课程一体化的机械专业力学课改革

胡潇毅+高颖盈+刘达列

摘要：力学课是机械专业的重要基础课，但在机械专业力学课程已有授课模式下，学生存在认识思考不足，课程工具化等问题。本文尝试通过课程的“传播力”分析，探讨克服上述问题的方法。此外，分析了力学课程与机械专业主要相关课程之间的关系，并以《理论力学》与《机械原理》之间的关系为例探讨如何在授课时融会贯通。“一体化”的授课方式，使课程更加生动和实用，使学生更易深入理解所学知识。

关键词：力学；机械专业；传播力；一体化；机械原理

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）39-0120-02

力學是机械专业的重要基础课，对后续学习及解决工程实际问题都有重要作用。长期以来，力学与后续机械课程在内容、授课方法上存在较大差别，学生难以理解力学与后续课程的关系。此外，几乎所有力学教材中都含大量理论叙述和公式推导，讲授时间长，学时数多。力学教材中偏于抽象的内容还会削弱学生的学习兴趣。为解决上述问题，各院校都进行了相关教学改革。已有改革大致如下：压缩课时量，删去应用性较弱的课程内容；课程合并，如将《理论力学》与《材料力学》合并为《工程力学》；增加实践教学环节，让学生亲身参与更多力学实验；教学手段多媒体化。经过多年教学改革，机械专业的力学课程仍存在问题，主要有：对力学课重要性依然认识不足，认为力学跟机械没多大关系，认为力学课不过是物理课的延续，从而放松学习；多媒体教学严重削弱了学生的主动思考；力学课成为了学生获得学分的一个工具，没有为后续机械专业相关课程的学习提供全面的、实用的基础知识。本文针对上述问题，尝试了一系列改革，力图实现机械专业课程一体化教学，从而提高学生学习兴趣，改善课程学习效果。

一、课程“传播力”的分析及课改实践

课堂教学是一种特殊的传播行为，教师是新时期的职业传播者。提升课程传播力主要包括增强课程吸引力、彰显课程影响力，提升课程竞争力三方面。

1.增强课程吸引力。①注意强调力学与机械之间联系。可在绪论课中讲述机械发展史（如早期蒸汽机调速器的发明其实解决了一个力学问题），加深学生认识，也可通过融会贯通的讲授使学生认识到课程间的联系。②通过生动的授课调动学习热情。如在讲球铰支座时，告诉学生不仅机械臂需要球铰，人的肩关节也是球铰，让学生亲自体会肩关节活动进行互动。③通过有趣视频增强课程吸引力。如在讲授《材料力学》弯矩图时，采用一段高铁箱梁运输车视频。播放时可见数十个轮子，暂停问为什么要这么多轮子？学生思考后继续播放，出现运输车在桥梁上行驶的画面。这时再画桥梁弯矩图，学生就容易体会弯矩图的重要性。④通过生动的实验激发学习兴趣。可在每节课最后几分钟开展有趣实验。例如，把自行车搬进课堂，在不同授课阶段分别利用链条（静力学、柔性体约束）、车把（静力学、力偶）、辐条（静力学、二力拉杆）、橡胶轮胎（静力学、摩擦力）、大梁（材料力学、抗弯刚度）、脚蹬的运动（运动学、相对运动）、缓冲弹簧（动力学、动载荷）等进行现场演示，激发学生学习兴趣。

2.彰显课程影响力。通过工程事故案例，让学生体会到合理力学设计的重要性，培养责任意识；深入挖掘蕴含力学美的文史资料，彰显课程人文精神；从节能方向引导学生，通过生动的实例启发学生；通过上述深入的启发，能让学生认识到每一个力学原理都有可能带来机械领域技术上的突破。

3.提升课程竞争力。通过夯实基础、增强实践性，以及凝练课程品牌来实现。要教好机械专业的力学课，教师不仅要有扎实的力学功底，还需要对机械专业课程了如指掌。多关注工程领域进展，积累工程经验，这样才能在课堂上广征博引，给学生带来更大的启发。此外，在选取计算题时尽量参照工程实际，尽可能采用真实数据。力学课程应成为机械专业的品牌课程。

二、相关课程及相近课程授课内容分析

课程的“一体化”关键在于深入认识相关课程内容：三门力学课与机械专业相关课程之间的关系及《理论力学》与《机械原理》主要内容的关系如图1所示。

具体授课时，可针对所讲授课程深入分析这些关系，逐渐融会贯通。例如，讲授《理论力学》“约束”时，可列举《机械原理》“机构的结构分析”中与约束有关的知识（如分析各种“运动副”的运动特点，并将不同种类“运动副”与《理论力学》各种约束相联系）；讲授《理论力学》“摩擦”时，列举《机械原理》中摩擦的内容为例就非常生动。相反，在后续机械课程中，又可通过列举相关力学概念帮助加深理解、巩固知识。“一体化”的授课方式，能够使课程更加生动、更具实用性，学生也更易掌握、加深和巩固所学知识。

三、机械专业课程一体化力学课程改革的体会与讨论

在给机械专业学生讲力学时，不仅要强调力学概念、理论和方法，还要讲清分析思路。教师应充分准备，不断分析、监控、调整。对讲什么、怎么讲、为什么讲以及如何应用都深入思考与总结，不断改进教学方案。机械领域实际问题有些可直接用力学理论解决，有些要用交叉学科知识，教师需不断积累，培养深入浅出的讲课能力。力学从实践出发，经过抽象、综合、归纳，建立公理，再通过数学演绎和逻辑推理，形成理论体系，之后通过实践证实理论正确性。这种研究方法与机械学科研究方法有诸多相同之处，因此教师在教学准备过程中，要注重学科研究方法的传授，帮学生消除学科隔阂感。

四、结束语

本文从力学教师的角度，介绍了机械专业力学课程改革的工作。要实现课程一体化，还需要机械课程教师配合，共同商讨授课方案。此外，需不断积累，形成体系和教学风格。教学改革是一个逐步深入的过程，虽取得一些成绩，但离快乐学习仍有距离，今后还将继续探索，努力使学生们由被迫学习转为主动学习，进一步进入快乐学习的状态。

参考文献：

[1]罗义银.机械类专业理论力学教学改革的发展与思考[J].力学与实践，2000，22（6）：56-57.

[2]王良.机械专业工程力学教学的改革与实践[J].试验技术与试验机，1995，35（3）：84.

[3]罗迎.机械类专业理论力学教学方法的探索与实践[J].榆林学院学报，2012，（22）：2.endprint