浅谈普通二本高等院校理论力学的教学改革

孔祥清 翟 城 章文娇 曲艳东

（辽宁工业大学 土木建筑与工程学院，辽宁 锦州121001）

0 前言

《理论力学》是研究物体机械运动一般规律的科学，是许多工科专业如机械设计制造及其自动化、土木建筑工程、车辆工程等的重要的专业技术基础课，在后续的专业课程学习中起着承前启后的作用[1]。其课程特点是理论性和抽象性极强。学生在学习过程中，对于课堂所讲内容不太容易理解和接受，常常感到比较困难。明明觉得自己已经把知识点、理论公式都掌握了，但是做题的时候仍然对问题的分析不能得心应手。即使对于某一道题会求解了，可是换作同一类型的其他习题时，也会觉得有一种力不从心的感觉。这种情况极大地降低了学生学习《理论力学》的积极性。

近年来随着普通高校的扩招，导致生源质量的参差不齐，学生学习的积极性、学习能力和创新能力正在下降。尤其对于普通二本院校来说，这种情况更加明显。主要表现在：（1）一些本来学习积极性就不高的学生，当感觉听不懂的时候干脆就放弃了。（2）为了应付老师的检查和平时成绩的考核，课后作业抄袭完成，到真正考试时成绩仍然不理想。（3）学生的学习能力有限，对于所学的知识，感觉内容繁杂，理不出自己的头绪。（4）平时学习目的不明确，对于知识点掌握不牢，考试时靠突击过关，其实根本没有做到对知识的理解和掌握，导致到后续课的学习时，仍然觉得吃力。

因此，对《理论力学》进行教学改革，提高教学质量，培养学生的创新能力，一直是任课教师面临的现实问题[2]。本文结合笔者近几年的教学经验，对普通二本院校工科专业的《理论力学》的教学改革进行了探讨。

1 教学内容的改革

1.1 绪论部分

绪论部分看似内容简单，都是一些概念性的东西，其实对于绪论部分内容讲解的效果直接绝对了学生对本门课的基本认识和将来的学习态度。绪论部分包含了《理论力学》的研究对象和研究内容、研究方法和学习理论力学的目的三部分内容。有的教师在讲解绪论的过程中，习惯于照本宣科，只是单纯地按照书上的内容安排向学生对这门课进行简单的介绍。其实不然，通过绪论的介绍，应该让学生了解到学什么、怎么学、为什么学，通过引入的一些素材，详细讲解课程的内容、方法和意义。例如，可以从力学的发展历程的角度，介绍一些与力学学科发展相关的人物（如阿基米德、伽利略、牛顿、达朗伯、伯努利等）以及他们的轶事，让学生感受到力学学科发展到今天无论是理论还是方法都仍然不断在发展中。另外，按照高等学校应用型人才培养方案的要求，培养学生利用所学知识解决工程实际问题的能力。在绪论的讲解过程中，针对所教的学生专业，应引入一些与专业相关的工程实例，激发学生的学习兴趣，阐述所学的课程在日后工作中的重要性。例如，对于土木类专业的学生，可以在绪论中引入阳台的固定端约束、桁架的应用等。而对于机械类专业的学生，可以引入曲柄滑杆机构、振动频率分析等一些常见的工程实例。通过这些工程实例激发学生学习《理论力学》的兴趣和热情。

1.2 静力学部分

针对静力学部分与大学物理和高中物理重复的部分，如物体的受力分析、二力平衡条件和力的平行四边形法则等内容可以略讲或直接给出结论。而对于《理论力学》中新介绍的一些与工程实际紧密联系的约束类型以及这些约束力的计算、平面任意力系和平面力偶系的平衡问题则要重点讲解。对于机械类专业，可以介绍一些工程实际中常用的圆柱铰链约束、径向轴承、止推轴承等约束的受力分析和通过平衡力系列平衡方程对约束力进行求解。 而对于土木类专业则可以讨论一些与建筑结构相关的约束，如桥梁和楼板的静力平衡计算以及桁架结构的内力计算等，尤其是桁架的内力计算对于将来的结构力学的学习也打下了基础。通过这一部分内容的学习培养学生建立力学模型解决工程实际问题的能力。

1.3 运动学部分

运动学中与大学物理重复的内容如点的运动学和刚体的简单运动等可以简略地讲，重点应放在点的合成运动和刚体的平面运动上。其中在点的合成运动中，应该对点的合成运动的分析过程进行详细的推导，培养学生掌握在不同参考系下，点的运动轨迹的分析。在掌握一定技巧的基础上，注重对过程的分析。

1.4 动力学部分

动力学部分研究的是“力+运动”，该部分内容的质点动力学方程、动量定理和动能定理等在大学物理甚至于高中物理力都已经有过介绍，这部分内容可以略讲。而对于质心运动定理、质点系相对于质心的动量矩定理以及普遍定理的综合应用可详细讲解。达朗贝尔原理虚位移原理构成了分析力学的基础，这部分内容提供了另外一种求解动力学问题的思路——将动力学问题在求解形式上转化为静力学来求解。这部分内容应将重点放在工程应用上，通过解决一些实际问题的工程实例，加深对理论的理解。

2 教学方法和教学手段的改革

在过去传统的教学中，教师一直是主动，负责把知识传授给学生，学生只是被动地接受所学的知识。而在当今对人才的培养过程中，不能再把学生当作“复读机”，一遍遍地复制老师所讲的知识，自己不主动动脑去思考为什么会出现这样的结果，怎么得到的结果。而应注重对学生能力的培养。因此，教师在过程中应采用一些方法来积极引导和鼓励学生作为学习知识的主体，引导他们主动去思考问题、解决问题，通过这一过程的训练来提高他们学习知识的主动性和解决问题的能力。可以采用如下方法：

2.1 采用传统板书和多媒体课件相结合的方式

随着计算机的发展，现代教育技术完全可以融入到课堂教学中，可以将一些图片制作成PPT和动画的形式进行演示。如在静力学中，对于圆柱铰链约束的介绍，可以制作成两个带孔构件和一个螺栓的链接的动画过程，使学生可以直观地看到这种约束的构成以及约束力的推导。而在运动学中，对于点的合成运动和刚体的平面运动，可以通过动画演示点的复合运动和刚体的平面运动过程，以及运动的轨迹，对于那些想象不出来运动形式和轨迹的学生，这种动画的演示能够加深他们对问题的理解。但与此同时应该避免多媒体教学带来的换屏较快，学生跟不上讲课速度的弊端，因此多媒体课件只能作为辅助工具，重要的公式推导以及例题、习题的讲解还是应该以板书为主。

2.2 探索采用讨论式、启发式的全新教学模式

为了适应当今对大学生能力培养的要求，应该发挥学生在课堂中的主观能动作用。提高他们学习的主动性和积极性。可采用课前预习即每堂课的结束前，留出5分钟时间布置下次课的预习作业，采用以思考题的形式提出与下节课相关的内容。让学生带着问题去自学，初步了解基本概念、知识难点和重点。然后课上讨论提出的问题，结合本次课的理论知识，启发、引导学生去求解问题，得出结论。这种教学模式，一方面加深了学生对知识的理解，另一方面也激发了他们的学习热情和学习兴趣。

2.3 任课教师课对教案的准备

教案时教师将知识通过课堂传授给学生的载体，不能是单纯地PPT的打印或者对教材内容的简单抄录[3]。每次课前，教师应该按照大纲要求书写一份本次课的教案，提炼出本课内容的重点、难点，在授课过程中，有意识地对重点、难点部分进行耐心细致地讲解。尤其对于在课堂教学过程中，学生反应比较差的地方更应该一点一滴细致地讲解，做到宁可慢也要听懂的要求。结合学生的专业选择与工程实际联系比较密切的例题、习题。理论联系实际的教学，能够培养学生的工程意识，让学生了解《理论力学》在工程实践中的应用。

2.4 建立良好的辅导答疑制度

鉴于理论力学解题方法的灵活性和多样性以及学科内容的抽象性，学生在课后做题的过程中，会明显感觉吃力。因此，建立每周两次的辅导答疑制度，对学生在完成课后作业以及课后复习过程中遇到的问题及时进行解决，排除疑问。提高学生对知识内容的吸收速度和理解深度。尤其对于那些平时课堂表现不太积极的学生不能做到放手不管，而是每次都安排几人专门去答疑，督促他们学习。

3 考核方式的改革

以往对于《理论力学》这门课的考核方式都是期末考试和平时成绩的加权平均。而一些教师对于平时成绩的评定，一般都是通过上课的出勤和作业的完成情况来评定的。这样的考核方式是存在弊端的，并不能检查出学生的学习效果。一些学生尽管上课出勤了，但是并没有在听讲。学生对于本门课内容的理解到底有多少？对于课后作业的完成上到底下了多少工夫？教师都不能真正地了解。因此，对于传统的考核方式必须进行改革，建立细致的考核制度，及时了解学生的学习动态。具体改革方式如下：

3.1 将预习效果的评定计入平时成绩

为了达到良好的预习效果，将预习的问题以报告的形式分组进行讨论，然后提交，作为平时成绩的一项考核标准。

3.2 将课后作业的完成情况计入平时成绩

任课教师每周收取一次作业本，及时检查批改，找出学生常犯的错误，进行认真的总结。并将作业的完成质量作为平时成绩的一项考核标准。

3.3 举行课堂测验

每两星期举行一次短小精悍的课堂测验，可在10～15分钟完成，重点放在学生对基本概念和理论的理解上。并作为平时成绩的一项考核标准。

3.4 增加期中考试

在平时考核和期末闭卷考试的基础上，在每学期的期中阶段增加期中考试，采取和期末考试一样的闭卷形式。将期中考试的成绩以加权平均的形式计入总成绩。因此，《理论力学》这门课的成绩是平时考核成绩、期中卷面成绩和期末卷面成绩三者的加权平均。

4 结语

总之，对《理论力学》的教学改革是一个不断实践探索的过程。为适应对新世纪人才培养的要求。对课程的要求应重视理论力系实际，将知识的传授和能力的培养有机结合起来。

［1］哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].7版.北京:高等教育出版社,2009.

［2］苏禾.对学生进行科学方法教学的几点体会:在理论力学教学中[J].2012,34:78-80.

［3］刘伟，朱西平,等.结合理论力学谈高校教师教案的撰写[J].力学与实践,2013,35(5):85-88.