《理論力學》教改探索

黃 金

（湖南科技學院，湖南 永州 425100）

《理論力學》教改探索

黃 金

（湖南科技學院，湖南 永州 425100）

文章結合筆者的教學經驗，對當前《理論力學》課程內容、教學方法的改革，提出了一些看法。筆者認為，在教學內容上應結合專業特色，設定教學目標，轉變教學思路，適應學時改革要求；在教學方法上要做好與《大學物理》的銜接，注重啟發式教育，使用現代化教學設備，開展課外活動，培養創新能力。

專業特色；理論力學；啟發式教學；創新能力

《理論力學》是工科學生的重要技術基礎課。它不僅是數學、物理中有關知識與后續專業基礎課、專業課（如，《材料力學》、《結構力學》、《機械原理》）的紐帶，而且也是工科學生第一次接觸與工程實際有關內容的課程。因此，除了傳授學生必要的力學知識外，更注重培養學生邏輯思維能力和解決工程實際問題的能力。為達到這一目的，勢必對該門課程的教學內容、教學方法進行一些改革，下面就筆者的教學經歷，談談一些體會。

一 課程內容的改革

（一）結合專業特色，設定教學目標

傳統的《理論力學》教學大綱過分強調理論的系統性，注重公式的推導。它的知識體系并不是適合每一個專業的，如果教師在教學過程中，對專業需要研究不夠，就會出現教學與實際專業需求間的脫節現象。具體體現在同學們對后續課程學習中，發現專業需要的重點內容在力學教學中沒有得到強調，而力學教學中的有些內容又沒有用到。這不僅影響了后續課程的學習，也影響了對學生專業技能的培養。故筆者認為，在制定教學大綱，確定教學內容時，要結合專業特色，搞清后續課程對本課程的需要，從培養學生專業技能方面突出教學內容。

我校工科專業有工程管理、土木工程。這兩個專業對于理論力學的要求不一樣，那么我們的教學內容勢必要有相應變化。就工程管理專業而言，他們將來主要從事生產第一線的施工、安裝、管理、造價、監理、設備維護等技術工作，對他們而言，真正涉及到力學計算的地方不多。因此，在確定教學目標時要“弱化理論分析”，側重力學知識的具體應用。此外，在課程內容上，可以只要求掌握靜力學部分的內容，對于運動學、動力學可以省略。

就土木工程專業而言，因其將來主要從事結構設計工作，力學知識對于結構安全性設計起著至關重要的作用。故對力學理論的推導原理、計算過程都要講解得很詳細，對學生掌握程度的要求也相應提高。在課程內容上，要包含靜力學、運動學、動力學三大模塊。

（二）轉變教學思路，適應學時改革要求

隨著辦學自主性的體現和教學觀念的轉變，各高校工科專業針對各自特點修改教學計劃、培養方案，學生所學課程門數增加，但總學時卻一定。因此，各課程教學時數大為精簡。作為工科學生必修的《理論力學》教學課時也大為壓縮。如果因為學時的減少而采取對課程內容簡單的壓縮，只會陷入越來越深的困境，鑒于以上矛盾，只有采取積極的方法，從課程自身的特點出發，挖掘課程本身的潛力，做到基礎理論要精練、深化，工程應用要結合專業特色并適當拓寬。

改變傳統的從特殊到一般、從已知到未知的教學思路，充分利用數學工具，采用從一般到特殊的講授方法。如，靜力學中，可以利用矢量代數工具，從最一般的力系開始闡述簡化、平衡這一主干內容，然后，再將問題特殊化，即得到平面匯交力系、力偶系、平行力系的簡化結果和平衡方程。最后，輔之以學生所學專業的例題，加深理解和運用，使學生能更好的掌握，并弄清楚四種力系間的聯系，達到很好的教學效果。

二 教學方法的改革

（一）做好與《大學物理》的銜接

《理論力學》中有些內容在物理已學過，如受力分析、力矩、摩擦、速度、加速度、動量、動能定理、機械能守恒等。因此在學習理論力學時，有些同學不能主動接受、應用理論力學中的新概念、新方法，而繼續用物理知識來解題。

針對這種情況，教師應采取“輕類同、重區別”的教學方法，對學過的概念、內容，只要和理論力學研究范圍、研究方法相同，在課堂上就少用時間、采用提問方式處理，或總結性講解，或通過典型例題介紹進行復習。但是有些概念是在一定條件下給出的，應注意學生以前所學知識范圍的局限。如，畫受力圖時，同學們習慣沿用高中的方法，將所有的力畫在一個點上。這顯然是不對的，高中物理的研究對象是質點，所以畫受力圖時取質點為研究對象，而理論力學的研究對象已變成了剛體，這時再取質點為研究對象自然得到錯誤解答。又如，力系合力的概念，學生很容易把力系中所有力的矢量和當作力系的合力，與主矢的概念混淆，這兩個概念的矢量表達式、計算方法相同，但這兩個量所表達的意義不完全相同，因而會影響力系的簡化結果分析。所以，在講相關物理量時，一定把有關概念講清楚、透徹，要讓學生樹立先一般再特殊的觀念，這樣看問題才全面，才不會用特殊情況下的公式處理一般問題。通過“輕類同、重區別”的安排，讓學生知道《理論力學》的內容并不是物理知識的簡單重復，而是內容更加系統、更加充實。

（二）注重啟發式教育

傳統教學方法比較死板，基本上是老師灌輸，學生接受，形成注入式教學。學生總是處于被動地位，不求甚解地記憶每一部分都有固定的解題模式，整個學習過程主要是演算大量習題，最后通過考試。這種教學方法，使收斂性思維方式得到強化，不利于發散思維、創新思維的培養，不利于培養學生綜合運用知識分析、解決實際問題的能力。啟發式教學是培養學生創造能力的好方法，它是通過引導、啟迪，激發學生學習興趣、求知欲，使學生獨立思考、主動獲取知識。

1、結合工程案例，激發學習興趣

當人們對某事發生興趣時，便會專注于它，學力學也是如此，所以在講授相關內容時，盡量結合實際，提出一些有趣的力學問題，引起學生思考的興趣。

我系學生日后經常要和房屋搭建及相關的施工機械打交道，教學中多結合結構骨架和施工機械會起到非常良好的效果。比如，在講力學中把實際結構向計算簡圖轉化的內容時，可以結合工程中排架的立柱和基礎的不同聯結方式，若用細石混凝土聯結則簡化成固定端，若用細石混凝土和瀝青麻絲聯結則簡化為固定鉸支座。這樣，學生會感到力學和大家從事的行業有著密切關系，也就更主動的去學習。

2、多設疑問，啟發思考

力學課程一個重要的目標就是培養學生的思維能力，所以教師要經常通過提問讓大家思考，并鼓勵學生發現問題，養成善于思考的習慣。教師可以通過給學生講解工程案例，逐步引導大家思考，引出重要概念、理論。通過比較不同例子，讓大家思考理論間的關聯性。通過總結讓大家更清楚的看到問題本質。

3、一題多解，培養發散思維

一道題目采用不同的求解方法，有利于拓寬學生的解題思路。如：在動力學普遍定理的綜合應用部分，對一簡單的鼓輪及重物提升裝置，求重物加速度及軸承處的反力。求加速度時，可分別利用動量矩定理、動能定理、動靜法等。求軸承處反力時，可分別利用動量定理微分形式、質心運動定理、動靜法。這樣，一道題幾乎涉及動力學各主要內容及基本定理，不僅復習和鞏固以往所學知識，更有利于找出它們間的聯系和區別，及各自使用條件、范圍等，有時還會發現它們的新用法，起到溫故知新、融會貫通的作用。理論力學中，一題多解的問題比比皆是，這要求教師有意識、有目的的設計，引導學生養成全方位、多角度思維的良好習慣。

4、討論式教學，加強師生互動

課堂討論往往是英語等課程常用的教學手法，在力學課堂應用較少，我們可以借鑒過來，運用到力學教學中，這樣能改變沉悶的課堂氣氛，達到師生互動的良好效果。討論法一般應用于階段復習，鞏固原有知識和學習新知識中。討論法能否收到預期效果，命題是關鍵。命題時不僅要兼顧教學內容和要求，更要兼顧學生的實際水平。比如，在講解柔索約束時，可先給出幾種錯誤的作法，讓同學們討論是錯是對？錯在哪里？然后講解判定柔索約束反力方向應注意的問題。這樣既增加學生學習興趣、開闊視野，又活躍了課堂氣氛、密切師生關系，使教學達到良好的效果。

（三）使用現代化教學設備

多媒體教學是一種現代化的教學手段，集文字、圖形、聲音、動畫于一體，具有豐富多彩的視聽效果和較大的信息量。可以增強教學的直觀性、形象性和生動性，有很強的真實感和表現力，同時節省了板書時間，加大了課堂信息量，為教師的啟發式教學和介紹科學前沿內容創造了條件。在理論力學課程教學中，應合理利用這一現代化教學手段，把一些難理解的內容作成動畫形式，幫助學生理解。

（四）開展豐富的課外活動，培養學生創新能力

為加強學生的動手創新能力，我們可以開展一系列課外活動。比如，創新實驗設計大賽、結構設計大賽、力學知識競賽。通過這些活動，可以充分的調動學生學習主動性、讓他們在活動中感受力學的魅力，收獲成功的快樂。

三 結 語

實踐證明，通過上述教學內容、教學方法的改革，能很好的提高學生的學習熱情，使學生能善于思考、主動將力學知識運用到解決工程實際問題，收到了較好的教學效果。

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1673-2219（2012）08-0024-02

2012－04－10

湖南科技學院校級教學改革研究項目（XKYJ 2011034）

黃金（1984－），女，湖南衡陽人，碩士（講師），研究方向為工程力學。

（責任編校：何俊華）