機(jī)械類應(yīng)用型本科專業(yè)理論力學(xué)教學(xué)改革探討

徐波+王玉蘭

摘要：針對機(jī)械類應(yīng)用型本科專業(yè)的特點(diǎn)及理論力學(xué)課程課時少與授課內(nèi)容多的教學(xué)要求，為滿足工程教育的需求，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，根據(jù)已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以臨沂大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化本科專業(yè)為例，從理論力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核模式等方面進(jìn)行了教學(xué)改革，使其適用于應(yīng)用型機(jī)械類本科人才的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；教學(xué)內(nèi)容；理論力學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0107-02

一、引言

近年來，制造業(yè)的飛速發(fā)展，加快了對工科特別是機(jī)械類應(yīng)用型人才的需求，《中國制造2025》提出將人才作為建設(shè)制造強(qiáng)國的根本，需要加快培養(yǎng)制造業(yè)發(fā)展的專業(yè)技術(shù)人才。高校作為人才培養(yǎng)的重要基地之一，為國家實(shí)施人才強(qiáng)國的戰(zhàn)略擔(dān)負(fù)著重要的責(zé)任。因此，制定工科學(xué)生的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和人才培養(yǎng)模式，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力[1]，成為了新時代下急需解決的問題之一。臨沂大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)被山東省教育廳授予“卓越工程師計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)之一，學(xué)校出臺了一系列專業(yè)培養(yǎng)改革方案。理論力學(xué)作為機(jī)械專業(yè)核心技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，必然面臨著教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法等方面改革的重大挑戰(zhàn)。根據(jù)工程教育認(rèn)證的思維模式，拋棄傳統(tǒng)的純理論教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐匝芯啃詫W(xué)習(xí)為主體的現(xiàn)代化教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)新性。

二、理論力學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

理論力學(xué)是一門經(jīng)典的、理論性和邏輯性較強(qiáng)的內(nèi)容體系成熟的力學(xué)課程[2]。多年來，理論力學(xué)的結(jié)構(gòu)體系、理論框架、基礎(chǔ)知識內(nèi)容基本沒有變化。但是，隨著教學(xué)改革的不斷深入，理論力學(xué)的授課課時已從96學(xué)時逐步削減為64或48學(xué)時，課時量被極大壓縮，短時間內(nèi)講授完理論力學(xué)中的全部內(nèi)容（靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)），不能保證學(xué)生完全接受和消化，更不要說應(yīng)用這些理論去分析解決實(shí)際問題。

當(dāng)前的授課方式主要是采用PPT與板書相結(jié)合，教師與學(xué)生對PPT的依賴性很大，PPT使得每堂課的信息量較大，對應(yīng)用型本科院校的學(xué)生來說，在較短的時間內(nèi)掌握這么多的內(nèi)容具有很大的難度，并且學(xué)生課外活動較多，課下復(fù)習(xí)投入的時間少。所以，學(xué)生不能完全理解、消化課堂上的內(nèi)容，總會留下部分知識空白，時間長了，未能掌握的知識就會越來越多，影響后續(xù)知識的學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)的興趣，導(dǎo)致較差的學(xué)習(xí)效果。

我校機(jī)械類專業(yè)理論力學(xué)開設(shè)在大學(xué)二年級的上半學(xué)期進(jìn)行，學(xué)生思維活躍，求知欲較強(qiáng)，同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取知識，但也使部分學(xué)生沉迷于網(wǎng)絡(luò)游戲中，投入學(xué)習(xí)的時間較少。這為理論力學(xué)的教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)，同時，也為教學(xué)改革帶來了機(jī)遇。

三、理論力學(xué)課程的教學(xué)改革

（一）教學(xué)內(nèi)容的改革

理論力學(xué)的課程內(nèi)容比較成熟，具有較好的邏輯性和層次性，大部分的內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)和生活活動有著密切的聯(lián)系[3]。為了與工程教育實(shí)踐相結(jié)合，針對我校應(yīng)用型機(jī)械類工科人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，堅(jiān)持“以培養(yǎng)工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力為目標(biāo)”的理念，對理論力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了深化改革與調(diào)整，將理論力學(xué)的課程定位為“使學(xué)生能熟練運(yùn)用理論力學(xué)的基本理論去分析和解決實(shí)際工程問題，理論與實(shí)踐密切結(jié)合”，要求在教學(xué)過程中，輕理論推導(dǎo)，重分析方法與實(shí)踐應(yīng)用。理論力學(xué)的基本概念比較清晰準(zhǔn)確，學(xué)生需要課前自學(xué)就能明白，不需要在課堂上再進(jìn)行講授；理論力學(xué)的部分內(nèi)容與普通物理的內(nèi)容重復(fù)，如點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)、剛體的簡單運(yùn)動等，這部分內(nèi)容留給學(xué)生課下自學(xué)；對一些比較復(fù)雜推導(dǎo)過程的定理，如點(diǎn)的速度合成定理，不需要給學(xué)生詳細(xì)介紹速度合成定理的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，只要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)怎樣使用定理去分析問題、解決問題。另外，要合理安排習(xí)題課的數(shù)量和質(zhì)量，精心選擇題目，盡量使習(xí)題來源于生活實(shí)踐，增加習(xí)題的趣味性和綜合性，通過對習(xí)題的分析解答，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。總之，在教學(xué)內(nèi)容的改革上，要結(jié)合學(xué)生思維發(fā)展和時代環(huán)境的變化，根據(jù)機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求，合理分配教學(xué)課時，刪繁就簡，注重突出知識點(diǎn)在實(shí)際工程分析中的應(yīng)用。

（二）教學(xué)模式的改革

為了適應(yīng)機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容的革新，理論力學(xué)的教學(xué)模式也需進(jìn)行更新和發(fā)展，借助現(xiàn)代教育技術(shù)手段和信息傳輸渠道，開發(fā)形式多樣的教學(xué)方法，將知識高效快速地傳輸給學(xué)生。在該課程的教學(xué)改革中，課堂教學(xué)不再是以教師講授為主，而是以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主，將傳統(tǒng)的PPT+板書講授方法轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)、學(xué)生分組研討的討論式、研究式教學(xué)方法，改變學(xué)生課上忙聽講、課下忙作業(yè)的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀。臨沂大學(xué)每堂課的時間是45分鐘，教師講授的時間不要超過15分鐘，留下30分鐘的時間供學(xué)生討論研究。教師在15分鐘內(nèi)，借助多媒體技術(shù)，如視頻動畫、圖像等對復(fù)雜的力學(xué)模型或機(jī)構(gòu)進(jìn)行演示，提高學(xué)生的感性認(rèn)知。在研討過程中，要以學(xué)生為中心，分組討論，教師需要提前準(zhǔn)備好，選擇一些工程實(shí)例作為討論的題目，教師的作用是引導(dǎo)和答疑。討論結(jié)束后，在下一次上課之前，每個小組要選出一人將本小組討論過程中遇到的問題、問題分析思路和結(jié)果用PPT或WORD進(jìn)行展示。對學(xué)生討論中出現(xiàn)的共性問題，教師要做出詳細(xì)解答，將相關(guān)知識點(diǎn)的講解錄制成微課程，發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺或者直接發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生通過手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。微課程內(nèi)容的重點(diǎn)明確突出，時間短，學(xué)生在學(xué)習(xí)中會感到特別輕松，能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動積極性。在視頻錄制過程中，引進(jìn)近代科技成果的新內(nèi)容，使學(xué)生能觀察到理論力學(xué)在實(shí)際工程領(lǐng)域中所起到的重要作用。

（三）考核方法的改革

傳統(tǒng)的理論力學(xué)考試方式多為閉卷考試，理論知識較多，考試的內(nèi)容包括基本概念、基本原理及其應(yīng)用，試題來源于各種題庫，這種方法不能完全反映學(xué)生平時的學(xué)習(xí)過程和效果。有些學(xué)生平時不參與討論學(xué)習(xí)，只靠考前突擊復(fù)習(xí)，也能考試及格，但是考完后就全部忘掉了，不利于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。因此，這種純理論性的考試存在很大的弊端。為此，在考核方式改革中，用學(xué)業(yè)成績代表理論力學(xué)課程的最終成績，學(xué)業(yè)成績的構(gòu)成方式由期末考試成績和平時成績組成，其中期末考試成績只占學(xué)業(yè)成績的30%，而平時成績占學(xué)業(yè)成績的70%。平時成績主要由課堂參與成績、研討成績和研討過程表現(xiàn)成績?nèi)糠纸M成，課堂參與成績占平時成績的20%，研討成績占平時成績的50%，研討過程表現(xiàn)成績占平時成績的30%。研討成績占比重較大，可以充分調(diào)動學(xué)生參與討論的積極性，避免學(xué)生敷衍了事；過程表現(xiàn)成績鼓勵學(xué)生多動腦筋，提出創(chuàng)新性的問題；平時成績的評定比較靈活，教師在平時討論過程中需仔細(xì)考核，嚴(yán)格執(zhí)行。從考核模式的改革可以看出，學(xué)生的學(xué)業(yè)成績不再是單一的理論計(jì)算，更加注重了平時學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控，調(diào)動了學(xué)生的思維活躍性和學(xué)習(xí)積極性。

四、總結(jié)

理論力學(xué)課程在機(jī)械類應(yīng)用型人才課程體系中起著承上啟下的作用，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。作為以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的工科院校，需要積極推進(jìn)課程教學(xué)改革，培養(yǎng)具備解決實(shí)際工程問題能力的工程技術(shù)人員。對本課程來說，要求學(xué)生會用理論力學(xué)中的原理解決實(shí)際問題。所以，在今后的教學(xué)過程中，更加注重學(xué)生的工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力的鍛煉，以培養(yǎng)更多的具有工程素養(yǎng)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁點(diǎn)點(diǎn)，張生.工程教育背景下理論力學(xué)課程教改探索[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（8）：12-13.

[2]徐小麗，金春花.理論力學(xué)教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2015，（2）：97-98.

[3]李明林，楊曉翔，謝華等.面向“卓越計(jì)劃”的理論力學(xué)教學(xué)改革的思考[J].高等理科教育，2013，（1）：117-121.

Discussion and Reform of Theoretical Mechanics for Mechanical Application Undergraduates

XU Bo1，WANG Yu-lan2

（a.School of Mechanical and Vehicle Engineering；b.School of Civil Engineering and Architecture，

Linyi University，Linyi，Shandong 276000，China）

Abstract：According to the characteristics of the mechanical and application undergraduate major and the teaching demand of the theoretical mechanics which has fewer teaching time and more teaching content，we have carried out the teaching reform on the curriculum content，the teaching method and the assessment model.This reform is performed on the undergraduates whose major is the Mechanical Design and Manufacturing，and Automation Engineering of Linyi University.The innovation of the theoretical mechanics meets the demand of the engineering education and improves the ability of the engineering practice，the product designing and the engineering innovation so as to train the mechanical application talent.

Key words：teaching reform；teaching content；theoretical mechanics