湖南城市學院理論力學教學方法淺談

摘 要：本文根據理論力學教學發展趨勢及湖南城市學院土木工程專業的教學特點，針對目前土木工程專業理論力學教學中存在的問題，從教學內容、教學方法等方面提出教學改革的方法，并應用于教學實踐，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：理論力學;教學方法;教學內容

“理論力學”是研究物體機械運動規律的學科，教學內容為靜力學、運動學和動力學三部分，要求學生掌握每部分的基本概念、基本原理以及解決工程中力學問題的基本方法。“理論力學”是湖南城市學院土木工程、水利水電工程、城市地下空間工程等專業的核心課程。它不僅為“材料力學、結構力學、鋼筋混凝土”等后續課程的學習打下基礎，也是一門與工程實際聯系緊密的課程。“理論力學”是城市學院土木工程學院學生學習的第一門專業基礎課程，在基礎課和專業課之間起承前啟后的作用。然而在現實的理論力學教學中，由于該課程的內容多、理論多，定理多、公式多、推導多等特點，學生普遍感到此門課程理論性較強，不好理解，導致學生學習積極性和主動性差，上課聽得懂，做題卻不會，教學效果差。理論力學不僅在土木工程專業課程中起到啟上承下的作用，還能培養學生的科學素養。所以根據普通二本院校土木工程專業對應用型人才培養的要求，筆者結合湖南城市學院的實際教學實踐，分析“理論力學”課程的教學現狀，探討理論力學教學改革的實施方案。

一、教學現狀

湖南城市學院土木工程專業的“理論力學”課程選用哈爾濱工業大學出版社第七版上冊，共64課時，每周4節。筆者就湖南城市學院“理論力學”教學現狀及存在的問題，歸納如下。

第一，理論力學理論信息量大，教學課時少，學生理論水平不高，導致學生跟不上教學節奏。

第二，理論力學結構模型比較抽象，學生看不懂，更不可能會把力學簡圖與實際結構聯系起來。

第三，學生普遍反映，聽課易懂，自己做題卻無從下手;作業經常出現抄襲現象。

第四，學生學習不主動，做不到課前預習，課后復習;期末考試前集中突擊，考完就忘記了。

二、教學內容改革

針對以上湖南城市學院“理論力學”的教學現狀與學生的理論知識水平，筆者認為應從以下幾個方面進行教學內容的改革。

1.靜力學部分

教師對靜力學與大學物理重復的內容不講或簡單講解;前面沒有學到過的、與實際工程聯系緊密的問題（簡單平面桁架內力計算、平面任意力系平衡等）詳細推導講解，給學生足夠的時間做習題;力偶是以前沒有接觸過的新概念，要細致講解其概念、作用效果、力偶矩大小以及等效平衡，做相關習題，確保熟練地運用力偶。靜力學中任意力系的平衡計算是重點，要由簡入難、由淺入深地講解、分析各種典型例題。另外還要掌握物體系統平衡的平衡方程和解題思路和解題方法。

2.運動學部分

教師對運動學與大學物理重復的內容不講或簡單講解，留出充足的時間講解點的合成運動與剛體的平面運動，以及用基點發與瞬心法求平面運動速度與加速度。結合土木工程專業選擇合適的例題，詳細講解，讓學生充分掌握和應用運動學的各個定理。點的運動與剛體的運動作作簡單介紹，重點講解點的復合運動與剛體的平面運動。點的復合運動是難點，要讓學生充分理解動點、動系、牽連點的概念，會找動點、牽連點、動系，會求絕對運動、相對運動、牽連運動的各參數。剛體的平面運動是重點，要充分運用基點法、瞬心法求速度和加速度的方法，讓學生多做幾個運動學綜合題目，增強掌握運動學知識的能力。

3.動力學部分

動力學三大基本定理與高中物理內容重合，教師在授課時可以簡單回憶或不講。重點介紹質心運動定理、動量矩定理、剛體平面運動微分方程及其應用。結合城市學院學生特點及課程要求對虛位移原理和達朗貝爾原理進行簡單的講述。質心運動定理要結合課后典型習題講解，比如，滑塊相對滑動問題、直桿傾倒問題等。剛體的平面運動微分方程是重點也是難點，要求學生多做典型習題，通過典型習題舉一反三。

4.通過力學競賽，開設力學提高班

湖南省每年都會舉辦一次全省范圍的普通本科院校力學（理論力學與材料力學）競賽，目的是提高學生對力學課程的學習興趣，我校鼓勵學生積極參加競賽。在學校有關部門及校領導的支持下，由專業教師免費給基礎好、有興趣的學生開授力學提高課。力學提高課主要講授力學課堂上沒有講到的難點，講解競賽題，加深學生對力學知識點的理解，并提高學生的邏輯思維能力。力學提高班結課后，學校統一考試，選拔出最優秀的學生代表學校參加力學競賽。力學提高班在選拔最優秀學生的同時，給基礎好、有興趣的學生增加課外的更高層次的力學知識，一舉兩得。

三、教學手段和教學方法改革

針對湖南城市學院“理論力學”的教學現狀，結合學生的理論知識水平，筆者認為可以從以下幾個方面進行教學方法改革。

1.板書與多媒體結合

多媒體教學手段在高校中已廣泛應用，在“理論力學”教學中可以將文字、圖形、圖像、聲音集合在一起，圖文并茂，生動形象，吸引學生的注意力，調動其學習積極性。但多媒體也有弊端，多媒體講授習題或推導公式的過程較快，學生沒有時間思考，導致跟不上教師的節奏，此時就宜采用板書與多媒體相結合的方式，題目、圖片由課件顯示，解題和推導過程用板書表達，并根據學生的實際理解情況調整講課的節奏和速度。

2.啟發式教學和隨堂練習相結合

理論力學理論多、概念多、公式推導復雜、習題多、題目難，學生聽課時常常會感到內容理論性強、枯燥、聽不懂，導致學生對學習失去興趣。針對以上狀況筆者采取啟發式教學方法，理論概念與公式以提問的形式給出，以此引導學生的思路，在吸引學生注意力的同時激發學生的學習興趣。例題和習題也通過提問的形式給出，讓學生主動思考、主動回答問題，通過一問一答，師生間就形成了互動，教學效果較好。

3.加強課外練習

理論力學習題多、題目難，湖南城市學院的教學計劃是每周四節課，一周四節課的學習時間還遠遠不夠，一定要增加課后學習的時間。筆者認為應做如下安排：首先，教師不搞題海戰術，選擇具有代表性的題目作為作業，起到舉一反三、觸類旁通的作用;其次，布置與所學內容相關的小論文作為作業計入期末考評，學生可以根據自己的學習興趣，結合課程內容，撰寫心得體會或分析工程中的力學現象。撰寫小論文的過程不僅使學生主動查找文獻并分析、解決問題，還加深了學生對知識點的理解，極大地調動了學生學習熱情。

四、結論

通過上述措施，可以有效地激發學生學習理論力學的興趣，調動學生的學習能動性與積極主動性，提高學生對知識點的掌握程度和綜合應用能力，也取得了較好的教學效果。

參考文獻：

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基金項目：湖南城市學院教改課題“基于教育心理學提高土木工程專業學生《理論力學》課程學習積極性研究”，湖南省普通高等學校教學改革研究項目（湘教通[2013]223號380）。