理论力学教学改革初探

来源:用户上传      作者: 郝刚立 王海渤

　　提要从理论力学的自身特点出发,改革课程内容体系和教学方法,培养学生的综合素质能力。
　　关键词:理论力学;教学内容;教学方法;启发式教学
　　中图分类号:G64文献标识码:A
　　
　　理论力学课程研究物体机械运动的一般规律,是工科大学生的一门重要的技术基础课,是与工程实际紧密联系的课程。它在基础课和专业课之间起承前启后的作用。主要以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础,系统介绍静力学、运动学与动力学的基本概念、基本原理以及分析问题、解决问题的基本方法,属于古典力学的范畴,其研究方法是从实践出发,经过抽象化,综合、归纳,建立公理,再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论,形成理论体系,然后再通过实践来证实理论的正确性。针对土木工程专业,理论力学是为材料力学、结构力学等后续课程提供必要的力学理论知识,同时课程的性质与任务决定了它具有理论性、应用性强的特点,并为培养学生的逻辑思维能力和解决工程实际问题能力打下良好的基础。
　　
　　一、理论力学课程学习现状
　　
　　近年来,为满足社会需要及有利于毕业后的择业,学生还需获得普通话、英语及计算机等级证书等一些上岗证书,导致有关课程增加,理论力学课时不断减少,学生课后用于该课程的学习时间也大为减少。这些因素给理论力学的教学带来了困难和障碍。为了适应这一发展趋势,必须进一步深化理论力学课程建设与改革,更加注重培养学生的分析实际问题、解决工程问题的思维能力及自学能力,努力提高理论力学的教学质量。为此,本文从理论力学课程教学内容、教学方法以及如何提高学生学习积极性几个方面对理论力学教学改革的影响展开探讨。
　　
　　二、教学内容上的改革
　　
　　近年来,随着教学改革的进行和教学观念的转变,许多课程的学时数都进行了大幅压缩。我校土木工程专业的《理论力学》目前是48学时,学时减少,教学内容又不能简单缩减,为了在有限的学时内,将尽可能多的教学内容清晰地传授给学生并使其理解和消化,必须从理论力学课程自身的特点出发,对教学内容进行优化。首先,理论力学是多个专业的专业基础课,根据专业的不同,课程内容可以有不同的侧重,讲授时注意突出重点。对土木工程专业,理论力学是为材料力学、结构力学等后续课程提供必要的力学理论知识,因此宜精讲静力学全部及运动学、动力学的理论体系,做到基础理论精练、深化,工程应用结合土木工程的专业特点并适当进行拓宽。例如,在静力学部分,可以引入专题,讨论建筑物所承受载荷的类型及载荷简化,用以加深对力的概念的理解。在介绍约束类型的时候,有些约束在土木工程中找不到它们的原型,但可根据其约束特点将土木工程结构中的实际约束抽象为理论力学中的理想约束类型,例如可以选择分析房梁、屋架、桥梁等结构的受力情况来讨论实际约束的简化情况,从而得到力学计算模型。在动力学部分,重点介绍虚位移原理以及达朗伯原理在工程实际中的应用,特别是如何运用这些基本原理对实际构件进行受力分析并建立力学模型,使学生能够把理论与实际结合起来,为后续课程的学习打下基础;其次,由于理论力学教材大都比较注重自身的系统性,因此教材中有不少内容与普通物理重复。在理论力学教学中,凡是与普通物理学中重复的地方,对公式不再推导,可以直接给出结论,而省出的时间用于难点和重点的学习。例如,动力学的三个基本定理的推导部分与普通物理学课程中的力学部分相重复,在授课时基本可以略讲。另外,教师讲解的应是各章节的主干内容,是教学的重点内容和关键所在,而对一般内容或者比较简单的章节则可稍加指点,或提出问题,请学生自学并将其联系到主干内容上。
　　
　　三、多媒体教学与传统教学的有机结合
　　
　　对理论力学的授课方式进行改革,采用了多媒体授课方式。多媒体授课不仅可以节省大量板书的时间,而且可以引入大量的动画、工程实例等,以提高学生的感性认识。其次,在理论力学教学时,针对高层次应用型人才培养的特点,加强案例教学的内容与时间。实践证明:省略大量繁杂的理念推导过程,把时间用于案例教学上,更能让学生牢固掌握理论知识并能灵活运用,真正把所学应用于工程实际。
　　
　　四、提高学生学习积极性
　　
　　采用启发式教学,充分调动学生学习的主动性。在课堂讲授过程中,要尽量避免“填鸭式”的教学方式,而应采用启发式教学。启发式教学的一种方法就是问题式教学,即在讲课过程中不断提出问题,解决问题。提出问题后可以让学生回答,开展讨论,也可以在学生思考的基础上教师自己解答。尤其是在例题和习题的讲解过程中,必须要不断提出问题,并留一定的时间让学生自己去思考,通过他们自己的努力把问题解决,这样既能让学生的思路紧跟教师上课的进度,又能增强学生学习的自信心,充分调动学生学习的主动性。
　　课堂教学中,学习的主体是学生。在发挥教师主导作用的同时,要积极创造条件,充分发挥学生的自主性、创造性、能动性,即主体作用,使学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者,这是提高课堂教学质量的根本保证。具体措施可以从教学方法和教学手段两方面着手。
　　
　　五、结束语
　　
　　总之,鉴于目前理论力学课程的教学状况,只有改革才能适应时代的要求。改革的目标要有利于培养学生的学习能力、创新能力、实践能力和利用力学知识解决实际工程的能力。理论力学课程的建设与改革是一项长期而艰巨的工作,是一个不断实践完善的过程,不仅需要广大力学教师的共同努力,授课教师必须跟上时代的发展步伐,不断学习新知识,充实自己;还需要学校各级领导的大力支持,购置必要的教学与实验器材,才能保证课程的建设改革得以顺利进行。
　　(作者单位:1.石家庄经济学院;2.中国兵器工业北方勘察设计研究院)
　　
　　主要参考文献:
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　　[4]谢晓梅,理论力学教学实践的几点体会[J].四川教育学院学报,2006.22.

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