新工科背景下關于“理論力學”教學的幾點思考

石麗建 湯方平 楊帆

[摘 要] 新工科是為適應時代發展，響應國家戰略需求，培養實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才，高等工程教育承擔的職責與使命。該文結合理論力學教學特點，從培養學生責任感、使命感;與時俱進，改變教學模式;產學合作、多學科系統學習;優化考核模式等四個方面對新工科背景下理論力學教學改革進行了探討。

[關鍵詞] 新工科;理論力學;教學

[基金項目] 2017年度揚州大學教學改革研究項目（YZUJX2017-18B）;江蘇省高校優勢學科建設項目（PAPD）

[作者簡介] 石麗建（1989—），男，江蘇如皋人，博士，揚州大學水利科學與工程學院講師，主要從事流體機械設計教學與研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0314-02? ? [收稿日期] 2019-12-02

新工科是為適應人工智能、全智能時代，響應國家《中國制造2025》等戰略需求，培養實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才，高等工程教育承擔的職責與使命。“新工科”這一概念自2016年提出以來，在不到一年的時間里，教育部組織高校進行深入研討，形成了“復旦共識”和“天大行動”[1]等，由此可以看出國家對新工科發展的全局考量。新工科是我國高等工程教育今后的發展方向。

對新工科的理解，首先要突破傳統的對學科的思維定式，新經濟的發展及其產業變革不會因為人類對學科的界定而局限在某門學科內，也必然突破原有的學科界限和產業劃分[2]。對大學來說，新工科不是一味去開設所謂“新技術”專業，而是要在全部學科中注入“新”思想，改變原有課程設置模式，形成“新”教學模式。一流大學不能被動適應產業需求，而是要引領產業發展[3]。

智能制造業是實施制造強國戰略的重要領域。理論力學是學習其他理論物理學科的入門向導，也是近現代工程技術的理論基礎[4]。理論力學通常分為三個部分：靜力學、運動學與動力學。靜力學研究作用于物體上的力系的簡化理論及力系平衡條件;運動學只從幾何角度研究物體機械運動特性而不涉及物體的受力;動力學則研究物體機械運動與受力的關系[5]。由于其理論性強，內容較抽象，學生在學習過程中難免會感覺枯燥和吃力。因此，讓學生有興趣學并學好理論力學，并在學習過程中形成超前的思想、創新的意識、跨學科和大工程的系統化觀念、批判的思維，以適應后期專業課程的學習，成為創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才，需要任課教師改變灌輸式的教學模式。本文試從以下四點，探討新工科背景下理論力學教學的模式。

一、培養學生責任感、使命感

新時代工科人才應該是適應時代飛速發展、擁有高度自主意識的人才，不把工作當做自己的任務，而是作為自己的使命。在教學過程中，須將學科發展歷程、重要的發展節點等內容講述給同學們，增加課程趣味性;同時，也讓同學們了解到學科的任何發展，都是由一個個小發現、一點點小進步促成的，我們將來的工作其實也是在為學科的發展貢獻力量。將新時代需要什么樣的人才，我們國家科教興國、制造強國的具體目標需要什么樣的人才告訴同學們，讓他們明白自己的使命和努力的方向，在學習過程中更有主動性和目標性。

二、與時俱進，改變教學模式

我們處于互聯網、人工智能、大數據、云計算時代，教育教學工作也應該充分利用網絡技術。一方面是通過利用多媒體技術，將理論性、抽象性的內容具體化、形象化，加深學生的理解;另一方面也是適應現如今學生喜歡利用網絡等多媒體進行交流學習的習慣。

目前，微課、慕課等資源很多，網絡上的相關資源資料數據更是層出不窮。如何充分利用各種有效資源，并篩選整合成對自己有用的信息，是學生今后學習、科研、工作必備的一項基本技能。教師在教學中，可以引導學生學會如何利用網上的資源加以自學，整理有效資料，并消化成屬于自己的內容。

理論力學理論體系龐大，僅靠課堂時間教師并不能完全教授清楚，學生也來不及消化。而網絡化的教學模式也讓我們的教與學不再拘泥于課堂之上。以學生為中心，課上學習與課下學習相結合，課上重點解決復雜的理論問題，具體的應用可以通過課后設置習題、工程問題數值模擬、實驗等多種方式進行，指導學生撰寫規劃書，提供節點數據，一方面督促學生真正動手訓練，另一方面了解學生對知識的掌握情況，并利用微課輔導答疑，與老師利用QQ、微信等方式進行交流，將學習延伸至課堂外。

三、產學合作，多學科系統學習

新工科提倡重實踐、跨學科，把創新創業教育貫穿教育教學全過程。在教學過程中加入工程實例，通過這種方式，一方面，讓學生對學習的知識有一個更全面、更具體的理解，明白學即所用，增加學習的興趣，同時讓同學們理解到，再高級的工程案例，再優秀的創新模式，也是建立在扎實的理論基礎上的;另一方面，工程實例一般都涉及實用、美觀、經濟、環境等多個方面，在解決實際問題時，可以鼓勵同學們結合感興趣的課程，讓學生形成系統化觀念。

教學中加入實際工程案例的方式有多種，可以是給出優秀的工程案例，讓同學們去分析案例中采用做法的原因或者優異之處，通過學習優秀案例來提高自己對理論的認識、對創新的理解。可以給出工程問題，讓同學們尋找解決途徑，通過實驗或者數值分析等方法，讓學生參與其中，增加對理論知識的理解。

教授內容中可以多引入新興行業、其他學科中對本學科知識的應用，如航空航天領域、新能源產業對機械化、自動化的需求等等。介紹理論力學與材料力學等學科等交叉融合內容。

四、優化考核模式

根據實際教學情況，不斷完善考核細則，細化給分條目、細化考核項目、豐富考核方式，重點考核項目完成過程中力學知識的掌握和應用情況。例如采用平時成績+課后習題任務成績+期末閉卷考試成績相結合的方式，每一項加權相加作為學生最終的課程成績，這樣既全面考察了學生對理論知識的掌握程度，也避免了以期末考試成績為主的前提下學生期末考前突擊、考完全忘的情況。

課后習題任務考核時，應該根據小組任務分配情況、節點完成情況等等細化考核項目，以學生的參與度、知識掌握度給分。小組任務完成好，但是參與度不高的同學也不能得到高分;即使最終結果沒有完成，實驗不成功，但規劃過程正確、過程知識掌握情況高，也可以得到一定的分數，這樣考核方式更合理、更公平。

五、結語

理論力學作為許多工程專業的重要專業基礎課，在教學過程中培養學生責任感、使命感;利用多種渠道，改變教學模式，拓寬、延伸教學;通過產學合作加強學生的實踐性，通過多學科學習形成系統觀念;制定更公平合理的考核模式，全面考察學生對知識的掌握程度。讓學生有興趣學并學好理論力學，并在學習過程中形成超前的思想、創新的意識、跨學科和大工程的系統化觀念、批判的思維，以適應后期專業課程的學習，成為創新能力強，具備國際競爭力的高素質復合型人才。

參考文獻

[1]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，2（38）：26-35.

[3]李培根.工科何以而新[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-15.

[4]周衍柏.理論力學教程（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[5]李世遠，代陽，等.理論力學課程教學指導科技創新訓練的探索與實踐[J].教育教學論壇，2019（34）：137-138.

Thoughts on the Teaching of Theoretical Mechanics Course under the Background

of Emerging Engineering Education

SHI Li-jian，TANG Fang-ping，YANG Fan

（School of Hydraulic Science and Engineering，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225100，China）

Abstract：In order to adapt to the development of the times and respond to the national strategic needs，the Emerging Engineering Education is responsible for cultivating high-quality compound talents with strong practical ability，strong innovation ability and international competitiveness.Based on the teaching characteristics of the course in Theoretical Mechanics，this paper discusses the teaching reform from four aspects：cultivating students' sense of responsibility and mission;keeping pace with the times，changing the teaching mode;industry-university cooperation，multi-disciplinary system learning;and optimizing the assessment model.

Key words：Emerging Engineering Education;Theoretical Mechanics;teaching