基于应用型人才培养目标的工科《理论力学》教学改革探索.doc

基于应用型人才培养目标的工科理论力学教学改革探索 徐桂弘 （贵州理工学院土木工程学院，贵州贵阳550003） 摘要：理论力学是高等院校工科专业的一门重要的专业基础课。为了提高学生运用力学知识解决实际问题的能力和改善工程力学的教学品质，结合学校具体实际进行教学内容和教学方法的改革，以培养适应地方经济社会会发展的应用型人才。作者结合多年教学实践，从调整教学模式、改革教学内容、开展实践教学等方面入手，对理论力学的教学改革进行探索和实践。 关键词：力学；人才培养；工程实践 ：D64文献标志码：A：1000-8772（xx）22-0215-02 一、理论力学传统教学模式的特点与改革的需要 理论力学课程是工科大学生的一门重要的基础理论课，是研究物体机械运行的基本规律的学科，它与工程实际联系紧密。作为力学的一个分支，它在基础课和专业课之间起承前启后的作用。理论力学课程是一门经典的、内容体系非常成熟的力学课程，它的结构体系、理论框架、基础知识近几十年没有太大变化。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，大部分的例题习题学生不明白其工程背景，不知道这些与以后的专业工作联系，因此学生在学习中缺乏学习的兴趣。传统的理论力学教学模式是以教师课堂讲授理论为重点，在有限的课堂教学时间内，教师为完成教学内容大多会采取满堂灌的填鸭式教学方式。课堂内容重经典、轻现代；教学方法重讲授、轻实践，没能更好的提高学生分析问题、解决问题的能力。另外，现代计算机早已成为重要的分析工具，传统的理论力学很少引入吸收现代力学研究方法（基于高速计算机处理问题的方法），已明显滞后于时代发展洪流。 二、理论力学教学改革措施 1、调整课堂教学模式 我们要倡导教师指导、以学生为中心的教学模式，教师是学生建构新知识的帮助者与促进者，而不仅仅是知识的传授者。教师的主要职责在于指导学生分析问题和解决问题，启发学生思考问题的方式，激发学生学习的主动性和积极性。 在课堂教学中，教师一方面要讲述理论内容，另一方面要引用工程实例，提高学生学习兴趣。选用好的工程实例让学生进行讨论分析，让学生积极参与教学活动，让他们从多个角度去讨论分析问题，寻求解决问题的办法。在静力学教学中，重点让学生理解力对刚体的作用效果，通过平行四边形法则求和公理、合力矩定理、合力与各个分力对刚体的作用效果等，使学生对定理的内涵理解更加透彻。通过工程实例，比如，轮船在受到水的浮力分析，人体系统在水中游动时的静力分析，农业机械中拖拉机拖带的铧式犁静力分析，可归为空间静力学问题来研究，使学生从实际问题和自然现象中，理解力学的应用以及如何解决实际问题。在课堂上通过具体分析一些力学魔术、力学杂技走钢丝的平衡问题，以及仿人机器人姿态控制、卫星控制等问题，从力学的观点来分析解决问题的思路和方法。 在教学过程中，鼓励学生看原版英文著作，课下适当的留作业培养学生的自学能力和研究探索能力。同时鼓励学生看与力学有关的一些名人轶事，培养学生的自信心。 2、开展实践性教学活动 作为一门综合性技术基础课，理论力学涉及大量的概念、公理、定律和力学模型，理论性较强，内容较为抽象，用单纯讲授的教学方式很难达到令学生满意的教学效果。因此教学中应遵循“理论够用，加强实践”的原则，开设试验让学生自己动手设计、完成新的力学实验。 力学测试技术，在工程实践中有重要的地位。在理论力学的教材中，往往只告诉学生机械受力大小的数据，而没有说明数据的。如：通过弹簧来解决，弹簧测试的原理是什么？是通过其他具有和弹簧类似的拉伸性能的物体做传感器来解决。这样给予学生启发，通过分析力与变形的关系，把力的测试问题转化为测量上的技术手段问题，学生就能更好的理解“力”的测试。在这过程中，学生因为好奇和兴趣就能自觉进行思考，学会自己提问题，学生就会体会到用力学知识解释自然现象和分析解决实际问题的乐趣。 带学生到工程实地参观考察，使学生认识力学与工程之间的关系，培养他们对工程实际问题的动手能力和创新思维能力。如：带领学生到建筑场地去实地考察，现场的塔吊受力问题，卷扬机、搅拌机的运作原理等都与力学分不开，可以让学生自己先思考这些问题，讨论自己的看法。 解题是一个从理论到实践的过程，在理论力学的教学过程中，习题课必不可少。在实践的基础上，选择几个与工程实践问题相接近的课后习题，采取互动式或讨论式的教学方法，最后解决这些课后习题。在课后布置一定数量联系工程实际的作业，比如让学生思考如果测定机械零部件的惯性，让学生课后解决测量木薯切削力、椰壳切削力等实际课题.（下转233页）（上接215页） 3、运用计算机手段教学 充分利用多媒体等现代化教育教学手段已是当前教学改革的趋势，运用多媒体组合教学手段可将文字、图像、声音、动画等进行综合运用，知识容量大，直观性强，更生动，可将理论力学中机构运动和工程实例等生动而直观地表现出来，比起任老师的照本宣科，学生在理解、接受该力学问题上变的相对轻松，兴趣也有很大的提高。同时上课期间教和学的活动变得丰富多彩、兴趣盎然。 随着计算机技术发展和应用，理论力学中的一些问题也开始采用有限元软件进行辅助分析和计算进而求解工程力学中导出的公式，并得出力学方程的近似解，这对于培养学生正确的运用计算机解决工程问题具有重要的意义。同时也可以采用MATLAB软件融入到工程力学教学之中，此软件是目前工程数学分析的重要工具，对于力学中常见的曲柄滑块机构、平面四连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等运动学、动力学分析等问题，能得到很好的解决。运用刚体分析软件，增强学生对机构运动学、动力学规律进行可视化研究，也增强学生的分析能力和创造能力。 三、结束语 工程力学专业培养具有系统而扎实的力学基储较强的计算机应用与软件开发能力、掌握各类工程结构分析与计算的基本理论和计算机辅助设计技术的复合型高级技术人才。要达到该教学的目的，需要任课教师不断的进行探索和改进。 并结合教学实际，对于有一定灵活性及工程背景的题目，首先让学生充分的理解工程背景，之后可采用讨论的形式进行，让学生参与进来，让他们讲授自己对问题的理解和看法，各抒己见，从多角度来理解同一个问题。使学生能够理论联系实际，进一步开拓思路。今后，我们还要不断加强工程力学教学的改革和课程建设，努力多结合一些具有探索性、创造性的课题，融入到力学教学实践中去，进一步提高工程力学教学品质，提高学生的创