理论力学课程的教学改革探索

1、    理论力学课程的教学改革探索    孔德清摘 要地方院校理论力学课程存在较多的问题。课程改革的努力方向是转变教学理念，加快地方院校理论力学教学内容的调整，改进教学方法。改革可以从小处着手，从局部做起，教学改革要及时体现在课堂教学中，使学生感到与教材相比课堂教学的变化和新意，教师也可以及时得到教学效果的反馈信息，或补充或修正。只有通过不断改进、不断积累，才能达到吸引学生兴趣、提高教学效率的目的。关键词地方院校;理论力学;教学改革 g642.0 a 2095-3437（2016）11-0157-02一、教学面临的问题我校是一所地方性本科院校，将教师教育

2、作为立校之本。理论力学是我校物理学师范专业学生的一门基础理论课，也是学生第一次用高等数学方法处理物理问题的一门理论物理课程。多年来，理论力学的结构体系和理论框架几乎没有多大的变化，教材的内容和知识更新很少。1此外，教材中所举的例题和习题也是理想化、抽象化的力学模型，很少引入贴近现实生活的背景知识，这种现状使学生感到所学知识脱离实际，直接影响了学生的学习积极性和主动性，不利于学生分析能力、创新能力的培养。理论力学分为牛顿力学和分析力学两部分。牛顿力学部分是从牛顿力学出发建立起来的完整的经典体系，其大部分物理内容与普通力学相同，且二者重复的内容多，重复的程度高，这容易使学生感到教学内容陈旧乏味，学

3、习兴趣锐减。内容重复还会造成学时利用率低，资源浪费等问题。2目前，我校教学改革强调知识面的拓宽和交叉学科的增加。理论力学作为基础课程，课时已被大幅压缩，只有36学时。在教学要求基本不变，学生基础下滑的情况下，用较少的时间讲授全部内容，确实加大了教学难度。3同样，学生也面临着学习难度增大的问题。此外，随着智能手机的普及，社会大众的“手机病”不可避免地传染给学生。看手机分散了学生的注意力，降低了学生的学习兴趣。如何把学生的注意力吸引到课堂上来，如何通过改革激发学生的兴趣，提高课堂效率，成为教师迫切的愿望。二、理论力学的改革方向教师要把教学作为首要任务，不断提高教育教学水平。积极推进素质教育，为培养

4、创新型、实用性、复合型人才做出努力。这是国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）对教师提出的要求，也是理论力学课程改革的总原则和方向。（一）教学理念的转变我国高等教育的教学内容重视理论知识的传授，相对忽视综合素质的培养，现已远远落后于时代发展的需要。从知识能力型教育转化为素质型教育，这是当代科技发展对高等教育提出的必然要求。重视素质教育，重视学生创造能力的培养，既符合人的全面发展的观点，又与未来社会对人才的需求相一致。因此，教师首先要转变单纯的以知识为本的教育观念，要把以人为本、以生为本的教学理念落实到课堂，促进人的全面发展。4在理论力学教学中不能只关注专业知识的传授，还要以育

5、人为宗旨，在精神层面、思想层面、情感层面对学生进行人文关怀，把人文关怀渗透到理论力学的教学中。其次，在传承知识同时，要兼顾科学素养和创新能力的培养。重视思维方式的教学，侧重培养学生思考问题、解决问题的能力，减少对学生数学知识和技巧的要求。（二）加快地方院校理论力学教学内容的调整我国高等教育教学内容和课程体系的基本框架，形成于20世纪50年代全面学习苏联的时期。几十年来，尽管做过一定的改革和完善，但原有模式的束缚和指导思想的影响仍然存在。虽然近几年来，“新课改”搞得红红火火，但主要在中小学改革实施，大学的教学内容本质上没有改变。5理论力学课程也不例外，也存在其内容知识更新少，对学生吸引力减弱的问

6、题。因此，笔者认为理论力学教学内容的调整，要站在学生的角度，换位思考，避免低效率的重复学习，加大理论力学中更加生活化、现代化的内容的讲授，比如要简化弱化教材前三章的教学，强化新知识和分析力学的教学。针对地方院校的学生，没有必要给他们传授过多过难的脱离实际的知识，而忽视其素养能力的培养。在理论力学中学生感到疑惑的内容，比如刚体力系的简化问题、刚体力的做功问题，教学过程要具体详细，也可以进行专题讲授，解决学生的困惑。（三）教学方法的改进我校是一所地方性大学，使用的教材和重点大学一样。但是地方院校与重点大学在教学指导思想、教学内容和培养目标方面有很大不同，如若完全照搬重点大学的教材内容和教学计划，让

7、学生一味地加强理论知识学习，这对于应用型人才的培养是极为不利的。因此，在教学上，地方院校必须有别于重点大学，教学方法上要有灵活性，教学侧重点应该有所不同，对教学内容也要做适当地调整和删减。应不断进行教学方法的改进探索，课堂教学可采用灵活多样的教学方法，不同的内容用不同的教学方法。理论力学与普通力学的知识内容重复率高，在新知识新内容少的情况下，只能在教学方法上、课堂教学形式上进行创新，应尽量在ppt课件设计上多花工夫，利用多媒体知识容量大、直观性强、新颖生动的特点重新进行教学设计。应用新方法、新形式调动学生的学习兴趣，调动学生的积极性。比如可组织学生进行探究性学习、自主性学习、学生备课讲课、小组

8、讨论、课堂讨论等，通过多样化的手段激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率。三、课堂教学的探索实践（一）第一章质点动力学运动学部分的教学应侧重于复习性、总结性讲授，精讲精练，尽量压缩教学时间，进行短学时教学。笔者在运动学教学中以概念教学为突破口，形成概念、模型、工具、物理量为主线的教学思路。运动是物体相对位置的变化，笔者通过“运动”引出“质点”的概念;通过“相对”引出“参考系”的概念;经过 “位置的量化”引入“坐标系”等方法，使教学按照概念的自然顺序一个个展开，这样能节省时间，教学效果好。质点运动微分方程是第一章的重点，可采用精讲多练的教学方法。牛顿第二定律是核心定律，学生在受力分析时容易出错，要

9、提醒学生仔细认真。教师也可借此教导学生：做人要有责任心，做事要讲方法、讲原则，否则容易造成责任事故。本章其他内容可让学生自主学习，再用讨论课的形式进行补充。 （二）第二章的质点组力学重点是要求学生对本章的三大定理进行推导，通过推导理解定理的基础和本源，理解定理的创新在何处，概念的内涵是什么。这种推导训练是必要的，可以帮助学生全面理解概念，正确应用物理概念。物理现象的本质特征往往比较隐蔽、抽象，不易直接观察，难以把握。适当的推导训练旨在培养学生的发散思维，创新思维能力和理解能力。变质量物体的运动方程是本章的重点，以前学生很少碰到变质量问题，因此对于这样的新知识、新内容，要详细讲解，通过贴近生活、

10、贴近社会的实例，激发学生的好奇心和学习兴趣。（三）第三章的刚体力学大部分内容与普通力学重复，重复会使学生厌烦，让学生有消极情绪。如何讲好新内容，是教学必须重点考虑的问题。重新组织教学内容有利于调动学生的积极性，可先要求学生自学一部分内容，然后教师再讲解。本章从刚体力系的简化方法着手，把简化方法直接用于刚体运动的动力学方程，即质心运动定理和绕质心的转动定理上，直奔刚体力学的核心内容，力产生线加速度，力矩产生角加速度。在动力学熟练之后，再进行刚体力系的做功问题和能量问题的教学。最后，把刚体的碰撞问题作为综合性内容进行总结性探讨。通过刚体的完全弹性碰撞例题，把力学中的三大守恒定律的应用全部展现在学生

11、面前，使学生能换一种视角，重新看待刚体力学的内容。（四）第四章转动参考系在讲解好基本理论的基础上，加大补充与现实生活相关的知识，比如用本章所学的科里奥利力的知识解释铁路的磨损问题、河岸的冲刷问题、水流的漩涡和热带气旋等问题，还可以介绍利用科里奥利力的原理设计的质量流量计和陀螺仪。在讲解傅科摆时，笔者补充了广州大学城科技馆的内容。广州大学城科技馆被称为世界展示面积最大、功能最齐全的科普教育场馆，从远处望去，它仿佛一艘正待启航的航空母舰，总建筑面积达13.75万平方米，场馆总投资19亿元。通过科技馆的几张照片可以引起学生的极大兴趣，之后再讲科技馆中的傅科摆，建造傅科摆的目的，以及傅科摆的力学原理。补充这些内容能激发学生的学习兴趣，也能让理论力学内容更加贴近生活。四、结语理论力学教学改革是一个持续的探索过程，不能一蹴而就。改革可以从小处着手，从局部做起。教学改革要及时体现在课堂教学中，使学生感到与教材相比课堂教学的变化和新意，教师也可以通过这种方式及时得到教学效果的反馈信息，或补充或修正。只有通过不断改进，不断积累才能达到吸引学生兴趣、提高教学效率的目的。 参 考 文 献 1 周衍柏.理论力学教程（第三版）m.北京：高等教育出版社，2009.2 辛志遐，郎丰饶.理论力学教学改革的思考j.吉林农业科技学院学报，2013（3