理论力学课程教学改革

理论力学课程教学改革（精选12篇）

理论力学课程教学改革 篇1

引言

理论力学课程教学的目的, 是为了让学生牢固掌握静力学、运动学等方面的原理, 为后续的机械专业类课程, 奠定理论基础。课程的基本性质是基础必修, 最大的特点是理论性较强。传统的教学过程中, 通常采用的方法是, 先将工程实际的模型抽象出来, 再进行一系列的理论分析。如此一来, 抽象的公式推导和计算贯穿于整个教学过程, 导致的结果是学生会觉得该课程教学非常枯燥, 知识点理解困难, 继而学习兴趣降低。由于基础知识掌握的深度不够, 在后续相关专业基础课程学习中, 以《机械原理》为例, 对平面连杆机构的运动学分析, 便无法开展。

大量的教学案例表明, 引入CDIO工程教育理念, 在加强学生的主动学习参与度、构建系统的课程知识体系以及激发学习兴趣等方面, 都是行之有效的。

1 教学课程体系的再梳理

课程的内容主要分为三部分:静力学、运动学以及动力学。对于机械设计制造及自动化专业的学生而言, 动力学的应用相对较少。故在教学过程中, 拟将这三部分的学习内容进行划分, 即静力学与运动学作为课程主体必修内容, 而运动学部分整合为选修内容。同时, 结合CDIO的工程教育理念, 将项目制引入至课程中, 及课程总体项目类别为三级, 涉及到的细节知识点, 再辅之以针对性的小项目, 让学生以团队形式进行训练。以达到提升学生工程实践能力, 促使教学质量提高的目的。

2 剧本式教案的再定义

教授课程的前期工作, 是在现有课程教案的基础上制定完善详尽的剧本式教案。

剧本式教案的本质, 是教师作为导演, 将整个课程的所有任务安排, 细致到每一节小课时。即当课程进展到某个课时时, 具体的对应学习内容, 都应该在前期做好妥善布置。

对于学习者来说, 在整门课程详细到每节课程的学习过程中, 在剧本式教案的引导下, 作为主体来进行, 进行参与与演绎。在教学过程中, 如果学生可以参与, 可以融入课堂, 而不是在课堂中游离, 则这门课程的讲授必是成功的。

3 教学手段的再改进

(1) 项目制为主体, 引导课程板块的学习。工程案例为辅, 详尽到每一部分知识点的学习, 贯穿整个课程的学习过程中去, 从而锻炼学生的工程理念, 工程意识, 以及解决工程实际的能力。提高学生在社会环境下构思、设计、实现、运行系统的能力, 提高学生的团队合作能力, 认知能力和研究能力。同时, 可以培养学生的创新意识和创新能力。

(2) 高数应用软件matlab的引用, 解决学生在静力学部分, 由于分析物体系统的平衡过程中所必需的大量方程的求解懈怠问题。

(3) 运动仿真软件solidworks motion的引入。理论力学教学传统学习过程中, 一般教科书中, 直接给出了机构运动简图, 很多同学没有办法理解其机构运动过程, 因此给出的问题多半比较抽象, 根据Solidworks的插件motion可以将各个常用机构以及例题做出运动仿真模型, 化抽象为具体, 印象深刻, 学生能够实实在在的看到其整个运动过程, 便于分析其工作原理。

(4) 网络课堂结合微课堂, 开拓一条学生自主学习的便捷途径。在学院网络学堂平台下, 提供学习理论力学的相关知识资料, 微课堂视频资料等等。学习在任何需要的时候都可以进行在线学习。

4 评价体系的再融合

综合评价体系的引入。将CDIO工程教育模式应用于理论力学课程教学, 注重学生的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四方面能力的培养, 则考核体系应注重学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核, 全面综合评价学生能力。

阶段评价反馈体系的引入。由于项目制的引入, 课程各板块均设置有课程小项目, 最终还有课程三级项目, 则在每一板块均设置评价内容, 而且在每一阶段之后要把成绩反馈给学生, 从而督促其在下一阶段对应的对于个人在各方面表现进行调整。

5 案例分析

以本院2013 级机械设计制造及其自动化专业的两个班级为研究对象, 分别将其定义为1 班和2 班。在教学试验中, 1 班采用传统的理论教学法, 2 班则引入CDIO的教育理念进行改革教学, 即教学环节让学生以团队形式参与各级项目。最终, 分别在两个班级随机选择10 名学生, 进行匿名问卷调查, 检验学习效果。调查问题包括:

(1) 对本课程的学习兴趣如何?

(2) 对课程中的基本理论知识掌握程度如何?

(3) 完成该课程学习后, 实践动手能力是否提高?

(4) 能否独立完成简单的理论力学案例分析?调查结果, 如表1 所示。

从表1 所示结果来看, 引入CDIO教学模式之后的2 班, 从整体学习质量来看, 要高于传统教学模式下的1 班。由此可见, CDIO的工程教育模式, 适用于理论力学的课程教学改革。

6 结论

(1) 以公开课形式展示教学成果。进行了教学改革之后, 理论力学改革课程首先以公开课的形式在全系教师中展开, 各位教师对于这门课程的教改内容, 教改方式, 教改措施各方面都提出了宝贵的意见, 总体对于课程的教改方向比较赞赏。

(2) 教改内容在往届机械专业学生中试讲授。这门课程的教改在往届机械专业年级中进行了试行讲授, 概年级学生大部分都认为新的教学模式, 相比于之前传统的理论教学, 更能够激发他们的学习兴趣, 更能够吸引他们参与到课堂中去。

摘要：针对“理论力学”课程的特点及教学中存在的问题, 本文阐述了将CDIO工程教育概念引入到课程教学改革过程, 优化课程体系, 编写剧本式教案, 增设多种教学手段, 改善教学评价体系。实践证明, 基于CDIO模式的理论力学课程教学改革模式取得了良好的教学效果。

关键词：CDIO,三级项目,教学手段,评价体系

参考文献

[1]王旭.《电机与拖动基础》课程教学研究[J].机电技术, 2013, (4) .

[2]韩小平, 张劲夫, 和兴锁.在新形势下理论力学教学改革的几点思考[J].西北工业大学学报, 2002, (1) .

[3]马志强, 刘利民, 刘志强, 田永红, 李雷孝.基于CDIO教育理念的“web课程设计”课程教学改革[J].内蒙古工业大学学报, 2010, (1) .

[4]张卫伟.设计教学中如何应用项目制[J].南京艺术学院学报, 2010, (4) .

理论力学课程教学改革 篇2

一、《理论力学》教学现状。

理论力学课程由刚体静力学、运动学以及动力学三部分组成，它是工科专业一门重要的专业基础课。扎扎实实地学好这门课，不仅为学好其他专业课打下良好的基础，而且对于将来适应工作需要、进行技术创新也很有帮助。

但是，由于理论力学涉及的内容多，范围广，方法和技巧灵活多变，长期以来，学生对学习理论力学有畏俱情绪，学习积极性不高，兴趣不浓，尤其在应用型本科院校，学生物理、数学基础较薄弱，自学能力和理解能力较差，学习理论力学有很大困难，学生学不懂自然就会放之任之，滋生抵触、厌学情绪，最终造成教师教不会，学生学不懂或不愿学的尴尬局面。

二、《理论力学》教学改革的方案。

X.提高教师自身的业务水平，是提高教学质量的前提。在现代教育中，教师既是知识的传授者又是学生自主学习的引导者、学生能力的培养者、学生创新意识的激发者，教师的思维方式、行为方式、人格力量无时无刻不在影响着学生。因此，教师必须对本学科有扎实的理论知识和较为广博的新知识，要有对当前科学技术的发展、本学科概念和知识的更新深度了解，才能达到不断提高教学质量的要求。

作为理论力学教师应获取当前新兴的本学科与工程实际相结合、机械优化设计的新动态；了解当前理论力学上概念的更新和复合材料的更新；了解当前新兴机器设备的结构计算原理和方法，如多轴数控加工机床的机构运动以及工业机器人的运动计算问题，要努力开阔视野，增长知识，提高个人的业务水平。

X.精心备课、合理安排上课内容。（X）上课之前，“备课”至关重要。俗话说“凡事预则立，不预则废”“不打无准备之仗”。教师在课前除了应该思考哪种教学方式才是学生更容易接受的方式外，还应作好充分的准备，至少得讲起课来胸有成竹，语言流畅，条理清晰。

（X）如何利用好上课这短短的几十分钟，我每次课前都会首先介绍本次上课的大致安排，然后花上Xmin左右来回顾上节课的重点内容，简单谈谈本次教学内容与前面教学内容的关系，最后再向学生讲授本次教学的主要内容，如果时间允许，还应对本次的重点内容做个小结。这样学生学起来更容易，不但复习了前面的内容，还学习了新的内容，觉得一节课很快就过去了，完全没有枯燥的感觉。

（X）上课结束后，教师应该对本次教学活动进行及时的反思，坚持写教学日志，这个过程不能省。比如记下这节课我的成功在哪里，还有哪些不足之处，估计这节课学生能掌握哪些内容，对哪些问题还比较生疏，下节课是否还需要再讲讲等等。

X.采用多样化的教学方法，激发学生兴趣。（X）巧导新课，演染气氛，激发兴趣。教师在上第一次课时，除了突出本门课程的重要性之所在，还应鼓励学生，增强其信心，因为力学看起来枯燥死板，但是只要用心学，就会其乐无穷。新课导入作为课堂教学的第一环，是课堂教学成功与否的关键。课题引入得当，可以集中学生的注意力，引起浓厚的学习兴趣，把学生迅速带入物理情境之中。

例如，在讲授“力偶矩”时，教师可先介绍生活着常见的水龙头开启和关闭的运动分析。通过这节课，可以让学生明白“力偶矩”大小直接决定了水龙头能否开启和关闭。又如在讲授“动量矩守恒”时，可以先在讲台上放一把转椅，让一位同学双脚离地坐在椅子上，然后转动，同时让学生不断伸展和收缩手臂，此时可以看到展开手臂时椅子转慢了，收缩手臂时，椅子则转快了，通过这种生活中的常见现象引入要讲解的内容，可以吸引学生，唤起学生的疑问，从而激发学生的学习兴趣，为下一步教学打下良好的心理基础。

（X）和谐环境，语言风趣，加强互动。课堂气氛是提高教学质量的关键。最为一名优秀的力学教师，要尽量制造宽松、和谐的课题气氛。教师要因材施教，尊重学生，对学习较差的学生要有耐心，允许学生找问题，可以增加课堂讨论，鼓励学生多提问、多讨论，允许学生随时打断讲课来问问题或要求老师把难点重讲或进一步解释。教师要面带微笑的倾听学生对问题的回答，并以眼神、手势等身体语言予以热情鼓励，让学生感觉很受重视，在情感上得到满足，增强学生自信。

教师良好的教学风格以及个人魅力，也很容易激发学生学习兴趣和求知欲，在授课时，可以使用一些恰当的形体语言，语言抑扬顿挫，适当的穿插一些小幽默、小笑话和小故事，也会收到意想不到的效果。总之，教师要不断加强个人修养，要具备健康向上的人格和平易近人的态度，不断的在课上课下与学生进行思想和学术方面的交流，共同发展兴趣爱好，拉近彼此距离，尽量让学生喜欢教师本人，从而喜欢这门课程。教学实践中发现，与教师关系融洽的学生，上课注意力更集中，回答问题也积极，并能认真完成好作业。

（X）用力学知识解释生活实例，活学活用。理论力学是一门很实用的学科，与生产生活息息相关，因此，在理论讲授时，尽量避免枯燥的陈说理论，而是多举些生活中的事例，让理论力学贴近生活，接地气，最好穿插讲一些力学历史，让学生感受到力学就在身边，从而激发学生的学习兴趣。例如将物体的受力分析时，可以利用教室里吊装的电扇，拔河比赛，小鸟的飞行等生活中的现象，建立力学模型，解释常见的力学现象，就会使学生感到学有所用，学而不厌。另外，还可根据授课内容，布置课外作业，让学生自己寻找身边一些与力学相关的生活中的事例。实践中发现，学生对于完成这种作业都很认真，兴趣极高，交作业时都按捺不住成功的喜悦。

（X）利用MATLAB等软件制作力学动画，鼓励学生参与，体验成功的喜悦。对于理论力学来说，单纯的力学知识讲授无疑是单调且枯燥无味的，如果利用MATLAB、ANSYS、Pro/E等工程软件的强大的数值计算和图形处理技术，根据力学模型，结合重要且典型的问题，制作理论力学动画，并在课堂上用多媒体进行演示，既能提高学生对理论力学问题的感性认识，又能极大激发学习兴趣，可谓一举两得。另外，还要鼓励学生也用MATLAB等软件制作力学动画。

理论力学课程教学改革 篇3

【关键词】教学观念 教学内容 教学手段

【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0045-02

理论力学是研究物体机械运动一般规律性的学科，是机械、土木、石油等专业的重要技术基础课，是材料力学、结构力学、弹性力学、岩土力学、流体力学等一系列后续课程的基础，也是学生毕业以后从事专业技术工作的一个重要基础。目前由于理论力学教学课时由原来的72减少到56，独立院校学生理论基础偏弱，学习主动性不高，如何提高教学质量，笔者结合这几年的教学实践对理论力学课程教学模式进行探讨。

1.教学内容整合

1.1整合课程内容

由于理论力学的学时大幅减少，所以教学内容必须要做相应的调整。一方面可删减部分内容，节省课时。对于静力学和大学物理重复的部分如物体重心的概念、物体重心坐标的计算公式等内容可以不做讲解直接使用，对于机械和石油专业的学生桁架部分不用讲解。运动学部分点的运动和刚体的简单运动学生已经学过了，课上只需简单的复习一下即可，重点讲解点的运动合成定理和刚体的平面运动。动力学部分点的运动学问题学生已经掌握，着重讲解质点系的三大定理。 同时为压缩课时数，可结合学生所学专业的特点，调整授课内容的侧重点，将与学生所学专业联系很少或联系不大的内容简单讲解，浅到辙止。

1.2改革例题和习课内容

力学中的概念比较抽象，教师在讲解的过程要注意理论与实际的结合，题目不应过于抽象化，应尽量与力学问题或者学生专业相结合，吸引学生的注意力从而激发其学习主动性。如讲解力偶时可结合汽车方向盘、水龙头的例子，对于土木专业的学生讲解桁架时可列举相关的建筑如埃菲尔铁塔，石油专业的学生讲解动力学问题时结合抽油机的运动来分析。理论与实际的结合有助于帮助学生理解和应用所学的力学知识，能使学生将所学知识与生产实际紧密联系在一起，拓宽了学生的思维方式。

对于理论力学这门课程，学生普遍存在的问题是：定理易懂，习题难做。解题的能力反映学生应用基本理论知识来解决实际问题的能力。教学实践证明学生在学习这门课时的主要问题就在于解题的思路上。这就需要把习题课作为教学改革的一项重要内容。习题课时可以让学生先做然后再讲，这样可以达到事半功倍的效果。教师还可以根据学生作业的情况，把作业中出现的典型错误进行分析和纠正。

2.教学方法改革

在应试教育的影响下，传统的教学方法基本上是注入式教学：老师灌输、学生被动接受。学生为了考试而学习，通过大量的习题演算来通过考试。在这种教学方法约束下，学生的发散性思维和创造性思维得不到培养，也不利于培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题的能力。启发式教学是培养学生创造性的好方法，它的特点是通过引导、启迪，激发学生的学习兴趣和求知欲，使学生独立思考、主动获取知识。

2.1开展讨论式教学

讨论法是在教师的引导下，首先由教师提出问题，然后学生各抒己见，分组讨论，互相学习的教学方法。这使教师有演讲者变为听讲者，而学生变为了主讲者，这个过程可以培养学生独立思考和创新的能力，同时体验了发现真理的过程，真实的提高了学生学以致用的能力。另外还可以根据不同专业学生掌握基础知识的特点，选择学生相对较熟悉的内容，让学生自己备课、讲授和讨论，使学生真正参与到教学环节中。这样既增强了教师与学生的互动性，又提高了学生的学习主动性，培养了学生分析问题、解决问题的能力。

2.2使用现代化教学手段

充分利用多媒体、CAI等现代化教学手段是当前教学改革的重要项目。在理论力学中开展多媒体教学有很多优点，比如涉及到机构的运动问题，由于学生缺乏机械方面的感性认识，理解起来很吃力，而CAI课件可把图像、声音、动画有机地结合起来，增加了视觉效果，节省了板书时间，激发了学生的学习热情。同时还可以借助Matlab，Mthematica等数学软件作为学习工具，辅助课堂教学，使学生通过自主探讨的方式来进行学习。

3.教学观念改变

3.1建立良好的师生关系

教师不能局限于传统的教师权威观，应注重加强和学生的沟通，融洽的和学生相处，对于学生好的意见和建议能做到虚心接受，倾听他们的呼声，了解他们的需求。在宽松和谐的课堂气氛中，学生敢于表达自己的见解，上课不会感到压力，注意力高度集中达到最佳的心理状态。

3.2调节课堂气氛

上课主要是传授知识和文化，似乎师生都应严肃对待。殊不知过于严肃的课堂气氛反而并不能达到最佳的效果。教师节在授课过程中课适当使用幽默诙谐的语言，联系生活实际形象地分析问题，这样既可以调节沉闷的课堂气氛，而且提高了学生的精神，增强了学生的记忆力。例如在讲到运动学中点的复合运动时，学生常常分析不清三种运动，教师可以让学生想想自己坐在一辆公交车上，公交车即为东系，人在公交车上行走即为动点，这样学生就能很轻松的分析出三种运动，从而得出速度和加速度分析图。

4.结语

针对独立学院理论力学课程的特点和现状，对理论力学课程的教学内容、教学方法与教学观念等方面进行了分析与探索。通过研究结果，希望能够提高课程的教学质量，使学生真正有效地掌握理论力学知识。作为一门重要的专业基础课，理论力学教学质量是需要不断地探索与实践来提高的。

参考文献：

[1]万玲，司鹄.理论力学教学与学生综合能力培养[J].重庆大学学报，2001（3）：103-105

[2]刘百来.少课时理论力学课程教学模式的探索[J].高等建筑教育，2010（4）：81-83

理论力学课程教学改革 篇4

《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。因此, 教师应选择难易适中的知识内容作为小组讨论的主题。目前《理论力学》教材一般包括三方面知识:静力学、运动学和动力学, 每部分内容又分若干小节, 每个小节的知识内容难易程度各不相同。如在静力学部分, 包含的知识点有静力学概念及公理、力系的等效及简化、力系的平衡、桁架静力分析与摩擦平衡分析等内容。静力学部分选择学生小组讨论内容时, 教师尽可能避开“力系的等效及简化”这部分内容, 这是由于此部分内容理论知识较多, 不经教师讲解学生难以自行理解掌握。同时这部分知识内容包含的公式推导也较多, 没有一定相关知识积累不易理解, 所以这部分内容不适合学生小组讨论学习。在静力学这部分内容中, 教师可选择“平面静定桁架的静力分析”这一小节作为学生的小组讨论内容。这是因为平面静定桁架的静力分析主要应用前面所学过的刚体系统的平衡知识, 同时这部分内容相对来说公式推导比较少。在学习过刚体系统的平衡问题相关知识后, 学生完全可以将所学平衡问题分析的相关理论知识应用到静定桁架分析和计算中去, 所以静力学选择这部分内容作为学生小组讨论内容是合适的。再如, 在《理论力学》课程运动学这一部分内容中, 教师最好不要选择点的速度合成及加速度合成知识内容作为学生小组讨论的内容。这是因为点的速度合成及加速度合成知识与前面所学知识内容关联不多, 对学生而言, 几乎是新的知识点。此外, 这一部分知识内容也非常重要, 是运动学部分的重点和难点。点的速度合成及加速度合成内容理论多、概念多, 并且知识点内容相对抽象, 不适合学生分组讨论学习。对于运动学部分, 教师可以选择“平面图形上各点的速度分析”作为学生小组讨论的内容, 因为这部分内容主要以点的速度合成知识为基础, 是点的速度合成知识在刚体运动中的应用, 所以选作学生小组讨论的内容是合适的。对于《理论力学》的动力学部分, 教师可以选择“质点系的动能与刚体的动能”这一节作为学生小组讨论的内容, 这是因为这部分内容在《大学物理》这门课程中已经初步学习过, 学生相对而言比较熟悉, 且这一小节涉及到的理论知识相对较少, 所以比较适合学生小组讨论学习。

2. 分组讨论。

将学生按学号进行分组, 并至少提前一周将所讨论章节内容告知学生, 这样学生可以在课余时间准备所讨论章节的知识内容。小组讨论环节主要由学生自主完成。为保证小组讨论过程的质量, 可采取组长负责制, 组长可由班长或学习委员担任。在进行学生小组讨论前, 要求组长制订小组讨论的详细计划, 包括小组讨论的时间、地点、次数, 以及每次讨论的主要问题等, 这样便于教师进行抽查和指导, 保证学生小组讨论的质量。除此以外, 由于学生小组讨论环节在课余时间完成, 为确保每个学生都能积极参加, 教师应对学生小组讨论成果提出要求。例如, 教师可要求组长提供小组讨论过程中的有关资料, 如小组讨论时的照片、讨论记录等。小组讨论环节主要目的在于改变传统的“填鸭式”教学模式, 使每个学生都能主动去学习和思考问题, 并增加学生在学习中的趣味性, 提高学生之间的沟通交流能力。小组讨论后学生要形成对所讨论章节知识内容的理解和认识以及讨论中发现的问题。讨论环节完成后, 针对讨论主题, 小组要形成完备的PPT文件, 并推选出小组讨论汇报人, 以便课堂上向其他学生汇报讲解本小组的讨论成果。

3. 学生汇报。

在学生小组讨论环节完成后, 教师合理安排课堂时间, 按照小组讨论章节内容的难易程度, 进行小组讨论成果的课堂汇报讲解环节。在学生课堂汇报讲解前, 教师应对学生小组讨论后提交的PPT成果进行审查和把关。教师课前要与学生汇报人进行沟通和探讨, 帮助学生汇报人理清思路, 掌握学生课堂汇报讲解时间, 从而提高学生课堂上讲解和汇报的效率。

例如在静力学“平面静定桁架的静力分析”部分, 我们安排每小组汇报讲解20分钟。这样按照我校一节课40分钟, 可以安排两个小组进行汇报讲解。学生汇报讲解的内容包括小组讨论中所形成的章节知识要点、例题及存在的难点等。

4. 释疑点评。

学生讲解汇报完成后, 教师对学生课堂讲解章节内容释疑和点评是本教学模式的重要环节。学生在经过小组讨论后, 可能对所讨论章节知识点仍存有疑问, 或是对所讨论知识点的重点归纳有所疏漏。此时, 教师应在学生课堂讲解汇报环节结束后, 及时对学生讲解汇报中存在的疑难问题进行释疑。对于学生疏漏的知识点, 及时进行补充和强调。在这个环节中, 应充分发挥教师的主导作用。例如, 对“平面静定桁架的静力分析”这部分的章节内容, 在学生课堂讲解汇报环节中发现, 学生对零力杆的判定这一部分内容存有疑问, 理解深度不够, 有一个小组在汇报中甚至未提到零力杆的判定问题。而零力杆的判定是进行平面静定桁架静力分析的首要环节和关键环节, 对于简化平面静定桁架静力分析计算过程起到重要作用, 这部分知识内容不能忽略。因此在学生讲解完成后, 教师应及时对零力杆判定内容进行释疑和重点讲解。通过这种学生课下小组讨论、课堂讲解汇报的形式, 教师可以及时发现学生在学习过程中所遇到的问题, 从而在课堂上能够对学生学习中的不足和疑惑及时点评。由于具有针对性, 因此教师的讲解可以做到有的放矢, 同时也使学生对这一知识点的理解更加深刻。

5. 巩固、检查及考评。

此环节为本教学模式改革的最后一个环节。巩固、检查以课后作业为主。对学生课后作业进行批阅, 了解学生对所学知识的掌握情况, 并可以检验这种教学改革模式的效果。通过对学生作业完成情况统计对比发现, 学生对于进行新的教学形式讲授的章节内容, 即进行了“学生小组讨论—课堂讲解汇报—教师释疑教学”环节后, 学生作业完成情况明显好于其他章节。同时, 对参与小组讨论活动的学生进行考评, 考评结果计入平时成绩。按照学校要求, 《理论力学》课程最后总成绩由两部分构成:一是期末闭卷考试成绩 (占总成绩的70%) ;二是平时课程成绩 (包括课后作业、平时小测试、课堂出勤、课堂回答问题及小组讨论等, 占总成绩的30%) 。通过对参与小组讨论活动学生进行考评, 充分调动学生参与小组讨论、课堂讲解汇报的积极性, 促使本教学改革实践活动更好的开展。

三、结语

《理论力学》是多数工科院校的一门重要专业基础课。对于土木、机械、交通工程等专业的学生来说, 这门课程学习的好坏, 将直接影响后续专业课的学习, 是不可忽视的重要课程。然而, 由于《理论力学》课程本身偏难、知识点多, 造成目前学生普遍厌学, 学习兴趣不足。基于此, 本文提出一种新的教学形式, 即学生小组讨论—课堂释疑及点评—效果巩固及检查, 并积极进行了新的教学模式的尝试和检验。经过本教学改革实践活动发现, 这种教学模式能够有效提高学生的学习兴趣, 激发学生学习的主观能动性, 提高学生的学习效率和学习成绩。

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

参考文献

[1]范钦珊, 陈建平.理论力学[M].北京:高等教育出版社, 2010.

[2]苏禾.对学生进行科学方法教学的几点体会——在理论力学教学中[J].力学与实践, 2012, 34 (3) :78-80, 94.

[3]宋少云.在理论力学教学中采用协作学习的改革实践研究[J].力学与实践, 2013, 35 (3) :85-86.

[4]盛国刚, 邓军, 李学罡.理论力学素质教育的探讨与实践[J].大学教育, 2014, (3) :113-114.

[5]徐小丽, 金春花.理论力学教学改革研究[J].教育教学论坛, 2015, (2) :97-98.

工程力学课程教学大纲 篇5

一、简要说明

工程力学是一门面向工科专业开设的专业基础课程。本大纲主要是为土木建筑类专业编写的，其它开设《工程力学》课程的专业也可参照本大纲。本大纲的计划学时数为90学时。

二、课程的性质、地位和任务

工程力学是一门理论性、系统性较强的专业基础课，是后续其它各门力学课程和相关专业课程的基础，同时在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用。本课程的任务是使学生能够对物体及简单的物体系统进行正确的受力分析、画出受力图并进行相关计算；掌握受力构件变形及其变形过程中构件内部应力的分析和计算方法，掌握构件的强度、刚度和稳定性分析理论在工程设计、事故分析等方面的应用，为经济合理地设计构件提供必要的理论基础和计算方法，并为有关的后续课程打下必要的基础，而且，通过学习工程力学可以有效培养学生逻辑思维能力，促进学生综合素质的全面提高。

三、教学基本要求和方法

1、基本要求

（1）静力学部分

理解静力学的基本公理和基本概念，能够对物体及简单的物体系统进行正确的受力分析、画出受力图并进行相关计算。对平面一般力系的平衡问题，能熟练地选取分离体和应用各种形式的平衡方程求解。求解物体系统的平衡问题是静力学的重点。

（2）材料力学部分

对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识，具有将杆类构件简化为力学简图的初步能力，能分析杆件的内力，并绘出相应的内力图，能分析杆件的应力、位移，进行强度和刚度计算，并会处理简单的一次超静定问题，对应力状态理论与强度理论有初步的认识，并能进行组合变形下杆件的强度计算，能分析简单压杆的临界载荷，并进行稳定性校核等计算。

2、教学方法

采用课堂讲授（含讨论课），并安排适当的课外作业，同时积极引导学生自学。

四、授课教材和主要参考书目 授课教材：

1.重庆建筑大学．理论力学（建筑力学第1分册）．北京：高等教育出版社，2006 2.干光瑜，秦惠民.材料力学（建筑力学第2分册）.北京：高等教育出版社，2006 主要参考书目：

1.王 铎．理论力学解题指导及习题集．北京：高等教育出版社，2002． 2.苟文选．材料力学导教、导学、导考．西安：西北工业大学出版社，2002 3.赵志岗．材料力学学习指导与提高．北京：北京航空航天大学出版社，2003 4.范钦珊．工程力学．北京：高等教育出版社，2000 5.孙训方．材料力学．北京：高等教育出版社，2002

五、教学内容及学时分配

本课程计划总学时数为90学时，具体分配如下。

第一篇

静力学(20学时)

绪论(1学时)1 目的要求

了解国内外力学发展史及概况，并对其发展与展望作简单介绍，激发学生学习兴趣。2 要点

(1)工程力学课程的性质、任务和要求

(2)力学在科技发展与工程应用中的作用与地位

(3)国内外力学发展与展望简介 第一章

静力学基本知识与物体的受力分析(3学时)1 目的要求

理解静力学的基本概念和基本公理，并能对物体进行正确的受力分析并画出受力图。2 要点

第一节

基本概念

1．力、刚体、力系、平衡 2．静力学研究的两个基本问题 第二节

静力学公理

1．力的平行四边形法则 2．作用与反作用定律 3．二力平衡公理 4．加减平衡力系公理

5．推论(力的可传性、三力平衡汇交定理)第三节

约束与约束反力 1．柔索约束

2．光滑接触表面约束 3．光滑圆柱铰链约束 4．链杆约束 5．固定铰支座 6．可动铰支座 7．轴承 8．球铰链

第四节

物体的受力分析和受力图 1．受力分析

2．画受力图的步骤与方法 第二章

汇交力系(2学时)1 目的要求

掌握平面汇交力系合成的几何法和解析法。2 要点

第一节

汇交力系合成与平衡—几何法 1．合成的几何法—力多边形法则 2．平衡的几何条件

第二节

力在坐标轴上的投影 1．力在轴上和平面上的投影 2．力在直角坐标轴上的投影 3．投影与分力的比较

第三节

汇交力系合成与平衡的解析法 1．合成的解析法

2．平衡的解析条件—平衡方程 第三章

一般力系的简化(7学时)1 目的要求

掌握平面一般力系的简化方法。2 要点

第一节

力对点之矩

1．平面力系中力对点之矩

2．平面汇交力系合力之矩定理 第二节

力对轴之矩 1．力对轴之矩的概念

2．力对直角坐标轴之矩的解析表达式

第三节

力偶及其性质

力偶系的合成与平衡 1．力偶

2．力偶的性质 3．力偶系的合成 4．力偶系的平衡 第四节

力向一点平移 1．力的平移定理

第五节

平面一般力系的简化 1．简化中心 2．主矢和主矩 3．简化结果分析 4．固定端约束

第六节

物体的重心、质心与形心 1．重心及重心坐标公式 2．质心及质心坐标公式 3．组合法求形心

第四章

一般力系的平衡(7学时)1 目的要求

掌握平面一般力系的平衡方程和滑动摩擦定律，并能用它们求解物体系统的平衡问题。2 要点

第一节

空间一般力系的平衡方程 1．空间一般力系的平衡条件 2．空间一般力系的平衡方程 第二节

平面一般力系的平衡方程 1．平面一般力系的平衡条件 2．平衡方程的几种形式 3．特殊情形

第三节

一般力系平衡方程应用举例 1．求解单个物体平衡问题的要点 2．相关例题

第四节

物体系统的平衡

1．物体系统平衡问题的解题要点 2．相关例题 第五节

滑动摩擦 1．静滑动摩擦定律 2．动滑动摩擦定律 3．摩擦角与自锁现象

4．考虑摩擦时物体的平衡问题 第六节

静定与静不定问题的概念 1．静定问题 2．静不定问题

第二篇

材料力学(70学时)

第一章 绪论（2学时）

1、目的要求

明确材料力学的研究对象和任务，掌握变形固体的基本假设，了解杆件变形的基本形式，学习方法等。

2、要点

第一节 材料力学的研究对象，主要任务及研究方法 1.材料力学的研究对象 2.材料力学任务 3.材料力学研究方法

第二节 材料力学的基本假设 1.材料力学的基本假设

第三节 了解杆件变形的基本形式 1.基本变形形式 2.组合变形

第四节 内力 截面法 应力 应变 1.内力的概念 2.截面法

3.应力与应变的概念

第二章 轴向拉伸、压缩（8学时）

1、的要求

掌握求杆件轴力的截面法，熟练画出轴向拉压杆的轴力图；会应用强度条件对轴向拉压杆件进行强度计算；掌握胡克定律及其应用，会计算轴向各拉压杆件的轴向变形；了解超静定的概念，会解简单的一次拉压超静定问题；了解低碳钢和铸铁在拉伸、压缩时的基本力学性质。

2、要点

第一节 轴向拉伸和压缩及工程实例 1.轴向拉伸和压缩的概念

2.工程实例: 机构连杆、螺栓、桁架、房屋立柱、桥墩 第二节 轴向拉压杆的内力·截面法 1.轴向拉(压)杆的内力——轴力 2.截面法求轴力 3.轴力图的绘制

第三节 轴向拉压杆的应力 1.应力的概念

2.轴向拉压杆横截面和斜截面上的应力 第四节 轴向拉压杆的变形·胡克定律 1.纵向变形,横向变形,线应变 2.胡克定律

3.弹性模量,抗拉（压）刚度,泊松比 第五节 材料拉伸、压缩时的力学性质 1.低碳钢的拉伸试验概述

2.应力应变曲线图及其特征点(比例极限,弹性极限,屈服极限,强度极限)3.铸铁的拉伸试验概述

4.低碳钢和铸铁的压缩试验概述及应力应变图 第六节 许用应力、拉压强度条件 1.许用应力的确定 2.拉压强度条件

第七节 简单拉压超静定问题 1.静定问题与超静定问题概念 2.超静定问题的解题思路

3.简单拉压超静定问题解法举例 第三章 剪切和挤压的实用计算（2学时）

1、目的要求

会对铆钉等连接件进行受力分析和进行剪切与挤压的强度计算；了解剪切胡克定律和剪应力互等定理。

2、要点

第一节 剪切和挤压的实用计算 1.剪切和挤压的工程实例 2.剪切和挤压的受力特点

3.名义切应力的计算,剪切强度条件 4.有效挤压面积,挤压强度条件

第二节 拉（压）杆连接部分的强度计算 1.连接处破坏三种形式

2.拉（压）杆连接部分的强度计算 第三节 剪切胡克定律和剪应力互等定理 1.剪切胡克定律介绍 2.剪应力互等定理介绍 第四章 扭转（8学时）

1、目的要求

会用截面法求杆件横截面的扭矩，熟练画出杆件的扭矩图；会计算圆杆扭转时横截面上的剪应力和对杆进行强度计算；会计算圆杆扭转时横截面的扭转角和对杆进行刚度计算。

2、要点

第一节 扭转·扭矩和扭矩图 1.扭转的受力与变形特点

2.功率、转速与力偶矩之间的关系 3.扭矩的概念 4.扭矩图的绘制

第二节 圆轴扭转时的应力·强度条件 1.圆轴扭转时的应力计算 2.剪切弹性模量 3.极惯性矩 4.扭转强度条件

第三节 圆轴扭转时的变形·刚度条件 1.相对扭转角的计算 2.抗扭截面模量 3.抗扭刚度条件

第四节 简单的扭转超静定问题 1.扭转超静定问题概述

2.简单的扭转超静定问题解法举例 第五章 梁的内力（6学时）

1、目的要求

会用直接计算法求梁任意横截面的剪力和弯矩；会列梁的剪力方程和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图；掌握弯矩、剪力、荷载集度间的关系及由此得出的剪力图和弯矩图的一些规律；掌握画剪力图和弯矩图的叠加法和简便法。

2、要点

第一节 工程中的弯曲问题 1.平面弯曲的概念 2.平面弯曲的工程实例 第二节 梁的内力 1.梁的内力求法 2.梁的内力符号约定 第三节 剪力图和弯矩图 1.剪力图的绘制 2.弯矩图的绘制

第四节 利用弯矩、剪力、荷载集度间的关系绘内力图 1.弯矩、剪力、荷载集度间的关系推导

2.利用弯矩、剪力、荷载集度间的关系作内力图的方法 3.简便方法绘内力图举例 第六章 截面的几何性质（2学时）

1、目的要求

了解静矩、惯性矩、惯性积、主轴、形心主轴、主惯性矩和形心主惯性矩的定义；会计算矩形和圆形截面的形心主惯性矩；正确应用惯性矩的平行移轴公式，会计算简单组合截面的形心主惯性矩。2 要点

第一节 静矩、惯性矩、惯性积 1.静矩的概念 2.惯性矩的概念 3.惯性积的概念

第二节 惯性矩的平行移轴公式 1.惯性矩的平行移轴公式推导 第三节 简单组合图形惯性矩的计算 1.简单组合图形惯性矩的计算方法 2.简单组合图形惯性矩的计算举例 第七章 梁的应力与强度计算（8学时）

1、目的要求

正确使用弯曲正应力公式，熟练计算梁上各点的弯曲应力，并掌握弯曲正应力强度条件及其应用；学会计算矩形截面、工字形截面和圆形截面上的弯曲正应力，并掌握切应力强度条件及其应用；了解提高梁的抗弯强度的措施及选择合理截面。

2、要点

第一节 梁的正应力 1.纯弯曲的正应力公式 2.抗弯截面模量 3.纯弯曲理论的推广

第二节 梁的正应力强度条件 1.梁的正应力强度条件

2.梁的正应力强度条件应用举例 第三节 梁的剪应力 1.梁的剪应力公式 2.梁的剪应力计算举例

第四节 梁的合理截面形状及变截面梁 1.梁的合理截面形状 2.变截面梁

第八章 梁的变形（8学时）

1、目的要求

了解挠度与转角间的关系和梁的挠曲线近似微分方程；会用叠加法求梁的某些特定截面的转角和挠度；了解梁的刚度条件。

2、要点

第一节 挠度和转角 1.平面弯曲梁的挠度 2.平面弯曲梁的转角

第二节 挠曲线的近似微分方程 1.挠曲线的近似微分方程的建立 第三节 积分法计算梁的位移 1.计算梁的位移的积分法 2.积分法计算梁的位移举例 第四节 叠加法计算梁的位移 1.计算梁的位移叠加法 2.叠加法应用举例 第五节 梁的刚度条件 1.梁的刚度条件

2.梁的刚度条件应用举例 第六节 超静定梁 1.超静定梁的概念 2.超静定梁的解法举例

第九章 应力状态和强度理论（8学时）

1、目的要求

了解应力状态的概念及其研究方法；会从具体受力杆件中截取单元体并标明单元体上的应力情况；会计算平面应力状态下斜截面上的应力及主应力；了解空间应力状态的概念和空间应力状态下三个主应力б

1、б

2、б3；掌握广义胡克定律，会计算复杂应力状态下的线应变或正应力；了解强度理论的概念，会应用强度理论对杆件进行强度校核。

2、要点

第一节 应力状态的概念 1.主应力的概念 2.主平面的概念 3.主单元体的概念 4.应力状态的分类

第二节平面应力状态分析——解析法 1.解析法概述

2.主应力和主平面的方位

3.剪应力的极值及其所在的平面的方位 第三节平面应力状态分析——图解法 1.应力圆方程 2.应力圆的作法 第四节 广义虎克定律 1.广义虎克定律介绍 第五节 强度理论

1.第一强度理论介绍 2.第二强度理论介绍 3.第三强度理论介绍 4.第四强度理论介绍

第十章 杆件在组合变形时的强度计算（8学时）

1、目的要求

了解组合变形的概念，会将组合变形问题分解为基本变形的组合；会分析斜弯曲、拉（压）弯、偏心拉伸（压缩）等组合变形杆件的内力、应力和对杆件进行强度计算；会应用强度理论对弯扭等组合变形杆件进行强度校核。

2、要点

第一节 组合变形的概念 1.组合变形的概念 2.常见的组合变形

3.组合变形的一般研究方法 第二节 斜弯曲 1.斜弯曲的概念 2.斜弯曲问题解法 3.中性轴

第三节 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 1.拉伸（压缩）与弯曲的组合变形概念 2.拉伸（压缩）与弯曲的组合变形解法 第四节 偏心拉伸（压缩）1.偏心拉伸（压缩）2.偏心拉伸（压缩）解法 3.截面核心

第五节 弯曲与扭转的组合变形 1.弯曲与扭转的组合变形

2.弯曲与扭转的组合变形的解法 3.相当应力

第十一章 压杆稳定（8学时）

1、目的要求

掌握压杆稳定的概念；了解临界力和临界应力的概念；掌握欧拉公式，会计算压杆的临界力和临界应力；了解柔度的物理意义，掌握柔度在压杆稳定计算中的应用。会应用稳定条件对压杆进行稳定计算。

2、要点

第一节 压杆稳定的概念 1.平衡稳定性的概念 2.压杆稳定的概念

第二节 细长压杆的临界力

1.两端铰支细长压杆的临界力计算公式推导 2.细长压杆的临界力普遍公式——欧拉公式 3.长度系数

第三节 临界应力、欧拉公式的适用范围 1.细长压杆的临界应力计算公式 2.压杆的柔度

3.欧拉公式的适用范围

第四节 三类压杆、临界应力总图 1.三类压杆的概念 2.临界应力总图

第五节 压杆的稳定性校核 1.压杆的稳定条件 2.稳定安全系数 3.折减系数

4.压杆稳定条件的应用 5.试算法

第六节 提高压杆稳定性的措施 1.减小压杆长度

理论力学课程教学改革 篇6

【关键词】理论力学 师资队伍 教学条件 教学内容 教学方法与手段 教学效果

【中图分类号】O31 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0026-01

《理论力学》是工科各专业的一门理论性较强的、重要的学科基础课。本文试从以下五个方面着手，探讨独立学院机械类专业《理论力学》的课程建设方法：

1.师资队伍建设

1.1师资队伍结构

抓好课程建设，提高教学水平，必须有一支强的师资队伍做支撑。教师要充满活力、基础理论扎实、专业知识渊博、素质好、责任感及教学能力强。除了讲授理论力学，还要能担任本学科相关课程教学与科研工作。这对保证教学质量奠定了坚实基础。

1.2 师资培养

重视梯队建设，注重年轻教师的培养与提高，完善师资队伍梯队建设机制。比如通过多次对不同章节内容的试讲，组织其他老师分析讨论讲课中存在的问题，并从教案，习题到讲课等各个环节进行综合评定，指出改讲的方法。另外，通过观摩优秀老教师的教学等形式，使年轻老师尽快熟悉本课程的教学内容和改进教学方法，提高教学质量。

2.教学条件建设

2.1教学大纲等教学文件

由于现行《理论力学》教材中有较多内容与《高中物理》及《大学物理》中的力学知识重叠，因此需要重新调整教学内容。教材选用的是21世纪高等学校教材《理论力学》。总课时定为56学时，笔者及时修订教学大纲，精心选择教材内容，合理安排章节顺序，令其更加符合我校的教学实际。并根据教学需求及时修订教学大纲、教学计划、教案等文件。

2.2教材建设

教材建设是课程建设的必要组成部分和重要载体，优先选用合适的教材是非常必要的。在教材的选用上，我们曾经选用过其他兄弟院校和专家学者所编著的《理论力学》教材和参考书。

2.3课件、习题集、试题库建设

多媒体课件按章节编写，重点突出，条理分明！内容不是一版一版的展出，而是以自定义动画的形式展出。灵活，不机械。重点的部分，以红色字体标出，让学生能清楚知道哪些内容是需要掌握的。内容也多用图片和FLASH动画来讲解，减少文字，灵活又生动。既可以吸引学生的注意力，又能让他们加深印象。

3.教学内容建设

针对独立学院中《理论力学》“理论课时”少，并且《理论力学》中相当多的内容与大学物理中的力学部分重复，有的甚至高中物理中都已涉及的特点，我们需调整教材内容。独立学院的学生基础知识薄弱，故教材必须针对专业培养目标并且结合学生特点，有针对性地选择，同时对教学内容还要进行取舍。我们选用的是武汉理工大学的李卓球等教授编写的《理论力学》（第2版）。在保持基本内容不变的前提下，考虑到教学课时的限制，我们对部分教学内容进行了精简，并删减了个别章节如拉格朗日方程、达朗贝尔原理、虚位移原理等章节。

在当前学时较少的限制条件情况下，加强静力学内容的讲解与练习，对机械系各专业，后续材料力学的学习影响非常大。因此，在对平面汇交力系、力偶系、平面平行力系等特殊力系的讲授，不光要讲概念，还要进行理论推导与数学运算。重点放在讲解受力分析，平面力偶系，平面汇交力系，平面任意力系的简化与平衡方程上。对于空间力系，花2个学时来讲解。加强学生进行受力分析，画受力图的能力，以及对平面任意力系工程问题的求解能力。

运动学的内容中，点的运动和刚体的简单运动与大学物理中的内容基本是重复的。因此，将这两章内容进行简单讲解。重点放在讲解点的合成运动和刚体的平面运动上。这两章内容是很多学生学起来感觉到困难的地方。在点的合成运动中，重点讲清楚三种运动：绝对运动、相对运动、牵达运动以及牵连点的概念、运动分解以及和点的合成运动的区别与联系。并将点的合成运动和刚体的平面运动的速度、加速度求解方法进行比较和区分，以使学生能清楚将运动机构中各构件的运动区分开来。

动力学的内容重点讲动力学的基本方程。动量定理、动量矩定理、动能定理和大学物理中重合的小部分的内容少讲。但要求学生掌握其计算方法，能熟练地选择和运用这些定理来求解质点、质点系、物体、物体系的动力学问题。

4.教学方法与手段

4.1现代化教学手段与传统手段相结合

在《理论力学》教学过程中，我们大量地使用了多媒体等现代化教学手段，其生动形象，节省写板书的时间。在教学中我们发现，多媒体等现代化教学手段与传统的黑板，粉笔及模型教具是相辅相成的。需要灵活地将各种传统的和现代化的教学手段相结合。

4.2互动式的教学

互动式教学方法能够激发学生的学习兴趣，发挥其主观能动性。为了调动学生学习的积极性，我们认真策划如何能使所讲知识既能让学生掌握，又能使其主动参与到课堂教学来。我们采用老师提问学生回答的方式，或者请学生提前预习上讲台试讲的方式以实现教与学有机的结合。这使教学气氛变得活跃，实现教学相长。

4.3简化公式的推导

针对独立学院学生基础知识薄弱的特点，我们将课程中一些复杂的公式推导采用一些简单的模型加以推导，这样可以使学生从复杂的公式推导中解放出来，不会对此门课产生厌学情绪。节省出的时间我们可以多讲解一些典型的例题，加深学生对问题的理解和掌握，提高学生的学习积极性。

4.4重复讲解有利于记忆的加深

由于独立学院学生整体水平有限，课后用于学习的时间不多，故对《理论力学》的掌握程度不高。故我们在每次讲授新知识之前，对上一堂课的内容进行简短的复习，并对典型的题目进行讲解分析以起到加深记忆的作用。

4.5课后答疑

为了巩固课堂知识、加强课后复习和练习，及时解决学习过程中的疑惑，我们每周安排一次答疑时间。不论学生所提出的问题质量如何，我们都以饱满热情对待他们，让学生听懂。

5.教学效果

通过两年的课程建设，我们的教师队伍年龄结构、学历结构及职称结构合理，教师能积极参与课程建设相关研究工作。教学条件建设有成效，教材、大纲、教案、电子课件指导书等资料齐全，满足教学的需要。教学内容方面，经过多次讨论分析，确定主要内容，突出重点，合理组织，使教学效果更加良好。不断优化课程教学模式，改革课程教学内容。学生通过本门课程的学习，可以应用本课程的理论和方法解决一些简单的工程实际问题，提高其独立分析问题、解决问题的能力。并为后续各力学课程及专业课程的学习奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]李卓球，侯作富等.理论力学.第二版.武汉：武汉理工大学出版社，2011：2.

作者简介：

理论力学课程教学改革 篇7

一、《理论力学》课程教学现状及存在的问题

该课程的第一部分内容为静力学, 主要是学会受力分析以及对平衡问题的分析。在近年的实际教学过程中, 学生的反馈意见表明, 该部分内容难度系数较低, 其中涉及到的一些抽象概念, 学生一般能掌握, 对概念的理解难度不大。第二部分运动学, 出现一些非常抽象的概念, 如运动合成。由于学生长期的思维定式, 对于牵连点位于动的刚体 (动系) 上能理解, 而对于牵连点不在动的刚体 (动系) 上时, 普遍存在理解障碍。第三部分内容动力学, 是建立在前两部分内容的基础上的, 如前两部分的内容掌握不好, 那势必影响动力学的学习。《理论力学》课程强调理论的系统性、科学性、严谨性。课程教材以及课程习题都非常重视这一体系, 然而, 对于工科类学生, 教材与课程联系实际工程并不够。学生难以理解学习的意义与目的, 不利于培养学生科学的思维方式。《理论力学》课程的体系相对简单, 本质上就是学习牛顿运动定律。由于力学课程本身的逻辑性和严谨性。很多习题的解法都是程式化的。这使得学生总是处于被动地位, 不求甚解地记忆固定的解题模式, 这种教学方法不利于学生培养科学的思维模式以及分析问题、解决问题的能力。综上, 结合笔者的实际教学经验, 目前《理论力学》课程主要存在的问题包括有:对过于抽象的概念不好理解;联系实际不够紧密, 不能激发学生学习兴趣等。

二、《理论力学》教学改革的思索和探讨

针对上述问题, 我们开展了以下的工作:

1. 结合工程案例, 激发学生的学习兴趣。

学生普遍是具有好奇心、喜欢接受新鲜事物的。在讲授力学知识时, 结合实际案例, 提出力学问题, 有助于激发学生对所学知识的兴趣, 使学生乐于思考问题, 并提高学生对实际问题的建模和分析计算能力。本院学生参加工作后, 要长期从事房屋建设、地质工程建设等方面的工作。因此在教学中, 结合这些工程问题, 讲解真实案例会起到良好的效果。例如在讲解静力学问题时, 我们讲解了一个悬臂式抗滑桩的设计过程。让学生直观地看到, 了解物体的受力情况, 对结构的安全设计的重要意义。结合该案例, 讲解了工程中使用不平衡推力传递法来确定滑坡推力的原理, 让学生直观地认识平衡问题以及平衡方程。此外, 在讲解工程案例时, 要尽量激发学生对实际工程问题的思考。例如在讲解静不定问题时, 让学生自己去思考:为什么在实际工程中, 对已经静定的结构, 还需要施加额外的约束?这些工程案例教学一方面激发了学生的兴趣, 另外一方面, 在讲解的过程中, 让学生进行思考, 让学生自发地进行科学思维的锻炼。当然, 教师在讲解课程的过程中, 不能只注重知识内容的灌输, 应该激发学生的思考。这种激励、启发式的教学, 要求我们完善自身的知识系统, 也要求我们自身对工程问题有一定的认识。

2. 加强概念理解, 揭示其物理意义, 淡化其公式推导。

淡化公式推导不代表不重视公式推导, 只是在讲授课程中, 淡化数学符号, 注重学生理解物理背景, 理解其物理意义。我们所面对的学生主要是工科学生, 理论力学课程对学生来说, 技术基础课的特点更突出。针对这种特点, 我们在讲解概念、讲解公式以及进行公式推导时, 更要注重学生对物理意义、物理背景的理解。例如, 静力学中物体的平衡问题以及运动学中关于科氏加速度的理解, 这些公式的推导、公式的表达本质都是数学知识。在掌握了高等数学的知识后, 基本都能对这些公式进行推导。然而, 还是有学生反映概念太过抽象, 不能很好地理解。因此在教学中, 我们详细讲解力改变物体运动状态的物理意义。学生经过自主地思考就能发现, 平衡方程的两个投影方程物理意义是物体在受力平面内的两个正交方向移动的运动状态不发生变化, 力矩方程的物理意义在于物体转动的运动状态不发生改变。学生把现实中看到的平衡以及数学表达的平衡方程相互关联, 并理解两者之间的充分必要性。对于科氏加速度, 我们通过动画、图片以及对一个特殊运动的分解, 详细讲解了为什么会出现这个额外的加速度, 其出现的原因、物理意义等, 并用真实的案例对这个物理量所引发的自然现象进行解释, 帮助学生进行理解。

3. 多样的教学手段, 丰富的课外活动, 培养学生的科学思维能力。

采用多媒体教学, 增强教学的直观性、形象性和生动性。把一些难以理解的内容做成动画、图片形式, 帮助学生理解。例如, 在运动学的教学过程中, 学生反馈:对于教材中出现的杆件、轮系结构, 不能理解它的运动模式;另外, 在现实中也看不到教材中那些传动机构。基于此, 我们讲解了现实中的机械, 例如瓦特蒸汽机。通过讲解它的运作原理, 让学生能够理解实际的结构与计算简图之间的转化。另外, 使用多媒体的动画或图片, 让教材中的轮系、杆件等传动机构动起来, 从而帮助学生理解它们的运动模式。为了培养学生的科学思维能力, 我们开展一系列的课外活动, 如创新实验设计、结构设计等[4]。充分调动学生的热情, 让他们真实感受力学的魅力。另外, 让学生去解决一个真实的工程案例, 让学生自主地思考、动手, 发现问题并解决问题, 最终收获成功的快乐。

《理论力学》课程最重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力, 并让我们的同学们开始进行科学的思考。因此, 我们摒弃传统的呆板的教学模式, 运用创新的思维理念对课程改革进行探讨和尝试。通过教学实践证明, 上述的教学内容、教学方法的尝试已取得了一定的效果。

摘要：针对目前《理论力学》课程的教学过程中存在的一些问题, 从优化教学内容、教学方法以及教学手段等方面提出了该课程教学改革的一些有利措施。

关键词：理论力学,教学改革,教学方法

参考文献

[1]张建民, 白景岭.理论力学 (上、下册) [M].中国地质大学出版社, 2001.

[2]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].北京:高档教育出版社, 2009.

[3]郭俊辉, 曹旭华, 王富忠.案例教学效果的最优模型探索[J].高等工程教育研究, 2010, (3) :140-144.

理论力学课程教学改革 篇8

一、理论力学教学的现状与存在问题

近年来,随着通识教育理念不断深入,理论力学课程的课时量较前些年大幅减少,特别是独立学院学生,理论基础不是很扎实,对于理论抽象化的过程难以理解,进而影响到后续材料力学、机械设计等课程的学习。具体而言,主要存在以下问题:学生对本专业以后的发展方向,所从事的职业不是很明确,对本课程在整个专业学习体系中的定位不是很清楚,因此对本课程的学习目的不明确,学习动力不足;理论性太强,受力分析和理论推导较多,学生理解比较困难。大多数学生认为理论力学分析问题的方法烦琐、步骤多、易出错,因而产生厌学的情绪。不肯深入理解概念,喜欢凭感觉,特别在分析受力等一些基本问题上反复出现错误;教学方法单一,主要是多媒体结合黑板板书的形式,受力图和计算公式都很多,学生提不起学习的兴趣。考试形式单一,学生死记硬背公式概念的情况普遍发生,遇到实际问题很难融会贯通。[3]

二、具体要解决的关键问题

针对理论力学教学过程中的一些问题,需研究相应的对策,以解决教学效率低下的问题。主要解决的几个关键问题是:结合独立学院学生实际情况,适当降低难度,加强实践环节;理论联系实际,使研究的问题具体化,使学生易于理解;创新教学方法,提高学生的学习兴趣;创新考试形式,提高学生学习的主动性和目的性。

三、课堂教学模式的改进措施

1. 完善教学大纲,选用合适的教材。

首先,要有完整的、规范的教学大纲。经过调查研究,认真讨论分析,结合实际情况,编制教学大纲,力求体现强化基础、突出重点,同时还要考虑本专业后续课程的需求,又要使教学内容符合独立学院学生的实际情况。从而使教学目标确定,教学要求规范,教学内容统一,使得教学大纲满足现代化人才培养要求。其次,要选用合适的教材。现有教材基本上都是适用于普通本科院校和高职院校的学生,真正适用于独立学院这一层次的教材很少。因此,可以将普通本科院校教材进行精简,选择跟本专业后续课程有关联的内容进行讲解,为后续课程打下坚实的基础,又不会因学时少、难度大而造成学习困难。

2. 启发式教学。

课堂上,在向学生传授知识,进行逻辑性,集中性思维训练的同时,更加注重对学生进行创造性思维训练,有意识地引导学生进行探索性、直觉性、发散性和想象性的思维活动,激发创新意识、提高创造能力、分三个层次进行。首先,在每个章节的开头,向学生简介学科的发展历史,让学生身临其境,产生发展与创新的意识,让学生主动构想开辟科学新途径的思路,引导学生进行探索性思维,通过创设带有启发性问题的情境,采取设问、反问等方式提出问题,引导学生积极思考,有利于培养和发展学生的逻辑思维能力;其次针对某些重要概念,及时出示灵活多样的思考题,引发学生积极思维,训练直觉,刺激灵感;再次是讲授例题时,针对同一力学模型,通过多角度、多形式、多层次的命题变换,构造点、线、面、体的立体思维网络,进行迁移、跃变、逆向等发散型思维基本素质的训练。

3. 引入多媒体技术辅助教学。

利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等进行综合处理,充分创造出图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境,恰到好处地使用多媒体教学手段,为教师教学的顺利实施提供良好的保障,并能最大限度地利用好有限的学时。例如在讲授运动学部分时,学生反映机构的运动和机构中的各个组成部分如何传递运动较难想象;在学习点的合成运动时对确定动点的绝对和相对运动轨迹感到非常困难,利用多媒体技术,将机构运动过程、动点的绝对和相对运动轨迹动态地显示出来,使抽象的问题直观化,帮助学生分析和理解,缩短了认识时间,加深了学生的印象。

四、课外创新实验改革措施

1. 举办课外系列专题讲座。

通过讲座,使学生更深刻地理解理论力学课程的性质及学习目的,了解力学在工程实际中的应用,特别是在现代工程技术中的应用。每位主讲教师每学年进行1~2次讲座,以此激发学生的学习兴趣,培养学生热爱专业,奋发向上的优良作风。

2. 开展多种形式的小专题研究活动。

在理论力学教学过程中,根据该课程分三篇内容的特点,在教学完成每一篇内容后,由教师推选题目或学生自选题目,让学生写出总结报告或论文。这项活动能够培养学生积极思维,积极探索和发现问题,独立思考问题的能力。使得学生能提出自己的看法,进而得出结论,达到培养学生具有开拓进取积极创新能力的目的。

3. 开放力学模型室。

根据力学模型室的具体情况,实行课外时间对学生开放。在模型室,学生可以通过模型演示,对工程结构的力学原理和机构的工作原理有一个直观的认识。掌握对工程结构的结构分析和受力分析的方法。建立起对工程结构和机构的立体概念,掌握初步的力学建模方法。把课堂理论教学与工程实际有机结合起来,提高学生的实践能力。

4. 组织学生参加与课程有关的竞赛。

结合全国大学生机械设计大赛、周培源力学知识竞赛和全国大学生3D数字化设计竞赛,让学生将理论力学中所学内容应用到竞赛中去,提高学习目的性。反过来,让学生利用3D数字化设计竞赛及机械设计竞赛中学会的三维软件运动分析功能建立教材中运动学和动力学模型,使之对理论模型的认识更进一步。

五、改革考试方法,综合评定学生成绩

在理论力学试点班中,我们实施了考试改革,采用了多种方式综合评定学生成绩:期末考试占总分的60%,考试形式为一页开卷,学生可以把公式写在一张纸上,使学生讲大量时间用在理解,而不是用在记忆公式上面;具有较强针对性的平时训练、课堂提问、课堂纪律表现等占20%;小论文或大作业等占20%。有了小论文这一考试形式,为学生提供了一个应用知识、创新知识、分析和解决问题、施展自身才华的机会。实践证明,考试方法的改革既可促进理论知识教学及基本技能培养方面效果的提高,又可使学生有综合分析、解决实际问题的体验,为提高学生综合能力打下初步基础。

通过这些改革措施,确实调动了学生学习的积极性,提高了学生的自学能力、解决问题的综合能力和独立工作能力,强化了学生的综合素质。

摘要：理论力学是高校工科专业的一门专业基础课,其理论性较强,同时独立学院学生基础比较差,学习态度也不是很好,因此教与学的难度均比较大,在新形势下如何教好这门课程,提高独立学院校理论力学的教学质量的问题摆在了教师面前。本文结合教学实践,对教学过程中的一些问题进行探讨,通过分析这些问题对教学方法和教学内容进行改革。

关键词：理论力学,教学方法,教学改革

参考文献

[1]辛督强.如何提高独立学院学生学习理论力学的兴趣[J].力学与实践,2010,(32):86-87.

理论力学课程教学改革 篇9

关键词：理论力学,教学方法,教学内容的选择,基本概念的讲解,实验课的安排,考核方式的选择

《理论力学》是研究物体在力作用下作机械运动的基本规律的科学,是高等院校本科相关专业的基础课程。例如,对于机械类专业来讲,机械原理及机械零件、机械设计基础、粉体力学、化工装置设计、材料力学等都以《理论力学》为基础[1]。

独立学院是中国近10年来高等教育办学体制改革创新的重要成果,目前仍处于探索阶段。独立学院虽与母体高校共享教育教学和管理资源,但不能照搬普通高校的教学方式和人才培养思路。以长江大学工程技术学院机械类专业为例,其培养思路定位于培养具备机械设计制造、自动化和计算机的基础理论知识与应用能力,能从事石油机械产品的设计制造、生产管理、机械设备的运行与维护等“生产一线”的工程师[2]。由于此专业学生培养目标不同于其母体高校,如仍使用母体高校的教育教学方式,则可能出现授课方式与听授对象拖节的问题。长此以往,学生对此门课学习的积极性降低,学习效果不显著。

为此,我们对本专业的学生制定出了特定的学习要求:通过《理论力学》的学习,学生需掌握以下几个方面的内容:1)掌握理论力学的基本概念及理论,能够将简单的工程问题抽象为力学模型,并正确地进行力学分析;2)掌握物体、物体系平衡问题的求解;3)掌握质点、质点系和刚体机械运动的基本规律和研究方法;4)应用本课程的理论和方法解决一些简单的工程实际问题,培养其独立分析问题、解决问题的能力。针对此学习要求,本文试从以下三个方面着手,探讨独立学院机械类专业《理论力学》的教学方法:

1 教学内容的选择

针对独立学院中《理论力学》“理论课时”少,并且《理论力学》中相当多的内容与大学物理中的力学部分重复,有的甚至高中物理中都已涉及的特点,我们需调整教材内容。独立学院的学生基础知识薄弱,故教材必须针对专业培养目标并且结合学生特点,有针对性地选择,同时对教学内容还要进行取舍。我们选用了武汉理工大学的李卓球等教授编写的《理论力学》(第2版)。在保持基本内容不变的前提下,考虑到教学课时的限制,我们对部分教学内容进行了精简,并删减了个别章节,如机械振动基础,达朗贝尔原理,虚位移原理,动力学普遍方程和拉格朗日方程等章节。

2 基本概念的讲解

《理论力学》的基本概念较多,逻辑性、系统性较强,且在概念上、内容上层层递进,环环相扣,因此在教学上必须循序渐进。《理论力学》与工程实际问题联系紧密,例如,在机电一体化产品中,系统的运动学和动力学分析是连接机和电的纽带。在教学中要让学生了解问题的工程背景,并将概念和理论与工程实际中的力学现象联系起来,这样对理论和概念的理解非常有帮助。工程背景的了解,可以通过图片或者是flash动画的形式向学生展示,这样给学生的印象更为直观形象。对机械类专业的学生而言,特别是培养应用型人才的独立学院的机械类专业的学生而言,学习《理论力学》的目的在于掌握对各类机械结构、机电装备进行静力学、运动学和动力学分析的基本方法,以解决工程实际问题。

为此,我们采用以下教学方法以提高教学效果:

2.1 现代化教学手段与传统手段相结合

在《理论力学》教学过程中,我们大量地使用了多媒体等现代化教学手段,其生动形象,节省写板书的时间。在教学中我们发现,多媒体等现代化教学手段与传统的黑板,粉笔及模型教具不是相互排斥,而是相辅相成的[3]。应该灵活地运用各种传统的和现代化的教学手段。

2.2 互动式的教学

互动式教学方法能够激发学生的学习兴趣,发挥其学习的主观能动性。为了调动学生学习的积极性,我们认真策划如何能使所讲知识既能让学生掌握,又能使其主动参与到课堂教学来。我们采用老师提问学生回答的方式,或者请学生提前预习上讲台试讲的方式以实现教与学有机的结合。这使教学气氛变得活跃,实现教学相长。

2.3 简化公式的推导

针对独立学院学生基础知识薄弱的特点,我们将课程中一些复杂的公式推导采用一些简单的模型加以推导,这样可以使学生从复杂的公式推导中解放出来,不会对此门课产生厌学情绪。节省出的时间我们可以多讲解一些典型的例题,加深学生对问题的理解和掌握,提高学生的学习积极性。

2.4 重复讲解有利于记忆的加深

由于独立学院学生整体水平有限,课后用于学习的时间不多,故对《理论力学》的掌握程度不高。故我们在每次讲授新知识之前,对上一堂课的内容进行简短的复习,并对典型的题目进行讲解分析以起到加深记忆的作用。

2.5 课后答疑

为了巩固课堂知识、加强课后复习和练习,及时解决学习过程中的疑惑,我们每周安排一次答疑时间。不论学生所提出的问题质量如何,我们都以饱满热情对待他们,让学生听懂。

3 实验环节的安排

为了开阔学生的眼界,加深《理论力学》的工程概念,了解这门课程与工程实际的紧密联系,培养、锻炼学生的创新思维能力和动手能力,我们开设了《理论力学》实验课。把工程中存在的理论力学问题,经过简化提练成力学模型,对学生进行有理论,有实物的讲解。通过参观图片实物、实验演示以及学生自己观察、分析和动手实践达到实验的目的。

4 考核方式的选择

考试成绩包括平时成绩(占50%)和期末考试成绩(占50%)。平时成绩包括出勤率(占10%),作业完成情况(占20%)和实验成绩(占20%)。实验的考核采取填写实验报告、撰写小论文和交作业的形式进行。这样一方面可以提高出勤率,又可以督促学生认真完成作业。对于期末考试,我们采取半开卷式的考核方式,即学生带一张A4的纸,上面可以写有公式,这样有利于鼓励学生系统地归纳总结所学到的知识。

5 结语

本文分别通过教学内容的选定、基本概念的讲解,实验环节的安排和考核方式的选择四个方面探讨了如何提高学生学习《理论力学》的效果。我们发现,通过改进教学方法,学生对此门课的学习兴趣和学习自主性大大提高,学习效果也明显提高。S

参考文献

[1]李卓球,侯作富,等.理论力学[M].2版.武汉:武汉理工大学出版社,2011:2.

[2]耿家源,梁汉优.独立学院机械专业人才培养的探索与实践[J].科技信息,2010(3):192.

理论力学课程教学改革 篇10

1 在理论力学的教学中实施方法论教学的原则

(1)要把方法论教学渗透在理论力学教学之中,不是专门的、孤立的按照科学方法论的课程来讲方法,而是紧密联系教学内容,根据讲授的需要而取所需.

(2)在理论力学教学中实施方法论教学,既作为传授知识的一种手段,又作为培养学生思维能力的一种手段.这样不仅把讲知识和讲方法紧密结合起来,而且使得学生既学到了知识,又学到了方法,这对提高学生的分析能力和解决问题的能力大有帮助.

2 方法论在理论力学教学中的应用

理论力学是一门重要的专业基础课,其课程特点是内容多、公式多,学生普遍感觉内容比较难掌握.针对该课程的特点,笔者把方法论中的一些方法引入到理论力学课程教学之中,经过对几届学生的教学实践表明,效果良好.在理论力学课程教学中经常采用的科学方法归纳为:

2.1 比较方法

比较方法就是通过比较对象之间差异点和共同点来认识对象的一种科学研究方法.正如黑格尔指出:我们所要求的是看出异中之同或同中之异.通过比较方法,能够加深对研究对象规律性的认识.

讲授理论力学动力学中质点对定点O和定轴Z的动量矩及其计算时就可以采用比较方法.由于直接讲这些内容,学生不仅不容易记住,而且还会觉得这部分内容很难,从而产生对这门课的畏惧心理.因此,不妨将这部分内容与静力学中的空间力对定点O的矩和对定轴Z的矩内容比较,结果发现它们的定义不仅类似,而且计算方法也基本相同:质点对定点O的动量矩定义是LO=r×mv,空间力F对定点O的矩是MO(F)=r×F;质点对定轴Z的动量矩定义是LZ=MO(mvxg),空间力F对定轴Z的矩是MZ(F)=MO(Fxy),可见只要把静力学中的空间力矩中的F换成动力学中的动量mv,即是动力学的动量矩的定义,另外,静力学中的计算空间力F对定点O的矩及空间力F对定轴Z的矩的计算同样适合于动力学中动量对定点O的矩和动量对定轴Z的矩的计算,即只要把空间力F换成动量mv即可.总之,按照比较方法来讲授这部分内容,学生们感觉不仅可以很快掌握这部分内容,觉得这部分内容并不难,而且也学会了用比较方法来解决问题.

2.2 系统方法

系统方法就是从系统整体的观点出发,从系统与要素之间、要素与要素之间以及系统与外部环境之间的互相联系、互相作用中考察对象,以达到处理问题的最优方法.

讲授理论力学运动学部分刚体转动各点速度和加速度这一节时,便可采用系统方法.由于刚体转动是由组成刚体的各个点绕定轴转动的系统,所以各个点通过定轴相互联系,由此决定了各个点的轨迹是绕定轴转动的圆.由于刚体运动各个点的轨迹为已知,因此又决定了在研究点的运动的矢量法、直角坐标法、自然法中,采用自然法研究定轴转动各点的速度和加速度是最合适的.再比如,在讲授求物体系统反力思路时,也可采用系统方法,即把物体系统视为相互联系的各个部分(要素)组成,从分析系统与要素之间、要素与要素之间的相互联系,找出求物体系统反力最简捷的思路,并用最简单的平衡方程(每个方程含有的未知量最少,例如只含有一个未知量)以便快速求出物体系统的反力.在授课时按照系统方法来分析和解决问题,不仅有利于学生对课程内容整体性掌握和有利于对整体和局部、局部和局部之间内在联系的理解,而且也使学生掌握了如何用系统方法来解决问题,从而培养了学生分析和解决问题的能力.

2.3 理想化方法

理想化方法就是人们运用科学抽象方法,在思维中所构思出来的一种高度抽象的理想化研究客体(即理想化模型)来代替具体的研究对象(即原型),通过对理想化模型的研究,去研究原型的性质和规律性.

讲授利用平面任意力系的平衡方程求实际物体的反力时,可采用理想化方法.由于理论力学静力学研究的物体在荷载作用下的变形与物体尺寸相比都非常小,因此,在分析物体平衡的反力时便可忽略此变形,将其视为刚体,即把物体视为一个理想化模型,这样,可使问题分析变得简单,并由此根据静力平衡方程算出该模型的反力,实践证明算出该模型的反力能满足实际工程要求,可以代替原型的反力.为了使学生不仅掌握课程内容,又掌握该方法,可举一些由原型简化成模型,再根据模型来计算反力的例子,比如可举一个求简支梁反力的例子来说明:

一根梁两端放置在墙上,梁上再置楼板,现在分析梁两端的反力.首先把梁视为刚体,梁两端的约束一端视为固定铰支座,另一端视为可动铰支座,梁本身受其自重以及楼板传来的荷载,从而将梁简化成一个简支梁的计算简图(即理想化模型).根据简支梁所受的荷载,利用平面任意力系的平衡方程∑Fx=0,∑Fy=0,∑MO(F)=0就可求出该简支梁的支座反力.再比如讲授平面桁架简化成理想桁架进行内力计算也可采用这种方法.总之,按照理想化方法来讲授静力学平衡方程求反力等问题,学生不仅懂得了如何利用理想化方法建立理想化模型来解决实际工程上的问题,而且也掌握了课本上有关利用平衡方程求反力的内容.

2.4 抽象方法

抽象方法就是通过现象、深入里层、抽出或排除对象的非本质的次要因素,通过思维去把握固有的本质特性,以达到对于对象的本质和规律性的认识.科学抽象的过程,是“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的过程.

讲授理论力学动力学中牛顿三定律的惯性定律,可采用抽象方法.由于该定律在中学里学生已经学过,所以直接讲该定律的内容学生会感觉很枯燥,不妨通过简单介绍该定律的形成过程来加深学生对该定理律理解.该定律的形成过程实质上就是采用抽象方法.通过直观现象,古希腊学者亚里士多德得出一个结论:运动要有力才能进行,才能维持.意大利科学家伽利略对该结论产生了疑义,于是进行了这方面的研究,他研究物体在斜面上的运动,发现物体沿斜面向下运动时,速度不断增大;物体沿斜面向上运动时,速度不断减小.由此想到如果在没有摩擦力这种理想的情况下,物体在水平面的运动速度应当是不变的,即物体将以恒定的速度永远运动下去.事实证明伽利略研究的结论是正确的,而亚里士多德凭直观现象得出:运动要有力才能进行、才能维持的结论是错误的.为了便于学生理解,在讲课时可不妨举一个例子,比如花式溜冰选手在光滑的冰面上滑行过程中,若没有煞住,就很不难使自己停下来.伽利略研究的结论后来成为了牛顿第一定律(惯性定律).可见,惯性定律的形成就是采用了抽象方法,即以事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,深刻反映了自然规律,从而得到了惯性定律.总之,按照抽象方法讲授惯性定律,学生不仅了解了惯性定律的形成过程,而且也懂得了如何用抽象方法来透过现象看本质、深入里层揭底蕴来分析和解决问题.

参考文献

[1]栾玉广．自然科学技术研究方法．合肥：中国科技大学出版社，2003

[2]刘元亮等．科学认识论与方法论．北京：清华大学出版社，1987

理论力学课程教学改革 篇11

摘要：《理论力学》是高等院校工科专业的一门专业基础课程，对于初学者来说学习难度较大，所以深入研究本课程的教学目的、教学现状、教学方法和考评方法等内容，有助于更好地实现教学目的，培养学生科学的思维方式和分析、解决工程实际问题的能力。

关键词：理论力学；教学目的；教学方法：教学探索

《理论力学》对于初学者来说学习难度较大，各种基本理论、基本概念比较抽象，练习题又极具系统性，在学习过程中稍有落差就很难跟上下一阶段的学习。所以，《理论力学》的学习要具备联系性、系统性的特点。然而，《理论力学》作为高等院校工科专业的重要基础课程，是材料力学、流体力学、机械原理等一系列工科课程的基础课程。学不好基础，专业课也会难以理解，或者只能死记硬背一些公式、定理，只能知其然不知其所以然。所以深入研究本课程的教学内容、教学方法和考核方式等，有助于更好地实现教学目的，培养学生科学的思维方式和分析、解决工程实际问题的能力。

一、《理论力学》的基本教学要求

《理论力学》是高等院校工科专业重要的专业基础课程，其任务是使学生掌握质点、质点系、刚体和刚体系机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，为学习相关的后续课程以及将来学习和掌握新的科学技术打好必要的基础；使学生初步学会应用《理论力学》的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题；结合本课程的特点，培养学生科学的思维方式和正确的世界观，培养学生的相关能力。

力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会对学生能力培养的要求：第一，建模能力。具有将简单实际问题抽象成为质点、质点系、刚体或刚体系力学模型的能力，并具有根据力学基本原理建立相应数学模型的能力。第二，分析能力。具有对力学模型的静力学、运动学与动力学性态进行定性与定量分析的能力。第三，自学能力。具有借助《理论力学》教材与相关参考资料自主学习本课程相关知识的能力。

二、理论力学课程特点及教学现状

理论力学课程头续繁多，内容繁杂。在与学生的交流中，还经常有学生反映听课容易，做题难。这主要是因为理论力学的好多概念和基本定律在中学物理和大学物理中已经学过，听起课来比较容易接受，但等到做题时又很难将理论和实际运用结合起来，这就经常出现做题时要么无从下手，要么概念混淆出现错误的情况。更有一部分学生由于前一部分内容或者数学与物理基础比较薄弱，跟不上课程进度，导致一步跟不上，步步落后的局面。

《理论力学》概念抽象，学生理解难度大，与实际结合较为困难。随着教学改革的推进，其教学大纲也有所变动，在旧版基本要求中，理论力学课程按学时分成3类，100～110学时、70～80学时和50～60学时。由于大学本科阶段总教学时数减少等因素，目前各高校的《理论力学》教学时数均有所下降，很少有学校能达到100学时。在这种背景下，新版基本要求把理论力学课程分成两类，建议课时分别为80学时（基本部分64学时）的A类和64学时（基本部分56学时）的B类。需要注意的是，两类课程的差别主要在教学内容的多少方面，而对共同教学内容的程度要求完全相同。

三、教学方法运用研究

好的教学方法是达到教学目的的必要途径，特别是像《理论力学》这种难以理解、教授难度大的课程，更是要不断探索好的教学方法，以更好地实现教学目的。结合郑州轻工业学院实际，笔者现对教学改革实践过程中的有关思考和取得的成效加以整理。

（一）做好趣味引导，激发学生的学习动力

学习课程之前，首先要让学生知道将要学习的是什么，为什么要学，有什么用，列举一些理论力学方面的应用实例。例如：陀螺的旋转、塔吊配重等，证明其存在的价值所在，充分调动学生的求知欲和学习兴趣。学生有了学习兴趣，才能有一个积极的心态去对待学习的内容。事实证明，学生之所以产生厌学情绪，甚至对理论力学课程的学习采取敬而远之的态度，最关键的一点，是缺乏学习的兴趣和热情。

（二）抛砖引玉式教学，调动学生积极探索的主动性

以往的教学特别是初等教育往往是“填鸭式”教学，学生只能被动接受，很难发挥学习的主动性，也就不容易深入理解课程的内涵，而是浮于表面死记硬背一些东西，对课程的印象也是粗枝大叶。笔者建议，教师在教学的过程中，可以抛出概念、提出问题，运用启发式教学法，让学生的脑子动起来，让他们自己悟出其中的道理，着重引导学生学会总结规律性的东西，培养学生科学的思维方法，提高学生分析和解决问题的能力。

（三）理论联系实际，培养工程需要的实用型人才

实用型人才的培养必须让课堂上的理论运用到实践中去。只有理论与实践有机结合起来，用理论指导实践，用实践来加深甚至修正一些理论，形成闭环回路，才能不断在循环中提高理论与实践能力。具体实施起来有以下建议：一是通过启发式的课堂教学，引导学生牢固掌握理论基础，并初步了解一些生活中的应用实例。二是增加《理论力学》实验教学。通过实验，学生可加深对知识的理解。三是让学生尝试使用科学计算软件模拟理论力学问题，如运用现在常用的solidworks建模软件、ansys分析软件运算等，通过受力图谱直观再现力学中的一些问题，以培养学生从事科学研究的基本能力。

（四）重建考核结构，对学生进行全方位评价

通过各个阶段的学习，其目的无非是使学生达到预期的学习效果，然而能否达到预期的教学目的，还要有良好的考核体系作为试金石。以往的闭卷考核在很大程度上仅仅是考核了学生在本课程上的记忆能力，对学生理解能力的考核不够。笔者认为，首先应该在试卷的考核上增加应用题型，加大试卷难度，同时采取开卷考核，只要知道这种实践运用到什么理论，这种理论运用到什么公式，具体公式是什么不要去背诵记忆，只要知道在哪里能检索到就足够了，教师要引导学生把更多的精力投入到对课程的理解上，而非公式的记忆中。其次，还可以在平时的教学中布置一些小论文、专题讨论、实验设计等，考查学生的基本科研和动手能力等。

课题针对理论力学课程的特点和学习现状，对理论力学课程的教学要求、教学特点进行了论述，对现阶段教学方法运用进行了研究，在教学方法运用的研究中，着重对做好趣味引导，激发大家学习动力；抛砖引玉式教学，调动积极探索的主动性；理论联系实际，培养工程需要的实用型人才；重建考核结构，对学生进行全方位评价等方面进行了研究。作为一门重要的专业基础课程，《理论力学》教学改革是一项长期的工作，需要不断地探索与实践。

理论力学课程教学改革 篇12

理论力学是工科大学生们在入学之后遇到的第一门专业技术基础课，要求学生掌握建立力学模型(质点、质点系、刚体和刚体系)的方法和建立相应数学模型的原理；掌握研究机械运动的基本概念、基本理论和基本方法.这门课程的理论知识既为一些后续课程如材料力学、结构力学、机械原理、机械设计等课程打好必要的基础，又可直接解决一些工程实际问题.该课程的学习一方面提升了学生综合运用数学工具、物理概念,定量研究和解决实际问题的能力，另一方面也提升了大学生的科学素养，有利于培养大学生的科学思维方式.随着时代的发展以及高等教育理念的改变，如何启迪大学生的研究思维，发挥学生的创造性和主动性，培养学生勤于思考的学习习惯和工程实践应用能力成为我们提高人才培养质量的重要途径.在新时期和新任务下，理论力学的教学方法也在不断改进、完善和提高.本文结合作者的教学体验将3W1H教学法在理论力学课程中实施的过程和体会进行了分析和总结.

1 3W1H教学法

3W1H教学法是北大青鸟ACCP在多年教学实践中总结出来的一个有效实用的教学方法[1].3W1H教学法主要是将讲授内容总结为“WHAT”,“WHY”,“WHERE”和“HOW”，通过该教学法使得教师保持清晰严密的授课思路，快速有效地进行教学工作，为开发和培养学生的探究式学习奠定良好基础.最重要的是可以让学生在学完一门课程后，能够掌握所学到的内容，清楚知识的应用环境，能够理论与实践相结合，养成良好的学习和思维习惯.

在3W1H教学法中，第1个“W”指的是WHAT，就是要求教师先讲解清楚所学的知识点是什么.第2个“W”指的是WHY，就是要求教师能够讲出为什么要引入这个知识点？用于解决什么问题？第3个“W”是WHERE，即要求教师能够讲出这个知识点用在什么地方.另外的“H”指的是HOW，即要求教师在教学过程中能够讲出如何应用这个知识点.3W1H教学法是建立在传统教学法的基础上的一种对逻辑结构要求较高的教学方法.它既发挥教师的主导作用，又体现了学生认知的主体作用.

2 理论力学课程中3W1H教学法应用

2.1 理论力学课程教学过程中存在的问题

理论力学课程作为一门经典的、内容体系相对成熟的力学课程，理论性、逻辑性和系统性较强.多年来，理论力学的结构体系、理论框架、基础知识没有太多变化，特别是针对地方高等院校而言，理论力学课程讲授内容大多按照静力学、运动学、动力学3部分进行[2]，课程讲授的难点和重点变化不大，变动最多的就是由多到少的学时变化.这种现象，容易使教师产生思维定式和固有的教学模式，从而在教学过程中忽略学生群体随着时代变迁而产生的思维习惯、学习方法的变化以及学生学习内在驱动力的变化.另一方面，我们可以看到多版教材中所举的例题和习题大都是抽象化、理想化的力学模型，对工程背景的引入和介绍较少，这也使得学生很难把理论力学课程与工程实际结合起来.

随着教学改革的不断深入，特别是在贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010∼2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010∼2020年)》中的重大改革项目——“卓越工程师”培养计划，进行试点单位改革时，结合理论力学课程，如何激发学生的学习兴趣，提高学生学习的主动性，引导学生主动思考，拥有扎实的理论力学知识，形成科学的思维方式和学习方法，增强学生的工程实践应用能力，从而提高学生的创新能力，是我们积极探索和经常思考的问题.

2.2 3W1H教学法在理论力学课程中的实施过程

在理论力学课程教学改革过程中，我们已经开展了启发式、探讨式等教学方法改革，以及应用创新应用型实验、探究型科技论文写作等激发学生兴趣的教学模式改革.但是教学有法，教无定法，贵在得法，我们尝试将3W1H教学方法引入理论力学教学课程.下面，介绍3W1H教学法在理论力学课程中的实施过程.

(1)“WHAT”的实施

教学内容：通过相关教学场景提出问题

教学目的：使学生明确学习内容，理解讲课重点

注意事项：论述要简明扼要，准确到位

(2)“WHY”的实施

教学内容：针对教学内容，分析问题，引出为什么

教学目的：加强学生科学思维方法的训练，提高学生对理论力学课程的学习兴趣

注意事项：切忌枯燥，死板的教学模式

(3)“WHERE”的实施

教学内容：通过讲授教学内容在工程上的应用，给出相关力学模型，深入分析问题

教学目的：加强学生理论与实践相结合进行工程实践问题的分析和应用能力

注意事项：避免脱离实际，将知识局限于书本

(4)“HOW”的实施

教学内容：通过习题讲解、课堂讨论、实验课、科研项目等形式，讲授解决问题的方法

教学目的：使学生掌握并应用所学的知识，掌握科学的分析方法

注意事项：采用启发式教学，使学生从不同的角度运用掌握

2.3 3W1H教学法在理论力学课程中的实施案例

由3W1H教学法在理论力学课程中的实施过程可以看到，教师要预先将讲授的内容进行划分，并且通过设置相关的教学场景来对学生进行引导，使学生的学习过程能够一步步往前递进，从而轻松了解和掌握相关的知识.在此教学过程中，最重要的是让学生掌握所学知识，知道所学知识“用在哪里”和“怎样运用”.该教学方法也是一个提出问题，分析问题，解决问题的过程.

下面我们讲述几个应用案例.

(1)静力学中物体的受力图

在静力学教学中，我们要求学生一定要正确画出受力图.利用3W1H教学法，首先要讲解受力图是什么？“在研究对象(分离体)上画出作用于其上的全部力(包括主动力和约束力)，得到该物体的受力图”[3].然后，可以通过讨论和例题讲解的方式引入我们为什么要做受力图，阐述物体受力图是解决静力学问题的一个重要步骤，是分析、解决力学问题的基础，再后给出工程的力学模型进行受力分析(比如桥梁的受力分析，机械装置的受力分析).至此我们已经初步完成3W的工作，但是对于更进一步的HOW，可以再通过例题和习题来加深学生的学习，从而掌握画受力图的基本步骤和知识点，最后，再进一步通过给出工程实际的结构，而不是简单的力学模型，让学生来进行简化分析和力学建模，展现受力图分析的应用性.

(2)点的合成运动中3种运动

点的合成运动中3种运动的分析(绝对运动，相对运动和牵连运动)，学生在刚开始学习时容易混淆概念.在讲授过程中按照3W1H教学法，可以先结合实例(车削工件的车刀刀尖、飞机螺旋桨上的一点)给出概念，然后通过让学生思考下列问题进一步明晰概念.站在什么坐标系上?看谁的运动?做怎样的运动?有怎样的应用?如何应用?这几个问题弄清楚了，点的合成运动中速度分析和加速度分析才能思路清晰地进行解决.

(3)动力学普遍定理

动量定理，动量矩定理和动能定理统称为动力学普遍定理，都是从牛顿运动微分方程组推导出来的具有明显物理意义的定理.教师在讲解中可从提出工程现象，引入力学概念，进行定理推导、定理应用、定理守恒的讲解，然后再探究定理拓展，进行分析、讨论，运用3W1H教学法层层递进，让学生感觉所学的知识真正得到了应用，并类推到其他类似的工程问题中去.特别值得注意的是，学生在单独学习动力学普遍定理的每一章节时，通常还能较好地掌握，可面对定理的综合应用问题，容易出现思路不清，不知所措的现象.教师也可以通过3W1H教学法应用到综合问题的分析和解决中去.

3 理论力学课程中应用3W1H教学法的体会与讨论

在理论力学课程讲授过程中，教师讲授的不仅仅是力学的基本概念、基本原理和基本方法，还有力学问题的研究思路、方法以及对于学生的学习兴趣和工程师素质的培养.因此，在应用3W1H教学法进行理论力学教学时，教师要创设良好的情境，要不断地进行分析、判断、监控整个实施过程，对教什么，怎么教和为什么教以及如何用，进行深入思考和总结，不断改进教学设计.因为实际的工程应用问题，有些可以直接应用理论力学的基本理论去解决，有些比较复杂的问题，则需要用理论力学和其他专门知识共同来解决，这就需要教师不断学习，将问题深入浅出讲清楚，从而扩展学生的知识面，开拓学生的思维.

另外，理论力学的研究方法是从实践出发，经过抽象、综合、归纳，建立公理，再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论，形成理论体系，然后再通过实践来证实理论的正确性.这种研究方法，与其他学科的研究方法有不少相同之处，因此教师在3W1H教学设计过程中，要更加注重让学生充分理解和掌握理论力学的研究方法，这样，学生在学习新知识，解决新问题时才能由此及彼，举一反三，融会贯通.

当然，在教学过程中无论运用何种教学方法，都要以学生为主体，教师为主导，从学生的实际水平出发，兼顾学生的兴趣和成长特点，使学生积极参与知识的探索过程，充分发挥学生的自主性、能动性和创造性也是非常重要的.

4 结束语

在理论力学的教学过程中，3W1H教学法只是其中的一种教学方法.教师在课堂教学中，可能是一种和多种教学方法的融合.应当看到，教学方法是工具，讲授知识是根本，育人是核心.总之，理论力学课程是高等工科院校重要的学科基础课，通过3W1H教学方法的引入，使学生体会到了学习理论力学后能解决生活和工作实际中的问题，激发了学生的创新热情.当然，为了更好地优质高效地完成理论力学教学任务，我们还需要进行更深层次的探讨和研究.我们希望不仅仅教师能感受到理论力学课程的教学魅力，也能让学生真正享受到学习理论力学带来的快乐.

摘要：理论力学作为高等工程类专业技术基础课程,以理论分析为基础,充分培养学生理论与实际相结合的分析问题与解决问题的能力.本文结合自身教学实践和体会,给出了在理论力学课程中3W1H教学法的实施过程和应用方案,该教学法的应用对于启迪学生思维,引导学生进行力学问题分析和求解,提高学生的学习能力和工程实践应用能力具有良好效果和借鉴作用.

关键词：理论力学,3W1H教学法,教学内容,教学改革

参考文献

[1] 黎海燕.浅谈计算机程序设计语言课程中的3W1H教法的应用.电脑知识与技术,2011,32(7):8083-8085

[2] 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学(第7版)(I,II).北京:高等教育出版社,2009