[加强国外力学教材研究　促进我国优秀教材建设]国外土木工程力学优秀教材

　　摘要：力学教材建设在高等工程教育中占有重要地位。建国以来，力学教材从借用国外教材到编撰出有自己特色的、系列配套的、质量较高的教材，成绩斐然。为了更好地满足中国现代高等工程教育的需要，有必要研究国外相关教材建设的特点和发展趋势，从教材的体系、内容、方法、例题、习题、版式、插图、思想、理念和哲学等方面开展分析与研究，以服务于我国的教材建设及高校力学课程教学的改革。
　　关键词：力学基础课程；国外教材；分析研究
　　
　　一、我国力学基础课程教材建设概况
　　
　　力学作为工程学科的基础理论之一，在工程教育中占有重要的地位。力学课程是工科诸多专业的重要的专业基础课，它是基础课和专业课之间的桥梁，起到承上启下的作用。我国从1956年开始出版自编力学课程教材，经过几十年的努力，我国力学课程已形成了相对稳定的课程体系和教材体系，积累了许多丰富的经验，出版的教材不仅基本满足了各高校的教学需要，为培养大批人才贡献了力量，同时也产生了一批影响深远的优秀教材。如现在仍在被广大高校使用的哈尔滨工业大学理论力学教研室编《理论力学》、刘鸿文教授主编《材料力学》、孙训方教授等编《材料力学》、龙驭球院士等主编《结构力学教程》、李廉琨教授主编《结构力学》、徐芝纶院士编《弹性力学》、吴持恭教授主编《水力学》等，所有这些优秀教材，在我国的人才培养中发挥了重要作用。这些教材都经历过多次修订，目前仍被广大师生所采用。力学课程与大多数其他课程一样，是在20世纪50年代引用前苏联教材和教学模式的基础上建立起来的，半个世纪以来虽然有些改变，但基本格局如课程设置、课程内容与课程体系变化不大。而在此期间，高新科学技术迅速发展，力学教学的内容和方式均发生了很大的变化，现有的教材和教学体系与21世纪人才培养的要求已不适应。因此，经过几年的理论和实践探索，许多高校都设计并实践了从教学思想到教学模式以及配套教材等一系列的力学课程教学改革方案，取得了众多研究成果。
　　
　　二、对我国力学基础课程教材中问题的分析
　　
　　“九五”、“十五”期间是高校教学内容和课程体系改革比较广泛和深入，教学改革成果比较丰硕的时期，一批优秀力学教材经过不断地修订和再版，一大批新编力学教材问世。根据调研，我们发现：那些经过“六五”、“七五”、“八五”、“九五”和“十五”的不断完善的优秀教材经久不衰，至今有几十所甚至于几百所高校在使用；但是也有许多新编的教材使用面不广；还有不少教材自出版以来，使用面极窄，基本上是作者所在学校使用。众所周知，精品教材是在教学实践中产生的，并要经过教学实践的检验，不可能第一版就能成为精品，而是要经过反复的修改和再版，在不断吸收科学研究、教学研究、教材研究成果的过程中逐步成熟起来。目前教材市场上看似力学教材很多，但内容、体系大同小异的教材多，真正使人耳目一新，说得上是真正创新的教材较少。究其原因：
　　
　　1、大多数教材所依托的力学的理论本身没有本质的变化，力学基础知识面窄，经典理论偏多，滞后科技发展，新技术给予的冲击主要体现在力学的计算机计算、新材料的出现上，在此基础上的修改只能是局部的。
　　
　　2、力学教材内容更新变化不大，由于课程教学内容有它的基本要求，力学课程的学时数不断减少，教学计划中力学课程安排密度又过大，在给定的学时上留给改革的余地并不多。这一点我们和国外教材的差距十分大，国外的两本教材之间，从讲述内容、讲述方式、习题内容和风格相同点少，不同点多，国内教材则相反。
　　
　　3、力学教材仍然存在理论叙述详尽有余，理论联系实际的面窄，联系工程技术实际问题少，缺少把实际问题抽象简化成力学模型的环节。教学和教材在不同程度上存在重理论、轻应用，重知识传授，相对忽视能力培养的倾向。对力学在工程中的地位、市场对力学教学的要求缺乏调查研究。从例题、习题就可以看到，大多是旧模式的例题和习题，从新的工程结构中提炼出来的新的例题和习题十分少见，创新性严重缺乏。
　　
　　4、部分力学课程及教材过分偏重于各自的系统性和完整性，自成体系，造成教材之间存在内容相互重复、脱节现象。课程体系深受前苏联的影响，这种体系的特点是强调系统性、整体性，重数学推导；部分内容起点低，简单重复。相当一部分内容陈旧，一些在前期课程中已经涉及的东西，还要在本课程中重新讨论，使得一些新的研究成果不能及时地反映到力学课程教学之中。这些问题的存在使得教材在体系结构、内容等方面不适应科学技术的发展，不适应变化着的社会实际，也不适应专业调整和教学改革的需要，质量亟待提高，内容急需更新。
　　
　　5、以往在力学课程教学中，忽视课程的基础作用，片面强调力学的课程教学为专业服务。课程内容、学时过多地由专业教师控制，忽视课程的技术基础作用，不适应加强基础、拓宽专业面的人才培养模式。
　　
　　三、加强研究国外力学教材，服务于我国的力学教材建设
　　
　　近年来，越来越多的高校开展了双语教学，引进的大多是经过考验的国外优秀教材，这些成功教材一般来说都比较全面地反映了学科发展的最前沿，具有内容更新快，教学理念、方法先进，资源配套齐全等优点。这些教材的体系、风格、内容和例题、习题、图的选取，以及编写艺术等，都有一些和我国不同的方面。如欧美教材的传统特点为：
　　
　　1、注重工程实际的应用，不追求理论的严格性与完整性。教材的理论阐述简明，而侧重其实际应用和工程技术背景，设有专章或专节介绍工程技术中的应用专题，在大量的例题和习题中，都涉及广泛的工程应用问题，使学生接触工程实际问题的机会多。
　　
　　2、注重精讲多练，力图通过大量的例题和习题培养学生分析问题的能力。其理论、方法、例题和习题的编排不受章或节的限制，在例题和习题的收集和选编上下了不少工夫，考虑得很细致，相比之下，我们的教材在这方面就比较差。
　　
　　3、注重将历史人文内容、哲理贯穿于教学内容之中，图文并茂。教材的作者在利于学生自学，启迪学生的学习兴趣上，颇具匠心，使教材富于特色，引人入胜。进入21 世纪以后，随着信息技术的广泛使用，国外的力学教材建设在内容上和形式上都发生了很大的变化，教材不单纯只是传统的纸介质教材、教辅，还包括电子和网络平台等在内的完整教学资源平台。
　　因此，为了更好地满足中国现代高等工程教育的需要，跟上时代发展的步伐，走向世界，有必要研究国外相关教材建设的特点和发展趋势，从体系、内容、方法、例题、习题、版式、插图、思想、理念和哲学等方面开展分析与研究，以服务于我国的教材建设及高校力学课程的教学改革，最终形成与出版具有我国特色的高质量的力学课程教材。我们觉得至少可以从以下几个方面开展对国外优秀教材的研究工作：
　　1、教材内容和体系的研究：教材的基本内容、组成体系等是一本教材的基本构架，也是教材全面反映作者以及对什么样的读者的基本要求。有人说，国外的教材有些体系不适应我国高校的教学，因为体系不同。我们的理解是：越是不同越要开展研究。为什么不同?怎么不同?就是要以这个不同来冲击我们的体系，从而产生新的火花，实现教材体系和内容上的创新。
　　2、教材中有关基本概念和方法的研究：教材中有关论述观点、阐述的方法和应用是教会学生掌握知识、掌握方法的关键。通过如何以内容为载体来阐述一些观点及方法，教会学生了解力学学科中的一些基本方法，培养学生的各方面能力是关键，所以这是作为研究者要重视的内容之一。
　　3、教材中例题和习题的研究：国外一些教材中的例题和习题，很多是最近几年来创新的成果，时常给人耳目一新的感觉，为什么?这就是要时刻把握理论联系实际，抽象结合具体的结果，我们在研究过程中可以不断地借鉴这些做法，创建全新的例题和习题来。
　　4、教材版式和插图的研究：国外的力学教材，时常是以全新的、以学生为本的教材版式和插图呈现，插图边上注明插图的来源和作者等，注重知识产权意识。结合人文历史进程，不断地给读者以史学教育，引发学习者的兴趣等，这些做法在传授知识的同时，还教育学生引导学生不断地产生兴趣以及进取的欲望。
　　5、教材中采用的技术和应用研究：国外很多力学教学中采用了很多新兴计算技术、表达技术等。例如结合Matlab、Maple等计算机代数系统软件和有限元软件，为力学教学的计算和应用服务，使得学生在掌握理论的同时，很快地把知识应用工程实践之中。
　　6、对教材中的思想和哲学的研究：编著教材中编著者的教学思想、教育理念、方法论、哲学体系是编著好一本教材的核心和关键。好的教育思想和理念、正确的方法论是引导学生更加成熟，走向成功的基石。
　　总而言之，目前我们还比较缺乏对国外优秀教材的深入研究。因此，教育部以及相关部门有必要积极支持一些高校和专家开展这方面的研究活动，不断研究、不断创新、不断实践，最终为建设与出版具有我国特色的优秀力学教材奠定基础。
　　
　　[责任编辑：文和平]