淺談普通二本高等院校理論力學的教學改革

孔祥清 翟 城 章文嬌 曲艷東

（遼寧工業大學 土木建筑與工程學院，遼寧 錦州121001）

0 前言

《理論力學》是研究物體機械運動一般規律的科學，是許多工科專業如機械設計制造及其自動化、土木建筑工程、車輛工程等的重要的專業技術基礎課，在后續的專業課程學習中起著承前啟后的作用[1]。其課程特點是理論性和抽象性極強。學生在學習過程中，對于課堂所講內容不太容易理解和接受，常常感到比較困難。明明覺得自己已經把知識點、理論公式都掌握了，但是做題的時候仍然對問題的分析不能得心應手。即使對于某一道題會求解了，可是換作同一類型的其他習題時，也會覺得有一種力不從心的感覺。這種情況極大地降低了學生學習《理論力學》的積極性。

近年來隨著普通高校的擴招，導致生源質量的參差不齊，學生學習的積極性、學習能力和創新能力正在下降。尤其對于普通二本院校來說，這種情況更加明顯。主要表現在：（1）一些本來學習積極性就不高的學生，當感覺聽不懂的時候干脆就放棄了。（2）為了應付老師的檢查和平時成績的考核，課后作業抄襲完成，到真正考試時成績仍然不理想。（3）學生的學習能力有限，對于所學的知識，感覺內容繁雜，理不出自己的頭緒。（4）平時學習目的不明確，對于知識點掌握不牢，考試時靠突擊過關，其實根本沒有做到對知識的理解和掌握，導致到后續課的學習時，仍然覺得吃力。

因此，對《理論力學》進行教學改革，提高教學質量，培養學生的創新能力，一直是任課教師面臨的現實問題[2]。本文結合筆者近幾年的教學經驗，對普通二本院校工科專業的《理論力學》的教學改革進行了探討。

1 教學內容的改革

1.1 緒論部分

緒論部分看似內容簡單，都是一些概念性的東西，其實對于緒論部分內容講解的效果直接絕對了學生對本門課的基本認識和將來的學習態度。緒論部分包含了《理論力學》的研究對象和研究內容、研究方法和學習理論力學的目的三部分內容。有的教師在講解緒論的過程中，習慣于照本宣科，只是單純地按照書上的內容安排向學生對這門課進行簡單的介紹。其實不然，通過緒論的介紹，應該讓學生了解到學什么、怎么學、為什么學，通過引入的一些素材，詳細講解課程的內容、方法和意義。例如，可以從力學的發展歷程的角度，介紹一些與力學學科發展相關的人物（如阿基米德、伽利略、牛頓、達朗伯、伯努利等）以及他們的軼事，讓學生感受到力學學科發展到今天無論是理論還是方法都仍然不斷在發展中。另外，按照高等學校應用型人才培養方案的要求，培養學生利用所學知識解決工程實際問題的能力。在緒論的講解過程中，針對所教的學生專業，應引入一些與專業相關的工程實例，激發學生的學習興趣，闡述所學的課程在日后工作中的重要性。例如，對于土木類專業的學生，可以在緒論中引入陽臺的固定端約束、桁架的應用等。而對于機械類專業的學生，可以引入曲柄滑桿機構、振動頻率分析等一些常見的工程實例。通過這些工程實例激發學生學習《理論力學》的興趣和熱情。

1.2 靜力學部分

針對靜力學部分與大學物理和高中物理重復的部分，如物體的受力分析、二力平衡條件和力的平行四邊形法則等內容可以略講或直接給出結論。而對于《理論力學》中新介紹的一些與工程實際緊密聯系的約束類型以及這些約束力的計算、平面任意力系和平面力偶系的平衡問題則要重點講解。對于機械類專業，可以介紹一些工程實際中常用的圓柱鉸鏈約束、徑向軸承、止推軸承等約束的受力分析和通過平衡力系列平衡方程對約束力進行求解。 而對于土木類專業則可以討論一些與建筑結構相關的約束，如橋梁和樓板的靜力平衡計算以及桁架結構的內力計算等，尤其是桁架的內力計算對于將來的結構力學的學習也打下了基礎。通過這一部分內容的學習培養學生建立力學模型解決工程實際問題的能力。

1.3 運動學部分

運動學中與大學物理重復的內容如點的運動學和剛體的簡單運動等可以簡略地講，重點應放在點的合成運動和剛體的平面運動上。其中在點的合成運動中，應該對點的合成運動的分析過程進行詳細的推導，培養學生掌握在不同參考系下，點的運動軌跡的分析。在掌握一定技巧的基礎上，注重對過程的分析。

1.4 動力學部分

動力學部分研究的是“力+運動”，該部分內容的質點動力學方程、動量定理和動能定理等在大學物理甚至于高中物理力都已經有過介紹，這部分內容可以略講。而對于質心運動定理、質點系相對于質心的動量矩定理以及普遍定理的綜合應用可詳細講解。達朗貝爾原理虛位移原理構成了分析力學的基礎，這部分內容提供了另外一種求解動力學問題的思路——將動力學問題在求解形式上轉化為靜力學來求解。這部分內容應將重點放在工程應用上，通過解決一些實際問題的工程實例，加深對理論的理解。

2 教學方法和教學手段的改革

在過去傳統的教學中，教師一直是主動，負責把知識傳授給學生，學生只是被動地接受所學的知識。而在當今對人才的培養過程中，不能再把學生當作“復讀機”，一遍遍地復制老師所講的知識，自己不主動動腦去思考為什么會出現這樣的結果，怎么得到的結果。而應注重對學生能力的培養。因此，教師在過程中應采用一些方法來積極引導和鼓勵學生作為學習知識的主體，引導他們主動去思考問題、解決問題，通過這一過程的訓練來提高他們學習知識的主動性和解決問題的能力。可以采用如下方法：

2.1 采用傳統板書和多媒體課件相結合的方式

隨著計算機的發展，現代教育技術完全可以融入到課堂教學中，可以將一些圖片制作成PPT和動畫的形式進行演示。如在靜力學中，對于圓柱鉸鏈約束的介紹，可以制作成兩個帶孔構件和一個螺栓的鏈接的動畫過程，使學生可以直觀地看到這種約束的構成以及約束力的推導。而在運動學中，對于點的合成運動和剛體的平面運動，可以通過動畫演示點的復合運動和剛體的平面運動過程，以及運動的軌跡，對于那些想象不出來運動形式和軌跡的學生，這種動畫的演示能夠加深他們對問題的理解。但與此同時應該避免多媒體教學帶來的換屏較快，學生跟不上講課速度的弊端，因此多媒體課件只能作為輔助工具，重要的公式推導以及例題、習題的講解還是應該以板書為主。

2.2 探索采用討論式、啟發式的全新教學模式

為了適應當今對大學生能力培養的要求，應該發揮學生在課堂中的主觀能動作用。提高他們學習的主動性和積極性。可采用課前預習即每堂課的結束前，留出5分鐘時間布置下次課的預習作業，采用以思考題的形式提出與下節課相關的內容。讓學生帶著問題去自學，初步了解基本概念、知識難點和重點。然后課上討論提出的問題，結合本次課的理論知識，啟發、引導學生去求解問題，得出結論。這種教學模式，一方面加深了學生對知識的理解，另一方面也激發了他們的學習熱情和學習興趣。

2.3 任課教師課對教案的準備

教案時教師將知識通過課堂傳授給學生的載體，不能是單純地PPT的打印或者對教材內容的簡單抄錄[3]。每次課前，教師應該按照大綱要求書寫一份本次課的教案，提煉出本課內容的重點、難點，在授課過程中，有意識地對重點、難點部分進行耐心細致地講解。尤其對于在課堂教學過程中，學生反應比較差的地方更應該一點一滴細致地講解，做到寧可慢也要聽懂的要求。結合學生的專業選擇與工程實際聯系比較密切的例題、習題。理論聯系實際的教學，能夠培養學生的工程意識，讓學生了解《理論力學》在工程實踐中的應用。

2.4 建立良好的輔導答疑制度

鑒于理論力學解題方法的靈活性和多樣性以及學科內容的抽象性，學生在課后做題的過程中，會明顯感覺吃力。因此，建立每周兩次的輔導答疑制度，對學生在完成課后作業以及課后復習過程中遇到的問題及時進行解決，排除疑問。提高學生對知識內容的吸收速度和理解深度。尤其對于那些平時課堂表現不太積極的學生不能做到放手不管，而是每次都安排幾人專門去答疑，督促他們學習。

3 考核方式的改革

以往對于《理論力學》這門課的考核方式都是期末考試和平時成績的加權平均。而一些教師對于平時成績的評定，一般都是通過上課的出勤和作業的完成情況來評定的。這樣的考核方式是存在弊端的，并不能檢查出學生的學習效果。一些學生盡管上課出勤了，但是并沒有在聽講。學生對于本門課內容的理解到底有多少？對于課后作業的完成上到底下了多少工夫？教師都不能真正地了解。因此，對于傳統的考核方式必須進行改革，建立細致的考核制度，及時了解學生的學習動態。具體改革方式如下：

3.1 將預習效果的評定計入平時成績

為了達到良好的預習效果，將預習的問題以報告的形式分組進行討論，然后提交，作為平時成績的一項考核標準。

3.2 將課后作業的完成情況計入平時成績

任課教師每周收取一次作業本，及時檢查批改，找出學生常犯的錯誤，進行認真的總結。并將作業的完成質量作為平時成績的一項考核標準。

3.3 舉行課堂測驗

每兩星期舉行一次短小精悍的課堂測驗，可在10～15分鐘完成，重點放在學生對基本概念和理論的理解上。并作為平時成績的一項考核標準。

3.4 增加期中考試

在平時考核和期末閉卷考試的基礎上，在每學期的期中階段增加期中考試，采取和期末考試一樣的閉卷形式。將期中考試的成績以加權平均的形式計入總成績。因此，《理論力學》這門課的成績是平時考核成績、期中卷面成績和期末卷面成績三者的加權平均。

4 結語

總之，對《理論力學》的教學改革是一個不斷實踐探索的過程。為適應對新世紀人才培養的要求。對課程的要求應重視理論力系實際，將知識的傳授和能力的培養有機結合起來。

［1］哈爾濱工業大學理論力學教研室.理論力學[M].7版.北京:高等教育出版社,2009.

［2］蘇禾.對學生進行科學方法教學的幾點體會:在理論力學教學中[J].2012,34:78-80.

［3］劉偉，朱西平,等.結合理論力學談高校教師教案的撰寫[J].力學與實踐,2013,35(5):85-88.