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1、力学基础课程的教学改革 摘要：我校的理论力学为国家级精品课程，经过十几年的建设，已经形成了较为完整的课程体系和现代化教学体系。本文主要介绍我校理论力学课程的教学改革，为国内从事相关课程教学的老师供应参考。 关键词：理论力学；教学改革；课程 中图分类号：G642.0 文献标记码：A 文章编号：1674-932422-0031-02 一、引言 理论力学是工科专业高校生必修的一门技术基础课程，它的基本任务是在学生已有的中学力学的基础上，培育学生具有对工程对象正确建立力学模型的实力，具备对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学分析的实力，具备利用理论力学的基本概念推断分析结果正确与否的实力。我校的理论
2、力学是一门面对全校开设的基础课程，授课采纳两本教材，一本是洪嘉振教授等编著的理论力学，该教材从矢量力学动身对概念进行阐述，授课对象为机械类专业学生；另一门教材为刘延柱教授编著的理论力学，该教材从传统的结构力学动身进行描述，授课对象为船舶工程、环境、土木等专业学生。我校的理论力学于2003年被评为国家级精品课程，经过十余年的建设，已经形成较为完整的课程和教学体系。以下以机械类专业的理论力学为对象，介绍课程的教学体系与改革内容。 二、教学体系与改革 1.教学内容支配。本科生理论力学探讨的对象为刚体，主要讲解并描述平面问题，授课内容包括静力学、运动学与动力学三部分。我校机械类专业的理论力学授课学时为
3、81学时，课程于大二上开设，学生人数500多人，由45名老师担当教学任务。课程内容支配为：绪论2学时，数学基础5学时，静力学12学时，运动学14学时，运动学计算机协助分析8学时，矢量动力学基础10学时，刚体动力学8学时，分析力学14学时，动力学计算机协助分析8学时。教学所用教材是从矢量力学对问题进行描述的，因此在正式进行理论力学教学内容前，支配了5学时的数学基础授课，介绍教材中所需用到的数学学问，并且统一符号表达。目前大型工程软件在实际工程中得到了大量运用，是现代工程设计的主要手段之一。运动学和动力学计算机协助分析内容的教学目的就是为了与大型工程软件应用相接轨，让学生了解和驾驭工程应用软件的理
4、论构架和计算方法。理论力学中，静力学内容较为简洁，难点在于摩擦平衡问题。运动学主要包含定点和动点的速度和加速度分析，其中动点问题是难点。动力学中，碰撞问题须要用到动量定理和动量矩定理的积分形式，拉格朗日其次类方程涉及到动能定理的内容，因此动力学内容的重点是碰撞问题、达朗贝尔原理、虚位移原理、拉格朗日第一类方程和其次类方程。课程支配有期中和期末考试，不占教学学时。期中考试内容为静力学和运动学，期末只考试动力学。因为动力学内容中须要用到静力学和运动学的学问点，例如采纳达朗贝尔原理解题时须要用到静力平衡和运动学中的加速度分析等，因此期末考试事实上是对理论力学全部学问点的测试。 2.多媒体技术应用。目
5、前多媒体技术已经在高校的授课中得到了大量运用。运用电子教案后，老师可以有更多的时间开展课堂探讨，实现启发式教学，从而提高教学效率。要达到此目的，老师应在电子教案的制作上和内容支配上做足功夫。以往板书教学的优点是学生可以有充分的时间理解和消化教学内容，有足够的时间做笔记，课后复习时对课堂内容的印象也较深。电子教案很简单使得老师讲课内容快和产生“走马观花”现象，导致学生来不及消化课堂内容。因此，电子教案的运用应当留意如下问题：一是电子教案的内容支配上应当尽可能地接近板书形式，前后内容进行有效关联，便于学生理解；二是进行电子教案和板书相结合的方式进行教学，关键学问点应当利用板书进行协助；三是老师应当
6、驾驭好讲课速度和授课技巧，不断进行课堂师生互动，实时驾驭学生对授课内容的驾驭程度。要取得好的讲课效果，任课老师应当不断磨炼和提高个人授课技巧，提高电子教案的好用性，注意课堂教学中学生的参加度，只有这样才能真正达到理论教学与现代化教学手段相结合的目的。我校的理论力学电子教案多年来依据运用状况和学生的反馈不断得到完善。为了给学生一个直观相识，电子教案中针对教学内容的各个学问点开发有大量的动画显示，这在丰富教学内容的同时，也大大提高了教学效果。另外在教学中，针对航空航天和机械等系统，穿插了一些科研介绍，以提高学生的科研爱好。多年的教学实践显示出，该电子教案在精简授课学时、激发学生学习爱好、提高教学效
7、果等方面取得了良好实效，能够取得很好的教学效果。开发电子教案的另一个目的，是可以为兄弟院校供应教学参考。 3.计算机协助计算基础与应用。以往的理论力学课程较少涉及计算机协助分析的内容。对于实际工程系统，目前计算机协助分析已经成为现代工程设计的主要手段之一，而且已经开发有成熟的大型工程应用软件，这些软件是基于力学的基本原理进行开发的，在国民经济建设中发挥着重要作用。为了提高学生的学问结构和面对21世纪的高素养人才培育，我校的理论力学在课程教学中引入了运动学和动力学的计算机协助分析内容，开发了理论力学求解器软件，并且分别在运动学和动力学的计算机协助分析理论教学内容结束后，支配学生上机实践，进一步理
8、睬理论力学的关键学问点，这样一方面可以让学生对大型工程软件的构造和计算方法等有肯定的相识，领悟驾驭好理论力学学问的重要性，另一方面可以为学生今后的工程服务打下基础。采纳以上教学改革措施，可以达到理论教学内容与工程应用软件相结合的目的。 4.试验教学。我校的理论力学课程支配有试验内容，包括静力学、运动学、振动、综合演示等试验。学生可以按学号登陆“工程力学教学基地”网站，网上察看选课方法和试验要求。试验教学要求学生在试验老师的指导下，在规定的时间段内利用业余时间独立完成试验，并且提交试验报告。试验教学由工程力学试验中心老师担当，不占理论力学的教学学时。试验作为理论力学教学的协助功能可以加深学生对学
9、问点的驾驭，提高学生理论联系实际的实力，以达到理论教学和试验相结合的目的。近年来，工程力学试验中心对大量的教学试验进行了更新和改造，充分应用新的试验技术和结合工程实践，开发出了一批综合性和设计性试验，为提高学生的试验动手实力供应了条件，详见以上的教学基地网站。 5.课程网站。我校的理论力学建设有课程网站，该网站充分发挥计算机网络的优势和多媒体先进的表现手段，营造一种在网络环境下自主、完整、系统学习理论力学的环境。课程网站是一个老师、助教、学生共同参加的助学平台。通过课程网站的探讨区和留言区，老师还可以收集校内外的反馈信息，作为进一步完善课程建设的参考。 三、结语 教学改革是一个长期和艰难的任务
10、，一门课程的体系与教学内容的完善须要在教学实践中反复锤炼，应依据科技的发展去除陈旧内容、补充新学问。理论力学是一门工科专业必修的技术基础课程，它是工程技术的主要基础之一，对于机械和航空航天等专业尤为重要。在面对新世纪创新人才培育的要求下，理论力学课程应当顺应科技的发展，不断在课程体系、教学内容、教学方法、教学手段等方面进行革新，实现课程教学与现代信息技术的整合，为培育合格的创新性工程技术人才做出贡献。 作者简介：蔡国平，男，上海交通高校工程力学系，博士，教授，博导，探讨方向为结构振动与限制。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页