《理论力学》课程的多媒体教学改革的研究

廖艳果　胡和平　熊小民

摘 要： 通过对现有的《理论力学》多媒体教学的内容和多媒体课件进行优化和改进，通过精炼教学内容，引入工程案例，发挥多媒体教学手段的优势，实现课堂教学手段、方法的科学化和多样化，从而进一步优化课堂教学，提高课堂教学质量。既方便老师教学又有利于调动学生学习积极性。

关键词： 工程案例 多媒体教学 教学改革

理论力学课程是工科的一门基础课程，它在基础课和专业课之间起承前启后的作用。主要以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础系统介绍静力学、运动学与动力学的基本概念、基本原理及分析问题、解决问题的基本方法，属于古典力学的范畴。其研究方法是从实践出发经过抽象化综合、归纳，建立公理再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论，形成理论体系，然后通过实践证实理论的正确性。针对土木工程专业，理论力学是为材料力学、结构力学等后续课程提供必要的力学理论知识。同时课程的性质与任务决定了它具有理论性、应用性强的特点，并为培养学生的逻辑思维能力和解决工程实际问题能力打下了良好的基础。对于该课程，我们一般会以多媒体教学为主。多媒体教学这一种教学形态，以计算机代替或部分代替教师面向学生，促使学生实现有效学习的教学形态。

一、理论力学教学的现状和存在的问题

《理论力学》课程理论性强、难度大，现有的力学教学对多媒体课件提出了更高的要求。需要我们制作形象、生动的《理论力学》多媒体课件，这样可以在教学中：（1）改进课堂教学；（2）优化传统教学；（3）提高学生的学习兴趣和动力。没有优秀的多媒体课件，就提不出好的教学设计，无法取得好的教学效果。现有《理论力学》多媒体课件，是一种“填鸭式”的课件，理论性强，过于注重力学原理的推导，而缺乏形象、生动的工程实例。学生学习起来枯燥、难懂，缺乏动力，因而影响了教学效果。本文旨在对现有的《理论力学》多媒体课件进行优化和改进，引入一些工程和生活当中的形象、生动的动画和案例，通过案例的形式进行教学[1，2]。发挥多媒体教学手段的优势，进一步优化课堂教学，提高课堂教学质量。这样有利于调动学生学习积极性。

二、理论力学教学内容的改革

近年来随着教学改革的进行和教学观念的转变，许多课程的学时数都进行了大幅压缩。我校土木工程专业的《理论力学》目前是64学时.学时减少教学内容不能简单缩减，为了在有限的学时内将尽可能多的教学内容清晰地传授给学生，并使其理解和消化，必须从理论力学课程自身的特点出发对教学内容进行优化。首先理论力学是多个专业的专业基础课。根据专业的不同课程内容可以有不同的侧重，讲授时注意突出重点。对土木工程专业理论力学是为材料力学、结构力学等后续课程提供必要的力学理论知识。因此，宜精讲静力学全部及运动学、动力学的理论体系，做到基础理论精练、深化工程，应用结合土木工程的专业特点并适当拓宽。其次，由于理论力学教材大都比较注重自身的系统性，因此，教材中有不少内容与普通物理重复。另外，教师讲解的应是各章节的主干内容，是教学的重点内容和关键所在，而对一般内容或者比较简单的章节则可稍加指点或提出问题请学生自学并将与主干内容联系起来。

三、理论力学多媒体教学方法的改革

1.多媒体教学从“案例”中引入问题

用多媒体软件Powerpoint难以制作出形象、生动的动画实例，因此需要寻找新的如Authorware、Flash等多媒体软件进行制作。利用多媒体软件将力学案例融入《理论力学》多媒体课件中。形象、生动和贴近生活的动画能引起学生的兴趣，每一章节的学习，我们可以通过一些生活当中涵括力学原理的例子带入问题，留下悬疑。例如，在动量定理的教学开始，可以引入一些案例，如：两个质量不同的宇航员在太空中进行拔河比赛，哪个更厉害？同时通过这样一些案例引发学生的思考，激发学生学习动量定理的兴趣。在学习动量矩定理时，通过分析均质圆轮绕自身的质心轴作定轴转动这一类的动力学问题，发现其均质圆轮的动量和质心的加速度均为零，我们无法用质点的动量定理和质心运动定理来求解这一类动力学问题。然后我们通过引入两只猴子抓住挂在定滑轮两端进行爬绳比赛，谁先爬到顶点？等一些有趣的动画激发学生学习动量矩定理的兴趣。“案例”激发学生的学习兴趣，而用学过的力学原理对生活中的一些现象进行合理解释。

2.运用力学原理解释“案例”

学完这些基本的力学原理，我们又可以回到上课伊始的这些案例中，让学生利用学过的力学原理解释生活、工程中的一些有趣的现象。例如，引导学生利用动量守恒定理解释一只天鹅可以撞毁一架客机是因为尽管天鹅的动量很小但是撞击的时间很短，利用动量定理可以得出冲击力会非常大，足以把飞机撞毁。当学生可以用力学原理解释生活中的一些现象时，会感到学有所用，而且加深对这些力学原理的理解。在课件制作中，既把每节课需要掌握的力学原理、力学公式展示出来，又使课件形象、生动、充满活力。

四、结语

鉴于目前理论力学课程的教学状况，只有改革才能适应时代的要求。改革的目标要有利于培养学生的学习能力、创新能力、实践能力和利用力学知识解决实际工程的能力。理论力学课程的建设与改革是一项长期而艰巨的工作，是一个不断实践完善的过程，广大力学教师不仅需要共同努力授课，教师必须跟上时代的发展步伐，不断学习新知识，充实自己，还需要学校各级领导的大力支持购置必要的教学与实验器材才能保证课程的建设改革得以顺利进行。

参考文献：

[1]廖艳果，胡和平，郭长青.开放性教学模式下工科力学的多媒体教学研究[J].考试周刊，2011，（62）：149-150.

[2]马红艳，洪明，季顺迎.完善基础力学竞赛机制 培养高素质精英型人才[J].教育教学论坛，2011，（30）：122-124.

本教学改革研究获得了南华大学教改项目（编号：2013XJG02）：“《理论力学》多媒体课件的优化与实践”对此表示衷心的感谢。