材料力学精品课堂建设方案xg.docx
- 文档编号:29947019
- 上传时间:2023-08-03
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:23.48KB
材料力学精品课堂建设方案xg.docx
《材料力学精品课堂建设方案xg.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料力学精品课堂建设方案xg.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
材料力学精品课堂建设方案xg
《材料力学》精品课堂建设方案
一、课程简介
1.课程的地位和作用:
材料力学是机械工程、土木工程、车辆工程等专业的一门重要专业基础课程,是相关专业的学生学习后续课程、掌握机械工程设计技术所必备的理论基础。
通过本课程的学习,使学生对材料力学的基本概念、基本分析方法有明确的认识,掌握一定的计算能力和实验能力,能对简单的力学问题进行定量或定性分析,不仅为后续课程的学习打下牢固的基础,也为培养创新精神和创新能力提供潜在的知识准备。
材料力学也是相关专业硕士研究生入学考试指定的考试科目之一。
2.内容简介:
材料力学主要研究结构构件和机械零件的强度、刚度和稳定性问题。
通过研究构件在轴向拉(压)、扭转和弯曲基本变形下的强度和刚度以及压杆的稳定性问题,逐步将研究内容由简单应力状态推广到复杂应力状态,由基本变形推广到组合变形,由线弹性问题推广到非线性问题,同时,研究了材料在常温条件的力学性能、疲劳性能和冲击性能。
3.教学目标及要求:
按照“项目引导、任务驱动”的原则,以项目任务驱动理论教学,以理论教学支持项目实施。
紧密围绕“机床设计制造及应用”目标进行课程子项目设计,分解出若干个教学任务,提出教学目标。
结合课程内容,与清华大学、西南交通大学等国家级教学名师密切合作,进行协作授课,共享教学资源。
学生在教师引导下,结合课程学习,积极参与学科竞赛,发表课程内容相关论文。
通过本课程学习,要求学生能够从工程实际问题中归类、总结和抽象出力学模型,主要计算工程杆件的拉伸和压缩问题,扭转和弯曲问题,以及各种受力形式的组合问题。
通过对结构杆件的受力分析,正确理解构件的强度、刚度和稳定性等基本概念,以及静力平衡、变形几何、物理在求解材料力学问题时的重要作用。
能熟练地应用力学基本原理和能量转换概念计算杆件的应力与变形以及分析其强度、刚度与稳定性的能力。
二、教学方式方法
1.课程教学的基本方式方法:
精讲多练,讲练结合;突出基本概念、基本理论和基本方法;简化数学推演,强化物理和工程概念;充分利用现代教学手段,倡导传统与现代结合的教学模式,以工程问题为切入点,引导学生的思路,师生互动,启发诱导,激活思维,鼓励创新。
在教学过程中,既重视发挥教师的主导作用,又尊重学生在学习活动中的主体地位,实行启发式、问题式教学方法,激发学生学习的积极性与主动精神,引导学生积极思维。
言传身教,对学生管理严格,又关心爱护。
采用的主要方法有:
(1)应用多媒体与板书相结合的教学方法。
充分发挥学校数字化教室的硬件优势。
多媒体软件和资源对于提出问题,揭示矛盾,从工程背景引出理论问题,培养学生发现问题的能力具有很好的效果。
并对于扩大课堂信息量,增进工程实践意识,开展师生交互式教学,加强学生对重点、难点的理解和记忆,具有明显的效果。
同时,也要利用板书解决讲授中的重点、难点,遵循由浅入深、由简单到复杂、由易到难的教学规律,使学生易于理解所学知识。
(2)在教学中注意在简捷的数学推导过程中突出思路、突出方法。
因此,在数学推导前,首先要有定性分析,使学生懂得"问题是什么?
""问题的性质是什么?
""解决问题的方法是什么?
",特别注意启发式教学,少一些理论与推导,多一些问题的分析与讨论。
(3)大学教育应该是"授人以渔"不是"授人以鱼"。
因而在教学过程中关键是要教会学生学习的方法,使得终身受益。
要为学生留出充分的思维空间,留出一些问题让学生去想、去自学、去研究;要改变教师"一言堂",展开课堂讨论,活跃学术气氛。
在选课后习题时,要精而少,避免学生"照猫画虎",让学生自己去思考学过的知识,并把知识应用到解题中。
通过先进的教学方法和教学手段,使学生在较短课时内掌握较多知识。
学生从对本专业的茫然到了解,最后热爱专业,学生不仅要知道材料力学的内容、思维方式和解决问题的方法,而且要激发他们对机制工程专业的探索和开拓激情,以及对科学执着的追求精神。
2.学习、研究方法指导
材料力学的研究方法是将实际中各种复杂的构件通过抽象、简化,建立力学模型,再应用力学方法进行分析研究。
在材料力学的研究中,通常将材料抽象为可变形固体,对可变形固体,假设材料的性质具有连续性、均匀性、各向同性和线弹性,构件的变形很小、横截面变形前后始终与其轴线垂直。
在对构件进行力学分析中,求出构件的内力、应力和变形后,对构件进行强度和刚度计算。
有时在求解内力和应力时,需要研究构件变形满足的几何关系和变形与内力之间的物理关系。
材料力学的这种分析方法,使得其解答不够精确,特别是当构件的几何形状或作用其上的荷载比较复杂时,但这种方法比较简便,对工程中的多数情况,可提供足够精确的解答,因此,在工程中经常被采用。
三、教学进程安排
教学进度安排:
单元1:
绪论、轴向拉压扭转
第一章绪论
[教学时数]理论教学2学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
材料力学与理论力学在研究内容与方法上有何区别和联系?
提问:
材料力学的任务及研究对象是什么?
提问:
应力与压强有哪些区别?
提问:
为什么要研究内力和应力?
内力的基本求法?
提问:
静力学中力的可传性及力的平移定理在材力中是否仍适用?
第二章轴向拉伸与压缩
[教学时数]理论教学8学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
使用截面法时,在没有将杆件截开以前,能否将作用在杆件上的外力沿作用线移动,或将其合成?
为什么?
提问:
如图所示的截面1-1,用两种方法计算出1-1横截面上的轴力,按轴力的符号规定判断1-1截面上的轴力的正负。
材料机械性能上讨论课,由学生自学后,讨论回答下列问题
何谓材料的机械性能?
何谓材料的比例极限和弹性极限?
二者有何不同?
请说明弹性模量E的物理意义和几何意义?
何谓材料的屈服现象、材料的屈服极限和强度极限?
何谓材料的强化现象?
并说明其工程意义。
何谓材料的
?
在应力应变曲线上表示之。
何谓材料的延伸率和断面收缩率?
其表明了材料的什么特性?
试比较低碳钢和铸铁的在拉压时的机械性能。
试比较铸铁在拉压时的机械性能。
[实验实践教学环节]
低碳钢拉伸实验2学时
第三章扭转
[教学时数]理论教学6学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
如图所示的两个传动轴,哪一种轮的布置对提高轴的承载能力有利?
提问:
当单元体上同时存在剪应力和正应力时,剪应力互等定理是否仍然成立?
为什么?
提问:
变形几何方程是基于什么得到的?
提问:
写出横截面静力学等效关系。
提问:
在剪切实用计算中采用的许用剪应力与许用扭转剪应力是否相同?
为什么?
提问:
利用静力等效关系能解决什么问题?
能得到什么结果?
提问:
直径和长度都相同,而材料不同的两根轴,在相同扭矩作用下,它们的最大剪应力是否相同?
扭转角是否相同?
为什么?
[实验实践教学环节]
低碳钢扭转实验2学时
单元测试
单元2弯曲
截面的几何性质
[教学时数]理论教学4学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
静矩与形心的关系?
提问:
如何求组合截面的形心、形心主惯性矩?
。
第四章弯曲内力
[教学时数]理论教学6学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
材料力学中内力的正负规定与理论力学中力及力矩的正负规定有何区别?
提问:
弯矩、剪力和分布载荷三者之间的微分关系是如何建立的?
其物理意义和几何意义是什么?
建立微分关系时分布载荷集度与坐标轴的取向有什么联系?
第五章弯曲应力
[教学时数]理论教学8学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
变形几何方程是基于什么得到的?
提问:
写出横截面上平行空间力系(微内力)的静力等效关系
提问:
利用静力等效关系能解决什么问题?
能得到什么结果?
提问:
纯弯曲与横力弯曲的差别
提问:
说明提高弯曲强度常用的一些措施,
[实验实践教学环节]
梁纯弯曲正应力实验2学时
第六章弯曲变形
[教学时数]理论教学4学时
[课堂训练、作业思考题]
提问:
简述求解弯曲变形的三种基本方法,举例说明边界条件、连续性条件和光滑条件。
提问:
计算梁和刚架的位移的叠加法有几类,他们是否都能用于静不定结构?
提问:
比较加中间支座对梁的强度和刚度的影响。
提问:
如何画出挠曲轴的大致形状?
如何判断挠曲轴凹凸性与拐点的位置?
提问:
提高弯曲刚度常用的措施?
单元测试
单元3应力状态分析和强度理论组合变形
第七章应力状态分析和强度理论
[教学时数]理论教学10学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
利用tg2α0=-2τx/(σx-σy)求最大正应力所在截面方位角,此方程在主值范围内有两个解,如何确定正确解答?
提问:
为什么要研究一点处的应力状态?
提问:
主应力和正应力有何区别?
提问:
一单元体中,在最大正应力所在的平面上有无剪应力?
在最大剪应力所在面上有无正应力?
提问:
冬天自来水因其中的水结冰而被涨裂,但冰为什么不会因受水管的反作用压力而被压碎呢?
提问:
深海的岩石为什么能出现塑性变形?
第八章组合变形
[教学时数]理论教学6学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
如何判断构件的变形类型?
提问:
用叠加法计算组合变形杆件的内力和应力时,其限制条件是什么?
为什么必须满足这些条件?
提问:
拉伸与扭转组合变形同弯曲与扭转组合变形的内力、应力和强度条件有何不同?
(对圆截面杆)
[实验实践教学环节]
薄臂圆筒弯扭组合实验2学时
单元4压杆稳定
第九章压杆的稳定性
[教学时数]理论教学4学时
[课堂训练、作业思考题]
课堂互动设计:
提问:
构件的强度、刚度和稳定性有何区别?
提问:
如何区分压杆的稳定平衡和非稳定平衡?
提问:
压杆的弯曲变形与失稳有何区别与联系?
提问:
压杆的临界力与临界应力有何区别与联系?
是否临界应力愈大的压杆,其稳定性也愈好?
四、《材料力学》课外训练体系
一、关于作业训练
1、作业形式。
要结合课程实际和教学目标认真研究作业训练的基本形式,克服目前形式单调的状况。
作业训练可采取复习题、练习题、思考题、读书笔记、课前预习报告、读书报告、心得体会、课业论文、小型设计、案例分析、综合应用、专题研究、第二课堂专项活动,社会实践等多种形式。
要采用适当方法引导学生进行团队式协作共同完成综合性、研究性、设计性作业训练。
可设统一要求的必做型、提高性的选做型、参考性的研究型等不同类型的作业供学生选择,指导学生结合实际开展课外学习。
2、作业层次。
要通过认真研究和努力实践,解决作业内容整齐划一的状况,在保证教学基本要求的前提下,探索对不同层次和类型学生进行不同作业训练的方法。
视学生的情况区别对待,可采用消化理解课堂讲授的知识、跟上教学进度、巩固基础理论、综合教学内容、联系专业(社会)实际、拓展新知、专项深入、工程设计与实践等多个层次的作业训练内容,推进因材施教和学生个性发展。
特别要提倡无标准答案的作业,以及综合性、应用性、拓宽性、研究性作业。
3、作业规范。
要结合课程和作业的特点提出明确、严格的规范要求,如:
字迹、图表、符号、概念、论据、论点、论证、叙述、术语、格式、顺序、文献引用、标点、技术标准等,使学生从每一份作业的完成过程中受到正规的科学和工程、技术训练,培养学生严肃认真、一丝不苟、极端负责、精雕细刻良好作风,从中受到科学和人文精神的培养,形成科技工作者或社会工作者应具备的最基本素质和技能。
4、作业数量。
按中等程度学生达到教学目标要求的原则,作业量要适中。
参照学生课外“学量”的要求,作业量按该课外“学量”的60%左右布置(其中三分之二左右为统一要求的必做型作业),既有统一要求,又为学生自主学习其它内容留有必要时间。
要注意与同期授课的任课教师加强联系,保证每周作业量的基本平衡。
5、作业管理。
任课教师要加强作业管理,明确具体要求。
对每次作业的题目、类型、要求、收缴、批阅、问题、改进办法等要认真登录,对不符合作业规范、不完成作业、抄袭等现象,任课教师必须严肃对待,并有明确的处理办法。
6、作业批改。
统一要求的必做型作业要全批全改,其它类型的作业要做必要的评阅并列入讨论课讲评范围。
实行助课教师制度,并以作业评阅为主要任务。
7、课程小组。
组织学生成立课程小组是调动学生积极性和促进师生互动的重要措施。
原则上可采用下列三种方法:
设定课代表,并由课代表为组长,组织学生“课研小组”,参与必要的教师课前准备活动,经常性向教师反馈学生学习情况,协助教师收缴和发放作业,参与必要的作业和平时测验的评阅,作为课内双向教学活动的骨干。
组织学习困难生互助小组,帮助学习困难生尽快跟上教学进度。
组织必要的课外研究或活动小组,结合课内和作业及实践训练的要求,自主开展相应学习、研讨和实践活动。
8、辅导答疑。
任课教师定期进行课外辅导答疑是极为必要的教学环节,原则上4~6学时授课后要安排一次,并列入由二级学院编制的辅导答疑安排表,向学生公布具体时间、地点。
根据课程学习实际情况,可以指定部分学生(特别是学习困难生)到答疑地点进行质疑,对他们进行重点辅导;也可以邀请学生课程小组予以必要指导。
9、信息交流。
任课教师要主动与授课学生所在学院和班主任沟通、交流有关信息,对学生(特别是学习困难生)有针对性地开展学习指导,与辅导员共同促进学风建设、提高教学效果。
五、学习资源
1.与本课程相关的参考书目、数据库、电子文献、网站等。
参考书目:
陈乃立、陈倩.《材料力学学习指导书》.北京:
高教出版社.2008
范钦珊.《材料力学》(面向21世纪).北京:
高教出版社.2004
单祖辉.《材料力学》.北京:
高教出版社.2004
苟文选.《材料力学III》(第2版)北京:
科学出版社.2010
赵诒枢.《材料力学习题详解》.湖北:
华中科技大学.2003
闵行等.《材料力学重点难点及典型题精解》.西安:
西安交大.2004
材料力学精品课程网站:
西北工业大学:
http:
//202.117.80.9/jp2005/27
哈工大:
西南交大:
天津大学:
http:
//202.113.13.85
电子文献:
《力学与实践》:
《力学学报》
《力学进展》
中国知网
六、实践实训
材料力学实验是材料力学课程教学中的重要环节,是培养学生理论联系实际、独立思考以及创新能力的主要手段及理论知识与工程实践相结合的能力。
通过材料力学实验环节,使学生掌握测定材料力学性能的基本方法、测量应变的电测法和实验应力分析的基本原理,并掌握相应仪器设备的使用方法。
安排必做实验3个:
低碳钢拉伸实验、低碳钢扭转实验、梁纯弯曲正应力实验,实验学时共6学时。
进一步安排开放性选做实验薄壁圆筒的弯扭实验、电阻应变片的选择与应用、测E、G、。
实验考核成绩根据实验考勤成绩、实验报告成绩、实际操作技能考核成绩进行综合评定。
七、考试考核
总成绩主要由平时成绩(主要由平时作业、课堂表现、单元测试、实验成绩等)和期末考试组成,其中平时成绩60%,期末考试成绩占40%。
八、教学质量信息收集利用与反馈
1.课外辅导答疑方式方法
采用面对面辅导方式:
任课教师在每次上课前,提前半小时到指定上课教室进行答疑;每周五例会后在弘毅3302集中辅导,把一周出现的疑难问题进行统一解决。
2.意见收集与反馈方式方法
通过召开座谈会、发放征求意见表、联络课代表等方法进行意见收集与反馈。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料力学 精品 课堂 建设 方案 xg