趙洋 祿盛 陳翔 馬瑩 鄧聰穎

1 課程簡介

“理論力學(xué)”是高等工科院校機(jī)械、力學(xué)、航空、航天、航海、土建、機(jī)電、水利、材料和動(dòng)力與能源等專業(yè)的一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)核心課，受眾面甚廣，是我校機(jī)械類專業(yè)核心課程。前序課程包含“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”等，同時(shí)也是學(xué)生由公共基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課“機(jī)械原理”以及“機(jī)械設(shè)計(jì)”過渡的關(guān)鍵課程之一，處于非常重要的地位。

其理論教學(xué)內(nèi)容分為三部分：靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)。靜力學(xué)研究物體在力系作用下的平衡條件，主要包括物體的受力分析、力系的等效替換（或簡化）、各種力系的平衡條件及其應(yīng)用;運(yùn)動(dòng)學(xué)研究物體運(yùn)動(dòng)的幾何性質(zhì)，主要包括點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、剛體的簡單運(yùn)動(dòng)、點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)、剛體的平面運(yùn)動(dòng);動(dòng)力學(xué)研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與作用力之間的關(guān)系，主要包括質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程、動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理、以及機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)知識等[1，2]。

2學(xué)情分析

2.1學(xué)時(shí)緊，任務(wù)重

理論力學(xué)課程留給大部分同學(xué)的印象就是“怎么這么難？”。這其中一部分原因是由于理論力學(xué)抽象的教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)致的。其三部分主要內(nèi)容均比較抽象，習(xí)題類型多，解題方法靈活，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象力和邏輯分析能力。同時(shí)，雖然學(xué)時(shí)在大幅縮減，但理論力學(xué)屬于經(jīng)典牛頓力學(xué)范疇，其教學(xué)內(nèi)容和基本要求變化不大，導(dǎo)致出現(xiàn)學(xué)時(shí)緊張的情況。

2.2工程思維偏弱

縱觀全國高校，理論力學(xué)課程大部分都是在大學(xué)二年級秋季學(xué)期展開。而力學(xué)問題來源于工程，學(xué)生在上這門課之前，還沒有掌握很多工程知識，加之理論力學(xué)偏重理論，針對抽象模型做分析，問題背景講解得過少，就像在解中學(xué)時(shí)的數(shù)學(xué)題、物理題。

“理論力學(xué)”這門課程源自蘇聯(lián)模式下的教育[3]，與歐美教材的相比，國內(nèi)采用理論力學(xué)教材在工程背景知識的闡述上稍有差異。比如在較難理解的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析部分[4]，教材中通常只出現(xiàn)計(jì)算用的運(yùn)動(dòng)簡圖，學(xué)生不知其所對應(yīng)的工程問題。但若告知學(xué)生該問題的出處，給出圖片和機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)圖，則更加有助于學(xué)生對問題的理解。

2.3目標(biāo)不明確

“這道題怎么做？”、“并不知道做這些題的意義何在？”、“做了有什么用？”學(xué)生經(jīng)常會(huì)提出這樣的疑問。大量的時(shí)間精力投入到背公式，找解題技巧上，題型發(fā)生變化便無法適應(yīng)。若讓其獨(dú)立解決實(shí)際的工程問題，直接卡在了第一環(huán)節(jié)，不知如何提煉工程問題中的力學(xué)本質(zhì)。完全脫離了力學(xué)問題源于工程，又回歸工程的初心，無法真正去解決實(shí)際工程問題。

2.4專注度下降

內(nèi)容多學(xué)時(shí)緊的客觀事實(shí)，課堂上單靠閉塞的課堂教學(xué)資源，學(xué)生主動(dòng)思考的空間太少，往往都是被動(dòng)的填鴨式接受，容易形成滿堂灌，課堂趣味性大大降低。理論力學(xué)知識結(jié)構(gòu)層層遞進(jìn)，學(xué)生一旦沉迷智能手機(jī)，稍有松懈便追趕乏術(shù)。

3 教學(xué)改革與實(shí)踐

作為教學(xué)主導(dǎo)的教師，從凝練教學(xué)目標(biāo)、規(guī)劃教學(xué)設(shè)計(jì)和拓展教學(xué)維度三方面入手進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐。

凝練三級教學(xué)目標(biāo)：知識、能力和素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，層層遞進(jìn)針對靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題設(shè)計(jì)相應(yīng)的能力和素養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)其工程思維能力、愛國主義和科學(xué)精神，自然辨證法看世界。

重新規(guī)劃教學(xué)設(shè)計(jì)：采用實(shí)驗(yàn)演示、問題驅(qū)動(dòng)、案例教學(xué)、討論教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等多種教學(xué)方法并用。自制教具直觀展示力學(xué)原理應(yīng)用，師生互動(dòng)、生生互動(dòng)促進(jìn)學(xué)生思考。

拓展教學(xué)維度：借助信息技術(shù)和市級精品在線課程，線上線下混合，線上注重知識點(diǎn)講解，線下重難點(diǎn)突破，訓(xùn)練工程思維。課后翻轉(zhuǎn)課堂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全學(xué)習(xí)周期過程管理。

縱觀理論力學(xué)課堂，本課程結(jié)合學(xué)科前沿性的知識，開展全學(xué)習(xí)周期管控與評價(jià)，以學(xué)生為中心，成果導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)工程認(rèn)證的思路展開整個(gè)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐。課程始終踐行以學(xué)生發(fā)展為中心，秉行立德樹人根本任務(wù)。注重課程思政，以具備“兩性一度”的金課標(biāo)準(zhǔn)為建設(shè)目標(biāo)。采用面向持續(xù)改進(jìn)的評價(jià)模式與方法。采用“成績考核評價(jià)”加“滿意度評價(jià)”的綜合評價(jià)模式，對教師全教學(xué)過程（課內(nèi)）和學(xué)生的能力產(chǎn)出（課外）進(jìn)行全方位評價(jià)。采用工程認(rèn)證的模式展開，從而保證持續(xù)改進(jìn)。

團(tuán)隊(duì)將課程思政以及“兩性一度”融入特色教學(xué)：課程思政潤物細(xì)無聲，選取關(guān)聯(lián)的“大國重器”、“超級工程”等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)課堂培養(yǎng)愛國主義情懷并引導(dǎo)學(xué)生以自然辯證法看待世界，分析問題，擁有科學(xué)的探索精神。在“高階性”方面，嚴(yán)格落實(shí)知識能力素質(zhì)三級教學(xué)目標(biāo)，以科研團(tuán)隊(duì)“本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃”制度為載體，展開專題訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力與思維。在“創(chuàng)新性”方面，充分利用信息技術(shù)，拓展課程內(nèi)容的前沿性與時(shí)代性。推送最新科技文獻(xiàn);自制教具激發(fā)動(dòng)力;多種教學(xué)手段并用;科研訓(xùn)練課賽結(jié)合;過程終結(jié)評價(jià)并重，讓學(xué)習(xí)更具有探究性和個(gè)性化。在“挑戰(zhàn)度”方面，拓展延伸課堂教學(xué)，培養(yǎng)實(shí)際問題建模能力;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐環(huán)節(jié)激發(fā)學(xué)生深度探索。

4 改革成效

授課教師潛心教學(xué)，利用創(chuàng)新教學(xué)方法，使學(xué)生滿意度大幅提升，近三年主講教師的評教評價(jià)等級均為優(yōu)秀。同時(shí)，學(xué)生的學(xué)業(yè)成績也體現(xiàn)了獲得感十足。近三年主講教師教學(xué)班學(xué)生平時(shí)和期末考核成績均呈上升趨勢。通過理論力學(xué)課程的改革，作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生在觀念上、評價(jià)上、行動(dòng)上都有所改進(jìn);教師教學(xué)水平得到顯著提升，得到督導(dǎo)和學(xué)生的一致好評;課程獲評重慶市級精品在線開放課程并進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用推廣。團(tuán)隊(duì)教師將繼續(xù)踐行立德樹人根本任務(wù)，基于“兩性一度”的要求建設(shè)一流本科課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室， 理論力學(xué)（I） 第8版， 北京： 高等教育出版社， 2016.9.

[2]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室， 理論力學(xué)（II） 第8版， 北京： 高等教育出版社， 2016.9.

[3]陳立群， “理論力學(xué)”名稱的由來， 力學(xué)與實(shí)踐， 2022， 44（01）： 225-232.

[4]曹樹謙， 高校專業(yè)課教師如何做好課程思政-以《理論力學(xué)》為例， 高教論壇， 2021， 1： 15-17

作者簡介：趙洋（1988-），男，重慶郵電大學(xué)副教授.

基金項(xiàng)目：重慶市高教學(xué)會(huì)2020年“高校產(chǎn)學(xué)合作教學(xué)改革”專項(xiàng)研究課題（CQGJ20ZX009）;重慶郵電大學(xué)教改項(xiàng)目（XJG20212，XJG20111）;重慶郵電大學(xué)“課程思政”試點(diǎn)示范課程（XKCSZ2140、XKCSZ2141）