閆紅　孫海梅

[摘 要]當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)是高等學(xué)校教學(xué)改革關(guān)注的熱點(diǎn)?？梢砸孕陆ǖ胤奖究圃盒Ｎ锢韺W(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)為研究目標(biāo)，從力學(xué)類課程建設(shè)及實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)出發(fā)，分析現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容的不足，闡述課程整合的必要性，強(qiáng)調(diào)力學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，提出教師學(xué)生圍繞課題設(shè)計(jì)及參與開展活動從而加強(qiáng)技能培訓(xùn)的思想觀點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]人才培養(yǎng) 力學(xué) 理論力學(xué) 實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類號] C961 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）15-0054-02

本文以我校（一所新建地方本科院校）教學(xué)工作為參考，予以討論。力學(xué)類課程在這里指高校物理學(xué)專業(yè)開設(shè)的四大力學(xué)及力學(xué)基礎(chǔ)課程。力學(xué)基礎(chǔ)又稱為力學(xué)，開設(shè)于大學(xué)新生入學(xué)后的第一學(xué)期。四大力學(xué)通常指理論力學(xué)、熱力學(xué).統(tǒng)計(jì)物理、電動力學(xué)和量子力學(xué)。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是當(dāng)前教育改革探討的熱點(diǎn)話題。應(yīng)用型人才可定義為系統(tǒng)學(xué)習(xí)了某學(xué)科的專業(yè)知識，有一定專業(yè)技能技巧，能將已掌握的知識進(jìn)行轉(zhuǎn)化并應(yīng)用于實(shí)踐，滿足社會需求的人才。力學(xué)類課程的特點(diǎn)決定了它們對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有實(shí)踐意義。四大力學(xué)中，熱力學(xué).統(tǒng)計(jì)物理、電動力學(xué)和量子力學(xué)由于研究對象的特殊性，對學(xué)生理論推導(dǎo)、思維能力的提升有重要作用。理論力學(xué)研究宏觀機(jī)械運(yùn)動基本規(guī)律，它與高等數(shù)學(xué)的聯(lián)系密切，但其解決的問題多屬于我們周圍可觀察到的力學(xué)現(xiàn)象，如果將一些實(shí)踐環(huán)節(jié)融于理論教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能，同時改善課堂教學(xué)效果。正是在這種思想的指引下，本文將探討如何開展力學(xué)、理論力學(xué)和相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而促進(jìn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

一、現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容分析

多年來我校使用力學(xué)教材為高等教育出版社漆安慎、杜嬋英編的《力學(xué)》，理論力學(xué)為高等教育出版社周衍柏編的《理論力學(xué)教程》。這兩套教材比較深刻地揭示了力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。力學(xué)和理論力學(xué)的研究對象有高度的相似性和協(xié)同性，力學(xué)從運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和能量角度研究系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律，其思想貫穿于科學(xué)發(fā)展中，很多技術(shù)方面的應(yīng)用都與力學(xué)研究內(nèi)容有關(guān)。理論力學(xué)是運(yùn)用高等數(shù)學(xué)方法解決物理問題的課程。它所面對的研究對象是宏觀、低速物體，是日常生活中我們周圍可感知、可觀察的物體。理論力學(xué)學(xué)習(xí)的要求是在系統(tǒng)理解機(jī)械運(yùn)動的概念和規(guī)律的基礎(chǔ)上，掌握進(jìn)一步處理力學(xué)問題的一般方法，另外分析力學(xué)是理論力學(xué)中最有特色的教學(xué)內(nèi)容。

從我校物理學(xué)專業(yè)學(xué)生現(xiàn)有的教學(xué)安排來看，力學(xué)開設(shè)于新生入學(xué)后的第一學(xué)期，理論力學(xué)則在二年級的第二學(xué)期授課。它們的教學(xué)與后續(xù)很多課程關(guān)聯(lián)，力學(xué)的基本思想和方法不僅與眾多其他課程的教學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系，如動力學(xué)思想、能量守恒的思想等，還對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成和學(xué)習(xí)自信心的提升有重要影響。

在大學(xué)教學(xué)中，力學(xué)許多概念是從微積分和矢量分析角度定義的，比如做功應(yīng)用了矢量標(biāo)積的思想，兩個矢量作用的結(jié)果成為一個標(biāo)量，只有大小，沒有方向；力矩的定義則為位置矢量與作用力兩個矢量的矢積，既有大小，也有方向。做功和力矩的概念貫穿于物理學(xué)學(xué)習(xí)的始終，其重要性不言而喻。其他很多在中學(xué)階段學(xué)生感覺已經(jīng)很熟悉而且掌握了的概念又被重新詮釋一番，用了他們沒學(xué)習(xí)過的高等數(shù)學(xué)的知識。但需要考慮到一個很重要的現(xiàn)實(shí)問題是，高等數(shù)學(xué)教學(xué)相對于力學(xué)教學(xué)滯后，為了使學(xué)生學(xué)好力學(xué)，教師要花費(fèi)大量精力補(bǔ)充有關(guān)數(shù)學(xué)知識。雖然數(shù)學(xué)和力學(xué)聯(lián)系緊密，但對物理專業(yè)的學(xué)生來說，力學(xué)應(yīng)用性的特點(diǎn)也不應(yīng)該被淡化，因?yàn)榱W(xué)是最古老悠久的學(xué)科，其發(fā)展是從滑輪、杠桿等力學(xué)工具的使用開始的。學(xué)生接觸力學(xué)最早應(yīng)該來自于幼時對生活工具的使用，當(dāng)時對自然界的好奇心使他們對任何事物都充滿興趣，然而隨著年齡的遞增，這種好奇心在逐漸減弱。正規(guī)的課堂教學(xué)本來是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考問題、提出問題，并進(jìn)而解決問題的，但課堂教學(xué)效果很多情況下卻造成學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性變差，這直接與現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容的安排有關(guān)。比如，分析力學(xué)是理論力學(xué)中學(xué)生普遍感到困難的部分，它所占教學(xué)比重并不大，但它的存在使學(xué)生對理論力學(xué)的學(xué)習(xí)感到枯燥。如何平衡數(shù)學(xué)工具的使用和體現(xiàn)力學(xué)的應(yīng)用性特色，搞好力學(xué)類課程教學(xué)，值得商榷。

二、課程整合的意義

以我校教學(xué)安排和我們使用的教材為例進(jìn)行說明。周衍柏編的《理論力學(xué)教程》一共五章，分別為質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、質(zhì)點(diǎn)組力學(xué)、剛體力學(xué)、轉(zhuǎn)動參考系和分析力學(xué)。漆安慎、杜嬋英編《力學(xué)》教材中，二、三章介紹了質(zhì)點(diǎn)力學(xué)和質(zhì)點(diǎn)組力學(xué)，第七章為剛體力學(xué)，第三章也有部分轉(zhuǎn)動參考系內(nèi)容。

兩套教材教學(xué)內(nèi)容重復(fù)率比較高，都主要揭示了質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)組、剛體的運(yùn)動規(guī)律。較大的差別是《理論力學(xué)教程》有一章分析力學(xué)。當(dāng)然兩套教材的深度有差別，例如理論力學(xué)中對轉(zhuǎn)動的討論更深入、更全面。轉(zhuǎn)動是生活中最常見到的現(xiàn)象，一般我們對其運(yùn)動規(guī)律只有一些直觀性的認(rèn)識，如離轉(zhuǎn)軸點(diǎn)遠(yuǎn)一些，容易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動，但只有學(xué)過力學(xué)課程才能對轉(zhuǎn)動規(guī)律有全面的、系統(tǒng)性的認(rèn)識。在力學(xué)中，要解釋的力學(xué)現(xiàn)象的基本概念已經(jīng)全部介紹過了，在理論力學(xué)中只是要討論較為復(fù)雜的過程。所以在轉(zhuǎn)動內(nèi)容的教學(xué)過程中，一定要明確告訴學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的差別，并最好與學(xué)生能接觸到的現(xiàn)象相聯(lián)系，使學(xué)生有所認(rèn)識，這也是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。

對課程進(jìn)行整合還基于如下考慮：1.力學(xué)課時調(diào)整較大，由90課時變?yōu)?2課時，再銳減為現(xiàn)在的65課時；2.學(xué)生考慮進(jìn)一步深造時的建議，部分學(xué)生考研時想考取工科專業(yè)，卻發(fā)現(xiàn)應(yīng)試內(nèi)容與現(xiàn)在所學(xué)存在差異，比如工科的理論力學(xué)有靜力學(xué)，討論各種框架結(jié)構(gòu)處于平衡時的受力分布情況，而在力學(xué)或物理學(xué)專業(yè)理論力學(xué)教學(xué)過程中，這部分內(nèi)容涉及得很少。

本文認(rèn)為參考工科教材，加強(qiáng)授課內(nèi)容的實(shí)踐性，突出力學(xué)應(yīng)用性特點(diǎn)，對于力學(xué)類課程的教學(xué)改革和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)有現(xiàn)實(shí)意義。

三、突出實(shí)踐性

實(shí)踐性強(qiáng)是力學(xué)課程的一個特點(diǎn)。這不僅僅體現(xiàn)為力學(xué)要做的實(shí)驗(yàn)多，還可以理解為不需要通過專門的實(shí)驗(yàn)課，在實(shí)踐活動中觀察我們生活中的力學(xué)現(xiàn)象，用力學(xué)思想解釋這些現(xiàn)象，這樣的機(jī)會也比較多。

目前，力學(xué)實(shí)踐教學(xué)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)嚴(yán)重，力學(xué)課程既有基礎(chǔ)性的理論內(nèi)容需要講解，又需要為數(shù)不少的實(shí)驗(yàn)過程來提高學(xué)生的實(shí)踐能力和動手能力。如果課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)由不同的教師承擔(dān)，那就要避免課堂教學(xué)教師和實(shí)驗(yàn)教師缺乏協(xié)調(diào)，使兩種學(xué)習(xí)無法互相支撐、互相促進(jìn)的情況出現(xiàn)。一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有必要調(diào)整，比如游標(biāo)卡尺測量長度、單擺周期的計(jì)算在高中階段就可以完成，在大學(xué)階段重復(fù)開設(shè)，會對教學(xué)資源的使用造成浪費(fèi)，減弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

只通過做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的操作技能是不夠的，生活中的力學(xué)現(xiàn)象最多，引導(dǎo)學(xué)生用力學(xué)觀點(diǎn)分析常見現(xiàn)象，既能豐富實(shí)踐教學(xué)的形式，又能夠使學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中體會到學(xué)習(xí)的樂趣和價(jià)值。

四、圍繞課題開展教學(xué)活動

當(dāng)前國家對教學(xué)科研項(xiàng)目和大學(xué)生技能比賽的投入相當(dāng)多，其主要思想是培養(yǎng)各類人員解決實(shí)際問題的能力，這與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的理念相符。這也啟示我們，教師能否設(shè)計(jì)一些可行性強(qiáng)的、便于學(xué)生參與的課題。例如按照現(xiàn)有課堂教學(xué)方式，有很多內(nèi)容較抽象，學(xué)生不容易接受，如果能夠鼓勵學(xué)生參與設(shè)計(jì)觀賞性和科學(xué)性都很強(qiáng)的教學(xué)用具用以演示教學(xué)內(nèi)容，對教學(xué)效果的提高應(yīng)該有作用。我們很欣喜的注意到，全國大學(xué)生物理教學(xué)技能大賽暨自制教具與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)展評大賽就有考察課堂教具設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)。

現(xiàn)在很多高校教師除了有教學(xué)工作外，還從事科研工作，工作量相當(dāng)大，也很辛苦，如果引導(dǎo)得法的話可以讓學(xué)生參與到教師的項(xiàng)目中，這樣能夠有效保障項(xiàng)目的順利完成，學(xué)生能力也可以得到提升，從而收到雙贏的效果。

當(dāng)然要認(rèn)識到，進(jìn)入大學(xué)后一個很現(xiàn)實(shí)的問題是學(xué)生和任課教師接觸的機(jī)會很少，這也使學(xué)生缺乏引導(dǎo)，沒有意識到通過力學(xué)的學(xué)習(xí)可以全面加強(qiáng)自身能力。圍繞課題開展教學(xué)活動主要想圍繞學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力、建模能力的培養(yǎng)展開。這對于提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才有實(shí)際意義。

五、結(jié)論

之所以以力學(xué)類課程建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)討論，是基于如下認(rèn)識：對于有物理學(xué)專業(yè)的師范類或非師范類甚至一些工科院校，這些課程都是重要的必修課內(nèi)容；以力學(xué)和理論力學(xué)教學(xué)研究為契機(jī)，可以將成功的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到其他學(xué)科課程建設(shè)方面；由于力學(xué)學(xué)科的實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生在解決一些力學(xué)實(shí)際問題中，可以提升動手能力、操作能力，成為受社會歡迎的應(yīng)用型人才。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 漆安慎，杜嬋英.力學(xué)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2] 周衍柏.理論力學(xué)教程（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4] 龐永師，林昭雄，陳德豪，孟強(qiáng)，郭成.應(yīng)用型人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008（2）：145-148.

[責(zé)任編輯：陳 明]