樊桂菊+郭晶

摘要：本文針對理論力學教學過程中出現(xiàn)的課時少、內容抽象、學生興趣不高的問題，從優(yōu)化教學內容注重理論聯(lián)系實際、傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學方法有機結合、開展實踐教學和課程考核方式改革四個方面對理論力學教學改革進行了闡述，從而提高了理論力學的教學質量，促進了學生分析問題和解決問題能力的提高。

關鍵詞：教學內容;教學方法;實踐教學;考核方式

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）24-0101-02

理論力學是研究物體機械運動的一般規(guī)律的科學，是高等學校機械類本科專業(yè)必修的一門專業(yè)技術基礎課。許多后續(xù)課程都是以理論力學揭示的力學基本概念和基本規(guī)律為基礎的。理論力學的理論性、邏輯性和系統(tǒng)性較強，很長時間以來其結構體系、理論框架、基礎知識基本沒有變化，隨著時代的發(fā)展，在理論力學教學過程中出現(xiàn)了一些問題，主要表現(xiàn)在：（1）課時不斷減少，教師上課講的內容較多，學生思考的時間少;（2）理論力學內容抽象，教材上的例題以及練習題都是理想化的力學模型，學生難以把力學知識真正融入實踐;（3）學生只關心考試內容，而不是分析問題、解決問題能力的提高。因此，在新時期和新任務下，理論力學的教學內容需要進行調整，教學方法需要改進。

一、優(yōu)化教學內容，突出基本概念和理論，重視理論聯(lián)系實際

經(jīng)過多年的實踐，結合我校農(nóng)業(yè)機械化專業(yè)學生自身的特點，一直選用國內最早的理論力學教材。但教材受篇幅和學時的限制，對基本概念和基本理論引出的背景提及較少，與工程實際聯(lián)系較少。學生理解起來比較困難，若授課教師在教學過程中適當?shù)匾胍恍嵗?，突顯理論力學在現(xiàn)代科技上的應用，會有利于激發(fā)學生的學習興趣。

（一）靜力學部分

靜力學主要研究受力物體平衡時作用力應滿足的條件，同時也研究物體受力的分析方法以及力系簡化方法，是理論力學基礎重要的部分，也是后續(xù)課程的基礎。因此，講授該部分時要適當增加課時，而對大學物理中已經(jīng)講過的一些概念，可以引導學生以復習的形式加深對這些概念的理解。約束反力是理論力學中比較重要的概念，而大學物理學中沒有提過，因此必須給學生講解透徹。但是單純講概念比較抽象，引入工程實例后學生會易于理解與接受。例如物體受力分析和平衡方程是靜力學的基礎部分，可以對工程實例（比如活塞連桿機構）進行分析，得到力學模型，除外力外根據(jù)約束類型畫出機構各部分的約束力，然后列出平衡方程并求解，這樣既可以提高學生力學建模的能力，也有利于提高學生應用平衡方程解決問題的能力。對摩擦問題主要講清存在摩擦時的平衡范圍和臨界狀態(tài)的概念，重點是存在摩擦時平衡問題的解法，滾動摩阻可不舉例。

（二）運動學部分

運動學部分主要研究物體運動的幾何性質，為學習動力學打基礎，同時也為分析機構運動打下了基礎。這部分關于點的運動和剛體的簡單運動是基本內容，可以通過向學生提出問題，然后讓學生自學，最后在課堂上對實際問題進行討論總結，這樣可以培養(yǎng)學生自學能力和解決問題的能力。

該部分的重點和難點是點的合成運動和剛體平面運動以及運動學的綜合運用。點的合成運動要結合實例強調“一個點、兩種坐標系、三種運動”，特別要講清牽連運動的概念與動坐標系的適當選取。比如圖1（a）和（b）中兩凸輪機構動點的選取是不一樣的。（a）中應以接觸點“B”作為動點，（b）中則以凸輪輪心“o”為動點，原因是動點具備唯一性。而關于速度合成定理和加速度合成定理的推導限于課時限制，由學生課下自行推導，課堂上強調應用。尤其當牽連運動是定軸轉動時，牽連運動和相對運動相互影響產(chǎn)生了科氏加速度，教材上的理論推導較抽象，對農(nóng)業(yè)機械化學生來說感到茫然，通過舉實際生活中的例子，比如田徑比賽中的長跑項目，運動員都是按規(guī)定向左轉彎;又比如在俄羅斯，向北冰洋流去的那些河流河床的東岸總是容易被沖刷，這都是由于科氏加速度的原因。運動學的綜合應用是運動學中的難點，這部分內容可通過刨床機構的實例進行講解。

（三）動力學部分

動力學部分主要是建立受力和運動之間的關系，質點動力學方程是該部分的基本內容，動量定理、動量矩定理和動能定理都是建立在質點動力學基本方程基礎上的，關于這三大定理的推導可略講，而對質心運動定理、質點系相對質心的動量矩定理以及普遍定理的綜合應用則結合具體的工程實例進行講解。比如講解動量守恒時，可以偏心轉子電動機為例，向學生提出以下問題：電動機工作時為什么會左右運動？這種運動有什么規(guī)律？會不會上下跳動？帶著這些問題，學生聽課時就有了目標。對于普遍定理的綜合應用部分是動力學中的難點，要給學生講清解題思路，通過一題多解的方式提高學生解決問題的能力。達朗貝爾原理是用靜力學方法求解動力學問題，虛位移原理是用動力學方法求解靜力學平衡問題。

二、傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學方法有機結合

在傳統(tǒng)教學過程中，教師主要用傳統(tǒng)方式進行講授，對公式和理論推導嚴謹詳細，學生有自己的思考時間，且有些問題過于抽象，采用這種方式過程比較枯燥，學生不感興趣難于理解。隨著計算機技術的發(fā)展，多媒體教學早已應用在理論力學教學中。多媒體教學生動形象，大大豐富了課堂信息量，尤其是工程實例的展示，比如動量定理、動量矩定理、動能定理等的應用實例用動畫展示，能給學生直觀地認識，加深其對定理的理解。結合文字、圖像、聲音等多種手段，向學生展示運動形式或者力學模型的建立，調動其學習積極性，收到良好的教學效果。但要求教師要結合自己的教學風格精心準備教學課件，有些教師教學和科研任務較重，忽略了課件的制作，僅僅從網(wǎng)上下載教學課件用于教學，而且?guī)缀醪挥冒鍟飨鄳耐茖В袝r課件內容較多，教師為完成內容只能快速翻頁，學生根本沒有時間思考，容易產(chǎn)生厭學情緒，使教學質量大大降低，不利于學生發(fā)散思維的培養(yǎng)。因此，采用傳統(tǒng)板書與多媒體相結合的授課方式進行教學（對工程實際問題的簡化、約束與約束力、工程上常見的運動機構、點的合成運動分析等在課堂上難以講解、難以實現(xiàn)的較為復雜和抽象的知識）時，要充分發(fā)揮多媒體課件的優(yōu)勢，而對基本概念、基本框架以及解題思路尤其是在點的合成運動和剛體平面運動中分析點的速度和加速度合成時，用課件開演示運動比較直觀，但在求解問題時畫速度矢量圖和加速度矢量圖時，教師最好在黑板上畫出來，在教師板書的時候，學生有自己思考的時間，有助于他們對知識的消化吸收。因此，實行傳統(tǒng)課堂教學與多媒體教學有機結合，有利于提高教學效率和質量。endprint

三、開展實踐性教學活動

我校以往的理論力學課程教學只講授理論而無實踐性環(huán)節(jié)，作為一門綜合性技術基礎課，理論力學涉及大量的概念、公理、定律和力學模型，理論性強、內容抽象，盡管教學過程中使用了多媒體，但畢竟不是實際的東西，學生難以融入實踐的問題，嚴重限制了該課程的進一步發(fā)展，因此要達到滿意的教學效果，理論力學教學應遵循“重理論，強實踐”的原則。開發(fā)理論力學實驗，除了驗證性實驗，還有許多實驗可要求學生自己設計方案，實驗室提供學生要求的實驗設備及器材，由學生自己動手完成，這對學生的動手能力、提高學生學習的主動性有很大益處。我校正在為開設理論力學實驗教學積極準備，讓學生自制開發(fā)了摩擦系數(shù)測定儀，并積極開發(fā)靜力學、運動學和動力學虛擬實驗等。通過實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學生的動手能力和思維能力，為參加生產(chǎn)實踐和后續(xù)課程的學習打下良好的基礎。

四、課程考核方式的改革

教學的主要部分在于教與學，而考核只能作為一個輔助部分。因此，考核應該加大平時的力度，盡量使平時和期末成績所占的比例合理。將學生最終成績的評定與平時表現(xiàn)、作業(yè)成績、實習情況等結合起來，切實改變過去一考定成績的弊端。平時成績包括平時作業(yè)、課堂小測驗、討論情況、實踐情況等，平時作業(yè)要注重質量而不是數(shù)量，除了經(jīng)典習題外，給學生布置一些課外指導書的習題，可以避免學生抄作業(yè)的現(xiàn)象;期末考核可以采取半開卷的方式，所謂半開卷就是允許學生在考試時把公式都記在一張紙上，帶進考場，并在紙上簽名（監(jiān)考教師在考試過程中進行檢查，公式紙不得出現(xiàn)其他內容，另外，考試結束后將公式紙上交，由批卷教師再核查一遍（公式紙不得復印、打?。@樣既避免了死記硬背，又促使了學生的全面復習。關于期末考試用的試卷，我校根據(jù)平時積累，形成了一套《理論力學》試題庫，且采用多位教師流水線作業(yè)看卷等方式，以保證考試及成績評定的公正性。通過這些方式可以提高學生的解題能力并及時了解學生的學習動態(tài)，提高考試的可信度，促進教學與考試的有機結合。

總之，隨著時代的發(fā)展，理論力學的教學在教學內容、教學方法、實踐操作以及考核方式等都要進行改革，才能收到較好的教學效果，才能真正提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

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