材料力学课程（精选12篇）
材料力学课程 篇1
材料力学是研究构件在外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限, 材料力学是高等工科学校一门很重要的专业技术基础课, 它与机械、土建、交通水利等工程密切相关, 在基础课与专业课之间起着桥梁作用。
无论是日常生活中的杆件, 还是机械中常见的杆件, 只要它们受力, 就存在变形和断裂的问题。研究单根杆件的变形或断裂问题, 考察如何设计杆件当受力时不会发生过大的变形、失稳、破坏, 用尽可能少的材料来满足要求, 这就是材料力学的任务, 学习材料力学知识, 可以培养学生对工程设计中构件的承载能力具有明确的基本概念、必要的基础知识, 熟练的计算能力和初步的实验分析能力[1]。了解新的科研成果、新技术, 初步掌握现代计算技术及试验技术, 研究的内容包括构件的强度、刚度及稳定性问题, 实验分析构件所用材料的力学性质, 为构件的设计提供理论基础和计算方法。培养学生具有一定的计算能力、理论分析和实验分析能力, 为学生学习后续课程和工程技术提供必要的力学基础, 加强学生的抽象思维能力和科学的世界观, 培养学生的工程观点和解决问题的能力。
材料力学的任务要求, 首先应该树立正确的设计思想, 理论联系实际, 解决好经济与安全的矛盾, 具备创新精神; 全面系统地了解构件的受力变形、破坏的规律; 掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程中的应用; 将一般构件抽象成力学简图, 进行外力分析、内力分析、应力分析、应变分析、应力应变分析; 掌握测定材料力学性能的原理和方法, 具有进行实验研究的初步能力; 在满足强度、刚度和稳定性的前提下, 以最经济的代价, 为构件选择合适的材料, 设计合理的截面形状和尺寸, 为构件设计提供计算依据; 了解材料力学的新理论, 新方法及发展趋向。
材料力学的主要内容[2], ( 1) 绪论内容包括材料力学的任务和研究对象, 变形固体的基本假设, 内力、截面法, 应力的概念, 线应变和剪应变, 杆件变形的基本形式。 ( 2) 轴向拉伸和压缩: 基本概念和实例, 截面法、轴力和轴力图, 直杆横截面和斜截面上的应力, 最大剪切应力, 低碳钢和铸铁的拉伸试验及拉伸时材料的力学性质, 低碳钢和铸铁的压缩试验及压缩时材料的力学性质, 许用应力, 强度条件, 圣维南原理, 轴向拉伸和压缩时的变形, 应变能、比能; 应力集中的概念, 简单拉压静不定问题。 ( 3) 扭转和剪切:扭转的概念和实例, 扭矩和扭矩图, 薄壁圆筒扭转时的应力和变形, 纯剪切、剪切虎克定律、剪应力互等定理, 圆轴扭转时的应力和变形, 强度和刚度条件, 扭转时的弹性应变能, 密圈弹簧的应力和变形, 非圆截面扭转的概念, 剪切的概念、实例, 剪切、挤压的实用计算。 ( 4) 弯曲强度与变形: 平面弯曲的概念和实例, 梁的计算简图、剪力、弯矩及其方程, 剪力图和弯矩图, 弯矩、剪力和分布载荷集度的关系及其应用, 纯弯曲时的正应力公式, 弯曲正应力的强度计算, 矩形截面梁和工字形截面梁的剪应力, 弯曲剪应力的强度计算, 提高弯曲强度的措施, 弯曲中心的概念, 梁的挠曲线及其近似微分方程, 用积分法求梁的挠度和转角, 根据叠加法求梁的挠度和转角, 梁的刚度校核, 提高弯曲刚度的措施, 梁弯曲时的变形能。 ( 5) 应力状态和强度理论: 应力状态、主应力和主平面的概念, 平面应力状态下的应力分析- 解析法和图解法, 三向应力状态基本概念, 平面应力状态下的应变分析, 广义虎克定律, 强度理论的概念, 材料破坏形式, 四种常用强度理论、莫尔强度理论。 ( 6) 组合变形与强度计算: 组合变形的概念和实例, 斜弯曲时的应力和强度计算, 拉伸 ( 压缩) 与弯曲组合时的应力和强度计算, 扭转与弯曲组合时的应力和强度计算。 ( 7) 压杆稳定: 弹性平衡稳定性的概念, 细长压杆临界力的欧拉公式, 杆端不同约束的影响、长度系数, 压杆的柔度, 欧拉公式的适用范围, 经验公式、临界应力总图, 压杆的稳定计算, 提高压杆稳定性的措施。 ( 8) 动载荷与疲劳强度: 虚功原理, 单位力法, 莫尔定理, 计算莫尔积分的图形互乘法, 卡氏定理, 互等定理, 动静法应用, 能量法解冲击问题, 提高杆件抗冲击能力的措施交变应力下材料的疲劳破坏, 交变应力参数, 持久极限和影响因素, 对称循环的疲劳强度校核, 疲劳限图、非对称循环的疲劳强度校核, 提高构件疲劳强度的主要措施。
材料力学的基本实验包括拉伸与压缩实验、扭转实验、纯弯曲正应力测定、组合变形杆件主应力测定, 提高性实验包括冲击试验和疲劳试验, 要求会对一些材料的基本常用力学性能指标进行测定, 对根据假设导出的理论公式加以验证, 实验应力的初步分析, 掌握所用仪器设备的操作规程及熟练使用仪器设备, 进行数据采集及分析, 根据理论知识与实验应用实验误差的分析, 观察实验过程中各种物理现象, 实验课是本课程的实践环节, 其作用是通过这样一组实践教学环节的实施, 加强对材料力学的工程概念, 了解这门课程与工程实际的紧密关系, 培养、锻炼学生的创新思维和科研能力, 大量与材料力学相关的产品和科研成果作为材料力学实验实践教学的内容, 通过参观图片实物、实验演示以及学生自己观察、分析和动手实践达到实验的目的。
摘要：材料力学作为高等工科学校一门重要的专业技术基础课, 与我们实际的生产活动紧密相关, 本文从材料力学任务要求、学习的目的, 对课程的主要内容的掌握, 课程实验教学对材料力学课程教学要求进行初步探索。
关键词：材料力学,教学,实验,探索
参考文献
[1]罗剑平, 董明会.材料力学课程教学方法改革探讨[J].白城师范学院学报, 2012.03.
[2]单辉祖.材料力学[M].北京:高等教育出版社, 2009.
材料力学课程 篇2
结合多年的教学经验，对材料力学课程教学方法进行了探讨。
实践表明，研究内容对提高学生学习材料力学的兴趣，改善材料力学课堂教学效果有重要意义。
关键词：材料力学 教学方法 工程实际 多媒体
材料力学是高等学校工科类专业一门重要的专业技术基础课，在相关专业教学安排中具有承前启后的重要作用。
其理论与计算公式在各工程部门的结构设计中被广泛采用。
但材料力学的内容较繁杂，一般包括基本变形、应力状态理论和强度理论、组合变形、能量法、超静定结构解法、压杆稳定等[1]，且内容抽象，概念性强，公式较多，方法技巧性要求高，因此学生在学习过程中往往感觉压力较大。
如何提高材料力学课程的课堂教学效果，激发学生的学习兴趣，是进行力学课程教学方法研究的关键任务之一。
笔者结合多年的材料力学教学实践，从如下4个方面对材料力学教学方法进行探讨。
1 加强概念
笔者在教学过程中发现，有的学生十分清楚材料力学课程的重要性，开始时也能认真学习，但往往经过一段时间以后学习态度会慢慢松懈，有的学生甚至会彻底放弃努力。
问其原因，其中大部分学生反映：由于对某些概念的理解不透彻，导致在学习相关方法和做题时存在困难。
材料力学具有内容抽象、概念性强的特点，因而对概念的深刻理解是学生提高学习兴趣和信心，进而熟练掌握所学内容的关键。
材料力学中如下几个概念需重点分析：
1.1 内力
在材料力学学习中首先会接触到内力的概念，且在后续各个章节中基本都会涉及内力。
学生如果不能清晰地掌握内力的概念，则对平面弯曲、组合变形和能量法等内容将很难掌握。
关于内力要重点理解两点：(1)内力是随外力的存在而存在的;(2)某一截面的内力与该截面两侧的外力都有关系。
理解了这两点，学生才能正确地求解内力，作内力图。
材料力学课程 篇3
关键词：材料力学；实验教学；教学模式
材料力学课程是土木工程专业重要的技术基础课。目前我院材料力学课程为学生开设了6个实验项目，目的是为了加深和巩固所学的理论知识。但现行的实验教学模式存在一些问题，主要表现在重理论教学轻实验教学；教学模式基本是教师讲解实验内容，学生按步骤做实验、测数据，最后提交实验报告。这就导致了学生在实验过程中，完全依赖教师，不动脑筋，理论和实际脱节，实验操作技能差，不能够主动思考问题。因此探索新的实验教学模式，加强对学生进行实验设计、实验方法和实验技能的培训，培养学生解决实际工程问题的能力。“土木工程专业本科系列实验教学平台建设的研究与实践”课题是以土木工程学科理论联系实践、注重实践的专业特点为背景，以学生为主体、强化实践教学为理念，以提高基础实验课程和专业实验课程教学效果为目的，结合新一轮人才培养方案的修订，构建具有前瞻性、可操作性的土木工程专业系列实验教学平台，从而使学生更好地理解专业知识，掌握专业知识，增强实践能力和创新精神，提高土木工程专业人才培养质量。材料力学实验是巩固材料力学基本概念，增强工程实践能力，培养创新精神，树立科学态度、提高综合素质的重要环节。先进的实验教学理念，要求正确认识和处理实验教学在整个材料力学过程中所占有的位置，从“教学实验”转变为“实验教学”。使得学生不仅掌握实验研究的基本方法和技能，而且具有独立开展实验研究的能力，具备向相关领域拓展的基本素质。
一、建立基础力学实验教学新体系
为了适应形势的发展，将实验的内容分成了三个模块化，即为基本性实验、综合提高性实验、研究创新型实验，开设的实验贯穿了整个材料力学的重要知识点，具体分类如下：
1.基本性实验：以深入理解力学基本概念、了解力学实验技术基础、培养学生基本力学实验技能为目的。在基本性实验中，改变了原来只是验证材料的基本力学性能和验证应力的分布规律的目的，加强了实验的思考性和启发性，培养学生通过实验发现问题、研究问题的能力；注重与工程实际问题结合，增加基础力学基本实验的新颖性和信息量；加强对学生进行现代力学测试方法和现代实验技能的基本训练。例如：在金属材料拉伸实验之前，让学生预习为什么采用标准的比例试件；在实验中思考低碳钢什么时候产生屈服，什么时候强化；在实验结束后，思考铸铁的破坏方式和破坏原因。让学生比较两种材料的应力-应变曲线的不同，并思考为什么工程中要保证结构的破坏是塑性破坏，而避免脆性破坏；为什么钢材的设计强度值要选用屈服强度；通过提问增加学生通过实验发现问题、研究问题、获取新知识的能力。
2.综合提高性实验：综合提高性实验是实验教师先确定相关的实验内容和提出问题，学生在掌握基本实验方法和实验操作技能的基础上发挥主观能动性，根据问题的性质综合运用所学知识设计实验方案和拟订实施实验方案的具体步骤。学生要完成实验必须掌握全面分析问题的方法，学会用实验解决问题的技巧。如叠合梁的综合实验。工厂中常见的桥式吊车用梁大多采用复合结构叠合梁。为了便于学生在实验室进行实验，我们对实际问题进行简化，选择相同截面的两根矩形梁，对相同材料和不同材料叠加的情况，对不同支座的情况，检测材料和结构各个层面的应力应变大小及分布。学生通过综合提高实验发现了工程中出现的力学现象，进一步掌握力学的基本概念与力学基本理论，使得学生学以致用。
3.研究创新型实验：实验教学的传统模式是规定性的，规定学生必须做什么，只能做什么，不能做什么。研究性实验教学的模式在教学理念上，以发展学生能力为本，学生知识获取过程中的地位由“被动”变为“主动”；在教学方法上，采用引导式、启发式、探究式等教学模式，引导学生主动发现问题、分析问题和解决问题，培养学生自我学习和研究能力；在教学模式上，以“问题研究”“案例教学”为中心；在教学形式上，引入科学研究的基本方法，如文献阅读、专题讨论、方案评审、数值仿真、实验测试、终期汇报等；在教学内容的选择上，从工程应用中选择研究主题，可以是一门课程中的问题，也可以是多门课程交叉的问题。针对土木工程专业的学生，以钢结构、桁架结构为背景，与结构力学及相关专业课程有机结合起来，我们和南京航空航天大学联合研发的多功能组合式力学实验装置，学生可以根据自主设计实验的需要，选择所需的杆件、接头、约束支座以及加载方式进行自主组合实验，可以做梁、刚架和桁架等多种结构的实验，可同时进行多点、不同方向加载，不仅可以加深学生对力学实验的理解，而且巩固和提高了所学的力学知识。通过设计综合性实验激发创新思维，有效地提高理论和实践的结合运用能力，并掌握将理论知识运用在实践当中的技巧。通过研究性实验，学生自己能发现问题并解决问题。例如工程结构中的桁架，其力学模型都是杆件通过一定的铰链连接而成，但是实际结构中的连接方式各种各样，哪些连接方式可以简化为铰链？哪些连接方式可以近似简化为铰链？哪些连接方式则不能简化为铰链？简化为铰链后产生的误差是多少？理论值和实验值的误差是多少时是工程允许的？在刚架是实验过程中如何消除装配应力？通过实验教学模式的改革，让学生更多地了解了力学现象和规律，拓展了学生的视野，激发学生学习兴趣，进一步巩固所学的知识；同时充分调动了学生的学习积极性和主动性，提高了理论综合分析能力与实验操作技能，为后续课程的学习打下了良好的基础。
二、改革教学方法，开展研究性教学
实验教学的重点应该从传授知识向培养能力和提高综合素质转移。对学生创新思维能力的培养要求教师在教学过程中改变原来的填鸭式的模式，将学生作为学习过程中的主体，充分激发和调动学生学习的兴趣，激活学生的思维，激发学生的动力。教学方法设计应围绕这一主题，给学生更多的动手的机会，更多的动脑的时间，为学生提供自主探索和思考实验现象的机会。学生针对老师提出的问题独立设计实验方案、确定实验方法、选择实验器材，独自操作的一种实验教学模式。实验之前既不给出实验原理，学生也没有现成的实验方法和步骤可以参考，学生要在查找和阅读参考资料的基础上，经过自己的分析和思考才能找到初步的答案或结论，明白相关原理之后再拟订实验方案。通过这样一种过程，学生就能加强深入了解实验原理，检验自己分析和研究成果的正确性，提高自学能力、动手能力以及分析问题解决问题的能力，进而培养创新思维和良好的科学品质。
三、改革考试考核方法，着重培养综合素质
多年来我们一直在思考对实验考试方法的改革。将“课程实验”转变为“实验课程”后设想实行理论概念与实际操作相结合的综合性考试方法。考试的题目既有主观题也有客观题，既有实验理论试题，也有到实验室动手操作，需要学生去思考、去研究，以得到简捷、方便、有效的高水平解决方案。题目不是一般的习题，而是结合工程背景，提炼简化的问题。例如在材料力学理论教学中经常出现吊车梁的问题，我们结合这个工程问题，出了这样一个题目，要求学生测出在移动荷载作用下，梁跨中的最大挠度。这样的考题既考基本概念、基本方法，又考综合能力、综合素质，包括力学素质、工程素质和创新精神。不仅要考教材上的内容，更要给学生创造性思维的空间。使学生在考试中不是被动思维，而是积极思考。这样的设想在去年培训参加全国大学生基础力学实验竞赛的同学身上得到了很好的验证。参赛的学生通过在综合实验装置上多种组合结构的实验培训，分析问题、解决问题和实验技能得到了很好的锻炼。参赛的同学说：“实验的测试不仅检验了我们的动手能力，要求能够将基本概念运用到实际工作中，还考察了自己的力学素质与分析能力。是对我们综合素质的一次考察，不仅要求有很强的动手能力，更要有良好的表达能力。是对我们学习能力的一次很好的锻炼、提高。”事实证明这样的培养方式是正确的，去年他们在竞赛中取得了优异的成绩，在和全国96所高校的学生同堂竞技中，他们获得全国一等奖，排名第八。
参考文献：
[1]陶阳.材料力学课程的课堂设计和学生的综合能力培养[J].中国教育与教学，2008，（7）：33-34.
[2]邓宗白，吴文龙.深化基础力学实验教学改革着力培养工程素质和创新精神[J].南京航空航天大学学报（社科版），2002，（4）：14-17.
[3]邓宗白，周克印，陈建平，等.基础力学实验教学改革[J].中国大学教育，2005，（5）：33-34.
作者简介：陶阳（1964-），女，扬州大学建筑科学与工程学院副教授，主要从事材料力学和结构力学的教学和工程检测工作。
材料力学课程 篇4
关键词：材料力学,力学现象,物理过程,教学改革
一、材料力学课程的特点
材料力学是研究结构的安全性和可靠性的一门学科, 该课程是机械, 土木和建筑等专业的重要专业基础课, 是机械原理、土木和建筑结构等专业课的预备课程, 也是进行课程设计和毕业设计的必修课程。它研究外力作用下物体内部微观的响应, 即应力及应变的分布规律, 该课程同时考察由材料的微观点阵结构所决定的材料力学性能, 即能材料的应力与应变之间关系及应力与应变的极限。该课程内容繁杂, 对本科生来说比较抽象, 是专业基础课里面比较难的一门课, 课堂上能感到相当一部分同学思路无法跟上, 每次考试挂科人数众多, 甚至有些学生重修都无法通过。本文基于材料力学的教学实践来探讨该课程教授过程中发现的问题, 并提出改进方案。
二、材料力学课程教学中的问题探讨
1. 概念理解不透。
有些学生对材料力学中标志性的概念, 如应力与应变, 理解不透。不理解这些概念, 就无从理解材料力学的其他内容。
2. 知识点又多又杂。
例如每种基本变形对应不同的内力分析, 应力及应变计算方法;基本变形的强度条件, 复杂应力状态的强度理论等, 都非常繁杂。
3. 公式多且难记忆。经常听到学生抱怨, 材料力学里面要记各种计算的公式、复杂应力状态分析的公式等, 公式很多也复杂。
4. 做题无法下手, 思路不清。有些学生概念和公式都掌握了, 但是面对习题或试题, 感觉束手无策。
5. 表达不规范。学生作业和考试中出现表达不规范的问题, 尤其是受力分析图、变形协调图等重要分析图都给省略了。
三、如何改进该课程的教学
1. 针对概念难懂的问题:
本人认为, 教师讲述概念应循序渐进, 逐步引导。一方面, 教师可以试着从对实验现象的观察和分析入手来引入概念, 这样就很生动, 学生也不会觉得生疏。这一点在力学大师们的教材中体现得淋漓尽致。例如, 前苏联力学大师铁木辛科编写了材料力学, 弹性力学, 等一系列力学教材, 该系列教材写得深入浅出, 每一概念和公式都由对实验现象的观察入手, 让人觉得水到渠成。教师平时可以多读大师们写的教材来开阔思维和眼界;另一方面, 教师对概念的讲解不应局限在字面上的意思, 而要结合该学科研究的内容和待解决的问题来引入。例如, 对应力这一重要概念的讲解, 联系到材料力学是研究的内容是:结构在外力作用下内部会产生变形, 变形会导致内力的产生, 内力又会导致应力;每种材料能承受的应力是有极限的。于是当由外力产生的应力大于材料能承受的极限应力, 结构就会发生破坏。材料力学的本质就是通过比较由外力产生的应力与材料能承受的极限应力之间的大小, 来判断结构是否会发生破坏。应力就是为解决以上问题而产生的。相信如果像这样, 从该学科所针对的研究内容的角度来介绍概念, 学生理解起来会容易得多。
2. 针对知识点太多太杂的问题:
教师可以引导学生通过对知识点进行总结和归纳来提取出该学科的线索和框架, 然后根据提取物对知识点进行归类。这样就能将零散的知识点串起来, 使其繁而不杂。这就比如一个衣橱, 要装很多衣服。如果首先将衣服归类, 然后合理布置, 将衣物规划好, 这样衣柜就不会显得乱, 而且我们找起衣服来也豪不费事。反之则衣柜会凌乱无章, 找起衣服则会费事费力。知识也是一样, 任何一门学科都有它的框架, 需要将知识进行梳理, 理出知识的框架和线索, 将知识点分类, 它们被有机地串起来了, 这样用的时候就可以轻而易举地根据线索将所需知识点取出来。材料力学这门课的基本线索是:先是讨论用传统的力学分析方法解决强度问题:即由对拉伸, 扭转和弯曲这几个基本变形的分析入手, 对每一基本变形, 都按照由外力到内力, 由内力到应力和应变的步骤进行分析, 然后根据强度条件来判断结构的安全性;基本变形介绍完后, 介绍了复杂应力状态的分析方法, 以及其强度条件的建立, 以分析组合变形的安全性。简要讨论稳定性等问题, 如压杆稳定。介绍利用不同于传统力学分析方法———能量法来求解位移等问题。在理出了基本线索后, 就可以把知识点定位并理顺, 这样知识点就不会显得杂乱了。
3. 针对公式生疏难记的问题:
一般每一个公式都是针对一个具体力学现象或物理过程, 如果能好好分析, 理解公式就不难了。比如, 轴向拉伸公式:伸长量= (外力×杆长) / (弹性模量×横截面积) 。这个公式是针对杆件拉伸这一物理过程, 教师如果能通过实验, 让学生观察和分析杆件拉升过程, 杆件的伸长量受那些因素影响, 以及外力, 杆长等因素分别怎样影响伸长量。当学生了解这一物理过程, 就不会觉得公式难以理解。
4. 针对做题无法下手或思路不清的问题:
这种情况是掌握了知识, 但不会分析解决。解材料力学等工科习题, 首先要分析该题涉及什么样的物理过程以确定解题思路, 然后分析该物理过程与哪些知识有关, 以选择合适的方法来解题。所以, 分析物理过程是关键, 物理过程把握准确了, 解题思路才清晰, 也才能选择正确的方法。
5. 针对表达不规范的问题:
教师上课是应反复强调, 材料力学是一门力学课程, 受力分析图, 变形图这些步骤是不可以省略的, 否则无法体现思路。
四、总结
岩石力学课程介绍 篇5
该课程为学科基础课程，适应专业有土木工程专业、水利水电工程专业；课程性质为选修
课程主要学习岩体的基本物理力学性质及测定方法，工程岩体在外荷作用下内应力的变化和表现出的性质及应力状态、应变状态以及对工程的影响，并用以解决工程问题和对工程进行可靠性评价。
本课程研究内容：介绍基本原理和试验方法以及与工程建设密切相关的岩基、岩坡、地下洞室等问题，着重于基础知识。
学习该课程的目的：
掌握工程岩体在外荷载作用下的内应力的变化和表现出的各种性质以及应力状态、应变状态对工程的影响，掌握岩体的基本力学性质及其测定方法，并用以解决工程问题和对工程进行可靠性评价。
学习本课程后应具备的能力：
1、能够运用岩石的物理性质和岩体结构状态对岩石（体）分类，估算无支护条件下的洞壁最长稳定时间。
2、能够进行岩体力学性质的室内外实验和资料分析。
3、对岩体应力状态、变形状态和破坏条件进行全面分析和评价。
4、能够计算山岩压力，评价岩体稳定性，并进行喷锚支护设计。
5、掌握有压隧洞围岩和衬砌的应力计算和有压隧洞围岩最小覆盖层厚度计算。
6、初步掌握岩坡的加固方法。
学分与学时
学分为2分.学时为32学时。
建议先修课程
土力学与地基基础、工程地质和水文地质、材料力学、弹性力学。
推荐教材或参考书目
推荐教材：
（1）《岩石力学》（第三版）第11次印刷 徐志英主编.中国水利水电出版社.1993年
参考书目：
（2）《岩体力学》（第一版）第1次印刷.沈明荣、陈建峰主编.同济大学出版社.2006年。
《理论力学》课程教学的探讨 篇6
关键词：教学目标教学内容概念复习内容删减
中图分类号：G642.0
1.前言
理论力学是工程类本科专业的技术基础课，是学生首次接触工程实际问题，研究机械机构运动分析的专门学科。教学总时数64学时完成第一分册（以哈工大《理论力学》第7版为例）的全部教学内容通常是做不到的。其原因之一是学生生源不能与内地知名重点高校相比，原因之二是要在课堂教学中安排习题讨论训练，原因之三是法定节假日放假可能会使教学时数减少。其四学生自主学习积极性的减少也是影响教学进度的重要原因之一。再加上与内地对口支援高校搞联合办学，要求把应该在本科二年级第三学期开设的理论力学课程教学计划提前到一年级第二学期，大学物理和理论力学同时进行的教学对学生掌握知识增加了困难。为了更好地完成理论力学的教学任务同时又应该考虑教学内容有相互衔接但又区别于物理学，对教学内容的安排与删减就需要认真考虑。下面就具体内容安排做些探讨。
2.教学内容安排的探讨
1） 静力学的教学内容
静力学是工程计算的力学基础，学生必须掌握受力图、力系简化和平衡计算等内容。在静力学中考虑删减摩擦问题和空间力系問题。考虑摩擦求平衡的问题主要是滑动摩擦力问题，大学物理课程中摩擦力的概念已经够用了，无需再讨论。只需通过习题4-6 关于砖夹设计的摩擦平衡问题，使学生了解利用摩擦角概念和二力平衡原理求解此题会更简单。空间力系要求学生掌握力在三坐标轴上投影以及力对三坐标轴求力矩的基本概念和计算方法。其他空间力系问题均删除不讲。希望学生将来可以将平面力系理论推广应用于空间力系。在采用多媒体课件教学的同时应该考虑黑板板书习题课的教学，以更好地训练学生的解题思路和计算方法。
2） 运动学的教学内容
运动学教学内容的重点是点的合成运动和刚体的平面运动。点的运动学和刚体的简单运动的概念与计算学生在大学物理课中已经有所了解，这部分教学内容以复习物理知识为基础建立理论力学新的概念体系，因为理论力学和物理学的概念表述略有不同。通过例题和习题训练使学生掌握求解工程实际问题的思维方式和计算能力，以便为合成运动和平面运动的计算打好基础。
3） 动力学的教学内容
动力学教学内容的重点是物理学未能涉及的部分。即刚体平面运动微分方程的应用、达朗贝尔原理（动静法）和虚位移原理等问题的分析能力和解题能力的训练和培养。质点的动力学基本方程、动量定理、动量矩定理和动能定理等章节中与大学物理课的内容有较多的重复，但是概念表述上略有不同。这部分的教学仍然是在已知物理知识复习的基础上建立理论力学的概念体系，使学生认清虽然概念表述不同但实质是完全相同的。通过例题和习题训练培养学生对工程实际中更复杂动力学问题的解题能力。
3.结束语
理论力学课程的教学目标一方面是培养学生分析问题和解决问题的能力，另一方面又是为后续各门课程打下良好的力学基础。还要考虑到本科学生今后报考研究生的发展问题。所以在教学中要尽可能多地完成理论力学课程的教学内容，使其理论体系更完整，使学生了解和掌握更多的理论力学知识。所以在与物理学相重复的教学内容上尽量少花费教学时数。总之，既要保证教学质量又要使学生了解尽可能多的理论力学解题方法。教师在教学方法和内容取舍方面要作认真研究和准备才能更好地完成教学目标。
参考文献：
[1] 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学（I）第7版 [M].北京：高等教育出版社，2009.7（2010重印）.
[2] 上海交通大学物理教研室.大学物理教程（上册） [M].上海：上海交通大学出版社，2011.1.
材料力学课程 篇7
关键词：材料力学,绪论,方法
材料力学研究杆件在荷载作用下拉、压、弯、剪、扭及其组合的变形特点，并分析计算构件的强度、刚度和稳定性，是传统的“三大力学”之一。在教学中，绪论部分并没有引起多数教师的重视，大多只是照本宜读。实际上，绪论是一篇很重要的开场白，要讲好绪论必须有多年的知识储备。一般认为，绪论部分的主要内容有三个问题：一是材料力学研究的对象及其基本任务；二是研究材料力学的方法及其基本假设；三是讲杆件变形的基本形式。捷克著名教育学家夸美纽斯说：“教育是一种教起来使人感到愉快的艺术，它不会使教员感到烦恼，或使学生感到厌恶，它能使教员和学生得到最大的快乐。”我认为绪论课更主要的任务是激发学生对材料力学的学习兴趣，掌握解决材料力学难点的基本方法，树立通过努力一定能学好的信心。在教学中，可以列举一些史实，说明材料力学的产生、发展与生产实践是分不开的，并综合工程实例介绍材料力学的基本变形形式和基本任务，通过分析材料力学发展的过程掌握基本的研究方法，从而提高学生学习的兴趣。
一、重点讲授绪论部分的重要性
良好的开端意味着成功的一半。一个引人入胜的开端，将会起到“一锤定音”的作用。作为教学，我们更应精心准备绪论课，敲响动人心弦的第一锤。一门课，如果有一个好的开端，就能抓住学生求知心理，激发学生学习兴趣，使他们怀着新的期待投入到新的学习中去。假如我们能激起学生对整门课程的学习兴趣，并帮助学生掌握解决材料力学难点的方法，即使学生在学习过程中遇到一些挫折，也能靠兴趣的驱使和基本的研究方法顺利完成本门课程的学习。材料力学绪论部分一般是安排在新学期一开始讲授，这时学生刚收假返校，还没进入紧张学习的状态，第一节绪论课应该在很轻松的状态下进行，逐渐把学生引入到核心的知识点上来。这就要求教师能够结合生活中实例，引导学生思考，引出知识点。结合自己的教学经验，我认为材料力学绪论部分的讲授顺序为：（由材料和工程应用的飞速发展引出材料力学课程）学习的必要性，研究对象和基本变形形式，基本任务，（材料力学与社会生产实践紧密相关，衍生新的研究任务和催生新的研究方法）最后讲研究方法和基本假设。
二、介绍学习的必要性，激发学习兴趣
培养学生学习这门课程的兴趣，必须让学生了解材料力学在工程和生产实例中的应用，使学生充分认识这门课程与生产实际紧密相连，这种生动而形象地把大纲内容与工程问题的解决相结合的教学方法，使学生认识到材料力学是一门非常有用的课程，激发起学习的兴趣。材料力学发展简史部分是为了激发学生对材料力学知识的热爱，在没有学习课程之前，许多专业名词很难介绍清楚，让学生产生畏难情绪，不应作为正式的教学内容。建议从材料的发展切入说明材料力学知识的重要性。材料力学是随着人类认识自然现象和解决工程技术问题的需要而发展起来的。材料的多样性迫使我们了解材料的力学行为。如今还有众多的关系到人类生存和生活质量的宏观现象，远没有被认识清，这些新的复杂的工程技术问题，如先进材料在大飞机上的应用、大跨度桥梁的设计与施工、大型土木工程的灾害预报等都有赖于材料力学的新发展去解决。让学生明白知识不是用来考高分的，而是要在将来直接或间接运用而指导生产实践和进行理论创新的。下课前可以提出一些日常生活中常见的问题让学生讨论回答，如，为什么自行车的主要承重构件要用空心钢管？为什么铁轨的截面形状为工字形———对这些日常生活中的问题答不出原因，势必使学生跃跃欲试并激起强烈的求知欲。这样，整个绪论课就有一种很强的感情冲击力，激发了他们的探究欲望，促使学生集中注意力，带着好奇与紧迫的心情去学习新课程。
三、研究对象和基本变形形式
材料力学的研究对象要讲清两点：一是杆件（几何特征），二是可变形固体（力学特性）。一般讲解都以等截面直杆为例。要强调杆的概念，也就是应用范围：可变形固体在某一方向上的尺寸远远大于与该方向垂直的方向上的尺寸。直杆也可外延至变截面杆或曲杆，这时需要引入微积分的思想，假设变截面杆或曲杆的一个微段上满足等截面直杆条件，然后进行分析，最后沿杆轴积分得解。
讲到材料力学与理论力学的区别和联系时，可以提问学生，作用在悬臂杆件（如图，不计自重）轴线上C点的力能否平移至B点？如果学生觉得无从下手，可以引导他们分别从刚体和变形固体两方面考虑，就可以得到正确答案：当把杆件视为刚体时，力可以沿其作用线任意移动；当把杆件视为变形固体时，截面C处作用拉力，整个杆件都将受力并变形，而在B截面处作用拉力，仅AB段受力发生变形，这两种情况是不同的，因而不能移动。如果发现学生还不太懂，可以引导学生把梁看成是长面包，让他们按照图示加力后看变形效果。通过这个问题不仅复习了理论力学中刚体上力的可移性，也使学生记住了理论力学和材料力学的在研究对象上的区别，即理论力学研究刚体，材料力学研究变形体。同时提醒学生材料力学将不断用到理论力学中的静力学部分的知识，比如求图中左端的约束反力。基本变形形式。这部分让学生自己考虑一个杆件可以怎么加力，有什么不同的加力方式，提问并鼓励学生大胆想象，充分发挥学生们的想象力，并把学生的想法列在黑板上。学生的想法可能很多，且受力可能很复杂，这时就把学生的想法加以梳理，利用理论力学中力的简化方法，引出杆件的基本受载形式。然后再一起分析考虑不同加力方式产生的变形效果，可以让学生对手上的橡皮或笔芯加力，然后看变形效果，使学生有一定的感性认识，最后老师用准确全面的语言加以概括。变形效果这里不必深究，因为后面还要详细介绍，有兴趣深入了解的同学可以参看教材后面相应的课程内容。
四、研究任务
材料力学的研究任务是强度、刚度和稳定性，可通过修建桥梁的工程实例进行讲解。桥梁不可施工过程中就倒塌或仅受较小荷载就发生破坏，而是必须满足在设计载荷下不被破坏，这就是强度问题；桥梁建好后，桥面不能左右摆，上下晃，甚至不能出现肉眼可测的变形，满足应变或位移条件，这就是刚度问题；桥梁修建好服役后处于平衡状态，加竖向移动荷载（如汽车过桥）或横向荷载（如风荷载）后桥梁是否能够依然保持原来的平衡状态下的几何形态，这就是稳定性问题。通过这一工程实例，可使学生对利用材料力学方法分析解决工程问题建立一种初步的感性认识。
五、研究方法和基本假设
力学的研究方法有理论、试验和计算三种，其中材料力学主要用到理论和试验方法，计算方法一般用于求解复杂的超静定问题。通过实验和观察提出关于客观世界的力学模型，并且把这个模型化归为一个精确的数学问题，求解所得到的数学问题。特别提醒学生，材料力学的学习方法不是死记硬背公式，或者死套典型例题，而是抓住根本，活学活用。将来在学习材料力学中遇到困难时的分析方法，我总结为：试验先行，概念清晰，分散难点，各个击破。因为有的概念、公式推导不清楚，往往是对概念没有真实实验现象感知，对某些公式持怀疑态度，所以要介绍试验和总结概括出实验结果，并形成公式。此外，只有概念清楚，才能把一个复杂问题拆解为几个简单问题，然后组合起来解决问题。材料力学研究杆件应力、变形时，舍弃次要因素，抓住了问题的本质和核心，因而对问题的分析大大简化，而得到的结果对工程一般应用已足够精确，所以为工程设计人员所欢迎。在试验的基础上，如何抓住问题的本质和核心而舍去次要的因素，使研究的问题得到大大的简化，而这种简化的理论又能反映问题的主要方面，并为实践所证实，得到工程上足够精确的近似解答，这是材料力学的重要课题，也是材料力学更新的主要内容。连续性、均匀性、各向同性、小变形假设便是采用这种方法给出的，是保证精度前提下的一种舍弃，这四个假设本身就体现了抓住问题主要矛盾的研究方法。突破任何一个假设，其分析方法都会比材料力学的方法复杂很多。四个假设主要是对材料特性加以简化，可采用粉笔盒、竹子、木头等作为例子讲解。
六、教学方法
上课绝不是照本宣科，即使教案准备得再好，学生也讨厌单纯把教案内容抄到黑板或者读一遍。备课其实是一种演习，因此真正上课便不能再是演习，而应该合上教案，胸有成竹地娓娓道来每一个知识点。重点突出，抑扬顿挫，表情丰富，身体配合运动，注重情感交流。教案跟教师的关系好比台词跟演员的关系，剧本和台词再好也需要演员的真情实感的表演。与学生交流，向学生提问。提问问题可分为三类：一类是已经过的知识，一类是刚刚讲的知识，一类是将要讲的知识。提问时要尽量设想自己跟学生是同一个知识水平，从他们的角度来理解和考虑问题。提问要给学生一点考虑的时间，而不是自问自答式，必要时给予学生一定的引导，目的是让学生真正地跟上自己的进度并能灵活掌握和运用所学知识。
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材料力学课程 篇8
材料力学是许多工科专业的一门重要基础课, 是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础、理论与实验相结合的课程, 主要研究杆件在拉、压、扭、弯等基本变形以及组合变形形式下构件的强度、刚度以及稳定性的计算, 而且还为结构力学、混凝土结构等课程奠定良好的基础。
结构力学则是力学以及土木工程等专业的更为重要的专业基础课程, 是一门为设计实际工程结构提供理论依据和计算数据的课程。材料力学和结构力学这两门课程在土木工程专业中占有非常重要的地位, 同时又是该专业硕士研究生的考试课程之一, 课程中许多地方有着几乎相似的知识体系内容, 但又因研究的结构体系的复杂程度不同而有差异, 若能将两门课程深入研究, 在讲解结构力学课程的同时将两门课程知识内容相互渗透与融合, 完成课程间的衔接过渡、交叉与融合, 完成在学习新的知识内容的同时又能进一步理解原有基础知识的内容, 实现两门课程的融会贯通, 从而可以取得良好地教学效果。
1 材料力学与结构力学课程的不同与相似之处
材料力学主要研究简单构件的强度、刚度以及稳定性的计算原理和方法而结构力学则是研究复杂构件体系相同方面的计算, 所以结构力学要研究结构的几何组成分析。
材料力学是基础课程, 它为更多的不同工科专业奠定基础, 如机械设计与制造、材料成型、机械电子工程、土木工程、化工机械、轨道交通等众多专业都以此课程为基础, 因此该课程内容涉及范围广泛, 变形杆件的变形复杂, 相应的不同变形下的内力以及位移计算复杂, 甚至包括各种组合变形形式下的内力和位移计算, 虽然构件体系简单, 但变形复杂多样。因此不同变形形式下的内力、应力以及位移计算各有不同。
结构力学是工科专业的专业基础课程, 只有少数专业开设结构力学课程, 如:土木工程、桥梁隧道、水工工程等专业, 由于它更注重于大型复杂结构体系在弯曲、剪切、拉压这三种变形形式下的强度、刚度以及稳定性的计算, 相对于材料力学, 涉及到的变形简单, 基本不涉及组合变形的计算, 相应的计算弯曲、剪切、拉压变形形势下的内力以及位移的方法则更加具体灵活, 相应的方法也更加简单多样, 所以应用结构力学的方法来解决材料力学的某些弯曲及拉压问题则显得非常简单, 特别是材料力学中由于弯曲或拉压引起的位移计算尤为简单。
2 材料力学课程与结构力学课程的相互融通
材料力学课程是结构力学课程的基础, 尽管材料力学所提供的各种计算方法与结构力学的方法相比显得较为麻烦, 但如果没有这些最基础的方法的奠定, 后面的方法在学习的过程中理解起来会有一定的难度。如在材料力学中所提供的计算位移的方法虽然很多: (1) 变形位移比较法; (2) 实功方程法; (3) 挠曲线微分方程法; (4) 叠加法; (5) 能量法的卡氏第二定理, 虽然方法很多, 但这些方法更具基础性, 分析和计算都较为繁琐, 有些还有一定的局限性。而在结构力学课程中由变形体系虚功原理的虚功方程导出的计算位移的单位荷载法, 则无论是任何因素引起的位移也无论变形体系的变形在什么变形范围都可以解决。特别是应用单位荷载法莫尔积分的图乘法可以较为轻松的解决线弹性范围内荷载作用下的位移计算问题。不仅如此, 各种广义荷载因素如:温度变化、基础沉陷、材料收缩、制造误差等众多因素引起的位移计算都变得非常简单。如果能够掌握结构力学中杆系结构的内力计算, 那么解决单个杆件的内力那也将易如反掌。所以学习好结构力学对更好的理解和掌握材料力学的教学内容起到很好的促进作用。只要老师在讲解结构力学的同时, 与材料力学的知识内容相互结合并比较, 就可以完成两门课程知识内容上的融会贯通, 这样不仅可以提高学生的学习兴趣, 还可以充分理解以往所学材料力学课程的知识内容, 使得两门课程的知识内容衔接自然流畅, 完成材料力学和结构力学两门课程的完美结合, 知识内容的融会贯通。
摘要：本文通过材料力学和结构力学两门课程的对比, 已完成教学上两门课程的融会贯通。
关键词：材料力学,结构力学,融会贯通
参考文献
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材料力学课程 篇9
1 教学改革
1.1 教授学习方法
当今的社会是终身学习的社会, 给学生有效的学习方法比传授给学生具体知识有用的多, 因此教师要改变自己的教学方法, 不要使用填鸭式, 要让学生沉浸在学习的气氛之中, 养成良好的学习习惯, 学生只有掌握了良好的学习方法, 在学习过程中才能更加容易, 逐渐消除内心中的厌学情绪。帮助学生对知识进行归纳和总结, 只有这样才能提高学生对所学知识系统性和逻辑性认识, 形成良好的知识体系, 把课程总结概括为“11234”, 也就是一个方法、一个理论、两种组合变形, 三个校核、四种基本变形。一个方法是指截面法, 一个理论是指强度理论, 两种组合变形是指拉、压弯, 弯扭组合, 三个校核主要是对每种变形都涉及到强度、刚度、稳定性的校核, 四种基本变形主要是拉伸、压缩、剪切、挤压, 扭转、弯曲。如果对常用公式进行总结会发现, 对解题的步骤及思路进行整理能够发现, 对于材料力学的研究中存在着一定的规律, 如果学生能在教师的引导下对公式和步骤进行掌握, 学生能够提高知识学习的效率, 并迅速的完成解题工作。对学生做笔记的方式进行引导也具有一定的作用, 在调查中显示学生在学习过程中缺乏主动性, 难以集中注意力, 所以改革要求让学生通过做笔记等方式, 集中注意力, 并形成规定把课堂做笔记的成绩进入期末总评中。但是通过对改革的执行效果看烂, 还是有部分学生只重视形式不重视内容, 抄袭笔记的现象还很突出, 后来教师逐渐对学生记笔记的方式进行引导, 改重数量为重质量, 笔记成绩的比重也被调低。
1.2 提高学生的主体地位, 鼓励学生参与课堂教学
开创和完善自学试讲模式, 提高学生的语言表达能力, 对学生的综合素质进行培养, 教师要对教学经验进行研究和借鉴, 通过经验对授课内容进行整合, 并将部分内容交于学生自学, 学生自学之后在班级上进行试讲, 教师的学生的试讲成绩进行点评, 把试讲成绩作为学生期末总成绩的百分之十五, 理科的学生本来在性格和语言表达能力方面具有劣势, 通过练习, 学生的语言表达能力得到了增强, 为今后的工作和生活奠定了基础, 口试不仅有利于提高学生的综合素质, 但是这对教师的自主性有一定的要求。增加一定的讨论环节, 学生会有意识的通过思考对热点问题进行研究并分组进行答辩, 这就要求学生有对问题进行实时解决的能力, 并有自己的主见和看法。
1.3 推进学习、考试提纲计划
教师要根据教学大纲和课程考核要求, 对材料力学的学习和考试提纲进行整理, 让学生能够按照提纲, 在听课的过程中也有一定的目的性, 材料力学课程需要一定的计算和练习, 但是我国现在的学生在学习中主动性较差, 在作业中大量抄袭, 所以尽可能的因材施教, 对于不同学习层次的学生布置不同的作业。
1.4 激发学习热情, 培养创新意识
多年的应试教育导致学生在思维方法存在着僵化, 所以要培养学生的创新能力和想象力, 采用启发式教学能够很好的做到这一点, 增加一定的工程实例和动画加深学生对知识的理解, 对有关材料力学史的课外阅读材料的引入能够提高学生的学习兴趣, 引入新的解题思路。
2 考核模式的改革
平时的期末成绩中, 忽略掉对平时学习成绩的重视, 缺乏对学生平时情况的考核和监管, 对考核方式进行改革, 使考试更加具有人性化和多样化, 学生能够更加客观的评定学生。第一, 考试方式的变革, 在之前的闭卷考试中增加了口试、开卷笔试、课堂笔记、作业等考核方式。第二, 考核次数, 在传统考核中, 需要对学生的笔记、作业进行考核, 还要进行阶段考核, 如此众多的考核次数对于学生来说提高了学习负担, 各科目阶段的考核时间较为集中, 导致了学生对考试产生了麻木的应付状态, 对考核次数进行减少, 学生的考试负担不仅得到了减轻, 教师也不用大量阅卷。第三, 在以前, 阶段考核在期末总评成绩中占一半, 实施之后考核更加细化, 拉开了学生的成绩差距, 阶段考核的比例减少, 结果考试比例增多, 这样能更加全面的对学生的知识掌握情况进行检查。第四, 其他改革, 实现预警机制, 对于平时学习能力差而且阶段考试分数低的学生进行预警和辅导机制, 这样避免了学生挂科的风险。
摘要：材料力学是工科专业的专业基础课, 但是在材料力学的教学过程中经常会存在着一些问题, 通过对课程的特点、授课对象进行分析, 进行了一系列的教学和考试改革, 以提升学生的应用实践能力和综合素质为目的, 对该课程改革进行分析, 希望具有借鉴意义。
关键词：材料力学,教学改革,素质教育,应用
参考文献
材料力学课程 篇10
针对我国工业化进程的现状和未来发展趋势, 胡海岩院士指出我国的高等工程教育体系应该是多层次的, 第一层次就是应用型工程师, 即以应用现有技术为主的、研制开发产品的工程师, 并指出目前多数大学的主要任务是培养应用型工程师。我校北京信息科技大学的定位是以培养高素质应用型人才为主, 而高素质的应用型人才需要有扎实的基础理论知识、较强的动手能力以及利用所学知识解决工程实际问题的能力。材料力学课程在培养工科学生上述能力方面起到非常重要的作用。目前我校机械类专业共13个教学班, 材料力学是他们非常重要的一门专业技术基础课。通过本课程的学习, 要求学生掌握构件的强度、刚度问题的基本概念、基础知识, 了解稳定性的概念, 对工程构件强度、变形和刚度问题具有基本的计算能力, 通过揭示知识发生的过程, 培养学生解决问题的能力, 以理论分析为基础, 培养学生的实验动手能力。课堂教学是现在甚至以后较长一段时间内我国高等教育的主要途径, 因此, 提高材料力学课程课堂教学质量至关重要。如何提高课堂教学质量是摆在所有高校教师面前的现实问题。课堂教学活动应该是师生互动和共同发展的过程, 而不应该是教师机械的向学生进行单向的信息传递。笔者就提高材料力学课堂质量总结以下几点, 也希望对其他课程能起到借鉴作用。
二、讲好绪论第一课, 激发学生学习兴趣
每门课程第一次课都要讲绪论, 主要讲解本课程的任务、主要内容和研究方法等, 即回答好为什么学、学什么、如何学的问题。讲好第一课会让学生对课程产生浓厚的学习兴趣, 调动学生的积极主动性, 使对材料力学一无所知的学生在头脑中形成一个对于这门课的清晰轮廓。我校材料力学在大二下学期开设, 前一学期刚学完理论力学, 举如下例子:上学期理论力学期末考试题恰巧有一道计算塔式起重机不会翻倒的条件及配重多少的问题, 利用理论力学知识可以计算支座反力以及塔吊不翻倒所需要的配重等。如果起重机吊起的重物太重就会存在安全问题, 比如钢丝绳断掉、杆被压弯等, 材料力学就是解决在保证安全和经济的情况下, 如何设计结构的尺寸及所用材料类型, 比如钢丝绳用多粗的, 每个杆用多大尺寸的, 选取什么材料, 杆用实心的还是空心的, 哪个好, 等等, 以及设计结构时如何保证既要安全又要合理用材。有些同学在学习理论力学时比较吃力, 感到枯燥, 我们就要告诉学生材料力学比理论力学生动得多, 更贴近工程实际, 激起他们的学习兴趣, 并讲清楚材料力学与理论力学之间的关系。
材料力学绪论需要讲清楚一些基本概念, 比如强度、刚度、稳定性等, 学生还没学这门课, 对于这些概念不好理解, 每个概念讲的时候要举实例。可以列举一些古代建筑比如万里长城、古代的宫殿等, 经历几百年甚至上千年还完好无损, 而且有很多还特别漂亮, 说明它们足够的强度, 顺便也激发学生的爱国热情;以及现代的摩天大楼, 好多都是既高又美观, 这些都是与材料力学密不可分的, 激发学生的求知欲望。通过绪论的学习使学生对于材料力学的内容及研究方法形成大体框架。绪论讲好会使学生爱上材料力学, 为教学的顺利开展打下坚实的基础。
三、多举实例, 使教学内容更生动
教师, 尤其是青年教师, 一定要注意平时多积累, 这样在讲课过程中, 身边的例子、工程的例子才能够信手拈来;作为案例跟学生一起分析工程事故, 探讨事故发生的力学原因。这样就可以活跃课堂气氛, 提升课堂教学效果, 提高了学生的积极主动性和学习兴趣, 使学生能够从更深层次上理解课上所讲的知识, 进而利用所学知识去解决实际问题。
比如在讲压杆稳定时, 稳定及平衡的概念比较抽象, 以学生手中拿的铅笔为例, 如果拿根细线将铅笔尖系住吊起, 铅笔会保持平衡, 因为细线对铅笔的拉力和铅笔自身的重力是一对平衡力;如果想让笔尖向下立在水平桌面上, 铅笔的受力仍然平衡, 但是却很难办到, 这是为什么呢?同学们的思维被激起, 给出各种回答, 边分析同学的答案边引出稳定的平衡与不稳定的平衡概念。笔尖向下不能直立是因为有微小的扰动存在, 比如空气流动、桌面微小振动等, 使得铅笔直立的位置有微小偏移, 一旦偏移, 重力作用线偏离支撑点, 重力对支撑点的力矩使得铅笔倒下, 这种情况扰动被扩大, 使平衡状态被破坏, 这就是不稳定的平衡;细线吊起的铅笔也存在空气流动、细线抖动等扰动, 重力作用线也要偏离铅笔的捆绑点, 而重力对捆绑点的力矩使铅笔回到直立状态, 这种情况扰动没有扩大, 平衡状态没有被破坏, 属于稳定的平衡。同时理解了“扰动”这个词也为后面学习压杆稳定打好基础。还可以分析杂技演员顶碗的例子引起同学们浓厚的兴趣, 通过此例子简单介绍稳定控制 (镇定) 问题, 并与自己的研究课题相联系。
四、灵活运用各种教学方法, 一切为提高课堂教学质量服务
在整个教学过程中, 灵活运用启发式教学等各种方法, 尽可能的激发学生思维, 启发他们自己思考出一些结论, 引出本节课教学内容;启发他们主动利用所学知识, 解释力学现象, 分析工程问题, 解决实际问题。
比如讲扭转切应力公式推导时, 以前的情况是一见到推导公式, 半数同学低头不听, 效果很不理想。这次我们采用启发式和研究式教学方法, 激起了同学们的求知欲, 效果良好。对照轴向拉压变形, 从直观的表面变形实验出发, 通过一系列设问, 启发学生猜测出扭转变形相应的结果, 比如应力计算公式是内力除以截面尺寸元素组合, 然后边讨论边引出正确的结果。引导学生从纵向和横向两方面观察变形, 得出扭变形的变化量和不变量, 引导学生从这些变形结果推测出平面假设、应力方向、应力分布等。利用表面变形实验的结果, 加上简单推导得到变形几何关系:γρ=ρdφ/dx, 我们目标是得到应力的计算公式, 而变形与力连接的桥梁就是剪切胡克定律即物理关系, 这样便把应力引进来, 应力在截面上的合成结果便是内力扭矩, 自然引入静力学关系, 最终得到应力计算公式。采用多媒体与板书相结合的形式, 将推导主线写在黑板上, 这样使学生更深刻地理解通过变形几何关系、物理关系和静力学关系三种关系推得应力计算公式。
五、注重积累, 规范行为, 养成好习惯
教师养成写教案的习惯。写教案相当于彩排, 任何精彩的表演节目, 正式表演前都要彩排好多次, 上课就相当于是正式演出, 教师要注重积累, 才能表演得精彩, 才能更好地应对正式演出过程中出现的突发状况。认真备课, 不要忽略任何一个细节, 写一本属于自己的教案, 并在教学实践中不断地积累、改进, 不断地丰富教案。以学生为本, 写教案前了解清楚学生的基础, 包括先修的课程、课程学习的程度等;后续要学的课程及学生的专业方向, 来调整本课程的切入点和侧重点, 这样才能做到有的放矢, 才能使学生顺利接受所学知识, 而且为后续课程做好服务。写教案不是抄课本, 而是以教学内容为框架, 所用教学方法和实际例子为填充, 不断地改进、不断地积累。教学有法但无定法, 只有不断地改进教学方法才能把知识讲活, 才能切实提高课堂教学质量。大量的实例能激起学生的学习兴趣, 能使学生对于所学知识理解更加深刻, 能提高学生利用所学知识分析工程问题、解决实际问题的能力。教师在教案中不断地积累实例, 才能做到在讲课过程中身边的例子随手拈来, 运用自如, 使我们的课堂更加生动。
教师帮助学生在学习中养成好习惯。教师对学生要严格要求, 多数学生能理解老师严格要求对自己是好事情。现在的学生具有思想活跃、动手能力强、崇尚自由等特点, 作为教师, 要以这些特性为根本, 引领他们走向正确的方向。规范学生作业, 任何事情都有规矩, 无规矩不成方圆。作业要严格按照例题规范去写, 严格书写格式和解题步骤, 这种规范能让人一看就觉得你的解决问题的思路和所用方法都非常清楚。教师认真及时地批改、发现作业的问题, 作为案例在课堂上及时纠正。作业做得规范认真的典型和不合格的典型都拍下来 (匿名) , 放到课件中给大家看, 顺便指出作业的问题, 同学们定会向好的学习, 努力改进自己。只有经过这样严格的训练, 学生才会思路清晰、计算准确、书写工整, 从而提高其综合素质。
六、结语
作为教师, 要抓住每个细节, 课前做好充分准备, 认真设计每一堂课, 课后认真反思, 以求日后再改进, 灵活运用各种教学方法, 以学生为本, 为提高学生的主动性和学习兴趣, 为使我们的课堂更生动, 提高课堂教学质量不断积累、不断努力。多与同行尤其是老教师交流, 多听他们的课, 向他们学习教学方法, 积累更多的实例, 不断丰富自己的知识, 不断提高我们的教学专业能力, 为我校、为我们社会培养更多的高素质创新型应用人才。
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《理论力学》课程教学方法探讨 篇11
【关键词】理论力学；教学方法；实践教学
理论力学课程是机械设计及其自动化专业学生的一门具有较强理论分析的专业基础课，也是石油工程、土木工程、建筑专业等专业的基础课程，主要通过研究以静力学、运动学和动力学为主要内容。本课程内容多且集中，知识密集且复杂，理论分析较强导致学生结合实践分析能力较弱。由此，对其进行了一些探讨，并基于独立学院培养应用性人才的目标要求，以及结合本课程的教学特点，对其进行深入的研究，会取得一定的教学效果。
一、课程内容
独立学院学生普遍存在学习主动性不高、自信心不足[1]，对理论知识不屑一顾，另外理论力学只研究刚体，不考虑材料变形，理论性很强，导致学生学习动力不足，对于机械专业来说，应多加强实例分析，导致学习枯燥，不利于培养学生的分析能力；有些教材编排章节，内容不够精炼，并且大多数教材内容中实例过少，不利于学生拓宽知识面，对宽口径人才培养模式有一定出入。因此，为了能够反映学校培养人才的眼球，适应社会的发展，应该对该课程内容进行调整和优化。本课程教学内容可为3个部分：
1.静力学部分
包括静力学的公理、物体受力分析、平面力系和空间力系的受力分析以及在非光滑表面接触时的受力分析应用举例。这部分教学主要培养学生基础理论和基本技能，以掌握理论、应用为重点，对平衡物体的力学分析，重点讲述其受力后的平衡，而后展开学习和课堂讨论实例，这样可以达到理论和实际相结合的目的。同时增加一些抽象实例的题型，让学生可以更好的掌握和学习对物体平衡的分析，从而使得学生的学习思路比较清晰，还可以促进学生学习其他课程知识。
2.运动学部分
包括点的描述、点的合成、刚体的运动等等。在教学期间，要达到培养学生对实际工程的设计及创新能力，可以实际抽象的实例进行模拟化然后进行运动分析，让学生明白，任何运动都可以简化看成点或者刚体的运动形式，因此，其主要内容集中在学生要掌握运动学中点的运动和刚体的运动，从而为后面动力学打好基础。
3.动力学部分
包括动量定理、动量矩定理和动能定理三部分内容。该部分主要是静力学和运动学的结合，是运动体，即就是分析运动物体的力学性能，以及在整个运动过程中如何才能平稳，达到能量充分的利用。
二、教学研究方法
理论力学的研究途径可分为建立理论体系和理论的工程应用两个方面。通过观察生活和生产实践中的各种现象，进行科学试验，经过分析、综合和归纳，总结出力学的最基本规律。如伽利略对自由落体和物体在斜面上的运动做了许多次试验，从而推翻了统治多年的错误观点，引出“加速度”的概念。在对事物观察和试验的基础上，经过抽象化建立概念和力学模型，以公理为基础，经过逻辑推理和数学演绎，建立系统的理论体系。
为了获得良好的教学效果，在课堂教学使用多种教学方法和手段，力求将教学内容讲解得更加生动、具体。
1.采用多媒体技术，使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量
随着现代教学手段的不断发展，许多课程已开始尝试并使用多媒体教学手段。尽管多媒体课件（PPT）讲述比较清晰，如若将板书教学与课件合理结合起来，我认为这样更能够体现使用多媒体课件的价值，对教学效果的提高是大有好处的。
板书教学往往会受到书写效果和座位位置、光线等客观条件的限制而不能保证每个学生都能很好地接受到教师所要传达的信[3]，而且，教师在书写过程中也会影响讲解的充分发挥。这时，多媒体就是对这种局限性的一个很好的弥补。它既可以保证每个同学都看得清楚，又可以让教师通过语言和眼神与学生充分交流。
2.重视绪论，提升学生的学习主动性
绪论内容主要使同学们了解机械、交通、航空、航天、桥梁、土建等方面都有着力学体系的应用，更根据各种行业背景中需要力学研究，在实现过程中力学分析的关键作用，使学生认识该课程的重要性。并且让学生了解到理论力学是材料力学、机械原理、机械零件、结构力学等等一系列后续课程的重要基础。运用理论力学的基础知识结合其它课程，解决工程技术中的实际问题。通过课程的绪论了解在各个行业中的应用和重要性，从而提升学生的学习主动性。
3.加大案例教学比重、侧重应用
根据培养工程应用型人才的目标，本课程教学的首要目的是通过观察生活和生产实际中系统的运动和平衡，经过抽象化建立数学模型再利用基本规律建立理论力系，最后进行归纳总结分析。让学生对实例大胆分析，从而实现一定的分析和处理能力，知晓实际工程中的工程问题进行力学分析。
三、实践教学
独立院校应该多培养大学生动手能力，人人动手动脑 ，生动活泼，增强了教学的效果。应采用多种形式的课内外互动，如在小论文、创新实践中师生互动等。为此，本课程可适当增加互动式、研究型和创新实践型等教学方式。比如：点的合成运动中关于加速度的合成方法，拉格朗日方程的建立、保守系统下的形式等，都有较多数学、力学的分析研究内容，同学也很感兴趣。另外，在汲取一些其它院校实践教学的基础上，结合独立学院的具体情况实施再创造，建成了独具特色的理论力学创新思维实验室。该实验室除了满足基本教学实验外，更加重要的是满足学生创新实践的需求。
四、结束语
通过在独立学院的几年的教学与总结，对教学内容、教学方法进行了分析研究，本人将作适当的改革。调整的教学内容重点更突出，侧重应用，补充丰富的实例，激发学生的学习兴趣，多媒体的教学方法增强教学的生动性，与科研实训的相结合，对课堂教学进行拓展，加强了学习的主动性，提升了实践能力，可以取得较好的教学效果。
参考文献：
[1]周飞.浅谈独立学院学生特点及管理对策[J].教育管理，2011，（9）：186.
[2]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].北京：高等教育出版社，2006
[3]朱桥，周利斌.理论力学课程建设与教学研究[J].陕西：科技创新导报，2012（18）
[4]刘云庭，王俊英.在理论力学教学中培养大学生创新能力的思考[J].力学与实践， 2003，25（3）
作者简介：
理论力学课程教学革新 篇12
理论力学课程教学的目的, 是为了让学生牢固掌握静力学、运动学等方面的原理, 为后续的机械专业类课程, 奠定理论基础。课程的基本性质是基础必修, 最大的特点是理论性较强。传统的教学过程中, 通常采用的方法是, 先将工程实际的模型抽象出来, 再进行一系列的理论分析。如此一来, 抽象的公式推导和计算贯穿于整个教学过程, 导致的结果是学生会觉得该课程教学非常枯燥, 知识点理解困难, 继而学习兴趣降低。由于基础知识掌握的深度不够, 在后续相关专业基础课程学习中, 以《机械原理》为例, 对平面连杆机构的运动学分析, 便无法开展。
大量的教学案例表明, 引入CDIO工程教育理念, 在加强学生的主动学习参与度、构建系统的课程知识体系以及激发学习兴趣等方面, 都是行之有效的。
1 教学课程体系的再梳理
课程的内容主要分为三部分:静力学、运动学以及动力学。对于机械设计制造及自动化专业的学生而言, 动力学的应用相对较少。故在教学过程中, 拟将这三部分的学习内容进行划分, 即静力学与运动学作为课程主体必修内容, 而运动学部分整合为选修内容。同时, 结合CDIO的工程教育理念, 将项目制引入至课程中, 及课程总体项目类别为三级, 涉及到的细节知识点, 再辅之以针对性的小项目, 让学生以团队形式进行训练。以达到提升学生工程实践能力, 促使教学质量提高的目的。
2 剧本式教案的再定义
教授课程的前期工作, 是在现有课程教案的基础上制定完善详尽的剧本式教案。
剧本式教案的本质, 是教师作为导演, 将整个课程的所有任务安排, 细致到每一节小课时。即当课程进展到某个课时时, 具体的对应学习内容, 都应该在前期做好妥善布置。
对于学习者来说, 在整门课程详细到每节课程的学习过程中, 在剧本式教案的引导下, 作为主体来进行, 进行参与与演绎。在教学过程中, 如果学生可以参与, 可以融入课堂, 而不是在课堂中游离, 则这门课程的讲授必是成功的。
3 教学手段的再改进
(1) 项目制为主体, 引导课程板块的学习。工程案例为辅, 详尽到每一部分知识点的学习, 贯穿整个课程的学习过程中去, 从而锻炼学生的工程理念, 工程意识, 以及解决工程实际的能力。提高学生在社会环境下构思、设计、实现、运行系统的能力, 提高学生的团队合作能力, 认知能力和研究能力。同时, 可以培养学生的创新意识和创新能力。
(2) 高数应用软件matlab的引用, 解决学生在静力学部分, 由于分析物体系统的平衡过程中所必需的大量方程的求解懈怠问题。
(3) 运动仿真软件solidworks motion的引入。理论力学教学传统学习过程中, 一般教科书中, 直接给出了机构运动简图, 很多同学没有办法理解其机构运动过程, 因此给出的问题多半比较抽象, 根据Solidworks的插件motion可以将各个常用机构以及例题做出运动仿真模型, 化抽象为具体, 印象深刻, 学生能够实实在在的看到其整个运动过程, 便于分析其工作原理。
(4) 网络课堂结合微课堂, 开拓一条学生自主学习的便捷途径。在学院网络学堂平台下, 提供学习理论力学的相关知识资料, 微课堂视频资料等等。学习在任何需要的时候都可以进行在线学习。
4 评价体系的再融合
综合评价体系的引入。将CDIO工程教育模式应用于理论力学课程教学, 注重学生的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四方面能力的培养, 则考核体系应注重学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核, 全面综合评价学生能力。
阶段评价反馈体系的引入。由于项目制的引入, 课程各板块均设置有课程小项目, 最终还有课程三级项目, 则在每一板块均设置评价内容, 而且在每一阶段之后要把成绩反馈给学生, 从而督促其在下一阶段对应的对于个人在各方面表现进行调整。
5 案例分析
以本院2013 级机械设计制造及其自动化专业的两个班级为研究对象, 分别将其定义为1 班和2 班。在教学试验中, 1 班采用传统的理论教学法, 2 班则引入CDIO的教育理念进行改革教学, 即教学环节让学生以团队形式参与各级项目。最终, 分别在两个班级随机选择10 名学生, 进行匿名问卷调查, 检验学习效果。调查问题包括:
(1) 对本课程的学习兴趣如何?
(2) 对课程中的基本理论知识掌握程度如何?
(3) 完成该课程学习后, 实践动手能力是否提高?
(4) 能否独立完成简单的理论力学案例分析?调查结果, 如表1 所示。
从表1 所示结果来看, 引入CDIO教学模式之后的2 班, 从整体学习质量来看, 要高于传统教学模式下的1 班。由此可见, CDIO的工程教育模式, 适用于理论力学的课程教学改革。
6 结论
(1) 以公开课形式展示教学成果。进行了教学改革之后, 理论力学改革课程首先以公开课的形式在全系教师中展开, 各位教师对于这门课程的教改内容, 教改方式, 教改措施各方面都提出了宝贵的意见, 总体对于课程的教改方向比较赞赏。
(2) 教改内容在往届机械专业学生中试讲授。这门课程的教改在往届机械专业年级中进行了试行讲授, 概年级学生大部分都认为新的教学模式, 相比于之前传统的理论教学, 更能够激发他们的学习兴趣, 更能够吸引他们参与到课堂中去。
摘要：针对“理论力学”课程的特点及教学中存在的问题, 本文阐述了将CDIO工程教育概念引入到课程教学改革过程, 优化课程体系, 编写剧本式教案, 增设多种教学手段, 改善教学评价体系。实践证明, 基于CDIO模式的理论力学课程教学改革模式取得了良好的教学效果。
关键词：CDIO,三级项目,教学手段,评价体系
参考文献
[1]王旭.《电机与拖动基础》课程教学研究[J].机电技术, 2013, (4) .
[2]韩小平, 张劲夫, 和兴锁.在新形势下理论力学教学改革的几点思考[J].西北工业大学学报, 2002, (1) .
[3]马志强, 刘利民, 刘志强, 田永红, 李雷孝.基于CDIO教育理念的“web课程设计”课程教学改革[J].内蒙古工业大学学报, 2010, (1) .