。此外，還有結合大跨度網殼和網架結構、軌道衡、振動流體密度計等多項科研成果開發的教學實驗，把工程中的先進實驗技術融入到實驗教學中，極大地激發了學生的學習積極性。 3、采用現代化教學手段，為學生提供立體化教學平台 （1）多媒體課件研制 中心近五年先後研制完成《材料力學計算機輔助課堂多媒體系統》、《理論力學電子教案》、《粘彈性材料沖擊拉伸實驗》、《工程流體力學CAI課件》等16部多媒體課件，其中已有9部由高等教育出版社和機械工業出版社等出版，并先後在國内20多所院校推廣使用。 （2）網絡教學系統開發 近五年結合教育部《新世紀網絡工程》項目和國家精品課程建設項目，先後研制了《結構力學網絡教程》和《理論力學網絡教程》，并先後由高等教育出版社。《基于INTERNET的材料力學網絡教學系統》于2001年獲省教學成果一等獎。中心還開設了實驗教學網站，學生可登陸“哈工大力學實驗教學管理系統”，在網上預習實驗、獲取實驗指導等實驗資料、預約實驗、更改預約、查詢實驗成績等，為學生提供全方位的學習環境。同時支持學生在網上開展有關力學課程學習與學科知識内容的交流讨論，收到了非常好的效果。 （3）計算機虛拟實驗技術 由力學實驗教學中心與能源學院共建的“本科生電子網絡教學平台”項目以及“計算機科學課程群網絡計算平台”項目分别獲得教務處及研究生院的教學建設經費資助，初步建成了既可進行虛拟實驗教學又可進行大型程序運算的本科生、研究生共享的學習環境。工程流體力學課程目前已開出8項虛拟實驗，60台機位的機房可保證相關專業本科生課程設計、畢業設計、教學實驗等上機需求，18個cpu的服務器可供進行大型程序運算。 4、實行開放教學，培養學生自主學習能力 力學實驗教學中心是全國較早實行開放實驗室建設的院校之一。幾年來已逐步發展完善，學生們可以自由組合，根據他們的興趣、時間進行網上預約登記。在實驗教學中加強了動手能力、團結協作、接近工程和研究式為主等方面的學習方式。将開放實驗與網絡管理系統相配合，給學生帶來了極大的方便。這也充分體現出以學生為本，有助于學生個性化學習的教學理念。 以電測實驗為例，設立了4學時的電測開放實驗課。要求學生獨立完成一個具有一定創新性與設計性實驗項目。從實驗方案設計到測試系統選取與試驗儀器聯接，從實驗數據處理到實驗結果分析、讨論等各個實驗環節均由學生獨立完成，教師隻作必要的指導。通過引入了當代實驗應力分析的基礎知識，不僅拓寬了視野，而且還培養了學生的創新意識、創新能力和啟發了學生的創新思維。 增加選修課的可選項目。如開設适用于粘彈性材料的沖擊拉伸實驗，網架實驗等選修實驗，将教師的科學研究成果引入教學之中，給教學注入創新活力，增加了學生的學習興趣。 為了學生們的安全操作和培養其動手能力，采取每2人一組的實驗教學手段得到良好效果。開放實驗與選修實驗的教學實踐證明，不僅能使學生初步掌握當代實驗應力分析的知識又在學習興趣非常濃厚的情況下培養了他們團結協作和勇于創新的思想品質。 為同學們節省費用和方便，力學實驗教學中心設有學生選課專用計算機房和實驗報告專用投遞箱。每個實驗室都設有一台計算機供學生們查閱有關實驗内容資料和電子文檔使用，充分體現出以學生為本的理念。 5、實驗考核方法 力學實驗課的考核以實驗報告為主（60%），筆試（20%）和操作（20%）為輔的原則。在實驗設置上為2人一組，特别是對電測實驗要求每人至少貼2個應變片，達到提高實踐動手能力的目的。 信息平台 實驗課全部實行網上預約。利用實驗中心的網站，各個實驗室實現了局域網的相互連通，且每個房間都配有一台專用計算機，記錄其人員工作情況、實驗教學内容、設備情況及安全監控等。利用多層次的網絡信息平台進行實驗時間、地點、内容、儀器設備等資源的開放式科學管理，使中心的先進實驗教學資源得到廣泛利用。 由力學實驗教學中心與能源學院共建的“本科生電子網絡教學平台”項目以及“計算機科學課程群網絡計算平台”項目分别獲得教務處及研究生院的教學建設經費資助，初步建成了既可進行虛拟實驗教學又可進行大型程序運算的本科生、研究生共享的學習環境。工程流體力學課程目前已開出8項虛拟實驗，60台機位的機房可保證相關專業本科生課程設計、畢業設計、教學實驗等上機需求，18個cpu的服務器可供進行大型程序運算。 近五年中心人員教學科研主要成果 1.開展教學改革和科學技術研究工作 近五年中心共承擔省級以上教學研究課題19項，包括3門國家精品課程建設項目；獲國家級教學成果獎1項，國家教學名師獎1項，省教學名師獎2項，省級教學成果獎20項，出版教材與多媒體電子教材29部，其中國家“十五”規劃教材4部、發表教學研究論文74篇。 近五年中心共承擔科研項目50項，其中國家“973”項目1項、國防“973”項目3項、國家自然科學基金重點項目2項、面上項目9項，國防“863”項目8項，國防預研項目5項。共獲得教育部提名國家自然科學一等獎2項，中國高校科技進步一等獎1項，國防科學技術二等獎、三等獎各1項，黑龍江省科技進步二等獎3項；共發表論文318篇，其中SCI收錄49篇，EI收錄104篇。獲國家實用新型專利2項，申報國家發明專利3項（2004年提交）。 近五年中心人員獲寶鋼優秀教師特等獎、優秀教師獎各1項，國防科技工業有突出貢獻的中青年專家1人，共獲得各類榮譽稱号和獎勵8項。 力學實驗教學中心由于教學、科研和實驗室管理工作成績突出，十多年來先後榮獲部級先進集體榮譽稱号2次；省先進集體榮譽稱号3次，8次被評為校級先進集體，并獲省政府嘉獎令；1995年榮獲黑龍江省優秀實驗室稱号。 2.成果應用 （1）通過3門國家精品課在全國的領先地位與影響作用，有力地推動了中心優秀教學成果在全國的應用。 （2）《理論力學》、《結構力學》、《新編材料力學》和《工程流體力學》等優秀教材先後再版，并被普遍采用。特别是《理論力學》教材先後被全國200多所院校所采用，發行量超過200萬套。 （3）近五年為國内15所院校提供自制實驗教學設備93台套，并利用先進的教學資源每年為省内院校開設工程力學實驗課程達2500多人時數，實現資源共享。 （4）教學成果面向社會應用産生巨大社會效益與經濟效益。例如，2004年，力學實驗教學中心課題組利用“剛性轉子動平衡實驗”的先進教學儀器和設備，為我國第一台自行設計研制的安裝在河南回龍電廠的高轉速（750轉/分）抽水蓄能發電機組進行了動平衡調試，達到優秀的國家規範等級，受到甲乙雙方的高度評價。 由趙樹山 教授參加的“高能超聲增油技術研究項目，經過8年來的科研攻關，現已在油田進行應用，2006年8月4日最新在延安油田作業完成的日産5噸原油的一口油井，到目前為止仍然保持達到12噸/日，為國家創造了巨大的社會效益與經濟效益。 （5）科研成果轉化為先進的教學資源，為培養高素質創新人才和實驗教學改革提供了保障。複合材料性能實驗，粘彈性材料沖擊拉伸性能實驗，網殼、網架大型複雜結構應力、位移分析實驗，表面強度實驗，理論力學、材料力學關于壓杆穩定的綜合實驗，振動法測量流體密度實驗，剛性轉子動平衡實驗、懸臂梁的模态實驗等一批綜合型和研究型實驗項目都是由科研成果轉化應用而建成的。 3.近五年來主要實驗教學成果及獲獎情況 （1）建立了基礎力學創新實驗教學體系，以主幹基礎課程為縱線，将實驗教學内容分成基礎型、綜合型、研究型實驗3個層次，形成縱橫交織的實驗教學體系。各層次之間既相對獨立、又相互關聯。在教學内容設置上突出不同課程、不同層次實驗的交叉聯系，力争在實驗教學中實現各門基礎力學課程的融會、貫通。該項成果獲2003年黑龍江省高等學校教學成果一等獎。 （2）實行開放式教學，培養學生自護學習的能力，加強了對理論的理解，激發了學生參與實驗的積極性，提高了實驗課的教學質量。“電測開放實驗室”正式運行了8年多的時間，取得了非常好的效果，并于2001年獲得黑龍江省高等學校教學成果二等獎。 (3）利用科研成果研制開發具有較高水準的綜合性和研究型實驗，培養學生的綜合能力、設計實驗的能力以及在實驗中學習和研究的能力。如将振動力學理論與材料力學、流體力學等課程結合起來，開展了跨課程的基礎力學綜合性實驗，在實驗教學方面實現了課程間的融會、貫通。新實驗的設立提高了學生對所學知識的理解深度及綜合運用能力，為學生獨立思考和綜合應用所學力學知識創造了條件。有關的教學研究内容先後發表在“力學與實踐”期刊上，并已經申報了國家發明專利，2005年獲黑龍江省高等學校教學成果二等獎。 （4）研制開發理論力學教學實驗，使理論教學與實驗教學相結合，突出培養學生綜合分析能力和解決問題能力的培養。該項成果獲2005年黑龍江省高等學校教學成果二等獎 (5）哈爾濱工業大學國家力學教學基地于2004年順利通過教育部專家組的驗收，并被評為國家優秀教學基地。教育部專家組在延壽評估報考中指出“諸項實踐教學的改革，加強了對學生綜合能力的訓練。在實驗教學中，注重将有關科研成果轉化為本科教學實驗，拓展了學生視野，提高了實驗教學水平。” （6） 研制開發了18個有自主知識産權的實驗項目和自制設備31類104台套。獲實用新型專利2項，申請發明專利3項。 （7）近五年發表實驗教學論文20篇。 （8）新建了6個開放實驗室 輻射作用 1997年，與能源學院的工程流體力學實驗室共同組建了力學實驗教學中心，實現了優化組合、資源共享。 1、近五年來為全國15所兄弟院校提供了93台實驗教學自制設備，同時将中心更新的電阻應變儀12台套贈送給黑龍江科技學院力學實驗室繼續教學使用。 2、充分發揮教材的輻射作用。哈爾濱工業大學的《理論力學》已經再版六次，發行量近200萬套，先後被國内200多所院校采用，2006年由高教社出版的“十五”規劃教材《工程力學實驗》，哈爾濱工業大學為參加編寫的七所院校之一。其他如《工程流體力學》、《結構力學》、《新編材料力學》等教材，在國内也有較大影響，多次再版。先後出版發行了課件9部。實驗中心網站（包括理論力學、材料力學、結構力學、工程流體力學精品課程網站）的點擊率達2萬次/年。學生自行創辦的“BBS力學版”網頁，更是得到學生們的青睐 。 3、組織、舉辦與參加教學研究與改革會議。先後舉辦了國家“十五”力學、土建類教材規劃研讨會、積極參加并協助主持了全國基礎力學教學改革成果研讨會、全國基礎力學實驗教學改革成果研讨會、基礎力學實驗教學示範中心建設研讨會和其他教指委組織的有關教學會議；主持籌辦了三屆東北地區基礎力學教學改革成果研讨會，錢令希、黃文虎、杜善義院士等先後出席了會議并作了重要的報告，成立了“東北地區基礎力學教學改革協作組”并擔任組長單位，參加“全國基礎力學實驗教學協作組”的工作，05年國家教育部舉辦由哈爾濱工業大學承辦的“高等學校青年骨幹教師高級研修班”。推動了本地區和全國的基礎力學實驗教學的改革工作。 4、開展與國内外的交流與合作。密切同國内著名高校的力學實驗教學中心的友好往來，與浙江大學達成申請國家“開放實驗室建設”立項協議，先後與德國ZWICK公司共建結構強度實驗室，聘請國内外知名學者講學，開展國内外學術交流等。聘請的國内外專家包括清華大學範欽珊教授，美國佐治亞理工大學曲建民教授，加拿大阿爾伯塔大學王曉東教授，前美國微軟公司中國地區總裁高群耀博士，德國ZWICK公司副總裁MAUSS先生、高溫測試技術總監Adolf Honis博士，日本島津公司技術部副主任中島秀郎博士、試驗檢測專業部部長原口修一先生等。 5、實驗教學資源共享。利用先進的實驗教學設備及開放實驗教學資源，每年為黑龍江科技學院、哈爾濱東方學院、哈爾濱工業大學華德應用技術學院等兄弟院校開設工程力學實驗達2500多人時數。 6、發揮地域優勢。哈爾濱工業大學力學實驗教學中心在東北地區有着重要和廣泛的輻射作用，經常接待兄弟院校的來訪、參觀、和咨詢。先後接待了國内外近百所知名高校到中心參觀，如美國左治亞理工學院、加拿大阿爾伯塔大學、清華大學、北京大學、上海交通大學、浙江大學、天津大學等。由哈爾濱工業大學航天科學與力學系牽頭，與大連理工大學、東北大學、吉林大學等15所大學成立了東北地區基礎力學教學協作組，每兩年舉辦一次教學成果交流會。與黑龍江科技大學、哈爾濱商業大學等結成友好實驗室，幫助他們進行實驗室建設規劃的制定等，起到了一定的輻射作用。
