工科基础 力学教学改革创新与实践

工科基础 力学教学改革创新与实践

张婷

兰州理工大学技术工程学院，甘肃省，兰州市， 730300

摘要：“基础力学”课程实用性很强，枯燥性也比较明显。针对这一特点，教师在教学实践中，应以提高教学质量为中心，转变教育思想，更新教育观念， 把改进教学方法放在首位，采取传统教学和多媒体教学相结合、课堂理论与实践相结合、启发式教学与探究式教学相结合、多种考核方式相结合等方式，做好每一堂课的教学设计，激发学生的学习兴趣，加大课堂教学改革的力度，从而将教学质量提高到一个新的水平。

关键词：工科基础力学；教学改革；创新

前言：目前高校的基础力学课程教学中存在着一些问题，如课时较少，课程内容侧重技术和技能，而忽视对事物的理解；教师的教学观念陈旧、不了解工程实际， 教学方法枯燥，缺乏引导性；学生片面地认为只要会做题就行。枯燥的教学方法使学生产生畏难情绪，学习积极性不高，对所学课程只知其一不知其二。基于此，文章就工科力学教学改革展开分析。

1、“工科力学”课程内容存在的问题

1.1缩减教学课时所带来的教学内容分配不合理

为了把更多的新知识传授给学生，大部分传统的基础课程课时被压缩，这就带来了如何优化传统课程内容的新问题。笔者通过教学实践发现，现有的课程内容仍然无法摆脱传统的力学教学框架，更加强调基本技能和技术的训练；削减了传统力学中理论分析部分，使学生只知其然不知其所以然；处理问题大多采用古典的力学方法，忽视或根本放弃对新方法（如计算机处理方法）处理实际问题的介绍等。

1.2课堂教学内容与实践脱节

目前我国的经济建设快速发展，各类大型工程的建设使专业技术人员不断面临新的技术难题，其中很多问题可简化为力学模型，这些技术难题使得专业技术人员不仅需要具备专业知识还应具有扎实的力学基础。然而，由于现有课程内容设置跟不上实际的经济发展，造成了专业技术人员的力学知识薄弱，往往使工程中常见的力学问题得不到解决或错误地建立力学模型。

1.3教学内容与后续课程不匹配

随着科技的进步，各种新兴学科、新技术不断发展，新专业不断建立，给传统的基础力学教学提出了新要求。目前多数的力学课程仍然保持传统的教学内容，不能很好地适应新学科的发展。对于传统学科，基础力学课程也存在着不匹配的问题。笔者的一个学生就曾反映为什么在理论力学所教的运动学的传动问题不能很好的同机械原理的授课内容相连接。笔者发现，类似的问题在其它力学课程中也存在，这些都提醒我们应在教学内容的改革上加大力度。

2、教学内容改革的设想

2.1整合教学内容，构件模块化的教学体系

根据理论力学和材料力学的课程基本要求，从侧重基础性、综合性、多样性的角度，将课程内容分解为基本内容、扩展内容和应用内容3个模块。基本内容注重基础性，主要包括教育部课程指导委员会规定的课程基本要求；扩展内容注重综合性，是对基本内容的深入挖掘及综合运用，解决模型化的工程问题，为解决工程实际问题做好前期准备；应用内容注重多样性，结合具体工程实际，培养学生解决实际问题的思维、方法和手段，开阔学生眼界。此外，分别根据机械类专业与土木类专业的专业特点，理顺基础力学课程与后续课程的关联及衔接关系，将“理论力学”和“材料力学”的部分内容进行结构调整。

2.2 优化教学内容

教学内容是培养创新型人才的核心。工科基础力学课程是工科专业的基础课程，不同的专业其相应的课程设置与学时安排有所不同。为了更好地满足不同专业后续课程的学习，在保证满足教学基本要求的前提下，在教学内容的选择和组织上应有所不同，合理分配不同章节的学时，保证与后续课程的衔接。此外，在教材方面，针对培养创新型人才的要求选择适合创新型人才培养的基础力学课程教材。同时教师在教学活动中可以适当拓宽、拓展教学内容，将与力学课程相关的科学研究新成果、新内容补充进来，拓宽学生的知识面，开阔学生的视野，从而激发学生的学习兴趣和动力。

2.3理论与实践相结合培养学生独立思考和自主学习的习惯

“工科基础力学” 课程的教学目标显然与工程实际是紧密相关的，教学的重点在于培养学生分析和解决实际问题的能力。然而，目前由于教学学时过少，删减了培养学生理解事物的理论分析及推导部分，只强调最终公式的应用，使学生产生了只要会套用公式、会做题就行的误解，这样的教法刚好违背了工科力学课程的教学目标，不利于培养学生对事物的理解。大多数工科大学生毕业后将从事与专业相关的技术工作，在工作中发现问题，正确地分析问题及解决问题是他们应具备的基本素质和能力。这种基本素质和能力最主要的培养阶段是从大学的基础力学课程开始的，并贯穿于他们大学学习期间乃至一生。高校的基础力学课程应努力培养学生独立思考和自主学习的能力。这就要求“工科基础力学”课程从教材内容的编排、教学方式和手段、课堂和课后的练习及考试等多个环节中加强对学生独立思考和自主学习的能力的培养。通过教学实践，笔者觉得应从几个方面人手。首先，应采用“启发式”的教学方法，启发学生自主思考。其次，讲解的思路要清晰，重点要突出，并应融入实际工程体验。不仅要讲清楚是什么，更要讲清楚为什么。再次，鼓励学生自学，对于教材中一些派生或相似问题可留给学生自主学习，课后的部分作业应鼓励学生按自己的看法对问题的解法提出意见。

2.4提高教师素质

改变陈旧的教学方法、采用更先进的教学手段是教育改革重要的内容。基础力学师资队伍大多只从事过相关的科研和教学工作，他们具有坚实的理论基础，但对实际工程的参与及了解很少。如果教师都没有实际工程经验，没有参与过或没有听说过一些典型工程案例的分析处理方法，如何培养学生这方面的能力呢？有些教师本身的知识系统性较强但知识广博程度不足，这是造成工科基础力学课程与实际相脱节的重要原因之一。另一方面，专业、学科划分过细，使各科教师只教一门或几门基础力学课程，没有机会了解专业课程的新发展，造成了教师知识面的局限性。我校应鼓励教师参与工程实际和社会活动，为教师积极参加各类社会团体（如全国大学生力学竞赛、结构等工程师协会）创造条件，鼓励工科基础课教师加强与有关工程界的联系，积极学习和参加专业课的实习与教学工作，提高自身解决工程问题的能力和素质。学校应为教师提供学习和交流的平台，帮助专业基础课教师提升自身专业水平。

结语：让学生“在探索的过程中学习，在自主的条件下实验，在工程的背景下实践”，改变了传统的基础力学课堂传授知识、实验验证理论的教学理念和教学方法，激发学生学习的主观能动性。理论与实验、课堂与工程、教学与科研三结合的课程教学模式，能够在教学内容中体现科学技术进步和工程技术进展，培养学生的创新意识。探究型学习—分层次实验—多样化实践的递进式基础力学教学模式，从发现问题到应用理论，从验证实验到设计实验，从工程模拟到工程实际，实现了学、做、用的递进。

参考文献：

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课题立项号：2019年甘肃省高等学校创新能力提升项目：2019A-187

甘肃省高等教育教学成果培育项目：205