职业技术学院《工程力学》课程标准

《工程力学》课程标准XXXX职业技术学院机电与汽车系二〇二X年四月二十三日目录TOC\o"1-3"\h\u一、课程信息 《工程力学》课程标准一、课程信息表1课程信息表课程名称工程力学开课单位机电与汽车系课程代码JZJCK05考核方式考试前导课程机械设计基础、高等数学后续课程工程材料及热成型工艺、金属切削机床与刀具、机械制造工艺课程性质专业核心课课程类型（方框内打）理论课学时48实践课学分3理实一体化适用专业机电一体化、机械制造及自动化、数控技术表2课程标准开发团队名单（含校外专家）序号姓名工作单位职称1助教2副教授3教授二、课程定位（一）课程性质《工程力学》是一门理论性很强的课程，是机械类专业的专业基础课，适合机电一体化技术、数控技术和机械制造及自动化等专业学生学习。（二）课程作用课程教学内容以现代职业教育理论为指导，强化职业综合素质的培养，以工作过程为导向，构建科学、高效的课程内容体系和教学模式，使学生了解工程力学的基本概念、理论原理及分析方法；具有初步分析简单机械结构受力情况的能力；能正确分析机械结构强度，形成机械设计与质量检测中的责任意识和安全意识。通过本课程的学习，熟悉工程力学知识点的基本构成；掌握常见机械结构的受力分析方法；掌握理论、计算和实验等研究方法和工具。通过本课程的教学与实践，培养学生力学问题的分析、计算、设计能力，使学生能够在工程与设计领域中从事与力学问题相关的分析与设计、技术开发及管理工作，增强对工程力学的深刻理解和认识。培养团队协同意识、综合职业能力、创新精神和良好的职业道德。为学生能够将来从事专业工作和适应职业岗位变化及学习新技术打好坚实的基础。（三）前导、后续课程前导课程：高等数学、机械设计基础等后续课程：工程材料及热成型工艺、金属切削机床与刀具、机械制造工艺等三、课程面向职业岗位本课程为专业基础课程，主要面向从事机械设计工程人员，结构工程师、力学工程师、机械工程师、检测员等岗位（群）。表3课程面向职业岗位与知识模块职业岗位技能点知识模块教学内容教学重点教学难点思政元素机械设计工程技术岗结构工程师岗力学工程师岗1.简单机械结构受力分析2.解析结构设计的合理性与问题判断3.常见典型的桁架、梁、轴的设计一、静力学基础二、平面力系的合成三、平面力系的平衡方程及其应用四、轴向拉伸或压缩五、剪切与挤压六、圆轴扭转七、弯曲八、组合变形九、压杆稳定性问题一、静力学基础1.力学基本概念2.静力学公理3.各种约束力的画法4.物系受力分析图二、平面力系的合成1.平面力系的分类2.力矩的计算3.合力投影定理4.力的平移定理5.平面力系的平衡方程三、平面力系的平衡方程及其应用1.平面力系的平衡与平衡方程2.有摩擦存在时物体的平衡问题3.平面力系平衡方程的应用四、轴向拉伸或压缩1.轴向拉伸或压缩的基本概念2.轴力的求解3.应力分析和计算4.胡克定律5.杆件的强度校核6.材料力学性能的基本参数五、剪切与挤压1.剪切和挤压的基本概念2.剪切面和挤压面以及相应面积大小求解3.剪切和挤压强度的校核六、圆轴扭转1.扭转变形的基本概念2.扭转时的内力、应力强度和刚度的计算七、弯曲1.梁的概念、种类2.梁弯曲时横截面上的内力3.梁的强度计算和弯曲变形4.提高梁的弯曲强度和刚度的措施八、组合变形1.组合变形的概念2.直杆拉（压）与弯曲组合的强度计算3.弯、扭组合时的强度计算九、压杆稳定性问题1.压杆稳定的概念2.细长压杆的临界力计算3.欧拉公式的适用范围和经验公式4.压杆稳定校核5.提高压杆稳定性的措施一、静力学基础1.静力学公理2.物系受力分析图二、平面力系的合成1.力矩的计算2.平面力系的平衡方程三、平面力系的平衡方程及其应用1.平面力系的平衡与平衡方程2.有摩擦存在时物体的平衡问题四、轴向拉伸或压缩1.轴力的求解2.应力分析和计算4.胡克定律五、剪切与挤压1.剪切面和挤压面以及相应面积大小求解2.剪切和挤压强度的校核六、圆轴扭转1.扭转时的内力、应力强度和刚度的计算七、弯曲2.梁弯曲时横截面上的内力3.梁的强度计算和弯曲变形4.提高梁的弯曲强度和刚度的措施八、组合变形1.直杆拉（压）与弯曲组合的强度计算2.弯、扭组合时的强度计算九、压杆稳定性问题1.欧拉公式的适用范围和经验公式2.压杆稳定校核一、静力学基础1.物系受力分析图二、平面力系的合成1.平面力系的平衡方程三、平面力系的平衡方程及其应用1.平面力系平衡方程的应用四、轴向拉伸或压缩1.轴力的求解2.应力分析和计算3.杆件的强度校核五、剪切与挤压1.剪切和挤压强度的校核六、圆轴扭转1.扭转时的内力、应力强度和刚度的计算七、弯曲1.梁弯曲时横截面上的内力2.梁的强度计算和弯曲变形3.提高梁的弯曲强度和刚度的措施八、组合变形1.弯、扭组合时的强度计算九、压杆稳定性问题和经验公式1.压杆稳定校核团队协同科学思维创新精神职业道德教学重点解决方法：1.理论与实践相结合，让学生亲自动手对实验对象施加作用力，使其变形并观察，以此来加深对理论知识的理解。例如，可以安排企业实践教学环节，让学生亲手搭建横梁或桁架，观察其形变，并记录和分析数据进行相关计算。2.充分应用现代信息技术，教师利用PPT、视频、动画和仿真软件等多媒体教学手段进行辅助教学，将复杂的原理和分析计算进行形象生动的展示，提高学生的学习兴趣和效果。3.利用案例分析和解决问题。通过引入实际案例，引导学生对案例进行分析和讨论，让学生在解决实际问题的过程中加深对课程知识的理解，提高学生的解决问题的能力，培养他们的工程实践能力。教学难点解决方法：1.对于抽象的力学概念，教师可以采用多媒体教学手段，如PPT、动画、视频和仿真软件等，将抽象的概念和相关计算直观化、形象化。同时，结合实物模型，让学生在观察、直观感受中加深理解。此外，教师还可以组织学生进行小组讨论和互动，分享彼此的理解和学习心得，从而加深对知识点的的掌握。2.通过与企业合作，引入实际工程项目，让学生参与项目的分析和设计过程。通过实践项目的锻炼，学生可以更好地理解和掌握工程力学的理论知识，并提升解决实际问题的能力。四、课程理念及设计思路本课程开设在第二学期。本课程基本理念和设计思路旨在以学生为中心，注重理论与实践相结合，强调职业素养和综合能力的培养，通过任务引领、项目驱动、模块化与层次化以及校企合作与产学研结合等方式，实现课程教学目标的有效达成。（一）基本理念1.学生主体与全面发展。坚持以学生为中心，关注学生的全面发展。强调学生不仅是知识的接受者，更是知识的探索者和实践者。通过课程学习，学生不仅能够掌握工程力学的基础知识，还能提升解决问题的能力，培养创新精神和良好的职业道德。2.理论与实践相结合。注重理论与实践的紧密结合，通过理论学习和应用相结合的教学方式，使学生能够在掌握理论知识的同时，提高实际应用能力，加深对工程力学的理解。3.职业素养与综合能力培养。强调职业素养和综合能力的培养，通过课程学习，学生不仅能够掌握专业技能，还能够提升团队协作、沟通表达等综合能力，为未来的职业发展奠定坚实的基础。（二）设计思路《工程力学》课程打破以学科为中心的内容结构体系，以“产教融合”、“职普融通”、“科教融汇”为准绳，坚持以就业为导向，以能力为本位，以培养学生的全面素质为基础，以提高学生的综合职业能力为核心的职教特色。对市域和长三角区域相关企业进行职业岗位调研，并在从事工程力学工作的有关专家和课程组专业教师共同反复研讨下，结合专业教学任务与专业工作过程特点，针对机械类及工程类专业的就业岗位进行任务与职业能力分析，制定课程设计思路如下：1.任务引领与项目驱动。以工作任务为引领，以项目为驱动，通过设计具有实际意义的工程力学项目，让学生在完成任务的过程中学习和掌握相关知识和技能，实现知识、技能与职业素养的有机融合。2.模块化与层次化。采用模块化和层次化的设计思路，将课程内容划分为若干个相对独立的教学模块，每个模块又包含不同的层次和难度，以适应不同学生的学习需求和水平。这种设计思路有助于提高学生的学习兴趣和参与度，促进个性化学习。3.校企合作与产学研结合。注重校企合作和产学研结合，通过与企业合作，引入实际工程项目和案例，使学生在学习过程中能够接触到真实的工作环境和技术要求。同时，邀请企业专家参与教学，提供实践指导和经验分享，促进产学研的深度融合。五、课程目标（一）总体目标本课程是一门理论性和应用性都很强的课程。通过该课程的学习，使学生初步掌握工程力学的基础知识和基本技能，能够具备初步设计和搭建简单机械结构的能力，了解这些知识与技能在生产实践中的应用，关注工程力学的现状及发展趋势。 学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯和职业规范，能运用相关的专业知识、专业方法和专业技能解决工程中的实际问题。培养学生的团队合作精神，激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力。（二）具体目标1.能力目标（1）具备运用工程力学知识解决实际问题的能力，能够建立力学模型并进行力学分析。（2）熟练掌握工程力学中的计算方法和工具，如使用计算机辅助设计软件进行力学分析和设计。（3）具有一定的实验技能和数据处理能力，能够通过实验验证理论知识的正确性并获取实验数据。（4）具备较强的逻辑思维能力和创新能力，能够独立思考并探索新的工程力学问题。2.知识目标（1）掌握工程力学的基本概念、原理和定律，包括静力学、动力学和材料力学的基础理论。（2）理解力学分析的基本方法，如力的平衡、力的合成与分解、力矩计算等，并能应用于实际工程问题中。（3）熟悉工程力学中常见构件和结构的受力特点，掌握其强度、刚度、稳定性分析方法。（4）了解材料在外力作用下的力学性质，如应力、应变、弹性、塑性等，并能进行简单的材料力学分析。3.素质目标（1）培养学生的工程意识和职业素养，使其了解工程力学在工程实践中的重要性和应用价值。（2）强调学生的安全意识，使其在进行工程力学分析和设计时能够考虑到安全因素。（3）培养学生的团队协作和沟通能力，使其能够与团队成员有效合作并解决工程力学问题。（4）提升学生的综合素质，包括自主学习能力、创新能力、批判性思维能力等，以适应不断变化的工程实践环境。六、课程内容表4课程项目（模块）总体设计一览表项目子项目（模块）学习目标学习内容教学条件教学方法课时理论实践合计项目一静力学基础任务1静力学基本概念与公理知识目标：1.理解力、力系、刚体、平衡的概念。2.掌握静力学基础理论中的4个公理。3.理解约束与约束力的概念，了解其类型。4.掌握单个物体与物系的受力分析方法。能力目标：1.能运用静力学基本理论中的4个公理分析物体受力情况。2.能分析各类约束的受力情况。3.能分析单个物体和物系的受力情况并绘制受力图。素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.力的概念2.力系、刚体、平衡的概念3.二力平衡公理4.加减平衡力系公理5.力的平行四边形公理6.作用与反作用公理1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法101任务2约束与约束力1.柔性约束2.光滑接触面约束3.光滑铰链约束4.轴承约束5.固定端约束202任务3物体的受力分析1.单个物体受力图2.物系的受力图101项目二平面力系的合成任务1平面力系的分类及力矩和力偶知识目标：1.了解力系的分类1.理解平面力矩、力偶，并掌握力矩的计算方法。2.理解力在直角坐标轴上的投影、合力投影定理和力的平移定理。3.掌握平面力系平衡的平衡方程。能力目标：1.能够分析力矩与力偶2.能运用多边形法则进行力的合成。3.能利用力在坐标轴上的投影进行力的分解4.能运用合力投影定理进行力的合成。5.能进行力系平衡分析并写出平衡方程。素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.平面力系的分类2.平面力矩3.合力矩定理4.力偶5.平面力偶系的合成与平衡1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法101任务2平面汇交力系合成与平衡1.力在坐标轴上的投影2.合力投影定理3.平面汇交力系的合成4.平面汇交力系的平衡101任务3平面力系的合成与平衡1.力的平移定理2.平面一般力系向一点的简化与合成3.平面一般力系的平衡条件101项目三平面力系的平衡方程及其应用任务1单个物体的平衡问题知识目标：1.掌握平面力系的平衡条件以及平衡方程的应用。2.理解静定与超静定的概念以及解决物系平衡问题的方法。3.理解滑动摩擦、摩擦角、自锁的概念以及其在物体平衡分析时的应用。能力目标：1.能运用力系平衡知识列出平衡方程并求解。2.能在分析物物体平衡问题时，考虑静定、超静定、摩擦力。素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.平面力系与平衡条件2.平面力系的平衡方程的应用1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法101任务2物系的平衡问题1.静定与超静定问题2.解决物系的平衡问题202任务3考虑摩擦时物体的平衡问题1.滑动摩擦的基础知识2.摩擦角和自锁现象3.摩擦对物体平衡的影响112项目四轴向拉伸或压缩任务1轴向拉伸或压缩的概念与实例以及其横截面上的内力知识目标：1.理解内力及轴向拉伸或压缩时横截面上内力的概念。2.理解应力及横截面上应力的概念3.了解低碳钢和其他金属材料拉伸时的力学性能及材料压缩时的力学性能4.掌握胡克定律。5.理解失效、安全因数。6.掌握轴向拉伸或压缩时杆件强度的计算方法。能力目标：1.能分析杆件拉伸或压缩时的内力与应力情况。2.能进行金属杆件在拉伸或压缩时的强度计算素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.内力的概念2.轴向拉伸或压缩时横截面上的内力1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法202任务2轴向拉伸或压缩时横截面上的应力1.应力的概念2.横截面上的应力202任务3材料的力学性能1.低碳钢拉伸时的力学性能2.铸铁及其它金属材料拉伸时的力学性能3.材料压缩时的力学性能213任务4轴向拉伸或压缩时的变形及强度条件1.线延伸率2.胡可定律3.失效和安全因数4.轴向拉伸或压缩时杆件的强度计算224101项目五剪切与挤压任务1剪切和挤压的基本概念和强度条件以及其实用计算知识目标：1.了解剪切与挤压的概念。2.掌握剪切和挤压的强度条件和计算。3.理解切应变及其胡克定律。能力目标：能计算剪切与挤压强度。能分析切应变。素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.剪切和挤压的概念2.剪切和挤压的强度条件3.剪切和挤压的实用计算1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法202任务2切应变和剪切胡克定律1.切应变2.剪切胡克定律202项目六圆轴扭转任务1圆轴扭转的基本概念及其横截面的内力分析知识目标：1.理解扭矩的概念2.掌握外力偶矩的计算和扭矩图的绘制。3.掌握圆轴扭转时的应力计算。4.掌握圆轴扭转时的强度计算及变形与刚度计算5.掌握挤压应力的计算及其强度校核。能力目标：能计算扭矩并绘制扭矩图能计算扭转圆轴的截面应力能计算圆轴扭转时的强度与刚度素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.圆轴扭转的基本概念2.外力偶矩的计算3.扭矩和扭矩图1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法213112任务2圆轴扭转时横截面上的应力与变形1.圆轴扭转时横截面上的应力2.圆截面极惯性矩及抗扭截面系数的计算3.圆轴扭转变形计算公式202任务3圆轴扭转时的强度和刚度计算1.圆轴扭转时的强度计算2.圆轴扭转时的刚度计算202项目七弯曲任务1梁的支座反力、剪力和弯矩以及剪力方程和弯矩方程知识目标：1.理解弯曲的概念。2.掌握梁的剪力与弯矩的计算及剪力图好弯矩图的绘制。3.掌握梁的变形计算和刚度校核。能力目标：1.能计算梁的剪力与弯矩。2.能绘制梁的剪力图与弯矩图。3能进行梁的变形计算和刚度校核。素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.弯曲的概念与工程实例2.梁的简化及分类3.剪力与弯矩1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法112任务2剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图1.剪力方程与弯矩方程2.剪力图与弯矩图112任务3梁弯曲时横截面上的应力1.纯弯曲试验2.纯弯曲时横截面上的正应力3.截面二次矩和抗弯截面系数101任务4弯曲强度计算和弯曲变形以及提高梁的强度和刚度的措施1.弯曲正应力强度2.弯曲切应力强度简介3.梁弯曲变形的概念4.用叠加法求梁的变形5.梁的刚度条件101项目八组合变形任务1拉伸（压缩）与弯曲的组合及应力状态和强度理论简介知识目标：1.理解组合变形的概念。2.掌握应力的分析。3.掌握强度理论校核方法。能力目标：1.能分析物体的组合变形和应力2.能按强度理论校核零件强度。素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.概述2.拉伸（压缩）与弯曲的组合3.应力状态的概念4.主平面和主应力5.应力状态的分类6.二向应力状态分析简介7.强度理论简介1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法202任务2弯曲与扭转组合变形1.弯曲与扭转组合变形202项目九压杆稳定性问题任务1压杆稳定性概念及临界载荷和临界应力知识目标：1.理解压杆稳定性的概念。2.掌握临界载荷和应力的欧拉公式。3.掌握压杆临界载荷的计算。4.掌握压杆稳定性的计算。能力目标：1.能计算压杆临界载荷2.能计算压杆的稳定性并提出合理的提高措施。素质目标：1.培养学生从实际出发，理论联系实际，循序渐进的学习思想。2.培养学生用理论知识解决实际问题的能力。1.压杆稳定性概念2.临界载荷的欧拉公式3.临界应力的欧拉公式4.欧拉公式的适用范围5.压杆按柔度分类及临界载荷的计算1.多媒体设备2.球体，方块，杆件模型3.工程力学国家标准相关资料多媒体演示讲授法问题引导法案例教学法分组讨论法202任务2压杆稳定性计算及提高措施1.压杆稳定性的计算2.提高压杆稳定性的措施112课时合计40848考核评价方式：考核评价采用多元化方式，过程性评价+终结性评价+增值评价相结合七、课程考核评价在《工程力学》课程标准中，课程的考核评价是一个关键环节，它旨在全面、客观地评估学生的学习成果，并为教学改进提供反馈。本课程评价方式包括过程性评价、终结性评价和增值评价三种方式。（一）考核评价的总体原则1.综合性原则。考核评价应综合考虑学生的理论掌握情况、实践应用能力、分析解决问题的能力以及学习态度和创新精神等多个方面。2.公平性原则。考核评价应确保对所有学生一视同仁，遵循公正、公平、公开的原则，避免任何形式的主观偏见和歧视。3.反馈性原则。考核评价应及时向学生提供反馈，帮助他们了解自己的学习状况，发现存在的问题，进而调整学习策略，提高学习效果。（二）考核评价的方式和内容1.过程性评价（1）平时表现考核。通过课堂表现、作业完成情况、小组讨论等方式，考察学生的学习态度、团队协作能力和沟通能力。平时表现考核应注重对学生的持续观察和记录，确保评价的准确性和客观性。（2）平时实践考核。通过项目设计、问题分析报告等方式，评估学生的问题解决能力和创新思维。实践考核应注重过程与结果的结合，鼓励学生发挥主动性和创造性。2.终结性评价采用期末闭卷考试的方式，从教师给定的题库中随机抽取题目，学生根据题目要求完成分析、计算、设计等方式，评估学生的理论应用能力、问题解决能力和创新思维。注重过程与结果的结合，鼓励学生发挥主动性和创造性。3.增值评价（1）知识增长评价。通过比较学生在课程开始和结束时的知识水平，评估他们在工程力学领域的知识增长情况。这有助于了解学生的学习效果和掌握程度，为教学改进提供依据。（2）应用能力提升评价。通过观察学生在实际事例中分析、设计中的表现，评估他们在知识技能方面的提升情况。应用能力提升评价应关注学生在分析问题、合作、计算设计等方面的进步，以检验学生是否具备从事相关工作的基本能力。（3）综合素质发展评价。通过对学生在学习过程中的态度、能力、兴趣等方面的观察和分析，评估他们在综合素质方面的发展情况。这有助于发现学生的潜力和特长，为他们未来的职业规划和发展提供指导。（三）考核评价的实施与管理1.制定详细的考核标准。教师应根据课程标准和教学目标，制定明确的考核标准，包括考核内容、方式、权重和评分标准等。2.加强考核过程的管理。教师应认真组织每一次考核活动，确保考核过程的公正、公平和公开。同时，还应及时收集、整理和分析考核数据，为教学改进提供依据。3.注重考核结果的反馈与利用。教师应及时向学生反馈考核结果，帮助他们了解自己的优势和不足，制定改进计划。同时，教师还应根据考核结果调整教学策略，优化教学内容和方法，提高教学质量。表5课程考核评价考核项目考核标准考核方法评分比例%过程性评价平时表现考核学习态度优秀、良好、一般、差（4级制）提问记录5上课考勤学生考评、教师点名点名记录5课堂表现回答问题（4级制）名单记录5平时实践考核过程考核按4级制评定实验报告10作业