理論力學教學改革初探

□文/郝剛立王海渤

理論力學教學改革初探

□文/郝剛立1王海渤2

從理論力學的自身特點出發，改革課程內容體系和教學方法，培養學生的綜合素質能力。

理論力學；教學內容；教學方法；啟發式教學

理論力學課程研究物體機械運動的一般規律，是工科大學生的一門重要的技術基礎課，是與工程實際緊密聯系的課程。它在基礎課和專業課之間起承前啟后的作用。主要以伽利略和牛頓總結的基本定律為基礎，系統介紹靜力學、運動學與動力學的基本概念、基本原理以及分析問題、解決問題的基本方法，屬于古典力學的范疇，其研究方法是從實踐出發，經過抽象化，綜合、歸納，建立公理，再應用數學演繹和邏輯推理而得到定理和結論，形成理論體系，然后再通過實踐來證實理論的正確性。針對土木工程專業，理論力學是為材料力學、結構力學等后續課程提供必要的力學理論知識，同時課程的性質與任務決定了它具有理論性、應用性強的特點，并為培養學生的邏輯思維能力和解決工程實際問題能力打下良好的基礎。

一、理論力學課程學習現狀

近年來，為滿足社會需要及有利于畢業后的擇業，學生還需獲得普通話、英語及計算機等級證書等一些上崗證書，導致有關課程增加，理論力學課時不斷減少，學生課后用于該課程的學習時間也大為減少。這些因素給理論力學的教學帶來了困難和障礙。為了適應這一發展趨勢，必須進一步深化理論力學課程建設與改革，更加注重培養學生的分析實際問題、解決工程問題的思維能力及自學能力，努力提高理論力學的教學質量。為此，本文從理論力學課程教學內容、教學方法以及如何提高學生學習積極性幾個方面對理論力學教學改革的影響展開探討。

二、教學內容上的改革

近年來，隨著教學改革的進行和教學觀念的轉變，許多課程的學時數都進行了大幅壓縮。我校土木工程專業的《理論力學》目前是48學時，學時減少，教學內容又不能簡單縮減，為了在有限的學時內，將盡可能多的教學內容清晰地傳授給學生并使其理解和消化，必須從理論力學課程自身的特點出發，對教學內容進行優化。首先，理論力學是多個專業的專業基礎課，根據專業的不同，課程內容可以有不同的側重，講授時注意突出重點。對土木工程專業，理論力學是為材料力學、結構力學等后續課程提供必要的力學理論知識，因此宜精講靜力學全部及運動學、動力學的理論體系，做到基礎理論精練、深化，工程應用結合土木工程的專業特點并適當進行拓寬。例如，在靜力學部分，可以引入專題，討論建筑物所承受載荷的類型及載荷簡化，用以加深對力的概念的理解。在介紹約束類型的時候，有些約束在土木工程中找不到它們的原型，但可根據其約束特點將土木工程結構中的實際約束抽象為理論力學中的理想約束類型，例如可以選擇分析房梁、屋架、橋梁等結構的受力情況來討論實際約束的簡化情況，從而得到力學計算模型。在動力學部分，重點介紹虛位移原理以及達朗伯原理在工程實際中的應用，特別是如何運用這些基本原理對實際構件進行受力分析并建立力學模型，使學生能夠把理論與實際結合起來，為后續課程的學習打下基礎；其次，由于理論力學教材大都比較注重自身的系統性，因此教材中有不少內容與普通物理重復。在理論力學教學中，凡是與普通物理學中重復的地方，對公式不再推導，可以直接給出結論，而省出的時間用于難點和重點的學習。例如，動力學的三個基本定理的推導部分與普通物理學課程中的力學部分相重復，在授課時基本可以略講。另外，教師講解的應是各章節的主干內容，是教學的重點內容和關鍵所在，而對一般內容或者比較簡單的章節則可稍加指點，或提出問題，請學生自學并將其聯系到主干內容上。

三、多媒體教學與傳統教學的有機結合

對理論力學的授課方式進行改革，采用了多媒體授課方式。多媒體授課不僅可以節省大量板書的時間，而且可以引入大量的動畫、工程實例等，以提高學生的感性認識。其次，在理論力學教學時，針對高層次應用型人才培養的特點，加強案例教學的內容與時間。實踐證明：省略大量繁雜的理念推導過程，把時間用于案例教學上，更能讓學生牢固掌握理論知識并能靈活運用，真正把所學應用于工程實際。

四、提高學生學習積極性

采用啟發式教學，充分調動學生學習的主動性。在課堂講授過程中，要盡量避免“填鴨式”的教學方式，而應采用啟發式教學。啟發式教學的一種方法就是問題式教學，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生回答，開展討論，也可以在學生思考的基礎上教師自己解答。尤其是在例題和習題的講解過程中，必須要不斷提出問題，并留一定的時間讓學生自己去思考，通過他們自己的努力把問題解決，這樣既能讓學生的思路緊跟教師上課的進度，又能增強學生學習的自信心，充分調動學生學習的主動性。

課堂教學中，學習的主體是學生。在發揮教師主導作用的同時，要積極創造條件，充分發揮學生的自主性、創造性、能動性，即主體作用，使學生從知識的被動接收者轉變為主動參與者和積極探索者，這是提高課堂教學質量的根本保證。具體措施可以從教學方法和教學手段兩方面著手。

五、結束語

總之，鑒于目前理論力學課程的教學狀況，只有改革才能適應時代的要求。改革的目標要有利于培養學生的學習能力、創新能力、實踐能力和利用力學知識解決實際工程的能力。理論力學課程的建設與改革是一項長期而艱巨的工作，是一個不斷實踐完善的過程，不僅需要廣大力學教師的共同努力，授課教師必須跟上時代的發展步伐，不斷學習新知識，充實自己；還需要學校各級領導的大力支持，購置必要的教學與實驗器材，才能保證課程的建設改革得以順利進行。

（作者單位：1.石家莊經濟學院；2.中國兵器工業北方勘察設計研究院）

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