上学期领导决定为力学专业研究生计划新开32学时的“高等动力学”课。领导也希望为工科本科生开门类似的选修课,名称定为“动力学与控制基础”。研究生课与本科生高年级选项课差别可以不大。开课我当然赞成,与我刚教书时课程是任务不同,现在课程更是种资源。开课就是开源。但觉得不会有学生选,因此也没有太当真。期末时选课结果出来,居然有5位学生选,正好到了开课的最少人数。因此真要讲课了。
我个人理解,该课程的目的是温故知新。通过学习较为深入的动力学内容,巩固理论力学的基本知识;同时也对分析力学、刚体动力学、稳定性理论等有最初步的了解。
教学内容起点就是64学时的工程专业理论力学课,基本上体现于《理论力学(第9版)I》。这是硬约束。还有个软些的约束,教学内容尽量接近《理论力学(第9版)II》,能用作教材布置作业和预习复习等。这两点使得与过去讲过力学专业的30学时“高等动力学”大不相同,基础是80学时的力学专业理论力学课。
初步计划具体教学内容如下。课程导论,1学时。矢量动力学专题7学时,包括非惯性系中的动力学、变质量质点动力学和碰撞。分析力学基础10学时,包括自由度和广义坐标、以广义坐标表示的虚位移原理、达朗贝尔-拉格朗日原理和拉格朗日方程及其初积分初积分。刚体动力学基础8学时,包括刚体定点运动、刚体一般运动和刚体运动的合成。稳定性概述4学时,稳定性的概念和保守力场平衡的稳定性。控制简介2学时。
具体内容都很成熟,关键是导论也能起到引导的作用。先要说明动力学在机械工程中的作用,然后说明继续学习动力学的必要性,新的对象(空间运动刚体)、新的方法(分析力学)和新的问题(稳定性等)。
课程本质是高等动力学,但名称中有“控制”,总要多少有所呼应。导论中会涉及控制,稳定性是控制的基础之一,最后还有控制的简介。似乎也算说得过去。
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