力学基础课程的教学改革

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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教师提供参考。　　关键词：理论力学；教学改革；课程　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）22-0031-02　　一、引言　　理论力学是工科专业大学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，培养学生具有对工程对象正确建立力学模型的能力，具备对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学分析

2、的能力，具备利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。我校的理论力学是一门面向全校开设的基础课程，授课采用两本教材，一本是洪嘉振教授等编著的《理论力学》，该教材从矢量力学出发对概念进行阐述，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出发进行描述，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5　　1.教学内

3、容安排。本科生理论力学研究的对象为刚体，主要讲述平面问题，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81学时，课程于大二上开设，学生人数500多人，由4～5名教师承担教学任务。课程内容安排为：绪论2学时，数学基础5学时，静力学12学时，运动学14学时，运动学计算机辅助分析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，动力学计算机辅助分析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，安排了5学时的数学基础授课，介绍教材中所需用到的数学知识，并且统一符

4、号表达。目前大型工程软件在实际工程中得到了大量使用，是现代工程设计的主要手段之一。运动学和动力学计算机辅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，让学生了解和掌握工程应用软件的理论构架和计算方法。理论力学中，静力学内容较为简单，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，碰撞问题需要用到动量定理和动量矩定理的积分形式，拉格朗日第二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第二类方程。课程安排有期中和期末考试，不占教

5、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。因为动力学内容中需要用到静力学和运动学的知识点，例如采用达朗贝尔原理解题时需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所有知识点的测试。5　　2.多媒体技术应用。目前多媒体技术已经在高校的授课中得到了大量使用。使用电子教案后，教师可以有更多的时间开展课堂讨论，实现启发式教学，从而提高教学效率。要达到此目的，教师应在电子教案的制作上和内容安排上做足功夫。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，有充足的时间做笔记，课后复习时对课堂内容的印象也

6、较深。电子教案很容易使得教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，电子教案的使用应当注意如下问题：一是电子教案的内容安排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，关键知识点应该利用板书进行辅助；三是教师应当掌握好讲课速度和授课技巧，不断进行课堂师生互动，实时掌握学生对授课内容的掌握程度。要取得好的讲课效果，任课教师应当不断磨炼和提高个人授课技巧，提高电子教案的实用性，注重课堂教学中学生的参与度，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

7、目的。我校的理论力学电子教案多年来根据使用情况和学生的反馈不断得到完善。为了给学生一个直观认识，电子教案中针对教学内容的各个知识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，以提高学生的科研兴趣。多年的教学实践显示出，该电子教案在精简授课学时、激发学生学习兴趣、提高教学效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，是可以为兄弟院校提供教学参考。5　　3.计算机辅助计算基础与应用。以往的理论力学课程较少涉及计算机辅助分析的内容。对

8、于实际工程系统，目前计算机辅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