《材料力學(xué)》課程實(shí)施大綱

《材料力學(xué)》課程實(shí)施大綱

目錄

1.教學(xué)理念.......................................................6

1.1學(xué)生的發(fā)展....................................................6

1.2教學(xué)的有效性..................................................7

1.3教學(xué)的策略....................................................7

1.4教學(xué)價(jià)值觀....................................................8

2.課程描述.......................................................10

2.1課程的性質(zhì)...................................................10

2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用............................10

2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng).........................................19

2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢.......................................10

2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)系.....................................11

2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題..........................11

2.6學(xué)習(xí)本課程的必要性...........................................12

3.教師簡介.......................................................12

4.先修課程.......................................................13

5.課程目標(biāo).......................................................15

5.1知識與技能方面...............................................15

5.2過程與方法方面.............................................16

5.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面.......................................18

6.課程內(nèi)容.......................................................19

6.1課程的內(nèi)容概要...............................................19

6.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及學(xué)時(shí)安排....................................19

7.課程教學(xué)實(shí)施.................................................20

第一單元概論（第1次課，2學(xué)時(shí)）.........................20

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第1小單元（第2次課，2學(xué)時(shí)）....22

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第2小單元（第3次課，2學(xué)時(shí)）....24

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第3小單元（第4次課，2學(xué)時(shí)）....27

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第4小單元（第5次課，2學(xué)時(shí)）....29

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第5小單元（第6次課，2學(xué)時(shí)）....32

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第6小單元（第7次課，2學(xué)時(shí)）....34

第三單元扭轉(zhuǎn)一一第1小單元（第8次課，2學(xué)時(shí)）...............37

第三單元扭轉(zhuǎn)一一第2小單元（第9次課，2學(xué)時(shí)））..............39

第三單元扭轉(zhuǎn)一一第3小單元（第10次課，2學(xué)時(shí)）..............41

第三單元扭轉(zhuǎn)——第4小單元（第11次課，2學(xué)時(shí)）..............43

第四單元平面圖形的幾何性質(zhì)一一第1小單元（第12次課，2學(xué)時(shí)）46

第四單元平面圖形的幾何性質(zhì)一一第2小單元（第13次課，2學(xué)時(shí)）49

第五單元彎曲內(nèi)力一一第1小單元（第14次課，2學(xué)時(shí)）.........51

第五單元彎曲內(nèi)力一一第2小單元（第15次課，2學(xué)時(shí)）.........54

第五單元彎曲內(nèi)力一一第3小單元（第16次課，2學(xué)時(shí)）...........56

第六單元彎曲應(yīng)力一第1小單元（第17次課，2學(xué)時(shí)）.............59

第六單元彎曲應(yīng)力一第2小單元（第18次課，2學(xué)時(shí)）.............61

第六單元彎曲應(yīng)力一第3小單元（第19次課，2學(xué)時(shí)）.............63

第七單元彎曲變形一一第1小單元（第20次課，2學(xué)時(shí)）........66

第七單元彎曲變形一一第2小單元（第21次課，2學(xué)時(shí)）........68

第七單元彎曲變形——第3小單元（第22次課，2學(xué)時(shí)）..........70

第八單元期中復(fù)習(xí)一一第1小單元（第23次課，2學(xué)時(shí)）........72

第八單元期中復(fù)習(xí)一一第2小單元（第24次課，2學(xué)時(shí)）........75

第九單元應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論一一第1小單元（第25次課，2學(xué)時(shí)）78

第九單元應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論一一第2小單元（第26次課，2學(xué)時(shí)）80

第十單元組合變形（第27次課，2學(xué)時(shí)）..........................83

第H^一單元壓桿穩(wěn)定（第28次課，2學(xué)時(shí)）.......................86

第十二單元期末復(fù)習(xí)一一第1小單元（第29次課，2學(xué)時(shí)）.......90

第十二單元期末復(fù)習(xí)一一第2小單元（第30次課，2學(xué)時(shí)）.......93

第十二單元期末復(fù)習(xí)一一第3小單元（第31次課，2學(xué)時(shí)）.......98

第十二單元期末復(fù)習(xí)一一第4小單元（第32次課，2學(xué)時(shí)）......100

8.學(xué)生課程學(xué)習(xí)要求............................................104

8.1學(xué)生自學(xué)的要求..............................................104

8.2課外閱讀的要求............................................104

8.3課堂討論的要求..............................................104

8.4課程實(shí)踐的要求..............................................105

9.課程考核方式及評分規(guī)程.......................................105

9.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報(bào)告等的要求..................105

9.2成績的構(gòu)成與評分規(guī)則說明..................................105

9.3考試形式及說明（含補(bǔ)考）..................................106

10.學(xué)術(shù)誠信規(guī)定...............................................106

10.1考試違規(guī)與作弊及杜撰數(shù)據(jù)、信息等..........................106

10.2學(xué)術(shù)剽竊等...............................................107

11.課堂規(guī)范.....................................................107

11.1課堂紀(jì)律...................................................107

11.2課堂禮儀...................................................108

12.課程資源.....................................................108

12.1教材與參考書.............................................108

12.2專業(yè)學(xué)術(shù)專著.............................................109

12.3專業(yè)刊物.................................................109

12.4網(wǎng)絡(luò)課程資源...............................................109

12.5課外閱讀資源...............................................110

13.教學(xué)合約....................................................116

13.1教師作出師德師風(fēng)承諾......................................115

13.2閱讀課程實(shí)施大綱，理解其內(nèi)容..............................117

13.2同意遵守課程實(shí)施大綱中闡述的標(biāo)準(zhǔn)和期望....................117

1.教學(xué)理念

材料力學(xué)是理工類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間的橋梁。材料

力學(xué)課程學(xué)習(xí)的好壞受到基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)好壞的限制，同時(shí)也影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)

習(xí)。為提高材料力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，以學(xué)生達(dá)到課程要求為目的，在材料的教學(xué)過程中以

學(xué)生為主體建立高效的教學(xué)模式，在成績評定時(shí)注重公平公正。作為教師應(yīng)幫助學(xué)生樹

立積極向上的人身觀和價(jià)值觀，使之成為對社會有用的人。在教學(xué)中應(yīng)盡可能調(diào)動學(xué)生

的學(xué)習(xí)主動性，積極性，使他們盡其所能努力學(xué)習(xí)課程并取得進(jìn)步。

1.1學(xué)生的發(fā)展

學(xué)生是教學(xué)中的受教者，教學(xué)的最終目的是學(xué)生獲得知識，并達(dá)到本課程的要求。

所以，在教學(xué)過程中，須突出學(xué)生的主體地位。

（一）教師傳統(tǒng)角色轉(zhuǎn)變。在課堂教學(xué)、課后教學(xué)過程中，教師應(yīng)以學(xué)生為主。材

料力學(xué)是理論聯(lián)系工程的一門課程，課程主要由材料力學(xué)理論、實(shí)際工程簡化題目組成,

且題目所占比重非常大。在題目的教學(xué)工程中以學(xué)生為主，即學(xué)生多練、多講題目，教

師在此工程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

（二）教學(xué)內(nèi)容圍繞學(xué)生情況修訂。我校為二本院校，學(xué)生入校門檻較低，在教材

選擇上，應(yīng)選擇合適我校的教材。教學(xué)過程中，多以基礎(chǔ)知識為主，少量涉及擴(kuò)展知識,

避免學(xué)生因?yàn)楦械秸n程困難而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。如有學(xué)生對擴(kuò)展知識有興趣，以課堂延伸

教學(xué)來教學(xué)，滿足尖子生的需求。

（三）選擇適用于學(xué)生易接受的教學(xué)手段。多媒體技術(shù)可以通過字、圖、影像方式

向?qū)W生傳播信息，而成為當(dāng)前流行的教學(xué)方式。然而，材料力學(xué)理論部分涉及公式的推

導(dǎo)，適合于板書演示；材料力學(xué)工程圖例則適合于多媒體演示。所以，材料力學(xué)應(yīng)采用

板書+多媒體的教學(xué)手段，以適應(yīng)學(xué)生接收知識。

（四）建立公平、公正的成績評定規(guī)則，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀。材料力學(xué)的

教學(xué)過程中，學(xué)生如船進(jìn)行一段航程，而教師則似舵，教師有義務(wù)導(dǎo)正使學(xué)生的航向。

在學(xué)生平時(shí)成績和最終成績的評定上，做到公平公正，在學(xué)生之間營造良性的競爭。

L2教學(xué)的有效性

“有效教學(xué)”主要指在一定的教學(xué)投入內(nèi)（時(shí)間、精力、努力），通過教師的教學(xué)，

學(xué)生所獲得的具體的進(jìn)步和發(fā)展，帶來最好教學(xué)效果的教學(xué)，是卓有成效的教學(xué)。學(xué)生

的進(jìn)步和發(fā)展是衡量課堂教學(xué)有效性的唯一尺度。

（一）關(guān)注學(xué)生課堂情況，調(diào)整授課內(nèi)容或方式。教師在上課過程中，應(yīng)時(shí)刻關(guān)

注學(xué)生的動態(tài)。當(dāng)學(xué)生普遍反映出脫離課堂時(shí)，應(yīng)停止當(dāng)前的教學(xué)，沒有學(xué)生聽，講課

已經(jīng)沒有任何意義。此刻，應(yīng)采用些“小手段”聚集學(xué)生的關(guān)注，情況良好后再進(jìn)行教

學(xué)。

（二）課后作業(yè)情況統(tǒng)計(jì)，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果，以調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。課

后作業(yè)，是學(xué)生學(xué)習(xí)情況的最真實(shí)反映。教師在作業(yè)的批改過程中，可以了解學(xué)生對知

識的掌握程度，情況良好則可加快教學(xué)進(jìn)度；如果情況不理想，則需減緩教學(xué)進(jìn)度，對

一些普遍存在的問題還須集中解答；如果存在抄襲情況，則需采用重做等方式督促學(xué)習(xí)

自己完成作業(yè)，以便學(xué)生通過作業(yè)來達(dá)到課程教學(xué)要求。

（三）課程成績分析，關(guān)注學(xué)期教學(xué)成果，并作為下屆學(xué)生教學(xué)的參考。期末考試,

是對學(xué)生本學(xué)期課程學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)，比較全面的反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。根據(jù)學(xué)生分?jǐn)?shù)的

統(tǒng)計(jì)，可獲得教學(xué)相關(guān)的較全面的信息，如各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)分布可以了解本學(xué)期教學(xué)模

式是否適應(yīng)大部分學(xué)生，高分?jǐn)?shù)人數(shù)多少，可以了解本學(xué)期教學(xué)模式是否利于培養(yǎng)尖子

生等。

L3教學(xué)的策略

（-）改革備課思路。備課時(shí)首先要考慮這節(jié)課準(zhǔn)備安排幾個(gè)學(xué)生的活動，每個(gè)活

動怎么安排；其次要考慮在活動中教師怎樣指導(dǎo)，怎樣與學(xué)生互動；第三要考慮在活動

過程中，學(xué)生可能出現(xiàn)或遇到哪些問題，老師怎樣進(jìn)行調(diào)控，怎樣評價(jià)等；然后把以上

安排寫出來，作為教師課堂上臨場發(fā)揮，隨機(jī)應(yīng)變的一個(gè)基礎(chǔ)準(zhǔn)備。即使如此，教師在

課堂上一定還會遇到這樣或那樣意想不到的問題，這就需要我們教師課后進(jìn)行教學(xué)反

思，再進(jìn)行補(bǔ)充備課，寫出自己執(zhí)教的體會和疏漏失誤，記下學(xué)生學(xué)習(xí)活動中的閃光點(diǎn)

或困惑。這樣的備課才是我們倡導(dǎo)的，是有效教學(xué)的保證，是改進(jìn)課堂教學(xué)，提高課堂

教學(xué)效率的前提。

（二）創(chuàng)造積極有效、開放互動的課堂氛圍。（1）創(chuàng)設(shè)積極有效的課堂學(xué)習(xí)氛圍。

輕松和諧的課堂氣氛能喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，愉快的情感體驗(yàn)會使人精神煥發(fā)、思維活

躍。課堂上，教師的一個(gè)手勢、一個(gè)眼神、一個(gè)微笑、一句話，都可能在師生間產(chǎn)生強(qiáng)

烈的情感共鳴，可以使課堂的氛圍既輕松乂和諧。教師的語言要親切，運(yùn)用商量的口吻,

充分體現(xiàn)師生間民主平等的關(guān)系，不給學(xué)生造成不必要的心理壓力。（2）師生互動，共

同參與的創(chuàng)造性活動。積極的相互支持和配合，特別是面對面的促進(jìn)性互動，是合作學(xué)

習(xí)的基本要素之一。良好的教學(xué)效果取決于師生間良好的交往。交往與溝通，是教學(xué)的

核心。（3）動態(tài)的開放課堂。材料力學(xué)與實(shí)際工程問題聯(lián)系緊密，教師可在課堂上引入

一些實(shí)際工程物體，以調(diào)動學(xué)生的興趣。比如齒輪、不同折疊紙張模擬不同橫截面梁等。

（三）擅于把握挖掘教材，突出教學(xué)重點(diǎn)。（1）突出重點(diǎn)是有效教學(xué)的核心。教師

要抓住教材中本質(zhì)的、主要的東西，對其進(jìn)行加工處理，然后在教學(xué)活動中突出出來，

把學(xué)生的注意力集中到這方面上去，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生舉一反三。對于課本中相對次要或起

輔助作用的教學(xué)內(nèi)容，可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要作適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)教學(xué)的需要，提高教

學(xué)效率。（2）發(fā)掘教材的智力因素，是有效教學(xué)的重點(diǎn)。材料力學(xué)中，很多問題智力因

素包含豐富，尤其是力學(xué)競賽一類題目，且?guī)в幸欢ǖ娜の缎浴Ｍㄟ^這類題目的訓(xùn)練，

可以極大的提高學(xué)生對某個(gè)知識點(diǎn)的深刻理解。

1.4教學(xué)價(jià)值觀

（一）拓展學(xué)科豐富的育人價(jià)值。首先要認(rèn)真地分析本學(xué)科對于學(xué)生而言獨(dú)特的發(fā)

展價(jià)值，而不是首先把握這節(jié)課教學(xué)的知識重點(diǎn)與難點(diǎn)。我們并不認(rèn)為學(xué)科知識對學(xué)生

的發(fā)展沒有價(jià)值、可以無視，相反，它是教學(xué)中必須讓學(xué)生最終掌握的基礎(chǔ)性的內(nèi)容。

但教學(xué)對學(xué)生的價(jià)值不應(yīng)停留在此，更不能把學(xué)生當(dāng)作是為學(xué)習(xí)這些知識而存在的，教

師是為教這些知識而存在的。教學(xué)為學(xué)生的多方面主動發(fā)展服務(wù)是最基本的立足點(diǎn)。因

此，學(xué)科的獨(dú)特育人價(jià)值要從學(xué)生的發(fā)展需要出發(fā)，來分析不同學(xué)科能起的獨(dú)特作用。

具體地講，每個(gè)學(xué)科對學(xué)生的發(fā)展價(jià)值，除了一個(gè)領(lǐng)域的知識以外，從更深的層次看，

至少還可以為學(xué)生認(rèn)識、闡述、感受、體悟、改變這個(gè)自己生活在其中并與其不斷互動

著的、豐富多彩的世界（包括自然、社會、人，生活、職業(yè)、家庭，自我、他人、群體,

實(shí)踐、交往、反思，學(xué)習(xí)、探究、創(chuàng)造等等）和形成、實(shí)現(xiàn)自己的意愿，提供不同的路

徑和獨(dú)特的視角，發(fā)現(xiàn)的方法和思維的策略，特有的運(yùn)算符號和邏輯；提供一種惟有在

這個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)中才可能獲得的經(jīng)歷和體驗(yàn)；提升獨(dú)特的學(xué)科美的發(fā)現(xiàn)、欣賞和表達(dá)能

力。惟有如此，學(xué)生的精神世界的發(fā)展才能從不同的學(xué)科教學(xué)中獲得多方面的滋養(yǎng)，在

發(fā)展對外部世界的感受、體驗(yàn)、認(rèn)識、欣賞、改變、創(chuàng)造能力的同時(shí)，不斷豐富和完善

自己的生命世界，體驗(yàn)豐富的學(xué)習(xí)人生，滿足生命的成長需要。

（二）按育人價(jià)值實(shí)現(xiàn)的需要，重組教學(xué)內(nèi)容。（1）把學(xué)科的書本知識按其內(nèi)在的邏輯

組成由簡單到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)鏈，基本上以結(jié)構(gòu)為大單元進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的組織，使貫穿教學(xué)

的認(rèn)知主線是結(jié)構(gòu)的逐步復(fù)雜化。在教學(xué)與一個(gè)知識結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容時(shí)，又將其分成兩

個(gè)教學(xué)階段，第一階段是教學(xué)以知識為載體的某一結(jié)構(gòu)的階段，第二階段是學(xué)生運(yùn)用這

一結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)和拓展結(jié)構(gòu)類似的相關(guān)知識的階段。這一組織教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)我們稱其為

“長程兩段”設(shè)計(jì)，其目的還是在于使學(xué)生在教學(xué)過程中能主動地投入學(xué)習(xí)，形成主動

學(xué)習(xí)的心態(tài)與能力。我們認(rèn)為，要讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的主動權(quán)，最有效率的是掌握和運(yùn)用

知識結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)具有較知識點(diǎn)要強(qiáng)得多的組織和遷移能力，我們期望達(dá)到的目標(biāo)不僅是

學(xué)生對與結(jié)構(gòu)相關(guān)的知識的牢固掌握和熟練運(yùn)用，直到內(nèi)化，更為重要的是學(xué)生具有發(fā)

現(xiàn)、形成結(jié)構(gòu)的方法及掌握和靈活使用結(jié)構(gòu)的能力。每個(gè)學(xué)科都有自己的結(jié)構(gòu)群，不同

學(xué)科結(jié)構(gòu)群的學(xué)習(xí)、內(nèi)化，有助于學(xué)生頭腦中形成諸多有差異又能相通的結(jié)構(gòu)群和結(jié)構(gòu)

思維的方法，這對于學(xué)生在陌生復(fù)雜的新環(huán)境中能用綜合的眼光去發(fā)現(xiàn)問題、認(rèn)識問題

和解決問題具有基礎(chǔ)性作用，是身處復(fù)雜多變時(shí)代的人生存、發(fā)展所需要的一種基礎(chǔ)性

的學(xué)習(xí)能力，也是學(xué)生的學(xué)習(xí)能力可自我增生的重要基礎(chǔ)。（2）將結(jié)構(gòu)化后的以符號為

主要載體的書本知識重新“激活”，實(shí)現(xiàn)與三方面的溝通：書本知識與人類生活世界溝

通，與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)世界、成長需要溝通，與發(fā)現(xiàn)、發(fā)展知識的人和歷史溝通。用通俗的話

來說，就是使知識恢復(fù)到鮮活的狀態(tài)，與人的生命、生活重新息息相關(guān)，使它呈現(xiàn)出生

命態(tài)。具有內(nèi)在生命態(tài)的知識，最能激活、喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在需要、興趣、信心和提

升他們的主動探求的欲望及能力。教師在尋找這三方面聯(lián)系的同時(shí)，也拓展了月己的認(rèn)

識領(lǐng)域，并把注意力從研究教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)向?qū)W生的前在狀態(tài)、潛在狀態(tài)、生活經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展

的需要，這是實(shí)現(xiàn)由“教書”為本轉(zhuǎn)換到通過教書來“育人”的十分關(guān)鍵的一步。

2.課程描述

2.1課程的性質(zhì)

材料力學(xué)課程是工科專業(yè)很重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。大部分工科院校在整個(gè)培養(yǎng)方

案設(shè)計(jì)上，材料力學(xué)課程起著承上啟下的作用。學(xué)習(xí)這門課程之前需要大學(xué)物理、高等

數(shù)學(xué)、理論力學(xué)等課程知識的積累，之后又為機(jī)械&件、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)及其他專

業(yè)設(shè)計(jì)課程打下必要的基礎(chǔ)。

2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用

材料力學(xué)主要研究工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的承載能力問題。為受力構(gòu)件提供理論和計(jì)算方

法。解決工程結(jié)構(gòu)中受力構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的問題，確定構(gòu)件安全工作的條件。

材料力學(xué)是機(jī)械、水利、土建或其它相關(guān)工科專業(yè)的主干課程。對于機(jī)械類專業(yè)的同學(xué)

通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，基本具備機(jī)械設(shè)計(jì)中有關(guān)力學(xué)方面設(shè)計(jì)計(jì)算能力。在教學(xué)過程

中要綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)到的有關(guān)知識與技能，結(jié)合各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行機(jī)械

工程技術(shù)人員所需的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和有目的從事機(jī)械設(shè)計(jì)

工作打下基礎(chǔ)。因此材料力學(xué)課程在機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中占有重要的地位和作用。

2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)

材料力學(xué)的歷史很久遠(yuǎn)。1638年意大利科學(xué)家伽利略出版了第一本材料力學(xué)教本

《兩種新的科學(xué)》首先提出了材料的力學(xué)性質(zhì)和強(qiáng)度計(jì)算方法。人們認(rèn)為材料力學(xué)作為

一門學(xué)科從此開始了。但任何一門科學(xué)都不是一個(gè)人在短期內(nèi)創(chuàng)造出來的，而是幾代人

經(jīng)過艱苦探索和創(chuàng)造而逐漸形成的。在科學(xué)巨匠達(dá)芬奇、伽利略、惠更斯、庫倫、麥克

斯韋、歐拉、柯西、伯努利、納維葉、圣文南等人的努力下，形成了一門系統(tǒng)的科學(xué)。

在古代建筑中，盡管還沒有嚴(yán)格的科學(xué)理論，但人們從長期生產(chǎn)實(shí)踐中，對構(gòu)件的

承力情況已有一些定性或較粗淺的定量認(rèn)識。例如，從圓木中截取矩形截面的穴梁，當(dāng)

高寬比為3：2時(shí)最為經(jīng)濟(jì)，這大體上符合現(xiàn)代材料力學(xué)的基本原理。隨著工業(yè)的發(fā)

展，在車輛、船舶、機(jī)械和大型建筑工程的建造中所碰到的問題日益復(fù)雜，單憑經(jīng)驗(yàn)已

無法解決，這樣，在對構(gòu)件強(qiáng)度和剛度長期定量研究的基礎(chǔ)上，逐漸形成了材料力學(xué).

意大利科學(xué)家伽利略為解決建造船舶和水閘所需的粱的尺寸問題，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，

并于1638年首次提出梁的強(qiáng)度計(jì)算公式。由于當(dāng)時(shí)對材料受力后會發(fā)生變形這一規(guī)律

缺乏認(rèn)識，他采用了剛體力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算，以致所得結(jié)論不完全正確。后又，英國

科學(xué)家胡克在1678年發(fā)表了根據(jù)彈簧實(shí)驗(yàn)觀察所得的，“力與變形成正比”這一重要物

理定律（即胡克定律）。奠定了材料力學(xué)的基礎(chǔ)。從18世紀(jì)起，材料力學(xué)開始沿著科學(xué)理

論的方向向前發(fā)展。

高速車輛、飛機(jī)、大型機(jī)械以及鐵路橋梁等的出現(xiàn)，使減輕構(gòu)件的自重成為亟待解

決的問題。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，新的高強(qiáng)度金屬（如鋼和鋁合金等）逐漸成為主要的工

程材料，從而使薄型和細(xì)長型構(gòu)件大量被采用。這類構(gòu)件的失穩(wěn)破壞屢有發(fā)生，從而引

起工程界的注意，從而成為構(gòu)件剛度和穩(wěn)定性理論發(fā)展的推動力。由于超高強(qiáng)度材料和

焊接結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，低應(yīng)力脆斷和疲勞事故乂成為新的研究課題，促使這方面研究迅

速發(fā)展。

由此確定了材料力學(xué)研究的內(nèi)容：強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢

目前，材料力學(xué)研究的前沿領(lǐng)域主要集中在固體宏觀本構(gòu)關(guān)系，有限元法在材料力

學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展，材料的疲勞、斷裂與損傷，測試技術(shù)在材料力學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展，

多尺度力學(xué)與微納米力學(xué)、固體力學(xué)與其它學(xué)科交叉。與此同時(shí)多場耦合、跨時(shí)間與空

間尺度、強(qiáng)非線性、高度不確定性等新領(lǐng)域給材料力學(xué)研究提出了挑戰(zhàn)。

2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)系

材料力學(xué)對社會經(jīng)濟(jì)影響巨大。在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的使用要求下，設(shè)計(jì)經(jīng)

濟(jì)和美觀的構(gòu)件是材料力學(xué)任務(wù)之一。社會生產(chǎn)和生活與力學(xué)聯(lián)系緊密，材料力學(xué)與機(jī)

械、電子、土木工程、橋梁、礦山、冶金、船舶、汽車、軍工、兵器等行業(yè)密切相關(guān)，

可見材料力學(xué)對國民經(jīng)濟(jì)的重要性。

2.5課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題

材料力學(xué)是一門驗(yàn)證性學(xué)科，歷史源遠(yuǎn)流長應(yīng)學(xué)會歷史和前輩科學(xué)家的

尊重和敬畏。同時(shí)在學(xué)習(xí)過程中要大膽探索新知識，學(xué)會獨(dú)立思考，培養(yǎng)

創(chuàng)新能力，使用別人的知識應(yīng)有產(chǎn)權(quán)意識，探索研究材料力學(xué)新方法。

2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性

材料力學(xué)以理論力學(xué)為研究基礎(chǔ)，以高等數(shù)學(xué)為研究具，同時(shí)又以結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈力

學(xué)等后續(xù)力學(xué)課程為其延伸，起著承上啟下的作用，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、工程素質(zhì)

及創(chuàng)新能力有著重要的意義。通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)對提高學(xué)生分析、研究、解決程問題

能力，提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)十分重要。由于可以直接用于工程實(shí)際，它要求學(xué)生具有較強(qiáng)

的運(yùn)用基本概念和基本理論分析、解決實(shí)際問題的能力，因此具有理論嚴(yán)密、系統(tǒng)完整、

邏輯性強(qiáng)等特點(diǎn)。

4.先修課程

高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、大學(xué)物理。

一)、該課程涉及到高等數(shù)學(xué)知識點(diǎn)如下：

函數(shù)與極限、導(dǎo)數(shù)與微分、定積分、微分方程、空同解析幾何與向量代數(shù)、重積分

二)、該課程涉及到大學(xué)物理知識點(diǎn)如下：

(1)力學(xué)基礎(chǔ)：

1.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)

1.1參照系質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程

參照系；坐標(biāo)系；質(zhì)點(diǎn)；矢徑；運(yùn)動方程；軌道方程

1.2位移速度和加速度

位移；平均速度；瞬時(shí)速度；平均加速度；瞬時(shí)加速度；速率

1.3平面曲線運(yùn)動

切向加速度；法向加速度；角位移；角速度；角加速度

1.4相對運(yùn)動

位移的相對性；速度的相對性

2.質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)

2.1牛頓運(yùn)動定律

慣性參照系；牛頓第一運(yùn)動定律；牛頓第二運(yùn)動定律；牛頓第三運(yùn)動定律

2.2力學(xué)中的單位制和量綱

2.3動量沖量動量定理

2.4動量守恒定律

2.5動能動能定理

質(zhì)點(diǎn)動能定理；質(zhì)點(diǎn)系動能定理

2.6功和功率；瞬時(shí)功率

2.7勢能機(jī)械能守恒定律

重力勢能；彈性勢能；保守力；功能原理；機(jī)械能守恒與轉(zhuǎn)化定律；能量守

恒與轉(zhuǎn)化定律

3.剛體的轉(zhuǎn)動

3.1剛體的平動轉(zhuǎn)動和定軸轉(zhuǎn)動

剛體；平動；轉(zhuǎn)動；定軸轉(zhuǎn)動；角速度矢量

3.2轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)動慣量

轉(zhuǎn)動動能；轉(zhuǎn)動慣量；平行軸定理和垂直軸定理

3.3力矩轉(zhuǎn)動定律

3.4質(zhì)心質(zhì)心運(yùn)動定律

3.5力矩的功轉(zhuǎn)動動能定律

力矩；力矩的功；定軸轉(zhuǎn)動中的轉(zhuǎn)動動能定律

3.6角動量和沖量矩角動量守恒定律

質(zhì)點(diǎn)的角動量；質(zhì)點(diǎn)的角動量定理；剛體的角動量；沖量矩；角動量定理；角動

量守恒定律

(2)熱力學(xué)基礎(chǔ)：熱力學(xué)第一定律

三)該課程涉及到理論力學(xué)知識點(diǎn)如下：

1.靜力學(xué)公理和物體的受力分析

主要知識點(diǎn)：

1.1靜力學(xué)公理；

1.2工程中常見的約束類型以及各種約束力的畫法；

1.3物體的受力分析，受力圖。

2.平面力系

主要知識點(diǎn)：

2.1平面匯交力系合成與平衡的幾何法；

2.2平面匯交力系合成與平衡的解析法；

2.3法平面力對點(diǎn)之矩的概念及平面力偶系計(jì)算；

2.4平面任意力系向作用面內(nèi)一點(diǎn)簡化；

2.5平面任意力系的平衡條件和平衡方程；

2.6物體系統(tǒng)的平衡；

2.7靜定問題和超靜定問題；

2.8平面簡單桁架的內(nèi)力計(jì)算。

5.課程目標(biāo)

5.1知識與技能方面

通過本課程的學(xué)習(xí)能夠：

1、具有將一般零部件或結(jié)構(gòu)構(gòu)件簡化為力學(xué)簡圖的初步能力；

2、能夠分析桿件在拉、壓、扭、彎曲時(shí)的內(nèi)力，并作出相應(yīng)的內(nèi)力圖；

3、對桿件的各種基本變形的應(yīng)力和變形能夠熟練掌握其理論計(jì)算方法；

4、全面系統(tǒng)地了解構(gòu)件的受力變形、破壞的規(guī)律；

5、掌握有關(guān)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算的基本概念、基本理論、基本方法及其在工程中的應(yīng)用；

6、在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件選擇合適的材料'

設(shè)計(jì)合理的截面形狀和尺寸，為構(gòu)件設(shè)計(jì)提供計(jì)算依據(jù)；

7、掌握測定材料力學(xué)性能的原理和方法，具有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的初步能力；

8、具有一點(diǎn)關(guān)于能量法及其應(yīng)用的基礎(chǔ)知識；

10、對材料疲勞強(qiáng)度有初步認(rèn)識；

11、了解材料力學(xué)的新理論，新方法及發(fā)展趨向；

12、樹立正確的設(shè)計(jì)思想，理論聯(lián)系實(shí)際，解決好經(jīng)濟(jì)與安全的矛盾，具備創(chuàng)新精神。

5.2過程與方法方面

1、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生枳極參與

在教學(xué)過程中，興趣是學(xué)生主動接受知識的動力，讓學(xué)生在心情愉快、趣味盎然的

環(huán)境中學(xué)習(xí)，不僅可以優(yōu)化其心理品質(zhì)，提高學(xué)習(xí)效率，而且還可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

因此，在材料力學(xué)教學(xué)中教師要不斷地探尋各種教學(xué)方式方法，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)材料力

學(xué)的興趣。筆者在教學(xué)過程中，主要是通過以下幾種方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的：

(1)問題激趣法；

新穎、富有啟發(fā)性，理論聯(lián)系實(shí)際，貼近學(xué)生生活的問題，往往會誘發(fā)學(xué)生的探究興

趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如在講“應(yīng)力集中”的概念時(shí)，筆者向?qū)W生舉“在日常

生活中我們總從有缺口的地方容易撕開零食袋”，由于問題比較實(shí)際且貼近我們的生活,

學(xué)生探究的欲望被調(diào)動起來了，接下來新知識的引入與講解自然簡單多了。這樣就激發(fā)

了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的興趣，從而收到較好的教學(xué)效果。

(2)實(shí)用激趣法；

材料力學(xué)的實(shí)用性常被學(xué)生忽視，教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)重視展現(xiàn)材料力學(xué)與現(xiàn)狀生活的

聯(lián)系，使學(xué)生體會到材料力學(xué)是人類認(rèn)識自然、認(rèn)識現(xiàn)實(shí)世界的中介和工具。例如：在

講“壓桿穩(wěn)定”，以日常生活中“怎樣有效回收廢舊礦泉水瓶”為例，以啟發(fā)學(xué)生從材

料力學(xué)角度分析探索、驗(yàn)證并解決現(xiàn)實(shí)問題，讓學(xué)生了解材料力學(xué)應(yīng)用的廣泛性、體會

材料力學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而領(lǐng)悟材料力學(xué)知識的應(yīng)用過程。

2、理論聯(lián)系實(shí)際，將工程實(shí)際問題與理論知識充分結(jié)合

材料力學(xué)是解決工程問題的基礎(chǔ)理論，是一種思維方法，為工程提出了解決問題的

途徑。日前材料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容未能隨學(xué)科的發(fā)展而及時(shí)調(diào)整和更新；課程教學(xué)方法落后;

課堂理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫。抽象的圖示很難和工程掛上鉤，初學(xué)者不理解所學(xué)的日的

和意義，學(xué)習(xí)興趣不高。筆者在講授時(shí)始終堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，將工程實(shí)際問題貫穿于

理論知識的講解中。

比如在講解緒論時(shí)，為了讓學(xué)生充分了解材料力學(xué)的研究任務(wù)，即強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)

定性問題。在黑板上畫一座橋式起重機(jī)，和學(xué)生一起討論起重機(jī)安全工作的條件，人多

數(shù)學(xué)生提出大梁和鋼索在工作時(shí)不能破壞，這樣自然引出強(qiáng)度的概念。為保證吊車運(yùn)行

平穩(wěn)、振動小，學(xué)生能思考到大梁變形和位移不能過大的問題，建立剛度的概念。經(jīng)過

啟發(fā)學(xué)生討論千斤頂失穩(wěn)問題，穩(wěn)定性的概念也會深刻的印在學(xué)生腦海中。隨之提出安

全和經(jīng)濟(jì)的矛盾關(guān)系，自然引出了材料力學(xué)的任務(wù)。

用材料力學(xué)的知識和公式解釋工程現(xiàn)象，通過理論聯(lián)系實(shí)際更好的理解知識，引發(fā)

學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到學(xué)以致用。例如用公式Me=9549P/n解釋為什么低速軸匕高速軸

直徑大；用扭矩圖解釋為什么不把主動輪放在軸的兩端；用梁橫截而正應(yīng)力分右規(guī)律解

釋為什么鑄鐵梁截而關(guān)于中性軸非對稱等等。這些用材料力學(xué)知識解釋的現(xiàn)象，引起了

學(xué)生的極大興趣，感覺這些力學(xué)知識離自己這么近，不再觸不可及，真正體會到這些知

識是有用的。特別是在用梁截而抗彎截而系數(shù)解釋梁燒放比平放好時(shí)，學(xué)生都抬頭看著

頭頂?shù)姆苛?，發(fā)出感慨。

3、加強(qiáng)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)

材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)是“材料力學(xué)”課程的重要組成部分，材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本任務(wù)

是：幫助學(xué)生理解掌握“材料力學(xué)”的基本概念和基本理論，使學(xué)生掌握材料的力學(xué)性

能、測試方法與應(yīng)力測量的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用理論與

實(shí)驗(yàn)手段解決工程問題的能力。理論來源于實(shí)踐而又被實(shí)踐所驗(yàn)證，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教

學(xué)是相輔相成的，不能相互取代。除了理論教學(xué)教授得法外，還必須有實(shí)驗(yàn)教學(xué)共同完

成，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為理論教學(xué)服務(wù)的，但是材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)并不應(yīng)當(dāng)停留在單純理論的驗(yàn)證

上，而必須將培養(yǎng)學(xué)生能力作為重點(diǎn)，開設(shè)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使

學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解更為深入，對實(shí)驗(yàn)操作也做到心中有數(shù)，為此，實(shí)驗(yàn)課應(yīng)側(cè)重三

個(gè)階段的培養(yǎng)，即實(shí)驗(yàn)觀察能力的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)基本技能的培養(yǎng)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們應(yīng)該借助現(xiàn)代力學(xué)手段，為學(xué)生提供更多的動手機(jī)會，以往由

于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，人部分實(shí)驗(yàn)都是演示性實(shí)驗(yàn)，主要是教師演示、學(xué)生觀看，學(xué)生

處于被動地位，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。為培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和科學(xué)作風(fēng)，啟發(fā)

學(xué)生的開創(chuàng)思維，應(yīng)創(chuàng)造條件采用開放實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生留有充足的時(shí)間，讓他們有自己

動手動腦的機(jī)會，以充分發(fā)揮設(shè)備資源的潛力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，切實(shí)把理論知識

和實(shí)驗(yàn)技能密切結(jié)合起來，使學(xué)生對所學(xué)課程有較為形象和深入的理解。

4、突出材料力學(xué)研究思路的講解

在每一個(gè)變形的講解中加強(qiáng)按層次組織教學(xué)內(nèi)容，突出一?條主線，即：實(shí)際問題-力

學(xué)模型-約束反力-內(nèi)力（圖）-應(yīng)力分布規(guī)律-最大應(yīng)力（應(yīng)力狀態(tài)）-強(qiáng)度條件-強(qiáng)度計(jì)算。

這樣學(xué)生對研究問題的思路方法非常清晰，每講完一個(gè)問題筆者都會去問學(xué)生下而該涉

及什么問題，了解了研究思路，學(xué)生就很清楚接下來該講什么了。內(nèi)容結(jié)束時(shí)，要求學(xué)

生合上書本能說一下本課程都講了哪些內(nèi)容，是按什么方式展開的。通過這種方法，學(xué)

生一致反映找到了書中的骨架內(nèi)容，體會到了將書由厚讀薄的過程。教學(xué)中學(xué)生不僅要

獲取知識，更要能獨(dú)立運(yùn)用知識。明確了材料力學(xué)的研究方法和思路后，要求學(xué)生每人

寫一篇小論文，題目范圍是“關(guān)于XX問題的設(shè)想:要求寫明工程背景，應(yīng)用力學(xué)的內(nèi)

容，力學(xué)模型的描述，準(zhǔn)備解決的問題等。不求答案完整、設(shè)計(jì)完善，只求廣開思路，

從不同的方而應(yīng)用力學(xué)知識，盡量具有獨(dú)特、新穎和實(shí)用性，培養(yǎng)解決問題的能力。學(xué)

生經(jīng)過構(gòu)件的力學(xué)簡化圖示、外荷簡化、受力分析、強(qiáng)度計(jì)算及合理性分析等內(nèi)容，完

成了學(xué)習(xí)的飛躍，使力學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，學(xué)生在實(shí)踐問題中引入理論，

加深理解，調(diào)動了積極性，開發(fā)了創(chuàng)造力。

5.3學(xué)習(xí)態(tài)度與價(jià)值觀方面

材料力學(xué)知識不能拷貝、轉(zhuǎn)移。一個(gè)人的材料力學(xué)知識必須基于個(gè)人對經(jīng)驗(yàn)的操作、

交流，通過反省來主動建構(gòu)，這就是建構(gòu)主義的材料力學(xué)學(xué)習(xí)觀。它對指導(dǎo)材料力學(xué)教

學(xué)存在著相當(dāng)重要的意義V

（1）尊重學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。

材料力學(xué)學(xué)習(xí)是學(xué)生在己有材料力學(xué)認(rèn)知能力基礎(chǔ)上的建構(gòu)活動，而不是對材料力

學(xué)知識的直接翻版。在材料力學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生會表現(xiàn)出各種不同的特點(diǎn)，理解同一材料

力學(xué)知識的方位、程度上也存在差異。這一切都決定了材料力學(xué)教學(xué)必須尊重學(xué)生的主

體地位，考慮每個(gè)學(xué)生背景不同，從每個(gè)學(xué)生的實(shí)際出發(fā)進(jìn)行教學(xué)，以便更好地發(fā)揮每

個(gè)學(xué)生的主觀能動性。

（2）創(chuàng)造和諧的師生關(guān)系，促進(jìn)學(xué)生主動參與

在新課改背景下，現(xiàn)在所提倡的師生關(guān)系是一種以尊重學(xué)生，平等地對待學(xué)生，熱

愛學(xué)生為基礎(chǔ)的關(guān)系。教師要看到學(xué)生是發(fā)展中的個(gè)體，需要對他們進(jìn)行正確教導(dǎo)，創(chuàng)

造一種和諧的、平等的師生關(guān)系，以促進(jìn)學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中。在教學(xué)中教師應(yīng)

以真摯的愛生之情去換取學(xué)生對教師的好感，與學(xué)生之間產(chǎn)生情感交流，營造一種融洽

的課堂教學(xué)氛圍，使學(xué)生快樂地主動地參與到學(xué)習(xí)之中，把學(xué)習(xí)當(dāng)成一種享受,

（3）強(qiáng)調(diào)打好材料力學(xué)基礎(chǔ)的重要性。

正如王梓坤先生所說的，“不論是學(xué)習(xí)材料力學(xué)或研究材料力學(xué)，都必須循序漸進(jìn),

每前進(jìn)一步都必須立腳穩(wěn)固，這是材料力學(xué)方法中的一個(gè)顯著特點(diǎn)，其他科學(xué)也要循序

漸進(jìn)，不過材料力學(xué)尤為如此。前頭沒有弄懂，切勿前進(jìn)。有如登塔，只有一步一步上,

才能到達(dá)光輝的頂點(diǎn)”。當(dāng)然，循序漸進(jìn)不是簡單的重復(fù)，而是上升的一個(gè)過程。教師

既要引導(dǎo)學(xué)生對材料力學(xué)知識進(jìn)行不同方位的理解，又要及時(shí)地把學(xué)生的學(xué)習(xí)切入關(guān)

鍵。

（4）給學(xué)生以適度的指導(dǎo)。

由于受認(rèn)知發(fā)展能力的限制，學(xué)生的材料力學(xué)學(xué)習(xí)過程是需要教師的指導(dǎo)。但隨著

教學(xué)水平的發(fā)展和學(xué)生學(xué)習(xí)的慢慢深入，教師應(yīng)逐漸放手讓學(xué)生自己進(jìn)行獨(dú)立的學(xué)習(xí)，

減少指導(dǎo)，增加學(xué)習(xí)中自主探索的成分。所謂“學(xué)”的真諦在于“悟”，教的秘決在于

“度二就是說教師在教學(xué)實(shí)踐中，要針對學(xué)生在材料力學(xué)學(xué)習(xí)中的思維多樣性和差異

性，進(jìn)行適當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)，以提高學(xué)生對知識的領(lǐng)悟能力。

“教學(xué)永遠(yuǎn)是一門遺憾的藝術(shù)”，的確，新課程改革形勢下的課堂教學(xué)也不例外。任

何一堂課，哪怕是千錘百煉的示范課，當(dāng)我們課后靜靜反思時(shí)，總會覺得有一些小小的

不足和遺憾。然而，正是因?yàn)榭梢杂幸粋€(gè)不斷找尋策略、解決不足、彌補(bǔ)遺憾的過程，

我們的課堂教學(xué)的有效性才有了一次又一次的提升和飛躍。

6.課程內(nèi)容

6.1課程的內(nèi)容概要

第一章緒論（4學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象

理解：材料力學(xué)的基本假設(shè)，桿件變形的基本形式

掌握：內(nèi)力，截面法應(yīng)力概念，應(yīng)變概念

二、內(nèi)容提要

1.材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象

2.材料力學(xué)的假設(shè)

3.外力與內(nèi)力

4.正應(yīng)力與切應(yīng)力

5.正應(yīng)變與切應(yīng)變

第二章軸向拉伸與壓縮（12學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：拉壓桿橫截面與斜截面上的應(yīng)力，圣維南原理，拉壓桿的強(qiáng)度條件

理解：材料在常溫靜荷下的拉、壓力學(xué)性能，拉壓桿變形，胡克定律、彈性模量和

泊松比，拉壓應(yīng)變概念，應(yīng)力集中概念

掌握：簡單拉壓靜不定問題，連接部分強(qiáng)度計(jì)算。

二、內(nèi)容提要

1.軸力與軸力圖

2.拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理

3.材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能

4.應(yīng)力集中概念

5.許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件

6.胡克定律與拉壓桿的變形

7.簡單拉壓靜不定問題

第三章扭轉(zhuǎn)（8學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：軸的動力傳遞和扭矩計(jì)算，切應(yīng)力互等定理與彎切胡克定律

理解：圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，剪切彈性模量，抗慣性矩與抗扭截

面系數(shù)

掌握：扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，圓軸扭轉(zhuǎn)變形，扭轉(zhuǎn)剛度條件，簡單扭轉(zhuǎn)靜不定問題。

二、內(nèi)容提要

1.引言

2.動力傳遞與扭矩

3.切應(yīng)力互等定理與剪切胡克定律

4.圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上的應(yīng)力

5.極慣性矩與抗扭截面系數(shù)

6.圓軸扭轉(zhuǎn)破壞與強(qiáng)度條件

7.圓軸扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件

第四章平面圖形的幾何性質(zhì)（4學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解，慣性積

理解：靜矩、形心、慣性矩

掌握：平行移軸公式

二、內(nèi)容提要

1.靜矩2.形心3.慣性矩5.慣性積6.平行移軸公式

第五章彎曲內(nèi)力（6學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：梁的計(jì)算簡圖

理解：，彎力、彎矩方程

掌握：彎力、彎矩圖，彎力、彎矩與載荷集度的微分關(guān)系及其應(yīng)用。

二、內(nèi)容提要

1.引言

2.梁的外力與計(jì)算簡圖

3.剪力與彎矩

4.剪力、彎矩方程與剪力、彎矩圖

5.剪力、彎矩與載荷集度間的微分關(guān)系

6.非均勻載荷梁的剪力與彎矩

第六章彎曲應(yīng)力（6學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：對稱彎曲壓應(yīng)力，對稱彎曲切應(yīng)力

理解：桿件正應(yīng)力剪應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算

掌握：梁的強(qiáng)度條件與合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)，雙對稱截面梁的非對稱彎曲，彎拉組合。

二、內(nèi)容提要

1.引言

2.對稱彎曲正應(yīng)力

3.對稱彎曲切應(yīng)力

4.梁的強(qiáng)度條件與合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)

5.彎拉（壓）組合

第七章：彎曲變形（6學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：梁彎曲時(shí)的變形能

理解：梁的撓曲線及其近似微分方程

掌握：疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角

二、內(nèi)容提要

1.梁的撓曲線及其近似微分方程

2.用積分法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角

3.根據(jù)疊加法求梁的撓度和轉(zhuǎn)角

5.梁的剛度校核

6.提高彎曲剛度的措施

5.梁彎曲時(shí)的變形能

第八章應(yīng)力狀態(tài)分析和強(qiáng)度理論（8學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：三向應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)力，廣義胡克定律，各向同性材料E、G、〃的關(guān)系,

復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變能與畸變能。

理解：強(qiáng)度理論概念，平面應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力分析、極值應(yīng)力與主應(yīng)力。

掌握：應(yīng)力狀態(tài)，平面應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力、應(yīng)變分析，應(yīng)力圖，主應(yīng)力和主平面概念,

常用的四個(gè)強(qiáng)度理論。

二、內(nèi)容提要

1.引言

2.平面應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力分析

3.極值應(yīng)力與主應(yīng)力

4.復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)力

5.廣義胡克定律

6.強(qiáng)度理論概述

第九章組合變形下的強(qiáng)度計(jì)算（4學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：組合變形的概念和實(shí)例

理解：斜彎曲時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算

掌握：拉伸（壓縮）與彎曲組合時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算；扭轉(zhuǎn)與彎曲組合時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)

度計(jì)算

二、內(nèi)容提要

1.組合變形的概念和實(shí)例；

2.斜彎曲時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算；

3.拉伸（壓縮）與彎曲組合時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算；

4.扭轉(zhuǎn)與彎曲組合時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度計(jì)算。

第十章壓桿穩(wěn)定問題（4學(xué)時(shí)）

一、本章的教學(xué)目的和要求

了解：壓桿穩(wěn)定概念，兩端較支細(xì)長壓桿臨界載荷的歐拉公式，兩端非較支細(xì)長桿

的臨界載荷，長度系數(shù)和柔度系數(shù)。

理解：歐拉公式適用范圍，中柔度桿臨界應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)公式，臨界應(yīng)力總圖c

掌握：壓桿穩(wěn)定計(jì)算，提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

二、內(nèi)容提要

1.穩(wěn)定性概念

2.兩端錢支細(xì)長壓桿的臨界載荷

3.兩端非錢支細(xì)長壓桿的臨界載荷

4.中、小柔度桿的臨界應(yīng)力

5.壓桿穩(wěn)定條件與合理設(shè)計(jì)

6.2教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及學(xué)時(shí)安排

第一章緒論

1、重點(diǎn)：內(nèi)力、應(yīng)力應(yīng)變的概念。

2、難點(diǎn)：應(yīng)力和應(yīng)變

3、主要知識點(diǎn)：材料力學(xué)的基本假設(shè)和基本變形，強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求，內(nèi)力及

截面法和應(yīng)力，變形和應(yīng)變。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：2學(xué)時(shí)

第二章拉伸、壓縮與剪切

1、重點(diǎn)：拉伸壓縮的強(qiáng)度條件及計(jì)算

2、難點(diǎn)：應(yīng)變能和靜不定

3、主要知識點(diǎn)：材料的力學(xué)性能，拉伸內(nèi)力、應(yīng)力和變形。胡克定律，變形能、靜不

定計(jì)算，裝配應(yīng)力、溫度應(yīng)力。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：12學(xué)時(shí)

第三章扭轉(zhuǎn)

1、重點(diǎn)：圓桿扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力、變形、應(yīng)力；圓桿扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件，剛度條件。。

2、難點(diǎn)：扭轉(zhuǎn)變形

3、主要知識點(diǎn)：外力偶矩計(jì)算、薄壁圓筒論，純扭轉(zhuǎn)、剪切應(yīng)力互等定理，實(shí)心圓軸

扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分布、圓軸扭強(qiáng)度和剛度條件及其計(jì)算。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：8學(xué)時(shí)

第四章平面圖形的幾何性質(zhì)

1、重點(diǎn)：平行移軸公式。

2、難點(diǎn)：、慣性積。

3、主要知識點(diǎn)：靜矩、形心、慣性矩、慣性積、平行移軸公式、例題

4、參考學(xué)時(shí)及分配：4學(xué)時(shí)

第五章彎曲內(nèi)力

1、重點(diǎn)：作彎矩圖。

2、難點(diǎn)：復(fù)雜受力情況下的內(nèi)力圖。

3、主要知識點(diǎn)：彎矩、剪力的概念，作彎矩和剪力圖的步驟和方法，載荷集度q與剪

力和彎矩方程的關(guān)系，總結(jié)各種載荷下建立圖和彎矩圖的變化規(guī)律。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：6學(xué)時(shí)

第六章彎曲應(yīng)力

1、重點(diǎn)：彎曲應(yīng)力的分布規(guī)律及計(jì)算公式。

2、難點(diǎn)：彎曲剪應(yīng)力分布規(guī)律及計(jì)算公式。

3、主要知識點(diǎn)：平面彎曲，中性層，中性軸，從變形幾何方面、物理方面和靜力學(xué)方

面得出粱彎曲時(shí)應(yīng)力分布規(guī)律和計(jì)算公式，截面圖形的形心和中性軸的確定，慣性距和

抗彎截面系數(shù)，彎曲強(qiáng)度條件及工程實(shí)例，提高粱彎曲強(qiáng)度的措施。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：6學(xué)時(shí)

第七章彎曲變形

1、重點(diǎn)：積分法求彎曲變形。

2、難點(diǎn)：撓曲線近似微分方程。

3、主要知識點(diǎn)：撓曲線及其方程，轉(zhuǎn)角、撓度的概念，積分法、疊加法求轉(zhuǎn)角及其撓

度，簡單靜不定梁的及其求解，梁剛度的概念，提高粱剛度的措施。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：6學(xué)時(shí)

第八章應(yīng)力與應(yīng)變分析、強(qiáng)度理論

1、重點(diǎn)：二向應(yīng)力狀態(tài)分析和求解。

2、難點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)及強(qiáng)度理論

3、主要知識點(diǎn)：一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)分類、平面應(yīng)力狀態(tài)解析法、確定主應(yīng)力極

值平面單元體及其主應(yīng)力，應(yīng)力圓法，復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和廣義胡克定律，強(qiáng)度理論及其應(yīng)

用，例題，應(yīng)變能密度，四個(gè)強(qiáng)度理論的應(yīng)用。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：4學(xué)時(shí)

第九章組合變形

1、重點(diǎn)：彎扭組合變形。

2、難點(diǎn)：斜彎曲

3、主要知識點(diǎn)：組合變形和疊加原理，拉伸或壓縮與彎曲的組合，偏心壓縮和截面核

心，扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：2學(xué)時(shí)

第十章壓桿穩(wěn)定

1、重點(diǎn)：壓桿穩(wěn)定校核。

2、難點(diǎn)：歐拉公式

3、主要知識點(diǎn)：壓桿穩(wěn)定的概念，兩端錢支細(xì)長壓桿的臨界力、其它支座條件下細(xì)長

壓桿的臨界壓力，歐拉公式的適用范圍和經(jīng)驗(yàn)公式，壓桿穩(wěn)定性校核，提高壓桿穩(wěn)定性

的措施。

4、參考學(xué)時(shí)及分配：2學(xué)時(shí)

7.課程教學(xué)實(shí)施

第一單元緒論（第1次課，2學(xué)時(shí)）

2015年月日

章節(jié)第一章緒論

名稱1.1材料力學(xué)的任務(wù)1.2變形固體的基本假設(shè)1.3內(nèi)力、應(yīng)力和截面

1.4位移、變形與應(yīng)變1.5桿件變形的基本形式

教學(xué)1、了解強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性的概念；2、了解變形固體的四個(gè)基本假

目標(biāo)設(shè)；3、掌握變形固體的四個(gè)基本假設(shè)。

教學(xué)1、材料力學(xué)的任務(wù)；2、變形固體的基本假設(shè)；3、內(nèi)力、應(yīng)力和截面；

內(nèi)容4、位移、變形與應(yīng)變；5、桿件變形的基本形式。

重點(diǎn)：1、強(qiáng)度、剛體、穩(wěn)定性的概念。2、變形固體的基本假設(shè)。3、分

布內(nèi)力應(yīng)滿足的靜力平衡、變形協(xié)調(diào)與物理關(guān)系。

難點(diǎn)：1、分布內(nèi)力應(yīng)滿足的靜力平衡、變形協(xié)調(diào)與物理關(guān)系。特別是變

重點(diǎn)

形協(xié)調(diào)關(guān)系。2、靜力學(xué)原理與概念在材料力學(xué)中的可用性與限制性。3、

難點(diǎn)

區(qū)別強(qiáng)度與剛度的概念。4、小變形假定帶來的方便：可以在未變形的構(gòu)

形中進(jìn)行計(jì)算。5、與理論力學(xué)的區(qū)別聯(lián)系：力的平移、力系的等效。

一、緒論

重點(diǎn)1：涉及材料力學(xué)的研究內(nèi)容和任務(wù)，重點(diǎn)2：表明材料力學(xué)的

研究對象是理想彈性體（桿件），重點(diǎn)3是材料力學(xué)由外力系求分布內(nèi)力

（應(yīng)力）這種靜不定問題的基本研究方法。它們在材料力學(xué)理論系統(tǒng)中

實(shí)施具有重要地位，并在實(shí)際應(yīng)用中起重要作用。難點(diǎn)1屬于概念上的難，應(yīng)

過程講清概念及其相互聯(lián)系。難點(diǎn)2屬于應(yīng)用上的難，其可用性與限制性與研

設(shè)計(jì)究的具體內(nèi)容有關(guān)。

二、分析討論

討論：力的平移對剛體和變形體的不同影響?？梢钥偨Y(jié)出什么規(guī)律？

三、鞏固新課

回顧總結(jié)本學(xué)時(shí)主要內(nèi)容。

1、材料力學(xué)的任務(wù)；

板書2、變形固體的基本假設(shè)：

設(shè)計(jì)連續(xù)性假設(shè)：均勻性假設(shè)：各向同性假設(shè)；小變形假設(shè)

3、內(nèi)力；4、截面法；5、應(yīng)力

6、應(yīng)變：1）線應(yīng)變：2）切應(yīng)變。

7、桿件變形的基本形式

拉伸或壓縮）；剪切；扭轉(zhuǎn)；彎曲。

課堂講授（J）案例分析（J）討論與探究法（）實(shí)驗(yàn)與演示法（）

教學(xué)方

由材料力學(xué)的發(fā)展史及在工程實(shí)際中重要地位激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)

法

的積極性

教學(xué)手

多媒體教學(xué)（。）普通教學(xué)（J）實(shí)驗(yàn)（）上機(jī)（）

段

課前準(zhǔn)

教師課前準(zhǔn)備好多媒體教學(xué)課件，學(xué)生準(zhǔn)備好本節(jié)內(nèi)容的課前預(yù)習(xí)。

備情況

P111.1、1.3P121.4

遞交期限：第一章結(jié)束后交作業(yè)。

作業(yè)

1.構(gòu)件正常工作需要滿足哪三個(gè)條件？

思考

2.變性固體的基本假設(shè)有哪些？

3.常見的基本變形有哪些？并舉例說明之。

[1]劉鴻文.材料力學(xué)（第四版北京:高等教育出版社,2003年6

月.

[2]秦世倫.材料力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)山版社，2011年8月.

主要

[3]J.Gere.MechanicsofMaterials[M].北京:人民交通出版社,2003年6

參考

月.

文獻(xiàn)

[4]F.P.Beer.MechanicsofMaterials國].北京:清華大學(xué)出版社,2003年

3月.

[5]范欽珊.工程力學(xué)教程⑴北京:高等教育出版社，1998年6

月.

備注學(xué)生請參考主要參考文獻(xiàn)相應(yīng)章節(jié)內(nèi)容

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第1小單元（第2次課，2學(xué)時(shí)）

2016年月日

第二章軸向拉伸與壓縮

章節(jié)

2.1軸向拉伸與壓縮的概念與實(shí)例2.2拉伸或壓縮時(shí)的內(nèi)力和橫截面上

名稱

的應(yīng)力

1、通過幾個(gè)桿件拉壓的工程實(shí)例，建立從工程實(shí)例向計(jì)算模型簡化的

初步概念，

教學(xué)

并給出拉壓桿的幾個(gè)基本概念；

目標(biāo)

2、熟練掌握軸力圖的繪制方法；

3、熟練拉壓橫截面上的應(yīng)力計(jì)算方法。

教學(xué)1、軸向拉伸與壓縮的概念與實(shí)例；

內(nèi)容2、橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力。

重點(diǎn)：1、軸向拉伸與壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力。

重點(diǎn)

難點(diǎn)：1、應(yīng)力的概念、切應(yīng)力的正負(fù)號判斷。

難點(diǎn)

軸向拉伸與壓縮

1、復(fù)習(xí)

恢復(fù)緒論部分對內(nèi)力、截面法、應(yīng)力等的定義和介紹，為軸向拉壓橫

截面上的內(nèi)力和應(yīng)力研究奠定基礎(chǔ)。

2、引入新課

通過實(shí)例如起重機(jī)吊繩、千斤頂?shù)鹊慕榻B，引入桿件的軸向拉壓的

實(shí)施基本概念，進(jìn)入新課。

過程3、進(jìn)行新課

設(shè)計(jì)1）內(nèi)力內(nèi)力一物體一部分對另一部分的作用，注意：這里的內(nèi)力是指

附加內(nèi)力，是外力作用后所引起的內(nèi)力改變。

2）截面法&軸力受外力作用而處于平衡的物體，其內(nèi)力可用截面法顯示

并確定。用截面法求構(gòu)件內(nèi)力可歸納為以下三個(gè)步驟：截開、代替、平

衡。

3）軸力圖為了表明軸力隨橫截面位置的變化情況，通常作出軸力圖.

4）拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力。

N

（J=-

A

正應(yīng)力。的正負(fù)號規(guī)定為：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。

5）上一章作業(yè)典型問題評講。

二、分析討論

討論：怎樣迅速繪制軸力圖？

三、鞏固新課

回顧總結(jié)本學(xué)時(shí)主要內(nèi)容。

1、軸向拉伸與壓縮的概念與實(shí)例

受力特點(diǎn)

變形特點(diǎn)

板書2、軸向拉壓橫截面上的內(nèi)力

設(shè)計(jì)內(nèi)力

軸力圖

3、軸向拉壓橫板面上的應(yīng)力

正應(yīng)力◎的正負(fù)號規(guī)定為：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)

教學(xué)方

課堂講授（J）案例分析（J）討論與探究法（）實(shí)驗(yàn)與演示法（）

法

教學(xué)手

多媒體教學(xué)（"）普通教學(xué)（J）實(shí)驗(yàn)（）上機(jī)（）

段

課前準(zhǔn)

教師課前準(zhǔn)備好多媒體教學(xué)課件，學(xué)生準(zhǔn)備好本節(jié)內(nèi)容的課前預(yù)習(xí)?

備情況

作業(yè)

1、何謂軸向拉伸時(shí)的平面假設(shè)？

思考

[1]劉鴻文.材料力學(xué)（第四版IHM].北京:高等教育出版社,2003年6

主要月.

參考[2]秦世倫.材料力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011年8月.

文獻(xiàn)[3]J.Gere.MechanicsofMaterials[M].北京:人民交通出版社,2003年6

月.

[4]F.P.Beer.MechanicsofMaterials[M].清華大學(xué)出版社,2003年

3月.

⑸范欽珊.工程力學(xué)教程(1)(II)M.北京：高等教育出版社，1998年6

月.

備注學(xué)生請參考主要參考文獻(xiàn)相應(yīng)章節(jié)內(nèi)容

第二單元軸向拉伸與壓縮一一第2小單元(第3次課，2學(xué)時(shí))

2015年月日

章節(jié)第二章軸向拉伸與壓縮

名稱2.3材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能2.4材料壓箱時(shí)的力學(xué)性能

教學(xué)1、掌握低碳鋼、鑄鐵拉伸以及壓縮時(shí)的力學(xué)性能；

目標(biāo)2、掌握低碳鋼、鑄鐵拉伸以及壓縮時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線。

教學(xué)1、低碳鋼、鑄鐵拉伸時(shí)的力學(xué)性能；

內(nèi)容2、低碳鋼、鑄鐵壓縮時(shí)的力學(xué)性能。

重點(diǎn)

重點(diǎn)：1、低碳鋼、鑄鐵拉伸以及壓縮時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線。

難點(diǎn)

軸向拉伸與壓縮

1、復(fù)習(xí)

回顧軸向拉壓橫截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力計(jì)算方法，提出危險(xiǎn)點(diǎn)的

應(yīng)力校核問題。

實(shí)施2、引入新課

過程材料的力學(xué)性能：也稱機(jī)械性能。通過試驗(yàn)揭示材料在受力過程中所

設(shè)計(jì)表現(xiàn)出的與試件幾何尺寸無關(guān)的材料本身特性。如變形特性，破壞特性

等。研究材料的力學(xué)性能的目的是確定在變形和破壞情況下的一些重要

性能指標(biāo)，以作為選用材料，計(jì)算材料強(qiáng)度、剛度的依據(jù)。

3、進(jìn)行新課

1)試件和設(shè)備

標(biāo)準(zhǔn)試件：圓截面試件，如圖所示：標(biāo)距/與直徑d的比例分為，/=10d,

l=5d；

試驗(yàn)設(shè)備主要是拉力機(jī)或全能機(jī)及相關(guān)的測量、記錄儀器。詳細(xì)介紹見

材料力學(xué)試驗(yàn)部分。國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬拉伸試驗(yàn)方法》（如GB228-87）詳

細(xì)規(guī)定了實(shí)驗(yàn)方法和各項(xiàng)要求。

2）低碳鋼拉伸時(shí)的力學(xué)性能

。-￡曲線圖，如下圖所示：

3）延伸率和截面收縮率

正一

延伸率為：

6=411x100%