物理學專業《力學》課程教學改革的探索

李釗

摘要：《力學》是物理學專業學生必修的基礎課程，與《光學》《熱學》《電磁學》和《原子物理學》合成“五小力學”。目前的課程教學中存在諸多問題，文章從教學方法、教學內容和考核方法等方面著手，提出了一些改革建議。

關鍵詞：物理學專業;《力學》;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）10-0154-02

《力學》是高校理工科物理學專業的重要必修基礎課之一，是有關力、運動和介質，宏、微觀性質的學科，該學科研究的重點是機械運動及其與物理、化學和生物運動的耦合。力學是一門基礎學科和技術學科，它研究能量和力以及它們與固體、液體及氣體的平衡、變形或運動的關系。力學與其他學科的交叉融合日益突出，形成了許多跨學科力學：物理力學、生物力學、環境力學以及爆炸力學、等離子體力學等形成了新的力學學科增長點，不斷豐富力學的研究內容和方法，保持力學學科的強大和重要性。與此同時，人類社會和經濟發展的更高要求將繼續推動力學與其他學科的交叉，促進跨學科力學的發展進入一個新的階段。

一、目前《力學》課程教學存在的問題

1.課程授課形式單一，且枯燥缺乏趣味。目前課堂授課以板書為主，效率較低，而且形式單一。但是，新技術的出現為教學提供了無限的可能性，任課教師應當熟練地運用新技術，為教學提供更多樣化的表現形式。《力學》中關于沖量、動量、力矩、角動量、轉動慣量等定義非常多，此外關于動量定理、角動量定理、質心運動定理、剛體定軸轉動定理、非慣性系運動定理等定理定律也非常多，而且彼此之間的適用條件和相互關聯既復雜又容易混淆。而且，《力學》是后續物理專業課程的基礎，特別是四大力學中的《理論力學》，如果《力學》學習效果很差，《理論力學》基本上也無法獲得既定的學習目標。學生極易出現困惑和厭學現象，在日常上課過程中，學生中不乏存在上課玩手機或者睡覺、小聲講話聊天等情況。急需改變現有的授課形式，提高其趣味性，否則將嚴重影響學生學習的積極性。

2.課程內容繁多，不同教材解釋詳略不當。由于《力學》課程涵蓋了更多的內容，而且理論銜接性強，前面的知識內容正是后面定理定義的敲門磚。經常會出現課上教師講解了很多知識概念，而學生下課忘記了很多的現象，以至于下面的課程無法銜接，導致學生越來越難以理解和接受知識點。且容易出現課堂多數知識點學生抓不到要點，出現課后死記硬背定理公式等現象。傳統的教學方法和實際脫節，強調解決題目的技能訓練，弱化了實踐教學環節，忽視學生對實際問題的機械模型抽象構建過程，讓學生很難將他們學到的東西與生活和生產的現實相聯系，這與當前教育的發展脫節。

3.考試內容形式僵化。高校《力學》考核方式大多僅限于課程結束后進行一次性閉卷筆試。最終考核成績中，平時成績占20%—30%，期末成績占70%—80%。基本上將期末考試結果作為檢驗教學質量的唯一方法，學生最終成績的等級被作為衡量教學質量的主要標準。因此，要全面和公正地評價學生的學習成果，有必要改革考核評估方法，完善學習評價體系，采用多學科的課程評價方法。目前《力學》課程考核的內容一般為題庫里和課本課件上的現成內容，都是經典但是陳舊的題目，考試題型共性太強，學生只需要死記硬背即可，而真正分析和解決問題的能力沒有得到鍛煉，知其然而不知其所以然是目前很多高分學生的一個普遍問題。《力學》課程中平時成績主要包括考勤和作業情況，不能真正體現和發揮過程性考核的作用。

二、《力學》教學改革的措施及內容

1.優化教材教學結構。按照教材章節設置來進行教學多被束縛于具體的章節知識，顯然，當我們將這個模式用于多周期內容系統時，它越來越耗時，而且教學過程缺乏新思路，這使得學生的興趣難以被激發。因此，為了培養學生的歸納能力，加強知識滲透的培養，在實際教學中，體現了模塊化教學結構的優勢，將知識內容分為多個模塊，并將一些知識點和定理集中在課堂中的教學和研究，這種模式不僅節省了時間，而且突出了知識的共性，強化了數學的概念，避免了重復造成的枯燥。

2.結合新材料發展，案例化教學。隨著科學技術的發展，越來越多的新型材料被開發應用。教師應該及時將國內外力學領域前沿發展動態以及自己的科研成果引進課堂，讓學生不但能夠學好基礎的定義定理，而且能夠了解最新前沿科研的發展動態，進而激發學生的學習興趣。總之，要讓學生在學習基礎知識過程中關注前沿發展動態，意識到力學在日常生產生活中的重要作用。同時，爭取每節課以案例教學為引導，引導學生自己找尋解決問題中需要哪些舊知識，尚缺少哪些新知識，自然而然引入新定理新定義，刺激學生興趣化學習。

3.把握課程主線，適當刪減內容，突出教學重點。《力學》每周4學時，16周授課結束，共64學時。而在這些時間內，要講授多個章節，例如質點的運動學和動力學定律、慣性系非慣性系轉化、剛體的運動定律、流體力學、機械振動和波動和相對論等。因此，有必要整合教學內容，注重與專業相關的內容，注重學生可以理解和接受的內容，適當剪切或簡要教授學生難以理解的章節，增加起點低的學生的學習信心。其中波動部分在光學中會著重介紹，而相對論部分在電動力學中也會涉及，此外流體力學也不是重點，可以講這些部分以前沿講座的形式用兩到三個學時的課程來做科普。

4.增加隨堂測驗等形式，提升過程考核所占的比例。從課程開始到課程結束，進行整個過程評估。除了學生出勤和完成家庭作業外，評估表還包括學生參與課堂教學和實際操作。考核形式應與考核內容相結合，形式應為內容服務。《力學》是一門理論性較強的課程，學生缺勤幾次，可能會導致整個后續學習無法正常進行。布置課后作業，進行分類管理。即一部分基礎性典型題目是每個學生必須完成的，必須獨立按時完成，然后教師根據學生的完成情況逐一講解;還有一部分題目，屬于選修作業，主要是對基礎好的學生展開，這有利于引導此類學生思考，拓寬其知識面和對問題的認知。

進行課堂測試改革。測驗是監督和督促學生在學習的每個階段認真對待的好方法。這是避免學生臨時抱佛腳以應對期末考試的好方法。周圍每個同學的隨堂測驗內容難度、題型都相近，但是題目不同，避免抄襲。而且，組內同學和組與組之間互相監督，一經發現有誠信問題，立即嚴肅處理。

三、《力學》教學改革的總結

《力學》課程內容復雜繁多，定義定理多，如果沿襲傳統的教學方法，學生學習興趣差，無法達到預期的授課效果。而只有通過不斷嘗試新的教學方法，進一步完善和更新教學內容，才能提高學生的學習興趣，從而獲得滿意的教學效果。通過教學改革，調動學生學習的積極性，努力將學生的精力轉移到掌握和應用所學知識上。開展課堂專題討論，加強學生對基本知識點的理解與發散思維訓練。切實提高物理專業本科生應用實踐知識解決實際問題的能力，期望改革后的《力學》課程可以為高等教育的內涵發展提供參考。

參考文獻：

[1]周海龍，安珍，李平，李昊.基于學科思維導圖的結構力學教學研究[J].高教學刊，2019，（08）：94-96，99.

[2]郭璐.基于提高高職課堂教學效果的創新探究——以“工程力學”課程為例[J].工業技術與職業教育，2019，17（01）：37-39，73.

[3]王剛，蘭向軍，馮志華，倪俊芳.流體力學課程的教學改革與實踐[J].學周刊，2019，（10）：9-10.

Exploration on the Teaching Reform of "Mechanics" Course in Physics

LI Zhao

（School of Physics and Optoelectronic Engineering， Shandong University of Technology，

Zibo， Shandong 255000，China）

Abstract： "Mechanics" is a compulsory basic physics subject for physics students， and it synthesizes "five small mechanics" with "Optics" "Heat Science" "Electromagnetism" and "Atomic Physics". There are many problems in the current course teaching. This paper puts forward some reform suggestions from the aspects of teaching method， teaching content and evaluation method.

Key words： physics; "Mechanics"; teaching reform