田淑俠 王勝永 樊江磊
摘要:《理論力學(xué)》是高等院校工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,對于初學(xué)者來說學(xué)習(xí)難度較大,所以深入研究本課程的教學(xué)目的、教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)方法和考評方法等內(nèi)容,有助于更好地實現(xiàn)教學(xué)目的,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和分析、解決工程實際問題的能力。
關(guān)鍵詞:理論力學(xué);教學(xué)目的;教學(xué)方法:教學(xué)探索
《理論力學(xué)》對于初學(xué)者來說學(xué)習(xí)難度較大,各種基本理論、基本概念比較抽象,練習(xí)題又極具系統(tǒng)性,在學(xué)習(xí)過程中稍有落差就很難跟上下一階段的學(xué)習(xí)。所以,《理論力學(xué)》的學(xué)習(xí)要具備聯(lián)系性、系統(tǒng)性的特點。然而,《理論力學(xué)》作為高等院校工科專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,是材料力學(xué)、流體力學(xué)、機械原理等一系列工科課程的基礎(chǔ)課程。學(xué)不好基礎(chǔ),專業(yè)課也會難以理解,或者只能死記硬背一些公式、定理,只能知其然不知其所以然。所以深入研究本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等,有助于更好地實現(xiàn)教學(xué)目的,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和分析、解決工程實際問題的能力。
一、《理論力學(xué)》的基本教學(xué)要求
《理論力學(xué)》是高等院校工科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,其任務(wù)是使學(xué)生掌握質(zhì)點、質(zhì)點系、剛體和剛體系機械運動(包括平衡)的基本規(guī)律和研究方法,為學(xué)習(xí)相關(guān)的后續(xù)課程以及將來學(xué)習(xí)和掌握新的科學(xué)技術(shù)打好必要的基礎(chǔ);使學(xué)生初步學(xué)會應(yīng)用《理論力學(xué)》的理論和方法分析、解決一些簡單的工程實際問題;結(jié)合本課程的特點,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和正確的世界觀,培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。
力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求:第一,建模能力。具有將簡單實際問題抽象成為質(zhì)點、質(zhì)點系、剛體或剛體系力學(xué)模型的能力,并具有根據(jù)力學(xué)基本原理建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型的能力。第二,分析能力。具有對力學(xué)模型的靜力學(xué)、運動學(xué)與動力學(xué)性態(tài)進行定性與定量分析的能力。第三,自學(xué)能力。具有借助《理論力學(xué)》教材與相關(guān)參考資料自主學(xué)習(xí)本課程相關(guān)知識的能力。
二、理論力學(xué)課程特點及教學(xué)現(xiàn)狀
理論力學(xué)課程頭續(xù)繁多,內(nèi)容繁雜。在與學(xué)生的交流中,還經(jīng)常有學(xué)生反映聽課容易,做題難。這主要是因為理論力學(xué)的好多概念和基本定律在中學(xué)物理和大學(xué)物理中已經(jīng)學(xué)過,聽起課來比較容易接受,但等到做題時又很難將理論和實際運用結(jié)合起來,這就經(jīng)常出現(xiàn)做題時要么無從下手,要么概念混淆出現(xiàn)錯誤的情況。更有一部分學(xué)生由于前一部分內(nèi)容或者數(shù)學(xué)與物理基礎(chǔ)比較薄弱,跟不上課程進度,導(dǎo)致一步跟不上,步步落后的局面。
《理論力學(xué)》概念抽象,學(xué)生理解難度大,與實際結(jié)合較為困難。隨著教學(xué)改革的推進,其教學(xué)大綱也有所變動,在舊版基本要求中,理論力學(xué)課程按學(xué)時分成3類,100~110學(xué)時、70~80學(xué)時和50~60學(xué)時。由于大學(xué)本科階段總教學(xué)時數(shù)減少等因素,目前各高校的《理論力學(xué)》教學(xué)時數(shù)均有所下降,很少有學(xué)校能達(dá)到100學(xué)時。在這種背景下,新版基本要求把理論力學(xué)課程分成兩類,建議課時分別為80學(xué)時(基本部分64學(xué)時)的A類和64學(xué)時(基本部分56學(xué)時)的B類。需要注意的是,兩類課程的差別主要在教學(xué)內(nèi)容的多少方面,而對共同教學(xué)內(nèi)容的程度要求完全相同。
三、教學(xué)方法運用研究
好的教學(xué)方法是達(dá)到教學(xué)目的的必要途徑,特別是像《理論力學(xué)》這種難以理解、教授難度大的課程,更是要不斷探索好的教學(xué)方法,以更好地實現(xiàn)教學(xué)目的。結(jié)合鄭州輕工業(yè)學(xué)院實際,筆者現(xiàn)對教學(xué)改革實踐過程中的有關(guān)思考和取得的成效加以整理。
(一)做好趣味引導(dǎo),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力
學(xué)習(xí)課程之前,首先要讓學(xué)生知道將要學(xué)習(xí)的是什么,為什么要學(xué),有什么用,列舉一些理論力學(xué)方面的應(yīng)用實例。例如:陀螺的旋轉(zhuǎn)、塔吊配重等,證明其存在的價值所在,充分調(diào)動學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生有了學(xué)習(xí)興趣,才能有一個積極的心態(tài)去對待學(xué)習(xí)的內(nèi)容。事實證明,學(xué)生之所以產(chǎn)生厭學(xué)情緒,甚至對理論力學(xué)課程的學(xué)習(xí)采取敬而遠(yuǎn)之的態(tài)度,最關(guān)鍵的一點,是缺乏學(xué)習(xí)的興趣和熱情。
(二)拋磚引玉式教學(xué),調(diào)動學(xué)生積極探索的主動性
以往的教學(xué)特別是初等教育往往是“填鴨式”教學(xué),學(xué)生只能被動接受,很難發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動性,也就不容易深入理解課程的內(nèi)涵,而是浮于表面死記硬背一些東西,對課程的印象也是粗枝大葉。筆者建議,教師在教學(xué)的過程中,可以拋出概念、提出問題,運用啟發(fā)式教學(xué)法,讓學(xué)生的腦子動起來,讓他們自己悟出其中的道理,著重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會總結(jié)規(guī)律性的東西,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法,提高學(xué)生分析和解決問題的能力。
(三)理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)工程需要的實用型人才
實用型人才的培養(yǎng)必須讓課堂上的理論運用到實踐中去。只有理論與實踐有機結(jié)合起來,用理論指導(dǎo)實踐,用實踐來加深甚至修正一些理論,形成閉環(huán)回路,才能不斷在循環(huán)中提高理論與實踐能力。具體實施起來有以下建議:一是通過啟發(fā)式的課堂教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生牢固掌握理論基礎(chǔ),并初步了解一些生活中的應(yīng)用實例。二是增加《理論力學(xué)》實驗教學(xué)。通過實驗,學(xué)生可加深對知識的理解。三是讓學(xué)生嘗試使用科學(xué)計算軟件模擬理論力學(xué)問題,如運用現(xiàn)在常用的solidworks建模軟件、ansys分析軟件運算等,通過受力圖譜直觀再現(xiàn)力學(xué)中的一些問題,以培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的基本能力。
(四)重建考核結(jié)構(gòu),對學(xué)生進行全方位評價
通過各個階段的學(xué)習(xí),其目的無非是使學(xué)生達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果,然而能否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的,還要有良好的考核體系作為試金石。以往的閉卷考核在很大程度上僅僅是考核了學(xué)生在本課程上的記憶能力,對學(xué)生理解能力的考核不夠。筆者認(rèn)為,首先應(yīng)該在試卷的考核上增加應(yīng)用題型,加大試卷難度,同時采取開卷考核,只要知道這種實踐運用到什么理論,這種理論運用到什么公式,具體公式是什么不要去背誦記憶,只要知道在哪里能檢索到就足夠了,教師要引導(dǎo)學(xué)生把更多的精力投入到對課程的理解上,而非公式的記憶中。其次,還可以在平時的教學(xué)中布置一些小論文、專題討論、實驗設(shè)計等,考查學(xué)生的基本科研和動手能力等。
課題針對理論力學(xué)課程的特點和學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,對理論力學(xué)課程的教學(xué)要求、教學(xué)特點進行了論述,對現(xiàn)階段教學(xué)方法運用進行了研究,在教學(xué)方法運用的研究中,著重對做好趣味引導(dǎo),激發(fā)大家學(xué)習(xí)動力;拋磚引玉式教學(xué),調(diào)動積極探索的主動性;理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)工程需要的實用型人才;重建考核結(jié)構(gòu),對學(xué)生進行全方位評價等方面進行了研究。作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,《理論力學(xué)》教學(xué)改革是一項長期的工作,需要不斷地探索與實踐。
責(zé)編:曉成endprint