应用型本科高校机械类专业《理论力学》课程教学改革探索

李同杰，宛传平，李忠芳

（安徽科技学院 机械工程学院，安徽 凤阳 233100）

应用型本科高校机械类专业《理论力学》课程教学改革探索

李同杰，宛传平，李忠芳

（安徽科技学院 机械工程学院，安徽 凤阳 233100）

本文根据当前应用型本科高校机械类专业《理论力学》课程教学存在的一些问题，从教学内容和教学方法上提出了一些解决对策.教学内容方面建议要体现专业特色、要与应用型本科高校学生的数理基础相适用、例题要尽可能的跟所授专业相关.教学方法方面通过MOOC、翻转课堂、案例式教学为代表的大量新颖的教学手段对《理论力学》课程教学的补益提出了自己的观点.

《理论力学》教学改革；应用型本科高校；机械类专业；教学内容；教学方法

《理论力学》是机械类专业的一门学科基础课，研究力学中最普遍、最基础的规律，为机械类专业的后续课程，包括《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《控制工程》等提供必要的力学分析计算基础，在机械类各专业的培养计划中都具有举足轻重的地位.

然而，在应用型本科高校中，由于要突出强化一个“用”字，如《理论力学》之类的基础课程都逃脱不了被大幅压缩课时的命运[1].以笔者所在的应用型本科高校为例，理论力学由改革前的72学时一下子就被压缩到了54学时！如何根据当前的学时实际，整合《理论力学》的教学内容与方法，尽可能的传授给学生完整的力学知识体系以满足后续专业课程的需要，是应用型本科高校机械类专业《理论力学》课程改革的内在要求.

《理论力学》对学生的数理基础要求较高.但是由于种种原因，应用型本科高校生源的数理基础相对研究型大学或教研型大学的生源而言要弱许多[2].如何因材施教，摸索出一套适合应用型本科高校生源数理基础的教学方法与教学内容，是《理论力学》课程改革的另外一个迫切需要.

1 《理论力学》教学内容的改革与探索

在有限的学时内，如何使《理论力学》的教学内容能够满足专业后续专业课程的学习需要是教学改革的一个重要方面.

首先，《理论力学》的教学内容一定要体现专业特色.机械类各专业，包括机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程等，对《理论力学》知识的需求大部分是相通的，但也存在各自独特的地方.比如机械电子工程专业将来的机器人专业方向课，要求机器人的运动学、动力学及其反解，对《理论力学》课程中动力学部分要求较高，甚至要涉及到一部分分析力学知识，这样机械设计制造及其自动化以及车辆工程专业可以被忽略的虚位移原理及拉格朗日方程，就需要体现在机械电子工程专业的《理论力学》课程教学大纲中.所以，需要各位力学教师充分调研机械类各专业对《理论力学》课程中相关知识的需求状况，以决定教学内容中需要增减的部分，把有限的学时充分利用起来，所谓“好钢用在刀刃上”.就这一点来说，建议应用型本科高校机械类专业的力学教师最好是机械类专业的科班出身，这样就可以在教学过程中时刻做到有的放矢.力学专业出身的教师虽然力学基础更扎实，但不一定更适合应用型本科高校机械类专业对力学教学的需求.

其次，《理论力学》的教学内容一定要与应用型本科高校学生的数理基础相适用.一般说来，应用型高校的力学教师一般都是研究型高校的博士或者硕士，如果把他们当年接受的《理论力学》的教学内容直接迁移到应用型高校来，往往会水土不服.当今的应用型高校学生一方面数理基础较弱，另一方面对偏理论的基础课普遍重视程度不够.所以研究型高校“逢公式定理必严密推导”的教学内容需要改头换面才能适用应用型本科高校的现实.比如，点的速度以及加速度合成公式的推导极为复杂且难以理解，可不可以略掉推导过程，直接介绍公式的含义以及用法用途，然后再辅以例题及练习？以笔者9年来的教学经验来看，如果一味追求力学知识体系的严密性，进行复杂定理的推导，学生往往听得云里雾里，最后导致对力学课程的兴趣丧失，最后干脆连本可以听明白的公式应用以及例题讲解也不再去听，教学效果较差；如果略掉公式推导部分，直接介绍公式的含义以及用途用法，然后再辅以专业相关的例题及练习，学生往往更用容易接受，教学效果较好—实际上，这也体现了应用型本科高校的办学的宗旨，即突出实用性，淡化理论性.所以，在课时大幅减少的背景下，教学内容可以通过“弱化公式定理推导”的手段进行改革，则可以确保力学知识体系完整性的基础上较好地为专业后续课程服务.

最后，《理论力学》的教学内容中的例题要尽可能的跟所授专业相关.现今的高校学生被网络占据了大量的时间，其剩余不多的时间往往只愿意花到“他们认为有用的专业课”上.这样，就要求我们的力学教师要多多涉猎专业相关知识，从他们的专业课中取寻找《理论力学》的例题，以吸引学生们对力学课程的学习兴趣，变被动学习为主动学习.

2 《理论力学》教学方法的改革与探索

近年来，以MOOC[3]、翻转课堂[4]、案例式教学为代表的大量新颖的教学手段不断冲击着传统的教学方法.以下对上述教学手段对《理论力学》教学的补益提几点思考.

首先是MOOC教学.在相同师资的情况下，由于互动更自由，课堂教学自然优于MOOC在线教学.但是课堂教学是一次性的，不能重复的，学生一旦课堂上听不明白就没有了再学习的机会，而MOOC教学恰好弥补了课堂教学的上述缺点，学生可以反复在线学习，直到学明白为止.另外MOOC教学解决了过去学生不能够自主选择教师，不能自主获得优质教学资源的机会和权力，可以自由从学校众多力学教师的教学视频资源中选择适合自己的资源进行学习，同时也给各力学教师施加了自我提高的动力.从这些方面讲，应该提倡MOOC教学.但同时也要注意到现阶段MOOC教学尚未解决的一些问题，比如前期投入巨大、对防止学生逃课、替听、替考等行为的措施还不健全等，所以MOOC教学方法应该逐步推进，而不是一蹴而就.总结而言，MOOC教学方法有许多创新值得《理论力学》教学学习、吸收和利用的地方，即不能全盘接收，也不能完全回避.

其次是翻转课堂教学.就应用型本科高校的《理论力学》教学而言，笔者对翻转课堂的教学手段持谨慎态度.根据这些年的工作经验，应用型本科高校学生的自主学习的能力和意识都不高，让学生课下自主学习可能效果并不好，甚至会出现“放羊”现象，课上的答疑也可能会“冷场”.所以笔者不建议应用型本科高校《理论力学》的教学大规模采用翻转课堂的教学手段.但是对《理论力学》课程中一些较为简单，且学生已具有一定基础的章节，比如摩擦，比如动力学的基本定律等章节可以适当尝试翻转课堂，再根据效果好坏决定去留.

再次是案例式教学.笔者认为，这种教学方式可以在应用型本科高校的《理论力学》教学中大量采用.如前文所言，《理论力学》内容枯燥，理论性极强，再加上学生的数理基础较弱，应用型本科高校的学生非常容易对《理论力学》的学习失去兴趣.如果在《理论力学》的教学过程中引入案例式教学，用专业相关的案例引入力学定理，则可以极激起高学生的学习热情，提高教学效果.上述特殊到一般的知识建构方法非常适合应用型本科高校机械类专业的《理论力学》教学.需要指出的是，案例式教学虽好，却需要力学教师花费大量的时间、精力去搜集合适的教学案例，在现如今科研导向评价体制下，这一块工作只能依靠各位老师的职业良心去实现了.

最后是传统的教学方法.目前传统的板书结合多媒体的启发式教学方法在应用型本科高校的力学教学中占据着中心地位.如上述所言，在应用型本科高校学生的自主学习能力和意识都不高现状下，各位力学教师把教学主动权抓到自己的手里，牵着学生去学习不失为一种务实的教学方法.需要指出的是，理论力学中的运动学篇与动力学篇中，由于涉及到大量的机构学问题，在学生尚不了解机械原理的情况下，运用多媒体的动画功能可以帮助学生很好的理解问题.例题的解题过程，建议教师通过板书进行，以方便学生理解.

3 结论与讨论

应用型本科高校机械类各专业《理论力学》课程的教学面临着各种各样的问题和挑战，需要各位力学教育工作者集思广益，本着教书育人的事业心，不断对《理论力学》的教学内容和教学方式进行调整，以适应应用型本科高校的办学定位和高等教育发展的新情况.

〔1〕陈传万，张宏喜，李晓东.地方高校转型发展要素分析[J].安徽科技学院学报,2014，28(5):42-45.

〔2〕李同杰.机械类专业工程力学课程教学中存在的几个问题及其解决方案[J].科技信息,2010(9):441.

〔3〕龚晖，储节磊.对MOOC技术的几种误判与辨析[J].南京航空航天大学学报（社会科学版）,2015,17(1):14-17.

〔4〕张艳艳,彭杨，戴玉梅，等.力学基础课的应用教学改革实践与探索 [J].南京航空航天大学学报 （社会科学版）, 2015,17(1):101-103.

G642.0

A

1673-260X（2016）12-0206-02

2016-10-17

安徽科技学院校级一般教研项目（X2014078）