提高本科理论力学教学质量的实践与探索

摘要：理论力学由于教学时数的大幅减少，课堂教学进度非常快，普遍出现了教学质量下滑的现象。文中根据自己多年在教学一线的实践与探索，针对影响理论力学教学质量的因素，从课堂环境、教学内容和教学方法与手段等方面提一些相关建议，从而达到在理论力学教与学的过程中提高教学质量。

关键词：理论力学；教学质量；课堂教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）13-0121-02

理论力学是工科类中量大面广的基础技术课程，是工科专业后续专业课程学习必不可少的专业基础课，不仅提供深入理解自然所需的知识，而且也是未来专家对自然和工程过程创造性地建立数学模型、研究并获得科学结论的有力工具[1]。理论力学有其完整而严密的理论体系和研究方法，其内容非常丰富，习题类型繁多，需要学生在深刻理解力学概念的基础上灵活使用公式[2]。近年来理论力学教学学时大幅缩减，教师在授课时为完成教学内容，出现教学进度快，教学内容夹生现象，影响到理论力学的教学质量，这可以从我校本科生理论力学居高不下的不及格率中得以直观反映。如何使用较低的学时，利用先进的教学手段，高质量地完成所需的教学内容，作者根据自己在理论力学教学过程中的实践与探索，针对影响理论力学教学质量的因素，在理论力学的教与学的实践中做一些探索，提一些相关建议。

一、良好的课堂氛围有助于教学质量的提高

（一）了解学生的特点，创造良好的课堂环境

影响本科教学质量的因素很多，其中学生作为教学活动的对象，发挥着重要的作用。在本科教学活动中，学生扮演着多种角色，本科教学质量的提高必须通过学生才能实现[3]。不同的学生，其学习特征是不同的。教师只有了解学生的心理特点后，才能设计课堂教学，才能选择最合适的教与学的方案。现在学生所处的环境和接触的东西都离不开网络，网络上的一些流行用语往往能引起学生的共鸣，偶尔在课堂上引用可以拉近和学生的距离。同时教师应用现代化的教学观念，热情洋溢的教学态度，激情幽默的教学语言，创设和谐、活跃的课堂教学氛围，营造宽松、健康的课堂环境，必然能充分调动学生学习的积极性和主动性，为提高教学质量创造了良好的氛围。

（二）改善课堂人际环境，创设良好的课堂氛围。

教学过程是师生互动的过程，将学生看作自己的朋友，从学生的角度考虑问题。平时可以多与学生交流，这种交流可以是语言、眼神或者是形体上的交流。通过这种交流，教师可以了解学生在学习过程中存在的问题和不足，从而可使得教师在课堂上调整教学方法和内容等。坚持以人为本的教学理念，尊重学生人格，以真心和爱心对待学生，换得学生的信任与尊重。允许不同的意见存在，让学生不带任何压力主动参与学习，为使学生的创新能力得到培养提供广阔而自由的空间，营造有利于积极发展的良好的课堂氛围。大科学家爱因斯坦眼中的教育真谛：“所谓教育，就是一个人把在学校所学全部忘光后剩下的东西。”大学生研究学问最重要的不是掌握多少书本知识，而是保有“神圣的好奇心”和“内在的自由”。大学教育的主要使命就是为学生提供一个自由的环境，良好的课堂人际环境所创设的课堂氛围必然是轻松自由的。

二、教学内容的精心组织与拓展

（一）根据教学时数，优化和精心组织教学内容

《理论力学》教学课时大为压缩，如何从课程自身的特点出发，挖掘课程本身的潜力，做到基础理论要精练、深化，工程应用要结合专业特色并适当拓宽，这就要求课程在教学内容上下功夫，进行教学内容的优化与改革。教学内容的改革首先是教材选用和使用的改革[4]。国外的教材，尤其是欧美国家的教材，其中所涉及的问题形式灵活多样，包括丰富的没有经过简化的工程问题，可以引导学生将所学知识更好地应用于工程实际。在国内，清华、上海交大等著名院校，针对自己学生的特点，编写了不同体系的教材，都不同程度地提高了起点，增加了很多分析力学的内容，对于提高教学效果起到了很好的作用。理论力学的课程主线非常明显，具有很强的系统性，前面所学的知识是后面学习内容的基础，循序渐进，由浅入深的安排教学内容是非常有必要的。另外，理论力学课程中所涉及的很多概念学生在物理中都接触过，对于已经在物理中涉及过的概念采取讲深讲透，进行内容上的拔高。而对于新引入的概念和定理，则需要安排较多的教学时数，由浅入深，联系实际，让学生对所学内容达到融会贯通的地步。

（二）拓展教学内容，培养学生创新思维与实践

理论力学课程所学内容，并不仅仅是为本课程所学内容服务，它还是后续其他课程的基础，因此在教学过程中要将教学眼光放宽放远。比如，理论力学所研究的对象是刚体，忽略物体在力的作用下的变形，因此在受力分析的时候，很多同学习惯将力沿着作用线进行移动，这对刚体而言是没有影响的。但是，在学习材料力学课程时，也要进行受力分析，研究的对象是变形体，此时力就不能随便沿着作用线进行移动，因此在教学过程中就不能仅仅局限于本课程范围，而要为后续课程的学习打下良好的基础。

本科教学的目的不只是让学生掌握知识，更重要的是培养学生创新思维和创新能力，并能够将所学知识联系实践，解决生活和工程中的问题。力学知识无处不在，工程中大到航天器、太空站的结构，小到一个螺丝钉的螺纹，生活中的吃住行都离不开力学知识。如何让学生去真切感知这些现象，分析这些现象，透过这些现象去进行更多的创新，需要教师对课本外的知识不断积累、更新和在教学中进行渗透[4]。

三、针对教学内容，采取多样的教学方法和手段

（一）结合工程案例，激发学习兴趣[5]

大家都知道兴趣是最好的老师，当人们对某事发生兴趣时，便会专注于它。学习理论力学也是如此，所以在讲授相关内容时，尽量结合实际，提出一些有趣的力学问题，引起学生思考的兴趣。现行《理论力学》教材中大部分的实例都是抽象过来的力学简图，例题和习题较理想化、学术化。很多学生都不能根据示意图了解其表达的实物原型。因此要引导学生平时注意观察身边的各种力学现象，帮助学生在工程问题和力学模型间建立联系。在理论联系实际的教学过程中，教师要将知识传授、工程意识、能力培养相结合[6]。例如，在讲授桁架内容的时候，理想的桁架结构和实际中的桁架结构存在的差异一定要给学生讲解清楚，可以引入一些具体的工程实例图片，让学生了解到实际中杆件之间的链接形式有：榫接、焊接、铆接和整浇，而理想的桁架杆件的连接都是铰链连接。通过对比，强化学生的工程意识，激发学生探索工程实际的兴趣。

（二）增加课堂实践环节，掌握解题方法

对学生而言，《理论力学》静力学部分的不少概念在中学物理中就已经学过，听起课来不难接受，但等到自己独立做题时就感觉力不从心。学生普遍感觉听课易懂，习题难做，课堂实践是掌握静力学内容的好帮手。另外，理论力学的中的问题相对较灵活，有的题目并不是唯一的求解方法，一题多种解法的问题屡见不鲜。如：在动力学普遍定理的综合应用部分，对一简单的鼓轮及重物提升装置，求重物加速度及轴承处的反力。求加速度时，可分别利用动量矩定理、动能定理、动静法等。求轴承处反力时，可分别利用动量定理微分形式、质心运动定理、动静法[6]。这样一道题几乎涉及动力学各主要内容及基本定理。通过这样的课堂实践，学生不仅复习和巩固所学知识，而且一道题目采用不同的求解方法，拓宽了学生的解题思路，培养学生发散思维，养成全方位、多角度思维的良好习惯。

（三）注重多媒体教学与传统教学方式的结合，合理利用网络教学资源

随着计算机技术和软件的发展，多媒体教学在课堂中的应用越来越多，现代化的教学手段把文字、图像、声音、动画有机结合起来，使力学分析形象直观。充分发挥多媒体课件教学传授信息量大、图文形象具体、理论公式清晰规范、便于展现运动过程的特点；同时，将传统教学方式与多媒体教学有机结合，使两者在教学中实现优势互补，让学生在轻松愉快的气氛中对知识进行理解和掌握，使教和学的活动变得丰富多彩。

理论力学课程的网络教学资源也相当丰富，精品课程和共享资源课程的建设网站上，有教学视频、课件、拓展等资源都可以利用，适当地为学生推荐一些网络资源，作为教学的补充，拓展学生的视野。同时还可以建立《理论力学》学习辅导专用QQ群或微信群，向学生提供各种《理论力学》学习资料，交流学习中的问题，帮助学生自学，提高自学能力。

四、结束语

理论力学作为一门专业基础课，课程的内容与工程实际紧密结合，它不仅具有理论性，又有一定的实用性。在教与学的过程中，体现以教师为主导，以学生为主体，创造良好的课堂人际氛围，激发学生学习兴趣和积极性，围绕教学内容，优化教学方法，理论联系实际，培养学生创新思维和实践能力，从而不断地促进教学质量的提高。

参考文献：

[1]马而契夫著，李俊峰，译.理论力学[M].北京：高等教育出版社，2010.5.

[2]艾薇，侯作富，周思柱，等.理论力学课程教学的现状与教学改革的探索[J].力学与实践，2009，31（5）：75-77.

[3]柳明新，景鹏，李晓理.本科教学质量提升中的学生因素[J].管理科学，2012，（5）：56-57.

[4]杨光，张晓明，王化峰.理论力学教学改革的实践探究[J].集美大学学报，2011，12（2）：96-98.

[5]黄金.《理论力学》教改探索[J].湖南科技学院学报，2012，33（8）：24-25，45.

[6]陈震.《理论力学》课程教学改革探讨[J].江汉大学学报（自然科学版），2013，41（2）：102-106.