三本院校理论力学教学改革与实践

2015-04-16王玲娟

机电产品开发与创新 2015年1期

王玲娟,张丽

（宿迁学院，江苏宿迁 223800）

0 引言

理论力学是研究物体机械运动一般规律性的学科，是机制、机电、模具等机械类专业的重要的技术基础课，起到由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用，为将来从事科学技术工作和学习一系列的后继续课程打好必要的基础。目前由于理论力学教学课时大幅减少，三本学生理论基础薄弱，学生学习积极性不高，如何提高教学质量，笔者从教学内容、教学方法、教学模式和教学考试评价模式等方面对理论力学教学进行了改革。

1 教学内容改革

1.1 整合教学内容

理论力学由原来120 学时，现在减少到72 学时，课时大幅减少，教学内容必须要做相应的整合。对于学生们容易掌握的部分或在大学物理课程中曾讲过的内容，安排学生自学。利用有限的课时，侧重讲授课程的重点、难点、关键部分、知识点间的联系。静力学部分，平面平行力系、平面力偶系不用单独作为一章，可以作为平面任意力系中的特殊力学讲解，静力学专题中的桁架部分不用讲解，主要是土木专业介绍，机械类专业直接删去。运动学部分点的运动、刚体的简单运动在大学物理部分已经学习过了，上课时只做适当的复习，重点介绍点的运动的合成和刚体的平面运动。动力学部分点的动量定理、动能定理与大学物理也重复，所以只做简单介绍，重点介绍质点系的动量定理、动量矩定理和动能定理。这样可以避免课堂时间的浪费，充分发挥学生学习的自主性，培养学生的自学能力。

1.2 教学内容与工程实践联系

由于三本院校学生理论基础相对比较薄弱，学生学习积极性不高，对于纯粹的理论推导往往比较厌烦，所以教学过程中结合抽象的力学模型，略去比较复杂的公式推导，主要介绍定理、公式的运用，引进大量工程和生活实例，使之返璞归真，源自实际，服务于实际，以激发学生的学习兴趣。让其理解这个定理可以解决哪些工程实际问题，如介绍动量矩定理时，可以与航天器的姿态控制、直升机尾翼作用、跳水运动员在跳水过程中如何转动身体等实际问题联系起来，一定可以激发学生的学习兴趣，对公式、定理也一定能有全面的理解。

1.3 习题课教学内容改革

理论力学课程教学过程中，学生普遍反映的问题是：定理好懂，习题难做。解题的能力,即是驾驭基本理论知识来解决复杂问题的能力的实际反映。教学实践也表明,学生在学习这门课时的主要困难就在运用基本理论来解题的问题上。如何上好理论力学习题课是教学改革的一项重要内容。首先选择习题时要注意理论联系实际，结合所学专业的力学问题和工程实际，这样可以激发学生的学习热情和学习兴趣，同时也可以为后续课程打基础。其次习题让学生先做然后再讲，可以起到事半功倍的效果。作业是学生掌握和巩固所学知识，通过作业教师可以了解学生的学习情况。作业批改后，将作业中出现的典型错误、典型解法进行记录，对错误进行分析，以便习题课上及时纠正，及时找出错误原因和学习中存在的问题。

2 教学方法改革

2.1 启发式教学与灌入式教学相结合

理论力学教学过程中采用启发式和灌入式相结合的教学方法。对于一些基本的定理、公理采用灌入式教学法，可以帮助学生打下坚实的理论基础。对于部分定理及公理的应用采用教师起引导作用，学生起主导作用的启发式教学方法。考虑学生的认知过程，营造学生主动参与的学习环境，实现师生互动。把课堂上教与学的过程当作理论研究与应用实践的过程来完成，突出学生的主体地位。通过具体事例引出问题，例如动量矩定理引入用直升飞机如果没有尾翼将发生什么现象？然后介绍动量矩定理，得出结论，解决问题。引导学生应用所学知识，在探索的过程中寻求解决问题的方法与途径，并留给学生独立思考的空间。通过启发式教学培养学生力学建模的能力，并培养其提出问题、分析问题和解决问题的能力。

2.2 开放式教学

避免注入式教学，采用开放式的教学方法。为了加深学生对知识点的理解和应用能力的提高，教学过程中，教师积极与学生互动，鼓励学生在课堂上主动发言，敢于提问，积极思考，鼓励学生一题多解，教师要善于引导学生养成全方位、多角度思维的良好习惯，以便拓宽解题思路，提高解题能力。如介绍物体受力分析时，是否运用三力平衡汇交定理，用与不用绘制出来的图有何不同，各自优缺点是什么，可以让学生去思考；介绍速度分析时，可以采用点的运动学，先写出运动方程，然后求导分别算出速度和加速度，学习完点的运动合成后，鼓励学生运用速度合成定理求速度和加速度，然后比较两种方法各自的优缺点。通过比较，教师再适时的归纳、总结，可以极大地提高学生的学习积极性，教学效果显著提高。

2.3 提问式教学

课堂教学中，学生是学习的主体，在发挥教师主导作用的同时，努力创造条件，充分发挥学生学习的主动性，创造性，使学生从知识的被动接受者变为主动参与者。问题式教学就是在讲课过程中不断的提出问题，分析问题，然后解决问题。提出问题后让学生思考然后回答，也可以在学生思考的基础上教师自己解答。教学过程中坚持师生互动。由于学生理论知识基础薄弱，对于理论力学的教学内容不理解、不感兴趣。为了调动学生的学习积极性，在课堂教学中，采用常提问，促进学生主动学习，大胆表达。如在讲授点的运动合成过程中，刚讲完，学生会觉得云里雾里，在开始讲解例题的过程中，提出动点选什么，动系选什么，这时再联系公式，要保证相对速度和牵连速度的存在，也就是动系自己要有运动，动点相对于动系也要有运动，学生先自己选择动点、动系，然后对照公式就可以知道自己选择是否正确了。整个教学过程中，让学生不断的思考，可以提高学生的注意力，充分调动学生学习的主动性，教学效果自然就提高了。提问式教学还可以引导学生对前后内容内在联系的思考，在进行后面内容教学时，利用提问回顾之前内容，避免学生前学后忘。

3 教学模式改革

3.1 多媒体教学

有效利用多种教学手段，采用多媒体教学。多媒体教学可以节省大量的板书时间，并使教学活动变得直观、生动，提高学生的感性认识，对于需要较强形象性思维的内容或需要逐步展开演示的内容，尽可能运用动画等动态演示手段进行多媒体辅助教学。如对于机械专业学生，运用多媒体教学可以将理论力学中机构运动生动而直观地表现出来，学生容易理解，提高学生的学习兴趣。同时通过多媒体还可以展示力学在现代科技中的发展与应用，缩短课堂教学与实际问题的距离，开阔学生的视野，激发学生的求知欲。但如果纯粹运用多媒体教学，部分学生的思维跟不上讲授速度，会对课程失去信心和兴趣，所以采用多媒体教学的同时也要与传统教学方法有机结合起来。

3.2 网络课程教学

建立理论力学网络课程，网络课程包括教学大纲、教案、电子课件、历年试卷、各章节习题及答案、在线测试，疑问解答等部分。通过网络课程，学生在课余时间可以自学该门课程，对于上课过程中不理解的部分也可以进行相应的回顾，有疑问也可以通过网络与任课教师进行交流，通过在线测试，可以对本章内容的学习进行相应的检测，从而达到复习的效果。

4 考核方式的改革

考试的目的是为了检查学生对本课程的基本内容的掌握程度，同时也是对教师教学效果的检测。改革之前，期末考试成绩占总成绩的85%，平时考勤和作业占15%，期末考试成绩比例偏高，导致一部分学生不注重平时学习，考试之前临阵磨枪，死记硬背，对知识点并不能完全掌握。

为了使考核方式更科学合理，理论力学考试采用了教考分离体系，即期末考试采用试卷库考核形式，期末考试成绩占总成绩的60%，考勤10%，平时测试20%，作业10%。考勤过程中，迟到一次扣0.5 分，旷课一节扣1 分，旷课超过5 节，平时成绩清零。至于作业，我们每月开展一次作业抄袭认定，由教研室的教师和领导组成，交叉检查认定，认定一次作业抄袭扣3 分，作业成绩低于5 分，平时成绩清零。这两项规定使得学生平时不再旷课，作业不再抄袭，避免了期末考试前临阵磨枪的现象。平时测试形式比较灵活，可以是闭卷考试，也可以是小论文的方式，这样可以激发学生学习的积极性，并能提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。