土木工程专业“理论力学”课程教学改进方案

王晓飞+王鹏飞

摘 要 总结教学经验，对土木工程专业中“理论力学”课程教学存在的问题进行了论述。针对上述问题，保证学习质量和课程进度的基础上从课程的教学内容、教学手段及考核手段3个方面对“理论力学”课程的教学模式改进方案进行了探讨，并提出了预想的目标。

关键词 理论力学 教学内容 教学手段 考核手段 教学改进

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.12.053

Abstract Summing up teaching experience， this paper discusses the problems existing in the teaching of theoretical mechanics in civil engineering specialty. In view of the above problems， on the basis of ensuring the quality of study and the progress of the course， this paper probes into the improvement scheme of the teaching mode of theoretical mechanics from the 3 aspects of the teaching content， teaching means and assessment means of the course， and puts forward the expected goal.

Keywords Theoretical Mechanics； teaching content； teaching means； assessment means； teaching improvement

“理论力学”作为一门技术基础课，为土木工程专业中的“材料力学”、“结构力学”、“结构设计”等后续课程打基础，其重要性不言而喻。[1]对于大部分大一的学生来说，一学期的“理论力学”课程不仅内容多而且时间紧。按照传统教学方法讲授，大部分學生的学习质量与课程进度就变成了“鱼与熊掌”的关系，教师想要兼顾大部分学生的学习质量，课程进度往往会放慢。为了同时兼顾“鱼与熊掌”，获得更好的教学效果，本文结合教学实践，对“理论力学”课程教学中存在的问题进行了分析，并从教学内容、教学手段及考核手段三个层面对“理论力学”课程教学改进具体实施方案进行了探讨。

1 土木工程专业中“理论力学”课程教学存在的问题

从静力学、运动学、动力学三个内容上简单介绍“理论力学”课程教学存在的问题。

1.1 静力学方面

“理论力学”这门课程一般是在大一下半学期开设，其中第一章静力学部分是以牛顿三大定律为基础的，而牛顿三大定律是学生在高中学到的物理知识，讲解起来比较容易。但在讲解完牛顿三大定理后，马上就进入了静力学内容。静力学这一部分内容是针对土木工程专业实际工程情况在物理学概念与理论上的延伸，其中一些概念和模型是经过一定抽象和简化而来的，而在这个时候，有一部分学生就会出现“水土不服的现象”，对一些概念、原理、定理不能接受也不能理解。在此种情况下，更罔谈基本知识的应用。

静力学的知识无法掌握，也会导致学生在学习运动学、动力学知识时失去信心。

1.2 运动学方面

运动学的研究对象是物体运动的几何性质（包括运动轨迹、运动方程、速度和加速度）。相比较静力学而言，动力学的理论模型、原理及方法将更加抽象。静力学里面有些概念和理论在动力学里面也有，但重点突出的内容不同，例如“刚体”，静力学中对它的解释是在力的作用下其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体，而动力学中将刚体看作是质点系的一种特殊情形。综上所述，学生在学习这一部分的知识时需要换一种思路。

1.3 动力学方面

动力学主要研究作用于物体的力与物体运动的关系，以牛顿三大定律为基础。这一章是静力学知识与动力学知识的综合运用，也是土木工程专业后续“建筑结构抗震设计”等课程的基本理论知识。传统教材讲授的这部分内容过于理论化，对于建立复杂建筑结构系统的动力学方程不实用。

2 土木工程专业“理论力学”课程教学改进方案

如何化解学习质量与课程进度之间的矛盾，做到“鱼和熊掌兼得”？本文从教学内容、教学手段及考核手段三个方面对土木工程专业“理论力学”课程教学进行了改进。

2.1 教学内容改进

（1）衔接后续课程，避免简单重复。为了避免课程拖沓，没有目的的教学，需要注意前后课程的衔接，已经讲过并已经掌握的内容，毋须重复讲解，如果影响新内容的讲解，引导学生自主回忆。

（2）精选例题，通过对例题的推导理解概念、理论、定理和定律等。课本上、网上还有一些资料上有很多理论力学的例题，在讲授课程时，切忌每道题都讲或是随便讲一两道题。每道题都讲固然可以让学生接触很多题目类型，但课上时间是有限的，而且面面俱到的讲课方式还会磨灭一部分学生的探索欲望。而随便讲一两道题的做法更是不负责任的行为，课堂教学过程中无法通过典型例题进一步加深学生对概念、理论、定理和定律等的理解，而且也不利于学生课下自学。因此，教师在备课的过程中必须从大量的题型中选取最具代表性的例题，将每道典型例题的解题方法、步骤以及其所应用到的概念、理论、定理及定律等都要归纳总结。

（3）加强动力学知识的讲解，利用动力学普遍定理解决土木工程结构动力效应分析。传统理论力学动力学内容仅局限于各概念及其计算、各定理及其应用。一般课本上动力学这部分选取的例题够典型，但一般很抽象，体现土木工程结构特点的例题不多。传统理论力学动力学教学内容会让学生有完全应用不到自己所学的专业里面的感觉，鉴于此，在传统教学内容的基础上，将动力学知识扩展应用到土木工程结构动力效应分析之中。endprint

（4）贯穿发散思维训练，注重创新能力培养。教学内容中贯穿创新思维训练，通过合理设问，以某一点或是某一方面为中心，调动学生的知识储备，并在这个基础升上进行想象，从而产生多条解题思路；典型例题以力学模型的建立、求解与分析为主线，注重题型归纳与方法总结。

2.2 教学手段的改进

目前，大部分教师的教学手段是采用传统教学与多媒体教学相结合，但讲解起来还是传统的灌输式、填鸭式教育，老师讲，学生听，连互动的机会都很少。鉴于此，本文提出利用启发式多媒体教学教案、自主学习型网络课件等手段丰富“理论力学”的课堂教学。

（1）启发式多媒体教案。所谓启发式多媒体教案是指能指导、引导、启示、激发学生自觉地、积极地学习和思考及主动实践的多媒体教案。[2]总结国内学者的研究成果，结合我校专业特色及学生学情，以课程教学基本要求为依据精选内容，按章节制作课堂启发式教学平台与组合式课件素材库，包括土木工程专业理论力学问题的工程背景，理论力学模型的抽象过程，专业特色的典型例题，激活思维的问题思考，生动形象的难点剖析，复杂现象的过程演示等，形成一套与传统教学手段密切配合，互相补充的多媒体教案，便于选用重组，体现个人风格。

（2）自主学习型网络课件。为了提供学生课外自主学习和训练的平台，利用微课技术对每一章节里面的重、难点问题进行课堂回顾，并对典型例题、习题进行答疑。将录制好的微课课件上传到学校网站供学生下载观看。例如“理论力学”中摩擦理论的“微课视频”截图如图1所示。

2.3 考核手段的改进

目前，学校对“理论力学”课程的考核手段是平时考勤+作业完成情况+期末考试，这种考核手段在一定程度上综合考虑了各种因素对最終成绩的影响，较为合理。但其中平时考勤与作业完成情况的判断比较主观，有时这两者的完成并不能真正敦促学生的学习进度以及正确评价学生的学习水平。为了使平时考勤与作业能够真正发挥积极的作用，可以对这两者的实施方案进行改进。

在平时考勤这个问题上，为了避免有学生替达到的现象，可以将上课前点名改为下课前点名，点到一个学生，该名学生离开教室。为了避免占用过多的时间，人数较少时全点，人数较多时点一部分。

为了获得较好的自学习效果，将传统的作业方式更改为小测试，分章节进行自测，由教师亲自监考，小测试的成绩由做题时间的长短、题目分析和步骤的完整性及结果的正确性决定，做题时间越短、题目步骤越完整、结果正确的测卷得分越高。将做题时间的长短作为控制成绩的一个指标，（下转第127页）（上接第114页）会在一定程度上避免不会做的学生抄袭会做学生的答题步骤。题目步骤的完整性可以评判一个学生是否真正做到了对某一部分理论的灵活应用，而结果的正确性又可以反映学生的认真程度。

上述方法基本可以做到公平公正的给分，所以可以提高平时成绩在总成绩中的比重，这样可以进一步提高学生对平时努力学习的重视程度。

3 “理论力学”教学改进后效果预想

通过教学内容的改进使理论力学知识系统化、实用化、丰富化，培养学生的发散、创新思维；教学手段的改进可以使理论力学知识更立体化、个性化，为学生提供更多的学习方式，培养学生的自学能力；考核手段的改进可以一定程度上解决平时成绩给分的不公平性，为爱学习、努力学习的学生提供更积极的考核手段，并且可以规避一些学生平时不努力、临考抱佛脚的现象。

4 结束语

“理论力学”是一门基础科学，它所阐明的规律带有普遍的性质；力学又是一门技术科学，它是许多工程技术的理论基础。[3]对于土木工程专业的学生来说，“理论力学”是一类极为重要的专业基础课，其教学效果的好坏将直接影响学生对今后其他专业课程的理解，还将影响学生以后解决实际问题的能力。

本文以提高学生学习的质量和按时完成教学进度为目的，从静力学、运动学、动力学三个内容上介绍了“理论力学”课程教学存在的问题。通过教学实践，加上自己的思考，提出了土木工程专业“理论力学”课程教学改进方案，并对改进预期效果进行了预估。本文提出的“理论力学”课程改进方案对于地方院校培养复合应用人才具有一定的指导意义和参考作用。

基金项目：南阳师范学院校级专项项目（ZX2016009），南阳师范学院校级青年项目（17437）

参考文献

[1] 张速，吕晓堂.理论力学[M].武汉：武汉大学出版社，2013.

[2] 兰路群.如何运用启发式教学[J].金色年华：下，2012（10）：167.

[3] 段玮玮，黄柱.浅析力学在土木工程专业的重要性[J].中小企业管理域科技（上旬刊），2015（12）：216-217.endprint