材料力学是水利、土木和机械等专业的技术基础课,是相关专业的同学了解和接触所学专业的第一门力学课。很多后续课程,例如钢筋混凝土结构、水工钢混、坝体结构和房建结构设计等等,都是以材料力学内容为基础的,所以对这门课程学习的效果直接影响后续课程的学习。
材料力学通过对强度、刚度和稳定性问题的研究和分析,帮助大家建立起工程构件的安全性、有效性的概念,同时掌握对工程构件进行设计,以及对工程构件的有效性进行校核的能力。因此,大家掌握了材料力学这门课程的知识之后,才可以说自己是学习水利、土木和机械等相关专业的专门人才了。
在材料力学这门课程的“上半场”中,我们将以拉压、扭转、弯曲和剪切等基本变形为主线,来给大家讲授强度和刚度的概念和设计计算方法。然后在“下半场”,我们来研究一些综合性的问题,包括“超静定”、“应力状态分析”、“组合变形”、“强度理论”、“压杆稳定”、“能量方法”等等。
材料力学这门课除了理论知识之外,还有实验教学的部分,这些实验都非常重要,例如像“材料的拉压力学性能的测试”和“组合变形应变片使用”等等,这些实验知识和技能在以后的工作当中都可能经常用到,所以一定要在自己的学校全程参与。
按照“项目引导、任务驱动”的原则,以项目任务驱动理论教学,以理论教学支持项目实施。紧密围绕土建、水利、机械专业目标进行课程子项目设计,分解出若干个教学任务,提出教学目标。学生在教师引导下,结合课程学习,积极参与学科竞赛,发表课程内容相关论文。
通过本课程学习,要求学生能够从工程实际问题中归类、总结和抽象出力学模型,主要计算工程杆件的拉伸和压缩问题,扭转和弯曲问题,以及各种受力形式的组合问题。通过对结构杆件的受力分析,正确理解构件的强度、刚度和稳定性等基本概念,以及静力平衡、变形几何、物理在求解材料力学问题时的重要作用。能熟练地应用力学基本原理和能量转换概念计算杆件的应力与变形以及分析其强度、刚度与稳定性的能力。
《材料力学》总成绩主要由平时成绩(主要由平时作业、课堂表现、单元测试、实验成绩等)、实验成绩和期末考试成绩组成,其中平时成绩30%,实验成绩10%,期末考试成绩占60%。对平时成绩中作业和课外学习提出如下要求:
1、作业形式。要结合课程实际和教学目标认真研究作业训练的基本形式,克服目前形式单调的状况。作业训练可采取复习题、练习题、思考题、读书笔记、课前预习报告、读书报告、心得体会、课业论文、小型设计、案例分析、综合应用、专题研究、第二课堂专项活动,社会实践等多种形式。要采用适当方法引导学生进行团队式协作共同完成综合性、研究性、设计性作业训练。可设统一要求的必做型、提高性的选做型、参考性的研究型等不同类型的作业供学生选择,指导学生结合实际开展课外学习。
2、作业层次。要通过认真研究和努力实践,解决作业内容整齐划一的状况,在保证教学基本要求的前提下,探索对不同层次和类型学生进行不同作业训练的方法。视学生的情况区别对待,可采用消化理解课堂讲授的知识、跟上教学进度、巩固基础理论、综合教学内容、联系专业(社会)实际、拓展新知、专项深入、工程设计与实践等多个层次的作业训练内容,推进因材施教和学生个性发展。特别要提倡无标准答案的作业,以及综合性、应用性、拓宽性、研究性作业。
3、作业规范。要结合课程和作业的特点提出明确、严格的规范要求,如:字迹、图表、符号、概念、论据、论点、论证、叙述、术语、格式、顺序、文献引用、标点、技术标准等,使学生从每一份作业的完成过程中受到正规的科学和工程、技术训练,培养学生严肃认真、一丝不苟、极端负责、精雕细刻良好作风,从中受到科学和人文精神的培养,形成科技工作者或社会工作者应具备的最基本素质和技能。
4、作业数量。按中等程度学生达到教学目标要求的原则,作业量要适中。参照学生课外“学量”的要求,作业量按该课外“学量”的60%左右布置(其中三分之二左右为统一要求的必做型作业),既有统一要求,又为学生自主学习其它内容留有必要时间。要注意与同期授课的任课教师加强联系,保证每周作业量的基本平衡。
5、作业管理。任课教师要加强作业管理,明确具体要求。对每次作业的题目、类型、要求、收缴、批阅、问题、改进办法等要认真登录,对不符合作业规范、不完成作业、抄袭等现象,任课教师必须严肃对待,并有明确的处理办法。
6、作业批改。统一要求的必做型作业要全批全改,其它类型的作业要做必要的评阅并列入讨论课讲评范围。实行助课教师制度,并以作业评阅为主要任务。
7、课程小组。组织学生成立课程小组是调动学生积极性和促进师生互动的重要措施。原则上可采用下列三种方法:
设定课代表,并由课代表为组长,组织学生“课研小组”,参与必要的教师课前准备活动,经常性向教师反馈学生学习情况,协助教师收缴和发放作业,参与必要的作业和平时测验的评阅,作为课内双向教学活动的骨干。
组织学习困难生互助小组,帮助学习困难生尽快跟上教学进度。
组织必要的课外研究或活动小组,结合课内和作业及实践训练的要求,自主开展相应学习、研讨和实践活动。
8、辅导答疑。任课教师定期进行课外辅导答疑是极为必要的教学环节,原则上4~6学时授课后要安排一次,并列入由二级学院编制的辅导答疑安排表,向学生公布具体时间、地点。
根据课程学习实际情况,可以指定部分学生(特别是学习困难生)到答疑地点进行质疑,对他们进行重点辅导;也可以邀请学生课程小组予以必要指导。
9、信息交流。任课教师要主动与授课学生所在学院和班主任沟通、交流有关信息,对学生(特别是学习困难生)有针对性地开展学习指导,与辅导员共同促进学风建设、提高教学效果。
理论力学或工程力学的静力学知识。
与本课程相关的参考书目、数据库、电子文献、网站等。
参考书目:
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[2]刘鸿文. 材料力学(I,II)(第6版). 北京: 高等教育出版社, 2017.
[3]俞茂宏. 材料力学(第2版). 北京: 高等教育出版社, 2015.
[4]单辉祖. 材料力学(I,II) (第4版). 北京: 高等教育出版社, 2016.
[5]范钦珊, 殷雅俊, 唐靖林. 材料力学(第3版). 北京: 清华大学出版社, 2014.
[6]殷有泉, 励争. 材料力学(第三版). 北京: 北京大学出版社, 2017.
[7]Ferdinand P. Beer等著, 陶秋帆, 范钦珊译. 材料力学(第6版). 北京: 机械工业出版社, 2015.
[8]James M. Gere等著, 王一军译. 材料力学(第8版). 北京: 机械工业出版社, 2016.
[9]苟文选. 材料力学教与学. 高等教育出版社. 2007.
[10]李德才. 材料力学同步辅导及习题全解. 中国水利水电出版社,2018.
[11]郭维林. 材料力学同步辅导及习题全解. 中国水利水电出版社,2010.
材料力学精品课程网站:
三峡大学:https://210.42.35.80/G2S/ShowSystem/TeacherDetail.aspx?RefID=6587
西北工业大学: https://202.117.80.9/jp2005/27
哈 工 大: https://elife.hit.edu.cn/
西 南 交 大: https://jpkc.swjtu.edu.cn/C27
天 津 大 学: https://202.113.13.85
电子文献:
《力学与实践》:https://www.chinainfo.gov.cn/periodical/lxysj
《力学学报》 https://www.cstam.org.cn/lxxb/kwjs.htm
《力学进展》 https://www.cstam.org.cn/lxjz/lxjz.asp
中国知网 https://dlib.edu.cnki.net/kns50/index.aspx
材料力学实验是材料力学课程教学中的重要环节,是培养学生理论联系实际、独立思考以及创新能力的主要手段及理论知识与工程实践相结合的能力,务必高度重视。通过材料力学实验环节,使学生掌握测定材料力学性能的基本方法、测量应变的电测法和实验应力分析的基本原理,并掌握相应仪器设备的使用方法。安排必做实验3个:低碳钢拉伸实验、低碳钢扭转实验、梁纯弯曲正应力实验,实验学时共6学时。进一步安排开放性选做实验薄壁圆筒的弯扭实验、电阻应变片的选择与应用、测E、G、。实验考核成绩根据实验考勤成绩、实验报告成绩、实际操作技能考核成绩进行综合评定。