李同杰，宛傳平，李忠芳

（安徽科技學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

應(yīng)用型本科高校機(jī)械類專業(yè)《理論力學(xué)》課程教學(xué)改革探索

李同杰，宛傳平，李忠芳

（安徽科技學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

本文根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用型本科高校機(jī)械類專業(yè)《理論力學(xué)》課程教學(xué)存在的一些問題，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上提出了一些解決對(duì)策.教學(xué)內(nèi)容方面建議要體現(xiàn)專業(yè)特色、要與應(yīng)用型本科高校學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)相適用、例題要盡可能的跟所授專業(yè)相關(guān).教學(xué)方法方面通過MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、案例式教學(xué)為代表的大量新穎的教學(xué)手段對(duì)《理論力學(xué)》課程教學(xué)的補(bǔ)益提出了自己的觀點(diǎn).

《理論力學(xué)》教學(xué)改革；應(yīng)用型本科高校；機(jī)械類專業(yè)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

《理論力學(xué)》是機(jī)械類專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，研究力學(xué)中最普遍、最基礎(chǔ)的規(guī)律，為機(jī)械類專業(yè)的后續(xù)課程，包括《材料力學(xué)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《控制工程》等提供必要的力學(xué)分析計(jì)算基礎(chǔ)，在機(jī)械類各專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中都具有舉足輕重的地位.

然而，在應(yīng)用型本科高校中，由于要突出強(qiáng)化一個(gè)“用”字，如《理論力學(xué)》之類的基礎(chǔ)課程都逃脫不了被大幅壓縮課時(shí)的命運(yùn)[1].以筆者所在的應(yīng)用型本科高校為例，理論力學(xué)由改革前的72學(xué)時(shí)一下子就被壓縮到了54學(xué)時(shí)！如何根據(jù)當(dāng)前的學(xué)時(shí)實(shí)際，整合《理論力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容與方法，盡可能的傳授給學(xué)生完整的力學(xué)知識(shí)體系以滿足后續(xù)專業(yè)課程的需要，是應(yīng)用型本科高校機(jī)械類專業(yè)《理論力學(xué)》課程改革的內(nèi)在要求.

《理論力學(xué)》對(duì)學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)要求較高.但是由于種種原因，應(yīng)用型本科高校生源的數(shù)理基礎(chǔ)相對(duì)研究型大學(xué)或教研型大學(xué)的生源而言要弱許多[2].如何因材施教，摸索出一套適合應(yīng)用型本科高校生源數(shù)理基礎(chǔ)的教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容，是《理論力學(xué)》課程改革的另外一個(gè)迫切需要.

1 《理論力學(xué)》教學(xué)內(nèi)容的改革與探索

在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，如何使《理論力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容能夠滿足專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)需要是教學(xué)改革的一個(gè)重要方面.

首先，《理論力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容一定要體現(xiàn)專業(yè)特色.機(jī)械類各專業(yè)，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、車輛工程等，對(duì)《理論力學(xué)》知識(shí)的需求大部分是相通的，但也存在各自獨(dú)特的地方.比如機(jī)械電子工程專業(yè)將來的機(jī)器人專業(yè)方向課，要求機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及其反解，對(duì)《理論力學(xué)》課程中動(dòng)力學(xué)部分要求較高，甚至要涉及到一部分分析力學(xué)知識(shí)，這樣機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化以及車輛工程專業(yè)可以被忽略的虛位移原理及拉格朗日方程，就需要體現(xiàn)在機(jī)械電子工程專業(yè)的《理論力學(xué)》課程教學(xué)大綱中.所以，需要各位力學(xué)教師充分調(diào)研機(jī)械類各專業(yè)對(duì)《理論力學(xué)》課程中相關(guān)知識(shí)的需求狀況，以決定教學(xué)內(nèi)容中需要增減的部分，把有限的學(xué)時(shí)充分利用起來，所謂“好鋼用在刀刃上”.就這一點(diǎn)來說，建議應(yīng)用型本科高校機(jī)械類專業(yè)的力學(xué)教師最好是機(jī)械類專業(yè)的科班出身，這樣就可以在教學(xué)過程中時(shí)刻做到有的放矢.力學(xué)專業(yè)出身的教師雖然力學(xué)基礎(chǔ)更扎實(shí)，但不一定更適合應(yīng)用型本科高校機(jī)械類專業(yè)對(duì)力學(xué)教學(xué)的需求.

其次，《理論力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容一定要與應(yīng)用型本科高校學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)相適用.一般說來，應(yīng)用型高校的力學(xué)教師一般都是研究型高校的博士或者碩士，如果把他們當(dāng)年接受的《理論力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容直接遷移到應(yīng)用型高校來，往往會(huì)水土不服.當(dāng)今的應(yīng)用型高校學(xué)生一方面數(shù)理基礎(chǔ)較弱，另一方面對(duì)偏理論的基礎(chǔ)課普遍重視程度不夠.所以研究型高?！胺旯蕉ɡ肀貒?yán)密推導(dǎo)”的教學(xué)內(nèi)容需要改頭換面才能適用應(yīng)用型本科高校的現(xiàn)實(shí).比如，點(diǎn)的速度以及加速度合成公式的推導(dǎo)極為復(fù)雜且難以理解，可不可以略掉推導(dǎo)過程，直接介紹公式的含義以及用法用途，然后再輔以例題及練習(xí)？以筆者9年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看，如果一味追求力學(xué)知識(shí)體系的嚴(yán)密性，進(jìn)行復(fù)雜定理的推導(dǎo)，學(xué)生往往聽得云里霧里，最后導(dǎo)致對(duì)力學(xué)課程的興趣喪失，最后干脆連本可以聽明白的公式應(yīng)用以及例題講解也不再去聽，教學(xué)效果較差；如果略掉公式推導(dǎo)部分，直接介紹公式的含義以及用途用法，然后再輔以專業(yè)相關(guān)的例題及練習(xí)，學(xué)生往往更用容易接受，教學(xué)效果較好—實(shí)際上，這也體現(xiàn)了應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)的宗旨，即突出實(shí)用性，淡化理論性.所以，在課時(shí)大幅減少的背景下，教學(xué)內(nèi)容可以通過“弱化公式定理推導(dǎo)”的手段進(jìn)行改革，則可以確保力學(xué)知識(shí)體系完整性的基礎(chǔ)上較好地為專業(yè)后續(xù)課程服務(wù).

最后，《理論力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容中的例題要盡可能的跟所授專業(yè)相關(guān).現(xiàn)今的高校學(xué)生被網(wǎng)絡(luò)占據(jù)了大量的時(shí)間，其剩余不多的時(shí)間往往只愿意花到“他們認(rèn)為有用的專業(yè)課”上.這樣，就要求我們的力學(xué)教師要多多涉獵專業(yè)相關(guān)知識(shí)，從他們的專業(yè)課中取尋找《理論力學(xué)》的例題，以吸引學(xué)生們對(duì)力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí).

2 《理論力學(xué)》教學(xué)方法的改革與探索

近年來，以MOOC[3]、翻轉(zhuǎn)課堂[4]、案例式教學(xué)為代表的大量新穎的教學(xué)手段不斷沖擊著傳統(tǒng)的教學(xué)方法.以下對(duì)上述教學(xué)手段對(duì)《理論力學(xué)》教學(xué)的補(bǔ)益提幾點(diǎn)思考.

首先是MOOC教學(xué).在相同師資的情況下，由于互動(dòng)更自由，課堂教學(xué)自然優(yōu)于MOOC在線教學(xué).但是課堂教學(xué)是一次性的，不能重復(fù)的，學(xué)生一旦課堂上聽不明白就沒有了再學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，而MOOC教學(xué)恰好彌補(bǔ)了課堂教學(xué)的上述缺點(diǎn)，學(xué)生可以反復(fù)在線學(xué)習(xí)，直到學(xué)明白為止.另外MOOC教學(xué)解決了過去學(xué)生不能夠自主選擇教師，不能自主獲得優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的機(jī)會(huì)和權(quán)力，可以自由從學(xué)校眾多力學(xué)教師的教學(xué)視頻資源中選擇適合自己的資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)也給各力學(xué)教師施加了自我提高的動(dòng)力.從這些方面講，應(yīng)該提倡MOOC教學(xué).但同時(shí)也要注意到現(xiàn)階段MOOC教學(xué)尚未解決的一些問題，比如前期投入巨大、對(duì)防止學(xué)生逃課、替聽、替考等行為的措施還不健全等，所以MOOC教學(xué)方法應(yīng)該逐步推進(jìn)，而不是一蹴而就.總結(jié)而言，MOOC教學(xué)方法有許多創(chuàng)新值得《理論力學(xué)》教學(xué)學(xué)習(xí)、吸收和利用的地方，即不能全盤接收，也不能完全回避.

其次是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué).就應(yīng)用型本科高校的《理論力學(xué)》教學(xué)而言，筆者對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)手段持謹(jǐn)慎態(tài)度.根據(jù)這些年的工作經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用型本科高校學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力和意識(shí)都不高，讓學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)可能效果并不好，甚至?xí)霈F(xiàn)“放羊”現(xiàn)象，課上的答疑也可能會(huì)“冷場(chǎng)”.所以筆者不建議應(yīng)用型本科高?！独碚摿W(xué)》的教學(xué)大規(guī)模采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)手段.但是對(duì)《理論力學(xué)》課程中一些較為簡(jiǎn)單，且學(xué)生已具有一定基礎(chǔ)的章節(jié)，比如摩擦，比如動(dòng)力學(xué)的基本定律等章節(jié)可以適當(dāng)嘗試翻轉(zhuǎn)課堂，再根據(jù)效果好壞決定去留.

再次是案例式教學(xué).筆者認(rèn)為，這種教學(xué)方式可以在應(yīng)用型本科高校的《理論力學(xué)》教學(xué)中大量采用.如前文所言，《理論力學(xué)》內(nèi)容枯燥，理論性極強(qiáng)，再加上學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)較弱，應(yīng)用型本科高校的學(xué)生非常容易對(duì)《理論力學(xué)》的學(xué)習(xí)失去興趣.如果在《理論力學(xué)》的教學(xué)過程中引入案例式教學(xué)，用專業(yè)相關(guān)的案例引入力學(xué)定理，則可以極激起高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)效果.上述特殊到一般的知識(shí)建構(gòu)方法非常適合應(yīng)用型本科高校機(jī)械類專業(yè)的《理論力學(xué)》教學(xué).需要指出的是，案例式教學(xué)雖好，卻需要力學(xué)教師花費(fèi)大量的時(shí)間、精力去搜集合適的教學(xué)案例，在現(xiàn)如今科研導(dǎo)向評(píng)價(jià)體制下，這一塊工作只能依靠各位老師的職業(yè)良心去實(shí)現(xiàn)了.

最后是傳統(tǒng)的教學(xué)方法.目前傳統(tǒng)的板書結(jié)合多媒體的啟發(fā)式教學(xué)方法在應(yīng)用型本科高校的力學(xué)教學(xué)中占據(jù)著中心地位.如上述所言，在應(yīng)用型本科高校學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和意識(shí)都不高現(xiàn)狀下，各位力學(xué)教師把教學(xué)主動(dòng)權(quán)抓到自己的手里，牽著學(xué)生去學(xué)習(xí)不失為一種務(wù)實(shí)的教學(xué)方法.需要指出的是，理論力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)篇與動(dòng)力學(xué)篇中，由于涉及到大量的機(jī)構(gòu)學(xué)問題，在學(xué)生尚不了解機(jī)械原理的情況下，運(yùn)用多媒體的動(dòng)畫功能可以幫助學(xué)生很好的理解問題.例題的解題過程，建議教師通過板書進(jìn)行，以方便學(xué)生理解.

3 結(jié)論與討論

應(yīng)用型本科高校機(jī)械類各專業(yè)《理論力學(xué)》課程的教學(xué)面臨著各種各樣的問題和挑戰(zhàn)，需要各位力學(xué)教育工作者集思廣益，本著教書育人的事業(yè)心，不斷對(duì)《理論力學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)定位和高等教育發(fā)展的新情況.

〔1〕陳傳萬，張宏喜，李曉東.地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展要素分析[J].安徽科技學(xué)院學(xué)報(bào),2014，28(5):42-45.

〔2〕李同杰.機(jī)械類專業(yè)工程力學(xué)課程教學(xué)中存在的幾個(gè)問題及其解決方案[J].科技信息,2010(9):441.

〔3〕龔暉，儲(chǔ)節(jié)磊.對(duì)MOOC技術(shù)的幾種誤判與辨析[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）,2015,17(1):14-17.

〔4〕張艷艷,彭?xiàng)?，戴玉梅，?力學(xué)基礎(chǔ)課的應(yīng)用教學(xué)改革實(shí)踐與探索 [J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) （社會(huì)科學(xué)版）, 2015,17(1):101-103.

G642.0

A

1673-260X（2016）12-0206-02

2016-10-17

安徽科技學(xué)院校級(jí)一般教研項(xiàng)目（X2014078）