應用型本科院校理論力學課程工程化教學改革策略研究

胡昌林

(遵義師范學院，貴州 遵義 563000)

理論力學的來源與內容豐富，同時存在一定課程難度，在探討其教學改革方案方面需要先考慮學生的學習興趣，重視教學自身邏輯過程的有效挖掘，注重授課方式的多元化融合，合理把握考核方式的優化，要在教學實踐過程中證明教改方案的應用可行性價值。

1 理論力學課程

理論力學在現代大學理工科中屬于基礎必修課程，它直接銜接高等數學、大學物理及后續各項專業課程內容，屬于承上啟下的紐帶性課程，其所涵蓋的兩大知識主題分別為分析力學與矢量力學。針對力學類物理專業學生而言，需要深度學習分析力學和矢量力學內容，真正將其融入到機械工程、水利工程、土木工程等專業基礎課程中。要思考學生為何學習理論力學課程，并將其與高等數學課程聯系起來，幫助工科類專業學生形成兩大基礎知識體系，為后續課程提供重要理論依據，構建力學模型，以解決專業工程項目中的某些實際問題，這對于學生的理論力學課程學習具有現實意義[1]。

理論力學作為一門專業基礎課程，其知識體系的難度與理論價值是很高的，對學生的數學和力學知識運用能力要求也是極高的，如果學生無法靈活掌握相關知識內容，就無法做到對理論力學知識要點的精確理解，對于后續學習其他課程而言較為不利，存在著基礎性影響[2]。理論力學課程教學改革研究的工程化策略分析這一重要課題的提出，對于應用型本科院校土木工程及相關專業的發展具有積極意義。

2 理論力學課程工程化教學改革的策略

雖然理論力學課程的難度較大，但作為學生對后續專業課程和核心基礎課程的學習與發展而言，學生必須要做到對課程內容進行全方位掌握，學好學透。有必要思考并提出對該課程進行工程化教學改革的優化策略，可以從以下幾個方面展開研究[3]。

2.1 梳理知識脈絡，打好理論知識基礎

理論力學作為一門難度較大、理論知識體系復雜的專業基礎課程，教師需要在教學中要求學生把握知識脈絡，打好理論基礎，積極有力地培養學生對該課程的興趣和好奇心，形成熱情向上的學習態度，從容面對在學習學科知識時遇到的難題。在理論力學課程教學環節中，可以采用一些有趣的教學方法，如利用PPT多媒體教學的優勢制作包括伽利略、歐拉、牛頓、拉格朗日、哈密頓、基?；舴虻瓤茖W家的人像，他們分別是矢量力學發展進程中不同階段的知名代表人物。通過這樣形象直觀的方式，讓同學們了解力學發展的進化史，結合歷史人物以故事講述的形式來介紹理論力學知識體系，同時合流溯源，更進一步向同學們全方位介紹各個物理學家的研究內容，這當中要更注重描述分析力學與矢量力學等構成理論力學知識主體的課程知識點，有效激起學生的學習興趣和熱情，使其產生學習動力。

在學習了該課程的基礎理論知識后，教師還可以為學生展示邏輯樹狀圖，對知識內容進行有序梳理，匯總從初中到大學與力學有關的所有數學知識體系，將它們全部融入到理論力學知識框架中來，以嚴密自然的邏輯方式引出機械原理、材料力學、結構力學、彈塑性力學等基礎課程內容。有條理的為學生梳理知識結構體系能夠確保學生以數學知識為工具，更好地吸收和消化理論力學課程知識內容，塑造學生對于理論力學課程的新認知[4]。

2.2 細化學習過程，循序漸進

在構建理論力學的知識體系過程中，其知識教學難度是呈現直線上升趨勢的。在結合多年的教學經驗形成一定規律的過程中，某些緒論知識內容是基礎性的，而在分析約束概念的過程中則需要掌握相關知識內容，確保平面力系相關知識融入到大學物理知識范疇中。考慮到學生在學習過程中容易出現明顯的心理變化，特別是在學習空間力系相關問題時，知識難度增加，一些學生會進入知識攝取困難期。在學習運動學相關知識時，有更多學生進入到了困難期，會影響學習過程的正常推進。到了最終的動力學學習過程中，學生面臨的困難會更大。考慮到課程知識內容的綜合性特點，動靜結合的內容較為豐富，再配合能量概念，部分學生無法達到令人滿意的學習效果[5]。

理論力學的知識難度是無法改變的，其知識體系的遞進關系客觀存在，教師必須在教學過程中多下功夫，為學生打好知識基礎，注意學生的情緒變化。教師要為學生搭建好有關專業課程知識體系的來龍去脈，更好地幫助學生理解知識之間的相互關系，建立力學理論橋梁，將知識內容貫穿于教師教學活動始終。

2.3 授課方式豐富化，提升教學效率

就傳統力學教學而言，主要圍繞板書展開教學過程，教師需要強化自身的基本理論基礎與教學基本功，為應用型本科院校培養應用型人才，形成強有力的人才培養目標?？紤]到理論力學課程的課時相對較少，教師應不斷豐富授課方式，提升教學效率。就目前多媒體技術的廣泛應用而言，可結合聲、光、電等手段逐漸豐富教學環節。教師可以將板書作為基本功傳授給學生，并建立教學媒體介入機制，結合理論力學教學內容合理應用多媒體手段，讓學生相對直觀地構建運動力學質點及質點系，基于各類構件展現各種運動規律。在教學過程中，教師會通過一張平面圖形來讓學生想象運動軌跡，優化構建研究對象，簡化運動學方程內容。在動力學部分，教師要結合能量問題，幫助學生突破想象力極限構建三維運動圖，使學生更好地掌握理論力學相關知識點內容。將多媒體引入理論力學教學后，可結合課堂教學知識點構建多媒體平臺，提升教學效率[6]。

2.4 作業多樣化，注重思考

在傳統版本的《理論力學》教材中，課后習題都會配置標準答案，但標準答案的解題過程不夠詳細，學生會通過網絡、書店等渠道來獲取完整的解題過程。理論力學課程非常重視對學生基本功的訓練，課后作業多以計算和作圖形式為主，學生難以在有限時間內學習掌握更多的知識點[7]。為了解決這一問題，教師可以對作業進行多樣化設計，注重引導學生思考，在作業中布置思考題目。思考題目的數量不宜過多，難度也不宜太高，更不要求它成為作業的主體組成部分。思考題的設置需要讓學生能夠帶著問題在課后尋求答案，同時思考題目本身內涵。整個解題過程中教師都不會展示標準答案，而是建立重過程的教學分析機制，鼓勵學生思考問題本身并建立評價標準[8]。

2.5 考核方式靈活化，優化教學方案

在考核方式靈活化建設方面，理論力學課程必須創新考核模式，要重新確立考核標準，重點結合學生的出勤、思考題、課堂表現、課后作業等方面來構建教學實踐環節，形成教學權重。要在反復對比調整過程中找到最優化教學方案，切實照顧大多數學生的真實學習水平及感受，同時滿足學有余力學生的學習需求。以思考題為例，理論力學中的思考題應該結合得分或等級進行設計規劃，調整學生的出勤綜合考量機制，引導學生深入到思考題的核心來學習相關知識內容[9]。

2.6 突出教材特點，因材施教

要對理論力學課程進行調整，編寫適合于學生專業特點的教材，做到因材施教。教師要對教學內容進行適當修改調整，以便于學生進一步學習知識內容?？紤]到傳統教材中過于重視介紹理論力學的相關概念與原理，應在新教材改革調整中適當補充培養學生良好創造性思維的有關內容，提高學生解決工程問題的能力和學習水平。

理論力學課程可以修改的教材內容應該囊括以下幾點：(1)需要修改與傳統物理教學中重疊的知識內容，這方面內容應該在物理教學中做出詳細講解，為學生更好、更輕松地學習理論力學知識內容創造條件；(2)需要在編寫例題與習題過程中盡量聯系不同專業學生的具體工程問題，讓學生對某些抽象的概念與理論內容建立一個相對直觀的認識，進而深化學生的理論力學學習過程[6]；(3)教師也要針對不同專業領域適當增加工程應用專項內容，有效提高解決工程中實際問題的能力，確保學生在學習理論力學課程后也能充分感受到力學理論的有效價值，進而更加重視學習理論力學知識內容。

結合以上幾點，教師要通過編寫具有專業特征的理論力學教材來對不同專業學生進行因材施教，這對提升理論力學課程教學效果頗有幫助[10]。除此之外，教師也要在理論力學工程化教改方案中搭建創新平臺，結合實驗教學環節培養學生良好的創造性思維與應用能力。教師要為學生開設理論力學實踐教學環節，同時為學生搭建設計實驗平臺與網絡學習平臺，充分借助大學生科技創新活動內容創新實驗平臺，為學生設計實驗項目。要在理論力學研究的基礎上提高學生的感性認識，同時培養學生良好的問題分析能力與工程應用能力，有效激發學生的學習興趣，選拔優秀學生參與到省市、國家級的大學生科技創新項目競賽當中。為達到更好的教學效果，要指導學生充分深入到各種學習體驗方式中，配合啟發式、設問式教學法，專門以學生為主，結合分組討論的教學形式來積極優化教學過程，培養學生良好的創新能力、團結協作精神和集體攻關思想。

3 結語

應用型本科院校在對理論力學課程進行工程化教學改革的過程中，需要提出多點策略，指導學生能夠通過理論力學解決實際問題，提高工程素養。課程改革并非一蹴而就，需要師生共同反復探索實踐，結合課程教學改革效果來建設理論力學優秀課程項目標準，體現工程化教學改革的必要性，確保理論力學課程能夠成為應用型本科高校理工科眾多專業中的一門優秀基礎課程[11]。需結合多門學科、多點知識內容建立教學改革機制，確保理論力學課程取得良好的教改效果。同時，要對理論力學的教改方案進行深度闡釋，圍繞專業社會發展、科技進步等建立與時俱進的教學設想機制，體現理論力學課程的專業優勢內涵，通過教學實踐檢驗學生，有效提升課程教學水平。