力学课程教学的调查分析与思考

阮 文，余晓光，郭四玲

（井冈山大学，江西 吉安 343009）

力学是物理学的重要分支学科，是描述宏观物质作机械运动的规律以及宏观物质间相互作用的基础学科。力学课程是高校物理专业及相关专业学生继续深入学习其他课程的理论基础［1］。作者利用近几年参加江西省大学生物理创新能力竞赛领队老师座谈研讨的机会，结合文献调研、问卷调查、座谈及信函等交流方式，获得了当前江西省高校力学教学现状的调查资料，并通过整理分析，期望为力学课程教学改革提供素材和依据，同时为物理学其他课程的教改提供借鉴和参考。

一、调查实施过程

调查之前，我们查阅了近年来出版的力学教材，了解教材建设的概况，整理和分析各种教材反映的新内容和新理念，并结合自身教学实践和部分他人公开发表的物理学教学改革文献，制定调查问卷［2］。在井冈山大学物理学专业师生中实施问卷调查，并针对问卷中所反映的情况，与有关师生进行交流，力争做到定性和定量调查相结合。此次调查共发出问卷180余份，回收有效问卷166份。为了更加广泛地了解情况，通过发电子邮件等方式，对我省相关高校物理学专业担任力学教学实践的一线教师进行了相关调查。调查持续时间较长、覆盖面较大，涵盖了我省不同层次高校的师生，具有一定的代表性。

二、调查的内容及结果分析

本次调查的内容包括教材选用、教学内容、教学方法和习题教学等几个方面。

1.教材的选用

调查显示我省80%相关高校的力学课程选用了高等教育出版社出版，由北京师范大学漆安慎、杜婵英先生编写的普通物理教程《力学》（2005年，第二版）作为教科书。该教材1996年第一版，是国家教委普通高校“九.五”规划重点教材，也是高等师范院校物理学经典力学教学大纲推荐的教材，许多高校的硕士研究生入学考试也选作参考书，另外20%的教师采用其它教材作为教学参考书。从总体看来，尽管当前力学教材建设呈现百花齐放，但教材的选用多年来仍然没有变化。不过，一些院校在选用教材不变的情况下，主讲教师在讲课的过程中将教材进行了相应处理，教学过程体现了鲜明的时代理念。在保留理论系统性和概念清晰性的基础上，教学内容从简，习题训练从易。

漆安慎、杜婵英两位先生的《力学》（第二版）［3］被评选为“面向21世纪课程教材”，与第一版比较有四大特点：重点突出经典力学理论精髓，强调物理概念的严谨与数学描述的统一；增加了相关近代科技成果、科技动向的新题材，如正负电子对撞机原理；对一些近代研究课题中的思维方法和技巧进行了探讨，如介绍了近现代重力加速度的测量；注重介绍某些重要的实验及演示过程，启迪学生思维。

2.教学内容

以两位先生编写的《力学》（第二版）为例，教学内容大体分质点力学、质点组力学、刚体力学、振动和波动力学、流体力学和狭义相对论等六个部分，除狭义相对论与日常生活、生产联系不是很紧密，其余五部分的内容不仅与日常生活、生产实际相关，而且与物理学前沿联系非常紧密。我们将质点力学所涉及的24个知识点分为详细讲授和简略讲授以及学生自学三项供我省相关兄弟院校被调查的师生选择，统计结果如表1。

表1 质点力学教学内容调查统计表

调查表明，在教学内容的选取上，我省相关高校教师非常重视基础知识的传授，如牛顿运动定律在实际中的应用。但对于火箭的运动、变质量问题等与物理前沿联系紧密的内容重视不够，而恰恰这些内容对于激发学生的物理兴趣能起到不可小觑的作用。

3.教学方法

为了解教师们在力学教学中注意了哪些方面，采用了哪些教学方法和策略，我们列出10种教学策略供被调查者选择，统计结果见表2。

表2 教学方法调查统计表

调查过程中，我们了解到我省一些基础较强的院校如江西师范大学，采用了研究性学习方式来教学，即鼓励学生在教师的指导下，通过自己查找资料、找教师和周围的同学、学长求教，来解决某一个问题，然后将研究性学习的结果形成小论文上交，最后教师把对小论文质量的评定结果作为该门课成绩考核的一部分；赣南师范学院在教学中还重视物理图景教学，加强学习方法的引导，但总体而言，传统的教学方法受一线教师的青睐，如讲清基础知识、渗透科学方法和思维技巧、强调物理概念和数学描述的统一、体现物理学的整体性等方法得到大多数教师的认可。而引导学生进行研究性学习、引入双语教学及计算机多媒体辅助教学等在新的教学思想和观念指导下产生的方案并未引起足够的重视。

4.习题教学

经典力学理论体系严谨，系统性和条理性以及数学描述的严谨性强，这是基础物理的优势。但正是这些特点，加上课后习题大多要用高等数学知识，与高中阶段物理的习题不太相同，学生一开始接触感觉到习题的难度较大，容易产生畏惧。为弄清楚力学习题教学情况，我们调查了相关院校教师给学生的习题来源，调查统计显示，绝大多数教师是从教材中选择习题给学生，少部分教师有时会从其它参考书上挑选一些具有代表性的习题。尽管教材中的习题经过了几十年的积淀和检验，具有典型性，但总体感觉内容较窄且题量较大，思维的灵活性体现不足。

我们从教师的角度调查了教师习题讲评的情况，教师觉得现行教材中习题有一定的难度，一般每周两次课共布置4道左右习题，一学期共80道左右；考虑到力学教学内容多，而课时较少，一般不集中安排习题讲评课，穿插在新授课中对课后作业进行适当讲评，每次选择教材中的典型例题以及学生练习中普遍出现的问题进行讲评。有些经验丰富的教师倡导了习题评讲的新模式，如上饶师范学院的做法，教师采取先批改一部分，全班轮流请5个同学，教师先给他们讲解一遍，然后由这些学生帮助老师批改，学生再把普遍存在的问题讲授给班上其他同学，这样也能把问题搞清楚。一些教师认为现行教材上的习题层次感不强，很难培养学生独立创新的能力；另一些教师认为教材上有些习题对初学者偏难，学生苦于应付，应当改革力学的习题教学环节。

三、调查的思考与启示

1.改变教学观念

传统的力学教学注重学生基本功训练，教师希望尽可能在课堂上传授给学生更多知识。但随着高等教育大众化的形成，为培养适应21世纪竞争的高素质人才，力学教学必须由注重共性教育向兼顾个性教育转变，创造有利于个性发展的空间，构建以学生为主体的教学模式。胡锦涛同志在党的“十八大”报告中指出：努力办好人民满意的教育，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生创新精神和实践能力。可见作为自然科学的基础，力学课程的教学观念应当得到及时更新，教师应该由注重知识传授向重视学生创新能力的培养转变［4］，构建创新型的人才培养模式，构建多规格、多通道、多模块的培养框架。教学过程中还应注意加强引导学生改变学习观念，使学生能够由单纯学力学规律向学力学规律和用力学规律相结合的转变，激发学生学习积极性；由单纯的课内教学向课内与课外相结合的转变，延拓教学时间和空间［5］。

2.调整教学内容

力学教学内容可以在保证基础知识完整的前提下，适当考虑学生专业特点和学习实际，对力学的教学内容进行调整和重组，增加内容选择的弹性。如对将来从事师范教育的学生，注重教学内容对中学物理教学的指导作用，将力学史渗透到课堂教学中［6］，给单调、沉闷的力学课堂教学增加一些文学因素，为未来的中学教师能提供“一桶水”的服务；对工科的学生，应考虑力学理论知识在实际生产中的应用，将理论与实践接合起来；而对理科的学生，则应将力学思维方法渗透到课堂教学中，教学适当体现科学研究的思路，打开经典力学与现代科技相结合的窗口，为物理前沿、现代科技与经典物理对接，让学生多接地气，立足于培养物理高级专业人才。总之，调整教学内容的基本原则在于让每一个学生能学到他们想要的东西。这就要求力学的教学内容需要进行全面梳理和整合，针对不同的培养对象进行力学教学内容的重组，对一些陈旧的内容进行适当更新，满足有利于培养各类人才的需要。

3.更新教学方法

充分发掘培养学生创新能力的教学方法，如引导学生进行研究性学习，要求学生根据自己的兴趣爱好，成立兴趣小组［1，7］，在教师指导下，充分利用各种资源，相互协作开展对某一力学领域的问题进行研究，从而获得新知识，得到探索的体验，促进能力的全面发展。努力体现因材施教和以人为本的教学理念，如采取分层次的教学方法，如我校采用分理论班和应用班教学，每班的课时可以有所不同，教师自行选择。还可以充分发挥习题的教学功能，力学教材中习题包括两大部分，第一部分为思考题，主要是用来帮助学生加深对物理概念和规律的理解以及对一些科学问题的探究，其中有一部分思考题可以用来作为课堂讨论，还有一些可以用来开拓研究领域；第二部分为练习题，可以用来检验学生掌握力学知识能力水平、锻炼思维理解能力、培养科研素质，因此，作为比较有经验的老师在力学的教学过程中应合理地利用习题和思考题。还可以适当使用双语（汉英）教学，让学生了解并掌握一些专业英语和术语，有利于学生将来更好地阅读前沿的外文文献和资料。

4.更新教学手段

针对学时少、内容多的情况，可以制作力学电子教案，进行网络教学，在教学中适当使用多媒体课件以及教学网站辅助教学［8］，有条件的情况下可以采用微课的形式进行教学。为适应现代教育教学需要，我省教育主管部门专门开展了高校优秀多媒体教学课件制作推广培训工作，这为我们更新教育教学手段提供了有利条件。同时，引入计算机数字化技术处理力学教学中的经典问题，如用数学软件Matlab编程直观展示教学过程，化抽象思维为形象思维，激发学习兴趣，从而可以降低学生学习力学的难度。

［1］杨永明.力学课程教学改革探索［J］.河北农业大学学报（农林教育版），2012，14（4）：87-89.

［2］熊万杰.电动力学课程的调查研究［J］.教育与现代化，2007，82（1）：30-33.

［3］漆安慎.杜婵英.普通物理学教程·力学［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［4］刘新柱，王冬，潘佳卉.机遇创新能力培养目标的工程力学教学改革与实践［J］.黑龙江教育，2014，（1）：39-40.

［5］李祥.浅谈在力学教学中如何引导新生适应大学物理的学习［J］.科技资讯，2005，（27）：127.

［6］姚文莉，边力，付彦坤.基础力学全方位教学改革探究［J］.中国科教创新导刊，2008，（25）：126.

［7］方迎艳，关宿东.成立兴趣小组培养学生创新能力［J］.河北北方学院学报，2006，22（4）：80-82.

［8］阮文.《力学》课程教学改革的探讨与实践［J］.技术物理教学，2010，18（3）：14-15.