材料力学教案设计.pdfVIP

材料力学教案设计

一、课题

材料力学基础概念与拉伸压缩性能

二、教学目标

1.知识与技能目标

-学生能够理解材料力学中的基本概念，如应力、应变等。

-掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能指标，如屈服强度、抗拉

强度等。

2.过程与方法目标

-通过实验探究和小组讨论，培养学生的观察能力、分析问题和

解决问题的能力。

3.情感态度与价值观目标

-激发学生对材料力学的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度。

三、教学重点难点

1.教学重点

-应力、应变概念的理解。

-材料拉伸和压缩试验中各项性能指标的含义和测定方法。

2.教学难点

-对应力、应变概念的深入理解以及两者之间的关系。

-正确解读材料拉伸和压缩试验的应力-应变曲线。

四、教学方法

探究式学习法、小组合作学习法

五、教材分析

材料力学教材通常先引入基本概念，然后通过具体的实验现象来

阐述材料的力学性能。在这部分内容中，应力和应变的概念是后

续学习材料强度、刚度等性能的基础。教材中对于拉伸和压缩试

验的描述较为详细，包括试验设备、试验步骤以及对试验结果的

分析。然而，这些概念比较抽象，对于初学者来说较难理解，需

要通过直观的实验和深入的讨论来帮助学生掌握。

六、教学过程

1.导入（10分钟）

-教师展示一些生活中的实例，如桥梁、建筑结构等的图片。

-教师提问：“同学们，你们看这些结构能够承受很大的重量而

不损坏，大家想知道这是为什么吗？这就和我们今天要学习的材

料力学有关。”

-学生可能会回答一些简单的想法，如材料结实等。

-教师接着说：“那到底什么样的材料算结实呢？我们需要一些

具体的指标来衡量，这就是我们今天要探究的内容。”

2.基本概念探究（25分钟）

-教师分发一些简单的材料样本（如小的金属棒、塑料条等）给

各个小组。

-教师提出问题：“当我们对这些材料施加外力时，材料内部会

发生什么变化呢？”

-学生分组进行简单的拉伸和压缩实验（手动轻微拉伸或压

缩），观察材料的变形情况。

-教师引导学生思考：“我们如何来描述材料内部的受力情况和

变形程度呢？这就引出了应力和应变的概念。”

-教师在黑板上写出应力的公式\(\sigma\frac{F}{A}\)（其中

\(F\)是外力，\(A\)是横截面积），并解释应力是单位面积上的

内力。

-教师接着写出应变的公式\(\varepsilon\frac{\Delta

l}{l}\)（其中\(\Deltal\)是长度变化量，\(l\)是原始长

度），并说明应变是材料的相对变形量。

-教师与学生互动：“同学们，现在大家根据我们刚才做的小实

验，结合这两个公式，计算一下你们手中材料的应力和应变大概

是多少。”

-学生进行计算，教师在各小组间巡视，解答学生的疑问。

3.材料拉伸和压缩性能探究（30分钟）

-教师播放一段材料拉伸和压缩试验的视频（标准试验过程）。

-教师提问：“在这个视频中，大家看到了哪些现象？试验过程

中都记录了哪些数据？”

-学生分组讨论并回答，可能会提到材料的伸长、断裂等现象，

以及力和变形的数据记录。

-教师进一步引导：“那这些数据有什么意义呢？我们如何根据

这些数据来评价材料的性能呢？”

-教师在黑板上画出典型的应力-应变曲线，并讲解曲线上各

个关键点的含义，如屈服点对应的屈服强度\(\sigma_s\)，表示

材料开始产生明显塑性变形的应力；抗拉强度\(\sigma_b\)，是

材料在断裂前所能承受的最大应力等。

-教师与学生互动：“同学们，现在我们再来看一下手中的材料

样本，大家根据刚才学到的知识，推测一下如果对它们进行标准

的拉伸或压缩试验，它们的应力-应变曲线可能会是什么样

的？”

-学生分组进行推测和讨论，然后每个小组派代表向全班汇报。

4.总结与归纳（15分钟）

-教师引导学生回顾本节课所学的内容，包括应力、应变的概

念，材料拉伸和压缩试验中的性能指标等。

-教师提问：“通过今天的学习，大家对材料力学有了哪些新的

认识？还有哪些疑问？”

-学生回答自己的收获和疑问，教师进行补充和解答。

七、作业设计

让学生收集生活中不同材料（如木材、陶瓷、金属等）的制品，

然后根据本节课所学的应力和应变概念以及材料拉伸和压缩性能

知识，分析这些材料在其制品中的应用合理性。要求学生写成一

篇小报告，包括材料的性能分析、制品对材料性能的要求等内

容。

八、结语

同学们，今天我们一起探究了材料力学中的基