1.2 静力学公理（教案）《土木工程力学基础》同步精品课堂（机工版·第2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1.2 静力学公理 授课教师 1 学时数 1 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 静力学公理学情分析显示，学生普遍对力的基本概念理解良好，但在应用公理解决复杂问题时存在困难，尤其是对力的合成与分解、平衡条件的运用不够熟练。学生需要更多实践机会，通过实例分析加深对公理的理解和应用能力，特别是在多力作用下的平衡分析。教学中应加强这些薄弱环节，提高学生的综合分析和解决问题的能力。 背景分析 土木工程背景分析指出，该领域历史悠久，与人类社会发展紧密相关。随着城市化进程加快和基础设施需求增长，土木工程在技术、材料和设计理念上不断创新。同时，面临人口增长、资源限制和环境挑战，土木工程正向智能化、绿色化发展，以实现可持续发展。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 激发学生对土木工程和力学的兴趣和热情，鼓励他们探索这个领域的奥秘。在复杂的工程问题解决过程中，培养学生的耐心和对细节的关注。帮助学生适应不断变化的技术环境和工作要求。 掌握二力平衡公理 学会作用与反作用公理 学习任务 描述 掌握二力平衡公理 学会作用与反作用公理 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 掌握二力平衡公理 教学难点 学会作用与反作用公理 教学难点突破方法 一是配套使用微课资源；二是配套使用考试题库；三是配套开展在线考试。建议的教学方法为“五环四步”,即每个模块按照“能力发展动员、基础能力诊断、能力发展训练、能力水平鉴定和能力教学反思”五个环节设计；每个任务按照“任务布置、协作行动、成果展示、学习评价”四个步骤进行。 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：卢光斌，2021年9月第2版；机械工业出版社出版。 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 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 图片引入。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 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.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 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。 2.学生分小组交流讨论，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（2分钟） 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是，这两个力在同一直线 上，指向相反，大小相等。二力平衡公理也称二力平衡条件。 如图1-4b所示，踩钢丝的表演者处于静止状态时，用集中力表示的重力与钢丝绳的支 持力就在同一条直线上。重力W作用在表演者的重心，竖直向下，支持力F、就在通过重心 的竖直线上，指向朝上，且FN=W。 假设表演者被吊绳悬挂在空中处于平衡状态，依据二 力平衡公理，重心一定在吊绳所在的竖直线上。依据这个道理可以得到寻找重心的悬挂法 (图1-4c): 将不规则的平板按不同的悬挂点悬挂两次，作吊绳的延长线，其交点就是重心。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知] （14分钟） 作用与反作用公理 作用力和反作用力总是同时存在，分别作用在相互作用的两个物体上，沿同一直线，指 向相反，大小相等。 跟二力平衡公理比较，都是两力共线、反向、等值，然而它们的本质区别在于，作用与 反作用公理说的是两个刚体相互间的作用关系，二力平衡公理说的是一个刚体上二力平衡的条件。如图1-5所示，物块与桌面间的作用关系符合作用与反作用公理，物块的平衡符合二 力平衡公理。 主要讲解作用与反作用公理。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT 的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 平行四边形法则 如图1-6所示，一只手提起旅行包可以替代两只手 提起旅行包，力F 可以替代力系(F₁、F₂)。 如果一个 力与一个力系等效，这个力就称为该力系的合力，该力 系的各力则称为这个力的分力。用合力等效替换力系的 过程称为力系的合成，用力系等效替换单个力的过程称 为力的分解。 力抽象为矢量，符合矢量合成的法则。力的平行四 边形法则为：作用在刚体同一点的两个力可以合成一个 力。合力也作用在该点，方向和大小由这两个力为边所 构成的平行四边形的对角线确定。力系的合成与力的分解，是力学分析的基本方法之 一。欲将已知的力矢量沿指定的两个方位分解，通过矢 量的起点或终点分别作指定方位线的平行线，即得相应 的平行四边形。 教师根据平行四边形法则讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握工序等主要流程的内容 突破了课程内容难点。 加减平衡力系公理 在已知的力系上，加上或减去任意的平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。如 图1-8所示，F₂=F₁=F,在 力F 作用线的任一点B 处增加平衡力系 (F₁,F₂),不改变力 F 对刚体的作用；在图1-8b 的力系上，减去平衡力系 (F,F₁),也不改变原力系(F, F₁,F₂)对刚体的作用。 图1-8a 、b 、c所示三种状况的力、力系对刚体的作用均等效。比较图1-8a 、c, 相当于 将力F 沿着作用线移到了B 点，从而可得力的可传性：作用在刚体上的力，可以沿着它的作用线移到刚体的任意一点，而不改变力对刚体的作用效应。 教师讲解加减平衡力系公理，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结二力平衡公理。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 静力学公理课程深入探讨了力的基本概念、平衡条件及其应用，包括二力平衡、加减平衡力系、力的合成与分解等核心原理。通过理论讲解和实践操作，课程旨在培养学生分析和解决静力学问题的能力，强调理论与实践相结合，为后续的力学学习打下坚实基础。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作 业（13分钟） [完成作业] （13分钟） 1.简述作用与反作用公理。 2.简述二力平衡公理。 3.简述平行四边形法则。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在静力学公理的教学中，我意识到需要更多地结合实际应用来提高学生的兴趣和参与度。教学过程中应注重培养学生的空间想象力和逻辑思维能力，通过案例分析和互动讨论加深学生对平衡条件和力的合成与分解的理解。同时，应加强学生的实践操作能力，使他们能够熟练运用公理解决实际问题。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$