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DOI：10.16661/ki.1672-3791.2019.17.120应用型本科转型下《理论力学》课程的改革与探索①尚志勇 塔力哈尔·夏依木拉提*(新疆工程学院力学教研室 新疆乌鲁木齐 830091)摘 要：理论力学课程是很多专业必学的一门基础课，广泛应用于很多工程技术领域。
学生们普遍反映学习内容抽象，解题方法难以掌握。
在应用型人才培养模式下，结合近年来的教学实践、专业需求和学生基础，从课程的课时安排，教学内容，教学方法与手段等方面对《理论力学》课程进行了改革与探索，提高了学生的学习水平，增强了学生的知识应用能力。
关键词：理论力学 应用型人才 工科专业 教学改革中图分类号：H191 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2019)06(b)-0120-02随着我国经济结构调整和产业技术升级不断加快，各行各业对技术技能人才的需求越来越紧迫，我国高等教育面临新的要求，也对高校人才培养模式提出新的变革。
在2014年5月，教育部就出台了高等教育重大举措，逐步将600多所新升本科院校转为高等职业院校，大力发展高等职业教育，加强应用型人才的培养。
在2019年1月国务院又印发了《国家职业教育改革实施方案》，一大批普通本科高等院校向应用型转变，培养高素质劳动者和技术技能人才。
这必然要求高校教师在今后的教学工作中，更加注重培养学生对理论知识和技术技能在工程实践中的应用。
《理论力学》是一门很重要的工科专业的基础课程，不仅是后续《材料力学》《结构力学》等多门力学课程的基础，也是与机械运动、结构强度等紧密联系的工程技术学科的基础[1]。
下面结合2012年以来的教学实践，从教学内容、教学方法及手段两个方面着手探讨《理论力学》课程的教学模式改革和实践。
1 教学内容的改革根据专业需求和学生基础安排教学课时和教学内容。
首先，根据学生基础的不同，民族班级的理论力学安排64课时，学生基础差，需要授课进度较慢，而基础相对较好的班级安排48课时，要在有限的时间内将本专业所需内容教授给学生，就需要根据专业需求进行安排，有所侧重，教授的理论知识也需要简单化、工程化，基础较差的学生才能掌握并且跟的上授课的进度。
《理论力学》课程教学改革与实践探讨作者：钦亚洲，朱建民，崔延松来源：《教育教学论坛》 2015年第28期钦亚洲，朱建民，崔延松（南通大学交通学院，江苏南通226019）摘要：为提高学生学习《理论力学》的兴趣，改变目前学生普遍厌学的情况，本文探讨了一种新的教学形式，可表述为“学生小组讨论—课堂释疑及点评—效果巩固及检查”三个流程，由五个教学环节实施。
通过教学效果检验本教学模式可以有效提高学生对《理论力学》的学习兴趣，激发学生学习的主动性。
关键词：《理论力学》；教学形式；小组讨论；学习兴趣中图分类号：O31 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）28-0098-02一、概述《理论力学》是高等院校机械、土木、交通工程等相关专业的一门重要专业基础课，要求学生掌握建立力学模型的原理和方法以及相应的力学概念和公式，进而掌握分析问题和解决实际工程问题的能力，并为后续课程如材料力学、结构力学等专业课打下良好的专业基础。
然而，由于《理论力学》课程自身内容繁多、理论抽象、公式枯燥，导致学生在学习中普遍感到厌倦，缺乏学习兴趣和动力。
要想提高学生学习《理论力学》的兴趣，就要改变传统的以教师为主体的“满堂灌”的教学模式。
本文探讨了一种教学模式可表述为“学生小组讨论—课堂释疑及点评—效果巩固及检查”三个流程，实现以学生为主体、教师为主导的《理论力学》教学过程，提高并激发学生独立思考问题的能力及学习兴趣，改变目前学生厌学的普遍现象，达到《理论力学》大纲的教学要求。
从目前实施情况来看，这种教学形式取得了较为满意的效果。
本教学模式包括五个环节，将在下文中展开阐述。
二、本教学改革实践环节1.选定小组讨论内容。
学生小组讨论内容的选择主要由教师确定。
教师在选定学生小组讨论内容前要准备充分，结合目前学生知识掌握的实际水平情况，选择难易适中的章节内容作为学生小组讨论的内容。
若教师选择小组讨论内容偏难，可能由于学生的理论知识不够，会感到无从下手，产生挫败感，影响学生对本课程的学习兴趣。
力学基础课程的教学改革作者：蔡国平孙峰来源：《教育教学论坛》2013年第22期摘要：我校的理论力学为国家级精品课程，经过十几年的建设，已经形成了较为完整的课程体系和现代化教学体系。
本文主要介绍我校理论力学课程的教学改革，为国内从事相关课程教学的教师提供参考。
关键词：理论力学；教学改革；课程中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0031-02一、引言理论力学是工科专业大学生必修的一门技术基础课程，它的基本任务是在学生已有的中学力学的基础上，培养学生具有对工程对象正确建立力学模型的能力，具备对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学分析的能力，具备利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。
我校的理论力学是一门面向全校开设的基础课程，授课采用两本教材，一本是洪嘉振教授等编著的《理论力学》，该教材从矢量力学出发对概念进行阐述，授课对象为机械类专业学生；另一门教材为刘延柱教授编著的《理论力学》，该教材从传统的结构力学出发进行描述，授课对象为船舶工程、环境、土木等专业学生。
我校的理论力学于2003年被评为国家级精品课程，经过十余年的建设，已经形成较为完整的课程和教学体系。
以下以机械类专业的理论力学为对象，介绍课程的教学体系与改革内容。
二、教学体系与改革1.教学内容安排。
本科生理论力学研究的对象为刚体，主要讲述平面问题，授课内容包括静力学、运动学与动力学三部分。
我校机械类专业的理论力学授课学时为81学时，课程于大二上开设，学生人数500多人，由4～5名教师承担教学任务。
课程内容安排为：绪论2学时，数学基础5学时，静力学12学时，运动学14学时，运动学计算机辅助分析8学时，矢量动力学基础10学时，刚体动力学8学时，分析力学14学时，动力学计算机辅助分析8学时。
教学所用教材是从矢量力学对问题进行描述的，因此在正式进行理论力学教学内容前，安排了5学时的数学基础授课，介绍教材中所需用到的数学知识，并且统一符号表达。
理论力学教学改革与学生能力的培养[摘要] 本文分析了理论力学课程的特点，对课程的内容系统以及教学方法进行改革，培养学生分析和解决现实问题的能力。
[关键词] 理论力学内容体系教学改革能力提升1.《理论力学》课程的特点《理论力学》[1,2]是物理类专业的专业基础课，是物理学专业为《热力学与统计力学》、《量子力学》等后续课程提供必须的力学知识和相关的基本概念，同时也担负这培养学生逻辑思维能力、分析实际问题，解决实际问题能力的任务。
通过该课程的学习，使学生掌握经典力学的理论要点和精华，即它的完整理论体系和现代的处理方法；在理论、方法、符号系统等方面为学生实现从普通物理到高等物理，从经典力学到近代物理的过渡做准备；使学生掌握必要的数学方法和技巧，受到严格而充分的运动高等数学解决物理问题的训练。
该课程的学习效果直接关系到学生后续课程，特别是近代物理相关课程的学习，更重要的是有助于学生科学素质的培养和提升。
但是由于理论力学涉及的内容多，范围广以及对数学工具的熟练应用，许多学生对理论力学的学习有畏难情绪，学习积极性不高，在学习过程中，不能主动接受新概念、新方法和新思路，特备是分析力学部分，学生的数学基础薄弱，理解能力较差以及抽象思维能力弱，在学习过程中常常处于被动。
为提高学生的分析问题和解决问题的能力，激发学生的学习的兴趣，培养学习的积极性和主动性，教学改革，特别是教学内容的改革势在必行。
2.理论力学内容体系的改革理论力学的理论体系严谨，逻辑性强，课程的内容既经典又完整，不易全面更新。
但随着教学改革的进行和教学观念的转变，上课学时的不断减少，学生用于该课程的学习时间也大为减少，简单的消减教学内容，只会使该课程的学习陷于困顿，而且，在学习《理论力学》之前，学生已经学过《力学》，严格意义上来说，《力学》也属于经典力学的一部分，内容上的重复造成学生开始学习《理论力学》时，认为只是《力学》的补充和深入，因而在上课过程中，注意力不集中，学习的积极性不高；在学习方法和处理问题的思路上，不能主动接受和应用分析力学中的新概念和新方法，而继续使用牛顿力学知识来解决问题。
第29卷第2期 唐山师范学院学报 2007年3月 Vol. 29 No.2 Journal of Tangshan Teachers College Mar. 2007
────────── 收稿日期：2004-04-02
作者简介：王志刚（1956-），男，河北唐山人，副教授。
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理论力学教学改革与学生素质能力的培养
王志刚，王庆禄
（唐山师范学院 物理系，河北 唐山 063000）
摘 要：从理论力学的自身特点出发，改革课程内容体系和教学方法，培养学生的综合素质能力。
关键词：理论力学；教学方法；教学改革； 素质能力
中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1009-9115（2007）02-0111-02
1 理论力学自身的特点
理论力学[1][2]是物理专业为《热力学与统计力学》、《量子力学》、《电动力学》等后续课程提供必要的力学知识和有关的基本概念，同时也担负着培养学生逻辑思维能力和提高解决实际问题能力的任务。
在学习理论力学之前学生已经学过普通力学，而理论力学本来就存在和普通力学有一些重复的弊端，因此在学习理论力学时，有些同学不能主动接受和应用理论力学中的新概念和新方法，而继续用普通力学知识来解决问题。
传统的理论力学教材和讲授方法都是从特殊到一般，步步深入，这样也容易给学生造成一个错觉，认为理论力学就是力学的简单补充和继续，因此学生在上课过程中有时注意力不够集中，有时出现思想开小差的现象，这样不容易调动学生学习的积极性。
为提高学生的综合素质能力，激发学生的学习积极性，教学改革势在必行。
2 理论力学内容体系的改革
理论力学的理论体系严谨，逻辑性较强，课程的内容既经典又完整，不易全面更新。
但随着教学改革的进行和教学观念的转变，上课学时的不断减少，如果仅采取简单的压缩，只会陷入越来越深的困境，鉴于此，只有采取积极的办法，从课程自身的特点出发，挖掘课程本身的潜力，做到基础理论要精练、深化，应用方面要结合专业特点并适当进行拓宽。
改变传统的从特殊到一般、从已知到未知的体系，充分利用数学工具，采用从一般到特殊的讲授方法。
如：转动坐标系从最一般的转动系讲起，辅之以学生所学专业相应的例题，不能总停留在重平面转动系、轻空间转动系的水平上。
在动力学部分，应加强分析力学的内容，重视两个自由度系统的力学问题分析，重视系统运动微分方程的建立，以便和后续课程更好接轨。
这种体系有两方面优点：一方面，其描述简洁、精练，既缩短了篇幅又加深了内容。
这种表述方法也是对学生思维能力和创造能力的良好训练。
另一方面，它可以迫使学生放弃用普通力学的知识，来理解理论力学的内容，
从一开始就站在较高的起点上学习理论力学的新概念和新知识，努力掌握解决问题的新方法和新思路，还可以避免由于盲目利用以前知识来研究新问题而造成的错误，有利于纠正学生以前得到的不准确概念等问题。
3 教学方法和教学内容的适当改革
3.1 提高学生学习理论力学的主动性和积极性
在教学过程中，应该贯彻少而精的原则，精心选择教学内容，改变过去多而不细的方法，将一些最重要和最基本的概念、理论和分析方法教给学生，并通过必要的基本训练帮助学生理解和掌握，为发挥其创造性留足时间和空间。
教学的重点内容是关键所在，教师讲解的应是各章节的主干内容，而对一般内容或者比较简单的章节则可稍加指点，或让学生带着问题去自学并将其联系到主干内容上。
当课程讲完每一章时，应让学生自己进行小结，将前面所学的内容用一两条主线串联起来。
理论力学的应用性主要体现在例题和习题的选用上，随着科技的发展，除了保留一些基本题型外，应该不断更新，如加一些天文学方面的例题等内容，以显示经典力学的渗透力。
而我国理论力学教材中的例题和习题几十年来基本上没有大的变化，已明显落后于时代。
因此在例题和习题的选择上既要结合专业特点和学生兴趣又要体现时代特色，还应注意相关领域的问题。
这样就能使学生将理论力学和自己的专业以及现代科技结合起来，激发学生的学习兴趣和热情。
3.2 开展讨论式教学
讨论法与讲授法、演讲法都不同，它是在教师的引导下，通过学生集体的组织形式由教师提出问题，学生各抒己见，相互讨论，相互学习的教学方法。
它由教师一人主讲变为由学生、教师共同讨论，整个讨论过程是师生双边活动。
讨论法不仅能使学生看到发现真理的过程，而且能亲身体验和感受这个过程，可有效地培养学生灵活运用知识的能力，特别是独立思考能力和创新的能力。
上好讨论课的关键是首先选
第29卷第2期 唐山师范学院学报 2007年3月
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择好要讨论的内容，一般应考虑选题的学科性、趣味性和目的性。
为了使课堂讨论有的放矢，避免出现起哄、离题或冷场现象，在上讨论课之前，先让同学自学一些相关内容，根据要讨论的内容，拟出若干个小题目，使学生的发言围绕这些题目自由发挥。
在讨论课上，同学们的热情一般都很高，气氛也很活跃。
根据平常对学生的了解情况，因人而异在适当时候给予提问和引导。
通过这种教师与学生互换角色，不但可培养学生处理知识的能力、创新激情，同时也培养了学生的参与能力、合作精神、竞争意识以及口头表达能力和逻辑思维能力。
这种教学方式是很受学生欢迎的。
在讨论过程中，教师是关键的一员，教师的发言要富于启发性、诱导性和综合性，并且要控制好时间。
每次讨论能否给学生留下印象，不在于讨论的具体形式，而在于是否有几个有分量的发言能抓住问题的关键并深入到问题的实质，有独特见解给人以启迪，引起学生较长久的思考。
如果每次讨论中，教师能抓住几个高质量的发言，则可使讨论的效果大大增强。
当然有时也可以在课下进行。
3.3 使用多媒体教学手段教学
近几年来，利用多媒体等现代化手段教学是目前教学改革的一个重要方面，随着flash 、PowerPoint 等一些软件的兴起，在理论力学中开展多媒体教学有很多优点，生动形象，增加了视觉效果，节省了板书时间，加大了课堂信息量，为教师的启发式教学和介绍前沿科学内容创造了条件。
现代化教学手段和传统的黑板、粉笔及模型教具并不相互排斥，而是相辅相成。
应灵活运用各种传统的和现代化的教学手段。
这也有助于培养学生的思维能力。
特别是和天文学联系紧密
的内容，用课件演示效果更佳。
3.4 重视理论力学与相关课内容的教学
理论力学是物理系学生第一次用高等数学方法处理问题的一门理论物理课程。
它与其它学科有着十分密切的关系，例如高等数学及其它相关物理知识、天文学[3]知识等等。
其中理论力学的很多内容都是和天文学相互交叉在一起的，它的建立与发展始终和天文学有着密切的联系。
因此，在理论力学的教学过程中对学生补充讲授一些天文学方面的知识是很有必要的。
这样可以使学生了解到经典力学和天文学在历史上有着不可分割的渊源关系，进一步加深学生对理论力学知识的理解；满足学生对天文学知识的渴望，可以极大地调动起学生学习的积极性；深入了解天文学与经典力学在科学的发展史上所起的作用、地位；理论力学的教学过程中，穿插讲授一些天文学知识还可以激发学生的探究兴趣和培育学生的科学精神。
通过天文学的一些有趣事例及其相关内容，[5]可以把数学的抽象表示和巧妙计算与物理学的深刻本质有机地结合，使学生认识到物理理论与宇宙秩序的和谐美。
这也是目前推行新课标，提高师范学生教学素质的一种尝试。
3.5 采用多种形式的考核方法
考试可以检验学生对一门课程掌握的优劣程度。
目前大多数学校是以期末考试成绩作为唯一依据，这不利于素质教育，也不利于对学生研究能力的培养。
要改变目前这一现状，只有改革考核方法，可采用完全闭卷考试、半开卷半闭卷考试，还可以引导学生写小论文，最后通过答辩，在考试题目中可增加一些分析题、讨论题，让学生充分发挥自己的主观能动性。
这样的改革也是提高学生综合素质能力的一条重要渠道。
参考文献：
[1] 周衍柏.理论力学教程[M].北京:高等教育出版社,1986.
[2] 冯麟保,阎凤利,等.理论力学基础[M].保定:河北大学出版社,1996. [3] 刘学富,张燕平,等.基础天文学[M].北京:高等教育出版社,2004. [4] 李宗伟,肖兴华.天体物理学[M].北京:高等教育出版社,2000.94-100. [5] 王志刚.如何计算天体的质量[J].现代物理知识,2002,(84):48.
A Talk on the Reform of Theoretical Mechanics Course and the
Cultivation of Students’ Quality and Ability
WANG Zhi-gang, WANG Qing-lu
(Physics Department, Tangshan Teachers College, Hebei Tangshan 063000, China)
Abstract: It was aimed to improving comprehensive quality and ability of students by carrying out the reform of curriculum content system and teaching methods in the light of the characteristics of the course-Theoretical Mechanics.
Key words: Theoretical Mechanics; teaching method; teaching reform; quality and ability
责任编辑、校对：孙海祥。
