应用型本科转型下《理论力学》课程的改革与探索

尚志勇 塔力哈尔·夏依木拉提

摘  要：理论力学课程是很多专业必学的一门基础课，广泛应用于很多工程技术领域。学生们普遍反映学习内容抽象，解题方法难以掌握。在应用型人才培养模式下，结合近年来的教学实践、专业需求和学生基础，从课程的课时安排，教学内容，教学方法与手段等方面对《理论力学》课程进行了改革与探索，提高了学生的学习水平，增强了学生的知识应用能力。 

关键词：理论力学  应用型人才  工科专业  教学改革

中图分类号：H191   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（b）-0120-02

随着我国经济结构调整和产业技术升级不断加快，各行各业对技术技能人才的需求越来越紧迫，我国高等教育面临新的要求，也对高校人才培养模式提出新的变革。在2014年5月，教育部就出台了高等教育重大举措，逐步将600多所新升本科院校转为高等职业院校，大力发展高等职业教育，加强应用型人才的培养。在2019年1月国务院又印发了《国家职业教育改革实施方案》，一大批普通本科高等院校向应用型转变，培养高素质劳动者和技术技能人才。这必然要求高校教师在今后的教学工作中，更加注重培养学生对理论知识和技术技能在工程实践中的应用。

《理论力学》是一门很重要的工科专业的基础课程，不仅是后续《材料力学》《结构力学》等多门力学课程的基础，也是与机械运动、结构强度等紧密联系的工程技术学科的基础[1]。

下面结合2012年以来的教学实践，从教学内容、教学方法及手段两个方面着手探讨《理论力学》课程的教学模式改革和实践。

1  教学内容的改革

根据专业需求和学生基础安排教学课时和教学内容。首先，根据学生基础的不同，民族班级的理论力学安排64课时，学生基础差，需要授课进度较慢，而基础相对较好的班级安排48课时，要在有限的时间内将本专业所需内容教授给学生，就需要根据专业需求进行安排，有所侧重，教授的理论知识也需要简单化、工程化，基础较差的学生才能掌握并且跟的上授课的进度。例如：力、力矩等矢量的运算，尽量使用直角坐标系进行合成与分解，少用矢量的点乘与叉乘，虽然矢量的运算简洁方便，但是有许多学生这方面的知识并不扎实;以平面力系的化简为主，相对简单，便于学生掌握，空间力系化简可以略做介绍，学生如果能掌握好平面力系，自学即可扩展到解决空间问题;其中平行力系化简的应用与扩展需要侧重，因为重心的求解、形心的求解、分布载荷（均布载荷、三角形分布载荷、函数分布载荷）的化简，这些都是平行力系化简的延伸与应用。例如，材料力学中梁的弯曲章节求解中性轴还会用到重心/形心求解，机械原理、机械设计的课程也少不了重心的计算。运动学部分我们的讲授和练习重点则放在点的加速度运动合成上，尤其牵连运动为转动的加速度合成，该部分如果学生能够掌握，其余部分即使简单介绍，学生通过看书自学仍能较好地掌握。动力学部分则根据专业需求有所侧重，例如机械系的学生，动能定理、动量定理、动量矩定理则是必讲部分，达朗贝尔动静法和虚位移法反而可以少讲;但是对于土木工程专业的学生，虚位移法反而需要讲清楚，因为后期结构力学还要用到虚位移的内容。

2  教学手段与方法的改革

为了解决学生常常提到的听课易、做题难、内容抽象、分析方法掌握难、理论知识的应用难的问题，教学手段与方法上，应该更多地体现出工程背景与工程实例，寻找发挥每个学生个性的学习和培养方式，拓宽学生的学习思路，引导学生工程应用思维。

理论知识的工程应用尽可能地无处不在、潜移默化。高等数学中知识如微积分等在理论力学中多有应用，但学生在理论力学的学习中遇到时却往往不知如何应用。因此我们将部分理论力学知识与微积分内容相结合，在高等数学授课中重点突出高数微积分内容的应用，将理论力学中质点运动微分方程，求速度、加速度方程等用到求导、微分的内容，提前做了很多有工程实例的例题，请高数老师在授课时，把这些题作為例题讲解或作为练习题，还有直杆、圆环、圆盘等物体的转动惯量求解也都提前作为例题在高数积分内容授课时讲解。

多媒体和传统板书的合理应用。多媒体的教学方式不仅可以极大地节约上课时间，从硬件上保证了学时减少而内容不减，而且可以通过图片、动画演示、视频等手段向学生展示大量的工程实例或实物，为学生理解抽象的内容提供了很好的平台。但是多媒体教学也有其弊端[2]：课堂光线暗淡，很多多媒体课件画面鲜艳看久了造成视觉疲劳，学生容易困倦;每页课件上信息量有限，频繁地翻页必然导致学生印象不深，学生分神就会衔接不上前页的内容，尤其是演示推导过程时，多个页面前后翻动，其弊端更加明显。而传统的板书在演示公式推导等内容时，可以将推导内容都保留在黑板上，教师可以在结束时将推导过程贯穿起来，承前启后，逻辑连贯，展示给学生一个清晰的思路。所以在授课过程中教师探索更多的工程案例和工程背景资料通过多媒体展示给学生，而遇到有推导过程的内容则采用板书授课。

寻找发挥学生个性的学习和培养方式[3]。在学校师资等教育资源有限的情况下，合班授课的教学环境已是常态，填鸭式的教学显然不能满足应用型本科的培养需求。考虑到学生的学习基础，尤其是民族班的学生知识基础薄弱，将教学资源上线，制作了很多理论力学例题小视频，学生可以根据自己的需求在网站上观看学习。同时还有大量的练习题，这些题分为简单、提高两类，基础差、学习上手慢的学生自行选择做简单类型的练习题，主要是概念的记忆与理解、解题方法或公式的简单应用。熟练后可以做提高型练习题，有大量理论力学知识综合应用类的题目，或是带有鲜明工程背景的题目供学生选择。我们还将历年全国周培源大学生力学竞赛的相关题目，额外做成了“学霸型”题目，鼓励部分学生去自行研究探索，结果每学期都有几个小团队做出了其中个别题目，在课堂详细讲解他们的解题过程与思路。学生成就感十足，对其他学生也有很好的激励效果。

3  结语

《理论力学》课程的教学，以前学生总是反映做题难、学不会，考试卷上空白题多，甚至部分民族班在后期学专业课的时候，有专业课老师不得不再次讲授部分理论力学知识。最近几年在应用型本科的转型之下，《理论力学》的授课内容、授课方式和手段都在不断地尝试改革与探索：更多地将理论知识与该专业工程背景、实例相结合，按照专业需求将理论知识简单化、工程化，侧重点突出。教学手段上不断探索多媒体、网络等手段与传统板书的相结合，扬长避短，既要学生直观形象地认识到理论知识在工程问题的应用，也要发挥每个学生的个性，由浅入深，潜移默化地提高学生的学习水平和学习兴趣，培养学生把理论知识应用于专业工程实际的能力。

参考文献

[1] 张扬.《理论力学》课堂教学改革与探索[J].考试周刊，2017（62）：41-42.

[2] 刘婕.工科理论力学课程教学与创新人才培养目标关系浅议[J].教育教学论坛，2012（34）：128-130.

[3] 张旭.《工程力学》课程教学方法改革的探索[J].科技创新导报，2017（17）：233-235.