何子干，趙志軍，柳紅霞，彭旺虎

(長沙學(xué)院土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410022)

二本應(yīng)用型高?！袄碚摿W(xué)”課程教學(xué)模式探究

何子干，趙志軍，柳紅霞，彭旺虎

(長沙學(xué)院土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410022)

鑒于二本應(yīng)用型高校的教學(xué)特點(diǎn)，目前此類學(xué)校理論力學(xué)安排的學(xué)時均較少，這與該課程內(nèi)容較深奧和知識點(diǎn)多產(chǎn)生了一定的矛盾.分析了課程的特點(diǎn)，采取合理布置課時、科學(xué)運(yùn)用教學(xué)手段、引用實(shí)際應(yīng)用工程實(shí)例等方式來改進(jìn)少學(xué)時理論力學(xué)的課堂教學(xué)，并取得了較好的效果.

應(yīng)用型高校；少課時；多內(nèi)容；力學(xué)教學(xué)

理論力學(xué)是大學(xué)生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，與工程實(shí)際聯(lián)系緊密，對各專業(yè)的后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)(如材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、彈性力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計等)起到關(guān)鍵的支撐作用[1].理論力學(xué)屬于古典力學(xué)的范疇，其研討辦法是從公理出發(fā)，經(jīng)過籠統(tǒng)綜合和歸結(jié)，再應(yīng)用數(shù)學(xué)演繹和邏輯推理而得到定理和結(jié)論，構(gòu)成嚴(yán)密的理論體系[2].理論力學(xué)課程的性質(zhì)與任務(wù)決定了它具有理論嚴(yán)謹(jǐn)、應(yīng)用廣泛的特性，并能為培育學(xué)生的邏輯思維和處理工程實(shí)踐問題能力打下良好的基礎(chǔ).

隨著科技的日益提高，社會越來越需求綜合素質(zhì)的人才，因而，各高校尤其二本應(yīng)用型高校面臨著如何在有限的學(xué)習(xí)時間內(nèi)傳授學(xué)生更多知識的問題[3]，通常的做法是：(1)縮短每門課的學(xué)時，但不縮減教學(xué)內(nèi)容；(2)同時增加理論課程和實(shí)踐課程門數(shù).這樣的舉措增加了學(xué)生的知識面和動手能力，卻帶來了理論課程授課的難度，部分弱化了基礎(chǔ)知識的傳授.本校的土木工程和機(jī)電工程等專業(yè)的理論力學(xué)課時一減再減，目前僅為48課時，內(nèi)容有11章，按每周4學(xué)時授課，約一周一章，學(xué)生感覺進(jìn)度很快，難點(diǎn)繁多.如何合理的應(yīng)用這48課時完成理論力學(xué)教學(xué)，使學(xué)生較好地掌握基本知識點(diǎn)就是筆者共同面臨的一個難題，下面是我們的一些改進(jìn)做法，供大家批評指正.

1 認(rèn)真?zhèn)湔n，突出重點(diǎn)；快慢結(jié)合，講透難點(diǎn)

在上課伊始，即做好充足準(zhǔn)備，吃透書中內(nèi)容和重點(diǎn)及難點(diǎn).靜力學(xué)部分的受力分析內(nèi)容是力學(xué)課程的核心和重點(diǎn).該部分內(nèi)容涉及到約束力的簡化難點(diǎn)，如“二力桿”的找尋，內(nèi)力和外力的辯證統(tǒng)一關(guān)系，固定端約束力的講解及與固定鉸鏈的區(qū)別等，而且還和動力學(xué)部分直接相關(guān)， 學(xué)生學(xué)會正確的受力分析方法至關(guān)重要?。”仨毎才泡^多課時講解和練習(xí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)打好根底.相對于11版教學(xué)大綱，本校的土木工程和機(jī)電工程等專業(yè)的理論力學(xué)課時由56課時減為48課時，若僅為趕進(jìn)度，平均分配課時，容易形成重點(diǎn)不突出，難點(diǎn)沒講透，為后續(xù)學(xué)習(xí)動力學(xué)部分留下隱患，到時可能事倍功半，反而浪費(fèi)課時.學(xué)生掌握了正確的受力分析后，筆者在教授動力學(xué)時，由于有大學(xué)和中學(xué)物理中的力學(xué)基礎(chǔ)，在講授動量定理(質(zhì)心運(yùn)動定理)、動量矩動量和動能定理等時，可適當(dāng)加快進(jìn)度，安排較少課時，講透從單質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)到質(zhì)點(diǎn)系動力學(xué)的演變過程(多媒體和嚴(yán)密的板書相結(jié)合)，進(jìn)而直接到剛體動力學(xué).通過幾屆學(xué)生的學(xué)習(xí)和反饋，這樣的學(xué)時安排收效很好.

運(yùn)動學(xué)相對抽象，不似靜力學(xué)和動力學(xué)比較直觀，部分內(nèi)容講授難度較大，求解過程繁雜，如點(diǎn)的合成運(yùn)動中的加速度合成、運(yùn)動學(xué)綜合應(yīng)用等，老師一方面要結(jié)合大家耳濡目染的實(shí)際問題，如：下雨時車中乘客觀察車窗上雨點(diǎn)的軌跡，河流中渡船的駕駛等.認(rèn)真講解難點(diǎn)，著重剖析速度和加速度合成的圖形，另一方面更要嚴(yán)格要求學(xué)生遵循運(yùn)動學(xué)的學(xué)習(xí)規(guī)律，不畏艱難和麻煩，仔細(xì)畫出速度和加速度矢量圖，通過抽絲剝繭的方式解決問題.

2 采用板書和多媒體結(jié)合的教學(xué)手段

隨著我國計算機(jī)的大規(guī)模普及，多媒體教學(xué)廣泛應(yīng)用在高校的課程教學(xué)中.采用圖片、動畫等多種方式能生動清晰地展示工程實(shí)例、理論模型和運(yùn)動細(xì)節(jié)，如：實(shí)際問題向力學(xué)簡圖的轉(zhuǎn)化、固定端約束與固定鉸鏈約束的動畫展示、點(diǎn)的合成運(yùn)動中的速度合成的圖示等，使學(xué)生易于理解本門課程涉及的知識，而且可以重復(fù)播放，還能帶動對其它相關(guān)學(xué)科的了解.但少學(xué)時的理論力學(xué)如全部采用多媒體授課，將會對大部分同學(xué)(在二本應(yīng)用型高校)產(chǎn)生雪上加霜的效應(yīng)??！學(xué)生反饋的信息是：一聽就懂，一看就會，一做就錯！！其原因在于：(1)多媒體展示快，信息量大，記憶不易；(2)公式展示時過程不連續(xù)，細(xì)節(jié)較少，理解容易掌握難；(3)肢體語言不豐富，印象不深.

為有效利用多媒體課件，彌補(bǔ)其缺點(diǎn)，筆者認(rèn)為傳統(tǒng)的板書不能完全取締.重點(diǎn)概念和公式、習(xí)題課等仍應(yīng)采用板書結(jié)合多媒體的方式，教員在嚴(yán)謹(jǐn)書寫的過程中，配合豐富的肢體語言，引導(dǎo)學(xué)生沿著教師的思緒逐漸剖析，使學(xué)生充分理解概念和定義，掌握公式的推導(dǎo)過程，了解定理的適用條件，總結(jié)典型例題求解方法，從而達(dá)到良好的課堂效果.

例如，對于平面任意力系向一點(diǎn)簡化這節(jié)內(nèi)容的固定端約束知識點(diǎn)的講解，可以采用如下板書形式和多媒體動畫相結(jié)合.學(xué)生通過動畫很容易理解固定端約束存在反力偶.

圖1 固定端約束的板書與多媒體結(jié)合實(shí)例

3 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)，構(gòu)建知識模塊

經(jīng)過分析工程實(shí)際問題，引出理論力學(xué)的概念和理論，推導(dǎo)嚴(yán)密的定理和公式，構(gòu)建知識模塊，找出模塊間共性和聯(lián)系.這樣，學(xué)生便有可能將實(shí)踐和理論聯(lián)系起來，完成由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的轉(zhuǎn)變.如在講授動量定理(質(zhì)心運(yùn)動定理)、動量矩動量和動能定理等三章時，只要講透動量定理(質(zhì)心運(yùn)動定理)這一章中從單質(zhì)點(diǎn)動量定理到質(zhì)點(diǎn)系動量定理的演變過程，后面的動量矩動量和動能定理的講授就十分容易了，因為這三章的共性都是從單質(zhì)點(diǎn)的定理到質(zhì)點(diǎn)系定理的演變，進(jìn)而直接應(yīng)用到特殊的質(zhì)點(diǎn)系—剛體.又如速度與角速度的對比，加速度與角加速度具有相似的表示格式，按照模塊間共性和聯(lián)系進(jìn)行講授，收效良好[4].各公式之間的對比見表1.

表1 平動與轉(zhuǎn)動的比較

4 多渠道拓展學(xué)生的力學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)解決實(shí)際工程問題的能力

理論力學(xué)作為工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的前提[5]，授課老師在接到教學(xué)任務(wù)后，應(yīng)充分了解授課學(xué)生的專業(yè)方向.在授課時按相關(guān)專業(yè)講解本課程，特別在緒論和相關(guān)章節(jié)，展示一些學(xué)生所學(xué)專業(yè)的工程例子，如：高架橋的橋墩與梁的支撐，車輛直線行駛，房屋懸挑陽臺的受力，大跨度建筑物的屋頂桁架結(jié)構(gòu)等.使學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就樹立起濃厚的興趣，求知的腦洞將會為之大開，課堂的氣氛將會熱烈和諧.目前很多老師都是教學(xué)科研型人員，授課過程中如能結(jié)合自己的科研課題，將會拓寬學(xué)生的知識面和認(rèn)知感，到達(dá)良好的教學(xué)目的.

為了順應(yīng)社會和用人單位的人才需求，二本高校大學(xué)生須具備較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力.為此，我校每年都積極組隊參加國內(nèi)和省內(nèi)的各種與力學(xué)課程相關(guān)的學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生周培源大學(xué)生力學(xué)競賽，湖南省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽等.我校還曾作為主辦方承擔(dān)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽，把實(shí)踐工程中已有的問題有選擇地提供學(xué)生進(jìn)行力學(xué)或結(jié)構(gòu)建模，并為學(xué)生配備指導(dǎo)教師.學(xué)生經(jīng)過查閱材料，分工協(xié)作，制定出初步的建模和實(shí)驗計劃.在此基礎(chǔ)上，指導(dǎo)教師給予針對性的專業(yè)指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生開展一些創(chuàng)造性的學(xué)術(shù)研究工作.經(jīng)過這樣的競賽或類似的各種動手能力的活動，學(xué)生的力學(xué)素養(yǎng)上升了一個臺階，又很好地拓展了相關(guān)學(xué)科學(xué)習(xí)，在國內(nèi)省內(nèi)力學(xué)和結(jié)構(gòu)建模競賽中取得了優(yōu)異的成績.第五屆湖南省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽獲獎作品見圖2.

圖2 五屆湖南省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽獲獎作品“夢的紙翼”

5 結(jié)束語

在眾多的教學(xué)媒體中，最基本的、最重要的是教師的語言和板書.此外，教師的眼神及適度的肢體語言也很重要.多媒體是很好的教學(xué)手段，在理論力學(xué)教學(xué)中它不能完全代替板書.教師作為課堂教學(xué)主導(dǎo)者，通過自身的努力，加上其它媒體的有效配合，一定能夠很好地調(diào)動、激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，使課堂教學(xué)的效果更好，效率更高.

理論力學(xué)教學(xué)改革，是一項長期而又艱巨的任務(wù).教學(xué)方法是多種多樣的，它因?qū)W時而異，因教學(xué)對象而異，因教學(xué)內(nèi)容而異.此外，教學(xué)質(zhì)量提高的空間上不封頂，因此，教師應(yīng)有針對性地進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)或改革，并不斷總結(jié)經(jīng)驗，逐步完善.

[1]尚新春,唐葵雯,肖久梅,等.理論力學(xué)[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2012.

[2]李俊峰.理論力學(xué)課程體系改革探索與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué),2008,(4):10-13.

[3]朱守芹,畢全超,趙文娟.應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系下的力學(xué)課程體系改革研究[J].教育與職業(yè),2013, (24) :142-143.

[4]羅凱,楊秀麗,張忠君.關(guān)于理論力學(xué)教學(xué)中的一些思考[J].現(xiàn)代交際,2013,(5):235.

[5]何子干,趙志軍,匡希龍,等.圖解在應(yīng)用型本科院校材料力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].長沙大學(xué)學(xué)報,2017,(2):124-127.

DiscussiononTeachingofTheoreticalMechanicsinApplication-orientedColleges

HE Zigan, ZHAO Zhijun, LIU Hongxia, PENG Wanghu

(School of Civil Engineering, Changsha University, Changsha Hunan 410022, China)

There are inadequate class hours but more knowledge points and relatively abstruse contents of theoretical mechanics course in application-oriented colleges. Aimed at this problem，the characteristics of theoretical mechanics course are analyzed in this paper. The teaching contents are arranged logically, modern teaching methods are applied properly and the real engineering examples are introduced to acquire better teaching effect.

application-oriented colleges; inadequate class hours; more knowledge points; mechanics teaching

G424

A

1008-4681(2017)05-0111-03

2017-06-03

何子干(1964— )，男，湖南長沙人，長沙學(xué)院土木工程學(xué)院教授，博士.研究方向：一般力學(xué)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、水動力學(xué).

(作者本人校對)