多媒体Ｃ ＡＩ课件在 材料力学中的应用 范静 （山西综合职业技术学院，山西太原０３０００６） 摘要：利用多媒体ＣＡＩ课件教学不但可以激发学生学习 的兴趣，增强学生的记忆力，而且可以把实验搬进课堂，将 学习化繁为简、化难为易、化静为动，使学生愉快自然地进 入学习。但是，如果一味地追求多媒体课件在教学中的功 能，放弃了实验这个根本的学习方法，就会使学生忘记了 学习的原始依据，忽略了做学问的根本。 关键词：多媒体；ＣＡＩ课件；实验 中图分类号：Ｇ７１２ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８— ８８８１ ｆ２００６）０２—０６９—０１ 随着教学改革的不断深入，多媒体作为现代科技成果 进入教学领域后，产生了一种新型的教学形态。它极大地 扩展了教学的容量，丰富了教学手段和教学资源，给教学 带来了生动活泼的新局面。特别是对材料力学这门课程而 言，它不但可以增强学生的空间想象能力，而且可以把实 验中人们无法看到的材料内部的变化很明显地表现出来， 为学好材料力学打好基础。因此，越来越受到老师和学生 的喜爱。 一、多媒体ＣＡＩ课件的独特优点 ｌ、多媒体ＣＡＩ课件的应用可以激发学生学习的兴趣。 利用多媒体课件教学可以抓住学生的心理特点，将材 料力学的教学内容制作成学生喜闻乐见、容易接受的形 式，通过多媒体图形、文字、声音、颜色、动画等多种信息的 刺激，将学生的整个身心充分调动起来，使学生自然地溶 于教学之中，使其在不知不觉中就学会了应掌握的教学内 容。 多媒体教学不仅信息量大，而且可以化繁为简、化难 为易、化静为动，把平时教师说不清道不明、学生不易掌握 和理解的知识一目了然地展现在学生面前。多媒体的交互 性特征增强了学生的参与意识和能力，极大地提高了学生 的学习兴趣。俗话说：兴趣是学习最好的老师。学生学习有 了兴趣，在学习上就会有不竭的动力，使其源源不断地解 决学习上一个又一个的难题，直到学会为止。 ２、多媒体ＣＡＩ课件的应用可以增强学生的记忆力 由于多媒体课件具有直观、形象、生动的特点，可以把 工程力学中材料力学部分在受力状态下的变化情况形象、 生动地演示给学生。学生在观看多媒体课件中，通过声音、 图形ｆ文字）这二者同时对听觉、视觉的刺激，可以给学生 大脑皮层留下较长的记忆。为此，我们应该想方设法地为 学生创造有形象、实物等的视觉直观影响，设计好多媒体 课件，为学生保留长期的记忆做好准备。 ３、多媒体ＣＡＩ课件的应用可以使“做实验”不受时间 和地点的限制。 收稿日期：２００５—１０—１０ 作者简介：范静（１９６８一），山西综合职业技术学院高级讲师。 材料力学的任务就是在保证构件既安全又经济的前 提下，建立构件强度、刚度、稳定性计算的理论基础，从而 为构件选用适当的材料，确定合理的截面形状和尺寸。这 就要求学生在学习材料力学的过程中以构件为研究对象， 研究它的材料性能、力学性能，以满足构件在成功完成任 务的同时又能合理使用材料，从而达到双赢的目的。而材 料的力学性能只有在实验室里才能获取相关的数据和信 息，以往的教学模式就是要带领学生到实验室参观，以此 掌握第一手资料，获得感性认识。如果应用多媒体教学，这 个问题就会迎刃而解。 ４．多媒体ＣＡＩ课件的应用某种程度上讲优于实验效果。 比如，在讲轴向拉伸和压缩这一节时，横截面上的应 力计算公式是通过一个平面假设现象得来的，而这个平面 假设现象是需要通过作实验验证的。在做实验之前，先在 试件侧面的中间位置上画两条垂直于杆件轴线的横线来 表示横截面，同时画一些平行于杆件轴线的直线；然后在 杆的两端加一对轴向拉力，使其产生变形；这时分析直杆 变形后表面上的两条代表横截面的垂直于杆件轴线的横 线的变化，发现其变形前是直线（表示横截面），变形后仍然 是直线，说明其仍然是平面，由此得出平面假设的原理。以 往在做这个实验时，大家只能看到试件表面的变化现象， 而对于直杆内横截面的变化情况观察不到。教师只能通过 直杆表面直线的变化现象的观察，加上一定的语言叙述来 完成这个教学任务，学生往往只是一知半解。而多媒体课 件却方便地解决了这一问题。利用多媒体的３Ｄ或ｆｌａｓｈ技 术，将直杆内的横截面在各个时期的变化可以表示的一清 二楚，随着拉力的增加，直杆内的横截面的位置在缓缓地 发生平行移动，其平面的特性没有发生变化，即平面变形 以后仍然是平面。 总之，充分发挥多媒体的各种功能，以促进学生整体 发展为目标，使学生愉快、自然地进入学习情景，激发学生 学习的主动性、积极性，调动各种感官参与，激情冶趣，从 而实现课堂教学的高质量、高效率，为优化材料力学的课 堂教学提供可借鉴的实践经验。 二、多媒体ＣＡＩ课件只能作为教学手段的补充。不能 代替实验。 多媒体ＣＡＩ课件不是万能的，我们知道，现在之所以 能利用多媒体课件教学模拟实验过程，是因为我们已经在 做实验的基础上掌握了它们的变化本质，我们才能在实验 所取得数据的基础上应用高科技手段做出它的仿真品。只 有实验才是我们研究科学的有力手段。 材料力学是一门以实验为基础的学科，培养学生良好 的实验能力是材料力学教学中不可缺少的一项内容。材料 力学的很多规律都是通过实验得出的，学生亲自动手操作 实验，既能够对已知理论进行验证和深化，也可以有新的 发现。通过实验，可以使学生的动手能力不断提高，理性认 知的能力不断增强。这说明实验在材料力学中占据着重要 的位置。虽然多媒体ＣＡＩ可以形象地模拟出这些实验，但 ｆ下转第７３页）
材料力学课堂教学型多媒体课件的制作
陈章耀
（江苏大学理学院 江苏・镇江２１２０１３）
中图分类号：Ｇ６４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—７８９４（２０１１】０１—０５７—０２
摘 要 由于多媒体的表现力，我们在讲解概念时，引用许
多当今工程实际中与材料力学有关的图片．增加其信息量。
让学生了解材料力学就在我们身边．激发他们运用材料力
学知识解决工程实际问题的兴趣．培养其解决实际问题的
能力 多媒体课堂教学的成功与否，关键是课件的制作。本
文就课件制作的几个问题，如课件设计、选择教学平台、创
建素材等做了论述．本课件经过实际使用．效果良好。
关键词 材料力学 多媒体 课堂教学型课件 素材
Ｍａｋｉｎｇ Ｃｏｕｒｓｅｗａｒｅ ａｂｏｕｔ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ—－
ｕｒｓｅ／／Ｃｈｅｎ Ｚｈａｎｇｙａｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｓ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ，Ｗｅ ｃａｎ ｑｕｏｔｅ
ｍａｎｙ ｐｉｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｌｅｔ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｉｓ ａｌｌ ａｒｏｕｎｄ ＵＳ，ｍｏｔｉｖａｔｅ ｔｈｅｍ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｐｒｏｂｌｅｍｓ．ｄｅｖｅｌｏｐ ｔｈｅｉｒ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ． ｒｈｅ
Ｓｕｃｃｅｓｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃｌａｓｓ ｌｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｕｒｓｅｗａｒｅ．Ｉｎ
ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｓｅｖｅｒａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｃｏｕｒｓｅｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｅ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｓｕｃｈ ａｓ ｅｏｕｒｓｅｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ
§3 扭 转 试 验
1、概述
工程中有许多承受扭转变形的构件，了解材料在扭转变形时的力学性能，对于构件的合理设计和选材是十分重要的。扭转变形是构件的基本变形之一，因此扭转实验也是材料力学基本实验之一。
2、实验目的
1、测定低碳钢的扭转屈服强度s及抗扭强度b。
2、测定铸铁的抗扭强度b。
3、观察、比较低碳钢和铸铁在扭转时的变形和破坏现象，分析其破坏原因。
3、实验原理
对一确定形状试件两端施加一对大小为eM的外力偶，试件便处于扭转受力状态，此时试件中的单元体处于如图3.1所示的纯剪应力状态。
图3.1纯剪应力状态
对单元体进行平衡分析可知，在与试样轴线成045角的螺旋面上，分别承受主应力1，3的作用，这样就出现了在同一个试件的不同截面上压拉的情形。这样对于判断材料各极限强度的关系提供了一个很好的条件。
图3.2为低碳钢Q235扭转实验扭矩T和扭转角的关系曲线，图3.3为铸铁HT200
图3.2低碳钢Q235扭转T曲线 图3. 3铸铁HT200扭转T曲线 试件的扭转实验扭矩T和扭转角的关系曲线。图3.4为低碳钢和铸铁扭转破坏断口形式
由图3.2低碳钢扭转T曲线可以看出，低碳钢Q235的扭转T曲线类似于拉伸的LF曲线，有明显的弹性阶段、流动屈服阶段及强化阶段。在弹性阶段，根据扭矩平衡原理，由剪应力产生的合力矩需与外加扭矩相等，可得剪应力沿半径方向的分布为：
PIT*
在弹性阶段剪应力的变化如图3.5所示
在弹性阶段剪应力沿圆半径方向呈线性分布，据此可得
PPWTIrT*max
当外缘剪应力增加到一定程度后，试件的边缘产生流动现象，试件承受的扭矩瞬间下降，应力重新分布至整个截面上的应力均匀一致，称之为屈服阶段，在屈服阶段剪应力的变化如
图3.5 低碳钢扭转试件弹性阶段应力分布变化
第1篇
一、引言
材料力学作为一门重要的基础课程，在工程教育和科学研究领域具有广泛的应用。然而，传统的材料力学教学模式往往以教师讲授为主，学生被动接受知识，导致学生缺乏主动性和创造性。为了提高教学效果，培养具有创新精神和实践能力的人才，本文提出了一种材料力学教学创新实践方法。
二、教学创新实践方法
1. 项目驱动教学
项目驱动教学是一种以项目为中心的教学模式，通过学生完成实际项目来学习知识、解决问题。在材料力学教学中，可以设计一系列与实际工程相关的项目，如桥梁设计、建筑结构分析等。学生通过参与项目，将理论知识与实际应用相结合，提高实践能力和创新思维。
具体步骤如下：
（1）项目设计：根据材料力学的教学大纲和实际工程需求，设计具有挑战性和实践性的项目。
（2）项目分解：将项目分解为若干个阶段，每个阶段对应一个知识点。
（3）学生分组：将学生分成若干个小组，每个小组负责完成一个阶段的项目。
（4）指导与交流：教师对学生在项目过程中遇到的问题进行指导和交流，帮助学生解决难题。
（5）成果展示与评价：项目完成后，各小组进行成果展示，教师和同学对项目进行评价。
2. 翻转课堂教学
翻转课堂教学是一种将传统课堂讲授与课后自主学习相结合的教学模式。在材料力学教学中，可以将课堂讲授的内容通过视频、PPT等形式提前上传到网络平台，学生在家自主学习和预习。课堂上，教师引导学生进行讨论、实践和总结，提高课堂互动性和学习效果。
具体步骤如下： （1）课前预习：学生通过网络平台观看教师上传的教学视频，了解课程内容。
（2）课堂互动：教师组织学生进行讨论、实践和总结，加深对知识的理解。
（3）课后巩固：学生通过课后作业、实验等环节巩固所学知识。
3. 虚拟仿真实验
虚拟仿真实验是一种利用计算机技术模拟实际实验过程的教学方法。在材料力学教学中，可以设计一系列虚拟仿真实验，如材料拉伸、压缩、弯曲等。学生通过虚拟实验，直观地了解实验现象，掌握实验原理，提高实验技能。
