少学时“理论力学”教学方法探析

摘 要：文章从目前“理论力学”少学时的特点出发，提出了“理论力学”教学方法革新的策略，即通过整合教学内容，突出重点难点;多方面激励学生学习的积极性;注重多种教学手段的综合运用

关键词：“理论力学”;少学时;教学方法

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）03-0012-02

目前，各高校为了扩大学生知识面和增加学生的自主学习时间，都有减少课程学时的倾向[1-2]，作为工科相关专业学生必修的“理论力学”教学课时也大为压缩。如何在学时压缩的情况下仍保证教学效果甚至让学生掌握更多的内容，是我们需要探究的问题。刘百来对少学时“理论力学”课程的教学模式进行了探索，其改革措施具有很好的借鉴意义[3]。作者结合自己近几年的教学实践，并参考学生对课程学习的反馈信息与意见，从充分调动学生学习“理论力学”的积极性出发，结合多种先进教学手段，并以组织课程相关的创新活动为有益补充，就当前“理论力学”“课时少、内容多”的特点进行相应的改革和实践。

一、整合教学内容

目前，很多院校将“理论力学”课程压缩至70―80课时，甚至60课时左右，这无疑给“理论力学”课程的教学工作带来很大的挑战，如何在有限的课时内出色完成“理论力学”课程的教学任务，并获得良好的教学效果就成为一个必须解决的问题。

（一）修订教学大纲

由于学时的压缩，不同专业的“理论力学”课程学时尽管一样，但其专业要求略有不同。根据学生所学专业的特点，调整“理论力学”课程内容的侧重点，将与学生所学专业联系很少或联系不大的章节内容仅作以简要讲解，点到为止，这样可以将有限的学时用在与本专业有关的理论力学知识点上。比如对于土木专业来说，运动学的部分内容对后续课程影响不大，比如科氏加速度的问题，就可以精简这部分内容。

同时，由于“理论力学 ”教材和教学大纲中有一部分内容与“大学物理”的力学部分重复，也有一些和“高等数学”中的内容重复，比如物体重心的概念、物体重心坐标的计算公式以及转动惯量等。这些内容在大纲中尽管有所要求，但学时不太充足的情况下，教师可以将其布置为自学内容，一方面学生对已经学习过的知识进行复习，另一方面也达到了大纲的要求。

（二）调整内容体系，引入演绎讲法

当前较为流行的教学方式多为归纳法。拿静力学来说，先讲平面力系再讲空间力系，先讲汇交力系再讲任意力系，这个过程是从特殊到一般，从简单到复杂。如果学生的接受能力允许的话，完全可以打破常规，采用演绎讲法，在讲完静力学基本概念和相关公理后直接讲解空间任意力系的简化和平衡方程，随后将平面任意力系、平面汇交力系、平面力偶系作为空间任意力系的特例进行处理，对简化结果和平衡方程进行相应调整，这样便可在不减少知识点的情况下大大地减少讲授静力学内容占用的学时数。河南理工大学力学教研室编写的教材就采用了这种编排方法[4]，在使用过程中确实能够节省2―4个学时，从考核结果来看，采用新的教学模式后，学生对该部分掌握得较好。

二、多方面调动学生学习的积极性

（一）从“要我学”变为“我要学”

结合身边的实例及实际工程实例，以讲座的方式讲讲“身边的力学”，通过生活中和工程中丰富有趣的力学问题，激发学生的学习兴趣和动力。可以就生活中常见的问题向学生多问几个为什么，比如，“为什么过山车在轨道上倒置时却不会落下来？人和车靠什么向前行走？有没有听说过落体偏东及抛体偏西现象？”等等问题，可以做出动画进行演示，也可以进行现场演示让学生亲自体验，使学生知道这些问题都可以通过理论力学的知识解决，众多生动有趣的生活现象会吸引学生急于在“理论力学”中寻找答案，从而让学生的学习变被动为主动。

可以结合专业背景，认识学习理论力学的目的和重要性。不同的专业有不同的培养目标，作为课程教师，需要了解专业目标，并熟悉其先修课程及后续课程，以把握课程授课内容，使理论力学成为课程体系的重要一环。从而使学生了解理论力学课程在培养计划中的作用和地位，了解课程之间的相互联系与衔接，认识到课程的重要性，学生自然从内心重视这门课程的学习。

（二） 树立学生学习信心

一提起“力学”，学生就“谈力色变”，经常会问“会不会很难”。针对这个问题，主讲教师要实事求是地对课程学习的难易程度进行客观的分析。可以事先回顾一下学生在高中物理和大学物理中接触过的一些力学知识，比如力的概念、牛顿定律、动能守恒和动量守恒，让学生明白其实他们已经有了一定的基础，从内心不再恐惧和排斥这门课程。但是不要为了消除学生的这种心理而一味地回避课程的难度，其实学好理论力学是需要学生付出大量努力的，所以要引导学生“从战略上藐视它，从战术上重视它”，这样我们才能在讲授、学习“理论力学”这门课程中取得良好的效果。

三、注重多种教学手段的综合运用

（一）精练讲授内容，强化知识点

精练教学内容，强调重点、讲清难点。重点内容要反复强调，非重点内容点到为止，易懂知识点压缩精练。简化冗杂的推导，讲清思路和原理即可，具体推导过程留给学生在课下做。例如：讲授合成运动的关键在于讲清楚三类运动，确定动点、动系和牵连点。在这一部分上一定要多下功夫，多讲例题，反复强调，让学生切实掌握这一难点。

（二）以经典实例开展课堂讨论

由于课时的减少，满堂灌将是普遍采用的教学方式，教师一味地在讲台上教课，而较少关注学生真正听了多少，听懂了多少。而且学生一直被动地去听，缺乏主动思考，他们会逐渐对课堂失去兴趣，容易疲劳走神。为了解决这种状况，教师可以根据课程的安排开展课堂讨论。例如，详细介绍了动点选取的基本规律后，就可以讨论图1所示的运动模型中，哪点可以当作动点？大部分学生会马上说出棒上的A点，经过教师的引导和讨论，使学生明白，凸轮轮心O也可以当作动点，于是在师生的讨论下，继续画出不同动点下的速度图和加速度图。最后也可以讨论本题目的其他解法，例如运动方程法等。

图1 点的合成运动实例

（三）规范学生作业

“理论力学”是一门专业技术基础课，在认真听课的同时，学生必须要按时完成一定量的作业，作业也是反映学生学习态度和教师教学态度的一个重要环节。严格要求学生的作业，对其做题的步骤、逻辑性和作图质量做严格的要求，培养其严谨科学的态度。

要精选作业。学生现在的课余时间并不充裕，教师最好认真挑选需要学生练习的作业。如果有可能可以教研室为单位，所有任课教师共同挑选出大家认为必要的作业题，编写成册，供学习使用。一方面统一了教学内容，另一方面方便了学生练习，至少省去了抄题和部分画图，使学生把有限的时间有效地应用在学习上。

要让学生认识到作业的重要性。有学生讲，“这门课程听起来容易做起来难”，说明看懂听懂比较容易，要真正掌握课程基本内容，必须完成一定数量的习题。让学生充分认识到加强作业环节的重要性，只有通过自己分析解决问题，才能将书本知识转化为自己的知识，才能培养自己的思维能力。

严格要求学生的作业，规范做题的逻辑性和作图质量。“理论力学”是一门工程性强的课程，每一个问题都需要借助图形来分析，而学生又经常不画图就开始解题，这习惯很不好。因此为了把做作业和学习真正融合，使作业真正成为学习的一部分，教师就应该严格要求学生作业书写要规范且具有较强的逻辑性，作图要整洁清晰，布局合理，避免出现不必要的差错，增强作业的可读性、整洁度，提高正确率。

教师要认真地批改，把严谨认真的态度传递给学生。为了培养学生严谨的学风，在要求学生的同时，也要求教师认真仔细地批改每一次作业，每一道题目，对学生的作业给出正确的评价，一定要正确对待出现的差错，给学生留有前进的余地。每次作业改完发给学生后，在课堂上有针对性地进行讲评，鼓励学生互相纠正错误，进行争论，然后改正，逐步养成不怕出错、及时纠错的习惯，并总结出错原因，避免同样的错误再次发生。能深刻认识错误，认真及时改正错误比做更多的习题要重要。

（四）布置课程大作业

“理论力学”由三个相对独立的部分组成，分别是静力学、运动学和动力学三部分。为了巩固学习效果，大多数教师在讲完每部分会对该部分的重要知识点进行总结，这是非常必要的。笔者建议在每部分结束后再给学生布置一个综合性的大作业，让学生综合应用所学知识对生活中一些常见结构进行力学原理分析，或者利用所学的力学原理来设计一个具有一定功能的生活用具，这样既巩固了知识点，又培养了学生的创新能力和知识运用能力。通过课程论文的训练，让学生认识到理论力学是学有所用的，最大程度激励了其学习的热情，并通过综合性的练习提高其理论知识的应用能力。鼓励学生自选课程论文题目，可以让学生通过对生活中一些结构的观察，简化出力学模型，进而利用其理论力学的知识来分析其力学原理。比如在静力学部分，学生可以分析磅秤、减肥秤的力学原理;运动学部分可以分析一些常见的机构比如曲柄摇杆机构、滑块机构和凸轮机构在一些机械中的应用;动力学部分可以分析下过山车、蛤蟆夯等的动力学原理。

由于“理论力学”学时的大幅度压缩，必须对教学方法进行革新。首先，在充分考虑学生已有基础的前提下，对教学内容进行有效的整合和精练以节省学时，避免学生对该课程产生懈怠情绪。其次，通过讲解生活中有趣的力学实例，明确理论力学学习的目的和对所学专业的重要性，阐明“理论力学”和学生已有基础的相关性等多个方面来提高学生学习理论力学的积极性。再次，通过精练教学内容、组织有效的课堂讨论、布置阶段性的课程小论文、规范课后作业，让学生在学好重要理论知识的前提下，培养提出问题、解决问题、知识运用的能力和严谨的科学态度。这套教学方法已通过笔者实践，并取得良好的教学效果。

参考文献：

[1]廖孟柯，王庆.少学时工程力学教学方法探讨[J].装备制造技术，2009，（8）.

[2]常利武.少学时材料力学中的实验教学方法初探[J].中国电力教育，2004，（4）.

[3]刘百来.少课时理论力学课程教学模式的探索[J].高等建筑教育，2010，（4）.

[4]闫安志，廖明成，韩宪军.理论力学[M].北京：中国电力出版社，2011：24-87.