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1.课程负责人信息基本信息姓名梅凤翔性别男 出生年月1938-03学历大学本科学位博士职称博导电-M所在院系北京理工大学理学院力学系职务校学术委员会副主任通信地址北京理工大学理学院力学系(100081)研究方向分析力学教学情况1讲授的课程(1)理论力学,本科,每周4学时;讲授2届,学生总计60人。(2)分析力学,本科,每周4学时;讲授1届,学生总计60人(清华大学理科实验班)。(3)约束力学系统的运动稳定性,博士,每周3学时;讲授3届,学生总计5人。(4)高等分析力学,博士,每周3学时;讲授8届,学生总计15人。(5)Birkhoff系统动力学,博士,每周3学时;讲授5届,学生总计10人。2实践教学指导本科生毕业设计2届,学生总计3人。 指导硕士毕业论文1届,学生总计1人。指导博士毕业论文5届,学生总计8人。3教学研究课题(1)工程力学课程建设与改革,校教改立项,2001年至2004年,项目第一负责人。(2)北京市精品教材建设工程力学(上、下册),北京市精品教材重点立项,2004年至2005年,项目第一负责人。4教学论文与教材主要教学论文:(1)梅凤翔. 关于非完整系统的Lagrange型方程分析力学札记之十. 力学与实践,2002, 24(2): 64-66.(2)梅凤翔. 关于机械能守恒律理论力学札记之一. 力学与实践, 2002, 24(5): 61-62.(3)梅凤翔. 关于动量守恒律和动量矩守恒律理论力学札记之二. 力学与实践,2003, 25(1): 56-58.(4)梅凤翔. 关于Emden方程的对称性分析力学札记之十一. 力学与实践, 2003, 25(2): 69-70.(5)梅凤翔. 关于动力学普遍方程理论力学札记之三. 力学与实践, 2003, 25(3): 59-60.(6)梅凤翔. 关于对称性的注释分析力学札记之十二. 力学与实践,2004, 26(1): 70-71.(7)梅凤翔. 关于经典约束力学系统的守恒律.力学与实践,2003,25(5):1-3.(8)梅凤翔. 同一类型对称性可生成不同类型守恒量分析力学札记之十三. 力学与实践,2005,27(3):8486.(9)梅凤翔.关于Lindel?f方程?分析力学札记之十四.力学与实践,2005,27(4):79-81.(10)梅凤翔,周际平,水小平,韩斌,刘海燕. “工程力学”课程体系和教学内容的改革与实践.北京教育,2005(11).主编的教材:(1)约束力学系统的对称性与守恒量,北京理工大学出版社, 2004。(2)工程力学(上、下册),高等教育出版社,2003(主编)。(3)工程力学学习指导(上、下册),北京理工大学出版社, 2003(主编)。5教学表彰(1)高等教育国家级教学成果二等奖,排名第一,2005年。(2)北京市高等教育教学成果一等奖,排名第一,2004年。(3)北京市高等教育精品教材(工程力学),排名第一,2005年。(4)国防科工委属高等学校优秀教师称号,2000-2001年度。(5)全国高等学校国家级教学名师奖, 2003年。学术研究1.学术研究课题(1)约束力学系统的Lie对称性和全局分析,国家自然科学基金,2000年至2002年,主持人。批准号:19972010(2)约束系统的对称性与守恒量,国家自然科学基金,2003年至2005年,主持人。批准号:10272021(3)微分方程的分析力学方法,国家自然科学基金,2006年至2008年,主持人。批准号:10572021(4)约束系统动力学的某些问题,高等学校博士学科点专项科研基金, 2005年至2007年, 主持人。批准号:200400070222.学术论文(1) Mei F.X., Form invariance of Appell equations. Chinese Physics,2001, 10(3):177-180.(2)Mei F.X., On the Birkhoffian mechanics, Int. J. ofNon-linear Mec., 2001, 36(5): 817-834.(3)Mei F.X., Zheng G.H., On the Noether symmetry and Lie symmetry of mechanical systems, Acta. Mech. Sin., 2002,18(4): 414-419. (4)Mei F.X., Non-Noether conserved quantity for differential equations of motion in the phase space.Chin Sci Bull,2002,47(24):2049-2050. (5)Mei F.X., Xu X.J., Zhang Y.F., An unified symmetry of Lagaragian systems,Acta. Mech. Sin., 2004,20 (6):668-671.(6)梅凤翔.具有可积微分约束的力学系统的形式不变性. 力学学报, 2002, 34(增刊):1-4.(7)梅凤翔. 广义Hamilton系统的Lie对称性与守恒量.物理学报, 2003, 52(5): 1048-1050.(8)梅凤翔,许学军. 广义Chaplygin 系统的约化. 物理学报,2005,54(9):39753977.(9)Zhang Yi, Mei F.X., Form invariance of systems of generalized classical mechanics. Chin Phys., 2003, 12 (10):1058-1061.(10)Mei F.X., Xu X.J. Form Invariances and Lutzky conserved quantities for Lagrange systems.Chin Phys., 2005,14 (3): 449-451.近五年来,发表学术论文83篇,其中SCI收录35篇,EI收录15篇,ISTP收录1篇。3学术表彰 (1) Birkhoff系统动力学和非完整系统的运动稳定性获国防科技二等奖, 1999年11月(排名第一)。2.主讲教师信息(1)基本信息姓名胡更开性别男 出生年月1964-10学历博士研究生学位博士职称博导电-M所在院系北京理工大学理学院力学系职务理学院院长通信地址北京理工大学理学院力学系(100081)研究方向复合材料力学教学情况授课情况(1)工程材料,本科,每周6小时;讲授5届,学生总计150人。(2)复合材料力学,硕士,每周4学时,讲授两届,学生总计40人。(3)细观力学引论,博士生,每周6学时,讲授3届,学生总计10人。实践教学指导本科生毕业设计5届,学生总计11人。 指导硕士研究生毕业论文4届,学生总计5人。指导博士研究生毕业论文1届,学生总计4人教学表彰北京市和全国优秀教师,2004年9月。学术研究学术研究课题(1)复合材料细观结构尺寸效应研究,国家自然科学基金,1999年至2001年,主持人。批准号:19802003(2)新型钨合金动态性能和侵彻规律研究,国防基础科研项目,2000年至2003年,主持人。批准号:J100E001(3)细观力学理论基础及其应用,国家杰出青年科学基金,2004年至2007年,主持人。批准号:10325210(4)左手材料设计,制备和在隐身中的应用,国防基础科研项目,2004年至2006年,主持人。批准号:K1304061008(5)多功能左手材料设计和制备及隐身机理研究,国防科工委”十一五”基础科研项目,2006年至2008年,主持人。批准号:A2220060044近五年来,主持重大科研课题7项。学术论文(1)H.S. Ma, G.K. Hu. Influence of fibers shape and size on overall elastoplastic property for micropolar composites. Int. J. Solids and Structures, 2006, 43(10 ): 3025-3043.(2)H.F. Zhao, G.K. Hu, T.J. Lu. Cross-property relations for two-phase planar composites. Computational Material Science, 2006, 35: 408-415.(3)G.K. Hu, X.N. Liu and T.J. Lu. A Variational Method for Nonlinear Micropolar Composites. Mechanics of Materials, 2005, 37 : 407-425.(4)X.N. Liu, G.K. Hu. A Continue Micromechanical Theory of Overall Plasticity For Particulate Composites Including Particle Size Effect. Int. J. Plasticity, 2005, 21(4): 777-799.(5)G.K. Hu and Z.P. Huang. Micromechanics of nonlinear composites. Key Engineering Materials, 2004, 275-276: 35-42.(6)G.K. Hu and Q.P.Sun. Thermal expansion of composites with SMA inclusions and elastic matrix. Composite A , 2002, 33: 717-724.(7)G.K. Hu and G.J. Weng.A new derivative on the shift property of effective elastic compliances for planar and 3-D composites. Proc. R. Soc. Lond. A, 2001, 457: 1675-1684.(8)G.K. Hu and G.J.Weng. Connection between the double inclusion model and the Ponte Castaneda-Willis, Mori-Tanaka, and Kuster-Toksoz model . Mechanics of Materials, 2000, 32: 495-503.(9)胡更开,刘小宁,荀飞. 非均匀微极介质有效性质分析. 力学进展,2004, 34:195-214.(10)胡更开,郑泉水,黄筑平. 复合材料有效弹性性质分析方法. 力学进展,2001, 31: 361-393近五年来,在学术期刊上发表论文30篇。2.主讲教师信息(2)基本信息姓名水小平性别男 出生年月1965-03学历研究生学位硕士职称教授电-M所在院系北京理工大学理学院力学系职务力学系副主任通信地址北京理工大学理学院力学系(100081)研究方向多体系统动力学教学情况讲授的课程(1) 理论力学,本科,每周4学时;讲授3届,学生总计125人。(2) 工程力学(上),本科,每周5学时;讲授5届,学生总计753人。(3) 工程力学(下),本科,每周5学时;讲授5届,学生总计753人。(4) 多刚体系统动力学,硕士研究生,每周4学时;讲授5届,学生总计65人。实践教学指导本科生毕业设计5届,学生总计16人。 指导硕士研究生毕业论文5届,学生总计10人。教学研究课题(1) 工程力学课程教学改革与实践, 1999年至2001年,北京理工大学教改立项基金,负责人之一。(2) 工程力学课程建设与实践,2001年至2004年,北京理工大学教改立项基金,负责人之一。(3)工程力学精品教材建设,2004年至2005年,北京市精品教材建设基金,副主编。主要教学论文(1) 周际平,水小平. 工程力学课程教学改革与实践. 北京理工大学高等教育研究,2001年第2期:1-2.(2) 水小平.动量矩定理的教学内容和体系的改革. 高等理科教育,2002年教育教学研究专集:130-134.(3) 水小平.对虚位移教学方法的探讨. 高等理科教育,2002年教育教学研究专集:147-152.(4) 水小平. 以工程力学教材建设为主体、深化工程力学的教学改革. 高等教学管理与研究(兵工高校教材工作研究会编),兵器工业出版社,2004年12月,54-61.(5)周际平,水小平.工程力学课程的教学改革与实践. 2005年中国力学学会学术大会论 文集(中国力学学会办公室编):637-64.主编的教材与专著(1) 工程力学(上、下册). 高等教育出版社,2003 (副主编)。(2) 工程力学学习指导(上、下册). 北京理工大学出版社,2003 (副主编)。教学表彰(1)高等教育国家级教学成果二等奖,排名第三;北京市高等教育精品教材(工程力学),排名第三,2005年。(2)北京市高等教育教学成果一等奖,排名第三, 2004年。(3)校第十一届优秀教学成果集体一等奖,排名第二;校第一届本科教学业绩奖;校优秀主讲教师,2003年。(4)北京市经济技术创新标兵,2001年。(5)北京力学会优秀力学教师,2000年。学术研究学术研究课题(1)多体系统动力学高效算法的研究,1999年9月2001年8月,北京理工大学优秀青年教师基金,负责人。(2)多体系统动力学及其控制在工程中的应用研究,2001年9月2003年8月,北京理工大学基础课任课教师科研基金,负责人。(3)基于网络共享的大坝强震监测数据建设预研究,2004年6月2005年12月,中国地震局地壳应力研究所横向课题,负责人。 学术论文(1)水小平.黎曼位形空间中约束多体系统的动力学分析.力学学报, 1997,29(6):755-760.(2)水小平. 黎曼空间中约束多体系统动力学的加速度分解法. 兵工学报,1998,19(1):93-96.(3)李振雨,水小平. 关于操作手路径优化研究的一种方法.北京理工大学学报, 2001,2(6):698-701.(4)王准,水小平. 飞行中弹体引信时钟轮系的受力分析. 兵工学报, 2002,23(增刊):83-87 .(5)胡雪平,水小平.开环多刚体系统的对偶形式的Lagrange方程. 长沙大学学报,2002,16(4):12-15.(6)刘盛平,水小平.考虑了动力学的机器人路径优化方法的研究. 长沙大学学报,2003,17(2):12-16.(7)张志娟,水小平.柔性多体系统碰撞动力学研究进展. 河北大学学报,2004,24(2):191-195.(8)马飞,郭永刚,水小平.基于小波理论的振动信号的多尺度分析. 噪声与振动控制,2004,24(6):52-55.(9)王传东,水小平,杨雷.空间飞行器对接捕获阶段动力学的数值仿真研究. 工程力学,2005,22(6):52-57.(10)王远锋,杨雷,水小平.多体系统中规则柔性板的离散建模方法研究. 动力学与控制学报,2006,4(1):37-42.2.主讲教师信息(3)基本信息姓名韩斌性别女 出生年月1959-12学历博士研究生学位博士职称副教授电-M所在院系北京理工大学理学院力学系职务工程力学骨干讲员通信地址北京理工大学理学院力学系(100081)研究方向断裂力学及复合材料力学教学情况讲授的课程(1) (2)变分法,本科,每周2学时;讲授2届,学生总计60人。(3)工程材料,本科,每周2学时;讲授1届,学生24人。(4)固体材料力学性能,研究生,每周2学时;讲授1届,学生3人。(5)固体本构理论,博士生,每周2学时;讲授3届,学生总计13人。实践教学指导本科生毕业设计3届,学生总计3人。指导硕士研究生毕业论文3届,学生总计3人。(1)周际平,韩斌,刘海燕. 持久极限简化折线与构件的持久极限. 力学与实践,2003,25(2):61-62.主编的教材与专著(1)工程力学(上、下册),高等教育出版社, 2003年 (参编)。(2)工程力学学习指导(上、下册),北京理工大学出版社,2003年 (参编)。教学表彰(1)高等教育国家级教学成果二等奖,排名第四,2005年。(2)北京市高等教育精品教材(工程力学),排名第四,2005年。(3)北京市高等教育教学成果一等奖,排名第四,2004年。(4)校第十一届优秀教学成果集体一等奖,排名第三,2003年。(5)中国力学学会全国力学教学优秀教师,2002年。主要教学论文工程力学(上,下),本科,每周5学时;讲授5届,学生总计500人。学术研究学术论文(1)G.K. Hu , B.Han , L.Liao. Microstructure interpretation of the material constants for couple stress theory. Mechanics Res. and Comm., 1999, 26:541-545.(2)贾勃晨,韩斌. 球形压痕法测材料力学性能:神经网络模拟. 北京理工大学学报,2003,23(2):154-157. (3)韩斌,张涛. 弹性波在非均匀介质中传播的波幅研究. 北京理工大学学报, 2006, 26(5):383-387 .2.主讲教师信息(4)基本信息姓名白若阳性别男 出生年月1964-05学历博士研究生学位博士职称副教授电-M所在院系北京理工大学理学院力学系职务工程力学骨干讲员通信地址北京理工大学理学院力学系(100081)研究方向计算固体力学教学情况讲授的课程(1)工程力学A,本科,每周5学时,讲授3届,学生共计320人。(2)有限元分析与程序设计,本科,每周5学时,讲授5届,学生共计150人。(3)材料力学,本科,每周3学时,讲授1届,学生共计39人。(4)塑性力学基础,本科,每周3学时,讲授1届,学生共计28人。(5)固体计算力学,硕士研究生,每周5学时,讲授4届,学生共计60人。实践教学指导本科生毕业设计4届,学生共计7人。指导硕士研究生毕业论文4届,学生共计4人。教学表彰(1)北京理工大学青年教师教学基本功大赛,二等奖,2000年。(2)北京理工大学“三育人”标兵(校十标兵之一),2001年。(3)北京力学学会力学教学优秀教师,2005年。(4)北京理工大学三育人先进个人,2005年。学术研究学术研究课题(1) CB20A/CBG1平台振动测试,横向课题,海洋石油工程股份有限公司,2001年,独自承揽。(2) CBG4/SH8平台振动测试,横向课题,海洋石油工程股份有限公司, 2002年,独自承揽。(3) 运载火箭三级分离冲击响应分析,横向课题,航天部第一设计院, 2002年,独自承揽。(4) 三维粘弹性动力学数值模拟有限元程序开发,横向课题,中国科学院地质与地球物理所, 2004年。学术论文(1) 白若阳,唐立强. 冰与海洋结构作用力的弹塑性分析:冰载荷的塑性极限分析. 哈尔滨工程大学学报,1998,19(2).(2) 唐立强,白若阳. 冰与海洋结构作用力的弹塑性分析:弹塑性接触问题. 哈尔滨工程大学学报,1998,21(3).(3) 白若阳,史守峡. 用有限元法分析平面应力非线性橡胶材料的I型撕裂能量. 地震工程与工程振动,1998,18(2).(4) 史守峡,白若阳. 非线性不可压缩橡胶柱体的大变形罚有限元分析. 世界地震工程,1998,14(1).(5) 周广利,白若阳. 导管架平台的动力分析. 中国海洋平台(录用日期2005年8月29日).3.教学队伍情况3-1 人员构成(含外聘教师)姓名性别出生日期职称职务学科专业在科学中承担的工作梅凤翔男1938-03-10博导一般力学课程负责人胡更开男1964-10-18博导固体力学主讲教师水小平男1965-03-05教授一般力学主讲教师周际平女1947-04-08教授固体力学主讲教师廖 力男1955-05-10教授固体力学主讲教师韩 斌女1959-12-20副教授固体力学主讲教师白若阳男1964-05-28副教授固体力学主讲教师刘海燕女1963-08-26副教授一般力学主讲教师秦晓桐男1958-02-01副教授固体力学主讲教师尚 玫女1964-08-25副教授一般力学主讲教师马少鹏男1974-12-08讲师实验力学讲授课程刘战伟男1973-06-12讲师实验力学讲授课程张 强男1973-03-10讲师流体力学讲授课程钟艳玲女1980-07-02助教流体力学辅助教学姚姗姗女1981-02-24助教实验力学实验指导李德荣女1966-10-06相当于助教实验力学实验指导3-2 教学队伍整体结构 课程组现有教师及实验技术人员16人,其中:教师14人(包括4名实验室兼职教师),实验技术人员2人。教师们每年承担着全校约1400名本科生工程力学的教学任务,还承担了40余名硕士研究生和博士研究生的培养任务及科研工作。2名实验技术人员和实验室兼职教师每年承担约1400名学生的实验课程。课程组教师严谨治学,爱岗敬业,无私奉献,甘于在基础教学第一线默默耕耘,具有强烈的事业心、责任感和团结协作精神,在工程力学课程及相关课程教学工作中发挥了重要作用。(1)教师14人 年龄结构:小于35岁的4人,占29%;3645岁的5人,占36%;4655岁的3人,占21%,55岁以上的2人,占14%,平均年龄42.8岁,是一支以中青年为主、充满活力、经验丰富的教师队伍。学位结构:有博士学位的8人,硕士学位的4人,学士学位的2人,具有博士学位的教师达57%,另外还有2人现为在职攻读博士。学缘结构:本校(本科和研究生)培养 3人 本校(研究生)与外校(本科)培养 2人 本校(本科)与外校(研究生)培养 1人 外校(本科和研究生)培养8人职称结构:教授5人,副教授5人,讲师 3人, 助教1人。 本课程组的教师全部承担本科教学任务,其中有9名教师承担着研究生教学任务。 在教学任务十分繁重的情况下,积极承担了多项教学及学科研究项目,1998以来,承担完成教学研究项目5项(附件1:教学改革研究项目); 承担学术研究课题共34项, 累积科研经费达583.25万元, 获奖3项(附件2(a):承担科研项目目录;附件2(b):科研获奖情况目录);发表教学研究论文44篇(附件3:教学论文),科研论文291篇(附件4:科研论文),出版教材和专著8部(附件5:出版教材和专著)。(2)教辅2人,实验室兼职教师4人课程组现有实验室兼职教师4人,实验技术人员2人,平均年龄37.7岁。其中正高级职称1人,副高级职称1人,中级职称2人,初级职称1人,实验员1人。近5年来,主持科研项目6项,发表的学术论文53篇。编写工程力学实验指导书、工程力学实验报告内部讲义一套。辅导教师或实验教师师生比:1:162师生比: 1:90(未计入其他本科生课、研究生课)3-3 教学改革与教学研究以前工程力学课程体系包括理论力学、材料力学、流体力学等课程,各门课程都片面追求大而全,部分教学内容陈旧,起点低,课程之间存在着一些不必要的重复,甚至存在着提法上的不一致之处;实验课的内容陈旧,缺乏综合性与设计性实验;教学形式单一,教学手段落后等,这些都不利于学生对力学基本概念和基本原理的掌握,不利于对学生能力的培养和创新思维的培养。面对二十一世纪对人才培养的高素质要求,国内一些高校对该课程的教学体系提出了不少好的改革的思路和规划,并已按模块式的编写方法编写出了新的教材,这种体系的教材比较方便于不同专业对不同教学内容的选取,但不利于提高学生对力学这一基础学科的整体认识,国外一些教材虽然采用了贯通式的编写思路,但过于精炼和简化,不大适合我国学生的现状。针对这一实际情况,并考虑到我校力学基础课程的教学不仅具有丰富的经验,而且在国内有一定地位和特色,有必要对我校工科力学课程进行整合,以力学的基本概念和原理为主线,重组教学内容,优化课程体系,提高教学手段,加强力学基础,突出工程应用,并能反映近、现代力学的发展。为此,我们于1997年申请到了校第五批教改项目“工程力学课群教学体系和内容改革”,并被列为校重点教改项目。其目标是:对我校工科力学课程进行整合,以力学的基本概念和基本原理为主线,重组教学内容,优化课程体系,改进教学手段,加强力学基础,突出工程应用,并能反映近、现代力学的某些发展,并将课程体系和内容的改革反映在教材中,着手编写新体系的工程力学教材。为了保证教材编写工作能够按计划、有步骤、高质量地进行,我们采用主编负责制,下设专家组和编写组,专家组由学术造诣高、教学经验丰富的老教授组成,负责新教材内容的取舍、重组、衔接和审定;编写组由年富力强、教学效果优异的教师组成,以实现较快的编写进度,便于顺利完成教改工作的新老交接。通过边写边审,交叉互审的方式保证了相关内容的相互衔接和前后呼应,并采用定时召开例会的方法确保了编写过程的必要交流、沟通和合适的进度,新教材于1999年5月以内部讲义的形式编印完成。该项目获得北京理工大学教学成果集体一等奖。为了做好工程力学新教材的教学试点和推广工作,我们于1999年又申请到了校第六批教改项目“工程力学课程教学改革与实践”,此次立项的主要目的是:(1)进行集体备课,按相关章节请主要编写者对教学内容的重点、难点进行深层次讲解,并请教学经验丰富的老教授进行点评和集体研讨,很好地克服了历史上造成的理论力学任课教师对材料力学内容掌握得不够扎实,材料力学任课教师对理论力学内容不十分熟悉的弊端,还丰富了教师的流体力学及教材中窗口、接口的有关知识。(2)组织作者对新编工程力学的全部习题进行详细解答,分发给集体备课的每位教师。这些举措为任课教师熟悉、理解新教材,讲授好新教材创造了有利条件。但在教学实践中,我们感到新编教材的实验应力分析写得太抽象,太概括,流体力学内容写得过于深奥,于是,我们又重新组织有丰富教学经验的老师对这些内容进行了重写,并于2001年申请到了校第七批教改项目“工程力学课程建设与改革”。这次立项的主要目的是:(1)通过教学实践,对工程力学讲义进行部分重写,部分修改,全面完善,正式出版。(2)讨论与主教材配套的教学与学习辅导书的编写。(3)利用多媒体技术改进教学方法、提高教学手段。(4)进一步加强实验室建设,逐步实现实验室对学生开放,引导学生自己设计实验。该项目获得北京理工大学教学成果集体一等奖。通过经常性的教学研究活动及数届学生的教学实践,课程组的各位授课教师普遍感到拓宽了自己的学科基础,提高了自己的教学水平,也形成了主动钻研教学方法,对教学精益求精的良好风气。我们负责的“工程力学课程教学改革与实践”,2004年获北京市高等教育教学成果一等奖(集体),2005年获高等教育国家级教学成果二等奖(集体)。这不仅是对我们工作的充分肯定,同时也是对我们进一步搞好工程力学课程改革的有力鞭策。(附件6:证书、获奖情况)3-4 师资培养1.制度化的集体备课方式从1998年工程力学正式设立课程(多学时)开始,工程力学课程组即建立集体备课制度。对教学知识点,特别是重点和难点以及讲授方法,学时分配等方面由一位老师示范讲授,在其他老师充分发表意见的基础上达成共识,形成统一的教学结构。集体备课时还经常请有丰富教学经验的老教授参与,请他们传授经验,给予指导。2.对新来的青年教师进行一对一的教学经历培养工程力学课程组采用负责制的方式,指定具有多年教学经历,丰富教学经验的教授,挑选资质好的青年教师进行一对一的教学经历培养。通过包括随堂听课,批改作业,习题辅导,答疑,试讲等实践环节,使其逐步理解工程力学课程教学过程的内涵。在上讲台之前,一般经过3次以上的试讲,在充分全面考察本人的知识基础、语言表达能力、板书、讲授风格之后,才能正式上岗。经过此过程,在青年教师积累一定的经验之后,大胆起用,将他们推向教学一线,使其在实践中积累经验逐渐成熟。针对青年教师对新事物接受快的特点,鼓励多用现代化教学手段和工具,逐渐形成个性化的教学风格。其中,青年教师马少鹏、姚姗姗由周际平教授具体指导,张强、刘战伟、钟艳玲由水小平教授具体指导。3.主讲教授负责制的授课评价制度工程力学课程组在全校公共课体系中率先进行并坚持授课质量评价制度,包括主讲教授随堂听课,学校牵头聘请督导专家随堂听课,学生教学效果评价反馈等方式,对每一位授课教师,特别是青年教师的教学效果及质量进行动态评价,及时发现问题,反馈给教师以引起注意。4.积极创造条件,提高青年教师的水平创造条件,为年轻教师提供进修、攻博、培训、参加教学改革和学术交流的机会。目前课程组有2名教师正在攻读在职博士,1名实验室教师正在攻读在职硕士,参加各类培训7人次,为课程建设的可持续性发展奠定了坚实的师资储备基础。课程组鼓励任课教师在努力搞好教学工作的同时,积极承担科研任务,提高自己的科研水平和处理工程实际问题的能力,以科研促教学,上水平,出成果。 本课程在专业培养目标中的定位与课程目标 机械类、土建类、航天航空类、船舶类、水利类等) 的一门重要技术基础课,它不仅是整个力学学科的基础,而且也为有关专业学生学习后续相关课程和将来从事科学技术工作奠定必要的基础。学生在学习工程力学时需要有清晰的物理概念和形象的几何直观,准确地理解基本概念和基本原理,熟练地掌握数学推理和分析与求解问题的基本方法,因此,工程力学具有科学严密性和应用灵活性紧密结合的魅力,是培养和训练学生综合研究素质的一门课程,可以很好地培养学生的逻辑思维能力、抽象简化能力、实践应用能力和初步的科学研究能力。通过该课程的学习,学生不仅可以掌握力学的基本概念和定理或原理,还可以学会处理力学问题的基本方法和技能。同时,它又是一门将高等数学知识较早地应用于工程实际的课程,在对学生进行工程意识与工程能力、科学素质与创新能力的培养中起到了举足轻重的作用。 知识模块顺序及对应的学时(上册)第一章运动学基础与点的运动学(6学时)第二章 刚体的平面运动 (9学时)第三章 复合运动 (9学时)第四章 刚体的定点运动和一般运动(自学)第五章 静力学基本概念 (6学时)第六章 力系的简化 (4学时)第七章 力系的平衡 (10学时)第八章 虚位移原理 (9学时)第九章 变形固体静力学概述及一般杆件的内力分析(2学时)第十章 应力应变分析及应力应变关系 (6学时)第十一章轴向拉压 (6学时)第十二章扭转(4学时)第十三章 梁的弯曲 (12学时)(下册)第十四章组合变形 (7学时)第十五章能量法(6学时)第十六章静不定结构 (5学时)第十七章压杆稳定 (4学时)第十八章实验应力分析(课堂讲授6学时,课外实验8学时)第十九章动能定理 (6学时)第二十章动量原理 (7学时)第二十一章达朗贝尔原理 (8学时)第二十二章变形固体的动力失效问题 (8学时)第二十三章动力学普遍方程和拉格朗日方程 (3学时)(附件7(a):教学大纲;附件7(b):教学计划。)课程的重点、难点及解决办法 (1)工程力学课程将原理论力学、材料力学融汇贯通建立了新的教学体系,便于学生建立起对力学学科的整体认识。例如 “内力”的概念,以前在理论力学和材料力学课程中是完全不同的,材料力学中讲到内力时,特别要强调内力的概念与理论力学中不同,是变形引起的附加内力,物体若不发生变形(即刚体)就没有内力,对此学生很不好理解,现在我们将内力的概念统一起来,对于刚体,则表述为因其刚度趋于无穷,所以即使有内力,也无变形,学生接受起来很容易。对原理论力学中的力系简化,力对轴的投影,力对轴的矩,有的教师不够重视,觉得只是个数学问题,现体会到在材料力学中有很多应用,感到需要加强这部分内容的教学。原材料力学中对扭转、弯曲应力公式的推导中用到的三条件法,其中一个条件叫静力平衡条件,多年来许多教材都这样写,现在我们认为,用理论力学中的概念来推敲,这种提法并不确切,实际上应力与内力的关系是一个力系等效关系,并不是平衡关系,求平衡杆件某截面上的内力才是力系的平衡问题,因此,我们将其改为力系的等效条件。以前理论力学讲惯性力,材料力学也讲惯性力,但都没有现在讲得深,我们上课时结合实际爆破工程中拆除大烟囱的实例,当从根部爆破会出现烟囱在倒地过程中的二次断裂现象,学生对此很感兴趣。 (2)变先讲授静力学为先讲授运动学。其优势为:运动学对学生来说是一种较新的知识体系,其内容难度较大,先学运动学,有利于调动学生学习的主观能动性,学生思考和消化问题的余地较大;在运动学中建立约束、自由度、和广义坐标等基本概念比较自然、形象、易懂,更符合学科内容的内在联系和人的认识规律;运动学知识掌握扎实后,对正确分析约束力和正确解决动力学问题都帮助极大。在运动学的讲授中,强调点的运动学的重要性,尤其注意讲清点的运动只分为直线运动和曲线运动,突出用弧坐标来描述点的速度和加速度。在讲授刚体运动中的平移和转动时,及时提醒学生注意与点的运动的区别,使学生明白,点做圆周运动时,它可能是定轴转动刚体上的点,也可能是平移刚体上的点,还可能是一般平面运动刚体上的点或定点运动刚体上的点,因此不能把点的运动称为平移和转动。 (3)变复合运动、平面运动体系为平面运动、复合运动体系。这样可以使难点分散,在刚体平面运动一章中仅对一个参考系讨论刚体平面运动的描述,而不引入动坐标系研究刚体平面运动的分解,可以更好地帮助学生正确理解刚体的角位移、角速度、角加速度等较难掌握的概念;有利于突出速度瞬心在速度分析中的使用;便于学生从矢量分析、矢量运算上理解两点速度、两点加速度关系中相关项的含义;由于先讲平面运动,也使过去无法求解的牵连运动是平面运动的点的复合运动问题得以解决。 (4)以静力学的基本概念、力系的简化、力系的平衡重组原理论力学课程中的静力学内容,采用了以力系的主矢和主矩为线索、以力系简化为手段、以平衡方程的应用为重点、由空间力系到平面力系的新体系。这样做,不仅可以避免教材自身以及与学生已有知识的许多不必要的重复,节约授课学时;同时,与原材料力学课程中从已知外力出发利用平衡方程求杆件的内力,并画内力图的内容能够很好地衔接,有利于减少与大学物理及变形固体静力学内容的不必要重复;力系的主矢和对某点之主矩,是表征力系性质的两个特征量,它既是静力学的更是动力学的两个不依附于力系简化的重要概念,因此,将它放在力系简化之前讲授,有利于消除过去曾产生的“没有力系的简化就没有力系的主矢和主矩”的误解,这对静力学和动力学的学习都有益处;对于力偶无合力的性质,我们采用了二力平衡和三力平衡定理以反证法来证明,目的是希望把“无合力”与“合力为零”这两个完全不同的概念严格区别开来。 (5)将虚位移原理放到力系平衡这一章之后讲授。主要是考虑到虚位移原理是用来解决静力学问题和平衡的稳定性问题的,其中功和势能的基本概念学生在大学物理中已基本掌握,而运动学知识则刚讲授完不久,有利于学生掌握虚位移原理的本质内容。有利于将虚位移原理应用到变形固体中去。在讲授动能定理及拉格朗日方程时,又注意了与虚位移原理的呼应。 (6)在动力学中,改变传统体系为先讲授动能定理,然后将动量定理和动量矩定理合并成动量原理讲授,再讲授达朗贝尔原理。其目的是:第一,希望能突出动能定理在解决非自由质点系在已知主动力求运动的大量问题中的独特作用。第二,希望能克服过去在学完动量定理后,不能处理需要先求运动,再用动量定理求动约束力的一类问题。第三,有利于学生理解动量原理和达朗贝尔原理在处理动力学问题上的等价性。此外,为强化学生对动能、动量、动量矩这些运动特征量的理解和计算能力的培养,在三个定理中均单独列节,突出讲解它们的定义和计算方法,并配备相当数量的例题和习题,以利于学生将动力学的学习与已有的运动学知识有机地结合起来。 (7)作为势能驻值原理的一个重要应用,重点地介绍了求近似解的瑞利里茨法。它不仅可用于杆件结构的变形和内力计算,还可用于板壳结构分析及稳定性理论,振动理论;它不仅适用于线性结构,还适用于非线性结构;它既可用于静定结构,也可用于静不定结构。问题越复杂,其优越性越能充分显示出来。所以在工程力学中结合简单的杆件问题介绍其原理和方法很有必要,我们不仅在能量法一章中给予介绍,而且在压杆稳定一章中除静力法外,也进行了能量法的讲授。这样前后呼应,既使稳定性的研究更加深入、广泛,又使能量法在稳定性问题上得到具体应用。 (8)更多地采用从一般到特殊的内容体系。其优点为:第一,这种体系强调的是用全新的知识体系去理解基本概念和基本定理,使学生对知识的理解从具体而片面提高到一般而全面,避免学生因对力学基本规律的认知的局限性而盲目应用所造成的错误。如平面刚体作定轴转动时,其速度为零的点,加速度为零的点,及该刚体上各点的曲率中心都为同一个点,而一般平面运动的刚体,其速度瞬心和加速度瞬心不再重合,这两个瞬心一般不再为平面运动刚体上点的曲率中心,且一般平面运动刚体上各点的曲率中心在同一瞬时一般也各不相同,若学生用定轴转动去理解一般平面运动经常出错,但若学生将平面运动刚体的运动规律认识清楚了,大学物理课程中对定轴转动刚体的有关结论仅是它的特殊情况而已。第二,这种知识体系在教材的顺序安排及讲述上,提高了起点。如我们将应力状态分析的内容提前到拉压、扭、弯等各种具体的基本变形形式的分析之前,引导学生对变形体从一开始就能建立起一个更加全面而深刻的概念,然后在较高的认识起点上,再进一步分析各种具体的变形形式,使学生对变形的分析、理解更加透彻。第三,这种知识体系要求对以前课程中没有给出的一般规律有更加本质的阐述,如对动点的动量矩定理,通过对其一般公式的推导,使学生明白只有在几种特殊的情况下,其形式才与对惯性空间中的定点的动量矩定理的形式相同,使学生理解对定点和对动点的动量矩定理有本质的区别。第四,这种知识体系在落实到每章具体内容时,先介绍这部分知识的全貌,再说明相关内容在此知识体系中的位置,属于其中什么范围。这样学生不仅扩大了知识面,而且十分清楚本章所学知识在什么条件下和什么范围内才适用,同时也知道进一步研究可朝什么方向发展。例如交变应力疲劳破坏一节,首先介绍疲劳范畴十分广泛,按材料性质及工作环境可划分为金属疲劳、非金属疲劳、高温疲劳、腐蚀疲劳、声疲劳、冲击疲劳等,本节只介绍金属疲劳问题。接着在介绍交变应力时,给出了高循环疲劳和低循环疲劳的概念、特点和各自相应的研究方法,并指出当前研究的发展趋势,最后落实到本节只研究高循环疲劳的强度计算问题。实践教学的设计思想与效果 实验课是工程力学课程教学环节的重要内容。为了配合工程力学课程教学,实验室开设实验课分为必修实验和选修实验两

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