《工程力學(xué)》課程教學(xué)大綱

《工程力學(xué)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：16220029英文名稱(chēng)：EngineeringMechanics學(xué)分：4.0學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)72學(xué)時(shí)，其中理論56學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)B1、工程管理導(dǎo)論課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程授課對(duì)象：工程管理專(zhuān)業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：土木工程學(xué)院修讀學(xué)期：第2學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)工程力學(xué)是工程管理專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，在專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)中起著承上啟下的作用，該課程的一些理論和方法不僅可以滿(mǎn)足后續(xù)課程的需要，而且可以直接應(yīng)用于工程實(shí)踐。課程內(nèi)容包括靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分。靜力學(xué)部分主要研究受力物體平衡時(shí)作用力所應(yīng)滿(mǎn)足的條件；同時(shí)也研究物體受力的分析方法，以及力系簡(jiǎn)化的方法等。材料力學(xué)部分是在變形體的連續(xù)性、均勻性、各向同性和小變形假設(shè)的前提下，研究桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題的。為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)，解決工程結(jié)構(gòu)中的安全性和經(jīng)濟(jì)性這一對(duì)矛盾。課程內(nèi)容包括內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變、變形的概念，材料的力學(xué)性質(zhì)，許用應(yīng)力，安全系數(shù)，各種基本變形形式，應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)，強(qiáng)度理論，組合變形，壓桿穩(wěn)定，動(dòng)荷載，能量法等。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工程力學(xué)的基本理論與方法，熟悉各類(lèi)基本力學(xué)模型的建立以及各種基本物理量的計(jì)算，掌握強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本方法，為后續(xù)相關(guān)課程及今后從事實(shí)際工作打下扎實(shí)基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：能利用相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，正確地運(yùn)用各種力系的平衡方程求解物體和簡(jiǎn)單物體系統(tǒng)的平衡問(wèn)題。能對(duì)簡(jiǎn)單桿件常見(jiàn)的受力狀態(tài)進(jìn)行力學(xué)分析及變形計(jì)算。課程目標(biāo)2：應(yīng)用工程管理相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法，對(duì)簡(jiǎn)單的靜定結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行外力、內(nèi)力和變形計(jì)算。對(duì)一些重復(fù)性的工作,學(xué)會(huì)利用計(jì)算軟件來(lái)輔助完成。課程目標(biāo)3：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)一般工程問(wèn)題的組成方式、受力性能具有明確的基本概念和必要的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)特定工程需求的問(wèn)題能結(jié)合課內(nèi)理論方法進(jìn)行問(wèn)題的力學(xué)分析與求解，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的力學(xué)基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重1-2.具備相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并能應(yīng)用其對(duì)相關(guān)工程管理問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型并求解。課程目標(biāo)1201-3.應(yīng)用工程管理相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法，推演、分析工程管理專(zhuān)業(yè)工程問(wèn)題。課程目標(biāo)2403-2.能設(shè)計(jì)滿(mǎn)足工程管理特定需求的投資方案、施工方案或運(yùn)維方案，并在設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。課程目標(biāo)340三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配（一）理論教學(xué)環(huán)節(jié)序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1緒論、靜力學(xué)基礎(chǔ)基本要求：掌握靜力學(xué)的基本概念、基本公理和定律；重、難點(diǎn)：平行四邊形法則和力的投影；力矩的計(jì)算。通過(guò)介紹工程力學(xué)發(fā)展歷史和學(xué)科特點(diǎn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。6講授課程目標(biāo)12力系的簡(jiǎn)化基本要求：掌握平面力系、空間力系、等效力系、主矢、主矩、力系等效與簡(jiǎn)化的基本概念。重、難點(diǎn)：平面一般力系的合成與簡(jiǎn)化；物體的受力分析和受力圖。借助化繁為簡(jiǎn)的思想拓展學(xué)生處理問(wèn)題的能力。6講授課程目標(biāo)1、23力系的平衡基本要求：掌握各種平面力系的計(jì)算方法和簡(jiǎn)化結(jié)果，理解靜定靜不定。重、難點(diǎn)：剛體系統(tǒng)平衡問(wèn)題的特點(diǎn)與解法。從平衡角度為切入點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生能力的均衡發(fā)展。4講授課程目標(biāo)24材料力學(xué)的基本概念基本要求：掌握材料力學(xué)的研究?jī)?nèi)容、基本假設(shè)和基本問(wèn)題。重、難點(diǎn)：截面法分析內(nèi)力分量;應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。結(jié)合我國(guó)材料研究進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生民族自豪感。2講授課程目標(biāo)1、25拉壓桿的軸向拉伸與壓縮基本要求：掌握拉壓桿的拉伸與壓縮應(yīng)力計(jì)算，變形計(jì)算，強(qiáng)度設(shè)計(jì)。重、難點(diǎn)：應(yīng)力計(jì)算，強(qiáng)度設(shè)計(jì)。借寓抗壓能力，鼓勵(lì)學(xué)生提高自身抗壓能力。6講授課程目標(biāo)2、36圓軸扭轉(zhuǎn)基本要求：掌握扭矩與扭矩圖、剪應(yīng)力互等定理，圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度與剛度設(shè)計(jì)。重、難點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度與剛度設(shè)計(jì)。引導(dǎo)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)改變自身去適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求。6講授課程目標(biāo)2、37梁的彎曲內(nèi)力基本要求：掌握梁與彎曲的基本概念，剪力圖和彎矩圖。重、難點(diǎn)：剪力圖和彎矩圖的繪制。結(jié)合練習(xí)提高學(xué)生動(dòng)手能力。4講授課程目標(biāo)1、28梁的彎曲與應(yīng)力分析相關(guān)的截面幾何性質(zhì)掌握靜心、形心及其相互關(guān)系，慣性矩、慣性積、極慣性矩、慣性半徑的定義及計(jì)算，轉(zhuǎn)軸、移軸定理等。重、難點(diǎn)：主軸與形心主軸、主慣性矩與形心主慣性矩的計(jì)算。主軸與形心引申團(tuán)隊(duì)精神。6講授課程目標(biāo)2、39梁的彎曲應(yīng)力與彎曲強(qiáng)度計(jì)算掌握平面彎曲和純彎曲的概念，基于彎曲正應(yīng)力的梁的強(qiáng)度計(jì)算。重、難點(diǎn)：梁的強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度設(shè)計(jì)提升學(xué)生設(shè)計(jì)能力。4講授課程目標(biāo)1、2、310彎曲剛度掌握彎曲變形與位移的基本概念，小撓度方程及其積分，工程疊加法，彎曲剛度計(jì)算。重、難點(diǎn)：工程疊加法及彎曲剛度計(jì)算。通過(guò)方法介紹拓展學(xué)生眼界。4講授課程目標(biāo)1、2、311應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論掌握應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論的基本概念和分析方法，平面應(yīng)力狀態(tài)分析，應(yīng)力狀態(tài)中的主應(yīng)力與最大剪應(yīng)力，應(yīng)力圓方法，工程設(shè)計(jì)中常用的強(qiáng)度理論。重、難點(diǎn)：主應(yīng)力與最大剪應(yīng)力計(jì)算。主應(yīng)力與最大剪應(yīng)力借寓價(jià)值內(nèi)核，強(qiáng)調(diào)以人為本是社會(huì)主義價(jià)值觀的基本內(nèi)核。2講授課程目標(biāo)1、2、312習(xí)題、復(fù)習(xí)、答疑重、難點(diǎn)：重要章節(jié)的復(fù)習(xí)回顧，提出重點(diǎn)，全面總結(jié)，課堂答疑。圍繞構(gòu)建和諧社會(huì)全力維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，進(jìn)一步凝練思想。6講授/討論課程目標(biāo)1、2、3合計(jì)56（二）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類(lèi)型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1理論講解1.講解實(shí)驗(yàn)室安全要求，實(shí)驗(yàn)后整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備等實(shí)驗(yàn)規(guī)定。2.講解實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)要求，熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、方案、步驟、設(shè)備操作、數(shù)據(jù)采集等流程。3.介紹實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、處理方法及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)要求。必修。2演示課程目標(biāo)22金屬材料拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)⒈測(cè)定低碳鋼在拉伸時(shí)的下屈服點(diǎn)σsL、抗拉強(qiáng)度σb、斷后伸長(zhǎng)率δ和斷面收縮率ψ。⒉測(cè)定鑄鐵在拉伸時(shí)的抗拉強(qiáng)度σb。⒊觀察拉伸過(guò)程的幾個(gè)階段、現(xiàn)象及力-伸長(zhǎng)曲線(xiàn)。4.比較低碳鋼與鑄鐵抗拉壓性能的特點(diǎn)，并進(jìn)行端口分析。5.測(cè)定鑄鐵在壓縮時(shí)的抗壓強(qiáng)度σbc。6.觀察鑄鐵在壓縮時(shí)的變形和破壞現(xiàn)象。必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)33金屬材料扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)⒈測(cè)定低碳鋼（代表塑性材料）的扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)τs及抗扭強(qiáng)度τb。⒉測(cè)定鑄鐵（代表脆性材料）的抗扭強(qiáng)度τb。⒊分析比較兩種材料受扭時(shí)的變形規(guī)律及其破壞特征。必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)34彈性模量E的測(cè)定1.掌握靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測(cè)量的基本原理及接線(xiàn)方法，熟悉靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作規(guī)程。2.學(xué)會(huì)電阻應(yīng)變片的貼片、焊接及粘貼質(zhì)量測(cè)定。3.設(shè)計(jì)一種貼片方案，電測(cè)等強(qiáng)度梁的彈性模量。4.對(duì)比彈性模量的理論值，分析誤差原因。必修。4設(shè)計(jì)課程目標(biāo)35彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)1.測(cè)試鋼梁在純彎曲時(shí)橫截面上的正應(yīng)力分布規(guī)律。2.計(jì)算相應(yīng)位置彎曲正應(yīng)力理論值。進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式的正確性。必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)36彎扭組合變形實(shí)驗(yàn)1.電測(cè)法測(cè)定薄壁圓筒彎扭組合變形時(shí)某點(diǎn)的彎曲正應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力及剪切剪應(yīng)力，并和理論值比較。2.了解復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變分析。必修。2綜合課程目標(biāo)37壓桿臨界壓力的測(cè)定1.觀察兩端鉸支、一端固定一點(diǎn)鉸支、兩端固定、一端固一端自由支承條件下的壓桿失穩(wěn)現(xiàn)象及失穩(wěn)時(shí)的撓曲線(xiàn)形狀。2.觀察壓力與橫向變形的變化規(guī)律。3.測(cè)定兩端鉸支、一端固定一點(diǎn)鉸支、兩端固定支承條件下的臨界載荷。必修。2驗(yàn)證課程目標(biāo)3合計(jì)16五、課程教學(xué)方法工程力學(xué)既有著較強(qiáng)的理論性，又與工程和生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系密切。在教學(xué)實(shí)踐中，教師課堂集中講授、課堂提問(wèn)、課后習(xí)題、學(xué)生自學(xué)、教師答疑等多種教學(xué)手段靈活運(yùn)用。運(yùn)用多種教學(xué)方法開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),對(duì)概念性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)注重教師講授,幫助學(xué)生掌握推導(dǎo)過(guò)程及知識(shí)要點(diǎn)，對(duì)應(yīng)用性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，注重啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)重復(fù)性計(jì)算及復(fù)雜計(jì)算多引入現(xiàn)代化計(jì)算手段及軟件，有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，開(kāi)拓視野。專(zhuān)題研習(xí)前通過(guò)課堂示范演示的形式引導(dǎo)學(xué)生自主查詢(xún)和利用各種搜索引擎的能力。注重學(xué)生搜集、分析、整理資料能力的培養(yǎng)。課堂講授采用多種媒體和傳統(tǒng)方式教學(xué)相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，旨在提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)教學(xué)信息量。六、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容由平時(shí)作業(yè)、研習(xí)報(bào)告、課程實(shí)驗(yàn)、期末考試組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考試成績(jī)占50%、平時(shí)作業(yè)成績(jī)占20%、研習(xí)報(bào)告占10%、課程實(shí)驗(yàn)占20%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)1010/202研習(xí)報(bào)告055103課程實(shí)驗(yàn)0515204期末考試10251550課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值204535100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)布置8次課后作業(yè)，每次占比2.5%總占比20%，根據(jù)作業(yè)答案的準(zhǔn)確性，格式的規(guī)范性，提交的及時(shí)性進(jìn)行評(píng)分，未交者按次記0分。2.研習(xí)報(bào)告評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選題合理性格式規(guī)范性?xún)?nèi)容充分度結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)論與分析合計(jì)15152020301003.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分回答問(wèn)題90%以上的內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，有思考。70%以上的內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。較好的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，有一定思考。60%以上的內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。有一定實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。50%以下的內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。沒(méi)有實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。4.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)一紙開(kāi)卷考試形式進(jìn)行考核，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，反應(yīng)學(xué)生對(duì)整個(gè)知識(shí)體系的掌握程度以及分析和解決問(wèn)題的能力。七、教材與參考書(shū)（一）推薦教材1.理論教材：《工程力學(xué)（靜力學(xué)和材料力學(xué)）》（第3版），唐靜靜、范欽珊主編，高等教育出版社，2017年6月版；2.理論教材：《工程力學(xué)（靜力學(xué)+材料力學(xué)）》（第2版），韓秀清,曹麗娜主編，中國(guó)電力出