课程详情
课程评价
spContent=工程力学是工科学生的重要基础。本课程剖析工程典型力学问题,阐释工程问题分析方法,内容精炼,主干清晰,贴近时代,注重基本理论及其应用,启迪创新研究思维。课程为国家级精品课程,课程组为国家优秀教学团队。基本知识点通俗易懂,并附国家名师课堂视频。56学时,根据学时要求可以定制SPOC。
—— 课程团队
课程概述

  教学理念: 以启迪和培养学生创新研究型思维为核心,从课程体系、教学内容、教学方法、教学资源等各环节、全过程、多方位培育学生探究性学习能力,在传授知识的同时,以课程为载体,着重潜移默化地熏陶学生研究思维能力,提供尽可能好的教育。

“大学教育的价值,不是学习很多事实,而是训练大脑去思考。”——爱因斯坦

课程简介:力学是工科学生的重要基础,本课程的目标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,注重通过工程实际案例培养学生分析解决工程问题的研究性思维。为较好地实现这一目标,课程组几十年来始终坚持以人为本,教书育人的教学理念,在传授知识的同时,尤其注重学生实践能力、创新能力的培养。在教学实践中,不断进行教学改革研究,优化整合课程内容,改革结构体系,加强青年师资队伍建设,编写精品教材,构建先进的教学实验中心和教学网站,采用先进教学方法和评价方案,加强师生互动与交流。经过课程组全体教师的不懈探索与创新、实践与总结,课程建设上取得了显著成绩,2006年度成为国家精品课程,2008年工程力学教学团队被批准建设国家教学团队。

1.课程定位与课程目标

   本课程属非机类工科学生公共基础课。以培养创新研究型人才为目的,本课程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。

2.知识模块顺序及对应学时

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14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14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2学时。第8-10章为圆轴的扭转、梁的平面弯曲、强度理论与组合变形,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18学时。

作为拓展学习,第11章介绍压杆稳定,探讨满足静强度条件下工程中的稳定性问题。本章内容学习标准学时为6学时。第12章介绍疲劳断裂问题,探讨满足静强度条件下动载荷作用下的疲劳破坏问题。本章内容学习标准学时为6学时。

本MOOC课程讲授第一章至第十章基本知识内容,建议学时56学时。

课程全部学习内容为72学时,根据不同学习内容要求,可以请学校申请SOPC课程,定制学习内容,开通后面2章学习内容,满足不同学习时数要求。

3.课程重点、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。


课程特色:

(1)课程含180个基本知识点视频,突出基本概念、基本原理、基本方法及其应用,概念准确,叙述简明,主干清晰,启发思维;

(2)突出启迪研究思维特色,打造工程力学精品在线开发课程:课程组以启迪研究思维为特色,丰富内涵,深入研究多媒体信息化教学方法,研制精细多媒体课件和富媒体资源,从教材-课堂教学-实验与实践-练习与测试-网络开发资源各环节入手,打造精品在线开发课程资源;同时,每章附加国家名师全程44个课堂实录视频;

(3)编制合适的视频驻点,引导学生学习,便于学习者自主学习;编制了合理科学的测试题和作业题,便于学生检验学习效果;

(3)引入工程案例,培养工程问题分析力学模型的建立方法,加强物理意义、几何意义的讨论与研究,着力于深化对知识点的认识,培养研究性思维;

(4)通过深化教学改革,锻炼、培养了优秀青年教师,形成了一支老中青结合,责任感强、团结合作精神好,治学严谨、热心从教,注重教书育人的国家级教学团队。团队国家教学名师1人,校教学名师2人,宝钢优秀教师奖3人。

课程2006年入选国家级精品课程,课程团队2008年入选国家级教学团队,2013年课程升级为国家级精品资源共享课程,MOOC课程负责人王元勋教授被中国大学MOOC平台评为2016年度优秀教师。


授课知识点:

第一章 绪论

什么是力学;力学与工程;学科分类;基本概念与基本方法

第二章 刚体静力学基本概念与理论

力;力偶;约束与约束反力;受力图;平面力系的平衡条件

第三章 静力平衡问题

平面力系的平衡问题;含摩擦的平衡问题(简要介绍);平面桁架;空间力系的平衡问题

第四章 变形体静力学基础

变形体静力学的一般分析方法;基本假设; 内力、截面法; 杆件的基本变形;杆的轴向拉伸和压缩; 一点的应力和应变; 变形体静力学分析; 应力集中的概念

第五章 材料的力学性能

 概述;低碳钢拉伸应力—应变曲线;不同材料拉伸压缩时的机械性能; 真应力、真应变; 应力—应变曲线的理想化模型

第六章 强度与连接体设计

强度条件和安全系数;拉压杆件的强度设计;剪切及其实用计算;挤压及其实用计算;连接件的强度设计

第七章 流体力、容器(扩展知识)

流体的特征及其主要物理性能;静止流体中的压强;作用在壁面上的流体力;薄壁容器

第八章 圆轴的扭转

扭转的概念和实例;扭矩与扭矩图;圆轴扭转时的应力和变形;圆轴扭转的强度条件和刚度条件;静不定问题和弹塑性问题

第九章 梁的平面弯曲

用截面法作梁的内力图;利用平衡微分方程作梁的内力图;梁的应力与强度条件;梁的变形;梁的弯曲静不定问题和弹塑性问题简介;

第十章 应力状态、强度理论与组合变形

应力状态;强度理论简介;组合变形

第十一章 压杆的稳定(SPOC定制学习)

稳定的概念;临界载荷;压杆稳定计算

第十二章 疲劳与断裂(SPOC定制学习)

疲劳裂纹萌生寿命;断裂控制设计;疲劳裂纹扩展寿命

   师资队伍:

“工程力学”课程团队由国家名师陈传尧教授教领衔,2008年获批建设国家优秀教学团队。由教学水平高、学术造诣深的教授或副教授组成团队骨干,引进一批思想活跃、业务素质高的青年教师。围绕课程建设,以优秀教师为核心,形成了一支老中青结合、责任感强、团结合作精神好、治学严谨、热心从教、注重教书育人、科研素质高的教学队伍。课程团队现有教师15人,其中教授7人,副教授5人,讲师3人,有博士学位的教师10人。15名教师中,从不同学校取得学历或学位的人有13人,比例为86.7%。团队中国家教学名师1人,华中科技大学教学名师2人,1人获宝钢全国优秀教师特等奖提名,2人获宝钢全国优秀教师奖,教育部新世纪优秀人才1人,湖北省杰出青年基金获得者1人,《Acta Mechanica Solida Sinica》执行副主编1人,《固体力学学报》执行副主编1人,全国百篇优秀博士学位论文提名奖1人。工程力学实验指导除教师外,还有力学实验中心工程技术人员承担辅导实验教学任务。新近引进美国归国留学生2人,杨辉、陈子光均入选国家青年千人。

长期坚持新进、调入教师正式授课前的试讲制度,安排青年教师给老教师任助教一至两遍,学习老教师在教学方面的经验、渊博的知识以及高尚的师德,培养青年教师队伍。组织青年教师参加各项教改,长期坚持教学研讨,定期进行示范教学交流。规定青年教师必须参加校、院系教学竞赛活动,努力提高教学质量。

   本课程在国内外同类课程中的地位:

本课程2006年被评为国家精品课程,2013年转型升级为国家精品资源共享课程,教学团队2008年被评为国家优秀教学团队。课程组主持国家级教改项目2项,获湖北省教学成果一等奖3次。出版教材、教学评价、实验基地、教改与获奖均说明本课程建设在国内处于前列。

课程建设是一项长期的工作。时代在发展,社会在进步,课程建设也要不断发展,不断革新,不断完善,我们将以信息技术为手段,以精品课程建设和资源共享课程建设为契机,不懈探索与创新,使我们的教学水平和教学成效再上新台阶,为学生提供尽可能好的教育。

授课目标

剖析工程中典型的力学问题,阐释工程问题的分析方法。传授工程力学基本知识的同时,通过对工程问题的分析解决,培养学生分析问题解决问题的研究性思维。

每周4-6小时,前面基础部分给了非常充足的学习时间,及时加入能跟上进度!

尽快加入我们一起开始愉快学习之旅吧!

课程大纲
预备知识

预备课程:高等数学、机械制图、大学物理等。

证书要求

本课程平时作业成绩占30%,平时小测验成绩占30%,期末考试占40%。

合格证书:课程总成绩60分至84分;

优秀证书:课程总成绩85分至100分。

参考资料

教学参考书:

1、推荐教材:陈传尧 王元勋主编《工程力学》(第2版),高等教育出版社, 2018年3月 

2、教学参考书:单辉祖 谢传峰合编《工程力学》,高等教育出版社,2004年 

课外文献阅读:

3、《工程力学学习指导与解题指南》,范钦珊主编,清华大学出版社 ,2007年

4、《工程力学学习指导》,银建中等编,大连理工大学出版社,2008年

5、工程力学课程学习参考资源网站:http://www.icourses.cn/coursestatic/course_2562.html


常见问题

如果您觉得视频讲解较快:请同学们重复观看或者暂停思考。


不少同学总认为工程力学难学,从这多年接触的学生来看,主要还是对其中的基本概念没有真正理解,下面的思路希望对同学们认识工程力学、学习工程力学有所启发。

1. 工程力学不同于大学物理,大学物理的研究对象是质点或质点系,工程力学研究工程实际结构,因此研究方法和思路上有很大的不同;

2. 工程力学的目的是研究工程中机构或器件的破坏规律(如课程中主要是强度破坏),找到设计准则,控制不发生破坏;

3. 因此,我们从构件或器件的受力分析研究开始(对物体的受力分析是第一步,因此,必须先弄懂受力分析,建立物体的受力模型);分析物体的受力后,还要计算出未知的受力(工具:平衡方程,弄懂平衡方程怎么建立的,为什么可以这样建立平衡方程),这是静力学解决的问题。静力学主要解决物体的受力问题,为了分析方便,将研究对象简化为刚体模型;第2章介绍受力分析、建立平衡方程;第3章就是第2章的工程应用,利用平衡方程计算未知受力;

4. 工程中的研究对象是复杂的,都是一般力系作用下的组合变形问题。显然,对组合变形的研究比较复杂,于是,我们就从简单的拉压(第4章)、扭转(第8章)、弯曲(第9章)基本受力问题研究入手。研究破坏问题必须考虑物体受力后的变形,研究对象是可变性固体。第4章介绍基本概念,讨论强度破坏问题的控制参量——应力,建立基本的分析模型;

5. 物体的破坏与材料的性能相关,于是第5章讨论建立材料抵抗破坏能力的统一指标;

6. 讨论了控制参量和性能指标,建立强度控制准则,后面几章内容实际上就是探讨不同载荷作用下强度问题的应用。不同载荷作用下,我们都要找到载荷作用下物体内部的最大应力,建立强度理论,请同学们体会。

7. 所以,整个课程1-10章实际上就是探讨强度理论这一个问题。

8. 理论弄清楚后,同学们需要多实践哦。教材中每章的例题、习题实际上就是一些简单的工程问题。必须多练习自己才能有更深地理解。


祝同学们学习愉快!