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北京科技大学

北京科技大学

2009年度校级精品课程建设申报表

（本科）

推荐单位应用科学学院

课程名称理论力学

课程类型√理论课（不含实践）□理论课（含实践）□实验（践）课所属一级学科名称力学

所属二级学科名称固体力学

课程负责人尚新春

申报日期2009-10-22

北京科技大学教务处制

二○○九年九月

填写要求

一、以word文档格式如实填写各项。

二、表格文本中外文名词第一次出现时，要写清全称和缩写，再次出现时可以使用缩写。

三、涉密内容不填写，有可能涉密和不宜大范围公开的内容，请在说明栏中注明。

四、除课程负责人外，根据课程实际情况，填写1～4名主讲教师的详细信息。

五、本表栏目未涵盖的内容，需要说明的，请在说明栏中注明。

1．

课程负责人情况

1-1

基本

信息

姓　名

尚新春

性　别

男

出生年月

1958.8

最终学历

博士后

职称

教授、博导

电话

62332985

学位

理学博士

职务

系副主任

传真

所在院系

应用科学学院数学力学系

E-mail

sxc1958@

通信地址（邮编）

北京市海淀区学院路30号（100083）

研究方向

工程材料与结构的现代力学问题研究

1-2

教学

情况

◆近五年来讲授的主要课程：

课程名称，课程类别周学时届数学生总人数

理论力学A：

公共基础必修课55600

工程力学AI：

公共基础必修课33360

工程科学中的计算力学：

公共选修课23460

工程弹塑性力学：

硕士生公共基础课4（共36）2380

力学中的数学方法：

硕士生专业基础课4（共36）5180

还主讲了另外的硕士生专业基础课2门（5届）和博士研究生专业基础课3门（3届）。

◆承担的实践性教学：

指导本科毕业设计/论文6人；指导本科生科技创新项目国家级1项、学院级11项。

◆主持的教学研究课题：

理论力学，2007年度校级优秀课程建设项目，2007-2009，已通过验收。

◆发表的教学研究论文：

[1]尚新春，卢晋福.工科力学课程中学生理性思维能力的培养,2007力学课程报告论坛论文集,高等教育出版社,2007,138-139

[2]尚新春，卢晋福.关于原始尺寸原理的适用性.力学与实践,2008,2：

91-93（中文核心期刊）

1-3

学术

研究

◆近五年来承担的主要学术研究课题：

1.热冲击载荷作用下金属材料的空化机理和破坏行为研究，国家自然科学基金，08年-10年，项目负责人；

2.环境和力、电耦合导致铁电材料畸变和开裂的规律及机理，国家自然科学基金重点项目，07年-09年，主要参加者（排名第2）；

3.烟气轮机叶片振动模态与强度分析，中国特种设备检测研究院，08年-09年，项目负责人；

◆在国内外公开发行刊物上发表的学术论文（含题目、刊物名称、署名次序与时间）

（不超过五项）:

[1]ShangXinchunandRodericS.Lakes,StabilityofelasticmaterialwithnegativestiffnessandnegativePoission’sratio,Phys.Start.Sol.（b）,Vol.244,No.3,（2007）:

1008-1026.（SCI,被选为封面文章,并在该期首页加了编者按评述）

[2]XinchunShang,ErniePanLi-pingQin,Mathematicalmodelingandnumericalcomputationforthevibrationofamagnetostrictiveactuator,SmartMaterStruct.2008,17（4）1008-1020（SCI）.

[3]XinchunShang,Li-liZhangandLi-pingQin,mechanicalbehavioronrubbersphericallygranularmaterial,AdvancesinHeterogeneousmaterialmechanics,2008,705-709（EI）.

[4]Li-pingQin（博士生）,Xin-chunShang,FanWang,Perturbationsolutionofvibrationsofamagnetostrictiveactuator,SPAWDA2008,473-476（EI）

[5]李国栋（博士生）,尚新春,考虑横向剪切效应的环肋圆柱壳的稳定性,工程力学,Vol.24,No.9,（2007）:

43-49.（EI）

◆获得的学术研究奖励:

获2007年度上海市自然科学三等奖，上海市人民政府，排名第3（共5人），2008.1

课程类别：

公共基础必修课、学科基础必修课、专业必修课、专业选修课或公共选修课

课程负责人：

主持本门课程的主讲教师

2.主讲教师情况⑴

2⑴-1

基本

信息

姓　名

吴兰鹰

性　别

男

出生年月

1956.1

最终学历

研究生

职称

副教授

电话

62332901

学位

工学硕士

职务

无

传真

无

所在院系

应用科学学院数力系

E-mail

Wu1122334@

通信地址（邮编）

北京科技大学47栋306，100083

研究方向

振动理论及其应用

2⑴-2

教学

情况

◆近五年来讲授的主要课程：

1、理论力学A，公共基础必修课，周学时5，近5年共5届，学生总人数600多

2、工程力学AI，公共基础必修课，周学时4，近5年共5届，学生总人数1500多

◆参加的教学研究课题：

1、理论力学优质课程建设，校教务处，主要参加者，2年

2、工程力学优质课程建设，校教务处，主要参加者，2年，

◆发表的教学研究论文：

1、教学中的教师主动与学生主动，北京科技大学学报增刊，2003

2、教学过程的学生管理，北京力学会年会，2005

3、《理论力学典型例题详解》编撰设想，北京力学会年会，2009

2⑴-3

学术

研究

◆近五年来承担的学术研究课题

1、消声弯头的优化设计与计算模拟，总装预研基金，2年，课题负责人

2、光驱头力矩器悬丝的制备研究，校基金，2年，课题负责人

3、铜合金精确铸造技术研究，总装预研，5年，子课题负责人

4、行波管夹持杆制备研究，军工配套，3年，子课题负责人

5、大面积金刚石制备技术，总装预研，5年，子课题负责人

◆发表的学术论文：

1、Anactuatorlaserofopticaldiskdrivehigh-frequencyelectromagneticvibrationscharacteristicanalysis,PRICM6,第一作者，2007（EI）

2、SecondarydevelopmentofANSYSaboutspectrumanalysis,《河北科技大学学报》，第一作者，2007（EI）

3、一种高性能激光读取头用合金悬丝的制备方法，国家发明专利，第一发明人，2009.3.23

4、铍铜双金属合金悬丝的成分和力学性能分析，稀有金属，第一作者，2009（EI）

课程类别：

公共基础必修课、学科基础必修课、专业必修课、专业选修课或公共选修课

2.主讲教师情况⑵

2⑵-1

基本

信息

姓　名

陈学军

性　别

男

出生年月

1974．1

最终学历

博士研究生

职称

副教授

电话

62332901

学位

工学博士

职务

无

传真

无

所在院系

应用科学学院数学力学系

E-mail

chenxuejun@sas.ustb.edu

通信地址（邮编）

北京市海淀区学院路30号（100083）

研究方向

涂层、薄膜与界面力学

2⑵-2

教学

情况

◆近五年来讲授的主要课程：

课程名称课程类别周学时届数学生总人数

理论力学A学科基础必修课53225

工程力学C学科基础必修课33296

◆承担的实践性教学：

工程力学C中实验教学部分，3届，学生总人数：

296

2⑵-3

学术

研究

◆近五年来承担的学术研究课题：

1.主持国家自然科学基金（青年）：

筒壁“分割涂层“的热致开裂与剥落研究，

2009年-2011年，；

2.主持教育部博士点基金（青年）：

圆筒内壁涂层的热致开裂与剥落研究，

2008年-2010年。

◆发表的学术论文：

1.XuejunChen,KunZhang,GuangnanChen,GengxingLuo.Multipleaxialcracksinacoatedhollowcylinderduetothermalshock.InternationalJournalofSolidsandStructures,2006,43（21）:

6424-6435.（SCI）

2.XuejunChen,KunZhang,GuangnanChen,GengxingLuo.Interfacialdebondingofamulti-crackedandcoatedhollowcylinderduetoconvectiveheating.SurfaceandCoatingsTechnology,2006,201（3-4）:

815-821.（SCI）

3.XuejunChen,GuangnanChen,KunZhang,GengxingLuo,JinghuaXiao.Onthethermallyinducedinterfacialdelaminationofasegmentedcoating.SurfaceandCoatingsTechnology,2008,202（13）:

2878-2884.（SCI）

4.XuejunChen,GuangnanChen.Onthethermallyinducedcrackingofasegmentedcoatingdepositedontheoutersurfaceofahollowcylinder.SurfaceandCoatingsTechnology,2009,203（9）:

1114-1120.（SCI）

课程类别：

公共基础必修课、学科基础必修课、专业必修课、专业选修课或公共选修课

2.主讲教师情况⑶

2⑶-1

基本

信息

姓　名

肖久梅

性　别

女

出生年月

1971年1月

最终学历

博士研究生

职称

讲师

电话

62332901

学位

工学博士

职务

教师

传真

无

所在院系

应用科学学院数学力学系

E-mail

jiujiu@

通信地址（邮编）

北京市海淀区学院路30号（100083）

研究方向

固体材料中的力学行为

2⑶-2

教学

情况

◆近五年来讲授的主要课程：

课程名称课程类别周学时届数学生总人数

理论力学A：

公共基础必修课52150

工程力学AI：

公共基础必修课；3176

材料力学：

公共基础必修课；51140

工程力学C：

公共基础必修课；3.52220

工程材料的力学基础：

公共选修课32224

◆承担的实践性教学：

工程力学C中实验教学部分，2届，学生总人数：

220

◆发表的教学研究论文

[1]肖久梅，陈章华，尚新春，龚春秀，马文江，静定平面桁架设计性实验教学模型的研制，力学与实践，2006，28（4）：

84-85。

（中文核心期刊）

[2]肖久梅，材料力学实验教学研究对象的改革，中国冶金教育，2006，2：

34-35。

[3]肖久梅，尚新春，本科生科技创新中学生综合能力的培养，2008力学课程报告论坛论文集，高等教育出版社，2009，352-353.

2⑶-3

学术

研究

◆近五年发表的学术论文：

[1]XiaoJM,ZhaoDY,YangH,etal.Newmicro-structuredesignsofawidebandreflectivepolarizerwithapitchgradient.LiquidCrystals,2007,34（4）:

473-477.（SCI）

[2]XiaoJM,CaoH,YangH,etal.Wide-bandreflectivepolarizersfromcholestericliquidcrystalswithstableopticalproperties.JournalofAppliedPolymerScience,2007,105（5）:

2973-2977.（SCI）

课程类别：

公共基础必修课、学科基础必修课、专业必修课、专业选修课或公共选修课

3.教学队伍情况

3-1

人员

构成

（含外

聘教师）

姓名

性别

出生年月

职称

学科专业

在教学中承担的工作

尚新春

男

1958.8

教授

固体力学

主讲，课程负责人

吴兰鹰

男

1956.4

副教授

固体力学

主讲

陈学军

男

1974.1

副教授

固体力学

主讲

肖久梅

女

1971.1

讲师

固体力学

主讲

3-2

教学队

伍整体

结构

教学队伍的知识结构、年龄结构、学缘结构、师资配置情况（含辅导教师或

实验教师与学生的比例）

◆理论力学课程组共4位教师，其中教授（博导）1人、副教授2人、讲师1人；

具有博士学位人数占3/4；知识结构合理；

◆50多岁2人、35岁左右2人，年龄结构合理；

◆所有成员均由不同学校和科研单位毕业和取得学位，其中2人为力学、1人

为机械、1人为材料科学专业，学缘结构合理；

◆每位教师均有研究生助教1名，学生与教师的比例约为40：

1。

3-3

教学改

革与研

究

近五年来教学改革、教学研究成果及其解决的问题（不超过十项）

近些年来，本课程的教学改革目标定位：

“探索培养大学生创新能力的教学实践”。

总体思路：

以固体力学学科博士点为依托，以工科理论力学优秀课程建设为基础，通过强化“授人以渔”的教学理念，强调理性思维是学生创新的重要源泉和动力，以加强学生理性思维培养为突破点，倡导教师进行研究性教学，引导学生进行探究性学习，力求培养学生成为具有坚实理论基础、综合应用能力和创新意识的人才。

（一）教学理念和方式的改革探索与实践

（1）强调理性思维对认知过程的重要作用，引导学生对力学知识有多角度的审视。

以力学知识为载体，培养学生对科学方法和科学思想的领悟。

通过背景知识、基本假设、问题提出、数学模型建立，以及基本公式演绎和重要结论解释等关键内容的讲授，使学生了解力学理论体系建立的一般方法和规律，使他们能触类旁通地对相关和相似问题进行独立思考、类比与联想，并且感悟各个课程内容之间的横向联系，力求寻找解决问题的方案。

这样的“授人以渔”教学理念，促使学生“身临其境”地运用理性思维方法，感受到“透过现象见本质”和“殊途同归”的收获。

（2）培养“接收与批判”相辅相成的求知意识,促进理性思维的养成。

●突破学生“对知识全面接收”的潜意识“禁锢”，教育学生学会用“欣赏”和“批判”两种态度学习新的知识。

前者力求接受旧知识中的经典，并吸取精华，重在继承；而后者注意发现新问题，去伪存真、推陈出新、重在发展。

●突破例题的正面讲解程式，将常见错误设计成特别例题，在讲解过程中让学生自我发现其错误并加以纠正。

使学生由“想当然”的感性认识转变到“所以然”的理性思维，在正误辨析中得到知识层次的升华。

例如，针对一些学生常将速度瞬心当成“瞬时固定转轴”来求加速度这一错误概念，教师将此错误概念融入例题之中，讲解时让学生自我分析、判断正误，结果起到了事半功倍的教学效果。

（二）开辟第二课堂，促进科技创新实践

（1）引导学生探索性学习和钻研精神。

受到理性思维的启迪，学生会对科学问题产生探讨的欲望，会主动地观察现象，发现问题，结合所学力学课程的知识提出问题，并做一些探究。

为了引导学生进行发散和联想思维，可“故弄玄虚”地设计一些题目，让学生去讨论。

学生在课后查找资料和分析思考，写出研究报告。

例如，北半球由北向南的河流（如黄河壶口-风凌渡段）总是对左岸冲刷严重，这一地理现象提供了科氏加速度存在的自然界证据。

是否还有其它的证据呢？

相关的探讨题目有：

“北京飞往芝加哥的航班经阿拉斯加是为了克服科氏惯性力吗？

”，“法国蜗牛与澳洲蜗牛螺旋方向不一致吗？

”等。

当然，探讨这些问题的目的并不在于找出问题的正确答案，而是意在探讨过程本身。

（2）鼓励学生理论联系实际和知识的灵活应用。

教师从科研课题中分离出一些简单的研究问题，通过大学生科技创新项目的支持，初步培养他们的学术研究能力。

经教师的提炼和指导，一部分课题完成得相当出色。

值得一提的是机械0516班同学，在理论力学课上学习碰撞内容时受到教师以乒乓球为例讲解恢复（反弹）系数的启发，结合当时奥运主题，提出了“篮球一次性充气装置”的设计思想，在教师的鼓励和指导下，在对篮球、足球和排球的反弹系数测定的基础上，设计出限定气压的充气装置，为体育比赛用球标准充气提供了样机，该项目受到了国家体育总局体育科学研究所和北京体育大学的重视。

上述教学成果曾获学校08年北京市教学成果奖申报资格。

（三）改善教学条件，更新教学手段

（1）改造和加工优秀教学课件，制作形成具有本校特点的课件。

在哈工大和西工大多媒体教学软件的基础上进行了二次开发和改造，制作完成乐适合本校教学特点的多媒体教学软件，并用于实际教学。

课件进行了二次加工取舍和补充，自行编制的部分占30%，使用效果良好；增加了问题讨论部分和联系实际，师生互动和开阔视野，黑板-粉笔（30%）与多媒体（70%）结合，提高了教学质量。

（2）筛选优秀教学辅助资料，不断更新和精化教案。

在参考各种教学指导书（含教学光盘）的基础上,课程组成员不断更新和补充教案中的内容，并且自行编辑和整理了《理论力学精选80题》作为习题课和期末复习的资料。

（3）理论联系实际，开阔学生视野。

在211修购计划支持下，购置了介绍理论力学工程应用的展板，可为学生演示部分教学内容的工程背景和应用。

3-4

青年教

师培养

近五年培养青年教师的措施与成效

引进和转岗了各一名青年教师，组成新的教学和学术梯队。

具体教学指导、帮带和切磋交流教学技能，规范教学各个环节，发挥积极性，，教学质量有所提高，在近两年的学院参评的二百多门课程中网评排名均为前1/6。

同时要求科研工作不间断，两年内发表SCI和EI论文5篇，申请到教育部博士点基金（青年基金）项目和国家自然科学基金（青年基金）项目各一项。

科研的成果促进了教学工作，为建设高水平的学术梯队做出了贡献。

4．课程描述

4-1本课程校内发展的主要历史沿革

理论力学是面向工科机械类、土木类和相近专业的基础课。

我校在建国初

期就开设了该课程。

主要历史沿革分4个时期：

（1）1956年-1966年：

创建与初步发展时期。

由于高校前面学习前苏联教学模式，基本使用前苏联工科翻译教材，如洛强

斯基《理论力学》和密切尔斯基的《理论力学习题集》，以及由哈尔滨工业大学

编写的《理论力学》，教学内容系统有深度，如机械专业开两个学期约140学时

。

教师队伍也发展到20多人组成的我校规模较大的理论力学教研室，每个工科

专业均开设了该课程，教学质量很高。

（2）1966年-1978年：

停滞时期。

文革期间高校教学受到冲击，教学一度处于瘫痪状态。

文革后期有所改变，

但因学制缩短为3年，课程内容删减很多。

（3）1978年-1998年：

鼎盛发展时期。

恢复高考后，理论力学教研室在一些老教师的努力下，使该课程恢复到文革

前的教学水平，机械专业开120学时。

曾为我校教学质量较高的课程之一，具

有相当的知名度，发展到了鼎盛时期。

几乎每个工科专业均开设了该课程（包括

仪器、控制等专业）。

后来，因老教师陆续退休，加之90年左右青年教师出国，

教师队伍出现了不稳定的情况，到1998年任课教师仅为2人，但另一方面，随

专业基础课时调整减少（机械专业开81学时），该课程的教学质量未受到影响，

仍保持较高水平。

（3）1998年-现在：

教学改革发展时期。

随着我校力学学科建设的发展和教学改革的深入，该课程在教学理念和教学

方式等都有所改变。

应用现代化（多媒体）教学手段，教学内容按教育部课程

基本要求更加精炼、突出重点，删减了与大学物理力学中的重叠部分，并重视

学生基础知识和综合能力的培养。

特别是近3年来，培养2名青年教师，现有主

讲教师4人，承担每年机械、车辆（81学时）和土木、资源（46学时）等22个

自然班的教学任务。

通过校优秀课程建设，教学质量得到较大的提高。

4-2理论课或理论课（含实践）教学内容

4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况，说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标

本课程属于机械类和土木类本科生的专业基础课，也是后续课程的基础，具有重要的教学地位。

考虑到我校发展的总体目标和学生毕业后的发展，这门课程的目标为“强调力学基础知识和规律的学习，培养理性思维方式和综合应用能力”。

4-2-2知识模块顺序及对应的学时

按教育部制定的“理论力学课程基本要求”的规定，本课程知识模块如下：

（一）课程基本部分（共67学时）：

（1）静力学（20学时）:

静力学公理，受力分析，平面汇交与平面力偶系，平面任意力系，空间力系，摩擦问题。

（2）运动学（21学时）:

点的运动学，刚体简单运动，点的合成运动，刚体的平面运动。

（3）动力学（26学时）:

质点动力学，动量定理，动量矩定理，动能定理，达氏原理，虚位移原理。

（二）课程扩展部分（共14学时）：

（1）分析力学基础（6学时）:

动力学普遍方程，第二类拉格朗日方程。

（2）碰撞（4课时）:

恢复系数，撞击中心。

（3）振动基础（4学时）:

单自由度无/有阻尼系统的自由振动、受迫振动。

4-2-3课程的重点、难点及解决办法

1.静力学部分：

知识重点为力系简化和平衡条件。

问题难点为物体系的平衡问题求解，可通过在习题课和增加典型例题讲解解决。

2.运动学部分：

重点为点的合成运动和刚体的平面运动，以及相应的速度与加速度合成定理的应用。

难点为点的合成运动和刚体的平面运动的综合问题，关键为动点动系法和基点法的应用，可将问题分类，通过加强动点-动系选取、联立加速度矢量方程等讲解解决