土木工程力學(xué)課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)

1、土木工程力學(xué)課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)一、管理信息課程名稱：土木工程力學(xué)制定時(shí)間： 2008年 5月課程代碼：所屬分院：哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院制定人：費(fèi)學(xué)軍二、基本信息學(xué)分：課程類別：交通土建類專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)時(shí)： 60授課對(duì)象：鐵道工程專業(yè)，工程造價(jià)專業(yè)三、課程設(shè)計(jì)1. 課程目標(biāo)設(shè)計(jì)（ 1）能力目標(biāo) 具有簡(jiǎn)化力學(xué)問(wèn)題，分析解決力學(xué)問(wèn)題的運(yùn)算能力。 能對(duì)工程實(shí)際的簡(jiǎn)單構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)、校核等運(yùn)算。能分析或預(yù)料出構(gòu)件失效或破壞的原因。（2）知識(shí)目標(biāo) 鞏固和掌握剛體平衡方程應(yīng)用。鞏固和掌握基本構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題的分析。 鞏固和了解桿件結(jié)構(gòu)基本組成規(guī)則。鞏固和掌握靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。 鞏固和掌握簡(jiǎn)單超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)

2、力的計(jì)算方法。2. 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模塊名稱學(xué)時(shí)基礎(chǔ)知識(shí)（力、物體的受力分析、結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖、平面力系的簡(jiǎn)化 ）14靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算及強(qiáng)度校核（桿件與結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算、重心及截面的幾何性質(zhì)、桿件橫截面的應(yīng)力、強(qiáng)度分析與計(jì)算）26靜定結(jié)構(gòu)的剛度計(jì)算（桿件變形及結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算）6壓桿穩(wěn)定2超靜定結(jié)構(gòu)（力法、位移法）12合計(jì)603. 能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)編號(hào)能力訓(xùn)練 項(xiàng)目名稱擬實(shí)現(xiàn)的能力目標(biāo)相關(guān)支撐知識(shí)訓(xùn)練方式手 段及步驟結(jié)果1靜力學(xué)基 礎(chǔ)能力能夠研究物 體 的受 力分析，結(jié)構(gòu)的計(jì)算 簡(jiǎn)圖，掌握力、力系、 力學(xué)的基本公理力的概念、基本 公理、約束與約 束反力、受力分 析、平面力系的 簡(jiǎn)化教師組織、啟 發(fā)，學(xué)

3、生案例 討論小組項(xiàng)目 作業(yè)1.1力的大小、 方向、作 用點(diǎn)能夠分析力的大小、 力的方向、力的作用 點(diǎn)力的概念教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.2力對(duì)點(diǎn)之 距，力對(duì) 軸之距， 力偶能夠了解扳 手 擰緊 或擰松螺母現(xiàn)象， 方 向盤的作用力矩，力偶教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.3約束，水 平梁用斜 桿支撐受 力分析， 桿系結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)化能夠了解鉸 接 、支 座、鏈桿約束，水平 梁用斜桿支 撐 受力 分析，三鉸拱橋受力 分析約 束 與反約束 力，物體的受力 分析及受力圖， 結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn) 圖教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.4平面一般 力系向一 點(diǎn) 簡(jiǎn)化及

4、 平衡方程能夠分析擋 土 墻向 一點(diǎn)簡(jiǎn)化，三角形支 架的受力情況平 面 一般力系 向一點(diǎn)簡(jiǎn)化，平 面 一 般力系的 平衡方程教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.5鋼片、自 由度和約 束，幾何 不變體系 的簡(jiǎn)單規(guī) 則能夠了解鋼片、 自由 度和約束（連桿、單 鉸、復(fù)鉸、 剛 性連 接），多余約束，三 鋼片、二元體、兩剛 片規(guī)則鋼片、自由度和 約束，幾何不變 體 系 的簡(jiǎn)單規(guī) 則教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論課堂討論 作業(yè)1.6瞬變體系 幾何組成 分析示例能判斷出瞬變體系， 能進(jìn)行幾何 組 成分 析瞬 變 體系的概 念，瞬變體系的 判斷方法，幾何 不 變 體系的基 本組成規(guī)則教師組織

5、、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論課堂討論 作業(yè)2靜定結(jié)構(gòu) 的內(nèi)力計(jì) 算及強(qiáng)度 校核能夠建立構(gòu) 件 的強(qiáng) 度條件，桿件與結(jié)構(gòu) 的內(nèi)力計(jì)算， 梁純彎 曲時(shí)的應(yīng)力， 梁剪切 彎曲時(shí)的切應(yīng)力、 梁 的正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度軸 向 拉壓桿的 內(nèi)力、單跨靜定 梁的內(nèi)力、多跨 靜定梁的內(nèi)力、 桿 件 橫截面上 的應(yīng)力、強(qiáng)度與教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)計(jì)算計(jì)算2.1單跨靜定 梁 指定截 面的內(nèi)力 多跨靜定 梁 指定截 面的內(nèi)力能夠用截面 法 求梁 制定截面的內(nèi)力， 利 用微分關(guān)系 作 內(nèi)力 圖，用疊加法作彎矩 圖軸 向 拉壓桿的 內(nèi)力、受力圖， 單 跨 靜定梁的 內(nèi)力，多跨靜定 梁的內(nèi)力教

6、師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.2靜定平面 鋼架的內(nèi) 力 ，靜定 平面桁架 的內(nèi)力能夠繪制簡(jiǎn) 支 鋼架 的內(nèi)力圖，計(jì)算制定 桁架的內(nèi)力、 判斷桁 架中的零桿靜 定 平面鋼架 的內(nèi)力，靜定平 面桁架的內(nèi)力教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.3重心和形 心，慣性 矩能夠計(jì)算物 體 的重 心，截面的 形 心位 置，工字鋼截面對(duì)某 軸的慣性矩物 體 的重心和 形心，慣性矩教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.4梁純彎曲 時(shí)的正應(yīng) 力，梁剪 切彎曲時(shí) 的切應(yīng)力能夠分析 梁純彎曲 時(shí)的正應(yīng)力， 矩形截 面梁的彎曲切應(yīng)力， 工字形

7、截面 梁 的彎 曲切應(yīng)力，剪切彎曲 桿件的最大切應(yīng)力軸 向 拉壓桿的 應(yīng)力，梁純彎曲 時(shí)的正應(yīng)力，梁 剪 切 彎曲時(shí)的 切應(yīng)力，教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)2.5強(qiáng)度分析 與計(jì)算能夠校核剛 木 構(gòu)架 各桿的強(qiáng)度， 梁的正 應(yīng)力和切應(yīng) 力 強(qiáng)度 計(jì)算，組合變形桿的 強(qiáng)度計(jì)算梁 的 正應(yīng)力和 切 應(yīng) 力強(qiáng)度計(jì) 算，組合變形桿 的強(qiáng)度計(jì)算，提 高 構(gòu) 件彎曲強(qiáng) 度的途徑教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3靜定結(jié)構(gòu) 的剛度計(jì) 算能夠校核結(jié) 構(gòu) 的剛 度，有效的控制構(gòu)件 的變形直 桿 的軸向變 形和扭轉(zhuǎn)角、虛 功原理、用積分 法求梁的變形、 圖乘法教

8、師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3.1直桿的軸 向變形能夠計(jì)算直 桿 的軸 向變形直 桿 的軸向變 形教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3.2用積分法 求梁的變 形能夠用積分 法 求梁 的變形，簡(jiǎn)支梁的強(qiáng) 度和剛度校核用 積 分法求梁 的變形教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)3.3圖乘法能夠用圖乘 法 求懸 臂梁的豎向位移圖乘法教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4壓桿穩(wěn)定能夠分析壓 桿 的穩(wěn) 定條件，壓桿的穩(wěn)定 計(jì)算基本概念、壓桿 穩(wěn)定計(jì)算、提高 壓 桿 穩(wěn)定性的 措施教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討

9、論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4.1臨界力計(jì) 算能夠確定矩 形 截面 壓桿的臨界力臨界力計(jì)算教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4.2壓桿穩(wěn)定 條件能夠?qū)δ疚?架 中的 壓桿進(jìn)行穩(wěn)定校核壓桿穩(wěn)定條件教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)5超 靜定結(jié) 構(gòu)能夠進(jìn)行超 靜 定梁 的計(jì)算，超靜定桁架 的計(jì)算，位移法力法、超靜定次 數(shù)的確定、力法 典型方程、力法 的 計(jì) 算步驟與 示例，位移法教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)51超靜定桁 架能夠計(jì)算超 靜 定桁 架力法，力法典型 方程教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作

10、業(yè)5.2位移法能夠用位移 法 計(jì)算 結(jié)構(gòu)并繪彎矩圖位移法教師組織、啟 發(fā)，學(xué)生案例 討論、書(shū)面作 業(yè)課堂討論 作業(yè)4. 進(jìn)度表設(shè)計(jì)序 號(hào)教學(xué)目標(biāo)和主要內(nèi)容學(xué)時(shí)單元標(biāo)題能力目標(biāo)能力訓(xùn)練 項(xiàng)目編號(hào)知識(shí)目標(biāo)其他12力的概念能夠辨別日常生 活中的力學(xué)現(xiàn)象 能夠用力的三要 素分析常見(jiàn)物體受 力形式能夠用靜力學(xué)的 基本公理分析常見(jiàn)1.1 了 解力 學(xué) 的 發(fā)展歷史 掌 握力 學(xué) 的 三要素 掌 握靜 力 學(xué) 的基本公理。物體的受力特點(diǎn)22力偶與力矩能夠用定義判斷 在什么情況下力矩 等于零能夠判別兩力偶 是否等效能夠正確的應(yīng)用 合力矩定理和力的 平移定理1.2 掌 握力 矩 的 計(jì)算公式 掌 握力 偶 的

11、三要素和性質(zhì) 掌 握合 理 合 力 矩 定理 合 力 的平移定理32約束，物體的受 力分析能夠辨別工程中 常見(jiàn)的約束類型能夠繪制工程結(jié) 構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖能夠繪制出工程 結(jié)構(gòu)的受力圖1.3 掌 握各 類 約 束 的 受力 特 點(diǎn) 和簡(jiǎn)化方法 掌 握內(nèi) 力 分 析的基本步驟 掌 握繪 制 結(jié) 構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的 原則42平面一般力系 向一點(diǎn)簡(jiǎn)化能夠根據(jù)不同的 情況將平面力系向 任一點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化能夠正確的應(yīng)用 合力矩定理。1.4 掌 握平 面 力 系 的 分類 及 平 面 任 意力 系 簡(jiǎn) 化 后 的四 種 結(jié) 果 掌 握平 面 合 力矩定理52平面一般力系 的平衡方程能夠合理的選擇 坐標(biāo)系和矩心 對(duì)于平面任意力

12、 系，能夠合理的選 擇計(jì)算方法，簡(jiǎn)便 快速的進(jìn)行求 解1.4 掌 握平 面 物 系平衡的條件 掌 握平 面 物 系 的 三種 平 衡 方程 掌 握平 面 任 意 力 系平 衡 的 求解步驟62剛片、自由度和 約束的概念 幾何不變體系 的簡(jiǎn)單組成 能判斷 剛片數(shù) 目 會(huì)計(jì)算自由度 會(huì)應(yīng)用 基本組 成規(guī)則進(jìn)行幾何組 成分析1.5 了解平面桿 系 的 幾個(gè) 重 要 概念 掌握三剛片 規(guī)則 掌握二元體 規(guī)則 掌握二剛片 規(guī)則72瞬變體系 幾何組成分析 能判斷出瞬變 體系1.6 理解瞬變體 系的概念示例 能進(jìn)行幾何組 成分析 掌握瞬變體 系的判斷方法 掌握幾何不 變 體 系的 基 本 組成規(guī)則82軸向拉

13、壓桿的 內(nèi)力 會(huì)計(jì)算 軸向拉 壓桿的內(nèi)力 能正確 繪制軸 力圖2.1 掌 握軸 向 拉 壓 桿 內(nèi)力 的 計(jì) 算方法 掌 握軸 力 圖 的繪制方法 掌握軸力圖 的繪制步驟92單跨靜定梁的 內(nèi)力（一） 會(huì)正確 計(jì)算單 跨靜定梁的剪力 會(huì)正確 計(jì)算單 跨靜定梁的彎矩2.1 單 跨靜 定 梁 剪力計(jì)算方法 單 跨靜 定 梁 彎矩計(jì)算方法 單 跨靜 定 梁 剪力計(jì)算步驟 單 跨靜 定 梁 彎 矩 的計(jì) 算 步 驟102單跨靜定梁的 內(nèi)力（二） 會(huì)正確 應(yīng)用積 分關(guān)系繪制單跨靜 定梁的剪力圖 會(huì)正確 應(yīng)用積 分關(guān)系繪制單跨靜 定梁的彎矩圖 會(huì)正確 應(yīng)用疊 加法繪制單跨靜定 梁的彎矩圖2.1 單跨靜定梁

14、剪 力 圖的 繪 制 方法 單跨靜定梁 彎 矩 圖的 繪 制 方法 單跨靜定梁 剪 力 圖的 繪 制 步驟 單跨靜定梁 彎 矩 圖的 繪 制 步驟112多跨靜定梁的 內(nèi)力能正確繪制多跨 靜定梁的層次圖會(huì)正確繪制多跨靜定梁的剪力圖會(huì)正確繪制多跨靜定梁的彎矩圖2.1 掌 握多 跨 靜 定 梁 層次 圖 的 繪制 多 跨靜 定 梁 剪 力 圖的 繪 制 方法 多 跨靜 定 梁 彎 矩 圖的 繪 制 方法 多 跨靜 定 梁剪 力 圖的 繪 制 步驟 多 跨靜 定 梁 彎 矩 圖的 繪 制 步驟122靜定平面剛架 的內(nèi)力能正確計(jì)算靜定 平面剛架的內(nèi)力 能正確繪制靜定 平面剛架的軸力圖 會(huì)正確繪制靜定 平

15、面剛架的剪力圖會(huì)正確繪制靜定 平面剛架的彎矩圖2.2 理 解靜 定 平 面剛架的組成 掌 握靜 定 平 面 剛 架內(nèi) 力 的 計(jì)算方法 掌 握靜 定 平 面 剛 架軸 力 圖 的繪制方法 掌 握靜 定 平 面 剛 架剪 力 圖 的繪制方法 掌 握靜 定 平 面 剛 架彎 矩 圖 的繪制方法132靜定平面桁架 的內(nèi)力能正確應(yīng)用結(jié)點(diǎn) 法計(jì)算靜定平面桁 架的內(nèi)力能正確應(yīng)用截面 發(fā)計(jì)算靜定平面桁 架的內(nèi)力2.2 理 解靜 定 平 面桁架的組成 掌 握結(jié) 點(diǎn) 法 計(jì) 算 靜定 平 面 桁架內(nèi)力 掌 握截 面 法 計(jì) 算 靜定 平 面 桁架內(nèi)力142物體的重心和 形心會(huì)正確計(jì)算截面 的面積矩能正確計(jì)算截面

16、形心坐標(biāo) 能正確計(jì)算截面慣 性矩能正確計(jì)算截面 慣性積2.3 理 解物 體 重 心 計(jì) 算公 式 的 推導(dǎo)過(guò)程掌 握 面積 矩 公 式的推導(dǎo) 掌 握截 面 形 心 坐 標(biāo)的 計(jì) 算 公式 掌 握截 面 慣 性 矩 的計(jì) 算 公 式 掌 握截 面 慣 性 積 的計(jì) 算 公 式152軸向拉壓桿的 應(yīng)力會(huì)正確計(jì)算軸向 拉壓桿橫截面上的2.4 了 解應(yīng) 力 的 概念，了解應(yīng)變應(yīng)力會(huì)正確計(jì)算軸向 拉壓桿斜截面上的 應(yīng)力的概念 掌 握胡 克 定 律 掌 握切 應(yīng) 力 互等定理 掌 握軸 向 拉 壓 桿 橫截 面 上 應(yīng)力的求法 掌 握軸 向 拉 壓 桿 斜截 面 上 應(yīng)力的求法162梁純彎曲時(shí)的 正應(yīng)力能

17、正確計(jì)算梁純彎 曲時(shí)的正應(yīng)力2.4 了 解梁 純 彎 曲變形的假設(shè) 理 解梁 純 彎 曲 正 應(yīng)力 公 式 的推導(dǎo) 掌 握梁 的 彎 曲 正 應(yīng)力 的 計(jì) 算方法172梁剪切彎曲時(shí) 的切應(yīng)力能正確計(jì)算矩形 截面的彎曲切應(yīng)力 能正確計(jì)算工字 形截面的彎曲切應(yīng) 力能正確計(jì)算各種 截面的彎曲桿件的 最大切應(yīng)力2.4 理 解矩 形 截 面 梁 的彎 曲 切 應(yīng) 力 公式 的 推 導(dǎo) 理 解工 字 形 截 面 梁的 彎 曲 切 應(yīng) 力公 式 的 推導(dǎo) 掌 握剪 切 彎 曲 桿 件的 最 大 切應(yīng)力公式182梁的正應(yīng)力和 切應(yīng)力強(qiáng)度計(jì) 算能正確應(yīng)用軸向 拉壓桿的強(qiáng)度條件 進(jìn)行強(qiáng)度校核能正確應(yīng)用軸向 拉壓桿

18、的強(qiáng)度條件 進(jìn)行截面設(shè)計(jì)能正確應(yīng)用軸向 拉壓桿的強(qiáng)度條件 確定容許荷載2.4 了 解容 許 應(yīng) 力的概念了解強(qiáng)度理 論 的 研究 對(duì) 象 及強(qiáng)度條件 掌 握軸 向 拉 壓 桿 遷都 的 計(jì) 算公式192連接件的強(qiáng)度 計(jì)算能正確計(jì)算連接 件的剪切應(yīng)力強(qiáng)度 能正確計(jì)算連接 件的擠壓應(yīng)力強(qiáng)度2.5 掌 握連 接 件 的 剪 切實(shí) 用 計(jì) 算方法及步驟 掌 握連 接 件能正確計(jì)算梁的 正應(yīng)力強(qiáng)度能正確計(jì)算梁的 切應(yīng)力強(qiáng)度的 擠 壓實(shí) 用 計(jì) 算方法及步驟 掌 握梁 的 正 應(yīng) 力 強(qiáng)度 計(jì) 算 方法及步驟 掌 握量 的 切 應(yīng) 力 強(qiáng)度 計(jì) 算 方法及步驟202組合變形桿 的 強(qiáng)度計(jì)算能正確計(jì)算斜彎

19、曲組合變形桿的強(qiáng) 度能正確計(jì)算拉 （壓）彎組合變形 的強(qiáng)度 能正確計(jì)算偏心 拉伸（壓縮）的強(qiáng) 度計(jì)算公式 能對(duì)不滿足強(qiáng)度 條件的構(gòu)件進(jìn)行改 進(jìn)2.5 掌 握斜 彎 曲 組 合 變形 桿 的 強(qiáng)度計(jì)算公式 掌握拉（壓） 彎 組 合變 形 的 強(qiáng)度計(jì)算公式 掌 握偏 心 拉 伸（壓縮）的強(qiáng) 度計(jì)算公式 了 解提 高 構(gòu) 件 彎 曲強(qiáng) 度 的 途徑212直桿的軸向 變 形 虛功原理能求出直桿的軸 向變形能夠應(yīng)用虛功原 理運(yùn)用單位荷載法求 變形3.1會(huì)求直桿 的軸向變形 理 解 虛 功 原理掌握單位 荷載法求位移 方法222用積分法求 梁 的變形運(yùn)用積分法求梁 的變形能校核梁的剛度能通過(guò)合理方式 提高

20、梁的彎曲剛度3.2 掌 握用 積 分 法 求 梁的 變 形 的方法 理 解梁 的 剛 度條件 掌 握提 高 梁 彎 曲 剛度 的 措 施232圖乘法運(yùn)用圖乘法計(jì)算 靜定梁的變形運(yùn)用圖乘法計(jì)算靜定剛架的變形3.3 理 解圖 乘 法 的應(yīng)用條件 熟 練掌 握 圖 乘法242壓桿穩(wěn)定計(jì)算運(yùn)用歐拉公式計(jì) 算臨界力 計(jì)算臨界應(yīng)力運(yùn)用臨界應(yīng)力經(jīng)4 掌 握軸 向 受 壓 臨 界力 計(jì) 算 方法 掌 握軸 向 受驗(yàn)公式能計(jì)算壓桿穩(wěn)定 的各類問(wèn)題能運(yùn)用各種措施 提高壓桿的穩(wěn)定性壓 臨 界應(yīng) 力 計(jì) 算方法 掌 握穩(wěn) 定 校 核、截面設(shè)計(jì)及 確定 容許荷載 的方法 掌 握提 高 壓 桿 穩(wěn) 定性 的 措 施。252超靜定次數(shù) 的 確定能確定結(jié)構(gòu)的超 靜定次數(shù)能夠結(jié)合單位荷 載法將超靜定問(wèn)題 轉(zhuǎn)化為靜定問(wèn)題5.1 掌 握超 靜 定 次 數(shù) 的確 定 方 法 掌 握力 法 的 基本概念262力法典型方程能確定超靜定結(jié) 構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 能建立超靜定結(jié) 構(gòu)的力法方程能計(jì)算出方程中 的系數(shù)、自由項(xiàng)及 未知力5.1 熟 練掌 握 力 法典型方程 熟 練掌 握 力 法的計(jì)算方法 熟 練掌 握 力 法的基本步