【独立学院土木工程专业《理论力学》教学改革与实践】 理论力学

　　摘要：针对独立学院学生的自身特点，结合力学教指委对理论力学的要求，分析了理论力学在土木专业力学教学体系中的作用，进行了教学大纲与大学物理、微积分等课程的整合，并实践了作业、考试与学生报告等方面的改革。
　　关键词：理论力学 独立学院 土木工程专业 教学改革
　　
　　一、独立学院学生的特点
　　独立学院学生群体相对于一、二本高校学生而言，有明显特点：接触面广泛，思维比较活跃，价值取向多元化；技能特长优势明显，但综合发展不够均衡；缺乏自信心和恒心，缺乏主动性和压力感；不独立思考，依赖性强；基础知识薄弱；有较强的求学欲望，但学习毅力与刻苦精神不够持久；有较强的组织纪律观念，但缺乏持久的自我约束性。
　　针对上述特点，相应地在课程教学内容和方式上，应该区别于普通高校的教学模式，有必要进行具有针对性的改革。
　　二、力学教指委对土木工程专业理论力学的要求
　　国家力学教学指导委员会分别按理论力学与材料力学组、结构力学与弹性力学组、流体力学与水力学组制定了对力学课程的基本要求，其中理论力学按照A类(机械、土木、航空航天等专业)、B类、C类分别适用不同专业。
　　对于A类专业，明确了课程的性质和任务；确定了基本内容分为基础和专题两部分，对基础部分，要求着重对三大块内容（静力学，运动学和动力学）进行了详细说明，对专题部分，要求对刚体定点转动等作详细说明；提出应使学生在建模能力，分析能力和自学能力方面得到提高；强调应加强实践性教学环节；建议在教学中采用多种教学媒体、根据难易不同进行分层教学；建议基础64学时，专题16学时。
　　三、理论力学在整个土木工程专业力学体系中的作用
　　理论力学研究物体的机械运动（含静止）及物体间相互机械作用的一般规律，是整个土木工程力学体系的基础，是学习其它力学课程及技术课程的前提。工程专业一般都需要接触机械运动问题，大都需要运用理论力学基本理论加其它专门知识来解决，学好理论力学是为解决工程问题打下基础；理论力学研究力学中最普遍，最基本的问题，许多工程专业的课程，如材料力学，结构力学，震动原理等都要以理论力学为基础，故理论力学是学习后续系列力学等课程的重要基础。
　　四、理论力学与大学物理、微积分的整合
　　大学物理在课程内容和基本要求上，与理论力学有很多相似之处。大学物理的内容包括普通物理基本知识，经典物理力学，热学，电磁学，波动学与光学和近代量子物理学。对比理论力学与大学物理的教学内容，可以发现，理论力学在本质上是大学物理更深层次的拓展和研究。在很多方面，理论力学都是在大学物理的基础上深入谈论问题。所以，理论力学和大学物理在本质上属于基础和深入拓展的关系，特别是经典力学方面的重点内容，两者都有涉及，但深度和教学要求有所不同。
　　理论力学和微积分的依存也很紧密，理论力学在定律的推导、问题的计算等方面几乎全部依靠微积分的相关知识。微积分主导的微分思想和解决问题的方法在理论力学的计算方面得到了充分的体现。微积分在教学过程中，也利用了理论力学中的某些具体工程问题来引出计算思想和数学定理，这些具体问题有助学生更好地理解数学定理的含义。
　　所以，理论力学的教学大纲应充分考虑大学物理及微积分的相关内容和思想。学习大学物理，是为学习理论力学铺垫基础知识；而学习微积分，是为解决理论力学问题寻找到了一个强有力的运算工具。三者紧密结合，互相渗透，成为整个土木工程专业教学体系中的重要一环。
　　五、理论力学课堂教学形式改革
　　考虑到独立学院的生源因素和人才培养目标，在满足理论力学教学基本要求的情况下，课堂教学形式改革应该从以下几个方面进行：简化计算、削减公式的推导过程，着重使学生理解公式的思想和物理意义；积极调节课堂气氛；注重布置作业的效果；加强实践教学环节。作为全国独立学院的典型，我校土木工程专业在理论力学的教学上，已经做了些改革研究和实践。
　　1.作业布置不同。理论力学的课后作业题量比较小，但是针对性非常强，在所针对的内容上，作业没有重复的地方，每道题目都切中要害，这一改革深受学生的欢迎。所以，理论力学的作业几乎没有少交迟交的情况，质量也是非常不错。由于题目量少，时间又比较充裕，所以学生有足够的时间回顾本周的学习内容，并且为了作业的正确率，有不少学生主动去图书馆寻找相关辅导书进行课后辅导，这在其他课程中是很少见的。
　　2.在课程考评方面，充分考虑了学生的具体情况，提出在期中和期末考试中，如果学生对自己的成绩不甚满意，可以申请补考，专门为要求补考的学生安排一次考试，最终成绩会综合两次考试成绩给出。从学生的反映来看，这个举措深得人心。一方面，缓解了学生的考试压力；另一方面，也可以全面深入地了解学生对于本课程的掌握情况，可谓一举两得。这个办法，可以借鉴到其它课程中去。
　　3.最为重要的一点是理论力学课程在课题教学上提出了一个创举。每周三节课的教学中，最后的一节课都会安排学生作报告，报告形式都是以PPT为主，报告内容必须与本课程或者本专业相关，同学可以自由发挥，或介绍建筑，或讲解专业知识。从一学期的经历来看，该举措充分调动了学生的积极性，各种报告内容层出不群，既令人启发，又愉悦人心。每当一个学生做完报告，老师都会对其做些许点评，不乏连珠妙语、画龙点睛。这个改革，深得同学们的喜爱，既促进学生对本专业的认识，又调动了学生学习本课程的积极性。同时，通过做报告的形式，提高了学生收集整理资料、制作PPT、交流演讲能力，也提高了学生的自信心，符合CDIO人才培养目标。
　　六、结语
　　本校的理论力学课程改革从细节出发，深入了解学生的需求，同时加强师生互动，在教学形式及内容上坚持以学生为本，以教学大纲为依据，在具体内容上推陈出新。同时，从学生的反映来看，也普遍认为这些改革恰到好处。学生是教学的对象，是课程教学的根本，只有学生发自内心地喜爱这门课程，积极主动地学习这门课程，课程教学才能顺利地进行下去。理论力学课程改革就是充分考虑了学生的感受，才取得不错的成效，进而提高学生的知识、能力和素质，为社会输送应用型人才。
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　　本文受浙江省新世纪教改项目（zc09086）及浙江大学城市学院第一期课程提升建设项目支持。