工程力學(xué)IIIA-64學(xué)時(shí) 教學(xué)大綱

PAGEPAGE8《工程力學(xué)IIIA》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱工程力學(xué)IIIA課程編號(hào)440040022課程性質(zhì)必修課課程類別學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位力學(xué)教研室授課學(xué)期第三學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)4/64課內(nèi)學(xué)時(shí)64理論授課60上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4課外學(xué)時(shí)64適用專業(yè)智能制造工程是否雙語否先修課程高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理后續(xù)課程機(jī)械設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)二、課程簡介工程力學(xué)是工科專業(yè)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，它包括靜力學(xué)和材料力學(xué)，在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。其基本任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡）的基本規(guī)律和研究方法。學(xué)會(huì)應(yīng)用理論力學(xué)的理論和分析方法、解決一些簡單的工程實(shí)際問題；掌握變形構(gòu)件在各種變形形式下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的計(jì)算原理和計(jì)算方法。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握物體的受力分析、熟練應(yīng)用平衡方程求解平衡問題；掌握變形構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題的分析和計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和正確的世界觀以及分析工程問題和解決工程問題的能力。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1.了解力學(xué)發(fā)展簡史和理論力學(xué)基本任務(wù)，能夠運(yùn)用靜力學(xué)的基本原理對(duì)各類工程結(jié)構(gòu)、機(jī)械系統(tǒng)等進(jìn)行受力分析、力系的等效簡化，應(yīng)用平衡條件綜合分析解決剛體與剛體系統(tǒng)受力及平衡問題。掌握科學(xué)研究方法，具備家國情懷、創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)。課程目標(biāo)2.了解材料力學(xué)課程任務(wù)及研究對(duì)象，領(lǐng)會(huì)各種基本變形的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)，學(xué)會(huì)基本變形和組合變形下內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算方法，掌握桿件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的基本理論。課程目標(biāo)3.能夠熟練地利用桿件承載能力的基本理論和強(qiáng)度理論，對(duì)桿件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算。使學(xué)生能夠建立工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，并具備解決工程實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和工匠精神。課程目標(biāo)4.通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)了解材料試驗(yàn)機(jī)、應(yīng)變儀等設(shè)備的使用，掌握力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，能夠利用基本原理解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得到合理有效的結(jié)論，具備實(shí)驗(yàn)操作的能力和分析問題的能力。

（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1：利用自然科學(xué)的相關(guān)理論和方法解決相關(guān)工程問題；指標(biāo)點(diǎn)2：能夠應(yīng)用力學(xué)的基本原理，分析與設(shè)計(jì)、制造等有關(guān)的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；指標(biāo)點(diǎn)4：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對(duì)復(fù)雜工程問題，探討分析解決方案；指標(biāo)點(diǎn)8：具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感，能夠理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任。1-工程知識(shí)2-問題分析4-研究8-職業(yè)規(guī)范課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)1：利用自然科學(xué)的相關(guān)理論和方法解決相關(guān)工程問題；指標(biāo)點(diǎn)2：能夠應(yīng)用力學(xué)的基本原理，分析與設(shè)計(jì)、制造等有關(guān)的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。1-工程知識(shí)2-問題分析課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)1：利用自然科學(xué)的相關(guān)理論和方法解決相關(guān)工程問題；指標(biāo)點(diǎn)2：能夠應(yīng)用力學(xué)的基本原理，分析與設(shè)計(jì)、制造等有關(guān)的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；指標(biāo)點(diǎn)4：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對(duì)復(fù)雜工程問題，探討分析解決方案；指標(biāo)點(diǎn)6：能夠兼顧社會(huì)、健康、安全、法律及文化等工程倫理因素解決復(fù)雜工程問題，理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。1-工程知識(shí)2-問題分析4-研究6-工程與社會(huì)課程目標(biāo)4指標(biāo)點(diǎn)2：能夠應(yīng)用力學(xué)的基本原理，分析與設(shè)計(jì)、制造等有關(guān)的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；指標(biāo)點(diǎn)4：能夠通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全科學(xué)的開展實(shí)驗(yàn)，能夠正確采集整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過信息綜合，得到合理有效的結(jié)論。2-問題分析4-研究四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論、靜力學(xué)（學(xué)時(shí)數(shù)：16學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（一）緒論了解理論力學(xué)發(fā)展簡史，掌握工程力學(xué)課程的學(xué)習(xí)目的、研究對(duì)象、內(nèi)容和根本任務(wù)，了解我國卓越的大國工程和中國力學(xué)家的事跡。（二）靜力學(xué)公理和物體的受力分析1.靜力學(xué)公理2.約束和約束反力3.物體的受力分析和受力圖（三）平面力系1.平面匯交力系2.平面力對(duì)點(diǎn)之矩平面力偶3.平面任意力系的簡化4.平面任意力系的平衡條件和平衡方程5.物體系的平衡靜定和超靜定問題2.重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：受力分析和受力圖，平面力對(duì)點(diǎn)之矩，平面力偶，平面任意力系的平衡方程。教學(xué)難點(diǎn)：物體系統(tǒng)的平衡問題求解。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和圖文視頻，采用講授法，展示理論力學(xué)發(fā)展簡史，中國力學(xué)家的故事和卓越的工程案例，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣、厚植愛國主義情懷和民族自豪感，學(xué)習(xí)科學(xué)家勇于探索、嚴(yán)謹(jǐn)求真的精神，培養(yǎng)學(xué)生甘于奉獻(xiàn)的社會(huì)責(zé)任感；（2）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（3）通過工程案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)建模能力和工程意識(shí)；（4）通過啟發(fā)教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析問題的能力，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，認(rèn)知工程力學(xué)課程的研究對(duì)象和內(nèi)容、研究方法以及學(xué)習(xí)工程力學(xué)的目的，激發(fā)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。認(rèn)知各種力的性質(zhì)和作用，學(xué)會(huì)受力分析方法，掌握平衡方程的建立和平衡條件的應(yīng)用，解決工程實(shí)際問題，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)、邏輯思維，具備分析問題的能力。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.第二單元桿件基本變形（學(xué)時(shí)數(shù)：40學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（一）材料力學(xué)概述（1）材料力學(xué)的研究對(duì)象和基本任務(wù)；（2）變形固體及其基本假設(shè)；（3）外力、內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變、變形、位移的概念。（二）軸向拉伸與壓縮（1）拉伸與壓縮的概念；（2）拉壓桿橫截面的內(nèi)力；（3）拉壓桿的應(yīng)力；（4）材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能；（5）失效、許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件；理解胡克定律，掌握拉、壓桿的變形計(jì)算。和（6）拉壓桿的變形；（7）簡單拉壓超靜定問題；（8）應(yīng)力集中的概念；（9）剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算。（三）扭轉(zhuǎn)（1）扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例（2）受扭桿件的內(nèi)力（3）純剪切（4）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力（5）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形（四）平面圖形的幾何性質(zhì)（1）靜矩和形心（2）慣性矩、極慣性矩和慣性積（3）平行移軸公式（五）彎曲內(nèi)力（1）彎曲的概念和實(shí)例（2）梁的計(jì)算簡圖（3）剪力和彎矩（4）剪力方程和彎矩方程剪力圖和彎矩圖（5）載荷集度、剪力和彎矩間的關(guān)系（六）彎曲應(yīng)力（1）概述（2）純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力（3）橫力彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力（4）橫力彎曲時(shí)梁橫截面上的切應(yīng)力（5）提高彎曲強(qiáng)度的措施（六）彎曲變形（1）彎曲變形實(shí)例（2）梁撓曲線的近似微分方程（3）積分法求彎曲變形（4）疊加法求彎曲變形（5）簡單超靜定梁（6）提高彎曲剛度的一些措施2.重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：基本變形的內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算，內(nèi)力圖的繪制，強(qiáng)度、剛度基本理論及分析方法。教學(xué)難點(diǎn)：利用微積分關(guān)系繪制剪力圖和彎矩圖，疊加法求彎曲變形。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，厘清靜力學(xué)基本方法和基本概念，豐富教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度；（2）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（3）利用學(xué)習(xí)通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動(dòng)功能，提高學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；（4）通過工程案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)建模能力和工程意識(shí)；（5）通過啟發(fā)教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索未知，尋求解決問題方法的執(zhí)著精神，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力，發(fā)展學(xué)生思維，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。（6）通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法，掌握力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理和式樣方法，能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，具備實(shí)驗(yàn)操作的能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元學(xué)習(xí)，了解桿件在基本變形下的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)，學(xué)會(huì)計(jì)算各種基本變形下的內(nèi)力、應(yīng)力以及變形，能夠解決工程結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度和剛度問題。具備獨(dú)立思考和解決工程實(shí)際問題的能力。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)2、3、4第三單元強(qiáng)度理論、組合變形（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（一）點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論（1）應(yīng)力狀態(tài)的概念；（2）平面應(yīng)力狀態(tài)分析；（3）特殊三向應(yīng)力狀態(tài)下的極值應(yīng)力；（4）廣義胡克定律；（5）強(qiáng)度理論。（二）組合變形（選講）（1）組合變形概念和疊加原理；（2）軸向拉伸（壓縮）與彎曲組合；（3）扭轉(zhuǎn)與彎曲組合。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的概念，平面應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力分析的解析法和圖解法，三向應(yīng)力狀態(tài)下極值應(yīng)力的計(jì)算，廣義胡克定律，強(qiáng)度理論，組合變形下危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)分析和計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：主應(yīng)力計(jì)算和主平面的確定；彎扭組合變形強(qiáng)度計(jì)算（選講）。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，掌握運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的基本規(guī)律，豐富教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生邏輯思維和計(jì)算能力；（2）線下預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；（3）利用學(xué)習(xí)通中的筆記簽到、投票、主題討論等互動(dòng)功能，提高學(xué)生的課堂參與度，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量；（4）通過課堂討論和習(xí)題練習(xí)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元學(xué)習(xí)能夠描述一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，熟知平面應(yīng)力狀態(tài)求解的解析法和圖解法，掌握廣義胡克定律，掌握復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下四個(gè)強(qiáng)度理論和相當(dāng)應(yīng)力的計(jì)算及其強(qiáng)度條件公式的應(yīng)用，學(xué)會(huì)用強(qiáng)度理論分析組合變形下的強(qiáng)度問題，能夠解決工程實(shí)際問題。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)2、3（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元緒論、靜力學(xué)講授法、案例法、啟發(fā)法、線上線下混合教學(xué)課程目標(biāo)11616第二單元桿件基本變形講授法、案例法、小組任務(wù)、線上線下混合教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程目標(biāo)2、3、44040第三單元強(qiáng)度理論、組合變形講授法、案例法、討論法、線上線下混合教學(xué)課程目標(biāo)2、388合計(jì)6464五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核本門課程依據(jù)全程監(jiān)控的理念進(jìn)行考核，以課程目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，以檢查學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和應(yīng)用能力為重要內(nèi)容?？己顺煽冇善綍r(shí)成績和期末考試成績構(gòu)成，其中平時(shí)成績包括作業(yè)、單元測驗(yàn)、課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)。平時(shí)成績中的各項(xiàng)成績均為10分制，期末考試成績和總評(píng)成績均為百分制。平時(shí)成績占總評(píng)成績的30%，期末考試成績占總評(píng)成績的70%。課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績30%作業(yè)、測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)等平時(shí)成績可由作業(yè)（十分制）（不少于8次）、測驗(yàn)（十分制）（不少于2次）、課堂表現(xiàn)（十分制）、線上學(xué)習(xí)（十分制）和實(shí)驗(yàn)（十分制）等環(huán)節(jié)按比例構(gòu)成，具體選擇環(huán)節(jié)和構(gòu)成比例由任課教師自行確定。評(píng)價(jià)細(xì)則：1.作業(yè)：單次作業(yè)滿分10分，取平均值。2.測驗(yàn)：按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)打分，滿分10分，取平均值。3.課堂表現(xiàn)：由課上互動(dòng)、主題討論、筆記簽到等環(huán)節(jié)獲得積分，最高者折合10分，其余按比例折合。4.線上學(xué)習(xí)：完成任務(wù)點(diǎn)學(xué)習(xí)，滿分10分。5.實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績，滿分10分。期末考試70%閉卷考試（百分制）期末考試成績是通過閉卷考試的卷面成績給出，考核內(nèi)容覆蓋課程所講全部知識(shí)點(diǎn)，考試題型有：單項(xiàng)選擇題、判斷題、簡答題和計(jì)算題。按期末考試的標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)百分制評(píng)分，滿分100分。（二）課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元緒論、靜力學(xué)1-1剛體受力分析及受力圖1-2各種力系的簡化和等效替換1-3各種力系的平衡條件和平衡方程1-4剛體和剛體系統(tǒng)平衡問題的求解作業(yè)、測驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)1第二單元桿件基本變形2-1軸向拉伸、壓縮與剪切2-2扭轉(zhuǎn)2-3彎曲內(nèi)力2-4彎曲應(yīng)力2-4彎曲變形作業(yè)，小組任務(wù)、測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)2、3、4第三單元強(qiáng)度理論、組合變形3-1應(yīng)力和應(yīng)變分析、強(qiáng)度理論3-2組合變形作業(yè)，測驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)2、3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材嚴(yán)圣平,馬占國主編.《工程力學(xué)》（靜力學(xué)與材料力學(xué)）.高