应用型本科院校理论力学课程工程化教学改革策略研究

胡昌林

(遵义师范学院，贵州 遵义 563000)

理论力学的来源与内容丰富，同时存在一定课程难度，在探讨其教学改革方案方面需要先考虑学生的学习兴趣，重视教学自身逻辑过程的有效挖掘，注重授课方式的多元化融合，合理把握考核方式的优化，要在教学实践过程中证明教改方案的应用可行性价值。

1 理论力学课程

理论力学在现代大学理工科中属于基础必修课程，它直接衔接高等数学、大学物理及后续各项专业课程内容，属于承上启下的纽带性课程，其所涵盖的两大知识主题分别为分析力学与矢量力学。针对力学类物理专业学生而言，需要深度学习分析力学和矢量力学内容，真正将其融入到机械工程、水利工程、土木工程等专业基础课程中。要思考学生为何学习理论力学课程，并将其与高等数学课程联系起来，帮助工科类专业学生形成两大基础知识体系，为后续课程提供重要理论依据，构建力学模型，以解决专业工程项目中的某些实际问题，这对于学生的理论力学课程学习具有现实意义[1]。

理论力学作为一门专业基础课程，其知识体系的难度与理论价值是很高的，对学生的数学和力学知识运用能力要求也是极高的，如果学生无法灵活掌握相关知识内容，就无法做到对理论力学知识要点的精确理解，对于后续学习其他课程而言较为不利，存在着基础性影响[2]。理论力学课程教学改革研究的工程化策略分析这一重要课题的提出，对于应用型本科院校土木工程及相关专业的发展具有积极意义。

2 理论力学课程工程化教学改革的策略

虽然理论力学课程的难度较大，但作为学生对后续专业课程和核心基础课程的学习与发展而言，学生必须要做到对课程内容进行全方位掌握，学好学透。有必要思考并提出对该课程进行工程化教学改革的优化策略，可以从以下几个方面展开研究[3]。

2.1 梳理知识脉络，打好理论知识基础

理论力学作为一门难度较大、理论知识体系复杂的专业基础课程，教师需要在教学中要求学生把握知识脉络，打好理论基础，积极有力地培养学生对该课程的兴趣和好奇心，形成热情向上的学习态度，从容面对在学习学科知识时遇到的难题。在理论力学课程教学环节中，可以采用一些有趣的教学方法，如利用PPT多媒体教学的优势制作包括伽利略、欧拉、牛顿、拉格朗日、哈密顿、基希霍夫等科学家的人像，他们分别是矢量力学发展进程中不同阶段的知名代表人物。通过这样形象直观的方式，让同学们了解力学发展的进化史，结合历史人物以故事讲述的形式来介绍理论力学知识体系，同时合流溯源，更进一步向同学们全方位介绍各个物理学家的研究内容，这当中要更注重描述分析力学与矢量力学等构成理论力学知识主体的课程知识点，有效激起学生的学习兴趣和热情，使其产生学习动力。

在学习了该课程的基础理论知识后，教师还可以为学生展示逻辑树状图，对知识内容进行有序梳理，汇总从初中到大学与力学有关的所有数学知识体系，将它们全部融入到理论力学知识框架中来，以严密自然的逻辑方式引出机械原理、材料力学、结构力学、弹塑性力学等基础课程内容。有条理的为学生梳理知识结构体系能够确保学生以数学知识为工具，更好地吸收和消化理论力学课程知识内容，塑造学生对于理论力学课程的新认知[4]。

2.2 细化学习过程，循序渐进

在构建理论力学的知识体系过程中，其知识教学难度是呈现直线上升趋势的。在结合多年的教学经验形成一定规律的过程中，某些绪论知识内容是基础性的，而在分析约束概念的过程中则需要掌握相关知识内容，确保平面力系相关知识融入到大学物理知识范畴中。考虑到学生在学习过程中容易出现明显的心理变化，特别是在学习空间力系相关问题时，知识难度增加，一些学生会进入知识摄取困难期。在学习运动学相关知识时，有更多学生进入到了困难期，会影响学习过程的正常推进。到了最终的动力学学习过程中，学生面临的困难会更大。考虑到课程知识内容的综合性特点，动静结合的内容较为丰富，再配合能量概念，部分学生无法达到令人满意的学习效果[5]。

理论力学的知识难度是无法改变的，其知识体系的递进关系客观存在，教师必须在教学过程中多下功夫，为学生打好知识基础，注意学生的情绪变化。教师要为学生搭建好有关专业课程知识体系的来龙去脉，更好地帮助学生理解知识之间的相互关系，建立力学理论桥梁，将知识内容贯穿于教师教学活动始终。

2.3 授课方式丰富化，提升教学效率

就传统力学教学而言，主要围绕板书展开教学过程，教师需要强化自身的基本理论基础与教学基本功，为应用型本科院校培养应用型人才，形成强有力的人才培养目标。考虑到理论力学课程的课时相对较少，教师应不断丰富授课方式，提升教学效率。就目前多媒体技术的广泛应用而言，可结合声、光、电等手段逐渐丰富教学环节。教师可以将板书作为基本功传授给学生，并建立教学媒体介入机制，结合理论力学教学内容合理应用多媒体手段，让学生相对直观地构建运动力学质点及质点系，基于各类构件展现各种运动规律。在教学过程中，教师会通过一张平面图形来让学生想象运动轨迹，优化构建研究对象，简化运动学方程内容。在动力学部分，教师要结合能量问题，帮助学生突破想象力极限构建三维运动图，使学生更好地掌握理论力学相关知识点内容。将多媒体引入理论力学教学后，可结合课堂教学知识点构建多媒体平台，提升教学效率[6]。

2.4 作业多样化，注重思考

在传统版本的《理论力学》教材中，课后习题都会配置标准答案，但标准答案的解题过程不够详细，学生会通过网络、书店等渠道来获取完整的解题过程。理论力学课程非常重视对学生基本功的训练，课后作业多以计算和作图形式为主，学生难以在有限时间内学习掌握更多的知识点[7]。为了解决这一问题，教师可以对作业进行多样化设计，注重引导学生思考，在作业中布置思考题目。思考题目的数量不宜过多，难度也不宜太高，更不要求它成为作业的主体组成部分。思考题的设置需要让学生能够带着问题在课后寻求答案，同时思考题目本身内涵。整个解题过程中教师都不会展示标准答案，而是建立重过程的教学分析机制，鼓励学生思考问题本身并建立评价标准[8]。

2.5 考核方式灵活化，优化教学方案

在考核方式灵活化建设方面，理论力学课程必须创新考核模式，要重新确立考核标准，重点结合学生的出勤、思考题、课堂表现、课后作业等方面来构建教学实践环节，形成教学权重。要在反复对比调整过程中找到最优化教学方案，切实照顾大多数学生的真实学习水平及感受，同时满足学有余力学生的学习需求。以思考题为例，理论力学中的思考题应该结合得分或等级进行设计规划，调整学生的出勤综合考量机制，引导学生深入到思考题的核心来学习相关知识内容[9]。

2.6 突出教材特点，因材施教

要对理论力学课程进行调整，编写适合于学生专业特点的教材，做到因材施教。教师要对教学内容进行适当修改调整，以便于学生进一步学习知识内容。考虑到传统教材中过于重视介绍理论力学的相关概念与原理，应在新教材改革调整中适当补充培养学生良好创造性思维的有关内容，提高学生解决工程问题的能力和学习水平。

理论力学课程可以修改的教材内容应该囊括以下几点：(1)需要修改与传统物理教学中重叠的知识内容，这方面内容应该在物理教学中做出详细讲解，为学生更好、更轻松地学习理论力学知识内容创造条件；(2)需要在编写例题与习题过程中尽量联系不同专业学生的具体工程问题，让学生对某些抽象的概念与理论内容建立一个相对直观的认识，进而深化学生的理论力学学习过程[6]；(3)教师也要针对不同专业领域适当增加工程应用专项内容，有效提高解决工程中实际问题的能力，确保学生在学习理论力学课程后也能充分感受到力学理论的有效价值，进而更加重视学习理论力学知识内容。

结合以上几点，教师要通过编写具有专业特征的理论力学教材来对不同专业学生进行因材施教，这对提升理论力学课程教学效果颇有帮助[10]。除此之外，教师也要在理论力学工程化教改方案中搭建创新平台，结合实验教学环节培养学生良好的创造性思维与应用能力。教师要为学生开设理论力学实践教学环节，同时为学生搭建设计实验平台与网络学习平台，充分借助大学生科技创新活动内容创新实验平台，为学生设计实验项目。要在理论力学研究的基础上提高学生的感性认识，同时培养学生良好的问题分析能力与工程应用能力，有效激发学生的学习兴趣，选拔优秀学生参与到省市、国家级的大学生科技创新项目竞赛当中。为达到更好的教学效果，要指导学生充分深入到各种学习体验方式中，配合启发式、设问式教学法，专门以学生为主，结合分组讨论的教学形式来积极优化教学过程，培养学生良好的创新能力、团结协作精神和集体攻关思想。

3 结语

应用型本科院校在对理论力学课程进行工程化教学改革的过程中，需要提出多点策略，指导学生能够通过理论力学解决实际问题，提高工程素养。课程改革并非一蹴而就，需要师生共同反复探索实践，结合课程教学改革效果来建设理论力学优秀课程项目标准，体现工程化教学改革的必要性，确保理论力学课程能够成为应用型本科高校理工科众多专业中的一门优秀基础课程[11]。需结合多门学科、多点知识内容建立教学改革机制，确保理论力学课程取得良好的教改效果。同时，要对理论力学的教改方案进行深度阐释，围绕专业社会发展、科技进步等建立与时俱进的教学设想机制，体现理论力学课程的专业优势内涵，通过教学实践检验学生，有效提升课程教学水平。