《理论力学》教改探索

黄 金

（湖南科技学院，湖南 永州 425100）

《理论力学》教改探索

黄 金

（湖南科技学院，湖南 永州 425100）

文章结合笔者的教学经验，对当前《理论力学》课程内容、教学方法的改革，提出了一些看法。笔者认为，在教学内容上应结合专业特色，设定教学目标，转变教学思路，适应学时改革要求；在教学方法上要做好与《大学物理》的衔接，注重启发式教育，使用现代化教学设备，开展课外活动，培养创新能力。

专业特色；理论力学；启发式教学；创新能力

《理论力学》是工科学生的重要技术基础课。它不仅是数学、物理中有关知识与后续专业基础课、专业课（如，《材料力学》、《结构力学》、《机械原理》）的纽带，而且也是工科学生第一次接触与工程实际有关内容的课程。因此，除了传授学生必要的力学知识外，更注重培养学生逻辑思维能力和解决工程实际问题的能力。为达到这一目的，势必对该门课程的教学内容、教学方法进行一些改革，下面就笔者的教学经历，谈谈一些体会。

一 课程内容的改革

（一）结合专业特色，设定教学目标

传统的《理论力学》教学大纲过分强调理论的系统性，注重公式的推导。它的知识体系并不是适合每一个专业的，如果教师在教学过程中，对专业需要研究不够，就会出现教学与实际专业需求间的脱节现象。具体体现在同学们对后续课程学习中，发现专业需要的重点内容在力学教学中没有得到强调，而力学教学中的有些内容又没有用到。这不仅影响了后续课程的学习，也影响了对学生专业技能的培养。故笔者认为，在制定教学大纲，确定教学内容时，要结合专业特色，搞清后续课程对本课程的需要，从培养学生专业技能方面突出教学内容。

我校工科专业有工程管理、土木工程。这两个专业对于理论力学的要求不一样，那么我们的教学内容势必要有相应变化。就工程管理专业而言，他们将来主要从事生产第一线的施工、安装、管理、造价、监理、设备维护等技术工作，对他们而言，真正涉及到力学计算的地方不多。因此，在确定教学目标时要“弱化理论分析”，侧重力学知识的具体应用。此外，在课程内容上，可以只要求掌握静力学部分的内容，对于运动学、动力学可以省略。

就土木工程专业而言，因其将来主要从事结构设计工作，力学知识对于结构安全性设计起着至关重要的作用。故对力学理论的推导原理、计算过程都要讲解得很详细，对学生掌握程度的要求也相应提高。在课程内容上，要包含静力学、运动学、动力学三大模块。

（二）转变教学思路，适应学时改革要求

随着办学自主性的体现和教学观念的转变，各高校工科专业针对各自特点修改教学计划、培养方案，学生所学课程门数增加，但总学时却一定。因此，各课程教学时数大为精简。作为工科学生必修的《理论力学》教学课时也大为压缩。如果因为学时的减少而采取对课程内容简单的压缩，只会陷入越来越深的困境，鉴于以上矛盾，只有采取积极的方法，从课程自身的特点出发，挖掘课程本身的潜力，做到基础理论要精练、深化，工程应用要结合专业特色并适当拓宽。

改变传统的从特殊到一般、从已知到未知的教学思路，充分利用数学工具，采用从一般到特殊的讲授方法。如，静力学中，可以利用矢量代数工具，从最一般的力系开始阐述简化、平衡这一主干内容，然后，再将问题特殊化，即得到平面汇交力系、力偶系、平行力系的简化结果和平衡方程。最后，辅之以学生所学专业的例题，加深理解和运用，使学生能更好的掌握，并弄清楚四种力系间的联系，达到很好的教学效果。

二 教学方法的改革

（一）做好与《大学物理》的衔接

《理论力学》中有些内容在物理已学过，如受力分析、力矩、摩擦、速度、加速度、动量、动能定理、机械能守恒等。因此在学习理论力学时，有些同学不能主动接受、应用理论力学中的新概念、新方法，而继续用物理知识来解题。

针对这种情况，教师应采取“轻类同、重区别”的教学方法，对学过的概念、内容，只要和理论力学研究范围、研究方法相同，在课堂上就少用时间、采用提问方式处理，或总结性讲解，或通过典型例题介绍进行复习。但是有些概念是在一定条件下给出的，应注意学生以前所学知识范围的局限。如，画受力图时，同学们习惯沿用高中的方法，将所有的力画在一个点上。这显然是不对的，高中物理的研究对象是质点，所以画受力图时取质点为研究对象，而理论力学的研究对象已变成了刚体，这时再取质点为研究对象自然得到错误解答。又如，力系合力的概念，学生很容易把力系中所有力的矢量和当作力系的合力，与主矢的概念混淆，这两个概念的矢量表达式、计算方法相同，但这两个量所表达的意义不完全相同，因而会影响力系的简化结果分析。所以，在讲相关物理量时，一定把有关概念讲清楚、透彻，要让学生树立先一般再特殊的观念，这样看问题才全面，才不会用特殊情况下的公式处理一般问题。通过“轻类同、重区别”的安排，让学生知道《理论力学》的内容并不是物理知识的简单重复，而是内容更加系统、更加充实。

（二）注重启发式教育

传统教学方法比较死板，基本上是老师灌输，学生接受，形成注入式教学。学生总是处于被动地位，不求甚解地记忆每一部分都有固定的解题模式，整个学习过程主要是演算大量习题，最后通过考试。这种教学方法，使收敛性思维方式得到强化，不利于发散思维、创新思维的培养，不利于培养学生综合运用知识分析、解决实际问题的能力。启发式教学是培养学生创造能力的好方法，它是通过引导、启迪，激发学生学习兴趣、求知欲，使学生独立思考、主动获取知识。

1、结合工程案例，激发学习兴趣

当人们对某事发生兴趣时，便会专注于它，学力学也是如此，所以在讲授相关内容时，尽量结合实际，提出一些有趣的力学问题，引起学生思考的兴趣。

我系学生日后经常要和房屋搭建及相关的施工机械打交道，教学中多结合结构骨架和施工机械会起到非常良好的效果。比如，在讲力学中把实际结构向计算简图转化的内容时，可以结合工程中排架的立柱和基础的不同联结方式，若用细石混凝土联结则简化成固定端，若用细石混凝土和沥青麻丝联结则简化为固定铰支座。这样，学生会感到力学和大家从事的行业有着密切关系，也就更主动的去学习。

2、多设疑问，启发思考

力学课程一个重要的目标就是培养学生的思维能力，所以教师要经常通过提问让大家思考，并鼓励学生发现问题，养成善于思考的习惯。教师可以通过给学生讲解工程案例，逐步引导大家思考，引出重要概念、理论。通过比较不同例子，让大家思考理论间的关联性。通过总结让大家更清楚的看到问题本质。

3、一题多解，培养发散思维

一道题目采用不同的求解方法，有利于拓宽学生的解题思路。如：在动力学普遍定理的综合应用部分，对一简单的鼓轮及重物提升装置，求重物加速度及轴承处的反力。求加速度时，可分别利用动量矩定理、动能定理、动静法等。求轴承处反力时，可分别利用动量定理微分形式、质心运动定理、动静法。这样，一道题几乎涉及动力学各主要内容及基本定理，不仅复习和巩固以往所学知识，更有利于找出它们间的联系和区别，及各自使用条件、范围等，有时还会发现它们的新用法，起到温故知新、融会贯通的作用。理论力学中，一题多解的问题比比皆是，这要求教师有意识、有目的的设计，引导学生养成全方位、多角度思维的良好习惯。

4、讨论式教学，加强师生互动

课堂讨论往往是英语等课程常用的教学手法，在力学课堂应用较少，我们可以借鉴过来，运用到力学教学中，这样能改变沉闷的课堂气氛，达到师生互动的良好效果。讨论法一般应用于阶段复习，巩固原有知识和学习新知识中。讨论法能否收到预期效果，命题是关键。命题时不仅要兼顾教学内容和要求，更要兼顾学生的实际水平。比如，在讲解柔索约束时，可先给出几种错误的作法，让同学们讨论是错是对？错在哪里？然后讲解判定柔索约束反力方向应注意的问题。这样既增加学生学习兴趣、开阔视野，又活跃了课堂气氛、密切师生关系，使教学达到良好的效果。

（三）使用现代化教学设备

多媒体教学是一种现代化的教学手段，集文字、图形、声音、动画于一体，具有丰富多彩的视听效果和较大的信息量。可以增强教学的直观性、形象性和生动性，有很强的真实感和表现力，同时节省了板书时间，加大了课堂信息量，为教师的启发式教学和介绍科学前沿内容创造了条件。在理论力学课程教学中，应合理利用这一现代化教学手段，把一些难理解的内容作成动画形式，帮助学生理解。

（四）开展丰富的课外活动，培养学生创新能力

为加强学生的动手创新能力，我们可以开展一系列课外活动。比如，创新实验设计大赛、结构设计大赛、力学知识竞赛。通过这些活动，可以充分的调动学生学习主动性、让他们在活动中感受力学的魅力，收获成功的快乐。

三 结 语

实践证明，通过上述教学内容、教学方法的改革，能很好的提高学生的学习热情，使学生能善于思考、主动将力学知识运用到解决工程实际问题，收到了较好的教学效果。

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TB1

A

1673-2219（2012）08-0024-02

2012－04－10

湖南科技学院校级教学改革研究项目（XKYJ 2011034）

黄金（1984－），女，湖南衡阳人，硕士（讲师），研究方向为工程力学。

（责任编校：何俊华）