彈性力學(xué)及有限單元法課件

《彈性力學(xué)及有限單元法》

課程建設(shè)與實(shí)踐

河海大學(xué)邵國(guó)建二ＯＯ九年八月《彈性力學(xué)及有限單元法》

課程建設(shè)與實(shí)踐河海大學(xué)邵國(guó)建1主要內(nèi)容

一、課程定位二、課程建設(shè)三、課程教學(xué)四、課程考核五、若干思考

主要內(nèi)容一、課程定位2一、課程定位力學(xué)系列課程定位

力學(xué)系列課程（含理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)及有限單元法）是許多工科專業(yè)的重要技術(shù)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課，它不僅是相關(guān)專業(yè)后續(xù)課程的基礎(chǔ)，而且它們自身的科學(xué)方法具有直接解決工程實(shí)際問題的能力。一、課程定位力學(xué)系列課程定位3一、課程定位理論力學(xué)材料力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)彈性力學(xué)及有限單元法理論力學(xué)材料力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)課程專業(yè)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)力學(xué)課程一、課程定位理論力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)理論力學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)課程專業(yè)基礎(chǔ)課4彈性力學(xué)及有限單元法的定位一、課程定位

它是一門理論性與應(yīng)用性并重的專業(yè)基礎(chǔ)課。是從變形體力學(xué)的角度上、運(yùn)用嚴(yán)格力學(xué)分析方法的首門課程；它將理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程中所發(fā)展的力學(xué)分析和建模以及求解水平上升到工科本科生培養(yǎng)達(dá)到“力學(xué)境界”的最高程度。彈性力學(xué)及有限單元法的定位一、課程定位它是一門理論5二、課程建設(shè)什么是精品課程？據(jù)教育部相關(guān)文件，國(guó)家精品課程具有：一流教師隊(duì)伍一流教學(xué)內(nèi)容一流教學(xué)方法一流教材一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程。精品課程的特點(diǎn)：先進(jìn)性、互動(dòng)性、整體性、開放性和示范性。

二、課程建設(shè)什么是精品課程？據(jù)教育部相關(guān)文件，國(guó)家精品課程具6二、課程建設(shè)精品課程的理解

1．精品課程定位：高水平的、前沿的、特色化課程體系。2．精品課程建設(shè)是一個(gè)統(tǒng)一的整體。3．精品課程是分層次、多樣化的。二、課程建設(shè)精品課程的理解7二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)教學(xué)內(nèi)容的改革二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)8二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)1.主教材2.輔助教材3.加深或參考教材4.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)1.主教材9二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)主教材《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程》（第三版），為”十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，高等教育出版社，2002.8；并被評(píng)為2005年度的江蘇省高校精品教材。第三版在2002-2006年度已發(fā)行12.3萬(wàn)余冊(cè)；一、二、三版(1979,1983,2002)的累計(jì)印數(shù)為50萬(wàn)余冊(cè)。二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)主教材10二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)輔助教材

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程學(xué)習(xí)指導(dǎo)》，高等教育出版社，2004年1月；供學(xué)生深入理解、提高分析問題和解決問題的能力。

電子教案：《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程電子教案》，高等教育出版社，2007年12月；供教師上課時(shí)使用的示范教案，并可修改后形成自己的教案。

程序匯編：《有限單元法教學(xué)實(shí)習(xí)程序匯編》，高等教育出版社，2007年12月；供學(xué)生上機(jī)實(shí)習(xí)時(shí)使用。二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)輔助教材11二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)加深或參考教材（1）《彈性力學(xué)》（徐芝綸，第四版）（高等教育出版社，2006.12）（2）《AppliedElasticity》（徐芝綸）（HigherEducationPress,WileyEasternLimited,1992）（3）《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程》（第三版，英文版），供雙語(yǔ)教學(xué)使用（4）《彈性力學(xué)》（吳家龍）（高等教育出版社，2001.6）（5）《彈性力學(xué)》（楊桂通）（高等教育出版社，1998.6）（6）《彈性力學(xué)教程》（王敏中等）（北京大學(xué)出版社,2002）（7）《彈性理論基礎(chǔ)》（陸明萬(wàn)等）（清華大學(xué)出版社，1990）二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)加深或參考教材12二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境

網(wǎng)上資源：課程指導(dǎo)、力學(xué)漫談、課后作業(yè)、典型例題和習(xí)題分析等。

網(wǎng)絡(luò)課程：《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程》網(wǎng)絡(luò)課程，供遠(yuǎn)程教學(xué)和學(xué)生自學(xué)使用，已送高等教育出版社出版。二、課程建設(shè)立體化教材建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境13二、課程建設(shè)教學(xué)內(nèi)容的改革

1.《彈性力學(xué)及有限元法》課程包含彈性力學(xué)和有限元法兩部分內(nèi)容，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精選優(yōu)化，在保證力學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)完整性的前提下，強(qiáng)化工程應(yīng)用和實(shí)踐，引進(jìn)現(xiàn)代力學(xué)知識(shí)，充分體現(xiàn)基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和前沿性。

二、課程建設(shè)教學(xué)內(nèi)容的改革1.《彈性力學(xué)及有限14二、課程建設(shè)教學(xué)內(nèi)容的改革

2.將力學(xué)分析的平衡律、協(xié)調(diào)律和本構(gòu)律這個(gè)最基本、最重要的理論工具進(jìn)行了強(qiáng)化和貫通，始終貫穿于不同材料、不同類型問題的分析求解過(guò)程中，突出了彈性力學(xué)的基本理論。

二、課程建設(shè)教學(xué)內(nèi)容的改革2.將力學(xué)分析的平15二、課程建設(shè)教學(xué)內(nèi)容的改革

3.有限元法中在注重基本理論的同時(shí)，安排學(xué)生課外上機(jī)實(shí)習(xí)，并提供相關(guān)程序，培養(yǎng)學(xué)生利用有限元法解決工程實(shí)際問題的能力。

二、課程建設(shè)教學(xué)內(nèi)容的改革3.有限元法中在注16三、課程教學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)1.課程內(nèi)容根據(jù)各專業(yè)人才的培養(yǎng)需求設(shè)計(jì)；2.實(shí)施課堂教學(xué)時(shí)，任課教師還要根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，采取相應(yīng)的教學(xué)方法（教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)課怎樣聯(lián)系結(jié)合，課堂例題如何挑選等）

；3.選用合適的教材、推薦適宜的教學(xué)參考書、選擇適合該專業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐課題等；4.在教學(xué)過(guò)程中，靈活使用各種教學(xué)方法和充分利用多媒體教育技術(shù)，使用各位老師自己研制的課件。三、課程教學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)1.課程內(nèi)容根據(jù)各專業(yè)人才的培養(yǎng)需17三、課程教學(xué)教學(xué)方法與手段1.以課堂教學(xué)作為傳授知識(shí)的主要手段，并輔以電子教案（電子版書+教師講課）方式進(jìn)行教學(xué)；2.針對(duì)不同專業(yè)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，將課程內(nèi)容模塊化，以適應(yīng)不同專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要；3.合理運(yùn)用黑板、粉筆、電子教案等多種媒體，取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)化組合，重視批改作業(yè)和課外答疑等輔助環(huán)節(jié)；4.設(shè)置例題講解和習(xí)題作業(yè)，并安排有限單元法上機(jī)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。三、課程教學(xué)教學(xué)方法與手段1.以課堂教學(xué)作為傳授知18三、課程教學(xué)加強(qiáng)與工程實(shí)踐的結(jié)合1.本課程理論性和實(shí)用性較強(qiáng)，作為工科學(xué)生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)工程中，特別注意與工程實(shí)踐的聯(lián)系;2.結(jié)合教師的科研工作，提出一些新問題，引導(dǎo)學(xué)生參與研討，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛能。例如，在力學(xué)模型的建立方面，注意培養(yǎng)學(xué)生如何從實(shí)際復(fù)雜的工程問題中抓住矛盾的主要方面提煉出合適的力學(xué)模型；在問題的求解方面，量化計(jì)算固然重要，還注重引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行定性和概念分析。三、課程教學(xué)加強(qiáng)與工程實(shí)踐的結(jié)合1.本課程理論性和實(shí)19三、課程教學(xué)若干知識(shí)點(diǎn)教學(xué)1.基本概念講清物理量的定義、表示、量綱、符號(hào)規(guī)定。2.基本假定講清為什么在彈性力學(xué)中要提出一些基本假定以及基本假定在建立彈性力學(xué)基本方程中作用，培養(yǎng)學(xué)生建立力學(xué)計(jì)算模型的能力。

三、課程教學(xué)若干知識(shí)點(diǎn)教學(xué)1.基本概念20三、課程教學(xué)若干知識(shí)點(diǎn)教學(xué)3.兩種平面問題突出如何從結(jié)構(gòu)形式、受力方式、約束情況三方面闡述兩種平面問題的簡(jiǎn)化。

4.圣維南原理及其應(yīng)用圣維南原理強(qiáng)調(diào)小邊界和靜力等效；注重理論的提升和推廣應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高分析和實(shí)際應(yīng)用能力。三、課程教學(xué)若干知識(shí)點(diǎn)教學(xué)3.兩種平面問題21三、課程教學(xué)若干知識(shí)點(diǎn)教學(xué)

5.平衡條件比較理論力學(xué)、材料力學(xué)和彈性力學(xué)中平衡要求。

三、課程教學(xué)若干知識(shí)點(diǎn)教學(xué)5.平衡條件22

7.應(yīng)力有限值條件無(wú)應(yīng)力集中現(xiàn)象時(shí)，或處的應(yīng)力的有限值條件。

6.位移單值條件

按應(yīng)力求解時(shí)，對(duì)于多連體須要校核位移的單值條件。

三、課程教學(xué)若干知識(shí)點(diǎn)教學(xué)7.應(yīng)力有限值條件6.位移單值條件三、課程教學(xué)若23四、課程考核開卷考試做法之一：全開卷考試，可帶教材、筆記本和作業(yè)本。既考核學(xué)生對(duì)彈性力學(xué)基本概念、基本方程和基本解法的總結(jié)和理解，又考核了學(xué)生利用彈性力學(xué)方法解題的能力，還可根據(jù)學(xué)生的特長(zhǎng)，鼓勵(lì)個(gè)性化發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。做法之二：半開卷考試，僅帶教材。這種考試方式可減輕學(xué)生在考前對(duì)彈性力學(xué)公式的死記硬背，學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用彈性力學(xué)的解題思路和方法，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

四、課程考核開卷考試做法之一：全開卷考試，可帶教材、筆記本和24四、課程考核非常規(guī)閉卷考試做法之一：將考試分作資格考試和水平考試兩種，先進(jìn)行資格考試，只有資格考試通過(guò)了才允許參加水平考試。資格考試考學(xué)生必須掌握的知識(shí)，多為平時(shí)的作業(yè)題，水平考試是為了拉開層次，考學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，題目相對(duì)較活、較難。做法之二：閉卷考試，可帶一張A4紙由學(xué)生考前自主總結(jié)。這種考試方式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在考前課程的總結(jié)和理解，加深對(duì)彈性力學(xué)的基本概念、基本方程和基本解法的理解和掌握。

四、課程考核非常規(guī)閉卷考試做法之一：將考試分作資格考試和水平25四、課程考核有條件免考試做法之一：對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)考核（包括課堂教學(xué)、作業(yè)等）優(yōu)秀的學(xué)生，考試前安排課程小論文公開答辯，根據(jù)小論文的質(zhì)量、答辯情況評(píng)定成績(jī)。小論文成績(jī)可作為期終考試成績(jī)。如學(xué)生對(duì)小論文的成績(jī)不滿意，仍可參加期終考試。做法之二：對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)考核（包括課堂教學(xué)、作業(yè)等）優(yōu)秀的學(xué)生，考試前安排面試，強(qiáng)調(diào)對(duì)彈性力學(xué)基本理論（基本概念、基本方程和基本解法）的掌握程度和定性分析彈性力學(xué)問題的能力，由課程面試小組評(píng)定成績(jī)。如學(xué)生面試成績(jī)不滿意，仍可參加期終考試。四、課程考核有條件免考試做法之一：對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)考核（包括課堂教26四、課程考核多次考試、全面記分一是增加考試次數(shù)。即教一部分就考一部分，促使學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)，但要保持課程的系統(tǒng)性。二是全面衡量學(xué)生的成績(jī)。對(duì)各次考試、大小作業(yè)均要進(jìn)行記分。三是課程總成績(jī)?cè)u(píng)定。根據(jù)若干考試、作業(yè)成績(jī)綜合加權(quán)評(píng)定。四、課程考核多次考試、全面記分一是增加考試次數(shù)。即教一部分就27五、若干思考力學(xué)系列課程

①每門課程各自為政，淡化了知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性，導(dǎo)致了知識(shí)割裂和課程之間不必要的重復(fù)以及同一原理敘述的不協(xié)調(diào)；②各門力學(xué)課程過(guò)分追求自身的完整和獨(dú)立，以致內(nèi)容過(guò)多、過(guò)細(xì)甚至陳舊，起點(diǎn)低、耗時(shí)多；③工程概念和實(shí)踐性環(huán)節(jié)不強(qiáng)；④反映現(xiàn)代知識(shí)少，缺乏時(shí)代氣息。教學(xué)為學(xué)分制，課程要求為模塊化，加強(qiáng)課程的綜合性和應(yīng)用性，廣泛使用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具和多媒體。五、若干思考力學(xué)系列課程①每門課程各自為政，淡28五、若干思考力學(xué)課程的設(shè)