5.2 影响受压杆件稳定性的因素（教案）-《土木工程力学基础》同步精品课堂（高教版-第3版）

《土木工程力学基础》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务5.2 影响受压杆件稳定性的因素 授课教师 学时数 2 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 根据《国家职业教育改革实施方案》文件精神，教材改革是三教改革的重要抓手。 如何突破传统教材的约束，增加教材的可视化，在专业课程中植入职业道德教育、专业素养教育等，编写适合中职教育的专业教材。 背景分析 《土木工程力学基础》是中等职业学校建筑、市政、道路桥梁、铁道、水利等土木工程类相关专业的一门基础课程，是土木工程类相关专业学生未来从事施工员、质量员、安全员、监理员以及钢筋工、材料试验工等岗位工作，获取相关职业资格证书所必修的课程。贯彻了“以素质教育为基础、以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体”的职业教育教学思想和办学方针，适应人才培养模式的转变，能够推进课程体系和教学模式的改革。 在内容的选择、结构的设计上，以适应学生初次上岗需要、职业发展需要，以及社会发展需要为目标，为学生学习土木工程结构施工类相关岗位技能、考取相关职业资格证书提供必需的学习资源。同时，为适应我国职业教育“立交桥”的建立，以拓展的形式设计了学生继续学习的相关内容。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养学生科学严谨的学习精神，提升学生的学习兴趣、自信心和合作意识。 掌握受压杆件临界力计算公式；掌握提高压杆稳定性的措施。 使学生能够根据压杆临界力计算公式判断杆件的稳定性。 学习任务 描述 掌握受压杆件临界力计算公式，熟知欧拉公式所反映的规律； 掌握提高压杆稳定性的措施，合理设计杆件、选择合适的材料。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 受压杆件临界力计算公式；提高压杆稳定性的措施。 教学难点 提高压杆稳定性的措施。 教学难点突破方法 利用现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂上多结合实际，向学生布置学习任务，易于学生理解，使学生提高学习兴趣，增加知识掌握的深度，实现重难点突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《土木工程力学基础》，主编：王仁田，2023年09月第3版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识点复习与回顾（5分钟） [知识点复习与回顾]（5分钟） 提问问题：失稳的概念；临界力的概念；稳定的平衡状态、临界平衡状态和不稳定平衡状态的含义。 提出问题，认真回答问题。 接收并回顾上节课内容，对上节课内容进行归纳总结，温故而知新。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.检查学生对上节课内容的掌握程度，实时把控本节课教学内容的设计。 新课 导入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。查看并记住本节任务的学习目标。 2.分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（15分钟） [探索新知] （15分钟） 一、受压杆件临界力计算公式 通过实验得知，临界力Fcr的大小除了与压杆的长度有关外，还与杆件的截面形状、尺寸、杆件材料以及杆件的支承情况有关。在材料服从胡克定律的条件下，可推导出细长压杆临界力的计算公式--欧拉公式，即 Fcr= （5-1） 式中 EI--压杆截面的抗弯刚度，其中E为材料的弹性模量，I为截面的惯性矩； μl——压杆的计算长度，其中μ为压杆的长度系数，见表 5-1，l为压杆的长度。 欧拉公式反映了以下规律： （1）临界力与压杆的抗弯刚度EI成正比。压杆的抗弯刚度越大，就越不容易产生弯曲变形而失稳，因而临界力也越大。压杆失稳时，杆件总是在抗弯刚度最小的方向发生弯曲。例如图5-4a中的矩形截面（h>b）的面积分布靠近y轴，所以截面对y轴的惯性矩最小。实验证明，矩形截面的压杆失稳时，是以图5-4b中的z轴方向发生弯曲的。同理，图5-4c中的工字形截面，其失稳时弯曲变形也是z轴方向。圆形截面压杆失稳时的弯曲变形可以在任意方向发生，因为圆形截面对过形心的任意轴的惯性矩均相等（图5-4d）。 （2）临界力与压杆的计算长度的平方成反比。计算长度综合反映了压杆的长度和支座的约束情况对临界力的影响。压杆的