高校力学基础课程教学初探

杨丽红 樊 涛

哈尔滨工程大学 黑龙江哈尔滨 150001

为适应高等教育发展的新形势，构建本科人才培养的新体系，我校于2009年建立了以全面贯彻精英教育理念为核心的新版人才培养方案。该培养方案以“宽口径、厚基础”为基本原则，在保持各专业特色的基础上，进一步加强基础，努力提高学生的综合素质。方案决定面向所有工科专业学生开设力学基础课程，目的是使学生接受力学通识教育，提高学生的力学素养和综合素质。

1 设立力学基础课程的必要性

解决问题能力的高低不仅与个人的世界观和方法论有关，还与其掌握基础知识的程度有关。因此，为切实贯彻素质教育，提高大学生的文化修养，减少专业性培养对学生心智发展的不利影响，需要高校将通识教育与素质教育有机结合，加强高等教育中的通识基础教育[1]。

对于工科专业而言，加强基础教育主要包括加强学生在计算机、力学、化学和机械等基础性学科的教育。力学是一个历史悠久而又充满活力、不断发展的学科，是认识世界的一种手段。它作为各个学科的基础，在教育中占有举足轻重的位置，力学通识教育可以促进学生相关课程的学习，其研究内容和研究方法对帮助学生确立正确的世界观和方法论具有重要作用。因此，对工科专业学生开设通识课程——力学基础是十分必要的。

2 提高力学基础教学效果的几点建议

力学基础是一门理论性较强的课程。课程的任务是培养学生掌握刚体平衡的基本规律及其研究方法，掌握杆件强度、刚度和稳定性的基本概念及相关基础知识，使学生具有比较熟练的力学分析和计算能力。同时结合本课程特点培养学生的辩证唯物主义世界观和综合素质。

本着提高力学课程教学质量的目的，通过总结近两年来我校力学基础的教学实践经验，笔者对力学基础课程教学提出如下建议。

2.1 基于学生专业特点完善课程教学体系

力学基础是通识教育课程，面向所有工科专业学生开设，要根据机类专业和电类专业的特点合理安排教学内容和开课时间，并建立一套恰当的考核方案。

不同专业学生的数理基础和对力学的要求是不同的，因此应从提高学生学习效果出发合理安排力学基础的教学内容，增设针对不同专业特点的选修内容，保证既能达到对电类专业学生加强基础知识和基本方法培养的目的，又能使机类专业学生很好地过渡到理论力学和材料力学课程的学习中。例如，对不需要进一步学习材料力学的电类专业，弹性体基本变形部分的一些内容则不必讲解，如截面惯性矩和惯性积的转轴公式，弯曲梁的剪应力计算等，因为这些内容只在材料力学的组合变形和强度计算部分才会用到。

在授课时间上，对于后续还要学习材料力学的机类专业，将力学基础和材料力学安排在同一学期，或尽量缩短2门课程的授课间隔，这样可以避免因基本变形部分学完时间过长而影响后续材料力学课程的学习效果。同时各专业可根据授课内容的不同选用不同的授课学时长度。

在考核方面，为促进学生扎实掌握基本理论，应注重对学生平时学习状况的考查，可积极引导学生撰写课外小论文，参与课堂讨论，使学生逐渐形成独立思考的习惯，锻炼学生解决实际问题的能力，根据学生完成小论文的情况及参与课堂答题、讨论的积极性给出平时成绩。同时，课程结束后的考试对机类专业和电类专业可分开进行，根据教学内容和教学侧重点的不同采用不同的考题。

2.2 加入实验环节

实验教学是学生创造性与能力培养的重要途径，是力学教学中不可或缺的环节，对培养学生的实践能力、创新意识有着极为重要的意义。对于力学基础课程，可以根据授课对象的专业特点开设不同学时的实验课。同时，由于当前高等教育的课程学时普遍减少，在学时较少的前提下，实验教学可以采取多种形式，如教师演示实验、网上多媒体模拟实验和学生课外自主实验等。

2.3 注重现代教学手段的应用

力学基础课程理论性强，不易理解，不像有的学科那样形象、生动、具体。在力学基础课程教学中适当运用多媒体技术，可将深奥抽象的理论知识形象化、可视化、动态化，缩短信息在大脑中从形象到抽象，再由抽象到形象的加工转换过程，大大增加课堂教学的信息量和趣味性，以吸引学生的注意力、化解教学难点、缩短学生的认知过程[3]。

例如，为提高学生对力学基础工程背景的感性认识，在讲授杆件基本变形前可给学生观看一些工程中发生强度、刚度失效的实例图片，让他们深切体会到这门课可以解决实实在在的工程问题。在具体讲某一基本变形时，可播放利用有限元软件模拟的杆件基本变形过程，使学生对变形过程有直观的认识。又如，在讲授约束类型时，大部分学生缺乏工程实践，对于各种支座形式无任何感性认识，可通过多媒体播放动画和显示各种不同的支座形式，让学生直观地了解到约束的结构和类型，以便清晰地画出其约束反力。再如，在讲授压杆稳定性时，可先直接播放一段动画，然后再分析讲解。这样不需太多的语言表达就能使学生直观地了解压杆失稳的概念。

在力学基础中应用多媒体软件进行教学时，应注意如下2个方面：(1)要将多媒体课件教学与板书讲授有机结合，不能完全放弃板书。力学基础课程中有较多的公式推导，通过多年的工程力学和材料力学教学实践发现，这部分内容采用板书形式讲授，学生掌握效果更好。(2)教师在应用多媒体软件进行教学时，应注意内容的重点、难点和逻辑关系。要强调课堂笔记的重要性，要求学生记课堂笔记，从而使其加深记忆理解，并在复习时有的放矢。

2.4 加强教师与学生的互动与交流

力学基础是一门逻辑性较强的课程，需要学生掌握的知识点较多，并且具有一定的抽象性。因此激发学生对课程的学习兴趣是提高力学基础课程教学质量和学生学习效果的关键。而教师与学生之间的互动交流是激发学生学习兴趣的主要方式[2]。另外，学生有学习者和反馈者的双重身份，教师与学生之间随时保持沟通互动，也可以使教师了解学生是否真正理解所讲授的内容，并可以提醒学生随时跟上课堂教学步伐。与学生保持互动交流，要求教师在讲课时语气、语调风趣幽默、生活化，说话时还要注意与学生的眼神交流，让学生有被重视的感觉。在教学过程中，教师应采用多种形式的互动方法，吸引学生的注意力，激发好奇心，以提高课堂教学效果，如课堂提问，工程实例讨论，设疑诱思等。此外，教师的人格魅力和宽广的知识面对青年学生具有潜移默化的影响，并能吸引学生主动与教师进行课程相关知识的交流。总之，加强教师与学生的互动交流，把“教”和“学”有机结合起来，对促进力学基础课程教学效果有重要意义。

3 结束语

针对高校力学通识教育课程—力学基础，对课程设立的必要性进行了分析。并从教学内容、教学时间、教学方法和实验环节等方面对提高课程教学效果提出了相关建议，以使各工科专业的学生能够通过力学基础课程的学习达到掌握力学基本理论，提高自身综合素质的目的，为后续相关课程的学习打下良好的基础。

[1]吴绍芬.高校实施素质教育的误区与出路探讨[J].高教探索,2011(6):22-26.

[2]倪秀英,梁桂航.基础力学课的教学互动初步研究[J].力学与实践,2007,29(5):70-71.

[3]彭雅轩,王建国.在工程力学教学中的创新教育的探索与实践[J].教育探索,2007(4):32-33.