理工程科非力学专业力学基础课程教学要求2(定稿)doc-

1高教研究与评估简报总第42期高教研究与评估中心主办（2009年第8期）二○○九年十月编者按：为了进一步推动高等教育教学改革，不断提高人才培养质量，引导高等学校学科专业的教学改革和建设，指导学科专业评估，教育部高等学校教学指导委员组织理工科各教学指导委员会对各专业的教学基本要求作了规范。上期简报全文转发了力学教学指导委员力学基础课程教学指导分委员会发布的《理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求》（试行）的第一部分，本期继续全文转载第二部分，以供相关学院领导、教师制订教学计划和组织教学时参考，也供学校各级领导、相关部门和广大教职工借鉴。理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求(试行)(Ⅱ)力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会为了进一步推动高等教育教学改革，不断提高人才培养质量，教育部高等教育司组织理工科各教学指导委员会以研究课题立项的方式，开展各学科专业发展战略研究，制定学科专业教学规范和编制课程教学基本要求，引导高等学校学科专业的教学改革和建设，指导学科专业评估。2003年12月根据教育部高等教育司《关于理工科各教学指导委员会研究课题立项的通知》（教高司函[2003]141号）文件精神，2000—2005年教育部高等学校非力学专业力学基础课程教学指导分委员会在高教司的指导下，立项研究制定非力学专业力学基础课程（理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、流体力学与水力学）教学基本要求，并完成了各门课程的教学基本要求的初稿。2006年教育部新一届教学指导委员会成立后，2006—2010年教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员2会按照教育部高教司《关于批准高等理工教育教学改革与实践项目立项的通知》（教高司函[2005]246号）文件精神，立项进一步修订力学基础课程教学基本要求。2007年7月19日教育部高等教育司又召开了高等学校理工科教学指导委员会专业规范研制工作会议，部署理工科专业规范及基础课程教学基本要求研制工作。力学基础课程教学指导分委员会根据会议精神，在上一届教指委研究成果的基础上，充分征求不同层次学校第一线教师的意见及有丰富教学经验的专家的意见，对非力学专业力学基础课程的教学基本要求做了进一步完善。这里印发的《理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求》（试行）（以下简称《基本要求》）就是由两届力学基础课程教学指导分委员会历时5年制定的12份教学指导性文件。研制指导性专业规范与教学基本要求是推动教学内容和课程体系改革的切入点，是研究本科专业教学内容应该达到的基本要求。力学教学指导委员会充分考虑《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》的要求，并且把多年来的教学改革成果吸收到专业规范与教学基本要求中，以期推动教学内容和课程体系不断改革，形成专业建设和教学改革的新机制。《基本要求》是教育部下文指示批准教学指导委员会立项编制的教学指导性文件，是对非力学专业力学基础课程教学的最低要求，在每门课程的教学基本要求中都给出了课程的建议学时，供各高等学校在制定课程教学计划时作为参考的依据，希望各高校力学基础课程的学时都不低于这一建议学时数。不同层次的学校在最低要求的基础上增加本校的要求，制定本校的教学的质量标准，体现本校的办学定位和办学特色。弹性力学课程教学基本要求一、课程的性质和任务本课程是土木工程、水利工程等专业的一门必要的专业基础课。本课程的任务是在理论力学和材料力学等课程的基础上，学习和掌握弹性力学的基本概念、基本方程和基本解法，了解弹性力学的一些问题的基本解答及解决工程实际问题的数值解法。二、课程的基本内容和要求1．进一步理解体力、面力、应力、应变和位移的基本概念，了解弹性力学的基本假定。32．掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，熟悉弹性力学平面问题的基本方程，能正确地列出边界条件，能正确地应用圣维南原理。3．掌握按应力求解和按位移求解的思路和方法。4．理解平面问题逆解法和半逆解法的基本思路。5．通过实例，理解位移单值条件和孔边应力集中等概念。6．理解变形体虚位移原理，通过平面问题常应变三角形单元的分析，初步掌握有限元法的基本原理及计算步骤。7．了解空间问题的基本方程和边界条件。三、能力培养的要求1．分析能力对工程实际中的弹性力学问题，能够区分空间问题和平面问题，对简单平面问题能建立合理的计算模型。2．演算能力（1）能够确定艾雷应力函数中未知部分，计算应力、应变和位移。（2）具有用有限元法计算简单的平面问题的初步能力。3．自学能力（1）具有进一步学习弹性力学其他内容的能力。（2）具有查阅有关弹性力学应力分析手册、资料和文献的能力。四、几点说明1．建议学完有限元法之后，课外安排适当的机时上机实习。各校也可将有限元法单独设课，或与其他课程的有关内容合并设课。2．学校可根据专业需要选讲薄板弯曲问题、能量原理、差分解法或者其他有关的专题。3．根据近年对全国几十所院校的统计资料，课内学时宜在32至46之间。4工程流体力学课程教学基本要求（机械类）一、课程的性质和任务工程流体力学是机械类各专业的一门主要技术基础课程，通过各个教学环节，使学生掌握流体力学的基本知识，学会有关的计算和实验技能，为学习专业课和从事专业技术工作打下必要的基础。二、课程的基本内容和要求理论教学内容和要求本课程的教学内容大体分为以下两个部分：各专业的通用部分和不同专业的选定部分（各专业依要求和学时数的差别可自行选定其中某些内容）。通用部分和选定部分共同组成各个专业的教学基本要求。1．各专业的通用部分(1)流体及其物理性质理解流体及其连续介质概念、流体的压缩性和粘性、牛顿内摩擦定律，了解作用在流体上的力。(2)流体静力学理解流体静压强，了解流体平衡微分方程式，掌握流体的绝对和相对平衡，掌握流体静压强的计测和表示方法，了解平面、曲面上的流体总压力。(3)流体动力学基础了解描述流体运动的方法，理解流体运动中的流线、流量等基本概念，掌握连续性方程、伯努利方程和动量方程及其应用，理解流体微团运动分析＊和纳维－斯托克斯方程＊。(1)相似原理和量纲分析理解相似的概念和相似准则，掌握量纲分析方法及其初步运用。(2)流动阻力和能量损失掌握圆管层流基本规律，了解紊流的机理和脉动、时均化和混合长度理论，掌握管路沿程损失和局部损失的计算，了解孔口、管嘴出流的水力计算和管中的水击现象＊。(3)气体的一元流动5理解声速和马赫数概念，掌握一元气流基本方程、气流速度与流道截面积的关系、几何喷管计算，了解激波和膨胀波概念＊。1．不同专业的选定部分(1)缝隙流动掌握平行平板、平行圆盘间的缝隙流动，了解倾斜平板间的缝隙流动。(2)平面势流和旋涡流动理解速度势函数和流函数、速度环量和涡量概念，理解势流叠加方法和圆柱绕流，了解库塔－儒科夫斯基升力定理。(3)边界层和绕流阻力掌握边界层概念，理解边界层分离和物体阻力概念。(4)泵与风机掌握离心泵与风机的工作原理，了解其结构、工作参数、性能、工况点及选型方法，了解汽蚀现象及其防护措施。实验教学内容和要求实验（包括量测和演示）是本课程的重要组成部分。电教录像是本课程的有力教学手段。量测实验项目可以是：流体静力学实验，压强、流速、流量测定实验，动量定理实验，伯努利方程实验，沿程、局部阻力系数测定实验，气流阻力测定实验，离心泵或风机性能曲线测绘实验等。演示实验项目可以是：雷诺实验，流线演示，涡旋或涡街演示＊，孔口管嘴出流演示，水击演示＊，边界层演示＊，水电比拟＊，流动参数测定仪表演示，流体力学实验教学录像等。各校根据设备条件，应确定2～3个必做的量测试验和部分演示实验，通过学生自己动手操作，使其掌握压强、流速、流量等测定方法，具有整理实验数据和编写实验报告的能力。各校应创造条件增加电化教学和现代化的量测手段。习题要求要求学生对流体静压强、连续性方程、伯努利方程、动量方程、流动能量损失及管路系统等方面的习题能独立分析，正确求解。多学时类型专业可以适当增加平面势流、泵和风机等方面的习题。6总习题数不得少于30～40个。三、几点说明本基本要求只包括少学时各专业工程流体力学课程的最低要求。1．教学基本要求是一项教学指导性文件，它是作为工科本科学生学习本课程合格必须达到的要求。它是各校制订教学计划和教学大纲的依据，也是编写相应教材和进行课程教学质量评估的依据。2．根据教学改革的精神，按照精选内容、打好基础、加强实践、培养能力的改革方向，各校可以制定相应的教学大纲，以保证教学基本要求的贯彻实施。有条件的院校在教学大纲的深广度方面可以高于教学基本要求。3．本教学基本要求只规定内容和范围，教学和教材体系可由各校自行安排。4．在贯彻教学基本要求时，既要加强理论知识的学习，又要强调对学生自学能力、计算能力、分析和解决实际问题能力的培养。5．重视实验环节。量测实验应使学生掌握实验原理和方法，自己动手操作，整理实验数据，编写实验报告。演示实验和电化教学手段是教学中的有机组成部分，应创造条件予以运用。6．重视习题作业环节。习题不得少于规定的数量。选题要注意覆盖面，某些题目应该有适当的难度。7．在国内试题库逐步完善的条件下，希望采用试题库进行考试，检查教学质量，保证教学基本要求。8．本课程建议学时40～60学时。注：“＊”号的内容可根据各校具体情况选学工程流体力学课程教学基本要求（能源动力类）一、课程的性质和任务工程流体力学课程是能源动力、环境等类学科的主干技术基础课程。是力学的一个重要分支，与大量的工程实际问题联系密切，是学习相关专业课程和专业发展不可缺少的技术基础理论。7通过本课程的学习培养学生分析解决问题的能力和实验技能,为学习后续课程、从事工程技术工作、科学研究、开拓新的技术领域打下坚实的基础。二、课程的基本内容和要求理论教学内容和要求1．绪论理解连续介质模型、流体的压缩性、流体粘性的概念，了解理想流体、实际流体的概念、液体的表面性质。掌握牛顿内摩擦定律、作用在流体上的力、流体力学中的量纲和单位。2．流体静力学理解流体静压强及其特性。掌握静力学基本方程、等压面以及静止液体中压强的计算和总压力的计算。3．流体动力学基本方程了解研究流动的两种方法。掌握流动类型、系统和控制体的概念、N－S方程、连续性方程、伯努利方程、动量方程、动量矩方程及其物理意义和应用。4．不可压缩流体的流动理解粘性流体运动的两种状态及判别准则，掌握圆管中的层流运动规律。理解紊流切应力和普朗特混合长理论。理解沿程、局部损失及系数的变化，掌握沿程、局部损失的计算。掌握管道的水力计算。了解气穴、气蚀、孔口、管嘴问题。5．可压缩流体的一元流动理解声速、马赫数的概念和微弱扰动波的传播。掌握一元等熵气流的基本方程和几何喷管设计工况的流动计算。6．相似原理和量纲分析理解流动的力学相似、动力相似准则数及近似模型实验。掌握量纲分析法。7．不可压缩理想流体的流动理解流体微团的运动分析，理解有旋流动和无旋流动的概念、理想流体的运动微分方程及其积分、涡流的基本概念，理解速度势和流函数及其特性。掌握势流叠加和无环量有环量圆柱体的绕流问题。8．边界层理论8理解边界层概念、边界层微分方程。掌握边界层动量积分关系式、平板边界层的计算方法。了解曲面边界层及其分离现象。了解绕流物体的阻力、边界层控制。了解粘性流体小雷诺数下的绕流问题。了解自由淹没射流。9．可压缩流体流动理解马赫波及其形成。理解激波的概念及其前后参数关系。了解激波的相交和反射、激波与边界层的干扰。了解喷管的变工况流动和高速流中的皮托管问题。理解摩擦管流和热交换管流。10．流动测量技术掌握流速、压强、流量、测量技术，了解常规测量仪器的使用和流场显示技术。11．绕机翼和叶栅的流动理解机翼的概念及其气动特性，理解叶栅的概念及其气动特性。了解平面叶栅的解法。12．流体力学进展了解流体力学在各研究领域的进展情况。实践教学内容和要求1．实验通过演示和量测实验了解机翼、圆柱等物体的绕流特性。掌握测量压强、流速、流量、沿程损失系数、局部损失系数、边界层速度分布、翼型或圆柱体表面压强分布的方法。了解流体绕流不同形状物体时旋涡流场的图谱和不同孔口管嘴