土木工程力學課程整體教學設(shè)計

1、土木工程力學課程整體教學設(shè)計一、管理信息課程名稱：土木工程力學制定時間： 2008年 5月課程代碼：所屬分院：哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學院制定人：費學軍二、基本信息學分：課程類別：交通土建類專業(yè)基礎(chǔ)課學時： 60授課對象：鐵道工程專業(yè)，工程造價專業(yè)三、課程設(shè)計1. 課程目標設(shè)計（ 1）能力目標 具有簡化力學問題，分析解決力學問題的運算能力。 能對工程實際的簡單構(gòu)件進行設(shè)計、校核等運算。能分析或預(yù)料出構(gòu)件失效或破壞的原因。（2）知識目標 鞏固和掌握剛體平衡方程應(yīng)用。鞏固和掌握基本構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題的分析。 鞏固和了解桿件結(jié)構(gòu)基本組成規(guī)則。鞏固和掌握靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。 鞏固和掌握簡單超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)

2、力的計算方法。2. 課程內(nèi)容設(shè)計模塊名稱學時基礎(chǔ)知識（力、物體的受力分析、結(jié)構(gòu)的計算簡圖、平面力系的簡化 ）14靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算及強度校核（桿件與結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算、重心及截面的幾何性質(zhì)、桿件橫截面的應(yīng)力、強度分析與計算）26靜定結(jié)構(gòu)的剛度計算（桿件變形及結(jié)構(gòu)的位移計算）6壓桿穩(wěn)定2超靜定結(jié)構(gòu)（力法、位移法）12合計603. 能力訓練項目設(shè)計編號能力訓練 項目名稱擬實現(xiàn)的能力目標相關(guān)支撐知識訓練方式手 段及步驟結(jié)果1靜力學基 礎(chǔ)能力能夠研究物 體 的受 力分析，結(jié)構(gòu)的計算 簡圖，掌握力、力系、 力學的基本公理力的概念、基本 公理、約束與約 束反力、受力分 析、平面力系的 簡化教師組織、啟 發(fā)，學

3、生案例 討論小組項目 作業(yè)1.1力的大小、 方向、作 用點能夠分析力的大小、 力的方向、力的作用 點力的概念教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.2力對點之 距，力對 軸之距， 力偶能夠了解扳 手 擰緊 或擰松螺母現(xiàn)象， 方 向盤的作用力矩，力偶教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.3約束，水 平梁用斜 桿支撐受 力分析， 桿系結(jié)構(gòu) 簡化能夠了解鉸 接 、支 座、鏈桿約束，水平 梁用斜桿支 撐 受力 分析，三鉸拱橋受力 分析約 束 與反約束 力，物體的受力 分析及受力圖， 結(jié)構(gòu)的計算簡 圖教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.4平面一般 力系向一 點 簡化及

4、 平衡方程能夠分析擋 土 墻向 一點簡化，三角形支 架的受力情況平 面 一般力系 向一點簡化，平 面 一 般力系的 平衡方程教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.5鋼片、自 由度和約 束，幾何 不變體系 的簡單規(guī) 則能夠了解鋼片、 自由 度和約束（連桿、單 鉸、復(fù)鉸、 剛 性連 接），多余約束，三 鋼片、二元體、兩剛 片規(guī)則鋼片、自由度和 約束，幾何不變 體 系 的簡單規(guī) 則教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.6瞬變體系 幾何組成 分析示例能判斷出瞬變體系， 能進行幾何 組 成分 析瞬 變 體系的概 念，瞬變體系的 判斷方法，幾何 不 變 體系的基 本組成規(guī)則教師組織

5、、啟 發(fā)，學生案例 討論課堂討論 作業(yè)2靜定結(jié)構(gòu) 的內(nèi)力計 算及強度 校核能夠建立構(gòu) 件 的強 度條件，桿件與結(jié)構(gòu) 的內(nèi)力計算， 梁純彎 曲時的應(yīng)力， 梁剪切 彎曲時的切應(yīng)力、 梁 的正應(yīng)力和切應(yīng)力強度軸 向 拉壓桿的 內(nèi)力、單跨靜定 梁的內(nèi)力、多跨 靜定梁的內(nèi)力、 桿 件 橫截面上 的應(yīng)力、強度與教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)計算計算2.1單跨靜定 梁 指定截 面的內(nèi)力 多跨靜定 梁 指定截 面的內(nèi)力能夠用截面 法 求梁 制定截面的內(nèi)力， 利 用微分關(guān)系 作 內(nèi)力 圖，用疊加法作彎矩 圖軸 向 拉壓桿的 內(nèi)力、受力圖， 單 跨 靜定梁的 內(nèi)力，多跨靜定 梁的內(nèi)力教

6、師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.2靜定平面 鋼架的內(nèi) 力 ，靜定 平面桁架 的內(nèi)力能夠繪制簡 支 鋼架 的內(nèi)力圖，計算制定 桁架的內(nèi)力、 判斷桁 架中的零桿靜 定 平面鋼架 的內(nèi)力，靜定平 面桁架的內(nèi)力教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.3重心和形 心，慣性 矩能夠計算物 體 的重 心，截面的 形 心位 置，工字鋼截面對某 軸的慣性矩物 體 的重心和 形心，慣性矩教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.4梁純彎曲 時的正應(yīng) 力，梁剪 切彎曲時 的切應(yīng)力能夠分析 梁純彎曲 時的正應(yīng)力， 矩形截 面梁的彎曲切應(yīng)力， 工字形

7、截面 梁 的彎 曲切應(yīng)力，剪切彎曲 桿件的最大切應(yīng)力軸 向 拉壓桿的 應(yīng)力，梁純彎曲 時的正應(yīng)力，梁 剪 切 彎曲時的 切應(yīng)力，教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.5強度分析 與計算能夠校核剛 木 構(gòu)架 各桿的強度， 梁的正 應(yīng)力和切應(yīng) 力 強度 計算，組合變形桿的 強度計算梁 的 正應(yīng)力和 切 應(yīng) 力強度計 算，組合變形桿 的強度計算，提 高 構(gòu) 件彎曲強 度的途徑教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3靜定結(jié)構(gòu) 的剛度計 算能夠校核結(jié) 構(gòu) 的剛 度，有效的控制構(gòu)件 的變形直 桿 的軸向變 形和扭轉(zhuǎn)角、虛 功原理、用積分 法求梁的變形、 圖乘法教

8、師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3.1直桿的軸 向變形能夠計算直 桿 的軸 向變形直 桿 的軸向變 形教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3.2用積分法 求梁的變 形能夠用積分 法 求梁 的變形，簡支梁的強 度和剛度校核用 積 分法求梁 的變形教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3.3圖乘法能夠用圖乘 法 求懸 臂梁的豎向位移圖乘法教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4壓桿穩(wěn)定能夠分析壓 桿 的穩(wěn) 定條件，壓桿的穩(wěn)定 計算基本概念、壓桿 穩(wěn)定計算、提高 壓 桿 穩(wěn)定性的 措施教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討

9、論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4.1臨界力計 算能夠確定矩 形 截面 壓桿的臨界力臨界力計算教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4.2壓桿穩(wěn)定 條件能夠?qū)δ疚?架 中的 壓桿進行穩(wěn)定校核壓桿穩(wěn)定條件教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)5超 靜定結(jié) 構(gòu)能夠進行超 靜 定梁 的計算，超靜定桁架 的計算，位移法力法、超靜定次 數(shù)的確定、力法 典型方程、力法 的 計 算步驟與 示例，位移法教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)51超靜定桁 架能夠計算超 靜 定桁 架力法，力法典型 方程教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作

10、業(yè)5.2位移法能夠用位移 法 計算 結(jié)構(gòu)并繪彎矩圖位移法教師組織、啟 發(fā)，學生案例 討論、書面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4. 進度表設(shè)計序 號教學目標和主要內(nèi)容學時單元標題能力目標能力訓練 項目編號知識目標其他12力的概念能夠辨別日常生 活中的力學現(xiàn)象 能夠用力的三要 素分析常見物體受 力形式能夠用靜力學的 基本公理分析常見1.1 了 解力 學 的 發(fā)展歷史 掌 握力 學 的 三要素 掌 握靜 力 學 的基本公理。物體的受力特點22力偶與力矩能夠用定義判斷 在什么情況下力矩 等于零能夠判別兩力偶 是否等效能夠正確的應(yīng)用 合力矩定理和力的 平移定理1.2 掌 握力 矩 的 計算公式 掌 握力 偶 的

11、三要素和性質(zhì) 掌 握合 理 合 力 矩 定理 合 力 的平移定理32約束，物體的受 力分析能夠辨別工程中 常見的約束類型能夠繪制工程結(jié) 構(gòu)計算簡圖能夠繪制出工程 結(jié)構(gòu)的受力圖1.3 掌 握各 類 約 束 的 受力 特 點 和簡化方法 掌 握內(nèi) 力 分 析的基本步驟 掌 握繪 制 結(jié) 構(gòu)計算簡圖的 原則42平面一般力系 向一點簡化能夠根據(jù)不同的 情況將平面力系向 任一點進行簡化能夠正確的應(yīng)用 合力矩定理。1.4 掌 握平 面 力 系 的 分類 及 平 面 任 意力 系 簡 化 后 的四 種 結(jié) 果 掌 握平 面 合 力矩定理52平面一般力系 的平衡方程能夠合理的選擇 坐標系和矩心 對于平面任意力

12、 系，能夠合理的選 擇計算方法，簡便 快速的進行求 解1.4 掌 握平 面 物 系平衡的條件 掌 握平 面 物 系 的 三種 平 衡 方程 掌 握平 面 任 意 力 系平 衡 的 求解步驟62剛片、自由度和 約束的概念 幾何不變體系 的簡單組成 能判斷 剛片數(shù) 目 會計算自由度 會應(yīng)用 基本組 成規(guī)則進行幾何組 成分析1.5 了解平面桿 系 的 幾個 重 要 概念 掌握三剛片 規(guī)則 掌握二元體 規(guī)則 掌握二剛片 規(guī)則72瞬變體系 幾何組成分析 能判斷出瞬變 體系1.6 理解瞬變體 系的概念示例 能進行幾何組 成分析 掌握瞬變體 系的判斷方法 掌握幾何不 變 體 系的 基 本 組成規(guī)則82軸向拉

13、壓桿的 內(nèi)力 會計算 軸向拉 壓桿的內(nèi)力 能正確 繪制軸 力圖2.1 掌 握軸 向 拉 壓 桿 內(nèi)力 的 計 算方法 掌 握軸 力 圖 的繪制方法 掌握軸力圖 的繪制步驟92單跨靜定梁的 內(nèi)力（一） 會正確 計算單 跨靜定梁的剪力 會正確 計算單 跨靜定梁的彎矩2.1 單 跨靜 定 梁 剪力計算方法 單 跨靜 定 梁 彎矩計算方法 單 跨靜 定 梁 剪力計算步驟 單 跨靜 定 梁 彎 矩 的計 算 步 驟102單跨靜定梁的 內(nèi)力（二） 會正確 應(yīng)用積 分關(guān)系繪制單跨靜 定梁的剪力圖 會正確 應(yīng)用積 分關(guān)系繪制單跨靜 定梁的彎矩圖 會正確 應(yīng)用疊 加法繪制單跨靜定 梁的彎矩圖2.1 單跨靜定梁

14、剪 力 圖的 繪 制 方法 單跨靜定梁 彎 矩 圖的 繪 制 方法 單跨靜定梁 剪 力 圖的 繪 制 步驟 單跨靜定梁 彎 矩 圖的 繪 制 步驟112多跨靜定梁的 內(nèi)力能正確繪制多跨 靜定梁的層次圖會正確繪制多跨靜定梁的剪力圖會正確繪制多跨靜定梁的彎矩圖2.1 掌 握多 跨 靜 定 梁 層次 圖 的 繪制 多 跨靜 定 梁 剪 力 圖的 繪 制 方法 多 跨靜 定 梁 彎 矩 圖的 繪 制 方法 多 跨靜 定 梁剪 力 圖的 繪 制 步驟 多 跨靜 定 梁 彎 矩 圖的 繪 制 步驟122靜定平面剛架 的內(nèi)力能正確計算靜定 平面剛架的內(nèi)力 能正確繪制靜定 平面剛架的軸力圖 會正確繪制靜定 平

15、面剛架的剪力圖會正確繪制靜定 平面剛架的彎矩圖2.2 理 解靜 定 平 面剛架的組成 掌 握靜 定 平 面 剛 架內(nèi) 力 的 計算方法 掌 握靜 定 平 面 剛 架軸 力 圖 的繪制方法 掌 握靜 定 平 面 剛 架剪 力 圖 的繪制方法 掌 握靜 定 平 面 剛 架彎 矩 圖 的繪制方法132靜定平面桁架 的內(nèi)力能正確應(yīng)用結(jié)點 法計算靜定平面桁 架的內(nèi)力能正確應(yīng)用截面 發(fā)計算靜定平面桁 架的內(nèi)力2.2 理 解靜 定 平 面桁架的組成 掌 握結(jié) 點 法 計 算 靜定 平 面 桁架內(nèi)力 掌 握截 面 法 計 算 靜定 平 面 桁架內(nèi)力142物體的重心和 形心會正確計算截面 的面積矩能正確計算截面

16、形心坐標 能正確計算截面慣 性矩能正確計算截面 慣性積2.3 理 解物 體 重 心 計 算公 式 的 推導過程掌 握 面積 矩 公 式的推導 掌 握截 面 形 心 坐 標的 計 算 公式 掌 握截 面 慣 性 矩 的計 算 公 式 掌 握截 面 慣 性 積 的計 算 公 式152軸向拉壓桿的 應(yīng)力會正確計算軸向 拉壓桿橫截面上的2.4 了 解應(yīng) 力 的 概念，了解應(yīng)變應(yīng)力會正確計算軸向 拉壓桿斜截面上的 應(yīng)力的概念 掌 握胡 克 定 律 掌 握切 應(yīng) 力 互等定理 掌 握軸 向 拉 壓 桿 橫截 面 上 應(yīng)力的求法 掌 握軸 向 拉 壓 桿 斜截 面 上 應(yīng)力的求法162梁純彎曲時的 正應(yīng)力能

17、正確計算梁純彎 曲時的正應(yīng)力2.4 了 解梁 純 彎 曲變形的假設(shè) 理 解梁 純 彎 曲 正 應(yīng)力 公 式 的推導 掌 握梁 的 彎 曲 正 應(yīng)力 的 計 算方法172梁剪切彎曲時 的切應(yīng)力能正確計算矩形 截面的彎曲切應(yīng)力 能正確計算工字 形截面的彎曲切應(yīng) 力能正確計算各種 截面的彎曲桿件的 最大切應(yīng)力2.4 理 解矩 形 截 面 梁 的彎 曲 切 應(yīng) 力 公式 的 推 導 理 解工 字 形 截 面 梁的 彎 曲 切 應(yīng) 力公 式 的 推導 掌 握剪 切 彎 曲 桿 件的 最 大 切應(yīng)力公式182梁的正應(yīng)力和 切應(yīng)力強度計 算能正確應(yīng)用軸向 拉壓桿的強度條件 進行強度校核能正確應(yīng)用軸向 拉壓桿

18、的強度條件 進行截面設(shè)計能正確應(yīng)用軸向 拉壓桿的強度條件 確定容許荷載2.4 了 解容 許 應(yīng) 力的概念了解強度理 論 的 研究 對 象 及強度條件 掌 握軸 向 拉 壓 桿 遷都 的 計 算公式192連接件的強度 計算能正確計算連接 件的剪切應(yīng)力強度 能正確計算連接 件的擠壓應(yīng)力強度2.5 掌 握連 接 件 的 剪 切實 用 計 算方法及步驟 掌 握連 接 件能正確計算梁的 正應(yīng)力強度能正確計算梁的 切應(yīng)力強度的 擠 壓實 用 計 算方法及步驟 掌 握梁 的 正 應(yīng) 力 強度 計 算 方法及步驟 掌 握量 的 切 應(yīng) 力 強度 計 算 方法及步驟202組合變形桿 的 強度計算能正確計算斜彎

19、曲組合變形桿的強 度能正確計算拉 （壓）彎組合變形 的強度 能正確計算偏心 拉伸（壓縮）的強 度計算公式 能對不滿足強度 條件的構(gòu)件進行改 進2.5 掌 握斜 彎 曲 組 合 變形 桿 的 強度計算公式 掌握拉（壓） 彎 組 合變 形 的 強度計算公式 掌 握偏 心 拉 伸（壓縮）的強 度計算公式 了 解提 高 構(gòu) 件 彎 曲強 度 的 途徑212直桿的軸向 變 形 虛功原理能求出直桿的軸 向變形能夠應(yīng)用虛功原 理運用單位荷載法求 變形3.1會求直桿 的軸向變形 理 解 虛 功 原理掌握單位 荷載法求位移 方法222用積分法求 梁 的變形運用積分法求梁 的變形能校核梁的剛度能通過合理方式 提高

20、梁的彎曲剛度3.2 掌 握用 積 分 法 求 梁的 變 形 的方法 理 解梁 的 剛 度條件 掌 握提 高 梁 彎 曲 剛度 的 措 施232圖乘法運用圖乘法計算 靜定梁的變形運用圖乘法計算靜定剛架的變形3.3 理 解圖 乘 法 的應(yīng)用條件 熟 練掌 握 圖 乘法242壓桿穩(wěn)定計算運用歐拉公式計 算臨界力 計算臨界應(yīng)力運用臨界應(yīng)力經(jīng)4 掌 握軸 向 受 壓 臨 界力 計 算 方法 掌 握軸 向 受驗公式能計算壓桿穩(wěn)定 的各類問題能運用各種措施 提高壓桿的穩(wěn)定性壓 臨 界應(yīng) 力 計 算方法 掌 握穩(wěn) 定 校 核、截面設(shè)計及 確定 容許荷載 的方法 掌 握提 高 壓 桿 穩(wěn) 定性 的 措 施。252超靜定次數(shù) 的 確定能確定結(jié)構(gòu)的超 靜定次數(shù)能夠結(jié)合單位荷 載法將超靜定問題 轉(zhuǎn)化為靜定問題5.1 掌 握超 靜 定 次 數(shù) 的確 定 方 法 掌 握力 法 的 基本概念262力法典型方程能確定超靜定結(jié) 構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 能建立超靜定結(jié) 構(gòu)的力法方程能計算出方程中 的系數(shù)、自由項及 未知力5.1 熟 練掌 握 力 法典型方程 熟 練掌 握 力 法的計算方法 熟 練掌 握 力 法的基本步