“材料力學”精品課程建設第1講-課程簡介課件

1、“材料力學”精品課程建設簡單介紹張少實哈爾濱工業(yè)大學第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程內容與體系改革結束語多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式師資隊伍與課程現(xiàn)狀第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 哈工大材料力學教研室始建于1952年，曾聘請一位前蘇聯(lián)專家指導課程建設工作?，F(xiàn)中國工程院院士王光遠教授是第一任教研室主任與材料力學課程負責人，在全面學習蘇聯(lián)辦學模式下開展課程建設工作。當年，哈工大材料力學教研室甘光瑜、王光遠、顧震隆等人，翻譯出版了前蘇聯(lián)別遼耶夫編著的材料力學教材，作為國內材料力學課程教材之一在全國廣泛使用。第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 恢復高考制度后，

2、1978年招收第一批碩士研究生，當時課程組有教師21人，其中，副教授2人，講師3人，其余為助教；平均年齡50歲左右。除開設材料力學課程外，還開設“彈性理論”、“塑性理論”等8門本科生課與10門研究生課。同時還興起了復合材料力學、斷裂力學、彈塑性本構、實驗應力分析等領域的科學研究工作。其中，顧震隆教授領導的復合材料力學研究組是國內最早涉足這一領域單位之一。第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 1982年-1986年間，現(xiàn)工程院院士杜善義教授任教研室主任與材料力學課程負責人。課程建設工作進一步展開，教學、科研工作均取得了很大進步。尤其是復合材料力學領域的科研工作得到了長足的發(fā)展，在國內處于領先地位。為

3、了促進復合材料學科的進一步發(fā)展，由課程組的部分成員組建了復合材料研究所。第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 1990年出版了具有一定新意的自編教材材料力學（趙九江、張少實等人編寫），并在全校多學時的課程教學中使用。1996年這本教材獲原航天部優(yōu)秀教材獎。同時出版了材料力學習題解析等輔助教材以及短纖維復合材料等4部力學專著、力學專業(yè)課教材與研究生課教材。同年，開始了計算機輔助教學的研究工作。 第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革并提出了如下的課程建設總方針： 以青年教師培養(yǎng)、師資隊伍建設為核心，全面規(guī)劃，重點建設（即重點開展課程內容與體系創(chuàng)新，精品教材、立體化教材、課堂

4、教學、網(wǎng)絡教學、英語教學、實踐性教學環(huán)節(jié)和課程考核改革等方面的建設工作），實現(xiàn)課程建設跨越式發(fā)展的總體目標。第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 此間，正式出版了改革幅度較大的教材： 1）材料力學 （多、中學時） 2）材料力學習題解析 3）新編材料力學（多、中學時，國家“十一五”規(guī)劃教材） 4）材料力學（少學時）第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 5）基礎材料力學 （少學時，國家“十一五”規(guī)劃教材） 6） 新編材料力學電子教程 7）材料力學課堂教學多媒體教學系統(tǒng) 8）復合材料與粘彈性力學 （國家“十一五”規(guī)劃教材） 第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 經(jīng)過這一期間的建設

5、，使得哈工大“材料力學”的整體水平得到了空前提高。主要表現(xiàn)在： 擁有一支以名師、教學帶頭人為帶頭人，以中青年教師為中堅力量，相對年輕與穩(wěn)定的一流教師隊伍。并成為后來的“力學課程國家教學團隊”一部分。 較大幅度改革教學內容與體系，構建了新體系材料力學，使得教學內容與體系科學、先進。第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 經(jīng)過這一期間的建設，使得哈工大“材料力學”的整體水平得到了空前提高。主要表現(xiàn)在： 以培養(yǎng)創(chuàng)新能力與素質教育為目的的實踐性教學環(huán)境建設與實驗課教學改革，構建了材料力學實驗教學新體系，建成了國家實驗教學示范中心第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革獲得了國家、東北三省、黑龍江省以及學校的多項教學

6、成果、優(yōu)秀教材以及優(yōu)秀CAI課件、優(yōu)秀網(wǎng)絡教學等獎勵。 第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革第 1 講課程發(fā)展的主要歷史沿革 回顧哈工大“材料力學”的發(fā)展史，可以這樣說：一門精品課程的建成，是需要一代又一代人不懈的努力和卓有成效的工作，需要歷史的積淀與傳承，需要與時俱進和不斷創(chuàng)新；是需要在歷史的千百次錘煉中形成優(yōu)秀的教學傳統(tǒng)與鮮明的特色。第 1 講師資隊伍與課程現(xiàn)狀師資隊伍： 課程組13人，其中，教師10人，實驗人員3人。 教師的平均年齡42.1歲，其中教授3人，占30%；副教授7人，占70%；博士學位7人，占70%；60歲以上1人，占10 %；35歲以下青年教師3

7、人，占30%。 實驗人員中研究員2人，工程師1人。第 1 講師資隊伍與課程現(xiàn)狀課程組講授的其他課程：本科生： 彈性力學、塑性力學、斷裂力學、復 合材料力學、建筑力學、 板殼理論。研究生： 彈性力學、塑性力學、斷裂力學、非線 性彈性理論、有限元、計算力學、實驗 應力分析。第 1 講 作為一門精品課程，應緊跟時代，著力反映當今教育事業(yè)的巨大變革與科學技術的偉大成就。為此，精品課程應在課程內容與體系上，要處理好基礎性與先進性、傳統(tǒng)與現(xiàn)代的關系等問題，體系結構應更為合理、完整，要具有先進性和科學性。 落實到“材料力學”這門課程上，我們認為要研究以下幾個問題：課程內容與體系改革第 1 講 2）后續(xù)課程,

8、主要是“機械零件”，已將研究對象從桿件（各種軸類零件、螺栓、銷釘?shù)龋U充到板、殼（各種箱體）；分析方法，例如齒輪的分析計算，已從使用經(jīng)驗公式改為用有限元法。那么，作為先修課程的“材料力學”要為“機械零件”準備怎樣的基礎知識？課程內容與體系改革第 1 講 ）以計算機技術為核心的現(xiàn)代信息技術與網(wǎng)絡技術，對“材料力學”教材的面貌、知識表述的方法、課程教學的模式等，會產(chǎn)生什么影響？課程內容與體系改革第 1 講 4）素質教育、創(chuàng)新能力培養(yǎng)；以學生為中心，注重個性化學習與知識建構等教育教學的新思想、新理念對傳統(tǒng)課程提出了嚴峻挑戰(zhàn)。課程內容與體系改革第 1 講研究了上述問題后，我們的具體做法是：課程內容與體

9、系改革第 1 講強化基礎。重新審視、精選、濃縮傳統(tǒng)內容，并適當拓寬基礎，為當代前沿恰當開設窗口與接口。站在彈性力學的高度，來審視材料力學中桿件拉、壓、剪、扭、彎的應力與變形計算問題，實際上是在引入平截面假設后，去尋求一維形體彈性力學解的問題，屬應用彈性力學范疇。這就是基礎，要強化。課程內容與體系改革第 1 講將傳統(tǒng)教材中拉、壓、剪、扭、彎的應力與變形計算等各章節(jié)內容加以濃縮、整合，將桿件的強度與剛度計算內容合并，一起歸入構件失效與桿件設計章節(jié)之中。注入彈性力學的基本思想，一開始就將研究對象從一維形體擴充到三維形體。引入面力、體力、位移等概念，引入微體平衡方程、應力邊界條件和幾何方程。課程內容與

10、體系改革第 1 講改變以變形分析為主線的傳統(tǒng)體系，為以應力、應變分析為主線的新體系，強化應力、應變分析觀點。其目的不僅為基本內容的編織提供了最大的便利，而且還為CAE提供基礎知識與開設接口。課程內容與體系改革第 1 講突出力學、幾何、物理三組方程，揭示分析求解變形體力學（材料力學實際上是變形體力學的一個分支 ）問題的理論與解法的本質所在（從數(shù)學上講，實際是聯(lián)立求解這三類方程的邊界值問題）。課程內容與體系改革第 1 講適當拓寬基礎。為此，增加應變狀態(tài)分析、彈塑性變形與極限載荷分析等兩個章節(jié)，增加疲勞裂紋擴展與構件的疲勞壽命分析等內容，介紹累計損傷的基本思想等，并將新增的內容、思想與相關的傳統(tǒng)知識

11、有機地融合在一起。課程內容與體系改革第 1 講以坐標為參考標架來定義內力、應力符號。這樣變革的優(yōu)越之處，不僅徹底改變了傳統(tǒng)課程坐標系不統(tǒng)一（縱坐標有時規(guī)定向上為正，有時又規(guī)定向下為正）的問題，而且完全承襲了先修課程理論力學與大學物理等的受力分析習慣與方法，更優(yōu)越的是便于使用計算機進行分析計算。 課程內容與體系改革第 1 講 多媒體技術與網(wǎng)絡技術，是教學手段與方法改革的技術支持與原動力。它們使得教學信息的載體空前廣闊，紙介質教材已不再是教材的唯一形式，各種與之相配套的多媒體電子輔助教材已與紙介質教材構成了立體化教材，構成了極其豐富的教學資源。 豐富的教學資源，再加之課堂教學，網(wǎng)絡課程與網(wǎng)絡交互式

12、教學等教學方式的多樣性，使得真正意義上的多環(huán)節(jié)、多層次、多時空教學模式成為現(xiàn)實。多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講 精品課程是示范性課程，具有先進、科學的課程內容與體系還不夠，還要追求教學的高質量和高效率。它勢必要采用當今最先進的教育技術（多媒體與網(wǎng)絡技術），以完成立體化教材的建設，以完成教學手段與方法的更新，以完成多環(huán)節(jié)、多層次、多時空教學模式的構建。多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教

13、學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講多環(huán)節(jié)、多層次、多時空的教學模式第 1 講 哈工大材料力學各項實驗，設備先進、配套、齊全。需要大型設備的實驗，已達到2人一組；其它實驗1人一組。 以電測試驗為重點，研制開發(fā)出80組具有設計性的開放試驗項目，

14、供學生選作。實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第 1 講 引入實驗應力分析基礎知識，設立了6學時的電測試驗課。要求學生獨立完成一個具有一定設計性試驗項目，從試驗方案設計到測試系統(tǒng)選取與試驗儀器聯(lián)接；從試驗數(shù)據(jù)處理到試驗結果分析、討論等各個試驗環(huán)節(jié)均由學生獨立完成，教師只作必要的指導。 在電測開放試驗課的同時，還開設了2學時的光測試驗課。實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第 1 講實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第 1 講 科研成果轉化為教學資源，還開設了網(wǎng)架分析、穩(wěn)定、沖擊等具有一定創(chuàng)新性的選修實驗課，供有精力、有興趣的學生選作。實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第 1 講實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第 1 講實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第 1 講實踐性教學環(huán)境建設與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第 1 講 開設16學時的電算大作業(yè)課，作為第二課堂，為學生提供創(chuàng)新平臺。要求學生用自己熟悉的語言，獨立設計、編寫求解材料力學問題的一個計算機程序；算法、編程、調試程序、結果分析等各環(huán)節(jié)均需獨立完