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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称： 材料力学 一级学科：  08 工学
二级学科： 0817 工程力学类 教学层次：  本科
负责教师： 原方 学校名称：  河南工业大学
院系名称：   申报状态：  已获奖
申报级别： 国家级 申报文件下载：  无下载文件
获奖名称： 获奖年度：  2006
主页地址： http://www2.haut.edu.cn/jpkc2006/cllx/ 是否交换：  否
浏览次数： 5669 网上评论：  没有相关评论
课程介绍：

课程定位：材料力学是本校土木工程和机电等本科专业的技术基础课，该课程在相关学科的知识架构中，处于连接基础知识和专业知识的重要一环，其中的一些理论和方法不仅可以满足后续课程的需要，而且可以直接应用于工程实践。
课程目标：该课程旨在培养土木、机械等工科类专业学生具有扎实的力学基础知识、实际动手能力，根据实际工程问题能够建立力学模型的能力。培养学生综合分析问题和解决问题的能力以及创新精神，为学生进一步学习和工作打下坚实基础。
课程指导思想：坚持理论教学和实验教学并重，理论教学使学生具有扎实的基础知识和分析问题的能力；实验教学培养学生的动手能力和创新能力；及时将学科的最新发展及教改教研的新成果引入到教学中去。
4-2-2知识模块顺序及对应的学时
以适应不同类型专业对课程内容的需求，课程体系按总学时分为三个层次，64学时材料力学适用于材料类和自动控制类专业，72学时材料力学适用于机械类专业，82学时材料力学适用于土木工程类专业。基本知识模块（含实验）及学时分配如下：
1．64学时材料力学基本知识模块
知识模块1 ?? 拉伸、压缩与剪切，扭转?????????????????????? 学时：20
知识模块2??? 弯曲（弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形）? ???????学时：16
知识模块3??? 应力状态分析，强度理论，组合变形?????? ??????学时：14
知识模块4??? 压杆稳定???????????????????????????????????? 学时：4
知识模块5??? 动载荷，交变应力，超静定结构???????? ????????学时：10
2．72学时材料力学基本知识模块
知识模块1??? 拉伸、压缩与剪切，扭转?????????????????????? 学时：22
知识模块2??? 弯曲（弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形）??? ?????学时：16
知识模块3??? 应力状态分析，强度理论，组合变形?????? ??????学时：18
知识模块4??? 压杆稳定???????????????????????????????????? 学时：4
知识模块5??? 动载荷，交变应力，能量法，超静定结构???????? 学时：12
3．82学时材料力学基本知识模块
知识模块1??? 拉伸、压缩与剪切，扭转?????????????????????? 学时：24
知识模块2??? 弯曲（弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形）???????? 学时：18
知识模块3??? 应力状态分析，强度理论，组合变形?????? ??????学时：18
知识模块4??? 压杆稳定???????????????????????????????????? 学时：6
知识模块5??? 动载荷，交变应力，能量法，弹塑性，超静定结构 学时：16
4-2-3课程的重点、难点及解决办法
一、课程重点：
本课程的重点是构件在不同受力形式下的强度、刚度和稳定性问题，主要重点内容包括：
变形固体分析基本概念、截面法和内力分析；
构件基本变形条件下应力和变形分析；
构件基本变形的强度和刚度；
超静定问题；
应力状态和强度理论；
组合变形；
压杆稳定理论；
能量法；
动荷载、疲劳等问题基本理论。
二、课程难点：
变形固体基本概念和基本方法的理解和把握；
扭转、弯曲变形的内力以及应力和变形理论推导；
超静定问题；
应力状态分析和强度理论；
组合变形；
能量法。
三、解决办法：
采用传统与现代技术相结合的教学手段，包括：
利用启发式、讨论式等传统教学手段，对概念性问题讲深讲透；
运用多媒体资源，作为辅助教学手段，增加工程实例，开拓学生视野；
运用动画演示，以补充板书无法表述的动态过程；
增加相关实验，通过了解实验原理和实验现象，取得感性知识，帮助对基本概念、方法的理解；
利用网络课堂，使学生既可以自学自测，又可以网上答疑。
4-2-4实践教学的设计思想与效果（不含实践教学内容的课程不填）
一、实验课程设计思想
基本理论验证和理论分析与实验研究是两个相辅相成、密不可分的方面。通过基本实验以深入理解力学基本概念，了解实验技术基础，培养学生基本力学实验技能。通过综合性、设计性实验培养学生在实验中获取知识，在实验中探索问题的能力。
二、实验课程目标
丰富学生基本知识，增强学生实践能力；
应用实验手段与方法，提高学生分析、研究和解决工程问题能力；
提高学生建立力学模型或修正完善力学模型能力；
培养学生创新能力。
三、实验课程内容
基础实验：
1．低碳钢和灰铸铁的拉伸、压缩实验（2学时）
2．圆轴扭转实验（2学时）
3．材料切变模量G的测定（2学时）
4．纯弯曲梁正应力测定实验（2学时）
5．弯扭组合变形主应力测定实验（2学时）
6．压杆稳定实验（2学时）
综合实验：
1．粘贴电阻应变片实验
2．偏心拉伸（压缩）实验
3．冲击实验
4．静不定梁实验
5．等强度梁应变测定实验
6．测定弹性常数及未知重量实验
基础实验是和理论课同步的必修内容，按班级分组进行。综合性实验作为18学时选修课程，由理论课教师和实验教师合作指导。
四、实验课程效果
材料力学实验教学秉承不断创新，不断探索的理念，使实验教学的效果进一步提高,促进学生知识和能力全面发展、综合素质不断提高。体现在：
每个学生都动手操作，能够接触最新的实验技术和方法；
通过综合性设计性实验，提高学生实验技能和解决问题的创新能力；
开发并充分利用了虚拟实验室，使学生开阔了视野、了解到了学科前沿。
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4-3教学条件（含教材使用与建设；促进学生主动学习的扩充性资料使用情况；配套实验教材的教学效果；实践性教学环境；网络教学环境）
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一、教材使用与建设：
先后选用的国家优秀教材：刘鸿文《材料力学》、苏翼林《材料力学》、单辉祖《材料力学》以及刘鸿文《材料力学》（第四版），孙训方《材料力学》二、三、四版。
目前使用的教材：刘鸿文《材料力学》（第四版），高等教育出版社出版，国家优秀教材；孙训方《材料力学》（第四版），高等教育出版社出版，国家优秀教材；双语课程选用英文原版教材《Mechanics of Materials》，J.M.Gere，机械工业出版社出版。
教材建设：编写河南省重点图书、“十一五”规划教材《材料力学》，由郑州大学出版社出版，编写配套的《材料力学练习册》；为了满足其他教学需要，编写了《工程力学》，中国科学技术出版社出版；《工程力学》，科学出版社出版；《工程力学》，清华大学出版社出版；《弹塑性力学》，黄河水利出版社出版。
二、促进学生主动学习的扩充性资料使用情况：
学校图书馆藏书110万册，期刊2000多种，电子期刊3000多种，已积累收藏了许多力学方面的图书和期刊，并在1999年建成中国学术期刊开放式镜像站，其中力学方面的图书和期刊借阅率达到了100%。土木建筑学院专业资料室也收藏了大量的土木专业的图书、期刊和有关资料，其借阅率达到了120%。此外，我校和河南省图书馆仅一路之隔，可以随时查阅有关资料，完全能够满足土木工程专业以及机械专业的专业基础课、专业课教学和科研所需的参考资料，我校师生的借阅率在80%左右。这些场所幽静，资料丰富，内容新颖，为学生了解力学界最新消息和成果提供了便利的条件。
三、配套实验教材的教学效果：
有课程组教师自编《材料力学实验指导书》每隔两年更新一次，始终保持与实验设备配套，满足实验教学要求，学生普遍反映该书和教材结合紧密，重点突出，目的明确，效果良好。另外，结合材料力学虚拟实验室，配有电子版和网络版，不仅丰富了实验内容，也极大地提高了学生的兴趣，促进了教学。
四、实践性教学环境：
近几年对实验设备进行了更新改造，工程力学实验室面积为500m2，设备价值640万元。仪器设备较先进，运行良好利用率高，能够进行各种基本教学实验（目前开出6个基础实验）和一类综合实验。综合性和设计性实验作为选修课程，以及每年一度进行的结构设计大赛，在理论课教师和实验课教师指导下，对全校学生开放。
五、网络教学环境：
自1997年以来，本课程已采取多媒体教学。2004年，“材料力学网络课程”获河南省教育厅网络课程建设立项。我校具有良好的局域网体系，部分教学资料公开上网，并开设有建工论坛《材料力学》课程专版，利用局域网基本实现了网络课堂、在线答疑、远程登陆、实时考试等多种先进的网络教学手段。
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4-4教学方法与教学手段（含多种教学方法灵活使用的形式与目的；教育技术应用与教学改革）
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一、教学理念和教学设计
教学方法和手段是教学理念在教学活动中的表现方式，只有树立正确的教学理念，才能在教学过程中主动采用科学有效的教学方法，并不断积累和提高。课程组成员在教学过程中，重视引导学生进行研究性学习、探究性学习和协作学习，教师在教学中始终坚持以下教学理念：
1．注重基础知识教育和创新精神培养相结合；
2．注重理论教学和实验教学相结合；
3．注重教师主导作用和学生主动学习相结合；
4．统一教学评价和因材施教、个性化教育相结合；
5．注重科研及教研成果和教学活动相结合。
根据以上教学理念及教学内容和学生特征，在教学方法和教学评价上做到：
1．根据我校二类本科院校的生源特点，结合教学内容和教研改革成果，修订了72和82学时材料力学课程教学大纲，精选基本知识模块（包含基本实验），以利于所有学生掌握课程精华；对基础较好学生，每届有30名左右学生采用外文原版教材进行双语教学；开设18学时综合性设计性实验选修课；每年一次结构设计大赛，让学生自主组织3～5人团队，有效地培养学生研究性学习能力、团队协作能力和解决实际问题能力。
2．综合应用多种教学方法和手段，充分发挥信息技术在教学中的应用，调动学生学习的积极性、主动性，培养学生创新能力。
3．教学评价要能够反映学生掌握基础理论知识的程度，反映学生实践动手能力和分析解决问题能力。因此，材料力学课程总评成绩包含三部分：考试成绩＋实验成绩＋平时成绩，其中平时成绩包括作业和课堂讨论。
二、多种教学方法的综合使用和效果
1．不断提升传统的教学方式。进行启发式教学、讨论式教学，从“授之与鱼”转变为“授之与渔”。在基本理论和基本概念讲解中采用启发式教学，提出问题、揭示矛盾，从而引导学生思考、分析，得出结论。例如在基本强度理论讲解中，从低碳钢和灰铸铁扭转实验现象，到纯剪切应力状态分析，得出适用的强度理论。问题的提出可以采用从简单问题引出复杂问题，从实验现象引出重要概念，从工程背景引出理论问题，从力学史引出问题等方式，帮助学生掌握重点内容，培养主动分析问题的能力。采用讨论式教学可以给学生留出充分的思维空间，提出问题让学生主动去思考研究。改变教师“一言堂”，展开课堂讨论，活跃学术气氛。例如，讲完四种基本变形的内力、应力分析内容后，可以要求同学自己总结四种基本变形杆件的受力、内力和应力分布规律之间的区别和联系，充分讨论形成结论。
2．充分发挥多媒体教学的优势。利用学校数字化教室的硬件和具有国内先进水平的“示教型材料力学多媒体教学软件与支持平台”软件，在材料力学教学中广泛展开，这对于扩大课堂信息量，增进工程实践意识，开展师生交互式教学，加强学生对重点、难点的理解和记忆，具有明显的效果。
3．课外作业少而精，让学生自己根据学过的知识设计题目，把已有的知识应用到实际问题中，避免学生“照猫画虎”。
三、信息技术应用
1．利用网络进行课程教学。学生充分利用丰富的网上资源，既可以学习到课程内容、习题及实验，又可自检自测，不懂的地方在网上答疑，还可以及时了解学科前沿开拓视野。
2．计算机辅助教学。承担本课程教学的主讲教师全部使用或使用过多媒体教学，课程组教师一起进行教学软件的开发与制作，共同制作的材料力学课程电子教案，内容涵盖课程的全部章节，形成了课程教学的共享资源库，提高了教学效果，学生的学习质量得到进一步提升。
3．虚拟实验技术。在实践性教学中使用现代教育技术，开发了示教型材料力学实验课件，利用虚拟实验作为基本实验和演示实验的补充与扩充，既提高了讲课质量，又激发了学生的学习兴趣。
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