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摘 要：理论力学是农业水利工程专业的一门重要基础课，为适应知识经济对创新人才培养的要求，合理进行课程教学改革及提高教学质量势在必行。结合我国高等教育改革和新形势下的教学要求，分析山西农业大学理论力学课堂教学中存在的问题，并提出一套适合本专业的教学改革方案。
关键词：理论力学；农业水利工程专业；教学改革
Abstract： Theoretical mechanics is one of the most important curriculums in discipline of agricultural hydraulic engineering. To meet the requirements of the knowledge economy， teaching reform and teaching quality improvement are becoming significant. Based on the higher education reform and teaching requirements under the new situation， this paper has made an analysis of the present situation and puts forward the corresponding measures.
Key words： theoretical mechanics； discipline of agricultural hydraulic engineering； teaching reform
理论力学是高等院校农业水利工程专业本科生的一门重要的专业基础课，是一门理论性较强的课程。理论力学不但是各门力学（材料力学、结构力学、弹性力学等）的基础，同时还可直接应用于工程实际，在水利工程领域有着广泛的应用前景。随着农业水利工程专业招生规模的不断扩大，为适应知识经济对创新人才培养的要求，以改革课程内容体系、加强实践环节、合理评价教学效果为目标的课程改革势在必行。笔者结合多年的教学实践，从理论力学课程的教学内容、教学方法、教学手段、考试方法等方面进行了改革与探索，提出了一套适合我校本专业教学的课程改革方案。
1 课程教学中存在的问题
1.1 教学内容
课程体系和教学内容过于陈旧，起点太低，缺乏科学性。传统理论力学的课程体系沿袭20世纪50年代的体系[1]，该体系将静力学、运动学和动力学分开讲授，在静力学部分不能以力对物体的效应来研究力，只能用纯数学的方法研究力，理论推导烦琐，缺乏物理意义。另外，教学内容起点低，部分内容与大学物理重复。大多数理论力学教材在编写时注重自身的系统性，造成教材中有不少内容与大学物理教材重复。在教学中，如果再对这些内容详细讲解，不但浪费课时，还给学生造成理论力学中的运动学与大学物理内容相近的误区，进而产生对理论力学基本知识理解上的偏差。因此，在课程讲授时注重教学内容的优化必不可少。
教材中的例题和习题类型少，过于模型化，与工程实际缺乏联系。对于以培养应用型人才为目标的农业院校，开设理论力学课程的目的，是让学生掌握对各类建筑结构进行力学分析的基本方法，培养学生对复杂或简单工程对象正确建立力学模型的能力，因此，与工程实际相联系的例题和习题是必不可少的。
1.2 教学方法
传统教学方法着重于灌输教材知识，偏重理论讲解，例题分析过细过透，使得学生无须经过自己的“大脑加工”就能被动地“掌握”知识。这样培养出来的学生学科知识严谨、全面，忠于教材，但对科研、生活知识了解甚少。传统教学方法要求学生死读书、读死书，而教材只是把科学家的研究成果，告诉学生。在学习中，学生只需记住计算公式、套用公式即可，缺乏对问题的分析与创新性的解决。因此，应改革教学方法，精讲课程重点、难点内容，强化解题思路[2]。同时，在教学过程中，应以学生为中心，发挥教师的引导作用，引入一些具体的工程实例、科研中抽象出的理想力学模型等信息，调动学生的学习积极性，进而培养其创新能力。
1.3 教学手段
在教学手段上，教师仍以板书为主，现代化的教学手段，如幻灯、录像、计算机辅助教学等未普及，无法形象地展示理论力学研究对象的特点。这种教学方式，教师需要花费大量时间板书，学生也忙于记笔记，不能很好地激发学生的学习兴趣，其结果必然导致课堂效率低。如在理论力学课的教学中，简单力学规律的模型（静力学中的节点法、截面法，运动学中的基点法、瞬心法、速度投影法等）的教学手段主要是板书演示，教学方法是以教师课堂讲授为主；又如在讲铰链支座时，只是进行受力分析，很少与工程实例结合，教学方法单一，教学内容抽象枯燥，造成教师讲课费劲，学生听课吃力，效果不佳。因此，要充分结合板书与多媒体技术，最大限度地调动学生学习的积极性，从而提高教学效果。
2 课程教学改革采取的措施
优化教学内容、更新教学观念，采用新的教学方法和教学手段，引入现代化的教学模式，是理论力学课程改革和发展的必由之路。
2.1 理论教学方面
采用积极主动的教学模式：在课堂上运用多种手段充分调动学生的积极性，尽可能地增加教师与学生的互动，使学生能积极参与理论力学问题的求解；同学之间相互展开讨论，思考所学内容并能总结重要的概念[3]。
（1）设置疑问，引导学生主动思考[4]。结合实际，提出一些有趣的力学问题是教师讲授中引导学生积极主动地思维的一种非常有效的方法，同时它还可以激发学生思考的兴趣。如在讲授摩擦力问题时，教师可以向学生提出这样的问题：当你用力推位于地面上的木箱时，如果产生两种结果，即木箱没有移动和木箱以某一速度向前滑动，那么，这两种结果所产生的摩擦力大小是否相同？这时，教师可以给学生留出一定的思考时间，然后让学生回答，也可自问自答。如何掌握这个尺度，视具体情况而定。 （2）给出思路，督促学生主动推导。在推导定理或计算公式时，教师仅作引导或给出推导思路，由学生完成定理或计算公式推导的全过程。
（3）及时总结，倡导一题多解。在解决某一具体问题时，要在问题结束时及时总结，总结计算原理及分析思路，同时，提倡学生对同一问题一题多解。例如：在求解平面力系问题时，让学生思考是否可采用局部分析法或整体法求解，并进行相应的计算，然后通过对比不同解法的繁简情况，让学生自己总结出不同情况下的最简单解法[5]。
（4）展开讨论，鼓励学生归纳总结。在实际教学中，我们要营造学生之间互相讨论的氛围，积极促进学生思考所学内容，进一步鼓励他们归纳总结力学思维方法、前后内容的逻辑关系及其相对重要的概念和定理，充分挖掘其潜能。
2.2 实验教学方面
（1）增加实验教学环节。多年来，理论力学教学存在一个误区：重理论，轻实践。这使得该门课程成了纯理论教学，很少有实践教学。缺乏实践操作，造成了学生在学习这门课程时费力、费时，而且最终的学习效果也不理想。实验教学可以将理论和工程实践结合起来，使学生更容易理解和掌握相关理论，同时又培养了学生的工程意识和实验技能[6]。在实验教学过程中，要明确学生通过实验课的学习应该加深对哪些理论知识的印象，熟悉哪些实验工具、仪器的使用，掌握哪些实验知识。只有这样，实验教学的目的才能达到。
（2）开展计算机仿真实验。近年来，随着教育事业的发展，招生规模的不断扩大，农业院校的教育基础设施面临着严峻的挑战。对于理论力学实验教学来说，配备一定的实验设备是开展实验教学必需的硬件条件，但庞大的学生数量使现有的实验设备无法满足教学的需要。基于计算机多媒体技术设计理论力学仿真实验系统是扩大理论力学实验教学规模和提高教学质量的有效途径之一[7]。现行理论力学课只是教给学生理论力学的基本原理，使学生能够处理一些简单的问题，没有教给学生解决复杂问题的手段，因而学生缺乏解决复杂问题的能力。计算机仿真实验是现行理论力学课程的补充和提高，它能使学生具备自主研究的能力，进而培养学生的创新能力，从而大大提高学生建模能力、分析和解决实际问题的能力。
2.3 考核方式方面
理论力学的考核方式应由以前的期末统一闭卷考试逐渐转变为“作业+实验+期末成绩”相结合的方式。在以前的考核方式中，期末试卷试题与平时习题类似，造成部分学生搞题海战术，课后做了大量的练习题，而另一部分学生从不做课后练习，只在期末考试前搞突击。这种考核方式过于单一，不能很好地反映学生对课程知识的掌握情况。采用“作业+实验+期末成绩”的方式，能较好地纠正传统考核方式的弊端，比较客观、全面地反映学生的掌握情况，同时也缓解了学生期末集中考试的压力。实践证明，多数学生更愿接受这种考查方法，它不但可以提高理论知识教学及基本技能培养方面的效果，还可以拓展学生的综合素质。
2.4 课堂教学效果评价方面
改革后的课堂教学评价成为课程的重要组成部分。科学化的课堂教学评价对加强和深化高校课堂教学改革，提高办学质量和人才培养质量有着很强的现实意义，是现代教育发展的需要。但是，在改革与尝试的过程中，由于课堂教学效果评价是一个综合的、带有一定模糊性的问题，涉及多因素、多层次，而且各因素在教学过程中既密切相关，又权重不同，使得如何认识与评价课堂教学效果，合理构建评价指标体系，尽可能克服主观因素，提高评价结论的可信度，成为一个值得认真思考的问题。理论力学课堂教学效果评价方法采用基于模糊综合评价的基本原理，在我校现实情况的基础上，建立起基于课堂教学效果的模糊综合评价模型，以模型为依据，优化课堂教学评价体系，从方法上保证课堂教学效果评价的科学性、高效性及可操作性。
3 结束语
课程教学改革是一项系统工程，除了教学内容、教学方法的改革外，还必须更新教学观念，强调教学效果，运用新技术、新手段加强教学内容的可视性、可传性、可用性[8]，进而建立起针对农业水利工程专业特点的教学体系。该课程通过连续6年的教学实践、探索，学生反映效果良好，证明此项教学改革取得了一定的效果。今后，我们还要不断加强实践部分的改革和建设，以CDIO高等工程教育理念为指引，努力推动理论力学课程教学改革的进一步深入。
参考文献
[1] 李楚琳，吴云存，郑冬黎.理论力学教学改革的实践与思考[J].湖北汽车工业学院学报，2004，18（4）：69-70.
[2] 王瑾.理论力学课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2006，23（4）：117-118.
[3] 袁健.理论力学的主动教学模式探讨[J].力学与实践，2006，28（1）：76-77.
[4] 杨虹，李昕.理论力学和材料力学教改探讨[J].建材高教理论与实践，2001，20（2）：96-97.
[5] 张小辉，刘兴华，刘馨燕.《理论力学》课程教学改革探索[J].训练与科技，2005，26（2）：39-40.
[6] 张剑，黄剑峰.理论力学教学改革的几点探讨[J].云南农业大学学报，2009，3（1）：62-65.
[7] 胡超，程建钢.《理论力学》多媒体仿真教学实验[J].力学与实践，2003，25（1）：67-70.
[8] 辛志遐，郎丰饶.理论力学教学改革的思考[J].吉林农业科技学院学报，2013，22（3）：109-111.
关键词：理论力学；农业水利工程专业；教学改革
Abstract： Theoretical mechanics is one of the most important curriculums in discipline of agricultural hydraulic engineering. To meet the requirements of the knowledge economy， teaching reform and teaching quality improvement are becoming significant. Based on the higher education reform and teaching requirements under the new situation， this paper has made an analysis of the present situation and puts forward the corresponding measures.
Key words： theoretical mechanics； discipline of agricultural hydraulic engineering； teaching reform
理论力学是高等院校农业水利工程专业本科生的一门重要的专业基础课，是一门理论性较强的课程。理论力学不但是各门力学（材料力学、结构力学、弹性力学等）的基础，同时还可直接应用于工程实际，在水利工程领域有着广泛的应用前景。随着农业水利工程专业招生规模的不断扩大，为适应知识经济对创新人才培养的要求，以改革课程内容体系、加强实践环节、合理评价教学效果为目标的课程改革势在必行。笔者结合多年的教学实践，从理论力学课程的教学内容、教学方法、教学手段、考试方法等方面进行了改革与探索，提出了一套适合我校本专业教学的课程改革方案。
1 课程教学中存在的问题
1.1 教学内容
课程体系和教学内容过于陈旧，起点太低，缺乏科学性。传统理论力学的课程体系沿袭20世纪50年代的体系[1]，该体系将静力学、运动学和动力学分开讲授，在静力学部分不能以力对物体的效应来研究力，只能用纯数学的方法研究力，理论推导烦琐，缺乏物理意义。另外，教学内容起点低，部分内容与大学物理重复。大多数理论力学教材在编写时注重自身的系统性，造成教材中有不少内容与大学物理教材重复。在教学中，如果再对这些内容详细讲解，不但浪费课时，还给学生造成理论力学中的运动学与大学物理内容相近的误区，进而产生对理论力学基本知识理解上的偏差。因此，在课程讲授时注重教学内容的优化必不可少。
教材中的例题和习题类型少，过于模型化，与工程实际缺乏联系。对于以培养应用型人才为目标的农业院校，开设理论力学课程的目的，是让学生掌握对各类建筑结构进行力学分析的基本方法，培养学生对复杂或简单工程对象正确建立力学模型的能力，因此，与工程实际相联系的例题和习题是必不可少的。
1.2 教学方法
传统教学方法着重于灌输教材知识，偏重理论讲解，例题分析过细过透，使得学生无须经过自己的“大脑加工”就能被动地“掌握”知识。这样培养出来的学生学科知识严谨、全面，忠于教材，但对科研、生活知识了解甚少。传统教学方法要求学生死读书、读死书，而教材只是把科学家的研究成果，告诉学生。在学习中，学生只需记住计算公式、套用公式即可，缺乏对问题的分析与创新性的解决。因此，应改革教学方法，精讲课程重点、难点内容，强化解题思路[2]。同时，在教学过程中，应以学生为中心，发挥教师的引导作用，引入一些具体的工程实例、科研中抽象出的理想力学模型等信息，调动学生的学习积极性，进而培养其创新能力。
1.3 教学手段
在教学手段上，教师仍以板书为主，现代化的教学手段，如幻灯、录像、计算机辅助教学等未普及，无法形象地展示理论力学研究对象的特点。这种教学方式，教师需要花费大量时间板书，学生也忙于记笔记，不能很好地激发学生的学习兴趣，其结果必然导致课堂效率低。如在理论力学课的教学中，简单力学规律的模型（静力学中的节点法、截面法，运动学中的基点法、瞬心法、速度投影法等）的教学手段主要是板书演示，教学方法是以教师课堂讲授为主；又如在讲铰链支座时，只是进行受力分析，很少与工程实例结合，教学方法单一，教学内容抽象枯燥，造成教师讲课费劲，学生听课吃力，效果不佳。因此，要充分结合板书与多媒体技术，最大限度地调动学生学习的积极性，从而提高教学效果。
2 课程教学改革采取的措施
优化教学内容、更新教学观念，采用新的教学方法和教学手段，引入现代化的教学模式，是理论力学课程改革和发展的必由之路。
2.1 理论教学方面
采用积极主动的教学模式：在课堂上运用多种手段充分调动学生的积极性，尽可能地增加教师与学生的互动，使学生能积极参与理论力学问题的求解；同学之间相互展开讨论，思考所学内容并能总结重要的概念[3]。
（1）设置疑问，引导学生主动思考[4]。结合实际，提出一些有趣的力学问题是教师讲授中引导学生积极主动地思维的一种非常有效的方法，同时它还可以激发学生思考的兴趣。如在讲授摩擦力问题时，教师可以向学生提出这样的问题：当你用力推位于地面上的木箱时，如果产生两种结果，即木箱没有移动和木箱以某一速度向前滑动，那么，这两种结果所产生的摩擦力大小是否相同？这时，教师可以给学生留出一定的思考时间，然后让学生回答，也可自问自答。如何掌握这个尺度，视具体情况而定。 （2）给出思路，督促学生主动推导。在推导定理或计算公式时，教师仅作引导或给出推导思路，由学生完成定理或计算公式推导的全过程。
（3）及时总结，倡导一题多解。在解决某一具体问题时，要在问题结束时及时总结，总结计算原理及分析思路，同时，提倡学生对同一问题一题多解。例如：在求解平面力系问题时，让学生思考是否可采用局部分析法或整体法求解，并进行相应的计算，然后通过对比不同解法的繁简情况，让学生自己总结出不同情况下的最简单解法[5]。
（4）展开讨论，鼓励学生归纳总结。在实际教学中，我们要营造学生之间互相讨论的氛围，积极促进学生思考所学内容，进一步鼓励他们归纳总结力学思维方法、前后内容的逻辑关系及其相对重要的概念和定理，充分挖掘其潜能。
2.2 实验教学方面
（1）增加实验教学环节。多年来，理论力学教学存在一个误区：重理论，轻实践。这使得该门课程成了纯理论教学，很少有实践教学。缺乏实践操作，造成了学生在学习这门课程时费力、费时，而且最终的学习效果也不理想。实验教学可以将理论和工程实践结合起来，使学生更容易理解和掌握相关理论，同时又培养了学生的工程意识和实验技能[6]。在实验教学过程中，要明确学生通过实验课的学习应该加深对哪些理论知识的印象，熟悉哪些实验工具、仪器的使用，掌握哪些实验知识。只有这样，实验教学的目的才能达到。
（2）开展计算机仿真实验。近年来，随着教育事业的发展，招生规模的不断扩大，农业院校的教育基础设施面临着严峻的挑战。对于理论力学实验教学来说，配备一定的实验设备是开展实验教学必需的硬件条件，但庞大的学生数量使现有的实验设备无法满足教学的需要。基于计算机多媒体技术设计理论力学仿真实验系统是扩大理论力学实验教学规模和提高教学质量的有效途径之一[7]。现行理论力学课只是教给学生理论力学的基本原理，使学生能够处理一些简单的问题，没有教给学生解决复杂问题的手段，因而学生缺乏解决复杂问题的能力。计算机仿真实验是现行理论力学课程的补充和提高，它能使学生具备自主研究的能力，进而培养学生的创新能力，从而大大提高学生建模能力、分析和解决实际问题的能力。
2.3 考核方式方面
理论力学的考核方式应由以前的期末统一闭卷考试逐渐转变为“作业+实验+期末成绩”相结合的方式。在以前的考核方式中，期末试卷试题与平时习题类似，造成部分学生搞题海战术，课后做了大量的练习题，而另一部分学生从不做课后练习，只在期末考试前搞突击。这种考核方式过于单一，不能很好地反映学生对课程知识的掌握情况。采用“作业+实验+期末成绩”的方式，能较好地纠正传统考核方式的弊端，比较客观、全面地反映学生的掌握情况，同时也缓解了学生期末集中考试的压力。实践证明，多数学生更愿接受这种考查方法，它不但可以提高理论知识教学及基本技能培养方面的效果，还可以拓展学生的综合素质。
2.4 课堂教学效果评价方面
改革后的课堂教学评价成为课程的重要组成部分。科学化的课堂教学评价对加强和深化高校课堂教学改革，提高办学质量和人才培养质量有着很强的现实意义，是现代教育发展的需要。但是，在改革与尝试的过程中，由于课堂教学效果评价是一个综合的、带有一定模糊性的问题，涉及多因素、多层次，而且各因素在教学过程中既密切相关，又权重不同，使得如何认识与评价课堂教学效果，合理构建评价指标体系，尽可能克服主观因素，提高评价结论的可信度，成为一个值得认真思考的问题。理论力学课堂教学效果评价方法采用基于模糊综合评价的基本原理，在我校现实情况的基础上，建立起基于课堂教学效果的模糊综合评价模型，以模型为依据，优化课堂教学评价体系，从方法上保证课堂教学效果评价的科学性、高效性及可操作性。
3 结束语
课程教学改革是一项系统工程，除了教学内容、教学方法的改革外，还必须更新教学观念，强调教学效果，运用新技术、新手段加强教学内容的可视性、可传性、可用性[8]，进而建立起针对农业水利工程专业特点的教学体系。该课程通过连续6年的教学实践、探索，学生反映效果良好，证明此项教学改革取得了一定的效果。今后，我们还要不断加强实践部分的改革和建设，以CDIO高等工程教育理念为指引，努力推动理论力学课程教学改革的进一步深入。
参考文献
[1] 李楚琳，吴云存，郑冬黎.理论力学教学改革的实践与思考[J].湖北汽车工业学院学报，2004，18（4）：69-70.
[2] 王瑾.理论力学课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2006，23（4）：117-118.
[3] 袁健.理论力学的主动教学模式探讨[J].力学与实践，2006，28（1）：76-77.
[4] 杨虹，李昕.理论力学和材料力学教改探讨[J].建材高教理论与实践，2001，20（2）：96-97.
[5] 张小辉，刘兴华，刘馨燕.《理论力学》课程教学改革探索[J].训练与科技，2005，26（2）：39-40.
[6] 张剑，黄剑峰.理论力学教学改革的几点探讨[J].云南农业大学学报，2009，3（1）：62-65.
[7] 胡超，程建钢.《理论力学》多媒体仿真教学实验[J].力学与实践，2003，25（1）：67-70.
[8] 辛志遐，郎丰饶.理论力学教学改革的思考[J].吉林农业科技学院学报，2013，22（3）：109-111.