“材料力学”精品课程建设第1讲-课程简介课件

1、“材料力学”精品课程建设简单介绍张少实哈尔滨工业大学第 1 讲课程发展的主要历史沿革实践性教学环境建设与创新能力培养课程内容与体系改革结束语多环节、多层次、多时空的教学模式师资队伍与课程现状第 1 讲课程发展的主要历史沿革 哈工大材料力学教研室始建于1952年，曾聘请一位前苏联专家指导课程建设工作。现中国工程院院士王光远教授是第一任教研室主任与材料力学课程负责人，在全面学习苏联办学模式下开展课程建设工作。当年，哈工大材料力学教研室甘光瑜、王光远、顾震隆等人，翻译出版了前苏联别辽耶夫编著的材料力学教材，作为国内材料力学课程教材之一在全国广泛使用。第 1 讲课程发展的主要历史沿革 恢复高考制度后，

2、1978年招收第一批硕士研究生，当时课程组有教师21人，其中，副教授2人，讲师3人，其余为助教；平均年龄50岁左右。除开设材料力学课程外，还开设“弹性理论”、“塑性理论”等8门本科生课与10门研究生课。同时还兴起了复合材料力学、断裂力学、弹塑性本构、实验应力分析等领域的科学研究工作。其中，顾震隆教授领导的复合材料力学研究组是国内最早涉足这一领域单位之一。第 1 讲课程发展的主要历史沿革 1982年-1986年间，现工程院院士杜善义教授任教研室主任与材料力学课程负责人。课程建设工作进一步展开，教学、科研工作均取得了很大进步。尤其是复合材料力学领域的科研工作得到了长足的发展，在国内处于领先地位。为

3、了促进复合材料学科的进一步发展，由课程组的部分成员组建了复合材料研究所。第 1 讲课程发展的主要历史沿革第 1 讲课程发展的主要历史沿革 1990年出版了具有一定新意的自编教材材料力学（赵九江、张少实等人编写），并在全校多学时的课程教学中使用。1996年这本教材获原航天部优秀教材奖。同时出版了材料力学习题解析等辅助教材以及短纤维复合材料等4部力学专著、力学专业课教材与研究生课教材。同年，开始了计算机辅助教学的研究工作。 第 1 讲课程发展的主要历史沿革并提出了如下的课程建设总方针： 以青年教师培养、师资队伍建设为核心，全面规划，重点建设（即重点开展课程内容与体系创新，精品教材、立体化教材、课堂

4、教学、网络教学、英语教学、实践性教学环节和课程考核改革等方面的建设工作），实现课程建设跨越式发展的总体目标。第 1 讲课程发展的主要历史沿革 此间，正式出版了改革幅度较大的教材： 1）材料力学 （多、中学时） 2）材料力学习题解析 3）新编材料力学（多、中学时，国家“十一五”规划教材） 4）材料力学（少学时）第 1 讲课程发展的主要历史沿革 5）基础材料力学 （少学时，国家“十一五”规划教材） 6） 新编材料力学电子教程 7）材料力学课堂教学多媒体教学系统 8）复合材料与粘弹性力学 （国家“十一五”规划教材） 第 1 讲课程发展的主要历史沿革第 1 讲课程发展的主要历史沿革 经过这一期间的建设

5、，使得哈工大“材料力学”的整体水平得到了空前提高。主要表现在： 拥有一支以名师、教学带头人为带头人，以中青年教师为中坚力量，相对年轻与稳定的一流教师队伍。并成为后来的“力学课程国家教学团队”一部分。 较大幅度改革教学内容与体系，构建了新体系材料力学，使得教学内容与体系科学、先进。第 1 讲课程发展的主要历史沿革 经过这一期间的建设，使得哈工大“材料力学”的整体水平得到了空前提高。主要表现在： 以培养创新能力与素质教育为目的的实践性教学环境建设与实验课教学改革，构建了材料力学实验教学新体系，建成了国家实验教学示范中心第 1 讲课程发展的主要历史沿革获得了国家、东北三省、黑龙江省以及学校的多项教学

6、成果、优秀教材以及优秀CAI课件、优秀网络教学等奖励。 第 1 讲课程发展的主要历史沿革第 1 讲课程发展的主要历史沿革第 1 讲课程发展的主要历史沿革 回顾哈工大“材料力学”的发展史，可以这样说：一门精品课程的建成，是需要一代又一代人不懈的努力和卓有成效的工作，需要历史的积淀与传承，需要与时俱进和不断创新；是需要在历史的千百次锤炼中形成优秀的教学传统与鲜明的特色。第 1 讲师资队伍与课程现状师资队伍： 课程组13人，其中，教师10人，实验人员3人。 教师的平均年龄42.1岁，其中教授3人，占30%；副教授7人，占70%；博士学位7人，占70%；60岁以上1人，占10 %；35岁以下青年教师3

7、人，占30%。 实验人员中研究员2人，工程师1人。第 1 讲师资队伍与课程现状课程组讲授的其他课程：本科生： 弹性力学、塑性力学、断裂力学、复 合材料力学、建筑力学、 板壳理论。研究生： 弹性力学、塑性力学、断裂力学、非线 性弹性理论、有限元、计算力学、实验 应力分析。第 1 讲 作为一门精品课程，应紧跟时代，着力反映当今教育事业的巨大变革与科学技术的伟大成就。为此，精品课程应在课程内容与体系上，要处理好基础性与先进性、传统与现代的关系等问题，体系结构应更为合理、完整，要具有先进性和科学性。 落实到“材料力学”这门课程上，我们认为要研究以下几个问题：课程内容与体系改革第 1 讲 2）后续课程,

8、主要是“机械零件”，已将研究对象从杆件（各种轴类零件、螺栓、销钉等）扩充到板、壳（各种箱体）；分析方法，例如齿轮的分析计算，已从使用经验公式改为用有限元法。那么，作为先修课程的“材料力学”要为“机械零件”准备怎样的基础知识？课程内容与体系改革第 1 讲 ）以计算机技术为核心的现代信息技术与网络技术，对“材料力学”教材的面貌、知识表述的方法、课程教学的模式等，会产生什么影响？课程内容与体系改革第 1 讲 4）素质教育、创新能力培养；以学生为中心，注重个性化学习与知识建构等教育教学的新思想、新理念对传统课程提出了严峻挑战。课程内容与体系改革第 1 讲研究了上述问题后，我们的具体做法是：课程内容与体

9、系改革第 1 讲强化基础。重新审视、精选、浓缩传统内容，并适当拓宽基础，为当代前沿恰当开设窗口与接口。站在弹性力学的高度，来审视材料力学中杆件拉、压、剪、扭、弯的应力与变形计算问题，实际上是在引入平截面假设后，去寻求一维形体弹性力学解的问题，属应用弹性力学范畴。这就是基础，要强化。课程内容与体系改革第 1 讲将传统教材中拉、压、剪、扭、弯的应力与变形计算等各章节内容加以浓缩、整合，将杆件的强度与刚度计算内容合并，一起归入构件失效与杆件设计章节之中。注入弹性力学的基本思想，一开始就将研究对象从一维形体扩充到三维形体。引入面力、体力、位移等概念，引入微体平衡方程、应力边界条件和几何方程。课程内容与

10、体系改革第 1 讲改变以变形分析为主线的传统体系，为以应力、应变分析为主线的新体系，强化应力、应变分析观点。其目的不仅为基本内容的编织提供了最大的便利，而且还为CAE提供基础知识与开设接口。课程内容与体系改革第 1 讲突出力学、几何、物理三组方程，揭示分析求解变形体力学（材料力学实际上是变形体力学的一个分支 ）问题的理论与解法的本质所在（从数学上讲，实际是联立求解这三类方程的边界值问题）。课程内容与体系改革第 1 讲适当拓宽基础。为此，增加应变状态分析、弹塑性变形与极限载荷分析等两个章节，增加疲劳裂纹扩展与构件的疲劳寿命分析等内容，介绍累计损伤的基本思想等，并将新增的内容、思想与相关的传统知识

11、有机地融合在一起。课程内容与体系改革第 1 讲以坐标为参考标架来定义内力、应力符号。这样变革的优越之处，不仅彻底改变了传统课程坐标系不统一（纵坐标有时规定向上为正，有时又规定向下为正）的问题，而且完全承袭了先修课程理论力学与大学物理等的受力分析习惯与方法，更优越的是便于使用计算机进行分析计算。 课程内容与体系改革第 1 讲 多媒体技术与网络技术，是教学手段与方法改革的技术支持与原动力。它们使得教学信息的载体空前广阔，纸介质教材已不再是教材的唯一形式，各种与之相配套的多媒体电子辅助教材已与纸介质教材构成了立体化教材，构成了极其丰富的教学资源。 丰富的教学资源，再加之课堂教学，网络课程与网络交互式

12、教学等教学方式的多样性，使得真正意义上的多环节、多层次、多时空教学模式成为现实。多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲 精品课程是示范性课程，具有先进、科学的课程内容与体系还不够，还要追求教学的高质量和高效率。它势必要采用当今最先进的教育技术（多媒体与网络技术），以完成立体化教材的建设，以完成教学手段与方法的更新，以完成多环节、多层次、多时空教学模式的构建。多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教

13、学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲多环节、多层次、多时空的教学模式第 1 讲 哈工大材料力学各项实验，设备先进、配套、齐全。需要大型设备的实验，已达到2人一组；其它实验1人一组。 以电测试验为重点，研制开发出80组具有设计性的开放试验项目，

14、供学生选作。实践性教学环境建设与创新能力培养第 1 讲 引入实验应力分析基础知识，设立了6学时的电测试验课。要求学生独立完成一个具有一定设计性试验项目，从试验方案设计到测试系统选取与试验仪器联接；从试验数据处理到试验结果分析、讨论等各个试验环节均由学生独立完成，教师只作必要的指导。 在电测开放试验课的同时，还开设了2学时的光测试验课。实践性教学环境建设与创新能力培养第 1 讲实践性教学环境建设与创新能力培养第 1 讲 科研成果转化为教学资源，还开设了网架分析、稳定、冲击等具有一定创新性的选修实验课，供有精力、有兴趣的学生选作。实践性教学环境建设与创新能力培养第 1 讲实践性教学环境建设与创新能力培养第 1 讲实践性教学环境建设与创新能力培养第 1 讲实践性教学环境建设与创新能力培养第 1 讲 开设16学时的电算大作业课，作为第二课堂，为学生提供创新平台。要求学生用自己熟悉的语言，独立设计、编写求解材料力学问题的一个计算机程序；算法、编程、调试程序、结果分析等各环节均需独立完