理論力學(xué)教學(xué)改革初探

□文/郝剛立王海渤

理論力學(xué)教學(xué)改革初探

□文/郝剛立1王海渤2

從理論力學(xué)的自身特點(diǎn)出發(fā)，改革課程內(nèi)容體系和教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。

理論力學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；啟發(fā)式教學(xué)

理論力學(xué)課程研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律，是工科大學(xué)生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的課程。它在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起承前啟后的作用。主要以伽利略和牛頓總結(jié)的基本定律為基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的基本概念、基本原理以及分析問題、解決問題的基本方法，屬于古典力學(xué)的范疇，其研究方法是從實(shí)踐出發(fā)，經(jīng)過抽象化，綜合、歸納，建立公理，再應(yīng)用數(shù)學(xué)演繹和邏輯推理而得到定理和結(jié)論，形成理論體系，然后再通過實(shí)踐來證實(shí)理論的正確性。針對(duì)土木工程專業(yè)，理論力學(xué)是為材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等后續(xù)課程提供必要的力學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)課程的性質(zhì)與任務(wù)決定了它具有理論性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，并為培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決工程實(shí)際問題能力打下良好的基礎(chǔ)。

一、理論力學(xué)課程學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

近年來，為滿足社會(huì)需要及有利于畢業(yè)后的擇業(yè)，學(xué)生還需獲得普通話、英語及計(jì)算機(jī)等級(jí)證書等一些上崗證書，導(dǎo)致有關(guān)課程增加，理論力學(xué)課時(shí)不斷減少，學(xué)生課后用于該課程的學(xué)習(xí)時(shí)間也大為減少。這些因素給理論力學(xué)的教學(xué)帶來了困難和障礙。為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，必須進(jìn)一步深化理論力學(xué)課程建設(shè)與改革，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的分析實(shí)際問題、解決工程問題的思維能力及自學(xué)能力，努力提高理論力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。為此，本文從理論力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性幾個(gè)方面對(duì)理論力學(xué)教學(xué)改革的影響展開探討。

二、教學(xué)內(nèi)容上的改革

近年來，隨著教學(xué)改革的進(jìn)行和教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，許多課程的學(xué)時(shí)數(shù)都進(jìn)行了大幅壓縮。我校土木工程專業(yè)的《理論力學(xué)》目前是48學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)減少，教學(xué)內(nèi)容又不能簡單縮減，為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，將盡可能多的教學(xué)內(nèi)容清晰地傳授給學(xué)生并使其理解和消化，必須從理論力學(xué)課程自身的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。首先，理論力學(xué)是多個(gè)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，根據(jù)專業(yè)的不同，課程內(nèi)容可以有不同的側(cè)重，講授時(shí)注意突出重點(diǎn)。對(duì)土木工程專業(yè)，理論力學(xué)是為材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等后續(xù)課程提供必要的力學(xué)理論知識(shí)，因此宜精講靜力學(xué)全部及運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的理論體系，做到基礎(chǔ)理論精練、深化，工程應(yīng)用結(jié)合土木工程的專業(yè)特點(diǎn)并適當(dāng)進(jìn)行拓寬。例如，在靜力學(xué)部分，可以引入專題，討論建筑物所承受載荷的類型及載荷簡化，用以加深對(duì)力的概念的理解。在介紹約束類型的時(shí)候，有些約束在土木工程中找不到它們的原型，但可根據(jù)其約束特點(diǎn)將土木工程結(jié)構(gòu)中的實(shí)際約束抽象為理論力學(xué)中的理想約束類型，例如可以選擇分析房梁、屋架、橋梁等結(jié)構(gòu)的受力情況來討論實(shí)際約束的簡化情況，從而得到力學(xué)計(jì)算模型。在動(dòng)力學(xué)部分，重點(diǎn)介紹虛位移原理以及達(dá)朗伯原理在工程實(shí)際中的應(yīng)用，特別是如何運(yùn)用這些基本原理對(duì)實(shí)際構(gòu)件進(jìn)行受力分析并建立力學(xué)模型，使學(xué)生能夠把理論與實(shí)際結(jié)合起來，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；其次，由于理論力學(xué)教材大都比較注重自身的系統(tǒng)性，因此教材中有不少內(nèi)容與普通物理重復(fù)。在理論力學(xué)教學(xué)中，凡是與普通物理學(xué)中重復(fù)的地方，對(duì)公式不再推導(dǎo)，可以直接給出結(jié)論，而省出的時(shí)間用于難點(diǎn)和重點(diǎn)的學(xué)習(xí)。例如，動(dòng)力學(xué)的三個(gè)基本定理的推導(dǎo)部分與普通物理學(xué)課程中的力學(xué)部分相重復(fù)，在授課時(shí)基本可以略講。另外，教師講解的應(yīng)是各章節(jié)的主干內(nèi)容，是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容和關(guān)鍵所在，而對(duì)一般內(nèi)容或者比較簡單的章節(jié)則可稍加指點(diǎn)，或提出問題，請(qǐng)學(xué)生自學(xué)并將其聯(lián)系到主干內(nèi)容上。

三、多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合

對(duì)理論力學(xué)的授課方式進(jìn)行改革，采用了多媒體授課方式。多媒體授課不僅可以節(jié)省大量板書的時(shí)間，而且可以引入大量的動(dòng)畫、工程實(shí)例等，以提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。其次，在理論力學(xué)教學(xué)時(shí)，針對(duì)高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，加強(qiáng)案例教學(xué)的內(nèi)容與時(shí)間。實(shí)踐證明：省略大量繁雜的理念推導(dǎo)過程，把時(shí)間用于案例教學(xué)上，更能讓學(xué)生牢固掌握理論知識(shí)并能靈活運(yùn)用，真正把所學(xué)應(yīng)用于工程實(shí)際。

四、提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

采用啟發(fā)式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在課堂講授過程中，要盡量避免“填鴨式”的教學(xué)方式，而應(yīng)采用啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)的一種方法就是問題式教學(xué)，即在講課過程中不斷提出問題，解決問題。提出問題后可以讓學(xué)生回答，開展討論，也可以在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上教師自己解答。尤其是在例題和習(xí)題的講解過程中，必須要不斷提出問題，并留一定的時(shí)間讓學(xué)生自己去思考，通過他們自己的努力把問題解決，這樣既能讓學(xué)生的思路緊跟教師上課的進(jìn)度，又能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

課堂教學(xué)中，學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生。在發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí)，要積極創(chuàng)造條件，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、創(chuàng)造性、能動(dòng)性，即主體作用，使學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接收者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與者和積極探索者，這是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的根本保證。具體措施可以從教學(xué)方法和教學(xué)手段兩方面著手。

五、結(jié)束語

總之，鑒于目前理論力學(xué)課程的教學(xué)狀況，只有改革才能適應(yīng)時(shí)代的要求。改革的目標(biāo)要有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和利用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程的能力。理論力學(xué)課程的建設(shè)與改革是一項(xiàng)長期而艱巨的工作，是一個(gè)不斷實(shí)踐完善的過程，不僅需要廣大力學(xué)教師的共同努力，授課教師必須跟上時(shí)代的發(fā)展步伐，不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，充實(shí)自己；還需要學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，購置必要的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)器材，才能保證課程的建設(shè)改革得以順利進(jìn)行。

（作者單位：1.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院；2.中國兵器工業(yè)北方勘察設(shè)計(jì)研究院）

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