fortran結(jié)構(gòu)力學課程設(shè)計

fortran結(jié)構(gòu)力學課程設(shè)計一、課程目標

知識目標：

1.理解Fortran語言在結(jié)構(gòu)力學問題中的應(yīng)用，掌握其基本語法和編程技巧。

2.學習并掌握結(jié)構(gòu)力學的基本理論知識，包括受力分析、應(yīng)力應(yīng)變計算等。

3.了解結(jié)構(gòu)力學中的常見問題，如梁、板、殼體的受力分析，并能運用Fortran程序進行模擬計算。

技能目標：

1.能夠運用Fortran語言編寫結(jié)構(gòu)力學相關(guān)程序，進行簡單結(jié)構(gòu)模型的受力分析。

2.培養(yǎng)學生運用計算機輔助分析解決結(jié)構(gòu)力學問題的能力，提高計算思維。

3.學會查閱相關(guān)資料，對Fortran程序進行調(diào)試和優(yōu)化，提高問題解決效率。

情感態(tài)度價值觀目標：

1.培養(yǎng)學生對結(jié)構(gòu)力學的興趣，激發(fā)學習熱情，增強對工程學科的認識和熱愛。

2.培養(yǎng)學生的團隊合作精神，學會在團隊中分工協(xié)作，共同解決問題。

3.增強學生的創(chuàng)新意識，鼓勵嘗試新方法解決問題，培養(yǎng)勇于挑戰(zhàn)的精神。

課程性質(zhì)：本課程為高二年級的選修課程，結(jié)合Fortran語言和結(jié)構(gòu)力學知識，注重培養(yǎng)學生的實際操作能力和問題解決能力。

學生特點：學生已具備一定的物理基礎(chǔ)和編程能力，對結(jié)構(gòu)力學有一定了解，但對Fortran語言接觸較少。

教學要求：教師需采用案例教學，引導(dǎo)學生運用所學知識解決實際問題，注重理論與實踐相結(jié)合，提高學生的實際操作能力。同時，關(guān)注學生的個體差異，給予個性化的指導(dǎo)和支持。通過本課程的學習，使學生能夠達到以上所述的具體學習成果。

二、教學內(nèi)容

1.Fortran語言基礎(chǔ)：變量定義、數(shù)據(jù)類型、運算符、控制結(jié)構(gòu)（循環(huán)、分支）、數(shù)組、函數(shù)與子程序。

教材章節(jié)：第一章至第三章。

2.結(jié)構(gòu)力學基本理論：

a.受力分析：平面力系、空間力系。

b.應(yīng)力與應(yīng)變：應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變、胡克定律。

c.桿件受力分析：拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。

d.結(jié)構(gòu)靜力學平衡方程。

教材章節(jié)：第四章至第六章。

3.結(jié)構(gòu)力學問題建模與求解：

a.梁的受力分析：簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁。

b.板與殼體的受力分析：薄板理論、薄殼理論。

c.Fortran程序編寫與調(diào)試：結(jié)合實際問題，編寫結(jié)構(gòu)力學分析程序。

教材章節(jié)：第七章至第九章。

4.實踐案例分析：

a.簡支梁受力分析案例。

b.橋梁結(jié)構(gòu)受力分析案例。

c.建筑結(jié)構(gòu)受力分析案例。

教學進度安排：共16課時，其中Fortran語言基礎(chǔ)占4課時，結(jié)構(gòu)力學基本理論占6課時，結(jié)構(gòu)力學問題建模與求解占4課時，實踐案例分析占2課時。教學內(nèi)容需按照教學進度逐步展開，注重理論與實踐相結(jié)合，確保學生能夠扎實掌握所學知識。

三、教學方法

本課程將采用以下多樣化的教學方法，以激發(fā)學生的學習興趣和主動性：

1.講授法：教師通過生動的語言、形象的比喻和具體的案例，對Fortran語言基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)力學基本理論進行系統(tǒng)講解，幫助學生建立完整的知識體系。

-結(jié)合教材章節(jié)，通過PPT、板書等形式進行直觀演示，便于學生理解和記憶。

2.討論法：針對結(jié)構(gòu)力學問題建模與求解的過程，組織學生進行小組討論，鼓勵學生發(fā)表自己的觀點，培養(yǎng)學生的批判性思維和團隊協(xié)作能力。

-教師提出問題，引導(dǎo)學生從不同角度分析問題，促進學生之間的思想碰撞。

3.案例分析法：選取具有代表性的實踐案例，引導(dǎo)學生運用所學知識進行分析，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。

-教師指導(dǎo)學生分析案例背景、關(guān)鍵問題，并引導(dǎo)學生運用Fortran語言進行求解。

4.實驗法：組織學生進行計算機實驗，通過實際操作驗證理論知識的正確性，提高學生的實際操作能力。

-安排學生在實驗室進行上機操作，通過編寫、調(diào)試程序，觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果。

5.任務(wù)驅(qū)動法：將課程內(nèi)容分解為多個任務(wù)，要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成，培養(yǎng)學生的時間管理能力和執(zhí)行力。

-教師設(shè)置任務(wù)難度，關(guān)注學生的個體差異，引導(dǎo)學生自主探究，完成任務(wù)。

6.小組合作法：在課程實踐環(huán)節(jié)，鼓勵學生分組合作，共同完成項目任務(wù)，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

-教師對小組進行指導(dǎo)，關(guān)注合作過程，確保每個學生都能在項目中發(fā)揮自己的作用。

四、教學評估

為確保教學評估的客觀、公正和全面性，本課程采用以下評估方式：

1.平時表現(xiàn)（占總評30%）：

-課堂參與度：鼓勵學生積極發(fā)言、提問，對課堂討論和小組合作表現(xiàn)給予評價。

-課堂紀律：評估學生的出勤、遲到、早退等情況，培養(yǎng)學生的自律意識。

-學習態(tài)度：關(guān)注學生在課堂上的學習態(tài)度，如專心聽講、認真筆記等。

2.作業(yè)（占總評30%）：

-Fortran編程作業(yè)：布置與課程內(nèi)容相關(guān)的編程作業(yè)，評估學生的編程能力和問題解決能力。

-理論作業(yè)：布置結(jié)構(gòu)力學相關(guān)理論問題，評估學生對知識點的掌握程度。

-綜合性作業(yè)：結(jié)合實踐案例，要求學生完成綜合性的分析報告，評估學生的綜合應(yīng)用能力。

3.考試（占總評40%）：

-期中考試：以選擇題、填空題、計算題等形式，全面考察學生對課程知識的掌握。

-期末考試：采用閉卷形式，側(cè)重于考察學生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識。

4.實踐環(huán)節(jié)（占總評10%）：

-實驗報告：評估學生在實驗過程中的觀察、分析、總結(jié)能力。

-項目成果：對小組合作完成的項目進行評價，包括項目報告、程序代碼、演示等。

教學評估具體安排如下：

1.平時表現(xiàn)：每學期進行兩次評估，分別在期中和期末。

2.作業(yè)：共布置6次作業(yè)，每次作業(yè)按質(zhì)量評分。

3.考試：期中考試安排在課程進行到一半時，期末考試在課程結(jié)束時進行。

4.實踐環(huán)節(jié)：根據(jù)實驗和項目完成情況進行評分。

五、教學安排

為確保教學進度合理、緊湊，同時充分考慮學生的實際情況和需求，本課程的教學安排如下：

1.教學進度：

-Fortran語言基礎(chǔ)：4課時，安排在課程前兩周，每周2課時。

-結(jié)構(gòu)力學基本理論：6課時，安排在第三周至第五周，每周2課時。

-結(jié)構(gòu)力學問題建模與求解：4課時，安排在第六周至第七周，每周2課時。

-實踐案例分析：2課時，安排在第八周。

-期中復(fù)習及考試：2課時，安排在第九周。

-期末復(fù)習及考試：2課時，安排在課程最后一周。

2.教學時間：

-每課時45分鐘，每節(jié)課間休息10分鐘。

-課程安排在學生精力充沛的時間段，如上午第一節(jié)課或下午第一節(jié)課。

-考慮到學生的作息時間，避免安排在學生容易疲勞的時段。

3.教學地點：

-理論課：安排在普通教室，配備多媒體設(shè)備，便于教師展示PPT和板書。

-實驗課：安排在計算機實驗室，確保每位學生都能使用到電腦進行上機操作。

4.