理論力學工程化教學改革芻議

朱為國　楊權權

【摘要】理論力學是我校機類、近機類各專業(yè)和土木工程專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎課，為適應創(chuàng)新性與應用型人才培養(yǎng)的要求，合理進行課程教學改革及提高教學質量勢在必行。本文結合我校優(yōu)秀課程建設項目的教學要求，分析了淮陰工學院理論力學課程教學中存在的問題，從理論力學課程的教學目標、教學內容、教材編寫、教學團隊建設、實驗平臺建設等方面提出一套適合我校各專業(yè)的理論力學教學改革措施。

【關鍵詞】理論力學 優(yōu)秀課程 工程化教學

【基金項目】淮陰工學院優(yōu)秀課程建設項目，江蘇省高校品牌專業(yè)建設工程項目（PPZY2015B121）

【中圖分類號】O31-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）01-0060-02

淮陰工學院是一所以培養(yǎng)應用型人才為主的地方工科院校。為進一步提高我校在學科建設、人才培養(yǎng)方面的水平，適應我校應用型工科院校人才培養(yǎng)的特點，學校開展了優(yōu)秀課程建設活動。理論力學是我校機械類各專業(yè)、土木工程專業(yè)和車輛工程專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)基礎課，是一門理論性較強的課程。理論力學不但是各門力學（材料力學、結構力學、彈性力學等）的基礎，同時還可直接應用于工程實際，在機械、土木等工程領域有著廣泛的應用前景[1，2]。因此，理論力學課程被遴選為我校首輪精品課程進行建設。作為精品課程建設對象，為適應創(chuàng)新型應用型人才培養(yǎng)的要求，以改革課程內容體系、加強實踐環(huán)節(jié)、合理評價教學效果為目標的課程改革勢在必行。筆者作為優(yōu)秀課程建設項目的主持人，帶領課程建設團隊結合多年的教學實踐以及其他高校課程改革經(jīng)驗，從理論力學課程的教學目標、教學內容、教材編寫、教學團隊建設、實驗平臺建設等方面進行了改革與探索，提出了一套適合我校各專業(yè)理論力學教學的改革方案。

一、我校理論力學教學中存在的問題

1.重理論、輕實踐

目前，我校的理論力學課程依然采用的是前蘇聯(lián)的模式[3]——只有理論講授無實驗內容的課程體系，通篇只注重理論知識的灌輸，而忽略了實踐環(huán)節(jié)。這門課程為后續(xù)課程打下必要的基礎，也為將來研究解決工程實際問題和學習新的科學技術創(chuàng)造條件，理論力學實驗必須向工程實際和綜合應用方向轉變。隨著社會需求、學生個性和學科變革的發(fā)展，這種無實踐體系既不利于當前理論力學教學高質量實施，也不足以滿足現(xiàn)代社會對高素質創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求[4]。因此，為提高理論力學教學質量培養(yǎng)更具競爭力的工科創(chuàng)新型人才開展高校理論力學實驗教學改革、創(chuàng)建理論力學實驗教學體系十分必要。

2.格式化內容、不能因材施教

理論力學是我校機械類各專業(yè)、土木工程專業(yè)和近機類各專業(yè)開設的專業(yè)基礎課，在目前的教學計劃中，基本上是一直延用多年前制定的教學內容、教學大綱，甚至教材的選用都是相同的。在教學中，沒有區(qū)分各專業(yè)不同的工程背景，而且大多照本宣科，內容十分抽象，大部分學生難以理解，使部分學生逐漸失去學習信心。

3.各自為陣、缺乏交流

隨著現(xiàn)代高等教育的發(fā)展，高校招生規(guī)模的進一步擴大，我校每年開設理論力學的專業(yè)、班級也不斷擴大，承擔理論力學課程的教學人員也不斷增加。目前我校承擔理論力學教學的教師達到8-10人，基本上都是各自備課、上課，課程結束各自出卷進行考核，平時相互之間幾乎無交流，不利于理論力學課程的良性發(fā)展，也不適應應用型、創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的需要。

二、理論力學課程教學改革措施

1.重新定位教學目標

傳統(tǒng)的理論力學課程教學目標定位于注重基礎理論的掌握，注重基本概念和基本原理的理解，注重分析問題能力的培養(yǎng)。這種目標定位不利于創(chuàng)新思維和解決實際問題能力的培養(yǎng)，與國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求不相符。因此，建設后的理論力學課程教學目標擬在傳統(tǒng)目標基礎上，再增加創(chuàng)新思維、應用能力和解決工程實際問題能力的培養(yǎng)。

2.改革教學內容、增加實踐環(huán)節(jié)

理論力學雖然是一門經(jīng)典的力學基礎課，然而隨著科學技術的發(fā)展，涉及它的學科越來越多。理論力學教學內容應該不斷改革，增加新的應用方面的內容。為與新的教學目標相符，新增加的內容應有利于學生快速接近科技前沿，有利于培養(yǎng)學生的應用能力和解決工程實際問題能力，有利于提高學生的學習興趣[5，6]。新增內容應與當前重要工程問題相聯(lián)系，如機器人工程、車輛構造和建筑結構工程等。針對不同專業(yè)，增加一些與當今重要工程問題相關的例題和習題；增加動力學建模與動力學方程推導以及力學控制設計方面的應用專題，通過應用專題可培養(yǎng)學生解決工程問題的能力和提高學生的學習興趣。

3.編寫適合專業(yè)特點的教材、實施因材施教

教學內容作了適當?shù)男薷?，為了便于學生的學習，教材內容也應作相應的修改。傳統(tǒng)教材只介紹理論力學基本概念和基本原理。新教材調整和補充的內容應有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維，有利于培養(yǎng)學生解決工程問題的能力?；谏鲜瞿康臄M修改以下幾個方面的內容：

（1）修改與物理中重疊的內容，這方面的內容已經(jīng)在物理中作了詳細講解，會給學生造成理論力學就是物理的感覺，容易使學生產(chǎn)生厭學情緒；

（2）編寫的例題和習題盡量聯(lián)系各專業(yè)具體工程問題，讓學生對一些抽象的概念和理論有直觀的認識，從而更加重視對理論力學的學習；

（3）針對不同專業(yè)領域增加工程應用專項，這可以提高學生解決工程實際問題的能力，使學生學習后感到理論力學的確有用，因而也可以提高學生的學習興趣。

通過編寫具有專業(yè)特點的理論力學教材，對不同專業(yè)的學生實施因材施教，提升課程教學效果。

4.組建優(yōu)秀的教學團隊、加強內外交流

我校理論力學課程任課教師雖然達10多人，但是并沒有形成一支較為有效的教學團隊。項目立項之前的教學隊伍中人員年齡偏大、學歷和職稱層次較低，平均年齡超過35周歲，大部分教師只有碩士學歷和中級職稱，其中力學專業(yè)畢業(yè)教師幾乎沒有。隊伍中教師都是以教學為主型，幾乎沒有科研項目支撐，因此很難將學科前沿及應用講授到位。作為校優(yōu)秀課程建設，組建一支優(yōu)秀的教學團隊是首當其沖的任務之一。從理論力學優(yōu)秀課程建設項目立項到現(xiàn)在，充分利用學校“引進來、送出去”的人才政策，已經(jīng)有2名力學專業(yè)博士加入理論力學教學隊伍中，他們都負責多項科學研究項目，能夠將科學研究的團隊精神注入到教學中，加強團隊內部的定期交流以及團隊成員與工程化教師之間交流，將有助于理論力學課程的健康發(fā)展。

5.搭建創(chuàng)新平臺、改革教學方式

目前我校理論力學課程只有理論教學，沒有實驗教學環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維和應用能力，應當開設實踐環(huán)節(jié)，并搭建學生自已設計實驗的實驗平臺和網(wǎng)絡學習平臺。借助目前全國都在進行的大學生科技創(chuàng)新活動，搭建我校的大學生理論力學創(chuàng)新實驗平臺。這種平臺可以讓學生自已設計實驗項目，研究理論力學基本規(guī)律，對理論知識提高感性認識，同時也培養(yǎng)了學生的問題分析能力和工程應用能力。通過舉辦校內理論力學興趣小組和競賽，激發(fā)學生的學習興趣，選拔優(yōu)秀選手參加省或國家大學生科技創(chuàng)新項目。為了達到最好的教學效果和充分利用實驗設備，部分內容的教學可以直接到實驗室進行，將力學教學與實驗教學結合進行，改變傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學方式，采用啟發(fā)式、設問式教學法，以學生為主、教師指導將學生分成小組進行分組討論的教學方式，讓所有的學生都積極的參與到教學中，一方面可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，另一方面還可以培養(yǎng)學生的團結協(xié)作精神以及注重集體攻關的思想。

三、結束語

應用型工程化人才培養(yǎng)模式要求學生具備解決實際工程問題的能力，具體到理論力學這門課，就是要求學生會用理論力學中的原理解決實際問題，因此在教學過程中就要思考如何培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)。課程改革并不是一蹴而就的，需要反復的探索和實踐，不同類型學校和不同專業(yè)的培養(yǎng)目標也不盡相同，因此這些改革的效果也會不盡相同。通過理論力學優(yōu)秀課程項目建設，編寫適應不同專業(yè)工程領域的理論力學系列教材1套，適應機械、土木、交通等不同專業(yè)方向需求；組建一支學歷、職稱、年齡結構合理的工程化教學團隊，進一步提升團隊中教授、博士人數(shù)，培養(yǎng)和引進力學專業(yè)博士3-5名；搭建校內理論力學創(chuàng)新實驗平臺和網(wǎng)絡學習平臺各1個，將其建設成為一門具有工程化教學特點的優(yōu)秀課程。

參考文獻

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[2]魏清順，劉艷紅.農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)理論力學課程教學改革探索.中國現(xiàn)代教育裝備2014，13：40-42.

[3]張雪珊.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理論力學實驗教學改革.教育教學論壇，2014，8：47-48.

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[5]陳桂娟，磨季云，李欣宇，陳浩.工科專業(yè)《理論力學》實驗教學改革的研究.內蒙古石油化工，2010，17：75-76.

[6]吳秀娥，崔青竹.理論力學實驗課教學改革實踐.遼寧科技大學學報，2011，34（3）：330-332.

作者簡介：

朱為國（1978-），男，江蘇淮安人，副教授，力學博士。