何凡

摘要：理論力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)較多，并且邏輯關(guān)系較為復(fù)雜，教學(xué)效果容易受到影響。根據(jù)在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題，本文指出應(yīng)用型高?？梢詮膸讉€(gè)方面改進(jìn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程能力，同時(shí)也有助于提高理論力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，為理論力學(xué)的教學(xué)者提供一些借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型高校；理論力學(xué)；教學(xué)質(zhì)量；邏輯思維

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）38-0189-02

一、引言

對(duì)工科專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論力學(xué)是一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，尤其是對(duì)土木類和機(jī)械類等專業(yè)，理論力學(xué)的地位更為凸顯。作為進(jìn)入大學(xué)接觸到的第一門力學(xué)課程，理論力學(xué)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要，不僅可以直接解決實(shí)際工程問(wèn)題，而且為后續(xù)的材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及專業(yè)課程奠定了必要的基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)理論力學(xué)的學(xué)生處于低年級(jí)，很容易自然而然地想到中學(xué)物理的力學(xué)。在理論力學(xué)教學(xué)中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，學(xué)生仍然沿用中學(xué)物理的思維去解決理論力學(xué)問(wèn)題，而且這種思維根深蒂固，使得不少學(xué)生固執(zhí)地認(rèn)為理論力學(xué)就是物理，尤其是物理學(xué)得不好的學(xué)生很自然地認(rèn)為理論力學(xué)肯定也學(xué)不好，無(wú)論在自信心還是學(xué)習(xí)興趣上首先就敗下陣來(lái)，教學(xué)效果可想而知。

因此，在理論力學(xué)的第一節(jié)課，非常有必要跟學(xué)生講清楚理論力學(xué)與中學(xué)物理的力學(xué)之間有何區(qū)別與聯(lián)系，理論力學(xué)到底涉及哪些內(nèi)容，為什么中學(xué)物理已經(jīng)學(xué)過(guò)力學(xué)現(xiàn)在還要學(xué)習(xí)。例如，中學(xué)物理的力學(xué)研究對(duì)象是質(zhì)點(diǎn)，關(guān)注的是摩擦力等；理論力學(xué)的研究對(duì)象是剛體，關(guān)注的是約束力等。這些區(qū)別必須在理論力學(xué)的緒論課上明確地指出來(lái)，使學(xué)生首先從思想上認(rèn)識(shí)到理論力學(xué)的獨(dú)立性和重要性?？梢哉f(shuō)，使學(xué)生意識(shí)到理論力學(xué)是一門全新的課程，其教學(xué)質(zhì)量的提高才能從根本上得到解決。

理論力學(xué)牽涉較多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及邏輯關(guān)系的建立，學(xué)生往往感覺(jué)較為棘手，教學(xué)效果往往不甚理想。為此，許多理論力學(xué)教師創(chuàng)造了新穎的教學(xué)方法，如概念教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)等。誠(chéng)然，在理論力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，注重能力的培養(yǎng)和教學(xué)體系的改革是非常重要的。通過(guò)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，在以應(yīng)用為導(dǎo)向的高校中提高理論力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，可以從以下方面入手。

二、理論力學(xué)應(yīng)注重邏輯思維能力的培養(yǎng)

理論力學(xué)這門課程除了傳授相應(yīng)的知識(shí)，邏輯思維能力的培養(yǎng)也是其一大任務(wù)。理論力學(xué)學(xué)得好的學(xué)生，往往具有較強(qiáng)的邏輯分析能力。應(yīng)用理論知識(shí)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行理論分析的能力，是一種綜合的素質(zhì)能力，具有三個(gè)層面：（1）對(duì)復(fù)雜問(wèn)題分解并表達(dá)的能力。（2）對(duì)分解的復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行有條理的分析和表達(dá)。（3）綜合性分析一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題。在這三個(gè)層面，存在四個(gè)單一的能力：（1）分解的能力。（2）表達(dá)的能力。（3）條理性分析的能力。（4）綜合的能力。其中，表達(dá)能力是全部問(wèn)題的一個(gè)前提。理論力學(xué)教學(xué)的第一個(gè)能力培養(yǎng)問(wèn)題就是理論分析的清晰表達(dá)，表達(dá)能力的培養(yǎng)不是一個(gè)理論問(wèn)題和一個(gè)講通道理的問(wèn)題，而是一個(gè)技能訓(xùn)練的問(wèn)題。因此，表達(dá)能力的培養(yǎng)必須有多次的重復(fù)，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。

理論力學(xué)的一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)是學(xué)生對(duì)復(fù)雜問(wèn)題表達(dá)出現(xiàn)了較多的漏洞。例如，對(duì)于約束力的處理，單個(gè)的約束得心應(yīng)手，多種約束則容易出現(xiàn)混亂；尤其是銷釘問(wèn)題，是很多學(xué)生較為頭痛的。當(dāng)銷釘只連接兩個(gè)孔時(shí)，還能處理，在思維上學(xué)生也能想通，但對(duì)銷釘連接多個(gè)孔的情況，學(xué)生極易出現(xiàn)思維的混亂，漏畫或多畫力的情況經(jīng)常出現(xiàn)。出現(xiàn)這種狀況的原因，是學(xué)生邏輯不夠清晰和嚴(yán)密。我們?cè)诮虒W(xué)中經(jīng)常強(qiáng)調(diào)畫約束力要能說(shuō)出力的施力體和受力體，分析的過(guò)程要有清晰的條理性。但一個(gè)極為關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)，是給學(xué)生留有一定的思維空間，使他們?cè)诶硇哉J(rèn)識(shí)上完全能夠接受。能力培養(yǎng)必須是學(xué)生在模仿中逐漸進(jìn)入獨(dú)立思考階段的引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)。在理論力學(xué)教學(xué)中掌握留給學(xué)生思維的空間是能力培養(yǎng)的關(guān)鍵，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地表達(dá)思維，才能有針對(duì)性地糾正不對(duì)的地方?？傊?，使學(xué)生學(xué)會(huì)思維，學(xué)會(huì)表達(dá)思維，留有足夠的思維空間，能夠主動(dòng)思維。

三、理論力學(xué)教學(xué)可以結(jié)合生活實(shí)例

現(xiàn)在的高校教學(xué)比較強(qiáng)調(diào)必須結(jié)合工程實(shí)例，尤其是對(duì)以應(yīng)用型為導(dǎo)向的高校，這顯得更為重要。因此，現(xiàn)在通常的做法是針對(duì)學(xué)生所學(xué)專業(yè)，結(jié)合其專業(yè)上的工程實(shí)例去講。例如，針對(duì)土木橋梁專業(yè)的學(xué)生，我們經(jīng)常在講到固定鉸鏈支座和滾動(dòng)支座這樣的約束時(shí)，就會(huì)舉出這樣的工程實(shí)例：橋梁一端通過(guò)固定鉸鏈支座固定在橋墩上，另一端則通過(guò)滾動(dòng)支座置于橋墩上，滾動(dòng)支座的應(yīng)用是為了調(diào)節(jié)橋梁的熱脹冷縮時(shí)產(chǎn)生的位移變化。這種做法固然很好，但也存在不容忽視的問(wèn)題。

值得我們注意和思考的是，作為低年級(jí)學(xué)生，幾乎還沒(méi)有接觸到專業(yè)課程，許多學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)還很比較淺，也不太可能完全理解專業(yè)中的工程實(shí)例。有些平常不太容易接觸的工程實(shí)例，對(duì)學(xué)生理解起來(lái)不是那么容易，尤其在涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)這部分內(nèi)容時(shí)。在教學(xué)中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生對(duì)本專業(yè)的工程實(shí)例顯得有些茫然。為此，可以在教學(xué)中結(jié)合一些生活中的實(shí)例，讓學(xué)生更有切身體會(huì)，看得見(jiàn)摸得著，理解起來(lái)更容易。例如，在講剛體的平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以用黑板擦的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行演示講解，或以健身器材的運(yùn)動(dòng)視頻（教師可以拍成短片）講解不同的運(yùn)動(dòng)形式。學(xué)生有了切身體會(huì)，可以親身體驗(yàn)，往往會(huì)表現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)興趣和熱情，能夠?qū)崒?shí)在在地感受到理論的價(jià)值和應(yīng)用。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論力學(xué)的內(nèi)容也不會(huì)那么枯燥和難懂，也不再只停留在紙面上，會(huì)讓理論力學(xué)的教學(xué)事半功倍。

四、理論力學(xué)教學(xué)應(yīng)注重的其他方面

實(shí)驗(yàn)在理論力學(xué)的教學(xué)中是必不可少的部分，將理論教學(xué)中的基本概念和基本方法直接用于實(shí)驗(yàn)分析，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，在自主應(yīng)用理論知識(shí)的過(guò)程中激發(fā)探索研究的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合的工程動(dòng)手分析能力。只有使學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立操作、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的基本技能，才有可能獨(dú)立地完成提高性的實(shí)驗(yàn)研究。

除了教學(xué)大綱中規(guī)定的一些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，可以適時(shí)開(kāi)設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)以綜合性理論分析與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合為知識(shí)重點(diǎn)，主要培養(yǎng)學(xué)生完全獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)分析能力，以工程實(shí)際或模擬工程實(shí)際為背景，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)他們的綜合工程分析能力。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)可以最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性探索和研究興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，其實(shí)驗(yàn)時(shí)間比較彈性，可通過(guò)提前預(yù)約、學(xué)生助教輔助來(lái)完成。

另外，在教學(xué)中引入小論文的寫作等，可以培養(yǎng)學(xué)生研究過(guò)程的表述和研究分析的表述等能力，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量是非常有益的。學(xué)生通過(guò)發(fā)現(xiàn)身邊的一些力學(xué)問(wèn)題，進(jìn)而撰寫小論文，可以運(yùn)用ANSYS等工程分析軟件解決實(shí)際問(wèn)題，并通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。這一套完整的培養(yǎng)模式能使學(xué)生對(duì)書本知識(shí)有更深入的理解，對(duì)將來(lái)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)能起到積極的促進(jìn)作用，對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)也有積極影響。對(duì)學(xué)生而言，首先是學(xué)會(huì)了獨(dú)立主動(dòng)地進(jìn)行研究，其次是學(xué)會(huì)了研究過(guò)程的表述和研究分析的表述。小論文可以是學(xué)生的一次大作業(yè)，對(duì)論文題目，教師可不做規(guī)定，或是學(xué)生發(fā)現(xiàn)的一些身邊與力學(xué)有關(guān)的問(wèn)題，或是學(xué)生根據(jù)所學(xué)專業(yè)選擇的題目。做小論文的目的是讓學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，使書本知識(shí)與工程實(shí)際得到結(jié)合，提升學(xué)生的解決問(wèn)題的能力。

五、結(jié)語(yǔ)

理論力學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生工程理論分析能力為核心，在教學(xué)內(nèi)容的三大模塊中，靜力學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的分析表達(dá)能力，運(yùn)動(dòng)學(xué)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜問(wèn)題條理清晰的分析能力，動(dòng)力學(xué)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力。以上述三個(gè)能力培養(yǎng)的階梯為能力培養(yǎng)主線，使學(xué)生從物理的普遍性理論分析方法發(fā)展為對(duì)工程復(fù)雜性問(wèn)題的綜合理論分析方法，實(shí)現(xiàn)能力培養(yǎng)階梯在教學(xué)進(jìn)程中的規(guī)范化和系統(tǒng)化。

理論力學(xué)雖然對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)掌握較為困難，但只要教師不斷總結(jié)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出相應(yīng)的解決方法，注重從多方面入手，一定能使學(xué)生在能力培養(yǎng)的同時(shí)掌握好相關(guān)知識(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量。

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