西安鐵路職業(yè)技術學院教師課時授課計劃課程名稱《工程力學》授課學時2學時授課班級鐵道工程技術（高職一年級）班級人數(shù)XX授課地點XX授課形式線上線下混合教學教學課題11超靜定結構分析教材資源選用教材：“十二五”國家規(guī)劃教材《土木工程力學（第三版）》高等教育出版社，王秀麗主編，2024年出版。參考教材：《工程力學》王建中主編人民交通出版社，2011年出版。教學目標知識目標了解力法的基本思路、基本未知量；了解基本力法方程；了解超靜定結構在工程中的應用。能力目標能夠掌握基本力法方程；能夠把超靜定問題轉(zhuǎn)化為靜定問題。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生熱愛祖國、勇于承擔使命；培養(yǎng)學生嚴謹仔細、認真細心的品質(zhì)。教學重點重點內(nèi)容超靜定結構在工程中的應用突破措施動畫演示加深理解通過視頻演示，加深學生對超靜定結構在工程中應用的理解。教學難點難點內(nèi)容基本力法方程超靜定結構在工程中的應用突破措施翻轉(zhuǎn)課堂教師講解部分知識點后，引導學生自己推導出后續(xù)的方程。動畫演示加深理解通過視頻演示，加深學生對超靜定結構在工程中應用的理解。教學策略教法學法自主探究法、翻轉(zhuǎn)課堂法、小組合作法等。教學資源（自建）在線開放課、知到APP、智慧職教云、力學小實驗、演示動畫、微課、PPT、文本、圖片等。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容課程思政融入點課前自學教師推送在線開放課中《樓蓋主梁》和《力法原理》的視頻講解，幫助學生預習知識。教師推送課前習題，掌握學生課前預習情況，以便及時調(diào)整教學策略。逐步養(yǎng)成學生自主學習的能力，提高學生主觀學習的能動性。教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容課程思政融入點新課引入點評課前作業(yè)，讓學生記錄課前作業(yè)中出現(xiàn)的問題，有針對性地聽課；以武漢長江大橋、唐山地震遺址圖片引入新課。培養(yǎng)學生分析問題、總結問題的能力；激發(fā)學生對力學知識的好奇，提升學習興趣。超靜定結構（約）1.超靜定結構——由于有多余約束，其反力、內(nèi)力不能由靜力平衡條件全部確定的結構。2.特征——幾何不變，有多余約束。3.超靜定結構的類型4.超靜定次數(shù)確定（1）超靜定次數(shù)——結構多余約束或多余未知力的數(shù)目，即為超靜定次數(shù)。（2）確定超靜定次數(shù)的方法——通過去掉多余約束來確定。（去掉n個多余約束，即為n次超靜定）。（3）去掉（解除）多余約束的方式a、去掉或切斷一根鏈桿——去掉1個約束（聯(lián)系）；b、去掉一個單鉸——去掉2個約束；c、切斷剛性聯(lián)系或去掉一個固定端——去掉3個約束；d、將剛性連結改為單鉸——去掉1個約束。（4）框格法n=3fn=3f-h超靜定結構是有多余約束的幾何不變體系。武漢長江大橋之所以在戰(zhàn)爭中經(jīng)過猛烈轟炸后還可以抵御破壞，就是因為其有多余約束。引導學生平時在做事時最好多準備幾套方案，這樣即使一種思路行不通，也可以換另一種思路。一、力法的基本概念1.解題思路——將超靜定問題轉(zhuǎn)化為靜定問題求解2.解題步驟以圖單跨超靜定梁來說明。（1）確定超靜定次數(shù)本題具有一個多余約束，原結構為一次超靜定結構。（2）取基本體系去掉多余約束（鏈桿B），代之以多余未知力X1。X1——稱為力法的基本未知量。（3）求基本未知量X11建立變形協(xié)調(diào)方程：基本體系與原結構在去掉多余約束處沿多余未知力方向上的位移應一致。Δ11：由多余未知力X1單獨作用時，基本結構B點沿X1方向產(chǎn)生的位移Δ1P：由荷載q單獨作用時，基本結構B點沿X1方向產(chǎn)生的位移由于X1是未知的，Δ11無法求出為此令：為單位力時，在B處沿X1方向產(chǎn)生的位移。式：可改寫成：——一次超靜定結構的力法方程，式中被稱為系數(shù)和自由項，可用求解靜定結構位移的方法求出。二、力法典型方程計算和作圖時提醒學生嚴謹認真，工程上因為粗心大意引起的事故非常多，造成的危害非常大。因此我們不管在做題時還是平時生活中都應保持嚴謹認真的態(tài)度，杜絕一切因粗心而導致的危害發(fā)生。超靜定結構有多余聯(lián)系，與靜定結構相比，有如下優(yōu)點：內(nèi)力、位移分布均勻，峰值小。具備抵御戰(zhàn)爭、地震破壞的防護能力。因此，超靜定結構在工程中得到廣泛應用。下圖所示為武漢長江大橋的三跨一聯(lián)的鋼桁梁，有兩個多余支座鏈桿，桁架內(nèi)部有三根多余桿件，為5次超靜定結構。在《武漢長江大橋技術總結》中，有這樣一段文字：“這里，可以指出連續(xù)梁，特別是內(nèi)在超靜定的桁架，對于抵御破壞的優(yōu)越性。在戰(zhàn)爭中，有些連續(xù)梁的大橋，雖經(jīng)猛烈轟炸，許多主桿折斷，仍能保持全部桁架不墜。經(jīng)采用千斤頂調(diào)整墩上反力，輔以臨時排架上的千斤頂外力，依次使受損桿件內(nèi)力為零。在此時，換入正確長度的新桿件，使修好后的鋼梁，在結構形式上回復原狀。所示為通過超靜定結構分析，培養(yǎng)學生自主學習的能力。通過對《武漢長江大橋技術總結》中連續(xù)梁橋經(jīng)受戰(zhàn)爭依然屹立不倒的故事，號召學生勇于承擔使命，永葆家國情懷，熱愛祖國，不懼困難。超靜定次數(shù)確定（1）超靜定次數(shù)——結構多余約束或多余未知力的數(shù)目，即為超靜定次數(shù)。（2）確定超靜定次數(shù)的方法——通過去掉多余約束來確定。（3）去掉（解除）多余約束的方式a、去掉或切斷一根鏈桿——去掉1個約束（聯(lián)系）；b、去掉一個單鉸——去掉2個約束；c、切斷剛性聯(lián)系或去掉一個固定端——去掉3個約束；d、將剛性連結改為單鉸——去掉1個約束。（4）框格法n=3fn=3f-h引導學生不管在做題時還是平時生活中都應保持嚴謹認真的態(tài)度，杜絕一切因粗心而導致的危害發(fā)生。號召學生勇于承擔使命，永葆家國情懷，熱愛祖國，不懼困難。教學環(huán)