高校力學基礎課程教學初探

楊麗紅 樊 濤

哈爾濱工程大學 黑龍江哈爾濱 150001

為適應高等教育發展的新形勢，構建本科人才培養的新體系，我校于2009年建立了以全面貫徹精英教育理念為核心的新版人才培養方案。該培養方案以“寬口徑、厚基礎”為基本原則，在保持各專業特色的基礎上，進一步加強基礎，努力提高學生的綜合素質。方案決定面向所有工科專業學生開設力學基礎課程，目的是使學生接受力學通識教育，提高學生的力學素養和綜合素質。

1 設立力學基礎課程的必要性

解決問題能力的高低不僅與個人的世界觀和方法論有關，還與其掌握基礎知識的程度有關。因此，為切實貫徹素質教育，提高大學生的文化修養，減少專業性培養對學生心智發展的不利影響，需要高校將通識教育與素質教育有機結合，加強高等教育中的通識基礎教育[1]。

對于工科專業而言，加強基礎教育主要包括加強學生在計算機、力學、化學和機械等基礎性學科的教育。力學是一個歷史悠久而又充滿活力、不斷發展的學科，是認識世界的一種手段。它作為各個學科的基礎，在教育中占有舉足輕重的位置，力學通識教育可以促進學生相關課程的學習，其研究內容和研究方法對幫助學生確立正確的世界觀和方法論具有重要作用。因此，對工科專業學生開設通識課程——力學基礎是十分必要的。

2 提高力學基礎教學效果的幾點建議

力學基礎是一門理論性較強的課程。課程的任務是培養學生掌握剛體平衡的基本規律及其研究方法，掌握桿件強度、剛度和穩定性的基本概念及相關基礎知識，使學生具有比較熟練的力學分析和計算能力。同時結合本課程特點培養學生的辯證唯物主義世界觀和綜合素質。

本著提高力學課程教學質量的目的，通過總結近兩年來我校力學基礎的教學實踐經驗，筆者對力學基礎課程教學提出如下建議。

2.1 基于學生專業特點完善課程教學體系

力學基礎是通識教育課程，面向所有工科專業學生開設，要根據機類專業和電類專業的特點合理安排教學內容和開課時間，并建立一套恰當的考核方案。

不同專業學生的數理基礎和對力學的要求是不同的，因此應從提高學生學習效果出發合理安排力學基礎的教學內容，增設針對不同專業特點的選修內容，保證既能達到對電類專業學生加強基礎知識和基本方法培養的目的，又能使機類專業學生很好地過渡到理論力學和材料力學課程的學習中。例如，對不需要進一步學習材料力學的電類專業，彈性體基本變形部分的一些內容則不必講解，如截面慣性矩和慣性積的轉軸公式，彎曲梁的剪應力計算等，因為這些內容只在材料力學的組合變形和強度計算部分才會用到。

在授課時間上，對于后續還要學習材料力學的機類專業，將力學基礎和材料力學安排在同一學期，或盡量縮短2門課程的授課間隔，這樣可以避免因基本變形部分學完時間過長而影響后續材料力學課程的學習效果。同時各專業可根據授課內容的不同選用不同的授課學時長度。

在考核方面，為促進學生扎實掌握基本理論，應注重對學生平時學習狀況的考查，可積極引導學生撰寫課外小論文，參與課堂討論，使學生逐漸形成獨立思考的習慣，鍛煉學生解決實際問題的能力，根據學生完成小論文的情況及參與課堂答題、討論的積極性給出平時成績。同時，課程結束后的考試對機類專業和電類專業可分開進行，根據教學內容和教學側重點的不同采用不同的考題。

2.2 加入實驗環節

實驗教學是學生創造性與能力培養的重要途徑，是力學教學中不可或缺的環節，對培養學生的實踐能力、創新意識有著極為重要的意義。對于力學基礎課程，可以根據授課對象的專業特點開設不同學時的實驗課。同時，由于當前高等教育的課程學時普遍減少，在學時較少的前提下，實驗教學可以采取多種形式，如教師演示實驗、網上多媒體模擬實驗和學生課外自主實驗等。

2.3 注重現代教學手段的應用

力學基礎課程理論性強，不易理解，不像有的學科那樣形象、生動、具體。在力學基礎課程教學中適當運用多媒體技術，可將深奧抽象的理論知識形象化、可視化、動態化，縮短信息在大腦中從形象到抽象，再由抽象到形象的加工轉換過程，大大增加課堂教學的信息量和趣味性，以吸引學生的注意力、化解教學難點、縮短學生的認知過程[3]。

例如，為提高學生對力學基礎工程背景的感性認識，在講授桿件基本變形前可給學生觀看一些工程中發生強度、剛度失效的實例圖片，讓他們深切體會到這門課可以解決實實在在的工程問題。在具體講某一基本變形時，可播放利用有限元軟件模擬的桿件基本變形過程，使學生對變形過程有直觀的認識。又如，在講授約束類型時，大部分學生缺乏工程實踐，對于各種支座形式無任何感性認識，可通過多媒體播放動畫和顯示各種不同的支座形式，讓學生直觀地了解到約束的結構和類型，以便清晰地畫出其約束反力。再如，在講授壓桿穩定性時，可先直接播放一段動畫，然后再分析講解。這樣不需太多的語言表達就能使學生直觀地了解壓桿失穩的概念。

在力學基礎中應用多媒體軟件進行教學時，應注意如下2個方面：(1)要將多媒體課件教學與板書講授有機結合，不能完全放棄板書。力學基礎課程中有較多的公式推導，通過多年的工程力學和材料力學教學實踐發現，這部分內容采用板書形式講授，學生掌握效果更好。(2)教師在應用多媒體軟件進行教學時，應注意內容的重點、難點和邏輯關系。要強調課堂筆記的重要性，要求學生記課堂筆記，從而使其加深記憶理解，并在復習時有的放矢。

2.4 加強教師與學生的互動與交流

力學基礎是一門邏輯性較強的課程，需要學生掌握的知識點較多，并且具有一定的抽象性。因此激發學生對課程的學習興趣是提高力學基礎課程教學質量和學生學習效果的關鍵。而教師與學生之間的互動交流是激發學生學習興趣的主要方式[2]。另外，學生有學習者和反饋者的雙重身份，教師與學生之間隨時保持溝通互動，也可以使教師了解學生是否真正理解所講授的內容，并可以提醒學生隨時跟上課堂教學步伐。與學生保持互動交流，要求教師在講課時語氣、語調風趣幽默、生活化，說話時還要注意與學生的眼神交流，讓學生有被重視的感覺。在教學過程中，教師應采用多種形式的互動方法，吸引學生的注意力，激發好奇心，以提高課堂教學效果，如課堂提問，工程實例討論，設疑誘思等。此外，教師的人格魅力和寬廣的知識面對青年學生具有潛移默化的影響，并能吸引學生主動與教師進行課程相關知識的交流。總之，加強教師與學生的互動交流，把“教”和“學”有機結合起來，對促進力學基礎課程教學效果有重要意義。

3 結束語

針對高校力學通識教育課程—力學基礎，對課程設立的必要性進行了分析。并從教學內容、教學時間、教學方法和實驗環節等方面對提高課程教學效果提出了相關建議，以使各工科專業的學生能夠通過力學基礎課程的學習達到掌握力學基本理論，提高自身綜合素質的目的，為后續相關課程的學習打下良好的基礎。

[1]吳紹芬.高校實施素質教育的誤區與出路探討[J].高教探索,2011(6):22-26.

[2]倪秀英,梁桂航.基礎力學課的教學互動初步研究[J].力學與實踐,2007,29(5):70-71.

[3]彭雅軒,王建國.在工程力學教學中的創新教育的探索與實踐[J].教育探索,2007(4):32-33.