课程名称

结构力学

课程编号

0801000197

课程性质

专业基础课

学分

4.5

教学安排

总学时72。其中讲授72学时，实验 0学时，上机0学时，实训0学时

授课时间：第 2 周至第 13周

周学时

6

相关课程与环节

先修课程有高等数学、线性代数、理论力学、材料力学；后续课程有弹性力学、结构设计原理

基本情况

专业

土木工程（桥梁）

年级

18级

班级

3、4

修读人数

77

土木工程（隧道）

66

1、2

授课对象分析

《结构力学》是土木类各专业及工程力学专业非常重要的一门专业基础课，特别是对于桥梁专业、结构工程专业来说，《结构力学》就是本科阶段最重要的一门课程，没有之一。这门课程是后续专业课的理论计算基础，如《结构设计原理》或《钢筋混凝土结构》、桥梁工程、桥梁电算等课程。

1、学生知识与能力基础

在前续课程《理论力学》中已经学习过的有关内容有：1）静力平衡条件求解静定结构支座反力；2）利用静力平衡条件求解桁架结构内力；3）虚功原理、刚体的虚位移原理。

在前续课程《材料力学》中已经学习内容有：1）截面法计算截面内力；2）作单跨梁、简单刚架的内力图，包括弯矩图、剪力图、轴力图；3）计算静定结构的位移，主要用卡氏第二定理，图乘法简单涉及；4）用力法计算超静定结构的约束反力。

前续课程学习的这些内容均是《结构力学》课程的基础，《理论力学》、《材料力学》基础好的同学，学习《结构力学》会比较轻松。但是结力、材力在教学方法、侧重点方面还是不同的，比如：1）单跨梁内力图的作法，材力是先作剪力图，再由剪力图求积分作弯矩图，而结力是先作弯矩图，再由弯矩图求斜率求剪力图，方法不同。因为对于梁、刚架杆件结构来说，弯曲变形产生的位移远远大于剪切变形、轴向变形产生的位移，很多情况下不需要作出剪力图；2）图乘法是结构力学的重点内容，不仅用于静定结构位移计算，同时也用于超静定结构位移计算，力法也需要用到图乘法，在实际结构的位移计算中应用也是非常广泛的，但图乘法在材力中只是简单求解（结构简单、荷载简单）；3）力法也是结构力学的重点内容，是超静定结构求解的基本方法之一，也是超静定结构计算的另一种方法—位移法的基础，而材力只是用力法求解简单超静定结构的约束反力，课时比较少。

2、学生学习心态、观念

1）学生的学习观念：根据多年的教学经验，同学们的水平良莠不齐，有的同学稍微点拨就能明白，有的同学可能需要多次讲解才能明白。所以在结构力学教学中要注重基础知识的教学，讲清讲透基本概念、基本原理，在教学中要关注大多数学生学习水平，在每一章节内容上适当增加部分内容或有难度的练习题，也能照顾到少数成绩比较好的同学。

2）学生学习心态：结构力学这门课的重要性同学们都清楚，因此上课积极性比较高，缺课现象很少，学习态度也比较好，尤其是桥梁、结构专业的同学，查找文献、综述文献的能力比较好。

3）学生学习方法：有一部分学生跟着老师学习教材之外，能深入研究教材，并能阅读其它参考教材，通过大量的练习题巩固练习；有部分学生主要以教材为主，拓展部分练习题；还有一小部分学生不怎么看教材，一学期下来，教材基本是新的。

4、情感态度与价值观

学生已具备一定的观察、分析问题的能力，具备较好的合作交流沟通能力，前续课程的学习已使学生具备一定的逻辑思维能力和力学素养，具有一定的独立思考能力，具有较好的学习态度和科学态度，具有较好的人生观、世界观、价值观；通过课程的学习，将继续深化学生观察、分析、合作交流的能力；培养学生的抽象概括能力，以及自主思考、自主找寻答案的能力，培养学生良好的学习习惯；增加专业自信与专业认同感，强化创新精神，厚植爱国主义情怀，增长见识，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

课程简介与要求

《结构力学A》为土木类各专业的专业基础课，工程力学专业的核心专业课程，必修课。

该课程系统地介绍结构力学的基本理论、原理与求解方法。目标是使学生了解工程结构的常见类型与受力变形特点，掌握机动分析的原理与方法，掌握静定结构的内力与位移计算，超静定结构的内力与位移计算，掌握静定结构影响线的画法与应用，了解矩阵位移法的基本原理。能有效运用结构力学知识对结构进行分析计算及优化设计，能有效利用结构力学理论知识，对工程中的复杂力学问题进行分析研究，并获得合理有效的结论。

课程目标

课程目标

支撑毕业要求指标点

与课程关联度

1.熟悉工程结构组成规律，掌握常见工程结构的类型与受力变形特点。

2.工程知识

H

2.能够利用力法、位移法和力矩分配法等原理作各类结构的内力图，分析复杂工程中结构变形的影响因素。

2.工程知识

3.问题分析

H

3.有效运用影响线等结构力学基本原理对结构进行分析计算及优化设计，能够分析土木工程专业复杂工程问题的关键因素。

3.问题分析

H

4.有效利用《结构力学》在线课程资源自主学习，适应社会与行业的发展。

12.终身学习

M

课程总体

分析

结构力学是土木工程专业的支柱课程之一，又是一级注册结构师以及考研的必考课程，总体学习具有一定的难度，而且解题技巧灵活，与实际结构联系紧密。

1、课程系统的逻辑性

结构力学课程教学内容前后关系密切，逻辑性强，前面的内容均是后续章节内容的基础，前面部分理解不到位，后面内容就无法理解和计算，总体内容的逻辑关系如下：

2、课程分析计算的多样性

1）计算方法的多样性

静定结构的内力计算可采用平衡条件求解，也可采用刚体的虚位移原理、位移法、矩阵位移法等多种方法；静定桁架结构的计算有结点法、截面法、结点法和截面法的联合应用、复杂桁架的通路法、代替杆法；超静定结构的内力计算有力法、位移法、力矩分配法、矩阵位移法、剪力分配法、迭代法等。

2）计算结构的多样性

无论是静定结构还是超静定结构，结构力学的计算涉及梁、刚架、桁架、拱、组合结构五种形式，而一个结构中可以包涵两种或者两种以上的受力形式。

结构的多样性、计算方法的多样性使得结构的计算非常灵活，同一结构可以采用多种不同的计算方法，而哪一种方法计算最为简单、便捷就成为了结构计算的关键，这无形中增加了课程的趣味性。

3、课程解题的灵活性

随着结构分析的深入，计算方法逐渐增多，使得结构力学的解题的灵活性更加明显。比如超静定结构的内力计算有力法、位移法、力矩分配法、矩阵位移法等，选择哪一种方法计算最为便捷，是计算时要考虑的问题；另外每一中方法中还包含多种情况，如力法可以求解荷载、温度变化、支座沉降、有弹性支座的结构计算，但无论哪种情况均可选择多种不同形式的基本结构，但不同的基本结构计算的难易程度是不一样的。此外，每种方法在求解对称结构时，选择半边结构计算会大大简化计算过程。因此，结构力学的解题非常灵活，如果知识不能灵活应用，解题过程将会变得非常复杂。

4、课程由理论到实践的完整统一

传统结构力学是用传统方法对结构进行分析和计算，着重分析能力即定量手算能力的培养。随着计算机技术的不断发展，面向计算机的程序结构力学使经典结构力学产生质的飞跃，它使经典结构力学与工程实际结合更为紧密，使结构计算变得更为简单，即“把繁琐留给电脑，我们留下创造力”。结构力学就是引领土木工程专业由理论到专业课的完美过渡

教学方法

教学重点

与难点

重点：（1）平面几何不变体系的组成规律；（2）静定刚架的内力计算；（3）桁架结构的内力计算；（4）图乘法求静定结构的位移；（5）力法和位移法的计算超静定结构内力；（6）力矩分配法计算结构内力；（7）静定结构影响线的绘制以及应用；（8）矩阵位移法计算结构内力。

难点：（1）瞬变体系；（2）用叠加法作静定结构的弯矩图；（3）利用结点法和截面法的特殊情况计算静定桁架；（4）图乘法；（5）利用对称性计算超静定结构；（5）位移法；（6）间接荷载作用下的影响线；（7）机动法作静定结构的影响线。

课程各教学环节内容与安排

知识单元

知识点

课内

学时

教学方式

作业/测验

课外学习

1.绪论

1.1

结构力学的研究对象与任务

2

讲授、在线学习

课后拓展

2题

2学时

1.2

荷载的分类

1.3

结构的计算简图

1.4

支座和结点的类型

1.5

结构的分类

2.平面体系的机动分析

2.1

概述

4

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

9题

10学时

2.2

平面体系的计算自由度

2.3

几何不变体系的基本组成规则

2.4

瞬变体系

2.5

机动分析示例

2.6

三刚片体系中虚铰在无穷远处的情况

2.7

几何构造与静定性的关系

3.静定梁与静定刚架

3.1

单跨静定梁

8

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

16题

10学时

3.2

多跨静定梁

3.3

静定平面刚架

3.4

少求或不求反力绘制弯矩图4

3.5

静定结构的特性

4.静定拱

4.1

概述

2

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

4题

4学时

4.2

三铰拱的计算

4.3

三铰拱的合理拱轴线

5.静定平面桁架

5.1

平面桁架的计算简图

4

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

8题

6学时

5.2

结点法

5.3

截面法

5.4

结点法和截面法的联合应用

5.5

常用梁式桁架的比较

5.6

组合结构的计算

6.结构位移计算

6.1

概述

8

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

10题

8学时

6.2

变形体的虚功原理

6.3

位移计算的一般公式  单位荷载法

6.4

静定结构荷载作用下的位移计算

6.5

图乘法

6.6

静定结构温度变化时的位移计算

6.7

静定结构支座移动时的位移计算

6.8

线弹性结构的互等定理

7.力法

7.1

概述

12

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

14题

10学时

7.2

超静定次数的确定

7.3

力法的基本概念

7.4

力法的典型方程

7.5

力法的计算步骤和示例

7.6

对称性的利用

7.7

超静定结构的位移计算

7.8

最后内力图的校核

7.9

温度变化时超静定的计算

7.10

支座移动时超静定结构的计算

7.11

超静定结构的特性

8.位移法

8.1

概述

8

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

6题

10学时

8.2

等截面直杆的转角位移方程

8.3

位移法的基本未知量和基本结构

8.4

位移法的典型方程和计算步骤

8.5

直接由平衡条件建立位移法基本方程

8.6

对称性的利用

9. 力矩分配法

9.1

概述

4

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

4题

4学时

9.2

力矩分配法的基本原理

9.3

力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架

10.矩阵位移法

10.1

概述

8

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

4题

8学时

10.2

单元刚度矩阵

10.3

单元刚度矩阵的坐标变换

10.4

结构的原始刚度矩阵

10.5

支承条件的引入

10.6

非结点荷载的处理

10.7

矩阵位移法的计算步骤和示例

10.8

几点补充说明

11.影响线及应用

11.1

概述

12

讲授、课堂讨论、课堂互动、练习法、在线学习

14题

10学时

11.2

用静力法作单跨静定梁的影响线

11.3

间接荷载作用下的影响线

11.4

用机动法作单跨静定梁的影响线

11.5

多跨静定梁的影响线

11.6

桁架的影响线

11.7

利用影响线求量值

11.8

最不利荷载位置

11.9

简支梁的绝对最大弯矩

11.10

简支梁的内力包络图

11.11

超静定结构影响线作法概述

11.12

连续梁的均布活载最不利位置及内力包络图

考核项目

考核内容

考核方式

分值或占比

期末考试

课程教学内容

闭卷

60%

慕课学习

各章节内容

线上

5%

小测验

线上测试

线上测试

5%

作业

课后习题

提交作业

15%

随堂测试

对重难点内容开展，用选择题、判断题、计算题方式考核

随堂提交

5%

课堂、线上学习讨论

学生发言、发帖、讨论数据

线上讨论、课堂讨论、课堂展示

5%

文献查找、科研报告

文献搜集整理、科研报告撰写情况

提交小论文

5%

推荐教材

李镰锟. 结构力学（上册）（第六版）[M]. 北京：高等教育出版社,2017.

参考材料

[1] 《结构力学》，龙驭球等主编，中国水利水电出版社，2016年1月第4版；

[2] 《结构力学》，朱慈勉等主编，高等教育出版社，2016年8月；

[3] 《结构力学教程》，包世华等主编，武汉理工大学出版社，2017年1月第1版；

[4] 《Structural Mechanics》，Ray Hulse，Palgrave MacMillan，2000年10月；

[5] 《Structural Mechanics》，Bao Shihua，Wuhan University of Technology Press，2008年1月；

[6] 结构力学，杨茀康、李家宝主编，高等教育出版社，2016年2月第6版；

[7] 《结构力学》（第二版），于玲玲等主编，中国电力出版社，2018年5月第2版；

[8] 《结构力学习题集》，张永山等主编，科学出版社，2018年6月第1版；

[9] 《结构力学学习指导》，雷钟和主编，高等教育出版社，2015年8月第2版；

[10] 《结构力学考研辅导及真题详解》，朱永甫主编，中国建筑工业出版社，2018年6月；

[11] 《工程结构》，金恩平编著，北京大学出版社，2017年1月；

[12] 《工程结构纵横谈》，余安东著，同济大学出版社，2018年9月；

[13] 《工程结构体系创新》，[美]亚斯明·萨拜娜·汗著，中国建筑工业出版社，2019年7月.

课程资源

1. 基本信息资源

    提供课程的教学视频、教学内容、教学要求、考核要求、教学日历、教案、课件、单元测试题等。

2. 网络教学平台

1）学银在线（超星学习通）http://www.xueyinonline.com/course/216608536

2）教务处网络教学综合平台http://pt.csust.edu.cn/meol/homepage/common/

3）中国大学慕课（结构力学）//www.icourse163.org/course（参考）

4）学习强国（结构力学慕课）//www.xuexi.cn/（参考）

3. 数字图书信息资源

1）图书馆现有藏书380.46万册，期刊2500多种，外文原版期刊200多种；

2）有满足现行工程建设法规文件、标准规范规程、标准图集；

3）有用于课程教学的正版专业计算软件，同豪桥梁博士（V4.1.0高校版）

课程资源

4）数字化专业文献资源、数据库和检索工具；

课余教学

授课内容

第一章 绪论

1.1 结构力学的研究对象和任务    1.4支座和结点的类型（重点）

1.2 荷载的分类                  1.5结构的分类

1.3结构的计算简图

授课类型

课堂面授

学时

2

课程目标

【知识目标】了解结构力学课程的性质和讨论的内容；了解杆件结构分类；了解选取结构计算的原则；初步了解杆件结构怎样简化为计算简图；了解结构力学的学习方法；掌握杆件结构常见支座和结点的基本类型及其计算简图的变形和受力特点；

【能力目标】通过学习、课堂讨论等活动，使学生了解结构力学课程的性质，了解选取结构计算的原则；初步了解杆件结构怎样简化为计算简图；掌握杆件结构常见支座和结点的基本类型及其计算简图的变形和受力特点；

【素质目标】介绍典型的房屋和桥梁工程结构，包括我国古代的和现代的一些伟大建筑物特点, 以增强学生的民族自蒙感和社会责任感。

本单元重点

与难点内容

重点：掌握杆件结构常见支座和结点的基本类型及其计算简图的变形和受力特点

难点：将实际结构简化为计算简图

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 请同学们查阅目前国内有代表性的桥梁工程结构，并说明它们的设计要点？

2. 查阅相关文献资料，了解结构力学的重要成就。

教学改革措施

1. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
2. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
3. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
4. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力；

作业与

思考题设置

【作业】：上网查阅资料

【思考题】：

1、结构计算简图选取的意义？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

1）本节按要求完成教学任务，教学目的达到，教学活动开展良好。

2）完成了教案中计划的教学内容，讲清楚了重点和难点部分。3）课堂教学组织严密紧凑，时间的安排上基本合适，课堂互动良好。

备注

教学内容

第二章 绪论

1.1 结构力学的研究对象和任务    1.4瞬变体系

1.2 荷载的分类                  1.5机动分析示例

1.3结构的计算简图

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标

【知识目标】：明确机动分析的目的，掌握几何不变体系、几何可变体系、自由度、刚片、约束、必须约束和多余约束的概念，掌握自由度的计算，掌握几何不变体系的简单组成规则；掌握瞬变体系和常变体系概念；熟练运用组成规则分析平面杆件体系的几何组成性质

【能力目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动等活动，掌握几何不变体系、几何可变体系、自由度、刚片、约束、必须约束和多余约束的概念，掌握自由度的计算，掌握几何不变体系的简单组成规则；并能进行构造分析

   【素质目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，体验知识之间的密切联系，明确机动分析对实际结构以及后续课程的学习具有引领作用。同时引导同学们要了解土木工程专业结构的重要性。

本单元重点

与难点内容

重点：1）几何不变体系和几何可变体系的概念；刚片、自由度、约束、必要约束、多余约束的概念；

2）平面体系的计算自由度及计算方法；

3）几何不变体系的简单组成规则；

4）瞬变体系和常变体系判定；

5）运用三个规则对体系进行几何组成分析

难点：1）刚片、虚铰概念的理解；

2）规则的灵活运用；

3）瞬变体系；

4）灵活运用几何组成规则分析平面杆件体系的几何组成性质。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段，多媒体主要展示课程内容的概念性、理论性内容，板书主要体现的是公式推导、计算过程、计算方法。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 试小结机动分析的一般步骤和技巧

2. 查阅相关文献资料，了解结构力学的重要成就。

教学改革措施

1、课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2、采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3、课后知识拓展，与实际结构相结合；

4、通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力；

作业与

思考题设置

【作业】：教材P24  4-6

【思考题】：

1）何谓瞬变体系?为什么土木工程中要避免采用瞬变和接近瞬变的体系?

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

学生反馈：老师讲解能听懂但自己独立分析就有困难

改进措施：分析、综合各种类型题目,总结提炼出平面体系几何组成分析题目的一般方法,并辅以例题具体说明, 使分析过程可按照一定的步骤进行。

备注

授课内容

第三章 静定梁与静定刚架

3.1 单跨静定梁

3.2多跨静定梁

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标

【知识目标】：熟练掌握截面法计算单跨静定梁内力方法；能够熟练绘制单跨静定梁的弯矩图；学会利用区段叠加法作M图。能准确判断多跨静定梁中的基本部分、附属部分；能熟练运用所学方法计算、作各种形式的多跨静定梁的弯矩图和剪力图。

【能力目标】：通过学习、课堂讨论等活动，培养学生逻辑思维能力；通过归纳和总结，理解直梁内力图的形状特征，培养学生抽象概括能力；通过对比分析，掌握多跨静定梁的计算与单跨梁的计算的区别和联系，学会整体受力分析和局部受力分析，学会使用化整为零的方法处理复杂问题的能力；通过归纳和总结，理解多跨静定梁的受力特点；通过教学推演，提高综合运用所学知识和技能解决问题的水平。

   【素质目标】：以课堂讨论、实践练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，学生应能体会到在作结构的内力图时，一定不能靠自己的感觉想当然的作内力图，一定要踏踏实实的用截面法求出杆端内力，才能作出内力图，必须是用静力平衡求出来的才能绘制出来，这就要求扎实的基本功和脚踏实地的精神； 强调用学过的知识解决复杂工程问题，培养学生的力学素养、勤于思考的的学习习惯。

本单元重点

与难点内容

重点：1）叠加法作弯矩图；

2）多跨静定梁的组成，层叠图的画法；

难点：1）截面内力M、FS正负号判断；

2）利用弯矩图作单跨静定梁的剪力图。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1、查阅建筑、桥梁结构相关资料，实际结构中哪些结构可简化为简支梁、

伸臂梁、悬臂梁进行计算？内力分别有什么特点？

2、多跨静定梁的计算与单跨静定梁的计算有哪些区别和联系？

教学改革措施

1. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
2. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
3. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
4. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：教材P49  3-4、3-5、3-11。

【思考题】：

（1）用截面法计算截面内力时，如何保证隔离体的受力图正确？

（2）叠加原理的适用条件是什么？

（3）如何利用弯矩图判断剪力的正负？

（4）区段叠加法作弯矩图是弯矩图面积的叠加吗？为什么？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

学习效果：整体很好，学生学习积极，绝大多数听课认真；

学生反馈：听得懂，但做题不大会；

反思：1）思政点引入，区段叠加法的基本原理时叠加原理，也就是把每一种简单荷载作用下的M计算出，再进行叠加（代数和）。那么我们平时学习也时一样的，把每一件小事情做好，比如及时完成作业、不迟到早退、上课遵守纪律、学习态度积极、及时完成老师布置的任务等，这些都做好了，累计起来成绩自然就好了，各方面能力自然也提高了。

2）多跨静定梁层叠图，解释基本部分与附属部分的几何组成规律。

备注

教学内容

3.3 静定平面刚架

3.4少求或不求反力绘制弯矩图

3.5静定结构的特性

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标与要求

【知识目标】：理解静定平面刚架的受力特点；熟练掌握静定平面刚架的计算方法；能准确判断各种形式的刚架，特别是主从形式的刚架，正确区分主从刚架的基本部分、附属部分；能熟练运用截面法计算、作各种形式的刚架的弯矩图和剪力图。

【能力目标】：通过翻转课堂、随堂测试等活动，利用对比法，观察静定刚架与静定梁的区别，理解刚架的受力特点；通过对比分析，掌握静定平面刚架的计算与梁的计算的区别和联系，学会整体受力分析和局部受力分析，学会使用化整为零的方法处理复杂问题的能力；通过设疑讨论，理解静定平面刚架的计算顺序；通过归纳和总结，掌握静定平面刚架的计算方法、步骤，并能用自己的语言表述计算步骤；通过习题练习，能熟练运用截面法计算截面内力，并会使用叠加原理作各杆的弯矩图。

   【素质目标】：通过线上学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，学生体会到在作结构的内力图时，一定不能靠自己的感觉想当然的作内力图，一定要踏踏实实的用截面法求出杆端内力，才能作出内力图，必须是用静力平衡求出来的才能绘制出来，这就要求扎实的基本功和脚踏实地的精神；温故知新，将机动分析与刚架内力分析结合，理论结合实际，学会探索分析解决问题的方法。

本单元重点

与难点内容

重点：1）刚架结构内力表示方法；

2）作刚架结构内力图的步骤。

难点：1）刚架中斜杆内力图的作法；

2）利用弯矩图作静定平面刚架的剪力图；

3）平衡力系对结构内力的影响

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 所在框架结构教学楼在进行结构设计时的简化计算简图？

2. 理论联系实际，结构模型设计制作时为何要加强节点？

3. 请同学们查阅结构相关资料，设计施工时教学楼梁和柱子是如何连接的？实际结构中杆件与杆件之间有哪些连接方式？

教学改革措施

1. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
2. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
3. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
4. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：教材P51  3-13、3-14。

【思考题】：

1.刚架结构相对梁结构有何优点（工程使用、受力与变形方面）？

2.如何快速判断刚架结构弯矩的正负或者受拉侧？

3.怎样根据弯矩图作刚架的剪力图？又进而作出轴力图？

4.如何理解与实现刚结点变形前后夹角不变？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

需提示机动分析在多跨静定梁和多跨或多层刚架内力分析中的应用，找出对应内力分析方法，让学生将所学知识前后融会贯通。

备注

授课内容

第四章 静定拱

4.1 概述    4。2 三铰拱的计算   4.3 三铰拱的合理拱轴线

第五章 静定平面桁架

5.1 平面桁架计算简图  5.2结点法 5.3  截面法

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标

【知识目标】了解拱结构的概念和分类；能对三铰拱结构的内力进行分析，并基于此熟悉拱结构的受力特点，并了解三铰拱的合理拱轴线。

熟悉理想静定桁架的基本假设与受力特点以及刚架结构的受力区别、桁架各部分的名称及桁架的基本类型； 掌握结点法的基本原理和应用其计算结构杆的内力，并 熟练判断内力零杆，掌握截面法的基本原理和应用其计算结构杆的内力，并能正确灵活地采用截面法求解架各杆轴力

【能力目标】 通过学习、课堂讨论等活动，学生应该能够对三铰拱结构的截面内力和合理拱轴线进行分析和计算。在第五章的学习中，学生熟练掌握结点法和截面法基于运用原理，并能熟练掌握桁架的内力计算。

【素质目标] 通过我国典型古代典型桥梁如赵州桥等，让学生明白我国古代桥梁建设的伟大成就。同时通过滇越铁路上的“人字桥”介绍，让学生认识到桁架结构的美以及在实际工程中的运用。

本单元重点

与难点内容

重点：三铰拱的内力分析和合理拱轴线；结点法和截面法计算桁架结构的内力

难点：截面法隔离体的选取

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 请同学们上网查阅国内代表性桁架结构及相关传力路径和受力特点

2. 自行尝试设计简单桁架

教学改革措施

5. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
6. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
7. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
8. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力；

作业与

思考题设置

【作业】：P66 4-1,4-3  P84  5-3

拱结构中为何多使用无铰拱，无铰拱的受力又该如何计算

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

1）如何拓展学生对实际拱结构的认知，并了解受力特点。

2）完成了教案中计划的教学内容，讲清楚了重点和难点部分。学生如何将所学知识运用到三维桁架分析中。

备注

教学内容

第五章 静定平面桁架

  5- 4结点法和截面法的联合应用，5-5 常用桁架的比较  5-6 组合结构的计算

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标

【知识目标】：在掌握结点法和截面法基本分析思路和原理的基础上，能熟练联合运用结点法和截面法对较复杂桁架结构特定杆件进行内力分析和计算，并熟练掌握静定组合结构的受力特点及内力计算思路和方法。并了解各式桁架受力特点及各杆轴力的变化规律，并明白其各自优缺点。

【能力目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动等活动，掌握较为复杂桁架如联合桁架等的受力分析和计算，掌握截面法的本质是隔离体平衡的基本思想，并能将结点法和截面法运用到组合结构的计算中，掌握其分析规律和技巧。

 【素质目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，体验知识之间的密切联系，熟练掌握结点法和截面法，并能在实际工程的支架结构分析中进行运用。。

本单元重点

与难点内容

重点：1）结点法和截面法的组合运用

2）桁架结构特定杆件内力分析

3）组合结构的内力分析

难点：1）截面法隔离体的合适选定

2）不同形式桁架的受力特点

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段，多媒体主要展示课程内容的概念性、理论性内容，板书主要体现的是公式推导、计算过程、计算方法。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1 . 走访学校老建筑，看看学校那里有组合结构。

教学改革措施

1、课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2、采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3、课后知识拓展，与实际结构相结合；

4、通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力；

作业与

思考题设置

【作业】：教材P93  5-5  5-7  5-10   5-16   5-18  5-19

【思考题】：

1）怎样识别组合结构中的链杆和受弯杆，组合结构和桁架结构的内力计算有什么区别？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

学生反馈：组合结构的内力老师讲解能听懂但自己独立分析就有困难，截面法的隔离体选取不会选择

改进措施：进一步从结构的受力特点进行分析，让学生寻找校园的桁架结构和组合结构，现场分析受力特点。

备注

授课内容

第六章 静定结构位移计算

6.3 变形体系的虚功原理

6.4 位移计算的一般公式

6.5静定结构荷载作用下的位移计算

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标

【知识目标】：掌握利用变形体的虚功原理建立位移计算的一般公式的过程；理解力状态的设置方式，掌握单位荷载的虚设方法；理解荷载单独作用下结构位移计算的原理；掌握荷载作用下结构位移计算的方法。

【能力目标】：通过学习、课堂讨论等活动，学生应能理解位移计算在实际结构中的重要作用和应用；理解虚功的概念，掌握内力的虚功和外力的虚功的计算方法；通过归纳和总结，掌握虚功原理的两种形式的应用，理解变形体的虚功原理的推导过程，培养学生抽象概括能力。

   【素质目标】：情感、态度与价值观：通过学习讨论，让学生积极参与到教学活动中，让学生感受到结构力学充满了探索性与创造性，从而产生求知的欲望，激发学生探究自然科学的热情；通过理解结构力学与材料力学之间的联系，明确知识之间的内在关联，学会用学过的知识解决问题，培养学生的力学素养、勤于思考的的学习习惯。

本单元重点

与难点内容

重点：1）虚力状态的假设；

2）荷载作用下位移计算公式的应用。

难点：1）广义位移的单位虚拟力的设置；

2）积分法中内力方程的建立及积分。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 实际结构的位移是如何测试的？应该应用哪些仪器设备采集结构的位移？。

教学改革措施

5. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
6. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
7. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
8. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：教材P121 6-1、6-2、6-4 。

【思考题】：

1）位移计算的一般公式中为什么要设成单位力，设成数值为2的力可不可以，如何处理？

2）一般工程结构中为什么很多情况下的位移计算可只考虑弯曲变形的作用，在什么条件下可以这样考虑？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

备注

教学内容

6.6图乘法

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标与要求

【知识目标】：掌握图乘法计算结构的位移；准确理解图乘法的适用条件；总结图乘法计算位移的步骤；掌握复杂图形图乘的方法和技巧。

【能力目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动等活动，探究图乘法计算公式的推导过程，探索图乘法计算结构位移的原理，学生应能感受和体会数学和力学相结合的奇妙结果，培养学生逻辑思维能力；学会灵活应用图乘法公式计算静定结构由于荷载作用下引起的位移，探索计算位移的图乘法与公式法之间的内在联系，培养学生观察、分析、合作交流、表达沟通能力；在教师的引导下，归纳和总结图乘法的计算步骤和图乘的方法技巧，培养学生抽象概括能力；通过习题练习使学生掌握图乘的方法，体会从数学的角度理解问题，提高综合运用所学知识和技能解决问题的水平。

   【素质目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，体验知识之间的密切联系，明确图乘法在计算实际结构位移中的应用价值。以我过建设规模最大、技术最复杂、标准最高的港珠澳大桥为引，激发同学们爱国主义热情，引导同学们发奋图强、努力学习，为祖国的桥梁事业贡献力量。同时引导同学们要了解自己专业的科技前沿，掌握科技动向。

本单元重点

与难点内容

重点：1）图乘法计算结构的位移；

2）简单图形的面积和形心位置。

难点：1）图乘时应注意事项，哪个图形取面积哪个图形取竖标；图乘正负号确定；

      2）比较复杂的弯矩图如何进行图乘。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 如下图标准二次抛物线，请利用已学过的知识求出其面积和形心位置？
2. 请同学们计算图示截面的面积（A）和惯性矩（I）？

3. 请同学们查阅有关文献资料，了解港珠澳大桥的整体布局、设计理念、设计特点、设计参数、文化特色，了解我国港珠澳大桥建设的技术成就。

教学改革措施

1、课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2、采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3、课后知识拓展，与实际结构相结合；

4、通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：教材P122 6-7、6-8、6-11。

【思考题】：

1）为什么要学习图乘法，工程实践中图乘法还有用吗？

2）图乘法的应用条件及注意点？变截面杆及曲杆能否应用图乘法？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

小组讨论时，提前将全班同学分成6人一组，每组派代表表述讨论结果，其他组员可补充；

备注

知识单元名称

6.6静定结构温度变化时的位移计算

6.7静定结构支座移动时的位移计算

6.8线弹性结构的互等定理

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标与要求

【知识与技能】：了解温度变化沿截面的分布规律，理解温度变化时静定结构位移计算的方法；准确理解支座移动时静定结构的位移特点，掌握静定结构支座移动时的位移计算；理解线弹性结构的互等定理。

【过程与方法】：通过学习、课堂讨论、教学互动等活动，探究温度变化时位移计算公式的推导过程，探索温度变化时结构位移的特点，培养学生逻辑思维能力；学会灵活应用虚功原理计算静定结构由于支座移动引起的位移，探索荷载、温度变化、支座移动计算位移的内在联系，培养学生观察、分析、合作交流、表达沟通能力；在教师的引导下，归纳和总结位移计算的步骤，培养学生抽象概括能力；通过习题练习使学生掌握两种情况下的位移计算方法，提高综合运用所学知识和技能解决问题的水平。

   【情感、态度与价值观】：通过学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，体验知识之间的密切联系，明确图乘法在计算实际结构位移中的应用价值。以我过建设规模最大、技术最复杂、标准最高的港珠澳大桥为引，激发同学们爱国主义热情，引导同学们发奋图强、努力学习，为祖国的桥梁事业贡献力量。同时引导同学们要了解自己专业的科技前沿，掌握科技动向。

本单元重点

与难点内容

重点：1）温度变化时位移计算公式推导过程；

2）支座移动时计算结构的位移；

3）功的互等定理。

难点：1）温度变化计算位移时，正负号的确定；

2）支座移动计算位移时做虚功的支座反力的计算；

3）反力互等定理、反力位移互等定理。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段，多媒体主要展示课程内容的概念性、理论性内容，板书主要体现的是公式推导、计算过程、计算方法。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1.请同学们查阅《桥规》，了解温度变化沿截面高度的分布规律？

2.请同学们查阅相关规范，了解结构设计时支座移动是如何考虑的？

3.实际工程结构温度改变和支座沉陷的不利影响与防治措施？

教学改革措施

1. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
2. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
3. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
4. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：线上慕课作业。

【思考题】：

1）在温度变化引起的位移计算公式中，如何去顶各项的正负号？

2）互等定理为何只适用于线弹性结构？

3）反力位移互等能否适用于非弹性的静定结构？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

备注

知识单元名称

7.3 力法的基本概念

7.4力法的典型方程

课次

10

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标与要求

【知识与技能】：学会选择超静定结构的基本体系，明确力法基本方程的物理意义；能熟练应用力法求解超静定结构。

【过程与方法】：通过学习、课堂讨论、教学互动等环节，探索超静定结构的解题方法，探究利用解除约束法确定超静定次数的方式；理解超静定结构的概念；学会灵活应用解除约束法确定超静定次数，探索超静定结构的计算与静定结构之间内在联系；通过学习，能准确区分必要约束和多余约束；熟练掌握约束的种类，能采用解除约束法判断多余约束个数，和多余约束类型，培养学生观察、分析、合作交流的能力。

   【情感、态度与价值观】：通过算例学习、课堂讨论、教学互动等教学环节，体验知识之间的密切联系，明确力法在计算实际结构中的应用价值。实际结构中超静定结构占多数，超静定结构的计算将为专业课的学习、计算打下良好的基础。通过学习、课堂讨论、教学互动等教学环节培养同学们独立思考、自主探索的精神。

本单元重点

与难点内容

重点：1）力法的基本原理；

2）力法典型方程建立的原理。

难点：1）力法方程的物理意义；

2）力法的基本方程中各参数的物理意义。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计：

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 工程中为什么多应用超静定结构？与静定结构对比，超静定结构的优点有哪些？

教学改革措施

1.课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2.采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3.课后知识拓展，与实际结构相结合；

4.通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：布置4道概念题（判断题、选择题等）及2道计算题。

【思考题】：

1）为什么主系数恒大于零，而副系数和自由项可正、可负、可为零？

2）典型方程的右端是否一定为零？在什么情况下不为零？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

备注

知识单元名称

7.5力法的计算示例与步骤

课次

11

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标与要求

【知识与技能】：学会选择超静定结构的基本体系，明确力法基本方程的物理意义；能熟练应用力法求解超静定结构。

【过程与方法】：通过学习、课堂讨论、教学互动等环节，探索超静定结构的解题方法，探究利用解除约束法确定超静定次数的方式；理解超静定结构的概念；学会灵活应用解除约束法确定超静定次数，探索超静定结构的计算与静定结构之间内在联系；通过学习，能准确区分必要约束和多余约束；熟练掌握约束的种类，能采用解除约束法判断多余约束个数，和多余约束类型，培养学生观察、分析、合作交流的能力。

   【情感、态度与价值观】：通过算例学习、课堂讨论、教学互动等教学环节，体验知识之间的密切联系，明确力法在计算实际结构中的应用价值。实际结构中超静定结构占多数，超静定结构的计算将为专业课的学习、计算打下良好的基础。通过学习、课堂讨论、教学互动等教学环节培养同学们独立思考、自主探索的精神。

本单元重点

与难点内容

重点：1）力法基本结构；

2）力法的计算步骤；

难点：1）力法的基本方程中各参数的物理意义及计算。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计：

教学方法及手段、课堂互动题设置等

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 试比较力法计算超静定刚架、桁架、组合结构及排架的异同？

教学改革措施

1.课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2.采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3.课后知识拓展，与实际结构相结合；

4.通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：布置4道计算题。

【思考题】：

1）超静定结构与对应的基本结构变形协调：难道只要在多余约束处变形相同就可以保证二者的变形一致了吗？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

备注

知识单元名称

7.6对称性的利用

7.11 用弹性中心法计算无铰拱

课次

12

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标与要求

【知识与技能】：掌握对称结构半边结构的取法；准确理解对称性的概念；掌握利用对称性进行简化计算的方法。掌握弹性中心法基本原理。

【过程与方法】：通过课堂讨论、学习等方法，探究利用结构对称性进行简化计算的原理、方法，理解对称性的概念，掌握弹性中心法基本原理并能用于计算无铰拱；学会为对称结构取半边结构，探索半边结构与原结构之间的区别和内在联系，培养学生观察、分析、合作交流的能力；通过算例学习、教学互动等教学环节，学会用对不对称的荷载进行荷载分组；在教师的引导下，理解对称结构的半边结构截取的过程、原理，归纳总结各种刚架半边结构的取法，培养学生的抽象概括能力。

   【情感、态度与价值观】：对称结构在实际结构中非常常见，比如港珠澳大桥的四座通航桥、北京大兴国际机场等均为对称结构，港珠澳大桥是创造400多项新专利、7项世界之最的世界上最长的跨海大桥，被外国媒体称为“新世界七大奇迹”。拱桥在中国桥梁建设中占有非常重要的地位，600年前建造的河北赵州桥至今还屹立在祖国大地。而北京大兴国际机场将与2019年9月投入使用，将称为世界上最大的空港，被称为“新世界七大奇迹”之首。港珠澳大桥奇迹背后，是团结合作、开拓创新的精神，以此激发同学们奋发图强、报效祖国的民族精神。

本单元重点

与难点内容

重点：1）对称性的概念（结构、荷载）；

2）利用结构对称性简化计算的方法和结论；

3）超静定对称结构的半边结构取法。

4）弹性中心法基本原理

难点：1）对称结构在正对称和反对称荷载作用下的受力特点；

2）偶数跨超静定对称结构的半边结构取法。

3）弹性中心如何确定。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计：

教学方法及手段、课堂互动题设置等

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 查阅相关工程结构相关资料，为什么工程上的很多结构尽量设计成对称结构？对称结构有哪些优点？
2. 港珠澳大桥是我国境内一座连接香港、广东珠海和澳门的桥隧工程，请同学们查阅相关资料，了解港珠澳大桥的设计、建造过程，了解大桥的整体布局、设计理念、设计特点、设计参数、文化特色，了解我国港珠澳大桥建设的技术难题，以及攻克难题的过程。

教学改革措施

1.课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2.采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3.课后知识拓展，与实际结构相结合；

4.通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：布置4道计算题。

【思考题】：

1）为什么工程上的很多结构尽量设计成对称结构？

2）何谓正对称和反对称的力和位移？这样利用对称性简化力法计算？

3）什么是轴对称？什么是弹性中心？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

备注

知识单元名称

7.7超静定结构的位移计算

7.8最后内力图的校核

课次

13

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标与要求

【知识与技能】：掌握超静定结构的位移计算和最后内力图的校核。

【过程与方法】：通过学习、课堂讨论、教学互动等环节，探索超静定结构位移的解题方法；能运用平衡条件和位移条件校核结构最后内力图。培养学生观察、分析、合作交流的能力。

   【情感、态度与价值观】：通过算例学习、课堂讨论、教学互动等教学环节，体验知识之间的密切联系，明确力法在计算实际结构中的应用价值。实际结构中超静定结构占多数，超静定结构的计算将为专业课的学习、计算打下良好的基础。通过学习、课堂讨论、教学互动等教学环节培养同学们独立思考、自主探索的精神。

本单元重点

与难点内容

重点：1）超静定结构的位移计算原理；

2）运用平衡条件和位移条件校核结构最后内力图；

难点：1）如何选取超静定结构内力计算和位移计算的基本结构；

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 桥梁悬臂现浇施工（挂篮施工）中，结构的线形如何控制？如何确保大桥合拢时线形满足设计要求？

教学改革措施

1.课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2.采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3.课后知识拓展，与实际结构相结合；

4.通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：布置4道概念题（判断题、选择题等）和2道计算题。

【思考题】：

1）超静定结构和静定结构位移计算的相同点和不同点？

2）如何确定超静定结构的内力计算是否正确？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

备注

教学内容

第八章  位移法

8.1 概述

8.2等截面直杆的转角位移方程

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标与要求

【知识目标】：明确位移法与力法的基本区别与联系；掌握位移法的解题思路与方法；掌握等截面直杆的转角位移方程的推导；掌握杆端力、杆端位移等符号的有关规定；明确用位移法计算超静定结构时要解决的三个问题；记住常用形常数和载常数,并能正确画出相应的弯矩图和剪力图。

【能力目标】：通过学习、课堂讨论、动手练习等活动，使学生掌握以两端为固定端的单跨超静定梁为例，能推导出其它约束的单跨超静定梁的转角位移方程；并使学生学会用形常数和载常数正确画出相应的弯矩图和剪力图。

   【素质目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动、练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，体验知识之间的密切联系，感知位移法是建立在力法的基础之上的。以三种形式的单跨超静定梁内力图的绘制练习，来加强学生的兴趣爱好，调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情。同时强调，由于内力符号的方向识别错误，会直接导致形常数和载常数下的内力图错误。同时告诫学生，不能画反弯矩图。如若画反，则配筋就会配反，导致工程事故的发生，绝对不允许由于这种低级错误所造成的后果，以此来培养学生一丝不苟的严谨的科学态度和工作作风。

本单元重点

与难点内容

重点：1）位移法的解题思路与方法；

       2）单跨超静定梁的形常数、载常数；

难点：1）转角位移方程的推导；

       2）熟记常用形常数和载常数,并能正确画出相应的弯矩图和剪力图。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段，多媒体主要展示课程内容的概念性、理论性原理、结构中对杆件的分析处理方法、等截面直杆的转角位移方程的推导；板书主要体现的是正确绘制弯矩图和剪力图。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1.如何由表中杆端弯矩和载荷情况求解杆端剪力，绘制剪力图？

2.如何由表中杆端弯矩和形常数情况求解杆端剪力，绘制剪力图？并形成相应的公式？

教学改革措施

1.课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；

2.采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；

3.课后知识拓展，与实际结构相结合；

4.通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【思考题】：

1.位移法的基本思路是什么？怎么处理结构中的杆件？

2.位移法的基本未知量与超静定次数有关吗？

3.力法与位移法在原理和步骤上有什么异同？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

1. 成功之处：

1）本节按要求完成教学任务，很好地达到了教学目的，教学活动开展良好。特别是通过学生自己动手绘制表8-1的内力图，避免了容易将弯矩图、剪力图方向绘制反了的错误，取得了良好的教学效果。

2）完成了教案中计划的教学内容，讲清楚了重点和难点部分。学生能轻松正确地拆分处理结构中的杆件。

3）课堂教学组织严密紧凑，时间的安排上基本合适，课堂互动良好。

2. 教学手段：通过师生互动，通过对表8-1的了解，有效地提高了学生兴趣，增强了学生的主动学习性，及时把握了对知识点的掌握，提高了教学效果。

备注

教学内容

8.3位移法的基本未知量和基本结构

8.4位移法的典型方程和计算步骤

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标与要求

   【知识目标】：掌握位移法基本未知量的判定；掌握位移法基本结构的确定；明确附加刚臂与附加链杆的作用效应，理解附加刚臂与附加链杆的意义与含义；明确位移法典型方程的含义；掌握方程中每一项系数的计算；掌握位移法的解题步骤、方法与计算；

   【能力目标】：通过学习、课堂讨论等活动，使学生能正确理解超静定结构位移法的结点转角、独立结点线位移的概念；能正确选取位移法在一般条件下与特殊条件下的基本未知量；能正确选取位移法的基本结构；根据平衡条件，使学生明确、理解并掌握位移法典型方程的建立；能熟练绘制单位位移作用下的弯矩图；能熟练绘制实际荷载作用下的弯矩图；

   【素质目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，并与力法进行对比，让学生积极参与到教学活动中。在用位移法作求解时，一定要学会将结构中的杆件拆分为一个个独立的单跨超静定梁，根据形常数、载常数绘制弯矩图。此时注意，刚节点处力矩不一定会平衡，因为已经拆成独立的单跨超静定梁了，不能再依靠自己之前的知识点：刚节点处力矩平衡的结论，想当然地绘制弯矩图。要不断丰富知识，具体问题具体分析，每一个知识点都落实到位，并进行理解消化，这样才能养成求真务实的踏实作风。

本单元重点

与难点内容

重点：1）独立结点线位移的正确选取；

      2）位移法基本结构的确定 ；

      3）位移法典型方程的建立；4）方程中系数与自由项的含义以及如何求解；

难点：1）特殊情况下独立结点线位移的正确选取；

      2）当基本未知量有独立结点线位移时，附加链杆的约束力的求解

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1、   比较力法基本结构与位移法的基本结构的区别；

2、   探究位移法解题时能否可以采取与力法相同的思路、步骤？

3、   在什么情况下求内力时可采用刚度的相对值？求节点位移时能否采用刚度的相对值？

教学改革措施

1. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
2. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
3. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
4. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：教材 P209，8-1（a）、（b）、（d）、（f）

              P210  8-2、8-4、8-6

【思考题】：

1）位移法的基本结构是静定还是超静定？

2）位移法与力法在原理和步骤上有何异同？二者从基本未知量、基本结构、基本体系、典型方程的意义、每一系数和自由项的含义和求法等方面进行全面比较

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

1. 成功之处：1）本节按要求完成教学任务，教学目的达到，教学活动开展良好。

     2）完成了教案中计划的教学内容，讲清楚了重点和难点部分。3）课堂教学组织严密紧凑，时间的安排上比较合适，便于学生理解的环节较多，课堂互动良好。

2. 细节注意：位移法在特殊情况下的基本未知量的选取容易弄错，特别是刚性连接与组合结点处，未知量的判定较难。需要同学们认真探讨，避免出错。

3. 小组讨论时，提前将全班同学分成6人一组，每组派代表表述讨论结果，其他组员可补充；

备注

授课内容

§8-5 直接由平衡条件建立位移法基本方程

§8-6 对称性的利用

授课类型

课堂面授、混合教学

学时

2

课程目标

【知识目标】：掌握不通过基本结构，直接利用平衡条件建立位移法基本方程的方法；掌握同时考虑几种因素（形常数、载常数）作用下杆端弯矩的叠加方法；掌握直接建立平衡方程的解题步骤；掌握对称结构在正、反对称荷载作用下内力图的对称特性；掌握对称结构在正、反对称荷载下半结构的选取；掌握利用位移法求解对称结构的内力计算。

【能力目标】：通过学习、课堂讨论等活动，使学生能不通过基本结构，能正确运用形常数、载常数，写出杆端弯矩和杆端剪力（含位移未知量），借助于结点处力矩平衡、杆件结构力的平衡来建立方程，从而进行位移法基本未知量的求解。能利用位移法求解对称结构的内力。

   【素质目标】：工程中的对称结构普遍存在，通过多种方法的学习，让学生积极参与到教学活动中，让学生感受到结构力学充满了探索性与创造性，使学生掌握知识，从而产生求知的欲望，激发学生学习知识与探究自然科学的热情；便于学生更能端正学习态度，使之更加喜爱力学，解决工程实际中结构的力学问题。

本单元重点

与难点内容

重点：1）直接利用平衡条件建立位移法基本方程；

2）杆端内力在形常数、载常数作用下的叠加；

3）对称结构的特点及半结构的选取；

4）位移法解决对称结构的力学计算。

难点：1）对称结构半结构的选取；

2）直接利用平衡条件求解；

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1. 有弹簧支承时的对称结构在正承受对称荷载时，位移法如何计算结构内力绘制弯矩图？

教学改革措施

9. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
10. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
11. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
12. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：教材P211， 8-10

【思考题】：

1.对称结构什么情况下采用力法计算简单?什么情况下采用位移法计算简单?遵循的原则是什么？

2.在什么情况下求内力时采用刚度的相对值？求结点位移时能否采用刚度的相对值？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

1. 成功之处：1）本节按要求完成教学任务，教学目的达到，教学活动开展良好。

2）完成了教案中计划的教学内容，讲清楚了重点和难点部分。3）课堂教学组织严密紧凑，时间的安排上基本合适，课堂互动良好。

2. 学生反馈：位移法中，直接利用平衡条件进行求解，比绘制、……MP图时简单，不容易出错。

3. 需要改进之处：要求学生对内力、位移的符合规定要熟记于心，并多做练习，以绘制表8-1的内力图为对象，多加训练，做到准确绘制弯矩图、剪力图。课堂教学中可以多让同学们参与讨论。

备注

授课内容

第六章 渐进法

9.2用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移的刚架

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标

【知识目标】：熟练应用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移的刚架在荷载作用下的内力。

【能力目标】：通过例题讲解和课堂练习使学生学会用力矩分配法计算连续梁和无结点线位移的刚架在荷载作用下的内力，深刻理解力矩分配法的精髓；通过推导和归纳总结，得到多结点的力矩分配法的解题步骤，提高综合运用所学知识和技能解决问题的水平。

【素质目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，让学生感受到结构力学充满了探索性与创造性，从而产生求知的欲望，激发学生探究自然科学的热情；通过学习，端正学习态度，养成良好的学习习惯。

本单元重点

与难点内容

重点：1）力矩分配法计算连续梁在荷载作用下的内力；

2）力矩分配法计算无结点线位移的刚架在荷载作用的内力。

难点：力矩分配法结合对称性运用计算无结点线位移的刚架的内力。

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】

【课后拓展】

1.力矩分配法只适合于无结点线位移的结构，当这类结构发生已知的支座线位移时，能不能用力矩分配法计算？

教学改革措施

13. 课堂讨论、课堂互动题目的设置要合理有效；
14. 采用多种教学方法（启发、设问、练习、总结归纳、设疑启发、课堂讨论、课堂互动）、手段（多媒体、音频、视频、动画、板书等）；
15. 课后知识拓展，与实际结构相结合；
16. 通过课堂互动、讨论，培养学生沟通、交流、自主学习、自主探究的能力。

作业与

思考题设置

【作业】：教材P233  9-3、9-6、9-7。

【思考题】：

1）为什么力矩分配法的计算过程是收敛的？

2）如何判断结算结果达到精度要求？

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

学生不能完全理解力矩分配法的优点及其结点不平衡力矩变号。

对比位移法，求解结点荷载刚架内力图。

备注

授课内容

第十一章 影响线及其应用

11-3 间接荷载作用下的影响线

11-4 用机动法作单跨静定梁的影响线

授课类型

课堂面授、翻转课堂

学时

2

课程目标

【知识目标】：掌握间接荷载作用下的影响线；理解机动法原理；掌握机动法单跨静定梁的影响线。

【能力目标】：通过推导和证明，理解间接荷载作用下影响线的绘制依据；通过归纳总结，得出间接荷载作用下影响线的绘制步骤；通过例题讲解和课堂练习，掌握间接荷载作用下的影响线作法。回顾刚体虚位移原理；通过推导和证明，理解机动法原理；通过对比和归纳，得到机动法作影响线的步骤，掌握机动法做影响线。

【素质目标】：通过学习、课堂讨论、教学互动、习题练习等方式，让学生积极参与到教学活动中，让学生感受到结构力学充满了探索性与创造性，从而产生求知的欲望，激发学生探究自然科学的热情；通过学习，端正学习态度，养成良好的学习习惯。

本单元重点

与难点内容

重点：1）间接荷载作用下的影响线；

2）机动法作单跨静定梁的影响线。

难点：1）间接荷载作用下的影响线。

2）机动法运用

教学手段

计算机多媒体、板书、实例演示、互动总结、线上线下混合教学、理论与实际结构相结合等教学手段。

教学过程设计

【教学过程设计】