基于“卓越计划”背景对理论力学课程教改的思考

洪昭斌?陈水宣?王建

摘要：为适应“卓越工程师教育培养计划”对理论力学课程提出的新求，针对应用型本科高校理论力学教学过程中存在的问题，以培养学生的工程实践能力为核心，对理论力学课程的教学理念、授课内容、教学方法及实践、竞赛环节的改革提出了思考和建议。

关键词：理论力学；卓越计划；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0151-02

理论力学课程是高等院校各工科专业重要的专业基础课，[1]该课程的教学目的不仅要求学生掌握相关的力学知识，同时要求学生培养辩证唯物主义世界观并锻炼正确的分析、解决问题的能力。随着高等院校教学理论的转变，作为一门与生产实际联系较为紧密的课程，在新的时期理论力学的教学内容、方式等也都需要进行必要的调整和改进。本文基于“卓越工程师教育培养计划”[2-4]（简称“卓越计划”）的背景，提出了对理论力学课程进行教学改革的一些思考和建议。

一、“卓越计划”对理论力学课程的要求

“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，其出台旨在推动我国由工程教育大国向工程教育强国迈进。新时期“卓越计划”对理论力学的课程教学提出了新的要求：

第一，要求理论力学课程授课内容与工程实际结合得更加紧密。卓越工程师教育侧重于培养、锻炼学生的实践能力，这就要求相关专业的理论力学课程内容应更加贴近工程实际，要求其理论、例题、模型等应更具有工程背景。

第二，要求理论力学课程在教学过程更加注重学生分析问题、解决问题能力的培养。培养卓越工程师应更注重学生能力的培养而非简单的知识传授，因此“卓越计划”要求理论力学课程在授课过程中应着眼于学生学习课程后所养成的能力及去掉知识后留下的技能水平。

第三，要求理论力学课程能切实培养学生的工程意识、素质和实践能力。“卓越计划”同时要求学生不仅学习理论知识，更应提高动手能力，从而把提高工程素质落到实处。

二、“理论力学”课程的教学现状

针对“卓越计划”对课程的要求，现阶段“理论力学”课程在授课过程中主要存在以下问题：

1.理论力学课程知识体系与工程实际结合不够紧密[5]

理論力学作为工科专业的经典基础课程，其课程内容体系相对成熟。一般地，理论力学的整体内容体系、理论框架不轻易发展改动。同时，教材中用于推导公式的力学模型一般为理想化、满足假定条件的，难以将这种抽象的模型与工程实际相结合。这种模型与实际脱节的情况将导致学生在学习过程中无法对理论力学课程的实际应用性作为直观的判断，从而直接导致学习兴趣的缺乏。

2.与后续课程的交叉联系性不足

随着教学改革的不断深化，知识面的不断拓宽，学科的不断交叉融合，理论力学的理论部分教学学时被不断压缩。在有限的学时内，教师往往仅能讲授经典的力学内容，同时学生在短时间内无法完全理解消化，这就导致所学知识与后续课程如材料力学、机械原理、机械设计等课程的联系不够紧密，学生无法正确应用所学的课程知识。

3.授课方式灵活性不够

在现有的理论力学课程授课过程中，一般采用课堂灌输式教学，老师与学生之间缺乏交互式的讨论环境，同时评价学生学习成果时过于重视考试成绩，忽视学生的差异性和个性。

4.课程缺乏实践环节

在传统的理论力学课程中，往往重理论而轻实践，像厦门理工学院的理论力学教学大纲，未设置实践学时。理论力学课程内容较抽象，直接应用性不强，缺乏实践环节的结果往往会抑制学生的创新欲望，达不到理想的教学效果。

三、对理论力学课程教改的建议

面对着“卓越计划”对新时期理论力学课程提出的更高要求，针对在理论力学课程授课过程中所发现课程、老师、学生方面的各种问题，对该课程在进行课程教改时应首要考虑的因素进行思考，并提出以下几点建议：

1.教学理念的转变是课程教改的前提

教师教学理念将会直接影响课程授课内容、效果及学生的学习成效。在“卓越计划”的背景下，理论力学课程的教师应先改变原有将知识传递给学生的理念，进一步将理念转变为传授学生能力、培养学生工程素养。只有做到这样，才能在接下来的教学内容选择及授课方式改革上做到目标明确。

针对理论力学的课程特点，应建立老师每年定期轮换到企业挂职锻炼的制度，鼓励教师走出校门，多与外界接触，掌握最新的工程资讯，实时更新教学案例。新老师通过在企业参与生产活动、科学研究、科技成果产业化等提高他们的科研水平和实践能力，从而在课程教学上能做到言之有物，切合生产实际。同时，高校应注重新近教师工程经历与学习经历，积极引进工程素养高、理论扎实的工程师充实到教师队伍中。

2.教学内容的更新是课程教改的基础

为了紧贴工程实际，同时为后续专业课程打好基础，理论力学的教学内容应及时更新，增加更具工程背景的内容和材料。

具体来说，在课程内容的静力学部分，由于受力分析是本课程的基础重点，应加强对受力分析内容的精讲。受力分析的实例应选取机械原理、机械设计课程中经常使用的机构和装置，如悬壁梁、起重装置等，这样将有助于培养学生的建模能力和解决工程实际问题能力；在运动学部分，如点的运动学、刚体的简单运动这部分在高中、大学物理已有所接触的内容可布置学生自学并思考，这既培养了学生的自学能力，又解决了课堂学时不够的问题。对于该部分的重点内容——点的合成运动则可以选用凸轮机构、滑块摇杆机构进行速度、加速度分析的详解；对于刚体的平面运动则可选用平面四杆机构、曲柄滑块机构进行基点法、瞬心法的详细讲解。动力学部分内容则基本上都需要对学生进行解释，但要注重动力学方法在工程实际中的应用。

3.教学方法的选择是课程教改的关键

传统的教学方法在现阶段已无法适应“卓越计划”对理论力学课程教学的要求，当前的教学模式导致教学质量每況愈下，因此，教学手段的改革是课程教改的关键。

当前理论力学教学模式仍是以课堂灌输式教学为主，[6]由于课程内容包含大量的实验、理论模型等，仅依靠学生的想象力不足以支撑课程的现场教学。因此，在应用多媒体教学时，应注意其与板书的结合程度。例如在进行运动学、动力学定理的推导时，通常必须采用板书的讲解方法，可更严谨地对知识进行推进，同时可根据学生的实际理解能力调节进度；而在讲解机构的运动时，则应大量使用相关的动画、视频等形象的媒体，这样既可激发学生的学习热情，又可简单直观地对知识进行传递。

此外，还可尝试改集中式教学为分布式、分段式教学。由学生自行安排课程的学习时间，充分相信学生的主动性，通过网上提交在线学习心得，由教师进行监控，并对学习能力、水平不同的学生布置难度不同的习题、实验。由教师及时对其评价并依此调整教学进度，实现真正的差异化教学和云端教学。

4.实践环节、教学竞赛的增加是课程教改的重点

基于“卓越计划”培养的需要，理论力学课程也应在传授基础理论的前提下，调整课程大纲，重点开设各种创新性、开放性实验，同时应增加带学生参观传动机构、工程约束形式等的实践环节，并进行现场教学。[7]

另外，在上届“全国大学生周培源力学竞赛”中，通过组织学生积极参与，在培训学生的过程中，注重培养学生分析问题和解决问题的能力。在这样的一个培训过程中，学生反映对原有的知识体系有了更深刻的体会，也完全独立掌握了解决力学问题的方法。以赛带学达到了很好的效果，因此，在之后的理论力学课程教学及改革中，要同时重视学生参与竞赛的程度。

四、结论

第一，新时期“卓越计划”要求理论力学课程内容更贴近于工程实际，要求理论力学课程教学的过程应更注重培养学生的工程素养和工程实践能力。第二，现阶段理论力学课程体系内容与工程实际结合不够紧密，缺乏实践环节，传统的教学模式已跟不上“卓越计划”对学生培养的要求。第三，分别对理论力学教学改革中的教学观念的转变、授课内容的选择、教学手段的选择做出了自己的思考并提出建议，同时提出了增加实践环节和以赛带学的理念。

参考文献：

[1]康颖安，卿上乐，夏平.基于“卓越工程师”培养的理论力学教学改革的思考[J].湖南工程学院学报，2011，（1）：102-104.

[2]教育网.教育部启动实施卓越工程师教育培养计划[EB/OL].[2010-06-01].http：//www.edu.cn/zong_he_news_465/20100624/t20100624_489087.shtml.

[3]蒋占四，王衍学，杨连发.结合“卓越工程师教育培养计划”的国家特色专业建设——以桂林电子科技大学机械设计制造及其自动化专业建设为例[J].高教论坛，2013，（1）：73-75.

[4]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011，（2）：47-55.

[5]梁桥，陈金陵，彭利英.卓越工程师培养计划下的应用型本科土力学教学探讨[J].当代教育理论与实践，2013，（7）：125-126.

[6]刘燕，李红梅，张华，等.基于“卓越工程师”培养的土建类理论力学教学改革研究[J].河北农业大学学报，2012，（1）：57-61.

[7]尤涛，赵小勇，高荣慧，等.面向机械类卓越工程师培养的实践教学探索[J].浙江理工大学学报，2012，11（29）：17-19.

（责任编辑：王意琴）