提高機械專業《理論力學》教學質量的探討

張春紅

【摘要】為適應機械專業發展需要，提高《理論力學》課程教學質量，本文針對機械專業的特點從教學內容、教學手段、考核方式等方面對教學過程進行探索，同時，針對在教學過程中遇到的具體問題，采取對應的措施，取得了良好的教學效果。

【關鍵詞】機械專業;理論力學;教學效果

【Abstract】To adapt development demand in mechanical specialty， and improve theoretical mechanics Teaching Quality， the article carries on the exploration in teaching content， teaching methods and evaluation mode etc. based on the characteristics of mechanical specialty. At the same time， the article has taken corresponding measures based on specific problems countered in the process of teaching， and got better teaching effect.

【Key words】mechanical specialty; theoretical mechanics; teaching effect

【基金項目】上海高校示范性全英語教學《理論力學》課程建設（項目編號A-0131-18-004005）。

【中圖分類號】G642.0【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）07-0249-02

一、引言

理論力學作為一門機械專業的專業基礎課程，主要研究力學中最普遍、最基本的運動規律，是為后續課程如材料力學、機械設計基礎等課程學習打下一定的基礎，同時，學生也是從這門課程開始建立起最基本的工程概念。

為適應高校教學改革的需要以及提高學生的綜合素質，目前理論力學課時從原先的75學時壓縮至48學時，考慮到學時的局限性和機械類專業的發展需要，需要及時調整教學內容、教學方法，同時融入新的考核機制幫助學生在有限的學時內，更有效地學習本課程的內容。

二、提高理論力學教學質量的探討

理論力學作為一門經典的力學課程，其理論體系已經非常完善，系統性以及內容前后的關聯性很強，為了能夠在少學時的情況下，保證理論力學的教學質量，本文從以下三方面采取了相應的措施：

1.合理分配課時，優化教學安排

在受力分析方面，作為靜力學基礎，考慮到動力學部分和后續課程的銜接，對于約束力的處理，從施力體到受力體，分析過程一定要有邏輯性，這部分學時數不能減少。在力、力矩、力偶矩方面，先從三維講解，二維作為特殊情況進行處理，全部用矢量去完成這部分的講解，平衡時合力、合力矩為零，這樣無論是二維還是三維都用同一種方法，避免學生出現思維混亂，可以減少一定的學時數。在點的合成運動方面，對于機械專業適用于點的合成運動的常用機構，采用高等數學微積分的方法去解決速度和加速度問題，而不是把運動分絕對運動、相對運動和牽連運動去考慮，由于沒有引入新的概念，可在一定程度上減少教學學時，而不影響教學效果。

另外，充分利用慕課資源和翻轉課堂技術，將一些難度不大的學習內容放到課下，并伴有一定的測試，引導學生課下完成難度不大的知識。同時，提供在線為學生答疑解惑，避免出現問題積累，影響后續內容的理解。

2.注重理論聯系實際

本課程采用的是哈工大的《理論力學》教材，其體系完善、理論嚴謹、邏輯性強，但是里面所有的插圖均是已經簡化的力學模型，沒有對工程實際的介紹，體現不出實際的工程應用。對于沒有工程背景的學生而言，很難理解這些力學模型的應用，在實際的教學中，應該把實際的工程三維圖如何變成簡化的力學模型，整個分析過程展現給學生，幫助學生理解這些機械專業常見的約束模型。

充分利用現代化教學手段，通過展示機械專業常見機構圖片，播放影音文件，幫助學生理解這些力學模型是如何建立起來的。同時，將計算機軟件如Matlab引入到課程教學，通過模擬常用機構的運動，提高學生實踐能力的培養。

根據具體的講解內容，多舉一些學生熟悉的生活中的例子，幫助學生掌握所講內容，比如在講解運動學時，結合學生喜歡的游玩項目如大擺錘、飛旋駝峰等，還有一些常用健身器材，幫助學生理解各構件的運動。在講解動量矩守恒時，可以舉花樣滑冰以及上海科技館展示的動量矩守恒的實驗器材。

在實際教學過程中，通過讓學生參與一些具體的項目，根據在課堂上學習的力學方法利用生活中常見的材料，自己設計一些力學模型或小的機構，分組制作，可以把在課堂上學習的力學知識與具體的工程實踐結合起來，有利于培養學生的創新能力和動手能力，提高學生的學習興趣。

3.改革考核方式

教學改革的最終目的是為了提高教學質量，幫助學生掌握所學知識，提升學生邏輯思維能力的培養，提高學生發現問題、解決問題的能力。為了在平時督促學生課上課下都能積極投入到學習中，增加平時成績的考核比重，平時成績由原來的20-30%升高至目前的50%。平時成績考核方式以出勤、課堂表現、項目表現、平時作業、測驗五種考核方式體現出來，通過近幾年的教學實踐，學生對本門課程知識點的掌握有一定程度上的提高，同時，解決工程實際問題的能力也得到了一定程度上的提高。

三、總結

當然，要提高《理論力學》的教學質量，并不局限于以上所提到的三個方面，它涉及到教學過程中的方方面面。在實際教學中，所有圍繞的中心就是幫助學生獲取機械工程師應當具備的基本力學功底和思維模式，以及發現問題、解決問題的能力，完成符合機械專業人才培養模式的教學目標。

參考文獻：

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