2.3 力矩（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2.3 力矩 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 土木工程中，力矩是衡量力对结构产生转动效果的关键参数，其计算涉及力的大小、方向及力臂长度。学生需掌握力矩的正负号规定、计算公式和平衡条件，理解其在结构设计和分析中的重要性。常见难点包括力臂的准确确定和力矩方向的判断，需要通过实践和案例分析加深理解。 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。 掌握转动效应的大小 学会力对轴之矩与力对点之矩 学习任务 描述 掌握转动效应的大小 学会力对轴之矩与力对点之矩 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 掌握转动效应的大小 教学难点 学会力对轴之矩与力对点之矩 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） 小实验：图a中，用力的平行四边形模型推门，力F 在一般位置，可以使门绕门轴 转动。将力F 分解为平行于门轴的力F₂ 和垂直于门轴的力Fy 。 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） 试用手握住门沿向下施力， 力F₂ 不论多大都不会使门绕门轴转动。使门转动的是垂直于门轴的分力F。 因此，往往可 以将物体绕轴的转动，抽象为在垂直于轴的平面内，平面图形绕点的转动(图2-9b)。 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） 力使物体绕轴转动的效应，用力对轴之矩量度。力使物体绕点转动的效应，用力对点之 矩量度，该点称为力矩中心。力对轴之矩、力对点之矩都简称力矩。 在平面内，力矩包括两个要素(图2-10): 主要讲解力矩的概念。 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。 (1) 转动效应的大小 它取决于力的大小F 与力臂d的乘积。力臂指力矩中心到力作用 线的距离。点到直线的距离这样确定：过点作直线的垂线，该点到垂足的距离即点到直线的 距离。 (2 )转向 在平面内，力使物体绕点转动，只有两种截然相反的转向，可以用正负号 来区别：规定逆时针转向为正，顺时针转向为负。用笔尖指着力矩中心，不难依据力矢量F 的指向判断绕力矩中心的转向。 教师根据转动效应的大小讲解。 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。 【例2-6】 每 1m长的挡土墙所受土压力的合力为F 。Fr=150kN, 作用点和方向如图 2-11所示，求土压力使墙倾覆的力矩。 教师讲解例题，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：总结力矩的概念。 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） 土木工程中力矩课程主要讲解力矩定义、计算公式、正负号规则及其在结构设计中的应用。课程强调理解力矩对结构稳定性的影响，并通过实例分析提高学生解决实际工程问题的能力。学生需熟练掌握力矩平衡原理，为后续复杂结构分析打下坚实基础。 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.力矩的定义是什么？ 2.力矩的国际单位是什么？ 3.力矩的正负号如何确定？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在土木工程力矩教学中，反思发现学生对力矩概念理解不够深入，尤其在力臂确定和力矩方向判断上存在困难。教学方法需更加注重实践操作和案例分析，以增强学生的空间想象能力和问题解决技巧。未来教学中，将增加互动环节和模拟实验，以提高学生对力矩理论的掌握和应用能力。 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 $$