土木工程专业材料力学案例教材的编写方法探讨
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材料力学教学板书设计案例引言材料力学是机械工程、土木工程、材料科学等领域中重要的基础学科,它研究物质在应力和应变作用下的变形和破坏行为。
板书作为教学的有效工具之一,对于向学生传达知识和概念具有重要意义。
本文将介绍一种针对材料力学课程的教学板书设计案例,旨在帮助教师更好地进行教学内容的呈现。
一、设计目标教学板书的设计目标是在清晰准确地呈现材料力学相关概念和知识的基础上,提供简洁易懂的图形和文字,帮助学生更好地理解和掌握课程内容。
因此,板书的设计应具备以下特点:1. 逻辑性:板书内容应按照一定的逻辑顺序进行组织,以帮助学生理解知识的发展和内在联系。
2. 精炼性:板书内容应简洁明了,尽量用简练的语言和图示来达到最佳的教学效果。
3. 可视性:板书内容应具备良好的可视性,字迹要清晰可辨,图示要准确明了,使学生能够迅速抓住重点。
4. 重点突出:板书中应突出重点和难点,以引导学生注意和深入思考。
二、板书设计案例以“应力-应变曲线及其解析表达式”的教学内容为例,下面是一个简要的板书设计案例:板书标题:应力-应变曲线及其解析表达式1. 引言应力-应变曲线是描述材料在受力作用下的变形行为的一种重要图示。
通过分析和理解应力-应变曲线,可以深入了解材料的力学性能。
2. 圆形图示(示意)在黑板上绘制一个简化的圆形图示,图中标记出坐标轴和相应的应力-应变值,以直观展示应力-应变曲线的形态。
3. 强调图示中的关键点使用颜色或加粗字体等方式,将图示中的关键点进行突出标识,如屈服点、极限点、断裂点等。
通过强调这些关键点,可以帮助学生更好地理解和记忆这些重要概念。
4. 解析表达式的呈现在板书上给出应力-应变曲线的解析表达式,并解读其含义和作用。
通过公式的推导和图示的配合,学生能够更具体地理解材料在应力作用下的变形行为。
5. 实例分析在板书设计中,引入一些常见材料的应力-应变曲线实例,通过对不同材料的比较,让学生了解不同材料的力学性能差异。
材料力学案例教学实践与研究论文材料力学案例教学实践与研究论文一、材料力学案例教学的实施(一)以“轴向拉伸和压缩变形”教学内容开展案例教学改变传统的对力学计算模型进行受力和变形分析的方法,而是以教室中的投影仪设备安装为例,让学生代表校方安装负责人的身份进入角色。
如:学校要在原有建筑的教室中安装投影仪设备需要考虑哪些问题?若在新增投影仪设备自重作用时,原有教室承重结构仍能保障安全的前提下,该考虑什么问题?在投影仪设备型号、自重等已知条件下如何选择投影仪吊杆?选择投影仪吊杆要考虑哪些因素,选择什么材料?吊杆截面形式和截面尺寸如何确定?带着这些让学生感觉无从下手又必须解决的现实问题,开始进行吊杆的受力分析和变形分析,然后在学生已学的图学基础上,再进行立面投影,从而抽象出教材上的力学模型;然后借助多媒体现代化教学手段,引申出工程实际中的吊车绳索、斜拉桥的斜拉杆、千斤顶、活塞杆等工程实际问题中具有同样受力特点和变形特点的这一类变形,统称为轴向拉伸和压缩变形。
这样不仅让学生理解了轴向拉伸和压缩变形的基本概念,而且还培养了学生对具体工程问题如何进行受力分析和变形分析的力学思维,树立了学生工程意识和解决工程问题的能力。
在受力分析和变形分析基础上,再就如何选择吊杆材料属性等引出轴向拉伸和压缩试验的必要性和具体试验方法等。
在确定了吊杆选材后,再就如何确定截面形状和截面尺寸及横截面面积大小和杆长短的影响引出研究内力、应力和应变等概念及其强度、刚度条件公式推导等。
然后在学生自己应用强度、刚度条件选取材料和确定截面形状和截面尺寸后,由学生总结发生轴向拉伸和压缩变形这类工程问题的研究方法和考虑的影响因素等。
这不仅理论联系实际,增加了学生学习材料力学的兴趣,也使学生的学习能力和解决工程问题的能力得到了显著的提升,而且这种从学生到工程负责人角色的转变,使其责任感和使命感得到了升华,真正实现了材料力学教学的目的。
(二)以“剪切和挤压变形”教学内容开展案例教学提前预留作业,请学生分组讨论课桌与地面之间连接件螺栓主要的受力特点和变形特点,并讨论:螺栓必须满足什么条件,才能保障课桌的正常使用?举例说明具有这类受力特点和变形特点的连接件还有哪些?这些连接件通常用在哪些地方?课堂上先由各组学生选出代表发表自己组的观点和考虑的.因素等,然后由老师来总结并分析课桌与地面之间连接件螺栓受力特点和变形特点,及为什么考虑主要变形是剪切挤压因素而忽略了弯曲变形等次要因素;再借助多媒体现代化教学手段举出小到生活上用的剪刀,大到工程上用的截筋机、剪板机、汽车轮轴的链接以及土木施工脚手架、机械零件的连接,“泰坦尼克号”等船舶、车辆,航空航天的飞机、宇宙飞船等都离不开小小的螺栓、铆钉和键等连接件。
《土木工程材料》教学方法的研究与改革WTT摘要:本文在多年教学研究的基础上,总结了一套适合土木工程材料课程的教学方法,即:材料种类上抓大放小、有重有轻;以材料性质为教学中心;采用启发式、提问式教学法;化抽象思维为形象思维;运用对比的方法;教学与科研紧密结合;注重实验教学内容的改革,培养学生的研究、创新能力;注重课程教学资料与实验室的建设;强化做习题的教学环节;改革考核内容与评价方法等,较大地提高了教学质量,取得了良好的教学效果。
关键词:土木工程材料;教学方法;教学研究与改革中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(20xx)46-0099-02《土木工程材料》是土建类专业必修的一门重要的专业基础课,本课程不同于数、理、化及力学等课程,具有内容庞杂,涉及面广,各章自成系统;公式的推导或定律的论证和分析少,定性的描述或经验规律的结论多;概念多、术语多、涉及学科较多等特点,内容平淡枯燥,其整体性、逻辑性、严密性以及各章节之间的连贯性均较差。
因此教师难讲,学生厌学,教学效果较差[1]。
为使学生能够真正掌握本课程的精髓,课程组经过长期、深入的教学研究与改革,探索出课程的教学规律与教学方法,收到了良好的教学效果,主要有:一、材料种类上抓大放小、有重有轻根据工程应用型本科的人才培养目标,重点讲述工程中应用较多的核心重要材料如水泥、混凝土、建筑钢材等,这些也正是课程的难点,复习考试也要重点加强,使学生切实掌握其精髓,突出培养工程应用能力,其它材料则略讲或让学生自学。
二、以材料性质为教学中心以材料性质为教学中心,抓住一个中心、两条线索讲述。
一个中心就是掌握材料性质,这是学好本课程的中心环节。
各种材料需要研究的内容很广,涉及原料、生产、材料组成与结构、性质、应用、检验、验收及储存等诸多方面,教学中应突出材料的性质,而一些次要内容则留给学生自学。
掌握材料性质的两条线索是:注意了解材料性质与其组成、结构之间的关系,即决定材料性质的基本因素;注意了解材料受外界影响性质发生变化的规律,即影响材料性质的外界因素。
《材料力学》课程思政案例一、课程介绍《材料力学》是一门重要的工程学科,是土木工程、机械工程等专业的必修课程。
本课程主要研究各种工程材料的力学性能和变形规律,为工程设计提供理论依据。
在教学过程中,注重培养学生的工程意识和实践能力,同时结合思政元素,培养学生正确的价值观和人生观。
二、思政元素融入方式1. 爱国主义教育在讲解材料力学的发展历程时,穿插介绍我国古代土木工程中的材料力学应用,如古代桥梁的结构设计、建筑材料的力学性能研究等。
通过这些案例,激发学生的民族自豪感和自信心,培养爱国主义情怀。
2. 诚信教育在讲解材料力学实验时,强调实验数据的真实性和准确性,培养学生严谨的科学态度和诚信品质。
通过案例分析,让学生了解不诚信的行为带来的后果,引导学生树立正确的价值观和人生观。
3. 团结协作精神在讲解材料力学问题求解时,注重培养学生的团队协作精神。
通过分组讨论、合作探究等方式,让学生学会倾听他人意见、尊重他人观点、共同解决问题。
通过实践活动,让学生体会团结协作的重要性。
4.创新创业意识在讲解新材料、新技术在材料力学中的应用时,鼓励学生关注行业动态,培养创新创业意识。
通过案例分析,让学生了解创新创业的成功案例,激发学生的学习热情和创造力。
三、实施方案1. 教学内容设计:在教学内容中充分融入思政元素,注重知识传授与价值观培养的结合。
在实验、案例分析等环节中突出思政元素,加强学生的情感体验和思想教育。
2. 教学方法:采用课堂讲授、小组讨论、案例分析、实践活动等多种教学方法,增强学生的学习积极性和参与度。
通过师生互动、生生互动,引导学生思考、感悟和践行思政元素。
3. 教学评价:结合学生的课堂表现、作业完成情况、小组讨论成果和实践活动表现等方面进行评价。
注重过程性评价和结果性评价的结合,鼓励学生将思政元素内化为自己的行为准则。
四、效果反馈与改进1. 效果反馈:通过课程思政的实施,学生们的思想观念得到了提升,对工程伦理有了更深刻的认识。
现代土木工程类专业材料力学教学探析一、该专业的不同之处材料力学课程一直以来都是土木工程类专业的重要的专业基础课,对工程类专业学生专业知识体系的形成以及后续专业课程的学习具有非常重要的作用。
软件学院具有软件背景的工程类专业学生作为复合型工程人才,教师在材料力学课程教学过程中,应充分意识到该人才培养的特点和与其他一般工程类专业不同之处,主要体现在以下几个方面:(一)专业教学课时压缩。
考虑该类专业学生培养的目标和要求,在制定人才培养计划时,根据课程设置的合理性和系统性,该类专业的材料力学教学课时相比其他一般工程类专业的教学课时被一定幅度压缩,这样一来,在相对较短的课时内要完成好材料力学教学任务,要让学生掌握好力学基本理论和基本运用,难度更大。
(二)学生学习动机不明确。
对于一部分具有软件背景的工程类专业学生来说,学习意识和学习主动性上可能会与一般工程类学生不同,原因是因为,材料力学课程对于此类专业学生来说似乎作用不大,学得好与坏似乎影响不明显,加之本课程本身难度大,学生基础程度不同,学1/ 5习目标不明确,无法将材料力学课程的学习与专业未来的就业竞争力挂钩,从而极大地影响了学习效果。
(三)教师教学方式和内容的差异性。
大多数力学教师对于传统工程类专业学生的材料力学教学已经积累了丰富的教学经验,并且教学课时和教学内容的安排也相对更加合理和科学化,但对于具有软件背景的工程类专业学生,在进行课程教学时,任课教师如果不考虑课时的变化,忽视学生专业之间的差异而仍然采用传统的、一成不变的教学模式和讲授内容,势必会造成教学和学生学习效果差的后果。
(四)力学教学内容的新要求。
具有软件背景的工程类专业学生作为复合型工程人才,在以后的实际工作中,将从事与一般工程类专业学生不完全相同的岗位和工作,该专业的培养目标也正是基于实际工程中对于工程类专业学生软件知识的提出了要求,出于这方面考虑,学生在材料力学专业学习中,必然会对该课程与软件的结合,包括各种专业力学分析和计算软件的使用和编制会提出新要求,而这些要求对于大多数教师来说都是新的要求和挑战。
案例教学法在材料力学中的应用探索作者:孙双双曲淑英李剑光来源:《高教学刊》2023年第29期摘要:按照新工科人才培养要求,以提升当前工科人才培养质量为目标,对材料力学课程教学方法进行改革和创新。
将案例教学法引入材料力学课程教学,依据材料力学教学内容和教学目标,建立工程案例、科研案例及生活案例三类典型教学案例,通过课堂上以工程问题模型化、力学模型数学化、数学模型定量化及计算结果合理化为主线的“四化”训练,以及课后布置综合性大作业的方式开展案例教学激发学生学习兴趣,引导学生参与课程学习与讨论,从而实现对学生分析解决问题能力、科学思维方法和创新意识等综合素质的培养。
经过几个学期教学实践,取得良好的教学效果。
关键词:案例教学法;材料力学;能力培养;素质培养;“四化”训练中图分类号:O341 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2023)29-0116-05Abstract: According to the requirements of emerging engineering education, the teaching method of the course of Mechanics of Materials is reformed and innovated in order to improve the current engineering talents cultivating quality. The case teaching method is used in the course of mechanics of materials. Three types of typical teaching cases including engineering cases, scientific research cases and life cases are developed according to the teaching content and teaching goals of Mechanics of Materials. The case teaching is carried out by the four-step training focusing on mechanics modeling for engineering problems, mathematical modeling, quantification of mathematic expression and rationality of results in classand assigning comprehensive homework after class to stimulate students' learning interests and guide students to participate in the course learning and discussion, where the students' capability to analyze and solve problems and comprehensivequality such as scientific thought method and sense of innovation are cultivated. Good teaching results are obtained after teaching practice of several semesters.Keywords: case teaching method; Mechanics of Materials; capability cultivation; quality cultivation; four-step training基金項目:山东省本科教学改革研究面上项目“专业认证背景下材料力学‘三堂融合’教学模式的构建与实践”(M2021374);教育部产学合作协同育人项目“教育信息化背景下材料力学课程资源建设与实践”(220505695233632);山东省本科教学改革研究重点项目“新工科背景下力学类课程思政指南的制订与实施路径研究”(Z2022263);青岛科技大学本科教学改革研究专项“基于数据驱动的‘材料力学’精准教学研究与实践”(2022-06)第一作者简介:孙双双(1971-),女,汉族,山东青岛人,博士,教授,青岛市教学名师,硕士研究生导师。
材料力学课程设计讨论一、课程目标知识目标:1. 理解材料力学的基本概念,掌握弹性、塑性、韧性等材料力学特性的定义与计算方法;2. 学会运用应力、应变、胡克定律等知识分析简单构件的受力情况;3. 掌握材料力学实验的基本原理和方法,能对实验数据进行处理和分析。
技能目标:1. 能够运用材料力学知识解决实际问题,具备一定的力学分析能力;2. 掌握材料力学相关的计算软件操作,提高计算速度和精度;3. 通过小组讨论、实验操作等,培养团队合作能力和动手操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对材料力学的兴趣,激发学生主动探索科学问题的热情;2. 培养学生严谨求实的科学态度,树立正确的价值观;3. 增强学生的国家意识,认识到材料力学在国民经济发展中的重要作用。
本课程针对高中年级学生,结合材料力学课程性质,注重理论知识与实际应用相结合。
在教学过程中,充分考虑学生的认知水平、学习兴趣和个性特点,通过启发式教学、案例教学等方法,使学生在掌握基本知识的同时,提高解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 材料力学基本概念:弹性、塑性、韧性;应力、应变、胡克定律;2. 简单构件受力分析:梁、杆、轴的受力特点及计算方法;3. 材料力学实验:弹性模量测定、拉伸与压缩实验、弯曲实验;4. 材料力学计算软件应用:介绍相关软件及其在材料力学问题中的应用;5. 小组讨论:针对实际问题进行力学分析,提出解决方案。
教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,进行科学、系统地组织和安排。
具体教学大纲如下:1. 第一章:材料力学基本概念(2课时)2. 第二章:简单构件受力分析(4课时)3. 第三章:材料力学实验(2课时)4. 第四章:材料力学计算软件应用(2课时)5. 第五章:小组讨论与案例分析(2课时)教学内容充分考虑学生的接受程度,注重理论与实践相结合,引导学生掌握材料力学基本知识,培养解决实际问题的能力。