4.1 梁的形式（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4.1 梁的形式 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 梁的形式多样，包括简支梁、悬臂梁、连续梁、固定梁等，每种形式适用于不同的结构需求。简支梁和悬臂梁常见于小跨度结构，而连续梁和固定梁则适用于大跨度或高承载需求。桁架梁和箱形梁因其高刚度和轻重量，在大跨度结构中尤为受欢迎。预应力梁通过预应力技术提高承载力，而木梁和复合材料梁则结合了不同材料的优势。这些梁形式的选择取决于荷载、跨度、材料特性及经济性等因素。 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。 掌握梁的形式 学会运用外伸梁和静定多跨梁 学习任务 描述 掌握梁的形式 学会运用外伸梁和静定多跨梁 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 掌握梁的形式 教学难点 学会运用外伸梁和静定多跨梁 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） 抱珠楼： 建筑师和结构工程师以搭建穹顶的径向构件为结构设计起点，等分屋面为20份，并在屋顶中心设置一个闭合的环形结构构件，与所有径向构件相交。为了增加穹顶的丰富性，建筑师和结构工程师将沿径向划分穹顶的木梁离散成多个独立的“积木”。这些“积木”如何高效传递弯矩和轴力，又如何协同控制屋面的形变，成为重要的问题。 上棉记忆影像馆： 建筑师将两片高度从基础到首层顶板、长约9米的剪力墙置于平面长方向的尽端。剪力墙中间等距布置混凝土束柱，四颗一组，再由束柱从一层和二层两个标高向四周悬挑，形成了独特的结构形式。 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） 图4-1a为武汉天兴洲长江大桥引桥下层的一段铁路简支梁。它的两端分别支承在固定 铰支座和可动铰支座上。在未通过火车时，仅承受梁体及桥面系的重量。它的计算简图如图 4-1d 所示：梁体用轴线代替，支座用符号表示，荷载为均布荷载。图中的红色曲线表示梁 弯曲后的轴线，称为挠曲线。梁的弯曲常用挠曲线表示。在力学小实验中，可采用图4-1g 所示的简支梁模型：硬纸条做梁体，笔杆做支座，将链条展开当均布荷载。 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） 图4 - 1b 显示某大楼阳台的挑梁。它的一端埋入墙内， 一端自由。挑梁的悬臂部分为悬臂 梁 ，承受阳台面板传来的荷载及栏杆的重量。它的计算简图如图4-1e 所示：梁体用水平直线 段代替，用符号表示固定端支座。面板传来的力和纵向栏杆的重量用均布荷载表示，横向栏杆 传来的力用集中荷载表示。在力学小实验中，可采用图4-1h 所示的模型：钢锯条做梁体， 一 端插进开了缝的木块中则为固定端支座。将链条展开当均布荷载，铁夹当集中荷载。 主要讲解均布荷载。 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。 图4 - 1c 所示的外伸梁为某教室装配式楼盖的大梁。它支承在两面纵墙上，外伸部分承 受走廊传来的荷载，在两墙之间承受楼盖自重和桌椅、人群等荷载。它的计算简图如图4-1f 所示：梁体用轴线代替，两墙的支承简化为一个固定铰支座和一个可动铰支座。走廊的均布 荷载集度与教室内的均布荷载集度不同，栏杆小柱、台口梁传来的力用集中荷载表示。将 图4 - 1g所示的简支梁模型的左支座向里移，即得外伸梁的模型(图4-1i)。 教师根据外伸梁讲解。 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。 梁，通常指一种结构形式。它的梁体为杆件，主要承受横向荷载，以弯曲为主要变形。 作为结构，除梁体之外，还有支座。梁在两支座间的部分称为跨。在另外一些结构(比如 刚架)中也有一些杆件主要承受横向荷载，以弯曲为主要变形。工程中将这样的杆件也称 为梁。因此，凡是以弯曲为主要变形的杆件，通称为梁。 大多数梁都可以抽象成轴线为直线的梁——直梁。在受力变形之前轴线就为曲线的梁称 为曲梁。 简支梁、悬臂梁、外伸梁是土木工程中常用的三种基本形式的静定梁。它们可以组成连续几跨的静定多跨梁。 教师讲解梁，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：总结梁的形式。 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） 梁的形式课程涵盖了从基础的简支梁到复杂的连续梁和预应力梁等多种结构形式，强调了每种梁的力学特性、设计原则及其在建筑和工程中的应用。课程旨在培养学生对梁结构设计的深入理解，以及如何根据实际工程需求选择合适的梁形式。 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.简述简支梁的特点。 2.描述悬臂梁的结构特征。 3.连续梁与简支梁的主要区别是什么？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在梁的形式教学中，我意识到需要更多实际案例来增强学生的理解。理论讲解与结构分析虽然重要，但缺乏实践环节会降低学习效果。未来教学中，我计划增加模型制作和现场考察，以提高学生的实际操作能力和创新思维。 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 $$