4.2 梁的内力（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4.2梁的内力 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 学生对弯矩、剪力和轴向力的基本概念有基本理解，但在复杂荷载组合和不同梁形式下的内力计算上存在困难。学生需要更多实践和案例分析来加深对内力分布和影响因素的认识，特别是在连续梁和固定梁的内力分析方面。教学中应加强图形方法和结构分析软件的应用，以提高学生的问题分析和解决能力。 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。 掌握工程中常见梁的弯曲 学会运用梁横截面的内力 学习任务 描述 掌握工程中常见梁的弯曲 学会运用梁横截面的内力 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 掌握工程中常见梁的弯曲 教学难点 学会运用梁横截面的内力 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） Holcim创新中心： 设计师希望提供给人更多交流的可能性，创造一种比较开放、自由的空间。他们希望打破常见的承重墙或是承重柱从上到下对齐的、非常规律死板的状态。最终的方案是柱子看似随机倾斜，呈现出一种无规律的状态，但它们基本上都沿着楼板的开洞布置，开洞也会上下错开一些，让光线照进来，柱子沿着它的周围排布。 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） 平面弯曲 工程中常见梁的弯曲有如下特征： (1)几何特征梁的横截面有对称轴。所有横截面的对称轴集合成纵向对称平面(图4-2a)。 (2)受力特征梁上的外力垂直于梁的轴线；外力、外力偶(包括荷载和支座约束力)作用在纵向对称平面内。 (3)变形特征梁轴线在纵向对称平面内弯成一条曲线。 这种弯曲称为对称弯曲。由于梁变形后的轴线在外力所在的平面内，因此也称平面弯曲。 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） 梁的剪力和弯矩 1.梁横截面的内力 用截面法显示梁横截面的内力(图4-2b)。由于梁上的外力垂直于轴线且在纵向对称平面内，从平衡的角度看，梁横截面的内力只能位于纵向对称平面内：横向集中内力对应剪切变形，称为剪力，用Fs表示；内力偶对应弯曲变形，其力偶矩称为弯矩，用M表示。 常用轴线线段代表截取的梁段，画隔离体的受力图(图4-2c)。 主要讲解梁的剪力和弯矩。 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。 2.剪力和弯矩的正负号规定 剪力和弯曲内力偶的方位确定(图4-2b、c),可以用正负号来区别截然相反的两种指向。依据内力与变形一致的关系，用横截面附近梁段的变形方向来规定剪力、弯矩的正负号：对应横截面附近梁段顺时针向错动的剪力为正，反之为负(图4-3a);对应横截面附近梁段下凸弯曲(下侧受拉)的弯矩为正，反之为负(图4-3b)。从此，梁的剪力、弯矩可以用代数量表示。 教师根据剪力和弯矩的正负号规定讲解。 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。 3.用截面法计算梁的剪力和弯矩 在计算内力之前，应求出须用的支座反力。截面法的步骤如下： 1)截：假想地在欲求内力的横截面处将梁截为两段。2)取：取便于计算的一段为隔离体。 3)画：画隔离体的受力图。未知内力须设为正向。4)平衡：列平衡方程求解未知力。 教师讲解用截面法计算梁的剪力和弯矩，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：总结工程中常见梁的弯曲。 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） 梁的内力课程深入探讨了梁在各种荷载作用下的内力分布，包括弯矩、剪力和轴向力。课程通过理论讲解和实例分析，帮助学生掌握计算方法，理解不同梁形式如简支梁、连续梁和悬臂梁的内力特点，以及荷载类型对内力的影响，为结构设计和分析打下坚实基础。 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.简述单跨简支梁在均布荷载作用下的最大弯矩如何计算。 2.描述悬臂梁在自由端施加集中荷载时的内力变化。 3.连续梁在中间支座处的内力与简支梁相比有何特点？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在梁的内力教学中，我发现学生对于理论概念的掌握尚可，但在实际应用中存在困难，尤其是在处理复杂荷载和多种梁形式时。未来教学应增加更多实际案例和互动环节，以提高学生的实践操作能力，并利用图形化工具辅助理解，同时加强对荷载路径和内力传递机制的深入讲解，以增强学生的设计分析能力。 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 $$