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浅谈《理论力学》教学改革

学术期刊发表网 位置:教育论文 时间:2019-04-02 16:24 (12)

摘要:摘要:理论力学是机制、机电等专业的必修课,但学生普遍认为这门课比较难学。本文针对这一现象,结合笔者的个人教学经验从教学内容、教学方法、考核方式上进行探讨,并引入了工程案例式教学和范例教学法,供读者参考。 关键词:理论力学,教学改革,案例式教学

  摘要:理论力学是机制、机电等专业的必修课,但学生普遍认为这门课比较难学。本文针对这一现象,结合笔者的个人教学经验从教学内容、教学方法、考核方式上进行探讨,并引入了工程案例式教学和范例教学法,供读者参考。

  关键词:理论力学,教学改革,案例式教学,范例教学法

教育教学论坛

  理论力学是高等学校机械类相关专业学生必修的一门专业基础课,它以静力学公理、牛顿三大定律为出发点,应用数学工具进行数学演绎,推导出各种以数学形式表达的结论和定理。应该说,这是一门很成熟的课程,但是笔者在连续5年的教学过程中发现,学生普遍认为这门课比较难学。

  1教学内容的调整

  山西农业大学的战略定位是信息产业商学院,学校的人才培养模式是完满教育、通识教育和专业教育三位一体的人才培养模式。学校采用的教材是哈尔滨工业大学理论力学教研室主编的《理论力学(Ⅰ)》第8版。由于专业教育教学学时的减少,但课程内容较多,笔者结合几年的教学经验对授课内容进行了一些调整。

  1.1重视绪论讲解[1]

  理论力学课有一定深度,掌握理论的前提是实践,即进行练习,否则就会出现“理论好懂,习题难做”的现象。因此,在第一节课时,不仅要介绍理论力学的研究对象,研究内容,更重要的是告诉学生要学好理论力学要注意以下几点:1)态度端正。首先要有良好的学习态度,只有认识到学习这门课的重要性,并有学好它的信心,才能学到知识和技能。2)基础扎实。受力分析、运动分析、各种变形的应力及其它各种基本量的计算是解题的基础,必须经常练习,正确、熟练地掌握。3)方法灵活。理论力学的问题变化多样,只有学会了方法才能应对自如。因此一定要弄清问题求解的思路和方法,尽可能的考虑一题多解。4)步骤清晰。做题是训练的一个重要环节,通过做题可以检验内容和方法的掌握程度,同时提高分析、解决问题的能力。解题步骤反映了分析问题的思路和逐步求解问题的方法,正确的步骤对求解问题十分有利。

  1.2抓好后续课程

  机械专业的后续课程,如材料力学、机械原理等专业课都是以理论力学为基础[2]。例如,在材料力学课程的弯曲内力计算时,首要进行受力分析求约束反力,下一步才能进行内力计算。故在静力学篇中的“平面任意力系的平衡条件和平衡方程”的这一小节中。这样学生在学习弯曲内力计算时,能正确分析简单的受力,不会影响题目的后续解答。对于机械原理课程中的机械平衡、轮系的传动比等[3]。在讲解动力学中的第七章点的合成运动和第八章刚体的平面运动时,要着重强调与机械原理的相关性,为机械原理的学习打好基础。

  1.3提高学习效率

  山西农大信息学院是独立学院,由于学生的水平层次不齐,基础相对薄弱。故在教学的过程中简化或者忽略公式烦琐的推导,重点突出公式中每个字母的物理含义并加强公式的应用。这样一方面学生就会觉得内容简单,可以提高课堂的学习效率;另一方面也解决了课时少内容多的问题。例如,在讲解牵连运动是平移时点的加速度合成定理和牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理这一块内容时,直接忽略推导,直接给出公式,重点讲解加速度合成定理的应用。

  2工程案例式教学

  合理的教学方法,能帮助学生牢固的掌握基本知识点,也能让学生产生学习兴趣。故在理论力学教学开始引入例如案例式教学法。理论力学中的一些概念比较抽象、生涩难懂,学生难以理解。比如在讲解固定端时,可以举例机械制造技术基础中的车床固定工件的卡盘等;在讲解柔性约束时,可以举贴近生活日常的例子如教室里的灯管和自行车上的链条等;又如在讲自锁时,用螺栓自锁帮助学生掌握这一知识点;在讲解力矩概念时,用吊车起吊重物来解释这一概念[4]。运动学,是从几何的角度研究物体的运动轨迹、速度和加速度等。

  在讲解3种运动(绝对运动、牵连运动、相对运动)时,应采用了学生容易接受的汽车运动。假设一辆汽车在公路上匀速行驶,以车轮上的一点为动点,动系固定在车厢上。则绝对运动是旋轮线运动,相对运动时圆周运动,牵连运动是车厢的平移。通过这样的案例解释,学生更容易的理解这3种运动。

  3范例教学法

  范例教学法源于20世纪50年代,由德国教育家瓦·根舍因和克拉夫基提倡这一教学方法,在我国20世纪80年代开始传播。范例教学法,是教师在教学过程中选取一些具有代表行的、典型的例子作为教学内容,通过对经典范例的重点讲解,学生能掌握这一类知识的共性和解题思路,达到举一反三。范例教学法,教师不再是主体,而是以学生为中心。学生不需要死记硬背知识点,而是通过范例教学法,理解掌握同一类知识点,进而通过自主学习迁移到其它方面,乃至学生的整个生活中。

  在理论力学的第四章摩擦的教学中,为了更好的让学生掌握滑动摩擦概念和摩擦角。笔者选取斜面机构(一重为P滑块的放在倾斜角为θ的斜面上,与斜面的静摩擦因素为fs,求水平力F的大小。通过对这一范例的学习,学生很轻松的掌握了静滑动摩擦力、最大静滑动摩擦力、动滑动摩擦力和摩擦角的概念。如理论力学教材上的例4-3,学生无论是通过列平衡方程还是利用摩擦角求解,都可以独立完成[5]。运用此方法,在讲解后续章节时(包括第七章点的合成运动,第八章点的平面运动等),调动了学生的积极性,培养了学生的自主学习能力和独立能力。

  4加强习题练习

  理论力学是一门理论性较强的技术基础课,要想学好,需通过课后练习来加强知识点的掌握。在教学工程中,按照大纲要求结合实际情况布置相关习题和思考题。

  5考核方式的改革

  传统的考核方式为笔试,鉴于本门课程很强的实践性,对其传统考核方式进行变革,总成绩=平时成绩*30%+理论成绩70%。平时成绩包括考勤、作业、课堂提问3部分。通过课堂提问,即可以实现学生与教师互动,也可以提高课堂教学质量。

  6结束语

  从课程改革的效果来看,机制的17级学生明显对知识点的掌握较好,课堂上能积极思考且参与互动。但是部分学生的成绩仍旧不理想。在以后的教学中,需要不断改善教学方法,提高学生的实践和创新能力。

  参考文献:

  [1]高富强,黄强.案例式教学在理论力学中的应用[J].教育教学论坛,2014(42):196-198.

  [2]张燕.理论力学课程教学改革探究[J].西部素质教育,2018,4(13):174-175.

  [3]瞿志俊,孙松丽,马常亮.应用型本科理论力学课程建设与实践[J].大学教育,2018(6):72-74.

  [4]刘洁韵.浅谈范例教学法[J].中国科教创新导刊,2009(28):84-85.

  [5]高翔,张伟平.新课改背景下范例教学理论再审视[J].现代教育科学,2008(6):62-64.

  相关刊物推荐:《教育教学论坛》系教育类专业学术期刊,由国家新闻出版总署批准,河北出版集团主管,河北教育出版社主办,本杂志为旬刊(上旬、中旬、下旬)。国内刊号CN13-1399/G4,国际刊号ISSN1674-9324,邮发代号:18-219。

  


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