《理论力学（M）》课程思政教学案例

开课学院： 建工学院 制作人：陈彬

课程名称	理论力学	授课对象所属专业	土木工程
课程类型	工科	开课年级	大一
课程性质	专业基础课	课程总学时	48

一、课程简介

《理论力学》是土木工程专业非常重要的一门专业基础课程。它是工程力学的基础，又可直接应用于许多实际工程问题。 本课程在高等工科教育中具有重要的地位和作用，也是学生毕业以后从事专业技术工作的重要基础。本课程的任务是使学生掌握质点、质点系和刚体机械运动（包括平衡）的基本规律和分析方法，为学习有关的后继专业课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件；初步学会利用理论力学的理论和方法分析解决一些的工程实际问题，结合本课程的特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，使学生具备一定的计算能力和逻辑思考能力。

二、案例基本信息

1.案例名称：深圳赛格大厦518振动事件

2.对应章节：第九章 质点的动力学基本方程 第二节 质点运动微分方程

3.课程讲次：36讲

三、案例教学目标

1.知识目标：了解牛顿三大定律，推导质点运动微分方程在不同轴系的形式，求解质点动力学的两类基本问题，了解刚体振动时的运动微分方程

2.价值引领：以专业力学知识为载体，了解案例发生前后出现的力学问题，梳理所学知识与实际土木问题之间的联系，从案例中汲取经验教训，做一个优秀的土木行业从业者。

四、案例主要内容

2021年5月18日至20日，作为我国首座钢管混凝土超高层建筑——深圳赛格大厦突发三次持时超长的有感异常振动，引发大厦内及周边万民逃离及社会恐慌。一时之间，合计17497家媒体报道相关消息约九万余条，众说纷纭，莫衷一是。鉴于引发的严重经济后果和社会情绪，党中央和国务院高度重视，习近平总书记作重要批示，中央办公厅、中国科学院、中国工程院、科技部和住建部组织均编写专题报告。事后，包括岳清瑞、周福霖、聂建国、陈政清、陈湘生5位院士在内的调查工作组迅速成立，以期尽快找到发生振动的原因及解决方案。本着科学严谨和万无一失的态度，调查组先后排查可能引起建筑物共振的多种原因，最后锁定涡激共振现象。为了验证猜想，调查组使用人工激振方式再现大楼持时超长的有感振动。基于产生振动的主凶，专家组用最经济的方式，即拆除顶楼桅杆，解决此次大楼异常振动问题。

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五、案例教学设计

（一）案例导入

(1) 问题创设：

1、身处高层建筑之内，大楼突然振动起来你会有什么反应？一直振动呢？

2、1kg物体的运动会引起10000kg物体的运动吗？

(2) 事件导入：

一幢投入运行20余年接近300米的高层建筑突发持续振动，引发万人逃离，人心惶惶。专家组总结出可能引发振动的十个原因，并逐条驳斥，最终排查出最终原因——桅杆的涡激共振引发主体共振，2吨质量的物体引起20万吨庞然大物的运动。

（3）模型讲解

讲解刚体的一般动力学方程及求解思路，并与质点运动学方程进行对比，说明理论力学与后续力学课程和专业课程的联系，让学生充分认识到动力学问题研究的必要性和重要性。

（二）教学方法

(1) 教学形式：

多元化教学：课堂讲授结构动力学的重要性，介绍深圳赛格大厦振动始末、解决过程和最终处置方案，让学生自查资料了解相关事件始末，讨论如何以科学态度去研究实际问题。

（2）现代信息技术应用：

通过计算机仿真技术和多自由度系统动力学的相关知识，求解简单的动力学问题，让学生了解结构共振的产生。通过学习通等平台，进行线上线下的讨论和教学反馈，通过查找资源和相互探讨等方式了解结构动力学问题的重要。

六、教学反思

授课后调查学生对质点动力学基础等知识的掌握程度，总结案例讲解过程中学生对接受程度，不断整合教学内容，更新更吸引学生的思政案例。在教学过程中不应过于注重知识的传授，而忽略了对学生主动学习能力的培养，未来的教学中更加注重启发式教学，通过设计更具挑战性和引导性的问题，激发学生的学习兴趣和主动性。