土木工程力学课程整体教学设计高等教育工学高等教育大学课件.pdf
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1、土木工程力学课程整体教学设计 一、管理信息 课程名称:土木工程力学 制定时间:5 月 课程代码:所属分院:哈尔滨铁道职业技术学院 制定人:费学军 二、基本信息 学分:课程类别:交通土建类专业基础课 学时:60 授课对象:铁道工程专业,工程造价专业 三、课程设计 1.课程目标设计(1)能力目标 具有简化力学问题,分析解决力学问题的运算能力。能对工程实际的简单构件进行设计、校核等运算。能分析或预料出构件失效或破坏的原因。(2)知识目标 巩固和掌握刚体平衡方程应用。巩固和掌握基本构件的强度、冈寸度和稳定性问题的分析。巩固和了解杆件结构基本组成规则。巩固和掌握静定结构的内力。巩固和掌握简单超静定结构内
2、力的计算方法。2.课程内容设计 模块名称 学时 基础知识(力、物体的受力分析、结构的计算简图、平面力系的简化)14 静定结构的内力计算及强度校核(杆件与结构的内力计算、重心及截面的几 何性质、杆件横截面的应力、强度分析与计算)26 静定结构的刚度计算(杆件变形及结构的位移计算)6 压杆稳定 2 超静定结构(力法、位移法)12 合计 60 课程类别交通土建类专业基础课授课对象铁道工程专业工程造价专业课程代码制定人费学军二基本信息学分学时三课程设计课程目标设计能力目标具有简化力学问题分析解决力学问题的运算能力能对工程实际的简单构件进行设计校度冈寸度和稳定性问题的分析巩固和了解杆件结构基本组规则巩固
3、和掌握静定结构的内力巩固和掌握简单超静定结构内力的计算方法课程内容设计模块名称基础知识力物体的受力分析结构的计算简图平面力系的简化静定结构的内力计算杆件变形及结构的位移计算压杆稳定超静定结构力法位移法学时合计拟实现的能力目标相关支撑知识能力训练项目设计编号能力训练项目名称静力学基础能力能够研究物体的受力分析结构的计算简图掌握力力系力学的基本公理3.能力训练项目设计 编号 能力训练 项目名称 拟实现的能力目标 相关支撑知识 训练方式手 段及步骤 结果 1 静力学基 础能力 能够研究物体的受 力分析,结构的计算 简图,掌握力、力系、力学的基本公理 力的概念、基本 公理、约束与约 束反力、受力分 析
4、、平面力系的 简化 教师组织、启 发,学生案例 讨论 小 组 项 目 作业 1.1 力的大小、方向、作 用点 能够分析力的大小、力的方向、力的作用 占 八、力的概念 教师组织、启 发,学生案例 讨论 课 堂 讨 论 作业 1.2 力对点之 距,力对 轴之距,力偶 能够了解扳手拧紧 或拧松螺母现象,方 向盘的作用 力矩,力偶 教师组织、启 发,学生案例 讨论 课 堂 讨 论 作业 1.3 约束,水 平梁用斜 杆支撑受 力分析,杆系结构 简化 能够了解铰接、支 座、链杆约束,水平 梁用斜杆支撑受力 分析,三铰拱桥受力 分析 约束与反约束 力,物体的受力 分析及受力图,结构的计算简 图 教师组织、启
5、 发,学生案例 讨论 课 堂 讨 论 作业 1.4 平面一般 力系向一 点简化及 平衡方程 能够分析挡土墙向 一点简化,三角形支 架的受力情况 平面一般力系 向一点简化,平 面一般力系的 平衡方程 教师组织、启 发,学生案例 讨论 课 堂 讨 论 作业 1.5 钢片、自 由度和约 束,几何 不变体系 的简单规 则 能够了解钢片、自由 度和约束(连杆、单 铰、复铰、刚性连 接),多余约束,三 钢片、二元体、两刚 片规则 钢片、自由度和 约束,几何不变 体系的简单规 则 教师组织、启 发,学生案例 讨论 课 堂 讨 论 作业 1.6 瞬 变 体 系 几何组成 分析示例 能判断出瞬变体系,能进行几何
6、组成分 析 瞬变体系的概 念,瞬变体系的 判断方法,几何 不变体系的基 本组成规则 教师组织、启 发,学生案例 讨论 课 堂 讨 论 作业 2 静 定 结 构 的内力计 算及强度 校核 能够建立构件的强 度条件,杆件与结构 的内力计算,梁纯弯 曲时的应力,梁剪切 弯曲时的切应力、梁 的正应力和切应力强度 轴向拉压杆的 内力、单跨静定 梁的内力、多跨 静定梁的内力、杆件横截面上 的应力、强度与 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课 堂 讨 论 作业 课程类别交通土建类专业基础课授课对象铁道工程专业工程造价专业课程代码制定人费学军二基本信息学分学时三课程设计课程目标设计能力目标具有简化
7、力学问题分析解决力学问题的运算能力能对工程实际的简单构件进行设计校度冈寸度和稳定性问题的分析巩固和了解杆件结构基本组规则巩固和掌握静定结构的内力巩固和掌握简单超静定结构内力的计算方法课程内容设计模块名称基础知识力物体的受力分析结构的计算简图平面力系的简化静定结构的内力计算杆件变形及结构的位移计算压杆稳定超静定结构力法位移法学时合计拟实现的能力目标相关支撑知识能力训练项目设计编号能力训练项目名称静力学基础能力能够研究物体的受力分析结构的计算简图掌握力力系力学的基本公理 计算 计算 2.1 单跨静定 梁指定截 面的内力 多跨静定 梁指定截 面的内力 能够用截面法求梁 制定截面的内力,利 用微分关系
8、作内力 图,用叠加法作弯矩 图 轴向拉压杆的 内力、受力图,单跨静定梁的 内力,多跨静定 梁的内力 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 2.2 静定平面 钢架的内 力,静定 平面桁架 的内力 能够绘制简支钢架 的内力图,计算制定 桁架的内力、判断桁 架中的零杆 静定平面钢架 的内力,静定平 面桁架的内力 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 2.3 重心和形 心,惯性 矩 能够计算物体的重 心,截面的形心位 置,工字钢截面对某 轴的惯性矩 物体的重心和 形心,惯性矩 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 2.4 梁纯弯曲
9、 时的正应 力,梁剪 切弯曲时 的切应力 能够分析梁纯弯曲 时的正应力,矩形截 面梁的弯曲切应力,工字形截面梁的弯 曲切应力,剪切弯曲 杆件的最大切应力 轴向拉压杆的 应力,梁纯弯曲 时的正应力,梁 剪切弯曲时的 切应力,教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 2.5 强度分析 与计算 能够校核刚木构架 各杆的强度,梁的正 应力和切应力强度 计算,组合变形杆的 强度计算 梁的正应力和 切应力强度计 算,组合变形杆 的强度计算,提 高构件弯曲强 度的途径 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 3 静定结构 的刚度计 算 能够校核结构的刚 度,有效的控
10、制构件 的变形 直杆的轴向变 形和扭转角、虚 功原理、用积分 法求梁的变形、图乘法 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 3.1 直杆的轴 向变形 能够计算直杆的轴 向变形 直杆的轴向变 形 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 3.2 用积分法 求梁的变 形 能够用积分法求梁 的变形,简支梁的强 度和刚度校核 用积分法求梁 的变形 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 课程类别交通土建类专业基础课授课对象铁道工程专业工程造价专业课程代码制定人费学军二基本信息学分学时三课程设计课程目标设计能力目标具有简化力学问题分析解决力
11、学问题的运算能力能对工程实际的简单构件进行设计校度冈寸度和稳定性问题的分析巩固和了解杆件结构基本组规则巩固和掌握静定结构的内力巩固和掌握简单超静定结构内力的计算方法课程内容设计模块名称基础知识力物体的受力分析结构的计算简图平面力系的简化静定结构的内力计算杆件变形及结构的位移计算压杆稳定超静定结构力法位移法学时合计拟实现的能力目标相关支撑知识能力训练项目设计编号能力训练项目名称静力学基础能力能够研究物体的受力分析结构的计算简图掌握力力系力学的基本公理3.3 图乘法 能够用图乘法求悬 臂梁的竖向位移 图乘法 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 4 压杆稳定 能够分析压杆的
12、稳 定条件,压杆的稳定 计算 基本概念、压杆 稳定计算、提高 压杆稳定性的 措施 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 4.1 临界力计 算 能够确定矩形截面 压杆的临界力 临界力计算 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 4.2 压杆稳定 条件 能够对木屋架中的 压杆进行稳定校核 压杆稳定条件 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 5 超静定结 构 能够进行超静定梁 的计算,超静定桁架 的计算,位移法 力法、超静定次 数的确定、力法 典型方程、力法 的计算步骤与 示例,位移法 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业
13、 课堂讨论 作业 5.1 超静定桁 架 能够计算超静定桁 架 力法,力法典型 方程 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 5.2 位移法 能够用位移法计算 结构并绘弯矩图 位移法 教师组织、启 发,学生案例 讨论、书面作 业 课堂讨论 作业 4.进度表设计 序 号 教学目标和主要内容 学时 单元标题 能力目标 能力训练 项目编号 知识目标 其他 1 2 力的概念 能够辨别日常生 活中的力学现象 能够用力的三要 素分析常见物体受 力形式 能够用静力学的 基本公理分析常见 1.1 了解力学的 发展历史 掌握力学的 三要素 掌握静力学 的基本公理。课程类别交通土建类专业基础课
14、授课对象铁道工程专业工程造价专业课程代码制定人费学军二基本信息学分学时三课程设计课程目标设计能力目标具有简化力学问题分析解决力学问题的运算能力能对工程实际的简单构件进行设计校度冈寸度和稳定性问题的分析巩固和了解杆件结构基本组规则巩固和掌握静定结构的内力巩固和掌握简单超静定结构内力的计算方法课程内容设计模块名称基础知识力物体的受力分析结构的计算简图平面力系的简化静定结构的内力计算杆件变形及结构的位移计算压杆稳定超静定结构力法位移法学时合计拟实现的能力目标相关支撑知识能力训练项目设计编号能力训练项目名称静力学基础能力能够研究物体的受力分析结构的计算简图掌握力力系力学的基本公理 物体的受力特点 2
15、2 力偶与力矩 能够用定义判断 在什么情况下力矩 等于零 能够判别两力偶 是否等效 能够正确的应用 合力矩定理和力的 平移定理 1.2 掌 握 力 矩 的 计算公式 掌 握 力 偶 的 二要素和性质 掌 握 合 理 合 力矩定理合力 的平移定理 3 2 约束,物体的受 力分析 能够辨别工程中 常见的约束类型 能够绘制工程结 构计算简图 能够绘制出工程 结构的受力图 1.3 掌 握 各 类 约 束的受力特点 和简化方法 掌 握 内 力 分 析的基本步骤 掌 握 绘 制 结 构计算简图的 原则 4 2 平面一般力系 向一点简化 能够根据不同的 情况将平面力系向 任一点进行简化 能够正确的应用 合力
16、矩定理。1.4 掌 握 平 面 力 系的分类及平 面任意力系简 化后的四种结 果 掌 握 平 面 合 力矩定理 5 2 平面一般力系 的平衡方程 能够合理的选择 坐标系和矩心 对于平面任意力 系,能够合理的选 择计算方法,简便 快速的进行求 解 1.4 掌 握 平 面 物 系平衡的条件 掌 握 平 面 物 系的三种平衡 方程 掌 握 平 面 任 意力系平衡的 求解步骤 6 2 刚片、自由度和 约束的概念 几何不变体系 的简单组成 能判断刚片数 目 会计算自由度 会应用基本组 成规则进行几何组 成分析 1.5 了 解 平 面 杆 系的几个重要 概念 掌 握 三 刚 片 规则 掌 握 一 兀 体
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