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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称: 工程力学 一级学科:  08 工学
二级学科: 0817 工程力学类 教学层次:  本科
负责教师: 陈传尧 学校名称:  华中科技大学
院系名称:   申报状态:  已获奖
申报级别: 国家级 申报文件下载:  无下载文件
获奖名称: 获奖年度:  2006
主页地址: 202.114.4.28/2006/C21/zcr-1.htm 是否交换: 
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课程介绍:

4-2理论课和理论(含实践)课教学内容
4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
??华中科技大学是“211”、“985”支持的教育部重点大学,以培养研究型人才为主,生源
质量高。本课程属非机类工科学生通识基础课。目标是通过课堂教学与实验教学,使学生掌
握工程力学的基本概念、基本理论和基本分析方法;培养工程力学问题的分析和计算能力;
尤其注重培养学生从工程实际中提出、研究、解决力学问题的能力,培养科学思维方法。
4-2-2知识模块顺序及对应的学时
课程主要内容包括刚体静力学、流体静力学和变形体静力学的基本概念、基本理论、基本方法及其应用。以力的平衡、变形的几何协调、力与变形间的物理关系为研究主线,使学生建立了对工程力学的清晰的整体认识。
课程共分12章。内容精炼,主干清晰,贴近时代,启发思维。第1-3章为绪论、刚体静力学基本概念与理论、静力平衡问题,属刚体静力学;讲授16学时。第4-6章为变形体静力学基础、材料的力学性能、强度与连接件设计,结合杆的拉压阐述变形体静力学的基本概念、基本理论与研究方法;讲授12学时。第7章为流体力与容器,用刚体静力学方法研究静止流体作用在壁面上的力及容器的强度;讲授4学时。第8-11章为圆轴的扭转、梁的平面弯曲、强度理论与组合变形、压杆的稳定,进一步利用变形体静力学基本方法研究各种变形体力学问题;讲授22学时。第12章为疲劳与断裂,深入浅出地介绍疲劳与断裂失效的基本概念、基本规律及现代设计控制方法,属于破坏力学;讲授8学时。课程共72学时,含拉压、扭转、弯曲、组合变形、压杆稳定等6-12学时的实验教学。减少第7、11、12章和部分实验,则为48学时。
4-2-3课程的重点、难点及解决办法
4-2-3 课程的重点、难点及解决办法
课程的重点包括:力、力偶、约束;力系的简化与平衡;内力、基本变形;材料的力学行为,应力与应变;应力与变形分析;强度与刚度条件;组合变形;静不定问题;弹塑性问题;及工程中的疲劳与断裂破坏及其控制方法等。
难点在于如何使学生力学基础扎实、概念清晰?如何加强通过分析和实验探究工程力学问题的能力?如何建立对于工程力学问题和研究方法的整体认识?如何通过工程力学课程的学习培养科学思维方法?
??? 解决的办法是精炼课程内容,突出研究主干,加强启发讨论,注重归纳思维。
以力的平衡—变形的几何协调—材料的力学行为作为分析研究工程静力学问题的主线,突出基本概念、基本理论、基本分析方法和基本计算能力的培养。坚持启发式教学,加强课堂讨论与实验,加强对于问题、模型、假设、结论等的物理与几何意义及结论的正确性条件等的讨论与研究,深化认识,培养研究性思维。注重科学思维方法,尤其是综合与扩散、求同与求异等归纳思维方法的培养。
4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)
本课程含拉压、扭转、弯曲、弹性常数测定、组合变形、压杆稳定等6-12学时的实验教学。
实践教学的设计思想是:实验是科学研究的重要手段。通过工程力学课程实验,培养机、电测实验动手能力,加深对材料力学行为的认识和理解,启发利用实验研究问题的思维。提高学生的综合素质。
?具体做法是:
1、切实保证基本实验
电测一人一组,机测2-3人一组。按国家标准完成实验,使力学基本实验达到高质量、高水平。
2、开设综合性、设计性和研究性实验
开发设计了应力分析、组合变形、屈曲、断裂等具有不同难度的综合性、设计性与研究性实验,以满足不同层次学生的需求。培养实验研究能力和处理工程实际问题的能力。
3、实行开放式实验教学。
使学生从“被动、封闭、受束缚的状态”变成“主动、开放、较自由的状态”。实验室为学生提供一个实验平台,学生可自行设计综合性、研究型实验,选择测试方法,并与理论结果进行比较与分析。
4、实验室全天候开放
学生可通过校园网,预约安排实验,实验中心对学生实行全天候开放。
5、编写出版了与上述实验教学改革相适应的《工程力学实验》教材。
?开放实验、网上预约、可自行选择设计研究型实验(如弯曲实验有普通梁、夹层梁、叠梁,测应力/应变、挠度等),深受学生欢迎,效果好。
05年5月在我校召开的全国力学实验教学研讨会上,得到同行好评。
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4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
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教材使用与建设:
陈传尧编? “工程力学” 入选国家十一五规划教材,高等教育出版社,2006.6。
陈传尧主编“工程力学基础”面向21世纪课程教材,华中理工大学出版社,1999。
王杏根主编“工程力学实验”面向21世纪课程教材,华中科技大学出版社,2002。
教材的特点是:
(1) 突出基本概念、基本原理、基本方法及其应用。以力的平衡、变形的几何协调(相容)、力与变形间的物理关系的研究为分析研究工程力学问题的主线,贯穿全书。
(2) 注重归纳思维方法。在讨论不同问题的个性(特点)的时候,突出共性的归纳。如不同基本变形应力分析方法的共性;静定问题与静不定问题的共性;不同材料物理模型下变形体力学分析的共性等。培养综合与扩散、求同与辨异等归纳思维方法。
(3) 加强对于问题、模型、假设、结论等物理与几何意义及结论的正确性条件等的讨论与研究。深化认识,着重培养研究性思维。
(4) 用刚体静力学方法研究工程流体静力学问题。
(5) 深入浅出地介绍疲劳与断裂失效的基本概念、规律及现代设计控制方法,贴近时代,扩大视野。
?? 此外还采用单辉祖、范钦珊、梅风翔等教授的“十五”规划教材作为参考和补充。
配套实验教材的教学效果:
本课程有配套的面向21世纪课程教材—《工程力学实验》和自编实验教材《材料力学实验》。教材分为材料的力学性能试验和应力分析实验两大部分,经过多次使用,效果良好。
实践性教学环境与网络教学环境:
???力学实验室面积近2000m2,近些年在学校和世行贷款支持下投入800余万,设备先进,管理规范,学生实验可网上预约,全天侯开放。实践教学环境在国内高校中处于前列,2003年被评为湖北省优秀实验室,现正按教育部实验教学示范中心进一步加强建设。机测实验2–3人一组,可按国家标准完成试验。自行研制的多功能电测试验台(40台),可完成弯曲应力、弯扭组合、互等定理实验、压杆稳定、弹性常数E、ν测定、偏心拉伸、薄壁圆筒内力素测定实验、挠度和转角测定等实验,1人一组。
《工程力学》课程网站已有“CAI”课件(全套近1000个页面)、“网络课程”、“电子教材”、“实验指导”、“助学园地”等,资源较丰富。并通过校园网已连接到各多媒体教室与实验室,用户均可方便地登录浏览。
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4-4教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;教育技术应用与教学改革)
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教学理念与设计:
以人为本,教书育人。在传授知识的同时,尤其要注重实践能力、创新能力的培养。
力学是工科学生的重要基础,开设本课程的学生一般再无后续力学课程。故本课程应使学生对工程力学的基本概念、基本理论、基本方法有较扎实的理解;在培养严密的演绎思维的同时,尤其注重通过力学知识的学习,启发、培养学生的综合与扩散、求同与辩异等归纳和研究型思维;在学习理论知识的同时,注重通过实验教学培养学生的实践动手能力及对于实验是科学研究的重要手段之一的认识。这是本课程的目标。为较好地实现这一目标,除教学内容设计体现的教材特色外,在教学实践中设计了如下方法。
教学方法:
为了培养、鼓励学生的研究性学习与思维,在课堂教学环节:
(1)突出一条主线,即以力的平衡、变形的几何协调、力与变形间的物理关系的研究为分析
???? 研究工程力学问题的主线,贯穿全书。以利建立对力学的整体认识。
(2)注重归纳思维方法。在讨论不同问题的个性(特点)的时候,突出共性的归纳。如不同
???? 基本变形应力分析方法的共性;静定问题与静不定问题的共性;不同材料物理模型下变
???? 形体力学分析的共性等。培养综合与扩散、求同与辨异等归纳思维方法。
(3)加强课堂讨论。促进学生对于问题、模型、假设、结论等物理与几何意义及结论的正确
???? 性条件等的讨论与探究。每次课均设置有思考、讨论题,使学生参与互动,深化认识,
???? 培养研究性思维。
在实验教学环节:
(4)实验教学网上预约,全天开放,为全体学生提供培养独立实验动手能力的条件,鼓励优
???? 秀学生(20-30%)自行设计研究型实验,探索未知问题。
?在课外学习、辅导、考试等环节:
(5)有含教学课件、电子教材、实验指导、助学园地的课程网站,考试中基本概念题约
???? 30%。
??? 课程注意有效调动学生积极学习与思考,学生对本课程的教学评价多年来一直居学校前列。
教学手段:
(1)研制精细多媒体教学课件,努力提高教学质量。
多年来,课程组就如何充分运用多媒体教学手段,既发挥其形象具体直观、图文清晰规
范、信息量大面宽的优势,又保留板书教学节奏可控、交流自如等特点,进行了不懈的
研究。开发研制的精细多媒体教学课件,取得了很好的效果,受到学生普遍欢迎。
(2)提高基础实验水平,开放设计研究型实验,注重实践能力培养。
??? 机测实验2–3人一组,按国家标准完成。电测实验1人一组。除必做实验外,学生还可
??? 预 约选做综合-设计-研究型实验。
(3)利用网络资源,辅助教学。网站有全套近1000页CAI课件,400页电子教材等较丰富资
?? 源。
???本课程组近五年有二人获校教学质量一等奖(全校10名/年),二人分获校青年教师教学竞赛一、二等奖。学生评议教学质量为优秀率 83%,优良率100%

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