應用型本科轉型下《理論力學》課程的改革與探索

尚志勇 塔力哈爾·夏依木拉提

摘 ?要：理論力學課程是很多專業必學的一門基礎課，廣泛應用于很多工程技術領域。學生們普遍反映學習內容抽象，解題方法難以掌握。在應用型人才培養模式下，結合近年來的教學實踐、專業需求和學生基礎，從課程的課時安排，教學內容，教學方法與手段等方面對《理論力學》課程進行了改革與探索，提高了學生的學習水平，增強了學生的知識應用能力。?

關鍵詞：理論力學 ?應用型人才 ?工科專業 ?教學改革

中圖分類號：H191 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）06（b）-0120-02

隨著我國經濟結構調整和產業技術升級不斷加快，各行各業對技術技能人才的需求越來越緊迫，我國高等教育面臨新的要求，也對高校人才培養模式提出新的變革。在2014年5月，教育部就出臺了高等教育重大舉措，逐步將600多所新升本科院校轉為高等職業院校，大力發展高等職業教育，加強應用型人才的培養。在2019年1月國務院又印發了《國家職業教育改革實施方案》，一大批普通本科高等院校向應用型轉變，培養高素質勞動者和技術技能人才。這必然要求高校教師在今后的教學工作中，更加注重培養學生對理論知識和技術技能在工程實踐中的應用。

《理論力學》是一門很重要的工科專業的基礎課程，不僅是后續《材料力學》《結構力學》等多門力學課程的基礎，也是與機械運動、結構強度等緊密聯系的工程技術學科的基礎[1]。

下面結合2012年以來的教學實踐，從教學內容、教學方法及手段兩個方面著手探討《理論力學》課程的教學模式改革和實踐。

1 ?教學內容的改革

根據專業需求和學生基礎安排教學課時和教學內容。首先，根據學生基礎的不同，民族班級的理論力學安排64課時，學生基礎差，需要授課進度較慢，而基礎相對較好的班級安排48課時，要在有限的時間內將本專業所需內容教授給學生，就需要根據專業需求進行安排，有所側重，教授的理論知識也需要簡單化、工程化，基礎較差的學生才能掌握并且跟的上授課的進度。例如：力、力矩等矢量的運算，盡量使用直角坐標系進行合成與分解，少用矢量的點乘與叉乘，雖然矢量的運算簡潔方便，但是有許多學生這方面的知識并不扎實;以平面力系的化簡為主，相對簡單，便于學生掌握，空間力系化簡可以略做介紹，學生如果能掌握好平面力系，自學即可擴展到解決空間問題;其中平行力系化簡的應用與擴展需要側重，因為重心的求解、形心的求解、分布載荷（均布載荷、三角形分布載荷、函數分布載荷）的化簡，這些都是平行力系化簡的延伸與應用。例如，材料力學中梁的彎曲章節求解中性軸還會用到重心/形心求解，機械原理、機械設計的課程也少不了重心的計算。運動學部分我們的講授和練習重點則放在點的加速度運動合成上，尤其牽連運動為轉動的加速度合成，該部分如果學生能夠掌握，其余部分即使簡單介紹，學生通過看書自學仍能較好地掌握。動力學部分則根據專業需求有所側重，例如機械系的學生，動能定理、動量定理、動量矩定理則是必講部分，達朗貝爾動靜法和虛位移法反而可以少講;但是對于土木工程專業的學生，虛位移法反而需要講清楚，因為后期結構力學還要用到虛位移的內容。

2 ?教學手段與方法的改革

為了解決學生常常提到的聽課易、做題難、內容抽象、分析方法掌握難、理論知識的應用難的問題，教學手段與方法上，應該更多地體現出工程背景與工程實例，尋找發揮每個學生個性的學習和培養方式，拓寬學生的學習思路，引導學生工程應用思維。

理論知識的工程應用盡可能地無處不在、潛移默化。高等數學中知識如微積分等在理論力學中多有應用，但學生在理論力學的學習中遇到時卻往往不知如何應用。因此我們將部分理論力學知識與微積分內容相結合，在高等數學授課中重點突出高數微積分內容的應用，將理論力學中質點運動微分方程，求速度、加速度方程等用到求導、微分的內容，提前做了很多有工程實例的例題，請高數老師在授課時，把這些題作為例題講解或作為練習題，還有直桿、圓環、圓盤等物體的轉動慣量求解也都提前作為例題在高數積分內容授課時講解。

多媒體和傳統板書的合理應用。多媒體的教學方式不僅可以極大地節約上課時間，從硬件上保證了學時減少而內容不減，而且可以通過圖片、動畫演示、視頻等手段向學生展示大量的工程實例或實物，為學生理解抽象的內容提供了很好的平臺。但是多媒體教學也有其弊端[2]：課堂光線暗淡，很多多媒體課件畫面鮮艷看久了造成視覺疲勞，學生容易困倦;每頁課件上信息量有限，頻繁地翻頁必然導致學生印象不深，學生分神就會銜接不上前頁的內容，尤其是演示推導過程時，多個頁面前后翻動，其弊端更加明顯。而傳統的板書在演示公式推導等內容時，可以將推導內容都保留在黑板上，教師可以在結束時將推導過程貫穿起來，承前啟后，邏輯連貫，展示給學生一個清晰的思路。所以在授課過程中教師探索更多的工程案例和工程背景資料通過多媒體展示給學生，而遇到有推導過程的內容則采用板書授課。

尋找發揮學生個性的學習和培養方式[3]。在學校師資等教育資源有限的情況下，合班授課的教學環境已是常態，填鴨式的教學顯然不能滿足應用型本科的培養需求。考慮到學生的學習基礎，尤其是民族班的學生知識基礎薄弱，將教學資源上線，制作了很多理論力學例題小視頻，學生可以根據自己的需求在網站上觀看學習。同時還有大量的練習題，這些題分為簡單、提高兩類，基礎差、學習上手慢的學生自行選擇做簡單類型的練習題，主要是概念的記憶與理解、解題方法或公式的簡單應用。熟練后可以做提高型練習題，有大量理論力學知識綜合應用類的題目，或是帶有鮮明工程背景的題目供學生選擇。我們還將歷年全國周培源大學生力學競賽的相關題目，額外做成了“學霸型”題目，鼓勵部分學生去自行研究探索，結果每學期都有幾個小團隊做出了其中個別題目，在課堂詳細講解他們的解題過程與思路。學生成就感十足，對其他學生也有很好的激勵效果。

3 ?結語

《理論力學》課程的教學，以前學生總是反映做題難、學不會，考試卷上空白題多，甚至部分民族班在后期學專業課的時候，有專業課老師不得不再次講授部分理論力學知識。最近幾年在應用型本科的轉型之下，《理論力學》的授課內容、授課方式和手段都在不斷地嘗試改革與探索：更多地將理論知識與該專業工程背景、實例相結合，按照專業需求將理論知識簡單化、工程化，側重點突出。教學手段上不斷探索多媒體、網絡等手段與傳統板書的相結合，揚長避短，既要學生直觀形象地認識到理論知識在工程問題的應用，也要發揮每個學生的個性，由淺入深，潛移默化地提高學生的學習水平和學習興趣，培養學生把理論知識應用于專業工程實際的能力。

參考文獻

[1] 張揚.《理論力學》課堂教學改革與探索[J].考試周刊，2017（62）：41-42.

[2] 劉婕.工科理論力學課程教學與創新人才培養目標關系淺議[J].教育教學論壇，2012（34）：128-130.

[3] 張旭.《工程力學》課程教學方法改革的探索[J].科技創新導報，2017（17）：233-235.