應用型本科高校機械類專業(yè)《理論力學》課程教學改革探索

李同杰，宛傳平，李忠芳

（安徽科技學院 機械工程學院，安徽 鳳陽 233100）

應用型本科高校機械類專業(yè)《理論力學》課程教學改革探索

李同杰，宛傳平，李忠芳

（安徽科技學院 機械工程學院，安徽 鳳陽 233100）

本文根據(jù)當前應用型本科高校機械類專業(yè)《理論力學》課程教學存在的一些問題，從教學內(nèi)容和教學方法上提出了一些解決對策.教學內(nèi)容方面建議要體現(xiàn)專業(yè)特色、要與應用型本科高校學生的數(shù)理基礎相適用、例題要盡可能的跟所授專業(yè)相關.教學方法方面通過MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、案例式教學為代表的大量新穎的教學手段對《理論力學》課程教學的補益提出了自己的觀點.

《理論力學》教學改革；應用型本科高校；機械類專業(yè)；教學內(nèi)容；教學方法

《理論力學》是機械類專業(yè)的一門學科基礎課，研究力學中最普遍、最基礎的規(guī)律，為機械類專業(yè)的后續(xù)課程，包括《材料力學》、《機械原理》、《機械設計》、《控制工程》等提供必要的力學分析計算基礎，在機械類各專業(yè)的培養(yǎng)計劃中都具有舉足輕重的地位.

然而，在應用型本科高校中，由于要突出強化一個“用”字，如《理論力學》之類的基礎課程都逃脫不了被大幅壓縮課時的命運[1].以筆者所在的應用型本科高校為例，理論力學由改革前的72學時一下子就被壓縮到了54學時！如何根據(jù)當前的學時實際，整合《理論力學》的教學內(nèi)容與方法，盡可能的傳授給學生完整的力學知識體系以滿足后續(xù)專業(yè)課程的需要，是應用型本科高校機械類專業(yè)《理論力學》課程改革的內(nèi)在要求.

《理論力學》對學生的數(shù)理基礎要求較高.但是由于種種原因，應用型本科高校生源的數(shù)理基礎相對研究型大學或教研型大學的生源而言要弱許多[2].如何因材施教，摸索出一套適合應用型本科高校生源數(shù)理基礎的教學方法與教學內(nèi)容，是《理論力學》課程改革的另外一個迫切需要.

1 《理論力學》教學內(nèi)容的改革與探索

在有限的學時內(nèi)，如何使《理論力學》的教學內(nèi)容能夠滿足專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程的學習需要是教學改革的一個重要方面.

首先，《理論力學》的教學內(nèi)容一定要體現(xiàn)專業(yè)特色.機械類各專業(yè)，包括機械設計制造及其自動化、機械電子工程、車輛工程等，對《理論力學》知識的需求大部分是相通的，但也存在各自獨特的地方.比如機械電子工程專業(yè)將來的機器人專業(yè)方向課，要求機器人的運動學、動力學及其反解，對《理論力學》課程中動力學部分要求較高，甚至要涉及到一部分分析力學知識，這樣機械設計制造及其自動化以及車輛工程專業(yè)可以被忽略的虛位移原理及拉格朗日方程，就需要體現(xiàn)在機械電子工程專業(yè)的《理論力學》課程教學大綱中.所以，需要各位力學教師充分調(diào)研機械類各專業(yè)對《理論力學》課程中相關知識的需求狀況，以決定教學內(nèi)容中需要增減的部分，把有限的學時充分利用起來，所謂“好鋼用在刀刃上”.就這一點來說，建議應用型本科高校機械類專業(yè)的力學教師最好是機械類專業(yè)的科班出身，這樣就可以在教學過程中時刻做到有的放矢.力學專業(yè)出身的教師雖然力學基礎更扎實，但不一定更適合應用型本科高校機械類專業(yè)對力學教學的需求.

其次，《理論力學》的教學內(nèi)容一定要與應用型本科高校學生的數(shù)理基礎相適用.一般說來，應用型高校的力學教師一般都是研究型高校的博士或者碩士，如果把他們當年接受的《理論力學》的教學內(nèi)容直接遷移到應用型高校來，往往會水土不服.當今的應用型高校學生一方面數(shù)理基礎較弱，另一方面對偏理論的基礎課普遍重視程度不夠.所以研究型高校“逢公式定理必嚴密推導”的教學內(nèi)容需要改頭換面才能適用應用型本科高校的現(xiàn)實.比如，點的速度以及加速度合成公式的推導極為復雜且難以理解，可不可以略掉推導過程，直接介紹公式的含義以及用法用途，然后再輔以例題及練習？以筆者9年來的教學經(jīng)驗來看，如果一味追求力學知識體系的嚴密性，進行復雜定理的推導，學生往往聽得云里霧里，最后導致對力學課程的興趣喪失，最后干脆連本可以聽明白的公式應用以及例題講解也不再去聽，教學效果較差；如果略掉公式推導部分，直接介紹公式的含義以及用途用法，然后再輔以專業(yè)相關的例題及練習，學生往往更用容易接受，教學效果較好—實際上，這也體現(xiàn)了應用型本科高校的辦學的宗旨，即突出實用性，淡化理論性.所以，在課時大幅減少的背景下，教學內(nèi)容可以通過“弱化公式定理推導”的手段進行改革，則可以確保力學知識體系完整性的基礎上較好地為專業(yè)后續(xù)課程服務.

最后，《理論力學》的教學內(nèi)容中的例題要盡可能的跟所授專業(yè)相關.現(xiàn)今的高校學生被網(wǎng)絡占據(jù)了大量的時間，其剩余不多的時間往往只愿意花到“他們認為有用的專業(yè)課”上.這樣，就要求我們的力學教師要多多涉獵專業(yè)相關知識，從他們的專業(yè)課中取尋找《理論力學》的例題，以吸引學生們對力學課程的學習興趣，變被動學習為主動學習.

2 《理論力學》教學方法的改革與探索

近年來，以MOOC[3]、翻轉(zhuǎn)課堂[4]、案例式教學為代表的大量新穎的教學手段不斷沖擊著傳統(tǒng)的教學方法.以下對上述教學手段對《理論力學》教學的補益提幾點思考.

首先是MOOC教學.在相同師資的情況下，由于互動更自由，課堂教學自然優(yōu)于MOOC在線教學.但是課堂教學是一次性的，不能重復的，學生一旦課堂上聽不明白就沒有了再學習的機會，而MOOC教學恰好彌補了課堂教學的上述缺點，學生可以反復在線學習，直到學明白為止.另外MOOC教學解決了過去學生不能夠自主選擇教師，不能自主獲得優(yōu)質(zhì)教學資源的機會和權力，可以自由從學校眾多力學教師的教學視頻資源中選擇適合自己的資源進行學習，同時也給各力學教師施加了自我提高的動力.從這些方面講，應該提倡MOOC教學.但同時也要注意到現(xiàn)階段MOOC教學尚未解決的一些問題，比如前期投入巨大、對防止學生逃課、替聽、替考等行為的措施還不健全等，所以MOOC教學方法應該逐步推進，而不是一蹴而就.總結而言，MOOC教學方法有許多創(chuàng)新值得《理論力學》教學學習、吸收和利用的地方，即不能全盤接收，也不能完全回避.

其次是翻轉(zhuǎn)課堂教學.就應用型本科高校的《理論力學》教學而言，筆者對翻轉(zhuǎn)課堂的教學手段持謹慎態(tài)度.根據(jù)這些年的工作經(jīng)驗，應用型本科高校學生的自主學習的能力和意識都不高，讓學生課下自主學習可能效果并不好，甚至會出現(xiàn)“放羊”現(xiàn)象，課上的答疑也可能會“冷場”.所以筆者不建議應用型本科高?！独碚摿W》的教學大規(guī)模采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學手段.但是對《理論力學》課程中一些較為簡單，且學生已具有一定基礎的章節(jié)，比如摩擦，比如動力學的基本定律等章節(jié)可以適當嘗試翻轉(zhuǎn)課堂，再根據(jù)效果好壞決定去留.

再次是案例式教學.筆者認為，這種教學方式可以在應用型本科高校的《理論力學》教學中大量采用.如前文所言，《理論力學》內(nèi)容枯燥，理論性極強，再加上學生的數(shù)理基礎較弱，應用型本科高校的學生非常容易對《理論力學》的學習失去興趣.如果在《理論力學》的教學過程中引入案例式教學，用專業(yè)相關的案例引入力學定理，則可以極激起高學生的學習熱情，提高教學效果.上述特殊到一般的知識建構方法非常適合應用型本科高校機械類專業(yè)的《理論力學》教學.需要指出的是，案例式教學雖好，卻需要力學教師花費大量的時間、精力去搜集合適的教學案例，在現(xiàn)如今科研導向評價體制下，這一塊工作只能依靠各位老師的職業(yè)良心去實現(xiàn)了.

最后是傳統(tǒng)的教學方法.目前傳統(tǒng)的板書結合多媒體的啟發(fā)式教學方法在應用型本科高校的力學教學中占據(jù)著中心地位.如上述所言，在應用型本科高校學生的自主學習能力和意識都不高現(xiàn)狀下，各位力學教師把教學主動權抓到自己的手里，牽著學生去學習不失為一種務實的教學方法.需要指出的是，理論力學中的運動學篇與動力學篇中，由于涉及到大量的機構學問題，在學生尚不了解機械原理的情況下，運用多媒體的動畫功能可以幫助學生很好的理解問題.例題的解題過程，建議教師通過板書進行，以方便學生理解.

3 結論與討論

應用型本科高校機械類各專業(yè)《理論力學》課程的教學面臨著各種各樣的問題和挑戰(zhàn)，需要各位力學教育工作者集思廣益，本著教書育人的事業(yè)心，不斷對《理論力學》的教學內(nèi)容和教學方式進行調(diào)整，以適應應用型本科高校的辦學定位和高等教育發(fā)展的新情況.

〔1〕陳傳萬，張宏喜，李曉東.地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展要素分析[J].安徽科技學院學報,2014，28(5):42-45.

〔2〕李同杰.機械類專業(yè)工程力學課程教學中存在的幾個問題及其解決方案[J].科技信息,2010(9):441.

〔3〕龔暉，儲節(jié)磊.對MOOC技術的幾種誤判與辨析[J].南京航空航天大學學報（社會科學版）,2015,17(1):14-17.

〔4〕張艷艷,彭楊，戴玉梅，等.力學基礎課的應用教學改革實踐與探索 [J].南京航空航天大學學報 （社會科學版）, 2015,17(1):101-103.

G642.0

A

1673-260X（2016）12-0206-02

2016-10-17

安徽科技學院校級一般教研項目（X2014078）