本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
机械类、土建类、航天航空类、船舶类、水利类等）的一门重要技术基础课，它不仅是整个力学学科的基础，而且也为有关专业学生学习后续相关课程和将来从事科学技术工作奠定必要的基础。学生在学习工程力学时需要有清晰的物理概念和形象的几何直观，准确地理解基本概念和基本原理，熟练地掌握数学推理和分析与求解问题的基本方法，因此，工程力学具有科学严密性和应用灵活性紧密结合的魅力，是培养和训练学生综合研究素质的一门课程，可以很好地培养学生的逻辑思维能力、抽象简化能力、实践应用能力和初步的科学研究能力。通过该课程的学习，学生不仅可以掌握力学的基本概念和定理或原理，还可以学会处理力学问题的基本方法和技能。同时，它又是一门将高等数学知识较早地应用于工程实际的课程，在对学生进行工程意识与工程能力、科学素质与创新能力的培养中起到了举足轻重的作用。
知识模块顺序及对应的学时
（上册）
第一章运动学基础与点的运动学 (6学时)
第二章刚体的平面运动(9学时)
第三章复合运动(9学时)
第四章刚体的定点运动和一般运动 (自学)
第五章静力学基本概念(6学时)
第六章力系的简化(4学时)
第七章力系的平衡(10学时)
第八章虚位移原理(9学时)
第九章变形固体静力学概述及一般杆件的内力分析 (2学时)
第十章应力应变分析及应力应变关系(6学时)
第十一章轴向拉压 (6学时)
第十二章扭转 (4学时)
第十三章梁的弯曲(12学时)
（下册）
第十四章组合变形(7学时)
第十五章能量法 (6学时)
第十六章静不定结构(5学时)
第十七章压杆稳定(4学时)
第十八章实验应力分析（课堂讲授6学时，课外实验8学时）
第十九章动能定理(6学时)
第二十章动量原理(7学时)
第二十一章达朗贝尔原理 (8学时)
第二十二章变形固体的动力失效问题（8学时)
第二十三章动力学普遍方程和拉格朗日方程(3学时)
（附件7（a）：教学大纲；附件7（b）:教学计划。）
课程的重点、难点及解决办法
（1）《工程力学》课程将原理论力学、材料力学融汇贯通建立了新的教学体系，便于学生建立起对力学学科的整体认识。例如“内力”的概念，以前在理论力学和材料力学课程中是完全不同的，材料力学中讲到内力时，特别要强调内力的概念与理论力学中不同，是变形引起的附加内力，物体若不发生变形（即刚体）就没有内力，对此学生很不好理解，现在我们将内力的概念统一起来，对于刚体，则表述为因其刚度趋于无穷，所以即使有内力，也
无变形，学生接受起来很容易。对原理论力学中的力系简化，力对轴的投影，力对轴的矩，有的教师不够重视，觉得只是个数学问题，现体会到在材料力学中有很多应用，感到需要加强这部分内容的教学。原材料力学中对扭转、弯曲应力公式的推导中用到的三条件法，其中一个条件叫静力平衡条件，多年来许多教材都这样写，现在我们认为，用理论力学中的概念来推敲，这种提法并不确切，实际上应力与内力的关系是一个力系等效关系，并不是平衡关系，求平衡杆件某截面上的内力才是力系的平衡问题，因此，我们将其改为力系的等效条件。以前理论力学讲惯性力，材料力学也讲惯性力，但都没有现在讲得深，我们上课时结合实际爆破工程中拆除大烟囱的实例，当从根部爆破会出现烟囱在倒地过程中的二次断裂现象，学生对此很感兴趣。
（2）变先讲授静力学为先讲授运动学。其优势为：运动学对学生来说是一种较新的知识体系，其内容难度较大，先学运动学，有利于调动学生学习的主观能动性，学生思考和消化问题的余地较大；在运动学中建立约束、自由度、和广义坐标等基本概念比较自然、形象、易懂，更符合学科内容的内在联系和人的认识规律；运动学知识掌握扎实后，对正确分析约束力和正确解决动力学问题都帮助极大。在运动学的讲授中，强调点的运动学的重要性，尤其注意讲清点的运动只分为直线运动和曲线运动，突出用弧坐标来描述点的速度和加速度。在讲授刚体运动中的平移和转动时，及时提醒学生注意与点的运动的区别，使学生明白，点做圆周运动时，它可能是定轴转动刚体上的点，也可能是平移刚体上的点，还可能是一般平面运动刚体上的点或定点运动刚体上的点，因此不能把点的运动称为平移和转动。
（3）变复合运动、平面运动体系为平面运动、复合运动体系。这样可以使难点分散，在刚体平面运动一章中仅对一个参考系讨论刚体平面运动的描述，而不引入动坐标系研究刚体平面运动的分解，可以更好地帮助学生正确理解刚体的角位移、角速度、角加速度等较难掌握的概念；有利于突出速度瞬心在速度分析中的使用；便于学生从矢量分析、矢量运算上理解两点速度、两点加速度关系中相关项的含义；由于先讲平面运动，也使过去无法求解的牵连运动是平面运动的点的复合运动问题得以解决。
（4）以静力学的基本概念、力系的简化、力系的平衡重组原《理论力学》课程中的静力学内容，采用了以力系的主矢和主矩为线索、以力系简化为手段、以平衡方程的应用为重点、由空间力系到平面力系的新体系。这样做，不仅可以避免教材自身以及与学生已有知识的许多不必要的重复，节约授课学时；同时，与原《材料力学》课程中从已知外力出发利用
平衡方程求杆件的内力，并画内力图的内容能够很好地衔接，有利于减少与大学物理及变形固体静力学内容的不必要重复；力系的主矢和对某点之主矩，是表征力系性质的两个特征量，它既是静力学的更是动力学的两个不依附于力系简化的重要概念，因此，将它放在力系简化之前讲授，有利于消除过去曾产生的“没有力系的简化就没有力系的主矢和主矩”的误解，这对静力学和动力学的学习都有益处；对于力偶无合力的性质，我们采用了二力平衡和三力平衡定理以反证法来证明，目的是希望把“无合力”与“合力为零”这两个完全不同的概念严格区别开来。
（5）将虚位移原理放到力系平衡这一章之后讲授。主要是考虑到虚位移原理是用来解决静力学问题和平衡的稳定性问题的，其中功和势能的基本概念学生在大学物理中已基本掌握，而运动学知识则刚讲授完不久，有利于学生掌握虚位移原理的本质内容。有利于将虚位移原理应用到变形固体中去。在讲授动能定理及拉格朗日方程时，又注意了与虚位移原理的呼应。
（6）在动力学中，改变传统体系为先讲授动能定理，然后将动量定理和动量矩定理合并成动量原理讲授，再讲授达朗贝尔原理。其目的是：第一，希望能突出动能定理在解决非自由质点系在已知主动力求运动的大量问题中的独特作用。第二，希望能克服过去在学完动量定理后，不能处理需要先求运动，再用动量定理求动约束力的一类问题。第三，有利于学生理解动量原理和达朗贝尔原理在处理动力学问题上的等价性。此外，为强化学生对动能、动量、动量矩这些运动特征量的理解和计算能力的培养，在三个定理中均单独列节，突出讲解它们的定义和计算方法，并配备相当数量的例题和习题，以利于学生将动力学的学习与已有的运动学知识有机地结合起来。
（7）作为势能驻值原理的一个重要应用，重点地介绍了求近似解的瑞利—里茨法。它不仅可用于杆件结构的变形和内力计算，还可用于板壳结构分析及稳定性理论，振动理论；它不仅适用于线性结构，还适用于非线性结构；它既可用于静定结构，也可用于静不定结构。问题越复杂，其优越性越能充分显示出来。所以在《工程力学》中结合简单的杆件问题介绍其原理和方法很有必要，我们不仅在能量法一章中给予介绍，而且在压杆稳定一章中除静力法外，也进行了能量法的讲授。这样前后呼应，既使稳定性的研究更加深入、广泛，又使能量法在稳定性问题上得到具体应用。
（8）更多地采用从一般到特殊的内容体系。其优点为：第一，这种体系强调的是用全新的知识体系去理解基本概念和基本定理，使学生对知识的理解从具体而片面提高到一般而全面，避免学生因对力学基本规律的认知的局限性而盲目应用所造成的错误。如平面刚体作定轴转动时，其速度为零的点，加速度为零的点，及该刚体上各点的曲率中心都为同一个点，而一般平面运动的刚体，其速度瞬心和加速度瞬心不再重合，这两个瞬心一般不再为平面运动刚体上点的曲率中心，且一般平面运动刚体上各点的曲率中心在同一瞬时一般也各不相同，若学生用定轴转动去理解一般平面运动经常出错，但若学生将平面运动刚体的运动规律认识清楚了，大学物理课程中对定轴转动刚体的有关结论仅是它的特殊情况而已。第二，这种知识体系在教材的顺序安排及讲述上，提高了起点。如我们将应力状态分析的内容提前到拉压、扭、弯等各种具体的基本变形形式的分析之前，引导学生对变形体从一开始就能建立起一个更加全面而深刻的概念，然后在较高的认识起点上，再进一步分析各种具体的变形形式，使学生对变形的分析、理解更加透彻。第三，这种知识体系要求对以前课程中没有给出的一般规律有更加本质的阐述，如对动点的动量矩定理，通过对其一般公式的推导，使学生明白只有在几种特殊的情况下，其形式才与对惯性空间中的定点的动量矩定理的形式相同，使学生理解对定点和对动点的动量矩定理有本质的区别。第四，这种知识体系在落实到每章具体内容时，先介绍这部分知识的全貌，再说明相关内容在此知识体系中的位置，属于其中什么范围。这样学生不仅扩大了知识面，而且十分清楚本章所学知识在什么条件下和什么范围内才适用，同时也知道进一步研究可朝什么方向发展。例如交变应力疲劳破坏一节，首先介绍疲劳范畴十分广泛，按材料性质及工作环境可划分为金属疲劳、非金属疲劳、高温疲劳、腐蚀疲劳、声疲劳、冲击疲劳等，本节只介绍金属疲劳问题。接着在介绍交变应力时，给出了高循环疲劳和低循环疲劳的概念、特点和各自相应的研究方法，并指出当前研究的发展趋势，最后落实到本节只研究高循环疲劳的强度计算问题。
实践教学的设计思想与效果
实验课是工程力学课程教学环节的重要内容。为了配合工程力学课程教学，实验室开设实验课分为必修实验和选修实验两部分内容。
（1）必修实验
对机械类、近机类本科生，工程力学课程包括12学时必修实验内容（占用学生课外时间完成）：
实验一：万能试验机原理与操作
实验目的：了解万能试验机原理，掌握万能试验机操作和引伸计安装。
实验学时：2
实验指导书：“WDW3050型电子万能试验机使用与操作”（附件8：实验指导书）
实验二：材料机械性能实验
实验目的：（1）测定低碳钢（塑性材料）的弹性模量E；屈服极限σs 等机械性能。（2）测定灰铸铁（脆性材料）的强度极限σb。（3）了解塑性材料和脆性材料压缩时的力学性能。实验学时：5
实验指导书：“材料拉伸与压缩实验指导书” （附件8：实验指导书）
实验报告：“低碳钢拉伸实验报告”；“灰铸铁拉伸实验报告”
实验三：低碳钢扭转实验
实验目的：测定低碳钢材料的切变模量G
实验学时：2
实验指导书：“低碳钢扭转实验指导书” （附件8：实验指导书）
实验报告：“低碳钢扭转实验报告”
实验四：弯扭组合构件电测法应力状态分析
实验目的：（1）. 利用应变片电测法测定平面应力状态主应力及主方向。（2）正确掌握应变仪的使用方法。
实验学时：3
实验指导书：“静态电测应力分析实验指导书” （附件8：实验指导书）
实验报告：“电测静应力试验报告”
必修实验涉及工程力学教学中的基本概念（材料力学性能测量）与基本实验方法（试验机原理与操作、应力分析电测法），属于教学大纲要求内容。教学改革的目的是如何使学生在有限的实验时间内掌握所要求的内容。在实验教学中，采取以下措施加强学生的能力训练：1）全部采取学生选课方式开展实验教学。实验室全面开放，学生在实验室开放时间段自由选择实验时间。
2）要求学生在实验课前完成实验指导书的预习，并将此项列入实验课考核内容，采取课上随机点名方式进行。
3）除“材料压缩实验”外，其他实验全部采取实验课老师辅助指导，学生独立操作的方式完成。
4）实验课考核成绩以5%的权重记入总评成绩。考核内容要较为全面地反映学生实验课的表现，包括：出勤、实验指导书预习、实验前准备、实验操作、实验数据采集整理和实验报告。
（2）实验选修课与开放实验
为了加强学生综合解决问题能力的培养，实验室面向全校学生开设实验选修课和开放实验。
实验选修课作为工程力学实验课的补充，具有综合型的性质。实验选修课以16学时/
学分为单位，选修对象为全校本科生。开设目的为介绍工程中的力学实验测试方法。作为知识提高型的开放实验，内容超出工程力学授课范围，如“实验应力分析方法”实验选修课中包括“光弹性应力分析”和“电测应力分析”两项内容。“光弹性应力分析”课程内容包括模型设计、制作和观测；“电测应力分析”以“超静定刚架内力分析”为实验内容，包括测试方案制定、测点布置、应变片粘贴、测试系统连接调试、数据采集与处理等内容。在实验选修课中，指导教师负责基本理论和仪器操作的讲授，学生独立完成实验过程。强调工程测试手段和动手能力的培养，鼓励学生创造性思维和独立分析解决问题。
实验选修课考核采用实验报告与答辩形式相结合的方式完成，由3位教师组成答辩组，按实验理论、实验设计方案、仪器操作、数据处理与结论、误差分析等内容提问。根据学生回答情况结合实验报告以“百分制”评价。