機械類應用型本科專業理論力學教學改革探討

徐波+王玉蘭

摘要：針對機械類應用型本科專業的特點及理論力學課程課時少與授課內容多的教學要求，為滿足工程教育的需求，培養學生的工程實踐能力、設計能力和創新能力，根據已有的教學經驗，以臨沂大學機械設計制造及其自動化本科專業為例，從理論力學的教學內容、教學方法和考核模式等方面進行了教學改革，使其適用于應用型機械類本科人才的培養。

關鍵詞：教學改革；教學內容；理論力學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0107-02

一、引言

近年來，制造業的飛速發展，加快了對工科特別是機械類應用型人才的需求，《中國制造2025》提出將人才作為建設制造強國的根本，需要加快培養制造業發展的專業技術人才。高校作為人才培養的重要基地之一，為國家實施人才強國的戰略擔負著重要的責任。因此，制定工科學生的培養標準和人才培養模式，提升學生的工程實踐能力、設計能力和創新能力[1]，成為了新時代下急需解決的問題之一。臨沂大學機械設計制造及其自動化專業被山東省教育廳授予“卓越工程師計劃”試點專業之一，學校出臺了一系列專業培養改革方案。理論力學作為機械專業核心技術基礎課程之一，必然面臨著教學內容、教學方法和考核方法等方面改革的重大挑戰。根據工程教育認證的思維模式，拋棄傳統的純理論教學模式，轉變為以研究性學習為主體的現代化教學模式，激發學生學習的主動性、積極性和創新性。

二、理論力學課程教學現狀

理論力學是一門經典的、理論性和邏輯性較強的內容體系成熟的力學課程[2]。多年來，理論力學的結構體系、理論框架、基礎知識內容基本沒有變化。但是，隨著教學改革的不斷深入，理論力學的授課課時已從96學時逐步削減為64或48學時，課時量被極大壓縮，短時間內講授完理論力學中的全部內容（靜力學、運動學和動力學），不能保證學生完全接受和消化，更不要說應用這些理論去分析解決實際問題。

當前的授課方式主要是采用PPT與板書相結合，教師與學生對PPT的依賴性很大，PPT使得每堂課的信息量較大，對應用型本科院校的學生來說，在較短的時間內掌握這么多的內容具有很大的難度，并且學生課外活動較多，課下復習投入的時間少。所以，學生不能完全理解、消化課堂上的內容，總會留下部分知識空白，時間長了，未能掌握的知識就會越來越多，影響后續知識的學習和學習的興趣，導致較差的學習效果。

我校機械類專業理論力學開設在大學二年級的上半學期進行，學生思維活躍，求知欲較強，同時，網絡技術的發展，使學生可以通過網絡獲取知識，但也使部分學生沉迷于網絡游戲中，投入學習的時間較少。這為理論力學的教學帶來了挑戰，同時，也為教學改革帶來了機遇。

三、理論力學課程的教學改革

（一）教學內容的改革

理論力學的課程內容比較成熟，具有較好的邏輯性和層次性，大部分的內容與實際生產和生活活動有著密切的聯系[3]。為了與工程教育實踐相結合，針對我校應用型機械類工科人才培養目標的要求，堅持“以培養工程實踐能力和工程創新能力為目標”的理念，對理論力學的教學內容進行了深化改革與調整，將理論力學的課程定位為“使學生能熟練運用理論力學的基本理論去分析和解決實際工程問題，理論與實踐密切結合”，要求在教學過程中，輕理論推導，重分析方法與實踐應用。理論力學的基本概念比較清晰準確，學生需要課前自學就能明白，不需要在課堂上再進行講授；理論力學的部分內容與普通物理的內容重復，如點的運動學、剛體的簡單運動等，這部分內容留給學生課下自學；對一些比較復雜推導過程的定理，如點的速度合成定理，不需要給學生詳細介紹速度合成定理的數學推導，只要重點強調怎樣使用定理去分析問題、解決問題。另外，要合理安排習題課的數量和質量，精心選擇題目，盡量使習題來源于生活實踐，增加習題的趣味性和綜合性，通過對習題的分析解答，提高學生的學習興趣和主動性。總之，在教學內容的改革上，要結合學生思維發展和時代環境的變化，根據機械類應用型人才培養的目標要求，合理分配教學課時，刪繁就簡，注重突出知識點在實際工程分析中的應用。

（二）教學模式的改革

為了適應機械類應用型人才培養方案和教學內容的革新，理論力學的教學模式也需進行更新和發展，借助現代教育技術手段和信息傳輸渠道，開發形式多樣的教學方法，將知識高效快速地傳輸給學生。在該課程的教學改革中，課堂教學不再是以教師講授為主，而是以學生的主動學習為主，將傳統的PPT+板書講授方法轉變為教師引導、學生分組研討的討論式、研究式教學方法，改變學生課上忙聽講、課下忙作業的學習現狀。臨沂大學每堂課的時間是45分鐘，教師講授的時間不要超過15分鐘，留下30分鐘的時間供學生討論研究。教師在15分鐘內，借助多媒體技術，如視頻動畫、圖像等對復雜的力學模型或機構進行演示，提高學生的感性認知。在研討過程中，要以學生為中心，分組討論，教師需要提前準備好，選擇一些工程實例作為討論的題目，教師的作用是引導和答疑。討論結束后，在下一次上課之前，每個小組要選出一人將本小組討論過程中遇到的問題、問題分析思路和結果用PPT或WORD進行展示。對學生討論中出現的共性問題，教師要做出詳細解答，將相關知識點的講解錄制成微課程，發送到網絡學習平臺或者直接發送給學生，讓學生通過手機或網絡進行深入學習。微課程內容的重點明確突出，時間短，學生在學習中會感到特別輕松，能調動學生的學習主動積極性。在視頻錄制過程中，引進近代科技成果的新內容，使學生能觀察到理論力學在實際工程領域中所起到的重要作用。

（三）考核方法的改革

傳統的理論力學考試方式多為閉卷考試，理論知識較多，考試的內容包括基本概念、基本原理及其應用，試題來源于各種題庫，這種方法不能完全反映學生平時的學習過程和效果。有些學生平時不參與討論學習，只靠考前突擊復習，也能考試及格，但是考完后就全部忘掉了，不利于后續課程的學習。因此，這種純理論性的考試存在很大的弊端。為此，在考核方式改革中，用學業成績代表理論力學課程的最終成績，學業成績的構成方式由期末考試成績和平時成績組成，其中期末考試成績只占學業成績的30%，而平時成績占學業成績的70%。平時成績主要由課堂參與成績、研討成績和研討過程表現成績三部分組成，課堂參與成績占平時成績的20%，研討成績占平時成績的50%，研討過程表現成績占平時成績的30%。研討成績占比重較大，可以充分調動學生參與討論的積極性，避免學生敷衍了事；過程表現成績鼓勵學生多動腦筋，提出創新性的問題；平時成績的評定比較靈活，教師在平時討論過程中需仔細考核，嚴格執行。從考核模式的改革可以看出，學生的學業成績不再是單一的理論計算，更加注重了平時學習過程的監控，調動了學生的思維活躍性和學習積極性。

四、總結

理論力學課程在機械類應用型人才課程體系中起著承上啟下的作用，為學習后續專業課程打下基礎。作為以培養應用型人才為目標的工科院校，需要積極推進課程教學改革，培養具備解決實際工程問題能力的工程技術人員。對本課程來說，要求學生會用理論力學中的原理解決實際問題。所以，在今后的教學過程中，更加注重學生的工程實踐能力和工程創新能力的鍛煉，以培養更多的具有工程素養的應用型工程技術人才。

參考文獻：

[1]丁點點，張生.工程教育背景下理論力學課程教改探索[J].湖北科技學院學報，2014，（8）：12-13.

[2]徐小麗，金春花.理論力學教學改革研究[J].教育教學論壇，2015，（2）：97-98.

[3]李明林，楊曉翔，謝華等.面向“卓越計劃”的理論力學教學改革的思考[J].高等理科教育，2013，（1）：117-121.

Discussion and Reform of Theoretical Mechanics for Mechanical Application Undergraduates

XU Bo1，WANG Yu-lan2

（a.School of Mechanical and Vehicle Engineering；b.School of Civil Engineering and Architecture，

Linyi University，Linyi，Shandong 276000，China）

Abstract：According to the characteristics of the mechanical and application undergraduate major and the teaching demand of the theoretical mechanics which has fewer teaching time and more teaching content，we have carried out the teaching reform on the curriculum content，the teaching method and the assessment model.This reform is performed on the undergraduates whose major is the Mechanical Design and Manufacturing，and Automation Engineering of Linyi University.The innovation of the theoretical mechanics meets the demand of the engineering education and improves the ability of the engineering practice，the product designing and the engineering innovation so as to train the mechanical application talent.

Key words：teaching reform；teaching content；theoretical mechanics