工程力学(Engineering mechanics)课程基本信息实验学时：0课程编号：02021602课程总学时：48课程性质：必修课程属性：专业类开设学期：第6学期课程负责人：杨建涛课程团队：杨建涛范宇杰授课语言：中文适用专业：环境工程对先修的要求：高等数学、线性代数、环境工程CAD、环境工程原理对后续的支撑：流体力学、管道工程、水污染控制工程主人：杨建涛审核人：张发文大纲制定（修订）日期2023.6一、课程的教学理念、性质、目标和任务工程力学属非机类工科学生公共基础课。该课程以培养创新研究型人才为目的，本课程通过课堂教学使学生掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本分析方法：培养工程力学问题的分析和计算能力；尤其注重培养学生从工程实际中提出、研究、解决力学问题的能力，培养科学思维方法。通过本课程的学习应使学生对工程力学的基本概念、基本理论、基本方法有较扎实的理解。课程主要内容包括刚体静力学、流体静力学和变形体静力学的基本概念、基本理论、基本方法及其应用。以力的平衡、变形的儿何协调、力与变形间的物理关系为研究主线，使学生建立对工程力学的清晰的整体认识。在培养严密的演绎思维的同时，尤其注重通过力学知识的学习，启发、培养学生的综合与扩散、求同与辩异等归纳和研究型思维：在学习理论知识的同时，注重通过工程实际案例培养学生分析解决工程问题的研究性思维。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑支撑毕业要求指序号毕业要求课程目标标点目标1：通过学习工程力学基本知识，掌握刚体静力学、流体静力学和变形体静力学的基本概念、基本理论、基本方法及其应用。对刚体静力学基本概念与理论、静力平衡问题，属刚体静力学进行系统学习和掌握。熟练掌握力：力偶：约束与约束反1力：受力图：平面力系的平衡条件。理解并能够掌握平面力系的平衡问题：含摩擦的平衡问题（简要介绍）：平面桁架；空间力系的平衡问题。通过力学知识的学习以及工程实例的了解，增强学生的工程意识，培养学生的工程理念。目标2：掌握变形体静力学基础、材料的力学性能、强度与连接件设计，结合杆的拉压阐述变形体静力学的基本概念、基本理论与研究方法。对变形体静力学的一般分析方法，变形体静力222学分析，应力集中的概念进行理解和掌握。了解不同材料拉伸压缩时的机械性能，能够构建应力一应变曲线的理想化模型。能够进行拉压杆件的强度设计，剪切及其实用计算，挤压及其6
6 工程力学 （Engineering mechanics） 课程基本信息 课程编号：02021602 课程总学时：48 实验学时：0 课程性质：必修 课程属性:专业类 开设学期：第 6 学期 课程负责人：杨建涛 课程团队：杨建涛 范宇杰 授课语言：中文 适用专业：环境工程 对先修的要求：高等数学、线性代数、环境工程 CAD、环境工程原理 对后续的支撑：流体力学、管道工程、水污染控制工程 主撰人：杨建涛 审核人： 张发文 大纲制定（修订）日期 2023.6 一、课程的教学理念、性质、目标和任务 工程力学属非机类工科学生公共基础课。该课程以培养创新研究型人才为目的，本课 程通过课堂教学使学生掌握工程力学的基本概念、基本理论和基本分析方法；培养工程力 学问题的分析和计算能力；尤其注重培养学生从工程实际中提出、研究、解决力学问题的 能力，培养科学思维方法。 通过本课程的学习应使学生对工程力学的基本概念、基本理论、基本方法有较扎实的 理解。课程主要内容包括刚体静力学、流体静力学和变形体静力学的基本概念、基本理论、 基本方法及其应用。以力的平衡、变形的几何协调、力与变形间的物理关系为研究主线， 使学生建立对工程力学的清晰的整体认识。在培养严密的演绎思维的同时，尤其注重通过 力学知识的学习，启发、培养学生的综合与扩散、求同与辩异等归纳和研究型思维；在学 习理论知识的同时，注重通过工程实际案例培养学生分析解决工程问题的研究性思维。 二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑 序号 课程目标 支撑毕业要求指 标点 毕业要求 1 目标 1：通过学习工程力学基本知识, 掌握刚体静力学、流体静 力学和变形体静力学的基本概念、基本理论、基本方法及其应 用。对刚体静力学基本概念与理论、静力平衡问题，属刚体静 力学进行系统学习和掌握。熟练掌握力；力偶；约束与约束反 力；受力图；平面力系的平衡条件。理解并能够掌握平面力系 的平衡问题；含摩擦的平衡问题（简要介绍）；平面桁架；空间 力系的平衡问题。通过力学知识的学习以及工程实例的了解， 增强学生的工程意识，培养学生的工程理念。 1 1 2 目标 2：掌握变形体静力学基础、材料的力学性能、强度与连接 件设计，结合杆的拉压阐述变形体静力学的基本概念、基本理 论与研究方法。对变形体静力学的一般分析方法，变形体静力 学分析，应力集中的概念进行理解和掌握。了解不同材料拉伸 压缩时的机械性能，能够构建应力—应变曲线的理想化模型。 能够进行拉压杆件的强度设计，剪切及其实用计算，挤压及其 2 2
实用计算以及连接件的强度设计。通过对上述内容的学习，增强学生的工程意识，培养学生可持续发展的理念，激发学生的爱国主义情操。目标3：通过工程力学的学习，应熟练掌握圆轴的扭转问题、梁的平面弯曲、强度理论与组合变形问题，并能够进一步利用变形体静力学基本方法研究各种变形体力学问题。了解扭转的概念和实例，能够绘制扭矩与扭矩图，能够解决静不定问题和弹塑性问题。能够用截面法作梁的内力图：利用平衡微分方程作34梁的内力图，了解梁的弯曲静不定问题和弹塑性问题。通过本门课程学习，能够准确判断应力状态，掌握组合变形的分析方法。学生最终具有基础理论知识扎实，技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点。三、教学内容及进度安排课内学生学习支撑序号教学内容教学方式学时课程目标预期成果第一章绪论了解什么是力学；力学与了解：力学的工程的关系：学科分类：基本基本概念概念与基本方法理解：力学与1、PPT辅助讲授：工程的关系：力学2、结合工程实际应用教学重点和难点：的学科分类12进行讲解：教学重点：力学与工程的掌握：工程力关系，基本概念与基本方法学的基本概念与基本方法教学难点：帮助学生理清工程力学的基本概念与基本方法第二章刚体静力学基本概了解：力与力念与理论偶的定义了解和掌握力：力偶；约理解：约束与1、PPT辅助讲授；束与约束反力：受力图：平面约束反力2、结合工程实际应用力系的平衡条件掌握：平面力6进行讲解：12教学重点和难点：系的平衡条件3、专题讨论：教学重点：刚体静力学基熟练掌握：正本概念确绘制受力图教学难点：判断约束与约束反力：画受力图第三章静力平衡问题了解：含摩擦1、PPT辅助讲授：熟练掌握平面力系的平的平衡问题2、结合工程实际应用3进行讲解：衡问题：含摩擦的平衡问题理解：平面桁61架3、专题讨论；（简要介绍）：平面桁架：空间力系的平衡问题掌握：平面力系7
7 实用计算以及连接件的强度设计。通过对上述内容的学习，增 强学生的工程意识，培养学生可持续发展的理念，激发学生的 爱国主义情操。 3 目标 3：通过工程力学的学习,应熟练掌握圆轴的扭转问题、梁 的平面弯曲、强度理论与组合变形问题，并能够进一步利用变 形体静力学基本方法研究各种变形体力学问题。了解扭转的概 念和实例，能够绘制扭矩与扭矩图，能够解决静不定问题和弹 塑性问题。能够用截面法作梁的内力图；利用平衡微分方程作 梁的内力图，了解梁的弯曲静不定问题和弹塑性问题。通过本 门课程学习，能够准确判断应力状态，掌握组合变形的分析方 法。学生最终具有基础理论知识扎实，技术应用能力强、知识 面较宽、素质高等特点。 4 4 三、教学内容及进度安排 序号 教学内容 学生学习 预期成果 课内 学时 教学方式 支撑 课程目标 1 第一章 绪论 了解什么是力学；力学与 工程的关系；学科分类；基本 概念与基本方法 教学重点和难点： 教学重点：力学与工程的 关系，基本概念与基本方法 教学难点：帮助学生理清 工程力学的基本概念与基本 方法 了解：力学的 基本概念 理解：力学与 工程的关系；力学 的学科分类 掌握：工程力 学的基本概念与基 本方法 2 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 1 2 第二章 刚体静力学基本概 念与理论 了解和掌握力；力偶；约 束与约束反力；受力图；平面 力系的平衡条件 教学重点和难点： 教学重点：刚体静力学基 本概念 教学难点：判断约束与约 束反力；画受力图 了解：力与力 偶的定义 理解：约束与 约束反力 掌握：平面力 系的平衡条件 熟练掌握：正 确绘制受力图 6 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 3、专题讨论； 1 3 第三章 静力平衡问题 熟练掌握平面力系的平 衡问题；含摩擦的平衡问题 （简要介绍）；平面桁架；空 间力系的平衡问题 了解：含摩擦 的平衡问题 理解：平面桁 架 掌握：平面力系 6 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 3、专题讨论； 1
教学重点和难点：的平衡问题和空间教学重点：分析平面力系力系的平衡问题的平衡教学难点：平面桁架与空间力系的平衡问题第四章变形体静力学基础了解：变形体掌握变形体静力学的一般分析方法：基本假设：内力、静力学的基本假截面法；杆件的基本变形：杆设：内力、截面法的轴向拉伸和压缩：一点的应以及应力集中的概1、PPT辅助讲授；力和应变：变形体静力学分念2、结合工程实际应用462析：应力集中的概念进行讲解：理解：杆件的教学重点和难点：基本变形；杆的轴教学重点：变形体静力学向拉伸和压缩：分析掌握：变形体教学难点：杆的轴向拉伸静力学分析方法和压缩了解：材料的力学第五章材料的力学性能性能的基本概念，了解并掌握低碳钢拉伸真应力与真应变的定义。应力一应变曲线：不同材料拉伸压缩时的机械性能：真应理解：低碳钢1、PPT辅助讲授：力、真应变：应力一应变曲线拉伸应力一应变曲2、结合工程实际应用线5的理想化模型6进行讲解：2教学重点和难点：掌握：不同材3、专题讨论：教学重点：画低碳钢拉伸料拉伸压缩时的机应力一应变曲线械性能教学难点：分析不同材料熟练掌握：应力拉伸压缩时的机械性能一应变曲线的理想化模型第六章强度与连接体设计了解：强度条件掌握强度条件和安全系数；拉压杆件的强度设计；剪和安全系数1、PPT辅助讲授：切及其实用计算：挤压及其实理解：连接件强2、结合工程实际应用用计算：连接件的强度设计度设计和拉压杆件266进行讲解：教学重点和难点：的强度设计3、专题讨论：教学重点：连接件的强度掌握：剪切及其设计，拉压杆件的强度设计实用计算和挤压及教学难点：剪切及其实用其实用计算方法计算和挤压及其实用计算：第七章圆轴的扭转了解：扭转的概1、PPT辅助讲授；37了解扭转的概念和实例。念，静不定问题和弹62、结合工程实际应用掌握扭矩与扭矩图：圆轴扭转塑性问题进行讲解：8
8 教学重点和难点： 教学重点：分析平面力系 的平衡 教学难点：平面桁架与空 间力系的平衡问题 的平衡问题和空间 力系的平衡问题 4 第四章 变形体静力学基础 掌握变形体静力学的一 般分析方法；基本假设；内力、 截面法；杆件的基本变形；杆 的轴向拉伸和压缩；一点的应 力和应变；变形体静力学分 析；应力集中的概念 教学重点和难点： 教学重点：变形体静力学 分析 教学难点：杆的轴向拉伸 和压缩 了解：变形体 静力学的基本假 设；内力、截面法 以及应力集中的概 念 理解：杆件的 基本变形；杆的轴 向拉伸和压缩； 掌握：变形体 静力学分析方法 6 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 2 5 第五章 材料的力学性能 了解并掌握低碳钢拉伸 应力—应变曲线；不同材料拉 伸压缩时的机械性能；真应 力、真应变；应力—应变曲线 的理想化模型 教学重点和难点： 教学重点：画低碳钢拉伸 应力—应变曲线 教学难点：分析不同材料 拉伸压缩时的机械性能 了解：材料的力学 性能的基本概念， 真应力与真应变的 定义。 理解：低碳钢 拉伸应力—应变曲 线 掌握：不同材 料拉伸压缩时的机 械性能 熟练掌握：应力 —应变曲线的理想 化模型 6 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 3、专题讨论； 2 6 第六章 强度与连接体设计 掌握强度条件和安全系 数；拉压杆件的强度设计；剪 切及其实用计算；挤压及其实 用计算；连接件的强度设计 教学重点和难点： 教学重点：连接件的强度 设计，拉压杆件的强度设计 教学难点：剪切及其实用 计算和挤压及其实用计算； 了解：强度条件 和安全系数 理解：连接件强 度设计和拉压杆件 的强度设计 掌握：剪切及其 实用计算和挤压及 其实用计算方法 6 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 3、专题讨论； 2 7 第七章 圆轴的扭转 了解扭转的概念和实例。 掌握扭矩与扭矩图；圆轴扭转 了解：扭转的概 念，静不定问题和弹 塑性问题 6 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 3
时的应力和变形：圆轴扭转的理解：圆轴扭转强度条件和刚度条件：静不定时的应力和变形问题和弹塑性问题。掌握：画扭矩与教学重点和难点：扭矩图教学重点：圆轴扭转时的应力和变形以及圆轴扭转的强度条件和刚度条件教学难点：扭矩与扭矩图第八章梁的平面弯曲了解：梁的弯曲要求了解梁的弯曲静不静不定问题和弹塑定问题和弹塑性问题，掌握用性问题截面法作梁的内力图：利用平1、PPT辅助讲授：掌握：梁的应力衡微分方程作梁的内力图：梁2、结合工程实际应用与强度条件：梁的变38的应力与强度条件：梁的变6进行讲解；形问题形3、专题讨论：熟练掌握：教学重点和难点：用截面法作梁的内教学重点：判断梁的应力力图：利用平衡微分与强度条件：梁的变形问题方程作梁的内力图教学难点：作梁的内力图第九章应力状态、强度理论与组合变形了解：强度理论1、PPT辅助讲授：要求理解并掌握应力状理解：组合变形2、结合工程实际应用9态，强度理论和组合变形相关内容进行讲解：3教学重点和难点：掌握：能够分析3、专题讨论：教学重点：分析应力状态应力状态教学难点：理解组合变形四、课程思政在课程教学过程中以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持知识传授与价值引领相结合，运用可以培养大学生理想信念、价值取向、政治信仰、社会责任的题材与内容，全面提高大学生缘事析理、明辨是非的能力，让学生成为德才兼备、全面发展的人才。例如，在工程力学教学过程中，引入我国应用工程力学的众多案例，并对这些案例进行分析，培养学生工程意识。通过介绍众多工程力学前辈在领域内的贡献增强大学生民族自信心与自豪感。五、教材及参考资料1、选用教材：《工程力学》（第2版），陈传尧王元勋主编，高等教育出版社，2018年3月2、参考书：（1）《工程力学》，单辉祖谢传峰合编，高等教育出版社，2004年（2）《工程力学学习指导与解题指南》，范钦珊主编，清华大学出版社，2007年9
9 时的应力和变形；圆轴扭转的 强度条件和刚度条件；静不定 问题和弹塑性问题。 教学重点和难点： 教学重点：圆轴扭转时的 应力和变形以及圆轴扭转的 强度条件和刚度条件 教学难点：扭矩与扭矩图 理解：圆轴扭转 时的应力和变形 掌握：画扭矩与 扭矩图 8 第八章 梁的平面弯曲 要求了解梁的弯曲静不 定问题和弹塑性问题，掌握用 截面法作梁的内力图；利用平 衡微分方程作梁的内力图；梁 的应力与强度条件；梁的变 形； 教学重点和难点： 教学重点：判断梁的应力 与强度条件；梁的变形问题 教学难点：作梁的内力图 了解：梁的弯曲 静不定问题和弹塑 性问题 掌握：梁的应力 与强度条件；梁的变 形问题 熟练掌握： 用截面法作梁的内 力图；利用平衡微分 方程作梁的内力图 6 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 3、专题讨论； 3 9 第九章 应力状态、强度理论 与组合变形 要求理解并掌握应力状 态，强度理论和组合变形 教学重点和难点： 教学重点：分析应力状态 教学难点：理解组合变形 了解：强度理论 理解：组合变形 相关内容 掌握：能够分析 应力状态 4 1、PPT 辅助讲授； 2、结合工程实际应用 进行讲解； 3、专题讨论； 3 四、课程思政 在课程教学过程中以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持知识传授与价值引领 相结合，运用可以培养大学生理想信念、价值取向、政治信仰、社会责任的题材与内容，全面提 高大学生缘事析理、明辨是非的能力，让学生成为德才兼备、全面发展的人才。例如，在工程力 学教学过程中，引入我国应用工程力学的众多案例，并对这些案例进行分析，培养学生工程意识。 通过介绍众多工程力学前辈在领域内的贡献增强大学生民族自信心与自豪感。 五、教材及参考资料 1、选用教材： 《工程力学》（第 2 版），陈传尧 王元勋主编，高等教育出版社， 2018 年 3 月 2、参考书： （1）《工程力学》，单辉祖 谢传峰合编，高等教育出版社，2004 年 （2）《工程力学学习指导与解题指南》，范钦珊主编，清华大学出版社，2007 年
（3）《工程力学学习指导》，王元勋等编，高等教育出版社，2020年3、推荐网站（线上资源）：（1）中国大学M00C：https://www.icourses.cn/sCourse/course2562.html（2）中国大学MOOC：https://www.icourse163.org/course/HUST-1001515002?from=searchPage&outVendor=zwmoocpcssjg_六、教学条件有专业教师2名，多媒体教室等软、硬件条件具备，教学场地位于河南农业大学龙子湖校区繁塔楼，教学场地条件具备。七、课程考核、考核方式及成绩评定成绩评价依据及成绩比例(%)课程目标（支撑毕业要序号考核内容比例线上线答疑研求指标点）作业考试(%)讨下测试绪论刚体静力学基本概念目标1：（1)10251734与理论静力平衡问题变形体静力学基础210251734目标2：（2）材料的力学性能强度与连接件设计圆轴的扭转梁的平面弯曲3目标3：（4)1051632-应力状态、强度理论与组合变形1550100合计305注：各类考核评价的具体评分标准见《附录：各类考核评分标准表》八、考核结果分析反馈1.通过河南农业大学教务管理系统及班级微信、Q群以及线上、线下等途径发布反映学习成绩：同时听取学生对本课程学习的反馈。2.课程结束后由课程任课教师对整个教学过程进行评价，重点评价课程目标的达成情况，分析对毕业要求达成的支撑情况，对薄弱项进行原因分析，制定改进计划用于下一轮课程教学。10
10 （3）《工程力学学习指导》，王元勋等编，高等教育出版社，2020 年 3、推荐网站（线上资源）： （1）中国大学 MOOC： https://www.icourses.cn/sCourse/course_2562.html （2）中国大学 MOOC： https://www.icourse163.org/course/HUST-1001515002?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_ pcssjg_ 六、教学条件 有专业教师 2 名，多媒体教室等软、硬件条件具备，教学场地位于河南农业大学龙子湖校区 繁塔楼，教学场地条件具备。 七、课程考核、考核方式及成绩评定 序号 课程目标（支撑毕业要 求指标点） 考核内容 评价依据及成绩比例(%) 成绩 比例 作业 (%) 答疑研 讨 线上线 下测试 考试 1 目标 1：（1） 绪论 刚体静力学基本概念 与理论 静力平衡问题 10 2 5 17 34 2 目标 2：（2） 变形体静力学基础 材料的力学性能 强度与连接件设计 10 2 5 17 34 3 目标 3：（4） 圆轴的扭转 梁的平面弯曲 应力状态、强度理论与 组合变形 10 1 5 16 32 合计 30 5 15 50 100 注：各类考核评价的具体评分标准见《附录：各类考核评分标准表》 八、考核结果分析反馈 1. 通过河南农业大学教务管理系统及班级微信、QQ 群以及线上、线下等途径发布反映学习成 绩；同时听取学生对本课程学习的反馈。 2. 课程结束后由课程任课教师对整个教学过程进行评价，重点评价课程目标的达成情况，分 析对毕业要求达成的支撑情况，对薄弱项进行原因分析，制定改进计划用于下一轮课程教学