fortran結構力學課程設計一、課程目標

知識目標：

1.理解Fortran語言在結構力學問題中的應用，掌握其基本語法和編程技巧。

2.學習并掌握結構力學的基本理論知識，包括受力分析、應力應變計算等。

3.了解結構力學中的常見問題，如梁、板、殼體的受力分析，并能運用Fortran程序進行模擬計算。

技能目標：

1.能夠運用Fortran語言編寫結構力學相關程序，進行簡單結構模型的受力分析。

2.培養學生運用計算機輔助分析解決結構力學問題的能力，提高計算思維。

3.學會查閱相關資料，對Fortran程序進行調試和優化，提高問題解決效率。

情感態度價值觀目標：

1.培養學生對結構力學的興趣，激發學習熱情，增強對工程學科的認識和熱愛。

2.培養學生的團隊合作精神，學會在團隊中分工協作，共同解決問題。

3.增強學生的創新意識，鼓勵嘗試新方法解決問題，培養勇于挑戰的精神。

課程性質：本課程為高二年級的選修課程，結合Fortran語言和結構力學知識，注重培養學生的實際操作能力和問題解決能力。

學生特點：學生已具備一定的物理基礎和編程能力，對結構力學有一定了解，但對Fortran語言接觸較少。

教學要求：教師需采用案例教學，引導學生運用所學知識解決實際問題，注重理論與實踐相結合，提高學生的實際操作能力。同時，關注學生的個體差異，給予個性化的指導和支持。通過本課程的學習，使學生能夠達到以上所述的具體學習成果。

二、教學內容

1.Fortran語言基礎：變量定義、數據類型、運算符、控制結構（循環、分支）、數組、函數與子程序。

教材章節：第一章至第三章。

2.結構力學基本理論：

a.受力分析：平面力系、空間力系。

b.應力與應變：應力狀態、應變、胡克定律。

c.桿件受力分析：拉壓、剪切、扭轉、彎曲。

d.結構靜力學平衡方程。

教材章節：第四章至第六章。

3.結構力學問題建模與求解：

a.梁的受力分析：簡支梁、懸臂梁、連續梁。

b.板與殼體的受力分析：薄板理論、薄殼理論。

c.Fortran程序編寫與調試：結合實際問題，編寫結構力學分析程序。

教材章節：第七章至第九章。

4.實踐案例分析：

a.簡支梁受力分析案例。

b.橋梁結構受力分析案例。

c.建筑結構受力分析案例。

教學進度安排：共16課時，其中Fortran語言基礎占4課時，結構力學基本理論占6課時，結構力學問題建模與求解占4課時，實踐案例分析占2課時。教學內容需按照教學進度逐步展開，注重理論與實踐相結合，確保學生能夠扎實掌握所學知識。

三、教學方法

本課程將采用以下多樣化的教學方法，以激發學生的學習興趣和主動性：

1.講授法：教師通過生動的語言、形象的比喻和具體的案例，對Fortran語言基礎和結構力學基本理論進行系統講解，幫助學生建立完整的知識體系。

-結合教材章節，通過PPT、板書等形式進行直觀演示，便于學生理解和記憶。

2.討論法：針對結構力學問題建模與求解的過程，組織學生進行小組討論，鼓勵學生發表自己的觀點，培養學生的批判性思維和團隊協作能力。

-教師提出問題，引導學生從不同角度分析問題，促進學生之間的思想碰撞。

3.案例分析法：選取具有代表性的實踐案例，引導學生運用所學知識進行分析，培養學生解決實際問題的能力。

-教師指導學生分析案例背景、關鍵問題，并引導學生運用Fortran語言進行求解。

4.實驗法：組織學生進行計算機實驗，通過實際操作驗證理論知識的正確性，提高學生的實際操作能力。

-安排學生在實驗室進行上機操作，通過編寫、調試程序，觀察實驗現象，分析實驗結果。

5.任務驅動法：將課程內容分解為多個任務，要求學生在規定時間內完成，培養學生的時間管理能力和執行力。

-教師設置任務難度，關注學生的個體差異，引導學生自主探究，完成任務。

6.小組合作法：在課程實踐環節，鼓勵學生分組合作，共同完成項目任務，培養學生的團隊協作能力。

-教師對小組進行指導，關注合作過程，確保每個學生都能在項目中發揮自己的作用。

四、教學評估

為確保教學評估的客觀、公正和全面性，本課程采用以下評估方式：

1.平時表現（占總評30%）：

-課堂參與度：鼓勵學生積極發言、提問，對課堂討論和小組合作表現給予評價。

-課堂紀律：評估學生的出勤、遲到、早退等情況，培養學生的自律意識。

-學習態度：關注學生在課堂上的學習態度，如專心聽講、認真筆記等。

2.作業（占總評30%）：

-Fortran編程作業：布置與課程內容相關的編程作業，評估學生的編程能力和問題解決能力。

-理論作業：布置結構力學相關理論問題，評估學生對知識點的掌握程度。

-綜合性作業：結合實踐案例，要求學生完成綜合性的分析報告，評估學生的綜合應用能力。

3.考試（占總評40%）：

-期中考試：以選擇題、填空題、計算題等形式，全面考察學生對課程知識的掌握。

-期末考試：采用閉卷形式，側重于考察學生的綜合應用能力和創新意識。

4.實踐環節（占總評10%）：

-實驗報告：評估學生在實驗過程中的觀察、分析、總結能力。

-項目成果：對小組合作完成的項目進行評價，包括項目報告、程序代碼、演示等。

教學評估具體安排如下：

1.平時表現：每學期進行兩次評估，分別在期中和期末。

2.作業：共布置6次作業，每次作業按質量評分。

3.考試：期中考試安排在課程進行到一半時，期末考試在課程結束時進行。

4.實踐環節：根據實驗和項目完成情況進行評分。

五、教學安排

為確保教學進度合理、緊湊，同時充分考慮學生的實際情況和需求，本課程的教學安排如下：

1.教學進度：

-Fortran語言基礎：4課時，安排在課程前兩周，每周2課時。

-結構力學基本理論：6課時，安排在第三周至第五周，每周2課時。

-結構力學問題建模與求解：4課時，安排在第六周至第七周，每周2課時。

-實踐案例分析：2課時，安排在第八周。

-期中復習及考試：2課時，安排在第九周。

-期末復習及考試：2課時，安排在課程最后一周。

2.教學時間：

-每課時45分鐘，每節課間休息10分鐘。

-課程安排在學生精力充沛的時間段，如上午第一節課或下午第一節課。

-考慮到學生的作息時間，避免安排在學生容易疲勞的時段。

3.教學地點：

-理論課：安排在普通教室，配備多媒體設備，便于教師展示PPT和板書。

-實驗課：安排在計算機實驗室，確保每位學生都能使用到電腦進行上機操作。

4.