謝 旋 羅 威 李 彪 葉 永

（三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，湖北 宜昌 443002）

1 研究背景與現(xiàn)狀分析

基礎(chǔ)力學(xué)課程（理論力學(xué)和材料力學(xué)）是很多工科專業(yè)（如水利、土木、機(jī)械）的一門必修課，也是相關(guān)專業(yè)的考研初試科目，是學(xué)生進(jìn)行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)不可或缺的重要前提，關(guān)乎學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。然而基礎(chǔ)力學(xué)課程理論性強(qiáng)，概念和公式繁多，學(xué)生學(xué)起來相對(duì)比較枯燥，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。為促進(jìn)高等學(xué)校力學(xué)基礎(chǔ)課程的改革、提高學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué)的興趣，2006年受教育部高等教育司委托，教育部高等學(xué)校力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、中國力學(xué)學(xué)會(huì)和周培源基金會(huì)共同主辦的全國周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽。這是一項(xiàng)旨在加強(qiáng)理工科高校學(xué)生素質(zhì)教育，培養(yǎng)其動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的大學(xué)生科技競(jìng)賽。隨著全國周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽的影響力不斷擴(kuò)大，很多省市和高校開始舉辦地區(qū)和校級(jí)的力學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐競(jìng)賽。

目前，開設(shè)有力學(xué)本科專業(yè)的院校非常有限。雖然國內(nèi)絕大部分理工科院校都開設(shè)了基礎(chǔ)力學(xué)課程，但其中絕大多數(shù)都沒有力學(xué)本科專業(yè)。這些普通高校僅有很少一些教師在專門負(fù)責(zé)基礎(chǔ)力學(xué)的教學(xué)，教學(xué)任務(wù)相當(dāng)繁重，由于沒有力學(xué)本科生和力學(xué)師資力量不足等原因，導(dǎo)致學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)薄弱，參賽積極性不高，競(jìng)賽成績不甚理想。面對(duì)力學(xué)競(jìng)賽的培訓(xùn)輔導(dǎo)和沖刺獎(jiǎng)項(xiàng)，這些院校的力學(xué)教師感到有心無力。筆者所在單位是省屬一本高校，好幾年前曾經(jīng)獲得過一次全國二等獎(jiǎng)， 然而到了2021年的第十三屆個(gè)人賽上連全國優(yōu)秀獎(jiǎng)（省區(qū)前15%）都沒有一個(gè)。學(xué)校每次選派的參賽學(xué)生主要來自水利和土木這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)學(xué)院，而機(jī)械、材料、物理等專業(yè)學(xué)生被有意或無意邊緣化。這其中一方面是因?yàn)檩o導(dǎo)教師人手不夠，學(xué)院之間有些許利益沖突，但更重要的因素可能是其他專業(yè)學(xué)生的力學(xué)成績比較差，而他們所在學(xué)院又沒有專門的力學(xué)老師宣傳和輔導(dǎo)競(jìng)賽。久而久之，參賽隊(duì)伍越來越小，優(yōu)秀拔尖者寥寥無幾，整體參賽成績自然逐漸下滑。筆者結(jié)合學(xué)生時(shí)代的體會(huì)以及高校任教的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一些共性問題：（1）學(xué)校/學(xué)院對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)競(jìng)賽不夠重視，每次都是臨時(shí)組織教師輔導(dǎo)學(xué)生參加周培源力學(xué)競(jìng)賽，缺乏制度建設(shè)；（2）學(xué)校對(duì)全國力學(xué)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)學(xué)生的獎(jiǎng)勵(lì)力度不夠，在評(píng)優(yōu)推優(yōu)評(píng)獎(jiǎng)時(shí)認(rèn)可度不高，也沒有對(duì)力學(xué)賽事、獲獎(jiǎng)學(xué)生和指導(dǎo)教師進(jìn)行廣泛宣傳；（3）基礎(chǔ)力學(xué)任課教師在課堂教學(xué)中幾乎從不跟學(xué)生提及力學(xué)競(jìng)賽，學(xué)生對(duì)全國周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽知之甚少，即使略有耳聞也不感興趣；（4）校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽完全是應(yīng)付要求，小打小鬧，簡(jiǎn)單走過場(chǎng)，沒有起到初步選拔學(xué)生的作用，徒增老師出卷閱卷和監(jiān)考負(fù)擔(dān)；（5）除個(gè)別院系舉行小范圍結(jié)構(gòu)模型制作比賽之外， 學(xué)校很少舉辦校級(jí)力學(xué)實(shí)踐操作類競(jìng)賽，不利于大學(xué)生的跨專業(yè)交流與學(xué)習(xí)；（6）教師的工作積極性得不到制度保障，輔導(dǎo)完全靠教師個(gè)人熱情，吃力不討好，導(dǎo)致競(jìng)賽輔導(dǎo)力度不夠，組織和管理不到位，另外學(xué)生湊熱鬧、打醬油居多，真正沉下心來認(rèn)真?zhèn)鋺?zhàn)的少；（7）賽后沒有對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整理和分析，缺乏經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)和長遠(yuǎn)規(guī)劃。

誠然，作為基礎(chǔ)力學(xué)教師，不應(yīng)該過分追求全國力學(xué)競(jìng)賽成績的獲獎(jiǎng)與名次， 但競(jìng)賽是一面鏡子，一扇窗口，競(jìng)賽成績的高低好壞所反映出的教與學(xué)的問題確實(shí)值得好好反思。

2 基于力學(xué)競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)改革探索

近年來，隨著學(xué)科競(jìng)賽受到越來越多的關(guān)注和重視， 以學(xué)科競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)改革成為熱議的話題。筆者總結(jié)近年來自己在力學(xué)教學(xué)和競(jìng)賽輔導(dǎo)方面的切身體會(huì)，認(rèn)為普通高校不僅要大力宣傳國家級(jí)力學(xué)競(jìng)賽，廣泛吸引學(xué)生參賽，同時(shí)還應(yīng)著力打造校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽平臺(tái)，形成寓教于賽、以賽促教、教賽結(jié)合的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)模式，提升基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)水平，提高學(xué)生成績，為考研和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)。

2.1 在基礎(chǔ)力學(xué)課堂中融入力學(xué)競(jìng)賽內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教中有賽

引入競(jìng)賽內(nèi)容，讓課堂教學(xué)生動(dòng)有趣?；A(chǔ)力學(xué)課程理論性強(qiáng)，概念和公式繁多，學(xué)生學(xué)起來相對(duì)比較枯燥，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，要精簡(jiǎn)課堂教學(xué)內(nèi)容，通過合理配置常規(guī)教學(xué)內(nèi)容和競(jìng)賽試題內(nèi)容的比例，改變過多、過細(xì)、過全的課堂講授方法，淡化公式推導(dǎo)，突出理論應(yīng)用。一方面，將課上的簡(jiǎn)單易懂的知識(shí)點(diǎn)先讓學(xué)生預(yù)習(xí)， 課堂教學(xué)以較高起點(diǎn)進(jìn)行講授。另一方面，用節(jié)約的課上時(shí)間講解貼近生活實(shí)際的力學(xué)競(jìng)賽應(yīng)用題，選擇難度適中、具有一定工程背景的力學(xué)競(jìng)賽真題作為例題，又或者將一些趣味力學(xué)競(jìng)賽題引入課堂教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，讓學(xué)生切實(shí)感受力學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活和工程中的妙用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性， 這樣可使學(xué)生感覺競(jìng)賽不再遙不可及，大大調(diào)動(dòng)優(yōu)秀學(xué)生參加競(jìng)賽的積極性。

剖析競(jìng)賽試題， 培養(yǎng)力學(xué)建模和分析研究能力。很多力學(xué)競(jìng)賽試題（如周培源力學(xué)競(jìng)賽題）多源自工程實(shí)例， 深入剖析其隱含的力學(xué)要素和建模方法，可幫助學(xué)生提高建模能力。重視力學(xué)建模能力結(jié)合生活實(shí)例和工程實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生自己提煉力學(xué)模型，利用相關(guān)力學(xué)知識(shí)分析解決問題，可以使學(xué)生從“給定的力學(xué)模型”思維中解脫出來，掌握分析問題的真本領(lǐng)。課堂上還可以引入MATLAB 等數(shù)學(xué)軟件和ANSYS、ABAQUS 等仿真軟件，進(jìn)行編程演示，實(shí)現(xiàn)求解過程和結(jié)果的可視化。另外，力學(xué)競(jìng)賽試題往往要進(jìn)行定性分析， 借此可以初步培養(yǎng)學(xué)生的分析研究能力，在教學(xué)過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從解題為主轉(zhuǎn)向分析問題的本質(zhì)為主， 從注重答案轉(zhuǎn)向注重力學(xué)創(chuàng)新思維和方法，培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)和定性分析能力，幫助學(xué)生從更高層次理解并把握力學(xué)的核心概念，提高力學(xué)素養(yǎng)， 有助于學(xué)生后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)和工程案例分析，也能為以后的讀研深造作鋪墊。

因材施教，打造多元個(gè)性化輔導(dǎo)模式。一方面，由于報(bào)名參賽學(xué)生來自不同的專業(yè)和年級(jí)，集中輔導(dǎo)培訓(xùn)時(shí)間一般只能安排在晚上或周末，不能兼顧全部參賽學(xué)生的時(shí)間； 參賽的大二學(xué)生剛接觸材料力學(xué)課程，直接參加培訓(xùn)跟不上教師的進(jìn)度。另一方面，考慮到學(xué)生的水平和能力差異， 為滿足優(yōu)秀學(xué)生競(jìng)賽需求，需要因材施教，分層次教學(xué)。直接采用賽前集中輔導(dǎo)的方式往往會(huì)導(dǎo)致一些學(xué)生因?yàn)楦簧辖處煹倪M(jìn)度而產(chǎn)生畏難情緒，甚至選擇中途退出，白白浪費(fèi)寶貴的時(shí)間和精力，給教師和同學(xué)造成不良影響。在學(xué)時(shí)縮減課程內(nèi)容繁多的背景下，要靈活利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)行線上線下混合教學(xué)，為有需求的學(xué)生定制和推送有針對(duì)性的競(jìng)賽輔導(dǎo)內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生組建興趣小組，實(shí)現(xiàn)競(jìng)賽輔導(dǎo)的日常在線督促和交流。

2.2 發(fā)揮校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽作用，探索寓教于賽

創(chuàng)新校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽試題。舉辦校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽可以為每兩年一次的全國賽預(yù)熱并選拔優(yōu)秀選手。但目前不少學(xué)校的力學(xué)競(jìng)賽題多是一些陳年舊題， 單調(diào)枯燥，儼然加強(qiáng)版期末考試或考研題大雜燴，難以吸引學(xué)生參賽。因此需要不斷更新和優(yōu)化競(jìng)賽試題，盡可能兼顧基礎(chǔ)性、趣味性和創(chuàng)新性。除了改編已有的競(jìng)賽題之外，還可以借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀經(jīng)典力學(xué)教材和相關(guān)文獻(xiàn)中的力學(xué)問題，特別是生活和學(xué)習(xí)中的有趣力學(xué)現(xiàn)象或故事。不僅要考查學(xué)生對(duì)力學(xué)基本概念、理論和方法的掌握情況，還要鍛煉學(xué)生提煉力學(xué)問題的能力和建立力學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算的能力。

加強(qiáng)校級(jí)力學(xué)實(shí)踐競(jìng)賽。目前我校開設(shè)的材料力學(xué)、 工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)為教師已設(shè)計(jì)好試驗(yàn)步驟，學(xué)生只是按部就班地完成試驗(yàn)，這極大限制了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而周培源力學(xué)競(jìng)賽更注重針對(duì)研究問題設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以問題為導(dǎo)向，最終達(dá)到解決工程實(shí)際問題的目的。為了充分鍛煉學(xué)生的力學(xué)實(shí)踐應(yīng)用能力， 應(yīng)當(dāng)效仿全國力學(xué)競(jìng)賽中的實(shí)驗(yàn)操作大賽，結(jié)合開放式實(shí)驗(yàn)室制度，以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和科研興趣小組等科技活動(dòng)為切入點(diǎn)，由學(xué)生自愿組成學(xué)習(xí)小組，選定指導(dǎo)教師，形成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，開展跨學(xué)科、跨學(xué)院的校級(jí)結(jié)構(gòu)—材料設(shè)計(jì)制作大賽。當(dāng)今工程問題已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)求解，因此還應(yīng)當(dāng)引入力學(xué)編程計(jì)算或軟件仿真模擬， 增加趣味性和挑戰(zhàn)性，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求。打造融力學(xué)理論、材料制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)編程等知識(shí)為一體的校級(jí)力學(xué)實(shí)踐競(jìng)賽平臺(tái)，促進(jìn)相互交流學(xué)習(xí)。

2.3 宣傳力學(xué)賽事，總結(jié)競(jìng)賽成效，打造教—賽—學(xué)閉環(huán)

宣傳力學(xué)賽事和獲獎(jiǎng)事跡，以賽勵(lì)志，以賽促學(xué)，學(xué)而優(yōu)則賽。對(duì)于很多非力學(xué)專業(yè)的水利、土木和機(jī)械類本科生而言，參加力學(xué)競(jìng)賽就如同參加數(shù)學(xué)和物理競(jìng)賽一樣，似乎與自己的專業(yè)毫不相關(guān)，甚至有點(diǎn)不務(wù)正業(yè)。正因如此，學(xué)生大多不愿參加力學(xué)競(jìng)賽，避之猶恐不及。所以需要力學(xué)教師在課堂上介紹全國力學(xué)競(jìng)賽和省級(jí)、校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽，宣傳獲獎(jiǎng)學(xué)生事跡，展示結(jié)構(gòu)模型獲獎(jiǎng)作品，強(qiáng)調(diào)參加力學(xué)競(jìng)賽對(duì)提高專業(yè)課成績、評(píng)優(yōu)評(píng)先、獎(jiǎng)學(xué)金申請(qǐng)以及考研就業(yè)方面的幫助。通過樹立榜樣增強(qiáng)學(xué)生的自信心，燃起人能我亦能的斗志，吸引學(xué)生備賽參賽，營造良好學(xué)習(xí)風(fēng)氣。對(duì)校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)學(xué)生也要進(jìn)行學(xué)業(yè)上的特別關(guān)注和后續(xù)指導(dǎo)，鼓勵(lì)他們積極備戰(zhàn)全國力學(xué)競(jìng)賽。

完善教師激勵(lì)機(jī)制。對(duì)參與競(jìng)賽輔導(dǎo)工作的教師按課程形式兌現(xiàn)一定工作量，對(duì)獲獎(jiǎng)的指導(dǎo)教師依據(jù)相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)給予獎(jiǎng)勵(lì)，在職稱評(píng)審、年度考核、評(píng)選先進(jìn)等方面給予適當(dāng)?shù)募臃?，鼓?lì)一線教師積極參與力學(xué)競(jìng)賽輔導(dǎo)工作。

總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)教賽融合協(xié)同促進(jìn)。很多學(xué)校的力學(xué)競(jìng)賽活動(dòng)存在重輔導(dǎo)而輕總結(jié)的不良現(xiàn)象。為教而教， 為賽而賽的片面做法使得競(jìng)賽與教學(xué)相互游離，無法形成協(xié)同效應(yīng)。因此要對(duì)歷屆全國力學(xué)競(jìng)賽以及校級(jí)力學(xué)競(jìng)賽的參賽情況與競(jìng)賽成績進(jìn)行深度分析匯總，尋找教學(xué)和輔導(dǎo)方面的不足之處，提出教學(xué)改革措施，探索教學(xué)改革方向。

3 結(jié)語

基礎(chǔ)力學(xué)是眾多理工科專業(yè)的基礎(chǔ)支撐課程，其重要性不言而喻。因此，普通高校尤其要重視基礎(chǔ)力學(xué)課程的教學(xué)與研究。本文提出競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)，教賽融合的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)改革新模式和新途徑。具體而言，采取“探究式+討論式”授課，引入難度適中的典型競(jìng)賽題目作為課堂教學(xué)的例題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加大力學(xué)競(jìng)賽的宣傳力度，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各級(jí)力學(xué)競(jìng)賽，實(shí)施線上線下混合式教學(xué)和競(jìng)賽輔導(dǎo)。通過以賽勵(lì)志，以賽促學(xué)，以賽促教，以賽促改，實(shí)現(xiàn)教—賽—學(xué)深度融合，提高學(xué)生力學(xué)素養(yǎng)，夯實(shí)力學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，為新時(shí)代造就更多高素質(zhì)、強(qiáng)能力、復(fù)合型人才。