双一流背景下《理论力学》课程教学的探讨
【摘 要】针对土木专业的《理论力学》课程教学中存在的问题，从教学内容和教学方法、手段等方面进行深入细致地分析，结合教学实际，进行了教学改革与创新的探索，提出了一些有益的方法和建议。
【关键词】《理论力学》；教学内容；教学方法
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089（2019）07-0025-02
一、前言
《理论力学》作为一门常规的理论学科，该课程教学已经有百年历史，其内容涵盖静力学、运动学和动力学。研究对象包括质点、质点系和刚体。它具有体系完整、逻辑严密、与工程实际联系密切的特点，是工科院校，特别是土木类专业的一门专业技术基础主干课程。它搭建了基础课程与专业课程的桥梁，学生对这门课程内容的学习直接影响学生对后续专业课程如材料力学、结构力学等的学习，该课程在专业学习中起着承前启后的作用。对于大多数的工科学生来说，《理论力学》是学生从单纯的理论知识的学习到运用适当的理论和思维去解决工程实际问题的首门课程。因此，该课程的重要性不言而喻。
尽管该课程的教学历史悠久，但新知识的不断涌现，对力学的要求越来越高，而且教材中所举的例题和习题大都是理想化、抽象化的力学模型，很少引入对工程背景的介绍，体现不出专业特色，使得学生很难把它与工程实际结合起来。学生学习和掌握该课程存在着一定的难度。一方面，该课程理论性较强，难度较大、概念抽象，学生普遍反映“上课一听就懂，做题却无从下手”的现象，并且，传统的课堂讲授方法学生经常会感觉枯燥，导致学生学习兴趣不高，缺乏学习主动性。另一方面，近年来，随着高校教育改革的进行，该课程的学时不断减少，要想在有限的學时内，将本专业学生必须掌握的内容全部教授给学生具有一定的难度。因此，研究如何在有限的学时内，完成知识的传授，提高教学质量，并提高学生的工程素质，进而培养学生的创新能力，一直是摆在任课教师面前的一个现实问题。
自去年我校力学进入“双一流学科”行列，新的挑战也接踵而至。为了迎接挑战，培养高素质的工程人才，使土木系的毕业生真正成为掌握土木工程学科的基本原理和基本知识、基础扎实、知识面宽、实践能力强的高素质应用型人才和社会需要的建设者，也为了我们的教育能够接受社会各届的检验，改革《理论力学》教学势在必行。
本项教学研究将针对土木专业的《理论力学》课程教学中存在的问题，进行深入细致地分析，结合教学实际，提出切实可行的整改方案。探求改变传统的教学模式，建立一套行之有效的新型的教学模式，因此，本项的教学研究对社会需要的土木工程人才的培养，乃至创新型人才的培养，都具有重要的现实意义。本项目将从以下三个方面进行：
1.科学合理设计教学内容[1-2]
“授人以鱼不如授人以渔”，教给学生学习和研究的方法，比教会他们定理、公式更为重要。教师在教学过程中应该巧妙设计，突出以学生为主体的灵活、多样的教学方法。从讲课用语和知识点引入两方面出发，注重教学方法的合理性和趣味性。科学合理设计教学内容，增加了受力分析的讲授内容，重点增加机构认知方面的内容，增加以工程案例为载体的全课程习题课，培养学生对课程的学习兴趣和对本专业的求知欲。案例的选择上既要注重一题多解，又要注意理论联系实际。如某些动力学问题既可以用动力学普遍定理三大定理求解，也可以用达朗伯原理求解。通过一题多解，让学生掌握建立物理模型解题的方法，并使各种方法融会贯通，培养学生思维的灵活性。案例题的选择还应注意理论联系实际，结合自身的专业力学问题或生产实践，这样就能将理论力学和土木工程的专业以及实际工程结合起来，激发学生的学习兴趣和学习热情。如静力学中平面简单桁架的内力计算时，应以实际工程如桁架桥、厂房桁架屋顶等作为具体例子，和学生共同讨论桁架结构的实际构造以及连接方式；通过启发式教学方式，让学生深入思考面对受力复杂的实际桁架结构在求解内力的时候，如何考虑主要因素从而将桁架简化、抽象化为力学模型，以及计算出结果和实际桁架之间的差别。
2.综合运用多种教学方法，促进教与学的互动[3-5]
（1）“教学有法，但无定法”，在理论力学的教学过程中，以启发式的教学方法为主线，综合运用传统式、互动式、讨论式等多种教学方法，促进教与学的互动，从而实现教学效果的优化。在教学过程中采用设问和提问方式、小组学习方式、讨论方式以及其他师生共同参与的方式进行信息的交流和传递。例如，部分章节的习题课、空间力系简化、点的合成运动中关于动点的选取、动静法中刚体惯性力系的简化等内容可采用互动式教学方法，以培养学生创新精神和实践能力，发挥学生的潜能。让师生互动起来，既活跃了课堂气氛，又增强了教学效果。在课堂教学过程中还要适当地利用设问式教学法，激发学生学习的兴趣，吸引学生的注意力。这样既可以体现教师的主导地位，又能体现以学生为主体的教学思想。任课教师对学生的思维加以引导和启发，使学生在学习过程中始终处于主动积极的状态，从而培养和提高学生分析问题、解决问题的能力。
（2）利用学生班级QQ群向学生推荐优秀的教学课件、教学视频，同时在QQ群上传课程教学大纲、课堂教学课件、教学知识点归纳、总结、习题答案等，帮助学生课下复习和自学；建立力学知识学习讨论群，开辟网上答疑，对学生一对一辅导；通过QQ群开展案例教学。比如，在讲解约束时，课前在QQ群上传一个桥梁的图片，让学生课前先思考桥墩和梁之间的连接采用什么方式可以满足桥梁使用要求，在课堂上再根据结构约束的特点进行讲授，这样的教学效果将非常完美。
二、结束语
理论力学解决问题有其独特和新颖的思想方法，在教学过程中，教师应根据学生实际情况和该课程特点，运用现代教学方法，不断优化教学过程，使学生最大限度地掌握相关的知识和技能，达到学以致用的教学效果。同时，也可使学生形成正确的学习观念，良好的学习态度和方式，为后续课程的学习打下必要的扎实基础。
参考文献
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本项目受宁波大学教研项目（JYXMXYB201940）资助。