工程热力学大纲

工程热力学大纲（精选9篇）

工程热力学大纲 篇1

【课程代码】

1703351

【课程类别】

专业实践

【学

分】

【学

时】

【适用专业】油气储运工程

【教学目的】

1．加强并巩固对恒沸精馏过程的理解，熟悉实验精馏塔的构造，掌握精馏操作方法；

【教学要求】

1．实验前学生必须进行预习，预习报告经教师批阅后，方可进入实验室进行实验。

2．实验3-4人1组，在规定的时间内，由学生独立完成，出现问题，教师要引导学生独立分析、解决，不得包办代替。

3．任课教师要认真上好每一堂课，实验前清点学生人数，实验中按要求做好学生实验情况及结果记录，实验后认真填写实验开出记录。

【课程安排】

序号

实验项目名称

学时分配

每组人数

实验类别

实验类型

实验要求

恒沸精馏过程

3-5

基础

设计性

必做

[设计性实验]

实验目的：

1．加强并巩固对恒沸精馏过程的理解；

2．熟悉实验精馏塔的构造，掌握精馏操作方法；

实验内容：

1．夹带剂的选择；

本实验采用正己烷为恒沸剂制备无水乙醇；

2、决定精馏区；

3、夹带剂的加入方式；

夹带剂一般可随原料一起加入精馏塔中，若夹带剂的挥发度比较低，则应在加料板的上部加入，若夹带剂的挥发度比较高，_则应在加料板的下部加入。目的是保证全塔各板上均有足够的夹带剂浓度；

4、恒沸精馏操作方式；

恒沸精馏既可用于连续操作，又可用于间歇操作；

5、夹带剂用量的确定；

夹带剂理论用量的计算可利用三角形相图按物料平衡式求解之。

仪器与用品：

台秤，1台；分液漏斗，1个；500ml烧杯，2个；色谱分析取样瓶，若干；无水乙醇；正己烷。

【考核方式】

1．考核方式：考试；

2．考核方法：实行“实验报告＋操作＋操作考试”相结合；

3．成绩评定：

本课程采用平时成绩、期末成绩，综合评定学生成绩。

平时成绩=预习报告占20%，实际操作30%，实验报告50%。

实验成绩=操作考试成绩。

总评成绩＝平时成绩40%+期末成绩60％

【参考书目】

[1]

李卫宏，刘达.化工原理实验.吉林：吉林大学出版社，2014.[2]

牟宗刚.化工原理实验.北京：科学出版社，2017.[3]

张金利，郭翠梨，胡瑞杰等.化工原理实验.天津：天津大学出版社，2016.[4]

叶向群，单岩.化工原理实验及虚拟仿真.北京：科学出版社，2017.制定人：XXX

工程热力学大纲 篇2

1 现行教材存在的问题

(1) 现行高职教材大多是在借鉴普通本科院校教材的基础上取舍而来, 大部分教材沿袭了本科教材的编排体系, 没有考虑到本科院校与高职的区别, 因而教材内容繁琐, 存在着严重的学科化倾向, 过于强调自身的系统性和完整性, 与专业相关课程的联系与配合较差, 与工程实际应用联系不够, 教学中使用这样的教材, 学生难以受到必要的工程教育和训练, 这显然与高等职业教育的人才培养目标相悖。

(2) 逻辑推理和论证方法过于繁琐。繁琐的数学推导, 不仅枯燥无味, 而且学生难以自学, 更重要的是教学过程中弱化了对学生分析思路与分析方法的训练, 学生的学习是“捡了芝麻, 丢了西瓜”。

(3) 教材中缺乏文化陶冶, 学生的人文素质得不到提高。如何克服教材为力学理论而理论的学科化倾向, 将力学学科教育与人文教育有机结合;如何在《工程力学》课程中渗透人文精神教育, 提高学生的综合素养, 是《工程力学》教材改革中必须解决的一个重要问题。

2 教学大纲与教材创新和改进

针对上述问题, 笔者认为高职《工程力学》的教学大纲与教材应是一个“少”而“精”的系统。“少”是指内容要以“必需”的概念和理论为根本, 以掌握基本知识、基本技能为目的。“精”是指体系精悍, 内容连贯, 使学生能在较少的学时内掌握力学体系和分析问题解决问题的方法。因此笔者试图从以下几个方面探讨《工程力学》的创新和改进。

2.1 教学大纲的改进

教学大纲是学科教学的指导性文件。它以系统和连贯的形式, 按章节叙述该学科的主要内容, 规定每个学时必须掌握的理论知识、实际技能以及教学进度和教学方法。教材的内容、课程评估、授课计划、成绩考核都要以教学大纲为依据[1]。因而教学大纲要做到编写规范、内容完整。

在原有《工程力学教学大纲》的基础上, 结合高职教育人才培养目标, 我们增编了实验部分内容。大纲编写框架按说明、正文和附录三个方面来构建。说明部分阐明本学科章节的教学目的、要求;正文部分是根据学科本身的逻辑系统地安排教材的主要章节、规定讲授内容、重难点、作业练习等;附录则列举各科教学参考书、资料、考核方法等补充说明。为适应高职教育的人才培养目标和教学特色, 改进后的教学大纲删除了空间力系、组合变形以及运动动力学等内容, 以达到削枝强干之效。

2.2 教材中的模块定位

“必需、够用”是确定高职教材内容的基本原则。相关专业原则上都要求《工程力学》必须融合学科自身发展的时代性, 体现相关学科的交叉性, 兼顾后续专业的连续性。由于《工程力学》学时少、内容多, 所以除删去现存教材中的运动动力学等内容外, 我们以“必须”和“选修”形式构建课程的模块体系, 使教材的结构由传统的按教学内容发展的线形结构转变为以必修为基础, 以选修为个性发展的交叉立体结构。这样, 教材的知识视野更开阔, 教学要求更灵活, 教学组织更具个性化。

2.3 教材中的能力培养

“创新是民族的灵魂”。培养学生的创新能力是时代对教育提出的迫切要求, 因而, 《工程力学》应注重探讨培养学生创造思维能力的途径, 因而应在教材的编写形式和内容安排上体现出来。

2.3.1 归纳、总结能力

善于归纳总结是创新学习的前提和基础。探究归纳的过程, 是学生主动探求知识和发展能力的过程, 也是创新的过程。通过归纳总结, 可以使知识系统化、整体化, 使新旧知识融合贯通, 从而激发灵感, 促进创造性思维的发展。教材可以从以下两个方面体现对学生归纳、总结能力的培养:

一是对较难掌握的基本概念、基本理论、基本方法等进行归纳总结。比如, 学生在学了力矩和力偶后, 经常感到二者有很多相似之处, 似懂非懂, 若不失时机进行简要归纳对照, 顿会让学生感到清晰明了。教材可以使用对比的表格, 让学生更直观、清晰地了认识力矩和力偶异同, 具体如表1所示。

二是在章节或模块之间进行归纳。在研究章节内容时, 注意它与其前后章节知识之间的联系和异同, 注意章节内容的演变过程, 以框图、流程线的形式用一根“红线”将教材各章主要内容有机联系起来, 形成知识结构网络图。这样不仅能帮助学生准确理解章节知识的精髓, 且能深入了解章节知识点的规律, 便于对知识作比较, 达到将书由“厚”读“薄”的目的。

2.3.2 发散思维能力

发散思维是指从同一来源材料探求不同答案的思维过程。它具有流畅性、变通性和创造性的特征。加强发散思维能力的训练是培养学生创造思维的重要环节[2]。教材可以从以下两个方面体现对学生发散思维能力的培养。

(1) 通过实例训练发散思维能力。现行教材中的例题往往只介绍一种解题方法, 易导致学生思维过于狭窄。因此, 实例的设置除了要做到解题规范、理论联系实际外, 还可力求启发学生对同一条件联想多种结论, 进行一题多解, 一题多变, 一题多思等发散思维能力训练。

(2) 在章后习题中采用变式训练。现行教材章后习题仅存两种形式:一是问答, 二是计算, 这两种形式都显得过于简单。应采用多方位、多角度的发散思维方式, 进行变式训练。选择、判断、填空、简答、计算等多种形式, 以便开拓学生思路。

2.4 教材中的人文精神渗透

2.4.1 贯穿哲学思想

教材在叙述概念、阐述原理时, 若适时将哲学基本观点贯穿其中, 引导学生用哲学思想去看待事物、解决问题, 学生将终生受益。例如, 叙述“刚体”概念时要强调:当研究物体力的外效应时, 即研究静力学时, 物体的形状改变是次要矛盾, 可以略去不计, 这时把物体抽象成刚体, 将使问题简化, 而不影响事物本质。而研究材料力学时, 物体的形状改变转化为主要矛盾, 这时物体就不能视为刚体。又如, “透过现象看本质”是哲学的一个基本观点。现行教材对三铰拱结构进行受力分析时, 在画半拱AC与BC的受力图时, 都是模糊讲SC和S′C是一对作用力与反作用力, 它们究竟是不是一对作用力与反作用力呢?实际上, 只要进一步启发学生从它的本质———联接结构上进行分析, 就一清二楚了。具体案例分析如下。

三铰拱AC与BC的受力分析图如图1所示。

作用力与反作用力是作用在两个相互作用的物体上。从它们的本质———联接结构分析, AC与BC是通过销轴连接在一起, 它们并不直接作用, 所以SC和S′C不是一对作用力与反作用力。SC是销轴作用在右半拱BC上的力, S′C是销轴作用在左半拱AC上的力。SC和S′C虽然不是一对作用与反作用力, 但它们是等值、反向、共线力。实际处理时, 把它们当成一对作用力与反作用力而不再考虑销轴的平衡, 这是一种简化的处理方法。这样, 抓住事物的本质, 不被现象所惑, 许多问题都能迎刃而解。

2.4.2 渗透人文精神

工程力学中一些重要规律的发现, 无不闪耀着科学家非凡巧妙的创造思维的光芒, 通过回顾力学大师们的光辉历程, 可领略他们发现规律的创新品质。如细长杆的临界力公式发明者欧拉终身致力伟大的科学事业, 居然在67岁高龄创造出震撼世界的欧拉公式;还有力学中关于梁的弯曲正应力, 最早由三百多年前的伽利略进行开创性研究, 得出横截面上正应力均匀分布的不精确结论, 后来库仓将其纠正为线性的纯拉 (压) 应力;直到1705年, 圣维南, 柏努利才得出梁的弯曲应力的正确结论。把这些力学科学史, 科学巨匠们的创新精神和传记在每章后的阅读材料中介绍给学生, 可由此激发学生学习及创新的积极性[3]。

2.5 实验模块的篇章布局

例如, 材料力学实验是工程力学课程的重要组成部分。材料力学中的一些理论和公式是建立在实验、观察、推理、假设的基础上, 它们的正确性必须由实验来验证。新材料的机械性能, 也需要通过实验来测定。掌握实验方法, 是高职学生必备的基本技能。教材中的实验模块内容, 应重点培养学生观察、分析和解决问题的能力, 要围绕实验过程、实验方法来设计, 主要可从以下七个方面考虑: (1) 实验目的; (2) 实验设备及试样; (3) 试样的制备; (4) 实验目的; (5) 实验步骤; (6) 试验数据处理; (7) 思考题。

3 结束语

《工程力学》教学大纲和教材创新是项系统工程, 不可能一蹴而就。它不能仅限于在文字教材方面进行创新, 还要延伸到音像教材方面。音像教材直观性强、模拟逼真, 具有文字教材无法显示的内容。这将是笔者及课程组下一步探讨的重要内容。

参考文献

[1]刘文顺, 付明春, 张春玲.工程力学教学中的创新教育探究[J].辽宁高职学报, 2008 (6) .

[2]彭雅轩, 王建国.在工程力学教学中的创新教育的探索与实践[J].教育探索, 2007 (4) .

工程热力学大纲 篇3

关键词：岩石力学；教学内容；培养方向；教学大纲

岩石力学这门课程是工科院校学生必修的一门专业性较强的课程，虽然各个专业的教学大纲和培养方向差异较大，但在选择的教材通常是经典的教材——获得国家级优秀教学成果奖的几本教材，所以在教学过程中，好多内容不适合本专业学生的培养方向，不符合本专业的教学大纲，并且有的教材涵盖的内容繁多，因课时有限有些章节内容没有时间讲解。还有些章节内容不适合本科教学，导致教师授课、学生用书不方便。因此，必须对其内容进行改革。

一、目前的教学内容存在的几个问题

1.统一教材难度大

许多院校行业背景不同，同一学校、不同专业培养方向存在较大差异，统一教材和教学内容的要求难度较大。工科院校的行业背景差异非常大，其专业设置和学生未来就业的行业迥然不同，所以教材的选择应该是多样化的。有些院校为了规范教学秩序，要求只要开设岩石力学课程，就要统一教材，统一考试命题，统一批改试卷。这样的做法看似非常规范，教学也有秩序，但我们在日常的教学实践过程中容易出现一些问题，针对性不够强，也就难以激发学生的学习兴趣。

2.缺乏教材与讲义

岩石力学是一门新兴学科，仅仅60余年的历史，好多理论至今还在不断发展，因此寻找一本好的、适合自己学校、专业的教材较为困难。

3.教学内容难以统一

不同专业支撑岩石力学的课程体系不同，导致教学内容难以统一，学生学习难度差异较大。良好的课程体系的建立，可以为后续的相关课程打下良好的基础，若体系衔接性不好，或根本没有前期基础课程的设置，会为后续的课程教学和学习带来困难。

我校采矿专业的学生在选修岩石力学之前，已经修完了工程力学、弹性力学等课程，这为岩石力学课程的学习打下了良好的基础。而安全专业对工程力学的要求与采矿专业有很大区别，弹性力学这门课程根本没有开设，因此学生在学习岩石力学的时候，因为没有弹性力学基础，理解就出现了困难。短期内学生是难以快速消化和吸收的，只能靠强化记忆。这不仅加大了学习难度，同时也给教师讲课带来了困难。因此，强化教学改革，不仅仅涉及本课程的教学改革，同时也是学科体系的一个改革。

二、教学改革的收获

在这几年的教学改革中，我们尝试对教学的内容改革。通过对其内容的删减、调整和补充，取得了较好的效果，以下是我们教学改革的几个收获。

1.严格根据教学大纲和培养方向进行编排、删减，激发学生兴趣

教学大纲是引导教学的纲领性文件，是相关专业多年形成的教学体系的成果转化。而培养方向主要是由本专业依据学校发展的行业背景，以及现有教学资源，如师资组成、实验条件等决定的。

岩石力学的内容较多，涉及岩石和岩体的力学性质、地应力与其测量、岩石的本构关系、工程应用、岩石的力学的研究方法、岩石力学的研究新进展等教学内容。因此需要对教学内容和所需课时数进行优化，以最合理的课时数完成所需要讲授的内容。另外，还要保证学生得以消化和吸收，以真正取得良好的学习效果。

2.尝试编写教材

有一本好的教材对于学生來说非常重要，目前有关岩石力学课程的教材非常多，内容基本上都大同小异。关于矿山方向的教材编写得较好些，但是关于建筑工程领域的较少，而岩石力学内容与深基坑、边坡、隧道等内容形成一定交叉，看上去是这些内容的重复，但是从岩石力学角度分析工程现象，基本理论是相同的，只是施工技术和工艺流程有着较大的区别。

三、结论

根据具体专业，对现有的岩石力学教材内容进行编排、删减、调整和补充，在教学实践中不仅可以激发学生学习兴趣，同时可以引导学生认识专业的特色。近几年的教学改革收到良好的效果，计划未来几年，尽快编著、形成自己专业的教材或讲义。

参考文献：

鲍先凯，张春梅，刘欣宇.岩石力学教学改革的探索与实践[J].课程·教材·改革，2014（14）：107.

基金项目：西南科技大学2014年教育教学改革与研究项目（14

工程热力学大纲 篇4

课程名称：工程热力学

英文译名：Engineering Therodynamics(Architecture type)总学时数：54 讲课学时：50（含习题课4）实验学时：8 授课对象：建筑环境与设备专业、建材专业本科生 课程要求：必修 分类：技术基础课 开课时间：第三学期

主要先修课：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学 选用教材及参考书

教材：采用由我校廉乐明主编，李力能、谭羽非参编的全国建筑暖通专业统编教材、全国高等学校教材《工程热力学》。本书自1979年出版至今，历经第一版、第二版、第三版和第四版共四次修订，计十二次印刷，在全国发行量达12万余册。本书曾获国家级教学成果奖教材二等奖、建设部部优教材奖。主要参考教材：

1、清华大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》

2、西安交通大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》

3、Krle C.Potter Craig W.Somerton《Engineering Therodynamics》(1998年版)

一、本课程的性质、教学目的及其在教学计划中的地位与作用

本课程是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基础理论学科，是建筑环境与设备专业的主要技术基础课之一。本课程为专业基础课，主要用于提高学生热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。为学生今后的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力循环的分析计算。此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定的训练。因此本课程不仅是学习后续课程，包括《供热工程》、《空调工程》、《锅炉及锅炉房设备》等主要专业的理论基础外，而且能广泛服务于机械工程、动力工程、冶金、石油、电力工程等各个研究领域。

本课程以经典宏观热力学为理论体系，主要特点是理论分析、实验研究与工程实际应用密切结合，其中基础理论部分占65%，工程应用部分占35%。

二、本课程的主要内容、各章节内容及其学时

绪 论(2学时，包括观看热力学绪论录象1学时)。教学目的，基本内容，学习本课程应注意的问题。第一章 基本概念(4学时)主要内容：热力系统；工质热力状态及基本状态参数；平衡状态；准静态过程、可逆过程；热力循环。

应使学生清晰理解热力学的有关基本概念，如热力系统、外界、状态参数（特别是焓、熵两个参数）、功、热量、平衡状态、准静态过程，可逆过程，热力循环等。

要使学生明确状态量和过程量、平衡和可逆、内能和热量、膨胀功、推动功和技术功等容易混淆的各概念之间的区别与联系。三种典型的热力系统，p、v、T三个状态参数的物理意义，测温测压装置；绝对压力和相对压力的计算；可逆过程的判定准则。要求学生能够较熟练的应用基本概念，针对实际问题的特点选取热力系统，进行功和热量的计算，从而初步具有正确建立热力模型的能力。

第二章 理想气体性质（4学时）

主要内容：理想气体（包括理想气体混合物）概念；理想气体状态方程；理想气体比热；混合气体性质。

要使学生熟练理想气体状态方程的各种表述形式，利用状态方程及公式进行热力计算，理想气体比热的物理意义，以及该参数在工程中的应用特点。对于常用工质如空气、水蒸气、湿空气和制冷工质等的热力学性质的图表和公式，应能熟练的运用各种热力过程的计算。应使学生学会利用对比态参数的通用图表对工质热力学性质参数进行计算。此外对于研究工质热力学性质的一般方法，包括工质热力学普遍关系式在内，也应使学生有所了解。第三章 热力学第一定律（6学时）

主要内容：系统储存能；系统与外界传递的能量；闭口、开口系统能量方程；稳态稳流能量方程及应用。

热力学第一定律及其应用是本课程的重点内容，应使学生深刻理解这个定义的普遍适用性及其实质。牢固掌握闭口系统的热力学第一定律解析式及开口系统稳定流动能量方程式在不同场合的具体应用以及它们之间的内在联系，也应掌握充气和放气过程的计算，对于热力学第一定律在化学反应中的应用，应使学生有所了解。

应使学生熟练应用热力学第一定律，结合热力模型，分析和导出各种热力过程（包括压气过程）的相应计算式，并应能利用状态坐标图表示各种过程及过程中能量转换的特点。热力学第一定律习题课（2学时）

主要内容：结合工程实际过程，应用热力学第一定律建立热力模型，进行热功能量转换过程的热力计算。

第四章 理想气体热力过程及气体压缩（4学时）

主要内容：分析热力过程的目的及一般方法；气体的基本热力过程及多变过程；压气机的理论压缩轴功；活塞式压气机余隙影响；多级压缩及中间冷却。

要使学生掌握热力学计算的特殊性，并能利用状态坐标图表示各种过程及过程中能量转换的特点。使学生能熟练的结合热力学第一定律，分析和导出各种基本热力过程及多变过程（包括压气过程）的相应计算式并进行计算，利用p-v、T-s图分析热力过程。第五章 热力学第二定律（8学时）

主要内容：热力学第二定律实质及表述；卡诺循环、卡诺定理；熵与熵方程；孤立系统熵增原理；用和 无。

应使学生深刻理解热力学第二定律的实质及对生产实践的指导意义，掌握卡诺循环及卡诺定理的结论及热力学意义，熟悉动力循环及制冷循环的分析方法。

应使学生正确理解熵是一个状态参数，并能应用热力学第二定律来说明熵这个参数的重要性，了解孤立系统熵增原理及过程不可逆性与熵增之间的关系，利用熵方程进行热力计算以及作功能力损失的计算。对于热力学第二定律在化学反应中的应用，也应使学生有所了解。热力学第二定律习题课（2学时）。

使学生掌握热力过程的方向性与不可逆性的判定，系统熵变的热力计算以及作功能力损失的计算。

第七章 水蒸汽（4学时）

主要内容：液体的蒸发与沸腾；水蒸气的定压发生过程；水蒸汽表和图；水的相图及三相点；水蒸汽的基本过程（自学，课堂主要采取辅导形式）。

使学生掌握工业上水蒸气的定压生成过程，学会使用水蒸气热力学性质的图表，并能熟练的运用于各种热力过程的计算。二氧化碳临界状态实验 第八章 湿空气（6学时）

主要内容：湿空气的性质；湿空气的焓湿图；湿空气的基本热力过程；

应使学生牢固掌握湿空气状态参数、h-d图的使用，并会进行湿空气基本热力过程的计算。理想气体比热实验

第九章 气体和蒸汽的流动(6学时)主要内容：绝热稳定流动的基本关系式；气体在喷管中的绝热流动、喷管中流速及流量计算；喷管主要尺寸的确定；实际喷管中有磨擦的流动；扩压管流动；气体和蒸汽的绝热节流。应使学生深刻理解喷管内绝热稳定流动的基本方程及流动的基本特性，掌握喷管出口的截面、流速和流量的计算，喷管的设计和校核计算，绝热节流过程的特点。掌握临界压力比、临界流速和临界流量的概念和计算，会应用基本公式计算喷管出口的截面、流速和流量，应掌握绝热节流过程的特点。对扩压管的概念使学生有所了解。第十章 动力循环(4学时)主要内容：蒸汽动力基本循环；朗肯循环；回热循环与再热循环；热电循环；内燃机循环； 燃气轮机循环

应使学生掌握回热循环、再热循环以及热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方法和途径。热电循环中最佳用热和用电的分配比例的确定，提高热效率的途径和计算方法。第十一章 致冷循环(4学时)主要内容：空气压缩致冷循环；蒸气压缩致冷循环；蒸气喷射致冷循环；吸收式致冷循环；热泵；气体的液化

应使学生掌握和理解蒸汽压缩制冷循环的组成、制冷系数的计算及提高制冷系数的方法和途径。对吸收制冷、蒸汽喷射制冷及热泵也应使学生有所了解。

三、本课程的其它教学环节

（1）习题主要在于巩固所学的理论，培养学生运用理论解决实际问题的能力，因此课外习题不应少于50题。

（2）本课程的实验应使学生通过动手操作验证课堂教学的某些理论，同时使学生在实验方法及测量参数等方面得到一定的锻炼，实验项目不应少于2个（4学时）。

四、考核方式

期末考试采用笔试，百分制。考试内容覆盖全部授课内容，课程重点内容约占全部考试内容的80%，基本理论与基本概念约占考试内容的50%，计算部分约占考试内容的60%。考试题以检查学生在学习过程中对基本概念、基本方法、基本技术的掌握，尤其是在期终总结复习的过程中对整个知识系统的全面掌握和灵活运用。

工程热力学大纲 篇5

《土木工程力学（2）》教学大纲

第一部分 大纲说明

一、课程的性质与任务

土木工程力学（本）是土木工程专业必修的一门主要专业基础课。通过本课程的学习，使学生了解各类杆件结构的受力性能，掌握分析计算杆件结构的基本概念、基本原理和基本方法，为后续有关专业课程的学习及进行结构设计打下坚实的力学基础。

二、课程的目的与要求

土木工程力学（本）是建筑力学（专）的后续课程，是学习专业课程的基础课。学习本课程应具备高等数学和建筑力学的力学基础知识。

本课程属专业基础课，授课时应注重理解基本概念、基本原理和掌握基本的结构分析计算方法。应注重理论与实际的结合。

教学总体要求

1．掌握平面杆件结构计算的基本概念、基本原理和基本方法。

2．通过学习，掌握平面杆件结构的计算方法。

3．多做习题是本课程重要的学习环节。

三、课程的教学要求层次

课程教学要求分了解、理解和掌握三个层次。

第二部分 媒体使用与教学过程建议

一、课程教学总时数、学分数

本课程为5学分，课内学时90学时，开设一学期，安排在第二学期。

次序 1 2 3 4 5 6 7

教学内容 绪论

几何组成能分析 静定结构的内力计算 静定结构的位移计算 力法解超静定结构 位移法解超静定结构 力矩分配法解超静定结构

课内学时 1 2 16 10 16 14 5 8 9 总计

二、教材

影响线及其应用 结构的动力计算 16 90 本课程的媒体建议选用文字教材、IP课件、录像教材等。其中文字教材是课程的基本媒体，2007年7月审定的土木工程力学（本）课程教学大纲编写的。本课程所采用的文字教材为贾影主编，中央广播电视大学出版社出版的《土木工程力学（本）》教材。

不但包含所有教学内容，而且包含教学要求、其它媒体的使用方法及必要的教学信息等内容，是学生学习的核心教材。

IP课件、录像教材是强化媒体，主要是讲授本课程的重点，难点及解题思路，培养学生对工程结构进行力学分析的能力。是对文字教材某些内容的强化与补充。

三、教学环节

1．先修课程

《材料力学》、《理论力学》

2．面授辅导或自学

自主学习是远程开放教育的学生获取知识的主要方式，本课程的教学要注意对学生自主学习能力的培养。学生可以通过自学，收看电视、IP课件、直播课堂、网上教学辅导等方式进行学习，可以采用灵活多样的导学助学方式，帮助学生学习。

习题课要服从于教学大纲，使用多媒体一体化教材，采用讲解、讨论、答疑等方式，通过讲思路，讲方法，培养学生对工程结构力学问题的分析和解决能力。

3．作业

独立完成作业是学生学好本课程的一项重要的、必不可少的工作。作业内容以教材中的习题为主，通过这些习题的练习，逐步加深对课程中各种概念的理解、熟悉分析和计算方法，达到基本掌握本课程主要内容的目的。

4．考试

（1）期末必须上网进入中央电大，市电大或建工电大在线平台察看期末复习指导，以获取本课程的期末考试的资料。了解考试的方法、内容、及必带品（2）要详细知道并掌握每章的重点、考核知识点。（3）要把所有的作业重新复习一遍，加深认识（4）几大类型题应各做两道题以上

考试题目要全面，符合教学大纲要求，同时要做到体现重点，题量适度，难度适中，题量和难度的梯度应按教学要求的不同层次安排。

第三部分教学内容和教学要求

一、绪论

教学内容：

1．结构力学的研究对象、任务及与相关课程的关系

2．常见工程结构类型及计算简图，荷载的分类

3．本课程学习中应注意的问题

教学要求：

掌握各类结点、杆件及支承的受力特点。

二、几何组成分析

教学内容：

1．基本概念

2．简单组成规则

3．例题分析

教学要求：

掌握简单组成规则的灵活应用。

三、静定结构的受力分析

教学内容：

1．静定梁的计算及内力图

2．静定刚架的计算及内力图

3．静定拱的计算

4．静定平面桁架的计算

5．组合结构的计算

教学要求：

理解杆件截面内力与外荷载的微分关系，理解结构的整体和局部平衡概念；熟练掌握梁、刚架的计算方法及内力图的绘制；掌握桁架及组合结构的计算方法；了解拱的计算方法。

教学建议：

1．使学生充分理解整体和局部平衡的概念。

2．重点讲述受弯杆件及链杆的力学特性。

3．要求学生熟练掌握梁和平面刚架内力图的绘制。

四、静定结构的位移计算

教学内容

1．变形体系的虚功原理

2．位移计算的一般公式

3．静定结构在荷载作用下的位移计算

4．图乘法

5．静定结构温度变化时的位移计算

6．静定结构支座位移时的位移计算

7．线弹性结构的互等定理

教学要求：

了解变形体系的虚功原理及其应用形式；理解并熟练掌握静定结构位移计算 的一般公式；熟练掌握静定结构在荷载作用下的位移计算方法及图乘法；掌握支座位移和温度改变等因素作用下的位移计算方法；了解线弹性结构的互等定理，理解静定结构的基本力学特性。

教学建议：

1．使学生理解静定结构位移计算方法的原理。

2．本章的重点是静定结构在荷载作用下的位移计算及图乘法。

3．理解桁架及组合结构的位移计算是本章的难点。

五、力法

教学内容：

1．本章概述

2．基本概念

3．力法基本原理（一次超静定结构）

4．力法典型方程（二次超静定结构）

5．力法计算多次超静定结构

6．对称性的利用

7．温度变化时的内力计算

8．支座移动时的内力计算

9．超静定结构的基本力学特性

教学要求：

理解力法解超静定结构的原理。理解超静定结构的基本力学特性。熟练掌握用力法解在荷载作用下一次及二次超静定结构的内力计算方法。掌握利用对称性计算超静定结构内力的方法。了解多次超静定结构的内力计算方法。了解温度变化及支座位移时的内力计算方法。

教学建议：

1．理解用力法解超静定结构的思路。

2．本章重点是一次及二次超静定结构的内力计算方法。

3．理解力法原理,学会利用变形协调条件建立力法典型方程。

六、位移法

教学内容：

1．位移法的基本概念及原理

2．位移法典型方程的建立及系数项、自由项的求解

3．用位移法求解具有一个及两个结点位移的结构

4．对称性的利用

5．位移法与力法的区别

教学要求：

1．理解位移法的基本概念及原理

2．熟练掌握具有一个及两个结点位移的结构的计算方法

3．掌握利用对称性的简化计算方法

教学建议：

主要强调位移法的基本原理。

七、力矩分配法

教学内容：

1．力矩分配法的基本概念

2．力矩分配法计算连续梁

3．力矩分配法计算无结点线位移的刚架

教学要求：

理解力矩分配法的基本概念,了解它在工程设计中的应用,熟练掌握力矩分配法计算连续梁，掌握力矩分配法计算无结点线位移的刚架。

教学建议：

结合工程实际,介绍力矩分配法在工程设计中的应用。

八、影响线及其应用

教学内容：

1．影响线的概念

2．用静力法做直接荷载作用下单跨静定梁的影响线

3．用机动法做影响线

4．间接荷载作用下单跨静定梁的影响线

5．影响线的应用：（1）利用影响线求量值（2）求最不利荷载位置

教学要求：

理解影响线的概念,了解影响线的用途,学会如何使用影响线,掌握直接和间接荷载作用下单跨静定梁的弯矩、剪力、支反力影响线的做法。

教学建议：

1．明确影响线的定义。

2．重点讲述直接荷载作用下单跨静定梁的弯矩、剪力、支反力影响线的做法（机动法）。

九、结构动力计算

教学内容： 单自由度体系运动方程的建立 单自由度体系自由振动的解

单自由度体系在简谐荷载作用下的强迫振动 两个自由度体系运动方程的建立 两个自由度体系自由振动的解

教学要求：

理解本章的基本概念。掌握单自由度体系在自由振动及简谐荷载作用下的动力解。了解双自由度体系自由振动的解，了解阻尼对振动的影响，了解结构的共振现象。

教学建议：

工程热力学大纲 篇6

学分：学时：审 核 人：执 笔 人：面向专业：物理学

一、课程定位

教学对象：物理专业本科生

课程类型：理论物理方向必修课

二、教学目标

通过本课程的学习要求学生初步掌握与热现象有关的、物质的宏观物理性质的唯象理论与统计理论，并对二者的特点与联系有一较全面的认识。为学习后续课程和独立解决实际问题打下必要的基础。

三、教学内容及要求

大纲基本内容(不带*号部分)可在规定的72学时内完成。各章所注学时前一个数字为讲授课时数后者为习题课、讨论课等学时数。各节所附数字为讲授时数。

第一章 热力学的基本规律(10+0)

1．热力学系统的平衡状态及其描述

2．热平衡定律和温度

3．物态方程

4．功l

5．热力学第一定律

6．热容量和焓

7．理想气体的内能

8．理想气体的绝热过程

9．理想气体的卡诺循环

10．热力学第二定律l

11．卡诺定理

12．热力学温标(*)

13．克劳修斯等式和不等式l

14．熵的热力学基本方程1

15．理想气体的熵1

16．热力学第二定律的普遍表述1

17．熵增加原理的简单应用1

18．自由能和吉布斯函数1

说明：在克劳修斯等式和不等式之前的内容与《热学》课重复较多，除基本概念外可做复习性简述，可避免重复。同时又能保证热力学基本概念与规律的严格性与系统性．重点应放在熵的性质，熵增加原理的应用上。

第二章 均匀物质的热力学性质(6+2)

1．能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分

2．麦氏关系的简单应用

3．气体的节流过程和绝热彭胀过程

14．基本热力学函数的确定1

5．特性函数l

6．平衡辐射的热力学1

7．磁介质的热力学1

说明：本章是热力学部分的重点，要求在讲清辅助函数的性质及麦氏关系的基础上．通过对各类体系的应用体现热力学函数的应用方法和热力学函数应用的普遍性；本章习题较多，安排2学时的习题课。

第三章 单元系的相变(8+0)

1．热动平衡判据1

2．开系的基本热力学方程1

3．单元系的复相平衡条件1

4．单元复相系的平衡性质1

5．临界点和气液两相的转变1

6．液滴的形成2

7．相变的分类1

8．临界现象和I临界指数(*)

9．朗道连续相变理论(*)

第四章 多元系的复相平衡和化学平衡(4+0)

1．多元系的热力学函数和热力学方程l

2．多元系的复相平衡条件1

3．吉布斯相律1

4．热力学第三定律1

第五章 不可逆热力学简介(*)

第六章近独立粒子的最概然分布

1．系统微观运动状态的描述1

2．等概率原理

3．分布和微观状态2

4．玻尔兹曼分布2

5．粒子运动状态的经典描述

6．粒子运动状态的量子描述

7．玻色分布和费米分布l

8．三种分布的关系1

第七章 玻耳兹曼统计(14+2)

1．热力学量的统计表达式2

2．理想气体的物态方程2

3．麦克斯韦速度分布律2

4．能量均分定理2(10+0)

5．理想气体的内能和热容量(*)

6．理想气体的熵2

7．固体热容量的爱因斯坦理论2

8．顺磁性固体(*)

9．负温度状态2

说明：这一部分是经典统计的重点，内容较多，安排2学时的习题课。

第八章 玻色统计和费米统计(8+0)

1．热力学量的统计表达式1

2．弱简并玻色气体和费米气体(*)

3．光子气体2

4．玻色一爱因斯坦凝聚2

5．金属中的自由电子气体2

6．简并理想费米气体简例l

7．二维电子气体与量子霍尔效应(*)

说明：这部分是量子统计的重点，在实际中应用广泛而重要，对深化人们对量子世界的认识非常有意义，可对学生提高要求。

第九章 系综理论(8+0)

1．相空间刘维尔定理1

2．微正则分布l

3．微正则分布的热力学公式1

4．正则分布l

5．正则分布的热力学公式1

6．实际气体的物态方程1

7．巨正则分布1

8．巨正则分布的热力学公式1

9．巨正则分布的简单应用(*)

说明：微正则系综可以作为基本假设而省去刘维尔定理，巨正则分布的分布函数及热力学公式也可以不做推导只给出结果，阐明意义。

第十章 涨落理论(*)

第十一章 非平衡态的统计理论(*)

四、考核方式、方法

闭卷考试，平时成绩30%，卷面成绩70%。

五、主要参考书

(1)龚昌德《热力学与统计物理学》高等教育出版社，1982年

(2)苏汝铿《统计物理学》复旦大学出版社，1990年

(3)钟云霄《热力学与统计物理》科学出版杜，1988年

工程热力学大纲 篇7

1 热能动力工程专业教学改革的特点

近几年我校为了培养适应时代发展所需要的高质量的工程科学技术人才, 逐渐加大工程类专业实践教学环节。在理论基础上, 加强学生掌握外语和计算机的能力;专业方向上, 拓宽专业口径, 重视专业理论知识和实践的充分结合。所以热能动力类专业教学改革, 除了加强实践教学之外, 对专业课程设置和学时分配也做了相应调整。专业基础课和专业课学时相应地压缩了, 例如《工程热力学》由原来72学时压缩至54学时。由此必须对课程教学做出适当的改革, 以便做到使学生既能掌握理论知识, 又能更好地应用于实践中。

2 《工程热力学》课程特点

2.1 难易理解的概念较多

工程热力学的基本定律是公理, 理论性强, 概念很多, 而且很多不容易理解。如热力系统的划分有闭口系和开口系, 有绝热系和孤立系;再如循环的概念, 按方向可分正向循环和逆向循环, 按其完成循环的热力过程不同可分卡诺循环、郎肯循环等。不易理解的概念有准静态过程, 可逆过程, 熵的定义等。

2.2 公式多且很多不容易记

作为专业基础课, 《工程热力学》与工程实际问题联系密切。应用热力学的基本理论解决工程实际问题, 涉及面广, 公式很多。而且同一个公式, 在不同的应用背景和使用情况下, 又有许多表达式。比如热力学第一定律, 既有用闭口系表达的解析式, 又有用开口系表达的解析式, 对不同公式的具体应用条件不明晰, 在解决实际热工问题时不知该选用哪个公式, 更不会灵活运用。

3.3 内容繁多

主要部分可概括为“一种工质、两个基本定律、三个守恒方程、四个热力过程、五方面应用”。这里一种工质是指理想气体, 包括理想气体的定义、性质、状态参数、状态方程等;两个基本定律是热力学第一定律和第二定律, 包括定律的定性和定量表达及相关应用等;三个守恒方程指质量守恒方程、能量守恒方程、熵守恒方程等, 这是热工分析计算的基础;四个热力过程指定温、定压、定容和绝热过程, 包括过程的特点、各参数和量的计算等;五个方面的应用包括气体的流动压缩、水蒸气及其热力过程、湿空气及空调过程、动力循环和制冷循环等。

4.4 理论性和实践性强

理论性强是指许多理论理解较难, 如可逆过程和孤立系熵增原理等;实践性强是指和工程实际联系较紧密, 如蒸汽动力循环和火力发电厂联系, 只有去火力发电厂了解一些设备及其原理后才能对蒸汽动力循环理解更为深刻。

3 教学改革所采取的措施

根据专业改革和《工程热力学》课程特点, 从以下几个方面做出探讨:

3.1 激发学生学习的兴趣, 提高学生学习的积极性

首先使学生认识到本课程的重要性, 该课程的学习是为后续课程的学习做准备, 只有打好基础, 后续专业课才能更好地学习。其次用热力学知识生动讲解生活中常见的现象, 例如高压锅为什么做饭比较快、闷热的天气为什么感到不舒服和为什么采用空调制冷等等;同时讲解热力学在新能源开发中的应用, 如燃料电池、太阳能空调等, 从而激发学生学习兴趣, 提高学习积极性。

3. 2 采用灵活多样的教学方式, 提高教学质量

教学质量优劣是教学改革目标是否实现的重要指标。所以采用灵活多样的教学方式, 使学生更简单更快捷掌握基本理论知识, 培养学生的科学思维能力, 才能提高教学质量。

(1) 精讲多练, 突出重点

《工程热力学》内容较多, 而学时又有限制, 教学中不能面面俱到, 而有所侧重, 实行“精讲”。因为电厂热动专业面向火力发电企业, 所以蒸汽动力循环可作为重点内容。另一方面, 通过多做练习, 才能深化对基本理论的理解, 熟悉公式应用的背景, 更好地掌握其推导变换规律, 做到理解记忆, 融会贯通。

(2) 改善教学思路, 突出学生学习主观能动性

在教学中发挥学生的主观能动性, 变学生被动接受为主动学习, 可以适当采用讨论式教学, 即针对某一工程实际, 让学生发现问题, 提出问题, 解决问题。这样使学生处于一种积极主动的创造性学习状态中, 更能发挥学生学习的主观能动性。

(3) 采用现代多媒体技术进行辅助教学

借助现代多媒体技术进行辅助教学, 可以起事半功倍的效果。《工程热力学》有许多工程实际问题, 如内燃机循环、蒸汽动力循环等, 可借助多媒体技术进行动态演示, 更生动、直观地体现热力学的应用。

3. 3 重视实践环节, 理论联系实际

《工程热力学》有较强的工程应用背景, 在教学实践活动中可以针对实际问题, 做到学以致用。例如可以结合火电厂生产过程、教学楼的中央空调系统等讲解其原理和提高效率、节约能源的措施, 提高学生节约能源的认识, 以及我国实行可持续发展战略的重要性。

3. 4 重视实验环节

针对具体实验, 让学生自己动手准备实验方案, 自己动手做实验和分析实验结果等, 以培养学生的动手能力, 有利于开拓学生的思维和分析、解决实际问题的能力。

3. 5 选择合适的教材

热力学是一门基础学科, 同时也是一门应用性很强的学科, 它的应用领域不断有新的发展。我们教学要重视基础, 也要注重应用, 以及本学科最新发展动态。所以选取的教材不仅要内容完善, 而且要跟时代要紧密结合。通过综合比较我们选取高等教育出版社出版由沈维道等合编的第三版《工程热力学》。该教材注意到热工科技的发展及高等教育的发展趋势, 完善基础理论同时吸收当今热工科技的新成果, 联系工程实践, 注意学生创新能力的培养, 是比较好的教材。

4 结束语

根据专业特色和本课程的特点采取上述措施, 经过不断的教学实践, 学生学习《工程热力学》取得了良好的效果。再经过实践认识实习, 可以加深基础理论知识, 还对工程实践有了更新的认识。总体来看, 对该课程的教学改革是成功的。

参考文献

[1]沈维道, 蒋智敏, 童钧耕.工程热力学 (第三版) [M].北京:高等教育出版社, 2001.

[2]秦萍, 蔡德源等.工程热力学课程改革实践[J].西南交通大学学报 (自然科学版) , 2003, 4 (3) :116-118.

[3]顾祥红, 李宏, 李晓颖.工程热力学课程教学方法与手段的改革[J].大连民族学院学报2006 (1) :90-92.

[4]何宏舟, 邹峥, 丁小映.提高工程热力学课程教学质量的方法研究[J].集美大学学报, 2002 (3) :88-92.

工程热力学大纲 篇8

摘 要： 分析《工程热力学》课程教学现状，通过严把课程考核质量关、重视绪论课程建设和全程注重学生学习能力培养等措施，对课程建设开展教学探索与教学实践，以保障课程的顺利进行。

关键词： 工程热力学 考核质量 绪论课程 学习力培养

《工程热力学》是一门将经典热力学理论与工程实际应用相结合的应用基础学科[1]，在我校该课程是面向“过程装备与控制工程”（以下简称“过控”）、“油气储存工程”（以下简称“储运”）等专业学生开设的一门重要的基础理论课，为《过程流体机械》、《压缩机与泵》等后续专业核心课程奠定热力学基础，在专业人才培养方案中占有举足轻重的地位。可近年来，学生对该课程的学习热情、学习掌握情况均每况愈下，教学现状堪忧，影响到后续相关课程的开展，严重制约学生专业知识体系的形成。因此，笔者对不同专业的人才培养计划方案、不同专业学生学习情况等进行相关调查与分析，并科学合理地开展一系列教学探索与实践。

一、严把课程考核质量关

对本校过控专业和储运专业中《工程热力学》的课程性质、购买教材情况、学生学习情况等多方面进行对比（如表1所示），从表中可知，不同专业学生的到课率和认真听课率悬殊均很大，究其原因有以下三点。其一，学生未认识到选修课与必修课同等重要性，误认为选修课教材不由学校统一购买且选修课程不由学校统一安排考试说明学校不重视选修课程。其二，由于学校多媒体教室有限，因此需要使用多媒体教室的选修课程原则上只能安排在周末或晚上，与学生的休闲娱乐时间冲突。其三，在选修课堂上做与学习无关事情的学生不在少数，学习功利心强。

表1 不同专业课程情况

选修课程成绩评定重视课堂点名、课堂讨论、课堂回答问题、课堂小测试、课后作业、小论文等过程考核环节，授课教师严把选修课程考核质量关，不给人情分。另外，可以借鉴西安交通大学、北京石油大学、西安石油大学等高校的做法，在学时允许的前提下，将《工程热力学》改为必修课。

二、重视绪论课程建设

绪，丝端也，即是丝的头，比喻事情的开始。《现代汉语词典》中阐述为“学术论著的开头部分，一般说明全书的大旨和内容等”[2]。笔者认为，“千头万绪，在此概论”，故称“绪论”。可见，绪论课是对整体课程的总体概述和高度概括，起着提纲挈领、纲举目张的作用。然而，通过查阅历年的教学检查资料和教学反馈意见，笔者发现在往届教学环节中，课程绪论部分的教学安排和教学设计并未充分在“课程教学大纲”、“教学计划进度表”、教案及授课过程中体现出来，存在对绪论课轻描淡写甚至根本不讲授绪论课的现象。直接进入正题，让学生在第一课就面对抽象枯燥的知识，这让很多学生无所适从。绪论课被忽视，究其原因，有以下三点：第一，起教学主导作用的教师乃至高校教学管理部门在主观意识层面上没有认识到绪论课的重要性。第二，绪论课既是课程的重点，又是课程的难点，并不容易把握。据报道，在美国通常只有资深教授才有资格讲授绪论课。就绪论课对总体课程的统领作用及课程的广度和深度而言，一堂精彩的绪论课，是对授课教师教学艺术、科研水平及知识面等综合素质的全面考验，因此绪论课最能体现一个教师的教学水平，有的教师深知其利害关系，不敢贸然应战。第三，专业人才培养方案中课时被大量压缩，教师无暇顾及绪论部分，此乃客观原因。

在过控专业的选修课程开设中，允许学生以试听第一节课的方式决定是否选择此门课程，且要求教师合理设计板书。这一举措对教师而言，要求更高，压力与挑战更大，促使教师摒弃照本宣科和敷衍应付，努力扩大知识面，结合理论与实践，融入科研进课堂，学习教学艺术与授课技巧，等等。

作为课堂教学的第一课，绪论课既是课程的重点，更是课程的难点。《工程热力学》绪论部分主要讲授课程的研究对象、研究内容和研究方法等。研究对象是工程中能量转换的基本规律及能量转换与工质性质之间的关系，研究内容包括基本概念、基本定律、工质性质、热力过程及工程应用，研究方法涉及宏观和微观两方面。通过绪论课的学习，要求学生了解热力学发展概况及工程热力学发展现状与趋势，明确课程的学习目的、任务和主要内容，并掌握正确的学习方法。在绪论课中，教师要让学生明白以下五点：为什么要学习这门课？这门课有什么作用？要学些什么内容？各内容之间存在哪些千丝万缕的联系？怎样才能学好这门课？

要生动详尽地阐明上述五方面内容，绝不能局限于书本，必须在有大量信息支撑的前提下，串讲整本教材，举工程事例，列工程现象，提出与生产生活紧密相关的问题，吊足学生胃口，在后续课程中陆续分析并解决问题，要让学生在教师启发下积极主动思考、收获自己解决问题的喜悦与满足。在绪论课中，有必要阐明此课程与后续课程的联系，详细介绍哪些知识点会在后续课程中涉及，让学生重视并意识到课程学以致用的必要性。

三、全程注重学习力培养

对本科生而言，大学课堂并不是知识的简单灌输，而是思考能力、自学能力、分析解决问题能力的锻炼与培养。并非所有毕业生均会从事本专业工作，在工作中也并非所学知识会直接涉及，只要学生能运用大学期间积累的学习力，通过正确途径最终顺利解决问题，便是本科教学的成功之处。

学习力的培养并非一蹴而就，需要在不同教学环节中全方位、多角度地练习。《工程热力学》秉承这一授课理念，不将死记硬背的知识列为考核内容，亦不把简单的套公式计算作为重要考核环节，重点落足于分析与思考，课堂全程采用启发式提问教学方式，教师负责提问和引导，学生参与讨论并回答问题，课堂氛围轻松活跃。为避免抄袭作业现象的发生，应给每人布置不同题目，力求课外巩固环节的有效性。

参考文献：

[1]沈维道，等.工程热力学（第四版）[M].高等教育出版社，2007.

[2]中国社会科学院语言研究所.现代汉语词典（第六版）[M].商务印书馆，2012.

基金项目：湖北省教研项目“过程装备与控制工程专业创新性人才培养模式的研究（2012248）”与“过程装备与控制工程——长江大学校级重点专业”联合资助。

结构力学教学大纲 篇9

课程类型： 必修课

学 时： 72学时+程序设计计算（一周）

适用对象： 土木 先修课程： 高等数学、物理、理论力学、材料力学

一、课程的性质、目的与任务以及对先开课程要求

结构力学是土木专业的一门重要专业基础课，它与高等数学、物理、理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构学、钢筋混凝土结构学、结构设计课有密切联系。结构力学课程的任务是使学生学习结构分析理论，即结构（主要是杆系结构）在外因作用下的强度、刚度的计算理论，掌握杆系结构的静力分析方法，了解常用结构形式的受力性能，初步学会运用结构力学的基本分析方法分析结构设计和工程实践中的力学问题，为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。培养结构分析和计算能力。学习结构力学需具有高等数学、物理、理论力学、材料力学的基本静力原理和计算方法（含计算机技能）知识。

二、教学重点及难点

基本概念、基本理论和计算方法

三、与其他课程的关系

高等数学、物理、理论力学、材料力学是结构力学的前期准备，同时它又为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。

四、教学内容、学时分配及其本要求

第一章 绪论（2学时）

结构力学的任务和学习方法，结构计算简图及其简化要点，杆系结构的分类

第二章 几何构造分析（3学时）

基本要求：

能运用基本规律判定体系的几何不变性，用计算自由度概念对体系进行定性 的分析

重点：

无多余约束的几何不变体系的基本组成规律

难点：

熟练运用基本规律对体系进行分析

第一节 几何构造分析的几个概念

第二节平面几何不变体系的组成规律

第三节平面杆件体系的计算自由度

第三章 静定结构受力分析（12学时）

基本要求：

能运用截面法求任意界面的内力，并用叠加法及荷载与内力的关系作各种结构的内力图

重点：

截面法、叠加法

难点：

熟练的运用截面法、叠加法作各种结构的内力图

第一节 静定多跨粱

第二节 静定平面刚架

第三节 静定平面桁架

第四节 组合结构

第五节 三铰拱

第四章 静定结构总论（2学时）

基本要求：

静定结构受力分析方法，静定结构的一般性质，各种结构形式的受力特点，刚体虚功原理。

重点：静定结构受力分析方法、一般性质及各种结构形式的受力特点。

难点：静定结构受力分析方法。

第一节 隔离体方法及其截取顺的优选

第二节 几何构造分析与受力分析之间的对偶关系

第三节 零载法

第四节 刚体体系的虚功原理

第五节 静定结构的一般性质

第六节 各种结构型式的受力特点

第五章 影响线（6学时）

基本要求：移动荷载概念，影响线概念，用静力法作简支梁影响线，机动法作影响线，影响线的应用，简支梁包络图和绝对最大弯矩。

重点：影响线概念、作影响线的方法及影响线的应用。

难点：作影响线的方法及影响线的应用。

第一节 移动荷载和影响线的概念

第二节 静力法作简支梁的影响线

第三节 结点荷载作用下梁的影响线

第四节 机动法作影响线

第五节 影响线的应用

第六章 位移计算（8学时）

基本要求：虚功原理，单位荷载法，结构位移计算的一般公式，荷载作用下的位移计算，图乘法，温度作用时的位移计算、广义位移计算、互等定理。

重点：荷载作用下的位移计算，图乘法。

难点：结构位移计算的一般公式，图乘法。

第一节 应用虚功原理求刚体体系的位移

第二节 结构位移计算的一般公式

第三节 荷载作用下的位移计算及算例

第四节 图乘法

第五节 温度作用时的位移计算

第六节 广义位移计算、互等定理

第七章 力法（12学时）

基本要求：超静定结构的组成和超静定次数，力法的基本概念，超静定刚架和排架计算，超静定桁架和组合结构，支座移动和温度改变时的计算，超静定结构的位移计算，超静定结构计算的校核，对称结构的计算。

重点：力法的基本思路,解题方法及步骤。

难点：力法的基本概念的理解。

第一节 超静定结构的组成和超静定次数

第二节 力法的基本概念

第三节 超静定刚架和排架计算

第四节 超静定桁架和组合结构 第五节 对称结构的计算

第六节 超静定拱的计算

第七节 支座移动和温度改变时的计算

第八节 超静定结构的位移计算

第九节，超静定结构计算的校核

第八章 位移法（10学时）

基本要求：位移法的基本概念，等截面杆件的刚度方程，无侧移刚架的计算，有侧移刚架的计算，对称结构的计算，位移法的基本体系。

重点：位移法的基本概念，解题方法及步骤。

难点：位移法的基本概念的理解，基本未知量的确定。

第一节 位移法的基本概念

第二节 等截面杆件的刚度方程

第三节 无侧移刚架的计算

第四节 有侧移刚架的计算

第五节 位移法的基本体系

第六节 对称结构的计算

第九章 渐近法（5学时）

基本要求：力矩分配法的基本概念，多结点的力矩分配，对称结构的计算，力矩分配法与位移法的联合应用。

重点：力矩分配法的基本概念，解题方法及步骤。

难点：力矩分配法的基本概念的理解。

第一节 力矩分配法的基本概念

第二节 多结点的力矩分配

第三节 对称结构的计算 第四节 力矩分配法与位移法的联合应用

第十章 矩阵位移法（10学时）

基本要求：矩阵位移法概述，单元刚度矩阵，连续梁的整体刚度矩阵、刚架的整体刚度矩阵，等效节点荷载、计算步骤及算例，连续梁和刚架的计算程序和操作。

其中讲授学时10学时。

重点：单元刚度矩阵、整体刚度矩阵、等效节点荷载集成及计算步骤。

难点： 整体刚度矩阵、等效节点荷载集成。

第一节 矩阵位移法概述

第二节 单元刚度矩阵

第三节 连续梁的整体刚度矩阵

第四节 刚架的整体刚度矩阵

第五节 等效节点荷载

第六节 计算步骤及算例

第七节 连续梁和刚架的计算程序和操作

第十一章.超静定结构总论（2学时）

基本要求：基本解法的分类超静定结构和比较，基本解法的推广和联合应用，超静定结构的特征，关于计算简图的补充讨论。

重点：基本解法的分类超静定结构和比较，超静定结构的特征。

难点：基本解法的分类超静定结构和比较。

第一节 超静定结构基本解法的分类和合理选用

第二节 基本解法的推广和联合应用 第三节 超静定结构的特征

第四节 关于计算简图的补充讨论

五、参考文献目录

这里列出一些结构力学教学用书和专题参考书，供读者参考和选读。学术论文均未列入。书目按早期、近期和专题三部分排列。早期教材在我国教育历史上起过重要作用，许多地方还有参考价值。1.早期教材

[1]蔡方荫,《普通结构学》，国立编译馆，商务印书馆，1946。这是我国第一本关于静定结构力学的中文教材，是作者在清华大学、西南联大、南昌大学教学经验的结晶，计算方法汇集甚广，为本书的主要特色。

[2]王达时，《高等结构学》，正中书局，1942。这是我国第一本关于超静定结构力学的中文教材。

[3]金涛，《超定结构解法》，著者自印自发行，1947。

[4]钱令希，《超静定结构力学》，中国科学图书仪器公司，1951；科技卫生出版社，1958新一版。思路清晰、简洁而具有启发性，是一本有特色的教材。

[5]钱令希，《静定结构学》，中国科学图书仪器公司，1952。

[6]金宝桢，《超静定结构学》，龙门联合书局，1951。

[7]蔡方荫，《变截面刚构分析》，中国科学图书仪器公司，1954。

[8]蔡方荫《变截面刚构分析续编》，科学出版社，1956。

[9]俞忽，《静不定结构》，高等教育出版社，1954。

[10]金宝桢、杨式德、牛宝华编，金宝桢主编，《结构力学》，高等教育出版社，第一版，1958；第二版，1964。这是一本内容丰富，取材得当，说理透彻，文字简洁，在五、六十年代流传较广，影响较大的教材。

[11]杨耀乾，《结构力学》，人民教育出版社，1958。

[12]中南土木建筑学院结构理论教研组，《结构力学》，高等教育出版社，第一版，1958；湖南大学结构力学教研室，第二版，1965。

[13]武汉水利电力学院建筑力学教研组，《结构力学》，水利电力出版社，1960。

[14]钟朋主编，《结构力学习题集》，高等教育出版社，1965。

[15]龙驭球，包世华，《结构力学》上册，高等教育出版社，1966。

[16]清华大学建筑工程系（杨式德，龙驭球，包世华），《结构力学》，中国建筑工业出版社，1974。

[17] Раσинович，И.M.,Kypc cTроuTenbноǚ мeханuкu cTeржнeвыx сuc Teм, 清华大学结构力学及钢木结构教研室译，高等教育出版社，1954。

[18] Раσинович，И.M., СTроuTenbная мeханuкa cTeржнeвыx сuc Teм，同济大学结构力学教研室译, 高等教育出版社,1958。

[19]Πрокоφeв,И.Π.,Τеοрuя сооружeнuǚ, 唐山铁道学院陈英俊等译,商务印书馆,1953;高等教育出版社,1954。

[20]Жemoчкин,В.Н.,Пащeвсκий, Д.П.,Статuка сооружeнuǚ, 大连工学院土木系结构教研室译,龙门联合民局,1953。

[21] Дарков，А.B.，Kyзнецов，B.И., Статuка соорyжeнuŭ(第四版)，愈忽译，人民铁道出版社，1955。СtроuTenbная мeханuкa(第五版), 愈忽译,高等教育出版社,1958。

[22] Τіmоshenko٫S.P.٫Yоung٫D.H.٫Theory of Structures٫McGraw-Hill٫ 1965。

[23] Wilbur٫J.B.٫Norris٫C.H.٫Elementary Structural Analysis٫McGraw-Hill٫ 1960。2．近期教材

[24]湖南大学、天津大学、合肥工业大学合编，杨天祥主编，《结构力学》，高等教育出版社，（第一版）1979；（第二版，杨天祥主编）1986。此书为土建类专业编写。

[25]清华大学结构力学教研组编，龙驭球，包世华主编，《结构力学》，高等教育出版社，1979。此书为五年制教材。

[26]湖南大学、西南交通大学、长沙铁道学院合编，李廉锟主编，《结构力学》，高等教育出版社，（第一版）1979，（第二版李廉锟主编）1983。此书为道桥类专业编写。