《工程力学》课程标准新.docx

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《工程力学》课程标准新

工程力学课程标准

一、课程标准

（一）课程名称工程力学

（二）建议课时72，学分4

（三）课程定位（课程体系中的角色）

本课程是高职高专机电一体化、煤矿开采专业的一门专业基础课程。

其功能在于培养学生掌握抽象化能力、逻辑思维能力、计算能力以及利用工程力学的基本理论和方法，去分析和解决一些简单的工程实际问题的能力，为学生学习机械设计、机械加工工艺基础、模具设计与制造、金属处理等专业课打下坚实的基础，同时注意培养学生的社会能力、方法能力和良好的职业道德能力。

对于培养学生职业生涯可持续发展能力具有极其重要的作用。

（四）课程设计思路

1.课程开设的依据和内容选择标准（课程内容与职业标准对接）

为适应高职教育“校企合作、工学结合”的人才培养模式改革，结合机电一体化建设和煤矿开采技术专业的建设，本课程针对机电一体化工程技术人员和工程师岗位，以学生获得专业知识、职业技能和职业生涯可持续发展能力为目标，根据机电行业的发展和操作技术人员的岗位要求，采用了以能力为本位，以学生为中心，以应用为宗旨，以实践为导向，融知识传授、能力培养、素质教育于一体的课程设计思路。

进一步突出了知识的实践性和应用性要求，以满足培养机电行业服务第一线的高技能人才的需要。

2.课程内容设计（任务驱动、项目引领、案例教学）

通过实践项目和任务训练使学生具有一定的力学知识的应用能力，尤其是能将力学分析方法与其它相关专业课程相结合的能力；具备今后在生产第一线运用力学方法分析解决工程中遇到的简单力学问题的能力。

学习情境设计：

以学生职业能力培养为课程核心，以工程结构为载体重构了学习内容，根据岗位的任务、项目、能力、知识进行综合分析，按照职业岗位任务，设计了模块化的课程内容和机构。

课程内容的两个模块为：

①静力学模块；②材料力学模块。

共有11个学习单元和53个学习任务

基于实践导向的原则，设计了7个实践教学模块：

①力学实验；②现场考察见习；③学习小组活动（综合性大作业）；④力学在工程中的应用专题研讨（工程结构的受力分析）；⑤课外解题训练；⑥力学应用能力竞赛（绘制内力图，知识抢答，模型制作）。

3.内容编排、体系（结构）

工程力学分为理论力学和材料力学部分。

理论力学部分以静力学为主，包括静力学基础、力系的简化、力系的平衡。

材料力学部分包括杆件的四种基本变形（轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲）的内力、应力和变形，应力状态与强度理论，组合变形杆的强度和压杆稳定。

第一篇静力学主要内容有：

力的概念，约束与约束反力，受力分析和受力图；力对点的矩，力对轴的矩，力偶与力偶系的简化，力的平移，力系的简化；平衡条件与平衡方程，特殊力系的平衡，空间一般力系的平衡，物体系的平衡，平面静定桁架的内力，考虑摩擦时的平衡。

第二篇材料力学主要内容有：

材料的力学性能，拉伸与压缩时的力学性能，构件的强度、刚度和稳定性，强度条件、刚度条件，应力状态分析与四种强度理论。

（五）先修和后续课程

先修课程是：

高等数学、大学物理

后续课程是：

机械设计、金属材料及热处理、机械制造技术、金属切削机床等

（六）教学目标要求

1.知识目标：

掌握工程力学的研究对象，研究方法；掌握一般构件的受力分析，受力图的绘制方法；熟练掌握平面力系的平衡原理、平衡方程和计算方法；掌握拉压、剪切、和弯曲等基本变形的概念和内力计算；熟练掌握在不同变形情况下，杆件强度、刚度和稳定性的概念与计算；熟练掌握材料应力分析方法及材料力学实验的基本知识。

2.技能（能力）目标：

能利用静力平衡方程计算工程结构的支座反力和内力；能根据内力计算方法判断工程结构的危险截面；能对工程结构进行承载力的分析和计算；能根据结构特点合理布置荷载；能对工程结构进行材料、截面形状和尺寸的设计；能对工程结构的进行强度、刚度和稳定性校核；能进行基本的力学实验操作；能将工程应用到实际问题中予以解决。

3.社会能力和方法能力目标（职业核心能力和职业道德目标）

职业核心能力：

学习能力；工作能力；数字逻辑应用能力；合作协调能力；信息技术能力；语言文字能力；创新能力；安全环保与质量意识。

职业道德目标：

培养良好的思想品德、心理素质；培养良好的职业道德，包括爱岗敬业、诚实守信、遵守相关的法律法规等；培养良好的团队协作、协调人际关系的能力；培养对新知识、新技能的学习能力与创新能力。

学习领域定位

根据我省高职教育“以就业为导向，以服务为宗旨”的指导，培养学生的职业技能尤为重要。

毕业生主要从事操作、维修、制造、管理等岗位。

　工程力学是研究物体机械运动的一般规律和工程构件的强度、刚度及稳定性等计算原理的一门学科。

它是高职数控技术应用专业、机电一体化专业的一门理论性较强的技术基础课，在整个教学过程中起着承上启下的作用。

通过本课程的学习，可以开发学生的智力，培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力，并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。

学习目标

1、专业能力目标

（1）会对工程构件和结构进行受力分析，熟练地画出受力图；

（2）会对工程构件进行强度、刚度和稳定性分析，即承载能力分析；

（3）掌握提高工程构件承载能力的途径和方法；

（4）具有一定的将工程力学理论应用于工程实际的能力。

2、方法能力目标

（1）具有通过互联网、学术期刊、研讨会、工程力学试验设备推荐会、相关媒体等多种途径，收集有关工程力学应用于公路工程实际信息的能力；

（2）具有将工程力学应用中的一项工作任务，按照质询、计划、决策、实施、检查、评价六个步骤开展的能力；

（3）具有不断学习新知识、新技术、新方法的能力。

3、社会能力目标

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神。

学习内容

序号

学习情景

子学习情境

学时

1

静力学基础

1工程结构的简化原则

2力的分类、作用效果以及静力学基本公理

3约束反力的类型以及各种约束反力的绘制方法

4支座的类型并说明其反力的绘制方法

8

2

平面力系

1力平衡条件

2各种力系的平衡方程

3利用平衡方程求解静定结构支座反力的过程

4考虑摩擦时的物体平衡问题

5

3

空间力系

1力在空间直角坐标系上的投影

2力对轴之矩

3空间任意力系平衡问题

2

4

轴向拉伸压缩杆件强度、刚度

 1轴向拉伸、压缩杆件的受力特点

2轴向拉压杆内力计算方法。

3轴向拉压杆件截面上的应力、应变及胡克定律

4材料在拉压时的力学性能

5轴向拉压杆件强度计算方法

8

5

剪切与挤压的实用计算

1工程实际中连接体受剪切与挤压的特点

2剪切与挤压的实用计算

4

6

圆轴扭转

1圆轴扭转变形的受力特点

2扭转变形的强度、刚度计算

3扭矩和扭矩图

5

7

平面弯曲

1工程实际中的弯曲变形问题

2剪力、弯矩及其方程

3绘制剪力图和弯矩图

5

8

梁结构的内力、强度及刚度

1梁结构的受力特点

2梁结构内力的计算方法以及内力图的绘制方法

3梁结构强度计算

6

9

组合变形

1拉压与弯曲组合变形

2弯曲与扭转组合变形

5

四、学习情境设计

1、学习领域设计

学习《工程力学》是为了使学生具备高等职业技术专门人才所必需的工程力学的基本知识，掌握工程构件的受力和平衡规律，掌握工程构件受力的运动规律；掌握工程构件在外力作用下的变形和失效规律；初步掌握杆状工程构件的强度验算方法；验证实验及训练培养学生的动手能力。

根据所要培养的专业能力目标目标、方法能力目标和社会能力目标，我们把整个工程力学分为八个情景来讲述，分别为绘制工程实物结构的受力图；运用力系平衡条件计算静定结构的支座反力；空间任意力系平衡问题的平面解法；轴向拉伸压缩杆件强度、刚度分析；剪切与挤压的实用计算；圆轴扭转分析；平面弯曲内力分析；梁结构的内力、强度及刚度分析。

同时我们还加大了的解决工程实际问题教学环节，注重工程意识及创新思维培养，突出应用性。

采用多媒体技术教学，给学生展示工程中的各种问题，演示各种实验和三位模拟动画，使教学更生动形象。

2、学习情境设计

情境一：

静力学基础参考学时：

8

学习

目

标

专业能力目标：

（1）掌握工程简化原则

（2）掌握静力学基本概念和公理；

（3）掌握约束与约束力的分析能力及绘图能力；

（4）掌握物体的受力分析和受力图的知识；

方法能力目标：

（1）能分辨各种常见约束和其性质；

（2）对简单的物体系统能熟练地取分离体并画出受力图；

（3）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（4）具有将知识运用自如的能力；

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

工程结构的简化原则

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

分析力

任务二：

力的分类、作用效果以及静力学基本公理

任务三：

约束反力的类型以及各种约束反力的绘制方法

任务四：

支座的类型并说明其反力的绘制方法

情境二：

平面力系参考学时：

5

学习

目

标

专业能力目标：

（1）掌握各种类型力系的简化方法和简化结果

（2）能熟练地计算主矢和主矩；

（3）会应用各种类型的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体的平衡问题；

（4）能熟练地取分离体和应用各种形式的平衡方程求解；

（5）会简单运用桁架内力的节点法和截面法，计算物体重心的各种方法；

（6）掌握滑动摩擦的概念和摩擦力的特征；

（7）会求解考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问题；

（8）了解滚阻的概念。

方法能力目标：

（1）能简化各种类型力系并对其分析；

（2）能运用所学知识解决工程中的平衡问题；

（3）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（4）具有将知识运用自如的能力；

（5）能把实际和理论联系在一起的能力

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

力平衡条件

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

各种力系的平衡方程

任务三：

利用平衡方程求解静定结构支座反力的过程

任务四：

考虑摩擦时的物体平衡问题

情境三：

空间力系参考学时：

2

学习

目

标

专业能力目标：

（1）掌握力在空间直角坐标系上的投影方法

（2）掌握力对轴之矩的计算方法

（3）掌握空间任意力系平衡问题的解决方法

方法能力目标：

（1）会把空间物系的受力情况绘制出来

（2）会运用力矩进行力计算；

（3）能解决空间物体平衡问题；

（4）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（5）具有将知识运用自如的能力；

（6）能把实际和理论联系在一起的能力

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

力在空间直角坐标系上的投影

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

力对轴之矩

任务三：

空间任意力系平衡问题

情境四：

轴向拉伸压缩杆件强度、刚度参考学时：

8

学习

目

标

专业能力目标：

（1）理解内力、应力、位移、变形及应变、应力集中等基本概念；

（2）掌握轴力的计算和轴力图的绘制；

（3）掌握横截面、斜截面的应力计算，拉（压）杆内最大正应力和最大切应力的计算；

（4）了解低碳钢和铸铁的力学性能指标及其物理意义；

（5）熟练运用强度条件进行强度计算；

方法能力目标：

（1）会分析杆件变形的基本形式；

（2）会绘制轴力图并会强度计算的方法

（3）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（4）具有将知识运用自如的能力；

（5）能把实际和理论联系在一起的能力

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

轴向拉伸、压缩杆件的受力特点

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

轴向拉压杆内力计算方法。

任务三：

轴向拉压杆件截面上的应力、应变及胡克定律

任务四：

材料在拉压时的力学性能

任务五：

轴向拉压杆件强度计算方法

情境五：

剪切与挤压的实用计算参考学时：

4

学习

目

标

专业能力目标：

（1）掌握工程实际中连接体受剪切与挤压的特点；

（2）掌握剪切与挤压的实用计算

方法能力目标：

（1）会进行剪切与挤压的实用计算；

（2）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（3）具有将知识运用自如的能力；

（4）能把实际和理论联系在一起的能力

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

工程实际中连接体受剪切与挤压的特点

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

剪切与挤压的实用计算

情境六：

圆轴扭转参考学时：

5

学习

目

标

专业能力目标：

（1）理解圆轴扭转的概念；

（2）掌握外力偶矩、扭矩的计算和扭矩图的绘制；

（3）熟练运用等直圆杆扭转的强度条件和刚度条件进行强度和刚度计算；

（4）了解矩形截面杆在自由扭转时横截面上切应力的特征；

（5）掌握强度条件和刚度条件及其应用

方法能力目标：

（1）能自主绘制扭矩图；

（2）熟练运用所学知识强度条件和刚度条件进行强度和刚度计算；

（3）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（4）能把实际和理论联系在一起的能力；

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

圆轴扭转变形的受力特点

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

扭转变形的强度、刚度计算

任务三：

扭矩和扭矩图

情境七：

平面弯曲参考学时：

5

学习

目

标

专业能力目标：

（1）掌握纯弯曲梁正应力公式的推导及其基本假设；

（2）掌推确定中性轴位置的条件，矩形截面、圆（环）形截面惯性矩的计算；

（3）熟练地计算横力弯曲时的正应力；

（4）掌握弯曲切应力的计算，正确地区分剪切切应力、扭转切应力和弯曲切应力

方法能力目标：

（1）掌握弯曲正应力和正应力强度条件，弯曲切应力和切应力强度条件，能进行梁的合理设计

（2）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（3）能把实际和理论联系在一起的能力；

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

工程实际中的弯曲变形问题

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

剪力、弯矩及其方程

任务三：

绘制剪力图和弯矩图

情境八：

梁结构的内力、强度及刚度参考学时：

6

学习

目

标

专业能力目标：

（1）掌握梁的变形；

（2）掌握梁的强度条件能运用自如；

（3）掌握提高梁强度和刚度的措施

方法能力目标：

（1）掌握梁的变形和梁的强度条件，能进行梁的合理设计

（2）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（3）能把实际和理论联系在一起的能力；

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

梁结构的受力特点

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

梁结构内力的计算方法以及内力图的绘制方法

任务三：

梁结构强度计算

情境九：

组合变形参考学时：

5

学习

目

标

专业能力目标：

（1）理解组合变形研究思路

（2）掌握拉压与弯曲组合变形计算；

（3）掌握弯扭组合变形计算；

方法能力目标：

（1）掌握组合变形的计算方法；

（2）具有自学能力、理解能力及表达能力；

（3）能把实际和理论联系在一起的能力；

社会能力目标：

（1）具有良好的职业道德和敬业精神；

（2）良好的人际沟通能力；

（3）良好的团队协作能力；

（4）具有自我控制与管理能力；

（5）具有尊重科学、崇尚实践、细致认真、敬业守职的精神；

学习子情境

教学方法建议

工作资料

任务一：

拉压与弯曲组合变形

宏观：

引导文教学法

微观：

大脑风暴法、启发引导教学法

相关教材、工具书、网上资源等

任务二：

弯扭组合变形

五、考核方式

1.专业能力考核

根据平时上课情况进行专业能力综合考核，包括学习态度、作业、课堂纪律。

（30分）

2．知识目标考核

知识掌握情况考核，以笔试的形式对学生的学习知识进行考核。

（70分）

3.方法能力评价

依据方法能力目标对学生进行评价。

4.社会能力评价

依据学生的社会能力价值观，对学生进行评价。

（七）教学内容介绍（教学过程与生产过程对接）

按项目、（或任务、或单元）列出知识点、技能点、态度情感等内容

学习项目

任务单元

知识点

技能点

态度情感

1绪论

工程力学的研究对象和研究方法

掌握工程力学的研究对象、基本任务与研究方法；掌握杆件变形的基本形式

能辨别刚体和变形体，弹性变形和塑性变形；能理解对构件进行强度、刚度和稳定性计算和校核的必要性；掌握杆件变形的基本形式

2静力学基础

基本概念

基本公理

力矩

掌握力、载荷和力学的概念；熟练掌握力学基本公理的内容和涵义；熟练掌握力矩的概念和求法

能够识别结构所受的载荷和力系；学会判断构件的运动和它所受的力或力矩的关系；

力偶

力的平移定理

掌握力偶和力偶矩的概念；掌握力偶的三要素；熟练掌握力偶的基本性质；熟练掌握力的平移定理的内容和原理；

学会识别工程结构所受的力偶；能够判断工程结构的位移和它所收到的力偶的关系；

约束反力

熟练5种约束以及对应的约束力

能把工程实际转化成力学模型，并对其进行受力分析

构件的受力图

会对物体进行受力分析

3.力系的平衡

平衡方程及其应用

掌握平面汇交力系、平面任意力系、空间力系的平衡方程及应用

理解力系的平衡条件及其计算

4.轴向拉伸和压缩

材料力学基础，变形固体及其基本假设

外力法、截面法求杆件横截面上内力的能力；绘制轴力图的能力。

强度、刚度、稳定性的概念；杆件变形的基本形式；计算轴力的方法，轴力图的绘制

5.剪切与挤压

剪切与挤压概念，剪切、挤压强度实用计算

掌握剪切和挤压时轴力的计算。

理解工程实际中连接体剪切与挤压的问题。

6．圆轴扭转

圆轴扭转的受力特点及变形特点，外力偶矩和扭矩计算、扭矩图。

学会计算外力偶矩和扭矩、会画扭矩图；掌握圆轴扭转的强度与刚度计算。

理解工程实际中圆轴扭转的问题，可以对传动轴进行设计计算。

7.平面弯曲

平面弯曲的概念

理解并掌握剪力、弯矩的概念和符号规定。

弯矩方程，剪力方程，熟练绘制弯矩图。

解决工程实际中梁的弯曲强度计算，了解提高弯曲强度和刚度的措施。

（八）教学建议

1.教学条件

1）学习条件（结合本专业学生学习本课需要能力描述）

学生应具备的基本能力：

必须是高中毕业或中专、职高学校毕业的学生及上述学历相当的学生，具有清晰的语言表达能力，勤于思考、勤于动手的能力和逻辑思维能力。

学生应具备的专业知识和专业能力：

具有基本的计算能力，运用数学、物理的基本理论分析问题的能力和抽象思维的能力。

2）教师条件

要求任课教师必须具有丰富的工程力学知识（包括理论知识和实践知识）、课程开发能力、基于学生能力培养的教学能力等，以利于教学和课程的改革。

同时具有德育教育能力、管理学生的能力、基于职业岗位工作过程设计教学过程和教学情境的能力、现代教育技术手段的运用能力；会运用多元评价方法、多视角全过程评价学生发展；有一定的服务行业企业能力；有良好的实际工作经验及良好的教风和敬业精神。

3）实践教学条件

本课程校内实训条件：

要求有教学做一体化的综合实训室，融教学与实训为一体，以及与课程相应的软件作支持。

包括力学拉压试验设备，扭转试验机，弯曲试验机，电脑，游标卡尺等。

本课程校外实习实训要求：

要求有与学校长期合作的企业做实训基地，在企业有专门负责人对学生的实际操作给予指导与帮助，满足学生顶岗实习的需要。

2.教学方法

在课堂教学上克服了以往单纯以老师为主的教学方法，积极利用“启发式”和“探究式”的方法进行教学。

我们尽量从实际问题引入新内容，启发学生深入思考，引导学生积极讨论，充分调动学生的主观能动性，力求做到学生在教师的指导下对学习的内容自主学习，主动发现，积极探索，寻求答案，而不是被动接受、理解和记忆。

同时，在学生学习过程中，还注重学生逻辑性思维和创造性思维的培养。

本课程除了不断完善理论教学外，还非常注重理论和实践相结合。

首先，积极组织工作在结构设计一线的结构工程师给学生授课，让学生从真实的结构设计案例中了解《工程力学》的广泛应用性和它在专业发展中的重要性，使学生的学习更加切合于实际。

同时，《工程力学》教学组还定期邀请工程技术人员来校作各种讲座，激发学生对所学专业的热爱和自豪，使学生了解国内外机械制造发展历史和现状。

另外，积极培养学生的动手能力，例如，在学生中组织了技能大赛，从而提高了教学质量，获得了良好的教学效果。

这样既锻炼了学生理论和实际相结合的能力，也可以培养学生树立正确的集体观念和合作意识。

在课堂外，积极增加教与学的互动。

充分利