理論力學(xué)工程化教學(xué)改革芻議

朱為國(guó)　楊權(quán)權(quán)

【摘要】理論力學(xué)是我校機(jī)類、近機(jī)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(chǔ)課，為適應(yīng)創(chuàng)新性與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，合理進(jìn)行課程教學(xué)改革及提高教學(xué)質(zhì)量勢(shì)在必行。本文結(jié)合我校優(yōu)秀課程建設(shè)項(xiàng)目的教學(xué)要求，分析了淮陰工學(xué)院理論力學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，從理論力學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教材編寫、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面提出一套適合我校各專業(yè)的理論力學(xué)教學(xué)改革措施。

【關(guān)鍵詞】理論力學(xué) 優(yōu)秀課程 工程化教學(xué)

【基金項(xiàng)目】淮陰工學(xué)院優(yōu)秀課程建設(shè)項(xiàng)目，江蘇省高校品牌專業(yè)建設(shè)工程項(xiàng)目（PPZY2015B121）

【中圖分類號(hào)】O31-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）01-0060-02

淮陰工學(xué)院是一所以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的地方工科院校。為進(jìn)一步提高我校在學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)方面的水平，適應(yīng)我校應(yīng)用型工科院校人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，學(xué)校開(kāi)展了優(yōu)秀課程建設(shè)活動(dòng)。理論力學(xué)是我校機(jī)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(chǔ)課，是一門理論性較強(qiáng)的課程。理論力學(xué)不但是各門力學(xué)（材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)等）的基礎(chǔ)，同時(shí)還可直接應(yīng)用于工程實(shí)際，在機(jī)械、土木等工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景[1，2]。因此，理論力學(xué)課程被遴選為我校首輪精品課程進(jìn)行建設(shè)。作為精品課程建設(shè)對(duì)象，為適應(yīng)創(chuàng)新型應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，以改革課程內(nèi)容體系、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)、合理評(píng)價(jià)教學(xué)效果為目標(biāo)的課程改革勢(shì)在必行。筆者作為優(yōu)秀課程建設(shè)項(xiàng)目的主持人，帶領(lǐng)課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐以及其他高校課程改革經(jīng)驗(yàn)，從理論力學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教材編寫、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面進(jìn)行了改革與探索，提出了一套適合我校各專業(yè)理論力學(xué)教學(xué)的改革方案。

一、我校理論力學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.重理論、輕實(shí)踐

目前，我校的理論力學(xué)課程依然采用的是前蘇聯(lián)的模式[3]——只有理論講授無(wú)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的課程體系，通篇只注重理論知識(shí)的灌輸，而忽略了實(shí)踐環(huán)節(jié)。這門課程為后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)，也為將來(lái)研究解決工程實(shí)際問(wèn)題和學(xué)習(xí)新的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造條件，理論力學(xué)實(shí)驗(yàn)必須向工程實(shí)際和綜合應(yīng)用方向轉(zhuǎn)變。隨著社會(huì)需求、學(xué)生個(gè)性和學(xué)科變革的發(fā)展，這種無(wú)實(shí)踐體系既不利于當(dāng)前理論力學(xué)教學(xué)高質(zhì)量實(shí)施，也不足以滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求[4]。因此，為提高理論力學(xué)教學(xué)質(zhì)量培養(yǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力的工科創(chuàng)新型人才開(kāi)展高校理論力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、創(chuàng)建理論力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系十分必要。

2.格式化內(nèi)容、不能因材施教

理論力學(xué)是我校機(jī)械類各專業(yè)、土木工程專業(yè)和近機(jī)類各專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在目前的教學(xué)計(jì)劃中，基本上是一直延用多年前制定的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱，甚至教材的選用都是相同的。在教學(xué)中，沒(méi)有區(qū)分各專業(yè)不同的工程背景，而且大多照本宣科，內(nèi)容十分抽象，大部分學(xué)生難以理解，使部分學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)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(jìn)一步擴(kuò)大，我校每年開(kāi)設(shè)理論力學(xué)的專業(yè)、班級(jí)也不斷擴(kuò)大，承擔(dān)理論力學(xué)課程的教學(xué)人員也不斷增加。目前我校承擔(dān)理論力學(xué)教學(xué)的教師達(dá)到8-10人，基本上都是各自備課、上課，課程結(jié)束各自出卷進(jìn)行考核，平時(shí)相互之間幾乎無(wú)交流，不利于理論力學(xué)課程的良性發(fā)展，也不適應(yīng)應(yīng)用型、創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要。

二、理論力學(xué)課程教學(xué)改革措施

1.重新定位教學(xué)目標(biāo)

傳統(tǒng)的理論力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)定位于注重基礎(chǔ)理論的掌握，注重基本概念和基本原理的理解，注重分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)。這種目標(biāo)定位不利于創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，與國(guó)家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求不相符。因此，建設(shè)后的理論力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)擬在傳統(tǒng)目標(biāo)基礎(chǔ)上，再增加創(chuàng)新思維、應(yīng)用能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

2.改革教學(xué)內(nèi)容、增加實(shí)踐環(huán)節(jié)

理論力學(xué)雖然是一門經(jīng)典的力學(xué)基礎(chǔ)課，然而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，涉及它的學(xué)科越來(lái)越多。理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該不斷改革，增加新的應(yīng)用方面的內(nèi)容。為與新的教學(xué)目標(biāo)相符，新增加的內(nèi)容應(yīng)有利于學(xué)生快速接近科技前沿，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[5，6]。新增內(nèi)容應(yīng)與當(dāng)前重要工程問(wèn)題相聯(lián)系，如機(jī)器人工程、車輛構(gòu)造和建筑結(jié)構(gòu)工程等。針對(duì)不同專業(yè)，增加一些與當(dāng)今重要工程問(wèn)題相關(guān)的例題和習(xí)題；增加動(dòng)力學(xué)建模與動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)以及力學(xué)控制設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用專題，通過(guò)應(yīng)用專題可培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.編寫適合專業(yè)特點(diǎn)的教材、實(shí)施因材施教

教學(xué)內(nèi)容作了適當(dāng)?shù)男薷模瑸榱吮阌趯W(xué)生的學(xué)習(xí)，教材內(nèi)容也應(yīng)作相應(yīng)的修改。傳統(tǒng)教材只介紹理論力學(xué)基本概念和基本原理。新教材調(diào)整和補(bǔ)充的內(nèi)容應(yīng)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力。基于上述目的擬修改以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）修改與物理中重疊的內(nèi)容，這方面的內(nèi)容已經(jīng)在物理中作了詳細(xì)講解，會(huì)給學(xué)生造成理論力學(xué)就是物理的感覺(jué)，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒；

（2）編寫的例題和習(xí)題盡量聯(lián)系各專業(yè)具體工程問(wèn)題，讓學(xué)生對(duì)一些抽象的概念和理論有直觀的認(rèn)識(shí)，從而更加重視對(duì)理論力學(xué)的學(xué)習(xí)；

（3）針對(duì)不同專業(yè)領(lǐng)域增加工程應(yīng)用專項(xiàng)，這可以提高學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生學(xué)習(xí)后感到理論力學(xué)的確有用，因而也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

通過(guò)編寫具有專業(yè)特點(diǎn)的理論力學(xué)教材，對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生實(shí)施因材施教，提升課程教學(xué)效果。

4.組建優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)、加強(qiáng)內(nèi)外交流

我校理論力學(xué)課程任課教師雖然達(dá)10多人，但是并沒(méi)有形成一支較為有效的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目立項(xiàng)之前的教學(xué)隊(duì)伍中人員年齡偏大、學(xué)歷和職稱層次較低，平均年齡超過(guò)35周歲，大部分教師只有碩士學(xué)歷和中級(jí)職稱，其中力學(xué)專業(yè)畢業(yè)教師幾乎沒(méi)有。隊(duì)伍中教師都是以教學(xué)為主型，幾乎沒(méi)有科研項(xiàng)目支撐，因此很難將學(xué)科前沿及應(yīng)用講授到位。作為校優(yōu)秀課程建設(shè)，組建一支優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是首當(dāng)其沖的任務(wù)之一。從理論力學(xué)優(yōu)秀課程建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)到現(xiàn)在，充分利用學(xué)校“引進(jìn)來(lái)、送出去”的人才政策，已經(jīng)有2名力學(xué)專業(yè)博士加入理論力學(xué)教學(xué)隊(duì)伍中，他們都負(fù)責(zé)多項(xiàng)科學(xué)研究項(xiàng)目，能夠?qū)⒖茖W(xué)研究的團(tuán)隊(duì)精神注入到教學(xué)中，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的定期交流以及團(tuán)隊(duì)成員與工程化教師之間交流，將有助于理論力學(xué)課程的健康發(fā)展。

5.搭建創(chuàng)新平臺(tái)、改革教學(xué)方式

目前我校理論力學(xué)課程只有理論教學(xué)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和應(yīng)用能力，應(yīng)當(dāng)開(kāi)設(shè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，并搭建學(xué)生自已設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。借助目前全國(guó)都在進(jìn)行的大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)，搭建我校的大學(xué)生理論力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。這種平臺(tái)可以讓學(xué)生自已設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，研究理論力學(xué)基本規(guī)律，對(duì)理論知識(shí)提高感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的問(wèn)題分析能力和工程應(yīng)用能力。通過(guò)舉辦校內(nèi)理論力學(xué)興趣小組和競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，選拔優(yōu)秀選手參加省或國(guó)家大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目。為了達(dá)到最好的教學(xué)效果和充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，部分內(nèi)容的教學(xué)可以直接到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，將力學(xué)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合進(jìn)行，改變傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學(xué)方式，采用啟發(fā)式、設(shè)問(wèn)式教學(xué)法，以學(xué)生為主、教師指導(dǎo)將學(xué)生分成小組進(jìn)行分組討論的教學(xué)方式，讓所有的學(xué)生都積極的參與到教學(xué)中，一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，另一方面還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神以及注重集體攻關(guān)的思想。

三、結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用型工程化人才培養(yǎng)模式要求學(xué)生具備解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，具體到理論力學(xué)這門課，就是要求學(xué)生會(huì)用理論力學(xué)中的原理解決實(shí)際問(wèn)題，因此在教學(xué)過(guò)程中就要思考如何培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。課程改革并不是一蹴而就的，需要反復(fù)的探索和實(shí)踐，不同類型學(xué)校和不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)也不盡相同，因此這些改革的效果也會(huì)不盡相同。通過(guò)理論力學(xué)優(yōu)秀課程項(xiàng)目建設(shè)，編寫適應(yīng)不同專業(yè)工程領(lǐng)域的理論力學(xué)系列教材1套，適應(yīng)機(jī)械、土木、交通等不同專業(yè)方向需求；組建一支學(xué)歷、職稱、年齡結(jié)構(gòu)合理的工程化教學(xué)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步提升團(tuán)隊(duì)中教授、博士人數(shù)，培養(yǎng)和引進(jìn)力學(xué)專業(yè)博士3-5名；搭建校內(nèi)理論力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)各1個(gè)，將其建設(shè)成為一門具有工程化教學(xué)特點(diǎn)的優(yōu)秀課程。

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作者簡(jiǎn)介：

朱為國(guó)（1978-），男，江蘇淮安人，副教授，力學(xué)博士。