力學(xué)基礎(chǔ)論文

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇力學(xué)基礎(chǔ)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)論文

1“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”課程的基本情況

“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”是國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)系統(tǒng)工程專業(yè)本科學(xué)員的專業(yè)選修課。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)可以為復(fù)雜非線性系統(tǒng)的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)規(guī)劃和系統(tǒng)預(yù)測提供一種基于因果關(guān)系的定性與定量相結(jié)合的理論和方法。課程有助于提高學(xué)員系統(tǒng)思維、整體思維、因果思維能力，以及利用建模仿真方法和工具解決實(shí)際問題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》，總計(jì)30學(xué)時(shí)，其中講授24學(xué)時(shí)，實(shí)踐4學(xué)時(shí)，考核2學(xué)時(shí)。

2“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)準(zhǔn)備

2.1了解授課對(duì)象的基本情況

想要上好一門課，首先必須了解授課對(duì)象的專業(yè)、人數(shù)、學(xué)科背景，以及專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系等基本情況。可以采用集體座談、個(gè)別交流等方式到學(xué)員隊(duì)進(jìn)行前期調(diào)研，了解學(xué)員對(duì)課程的預(yù)期時(shí)間精力投入情況，對(duì)課程的期望和需求以及學(xué)員的個(gè)性、情感等基本情況。明確本課程在人才培養(yǎng)體系中的地位、作用，梳理學(xué)科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，明確本課程相關(guān)的先導(dǎo)課程和后續(xù)相關(guān)課程。例如，與本課程密切相關(guān)的預(yù)修課程包括高等數(shù)學(xué)、計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制原理、系統(tǒng)工程原理。通過與學(xué)員前期交流，可以了解學(xué)員現(xiàn)有知識(shí)體系以及對(duì)先導(dǎo)課程的掌握情況，這樣在課程設(shè)計(jì)和講授時(shí)就能夠有的放矢，因材施教。

2.2教材選取

教材選取是前期準(zhǔn)備的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)有一些國內(nèi)外相關(guān)教材專著，其中王其藩的經(jīng)典教材《系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》內(nèi)容充實(shí)，基礎(chǔ)理論方法闡述較全面系統(tǒng)，引入較新的Vensim系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)圖形化建模仿真軟件，理論實(shí)踐結(jié)合較好，比較適合作為基本教材。鐘永光等人編著的“十一五”部級(jí)規(guī)劃教材側(cè)重培養(yǎng)系統(tǒng)思維主線，弱化微分方程式等數(shù)學(xué)知識(shí)，對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的行為模式與結(jié)構(gòu)、因果回路圖和存量流量圖的繪制原則，復(fù)雜系統(tǒng)基模等概念闡述較為清晰，是對(duì)基本教材的有益補(bǔ)充。其他相關(guān)教材可作為課程課外讀物，例如《系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與計(jì)算機(jī)仿真》雖然教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)軟件比較陳舊，但是教學(xué)實(shí)例非常豐富。《系統(tǒng)思考和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論與實(shí)踐》《社會(huì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：政策研究的原理、方法和應(yīng)用》《環(huán)境模擬：環(huán)境系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型導(dǎo)論》《第五項(xiàng)修煉：學(xué)習(xí)型組織的藝術(shù)與實(shí)務(wù)》《增長的極限》等教材闡述了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，有利于開拓學(xué)員的視野。

2.3教學(xué)交流

教學(xué)交流是進(jìn)行課程準(zhǔn)備、提高教學(xué)水平的重要途徑。想上好本課程需要與學(xué)科和課程建設(shè)負(fù)責(zé)人、承擔(dān)相關(guān)學(xué)科方向（特別是系統(tǒng)工程、管理科學(xué)與工程、仿真工程）課程任務(wù)的老師、教學(xué)崗老師、教學(xué)督導(dǎo)專家等進(jìn)行交流研討。作為新教員更需要積極參加各種教學(xué)培訓(xùn)、教學(xué)觀摩活動(dòng)，向有經(jīng)驗(yàn)的老師虛心請(qǐng)教。此外，還可以通過觀看國家視頻公開課、MOOC、與國內(nèi)外一流大學(xué)的同類課程（例如美國MIT的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)課程）進(jìn)行對(duì)比分析，充分借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀課程的先進(jìn)理念、經(jīng)驗(yàn)，借鑒先進(jìn)的建設(shè)成果。除了課前以外，整個(gè)教學(xué)過程中以及教學(xué)結(jié)束后都可以通過積極參加各類教學(xué)比賽、課件大賽、教學(xué)督導(dǎo)、撰寫教學(xué)論文、申報(bào)教學(xué)成果獎(jiǎng)等方式與教育教學(xué)界同行進(jìn)行教學(xué)交流。

3“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)

3.1頂層設(shè)計(jì)

要想全面把握和上好一門課，需要從戰(zhàn)略上對(duì)課程進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，需要非常用心地按照系統(tǒng)工程的原理和思想進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)課程的頂層設(shè)計(jì)。本課程面向系統(tǒng)工程、仿真工程、管理科學(xué)與工程專業(yè)本科生，重點(diǎn)突出系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論與方法、建模和應(yīng)用。課程涵蓋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的系統(tǒng)分析、建模、仿真、實(shí)驗(yàn)分析各個(gè)環(huán)節(jié)。目的是培養(yǎng)學(xué)員采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法分析和解決問題的能力，使其能夠理解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基本思想、建模原理、建模過程，能夠應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法及仿真環(huán)境建立宏觀層次的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并通過仿真實(shí)驗(yàn)解決宏觀層次的系統(tǒng)分析問題，從而提高學(xué)員解決實(shí)際問題的能力。在課程過程和方法設(shè)計(jì)上，除了進(jìn)行基本概念方法講授外，還需要展示系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、軍事等特定領(lǐng)域中的應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)員對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)應(yīng)用的直觀認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體應(yīng)用問題，組織學(xué)員從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)角度認(rèn)識(shí)世界和改造世界，形成科學(xué)的世界觀和方法論，并采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模仿真軟件開發(fā)相關(guān)的仿真模型，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和分析，從而培養(yǎng)和提高學(xué)員分析和解決實(shí)際問題的動(dòng)手能力。

3.2教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容選取上，應(yīng)根據(jù)學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系、本課程在整個(gè)專業(yè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的地位作用和學(xué)員的認(rèn)知規(guī)律，科學(xué)論證和選取課程優(yōu)秀內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)、設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)等。需要特別注意與其他相關(guān)課程的聯(lián)系、呼應(yīng)、分工、銜接。例如，一階負(fù)反饋的基本概念在以前的自動(dòng)控制原理等課程講授過，本課程中就需要從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)因果分析、定性定量建模、Vensim建模仿真實(shí)驗(yàn)分析全新的角度進(jìn)行講授。教學(xué)內(nèi)容力求做到基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)用性和先進(jìn)性的統(tǒng)一。本課程理論教學(xué)內(nèi)容包括：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基本概念、建模原理和步驟；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模技術(shù)（因果回路圖、存量流量圖、狀態(tài)、速率、輔助變量和常數(shù)、參數(shù)、方程）；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)（簡單和復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和行為分析、振蕩、延遲、基模、靈敏度與強(qiáng)壯性分析、模型精煉與重構(gòu)、政策/決策分析）。本課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)（Vensim軟件、函數(shù)、輸入輸出分析）；一階系統(tǒng)建模仿真實(shí)驗(yàn)、二階系統(tǒng)建模仿真實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析解決復(fù)雜軍事問題。

3.3課程特色

每門課程都有其特殊性和獨(dú)有的特點(diǎn)，本課程需要重點(diǎn)把握以下兩個(gè)特點(diǎn)：一是突出理論與實(shí)踐相結(jié)合的“雙螺旋”主線。與一般的理論課或?qū)嶒?yàn)課不同，本課程是一門理論性與實(shí)踐性結(jié)合非常緊密的課程。課程主要按照“案例引入—原理推導(dǎo)—軟件實(shí)驗(yàn)—綜合應(yīng)用”的思路展開。因此，教學(xué)方法側(cè)重于理論講解與應(yīng)用案例結(jié)合、抽象的理論知識(shí)與Vensim系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)相結(jié)合、培養(yǎng)學(xué)員綜合解決現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問題的興趣和能力。二是突出課程的系統(tǒng)特征、因果特征和動(dòng)力學(xué)特征。通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)員能夠建立系統(tǒng)辯證觀，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)、整體的觀點(diǎn)，通過對(duì)因果特征和動(dòng)力學(xué)特征的講解，使學(xué)員掌握聯(lián)系、運(yùn)動(dòng)與發(fā)展的辯證觀點(diǎn)。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與物理學(xué)中的動(dòng)力學(xué)具有相似性，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于物理學(xué)中的“力”，系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間發(fā)展變化的系統(tǒng)行為相當(dāng)于物理學(xué)中的“運(yùn)動(dòng)”。系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和反饋機(jī)制決定了復(fù)雜系統(tǒng)的行為模式和動(dòng)態(tài)特征。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)非常適合研究復(fù)雜系統(tǒng)隨時(shí)間變化的問題，例如人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)隨時(shí)間的發(fā)展、興盛與衰亡等。因此在課堂講授時(shí)可以適當(dāng)采用具有多媒體動(dòng)畫，仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)特別需要展示系統(tǒng)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)特性。

4結(jié)語

“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”課程是鍛煉學(xué)員系統(tǒng)思維、因果思維與提高動(dòng)手能力，解決實(shí)際問題的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。實(shí)踐證明，通過在教學(xué)準(zhǔn)備階段全面了解授課對(duì)象，精心選擇教材，積極進(jìn)行教學(xué)交流；在課程整體設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)做好頂層設(shè)計(jì)，科學(xué)選取教學(xué)內(nèi)容，準(zhǔn)確把握課程特色，教員為上好“系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”做好了充分準(zhǔn)備，為取得良好的教學(xué)效果奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

作者:王文廣楊峰李群單位:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院

力學(xué)基礎(chǔ)論文:牛頓力學(xué)基礎(chǔ)研究論文

牛頓力學(xué)由于愛因斯坦注意了“落體失重”現(xiàn)象而建立的理論，有動(dòng)搖牛頓力學(xué)基礎(chǔ)的意義。當(dāng)我又注意了“受力物體質(zhì)量內(nèi)部的壓強(qiáng)梯度”現(xiàn)象時(shí)，抽象建立出關(guān)于物體內(nèi)部新的空間概念及其物理量后，就補(bǔ)充了愛因斯坦的理論里只建立了“廣義慣性運(yùn)動(dòng)”的方程，而缺“廣義慣性力”的方程的缺憾，由此，總結(jié)出了新的原理（定律）系統(tǒng)，牛頓力學(xué)基礎(chǔ)改革應(yīng)該是階段性的完成了。至于用此新基本定律怎么協(xié)調(diào)牛頓力學(xué)的機(jī)械能部分，還沒有深入探討。

牛頓力學(xué)基礎(chǔ)改革提綱

馬英卓

提要：

牛頓力學(xué)由于愛因斯坦注意了“落體失重”現(xiàn)象而建立的理論，有動(dòng)搖牛頓力學(xué)基礎(chǔ)的意義。當(dāng)我又注意了“受力物體質(zhì)量內(nèi)部的壓強(qiáng)梯度”現(xiàn)象時(shí)，抽象建立出關(guān)于物體內(nèi)部新的空間概念及其物理量后，就補(bǔ)充了愛因斯坦的理論里只建立了“廣義慣性運(yùn)動(dòng)”的方程，而缺“廣義慣性力”的方程的缺憾，由此，總結(jié)出了新的原理（定律）系統(tǒng)，牛頓力學(xué)基礎(chǔ)改革應(yīng)該是階段性的完成了。至于用此新基本定律怎么協(xié)調(diào)牛頓力學(xué)的機(jī)械能部分，還沒有深入探討。

【關(guān)鍵詞】牛頓力學(xué)；引力；等效原理；參考系。

一、前言

我在7年前，在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表了若干關(guān)于牛頓力學(xué)基礎(chǔ)變革的文章，到現(xiàn)在我寫此文章的時(shí)候，有許多關(guān)于物理論文的網(wǎng)站都在陸續(xù)轉(zhuǎn)載我的文章，而且有的人還問我：什么時(shí)候?qū)懗鱿到y(tǒng)的書來。由于我一直獨(dú)立地搞比較復(fù)雜的技術(shù)裝備研發(fā)工作（不搞我就沒有飯吃），就沒有時(shí)間與精力寫比較詳細(xì)的系統(tǒng)的此內(nèi)容的書來。又由于在有生之年，我也可能來不及寫出比較系統(tǒng)的書來。所以，我就先寫一個(gè)提綱性質(zhì)的文章，以對(duì)我以前其內(nèi)容比較分散的多篇文章，提供補(bǔ)充與導(dǎo)讀。也許我來不及寫出系統(tǒng)的專著就離開這個(gè)世界，那么，我想，后人就可以根據(jù)我的此文章及其它文章，會(huì)寫出比較系統(tǒng)內(nèi)容的書來的。

可以說，牛頓力學(xué)如果不涉及“引力”方面的內(nèi)容，應(yīng)該是個(gè)相當(dāng)?shù)耐暾c自洽的原理性的理論體系。問題是，引力問題實(shí)在是與牛頓力學(xué)不可分割的方面（都是同樣的物體概念、同樣的質(zhì)量概念），不能把引力某個(gè)方面的問題與牛頓力學(xué)分割開來。但是，引力問題的牛頓表述，實(shí)在是存在許多的不自洽的方面。問題出在哪些方面？其根源在哪里？這是應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到的。愛因斯坦對(duì)一個(gè)“落體失重”現(xiàn)象與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的注意，引發(fā)了牛頓力學(xué)基礎(chǔ)變革的導(dǎo)火索，然而，遺憾的是愛因斯坦沒有完成其基礎(chǔ)的最后的變革。為什么愛因斯坦沒有完成如此的變革？問題出在哪里？這也是要深入的考察的。我對(duì)此方面的問題，進(jìn)行了長期的探索與考察，我自己認(rèn)為基本上解決了此方面的許多的問題。下面，我就用提綱性質(zhì)來闡述此方面的內(nèi)容。看此提綱的內(nèi)容應(yīng)該隨時(shí)參考我在網(wǎng)上的有關(guān)的多篇文章（見后面的參考文獻(xiàn)），因?yàn)槟抢锟梢缘玫狡渲刑峋V里說的有的具體內(nèi)容。

二、牛頓力學(xué)的哲學(xué)原則前提

(一)屬性問題

1、牛頓力學(xué)實(shí)質(zhì)就是關(guān)于物體“慣性”方面的經(jīng)典物理學(xué)科（區(qū)別于實(shí)際物體的其他屬性的經(jīng)典物理學(xué)科，比如電性質(zhì)與磁性質(zhì)等），是屬于適用于宏觀世界的物理學(xué)科（意味整體天體與微觀的客體不同性質(zhì)）

2、a)屬性沒有大小問題；b)屬性是物體由于某個(gè)獨(dú)特特征而本身具有的，屬性是在對(duì)它物的關(guān)系中體現(xiàn)出來，不同的關(guān)系有不同的體現(xiàn)，但是，必須窮舉其不同的體現(xiàn)，才可以完全的體現(xiàn)其屬性內(nèi)涵。關(guān)系不是屬性，關(guān)系不決定于屬性。像馬赫說的什么一個(gè)物體的慣性是由宇宙中無數(shù)天體關(guān)系的總和而決定的說法本身，就是違背了此屬性原則。；c）屬性沒有起源問題（其屬性的載體有來源與起源問題）。

3、物體的慣性是由于物體本身有質(zhì)量的特征而僅是本身具有的屬性，它對(duì)他物的關(guān)系的體現(xiàn)有兩個(gè)：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（位置關(guān)系）；慣性力（作用關(guān)系）。缺一不可。以往都僅是把慣性用運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來說明，而忽視了“慣性力”方面的體現(xiàn)。這是我們對(duì)牛頓力學(xué)思維要改變及遵循的基本前提之一。物體的慣性與其表現(xiàn)僅與其所處的空間背景的相應(yīng)的位置有直接的關(guān)系。如果說宇宙中其他因素影響，最多也是間接地影響了物體空間背景的物理性質(zhì)，而間接地影響了物體慣性的“表現(xiàn)”而已。

（二）參考系問題。

1、原則性問題：

a)在牛頓力學(xué)方面，我們必須有個(gè)抽象的理論思維角度與實(shí)際的具體的運(yùn)用的區(qū)分問題，否則，我們的理論思維是混亂的。

b)在抽象的理論思維方面，作為抽象的原理角度，是在一定的條件下，物體的屬性有某些對(duì)它物關(guān)系的體現(xiàn)結(jié)果，來說明其屬性含義。就是原理的表述結(jié)構(gòu)。

c)在具體的運(yùn)用理論原理時(shí)，往往是尋找其具體的情況是否適合與近似適合原理?xiàng)l件的問題。不能把具體的問題作為抽象的理論角度來對(duì)待。

2、參考系是原理的涉及運(yùn)動(dòng)方面的描述工具：

a)在理論抽象角度，參考系實(shí)際上就是坐標(biāo)系。

b)具體操作方面，參考系也是涉及物體系統(tǒng)作為參照物來確定其坐標(biāo)系原點(diǎn)的含義。

c)但是，目前參考系方面的概念，有許多的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。其最大的錯(cuò)誤就是把參考系（坐標(biāo)系）的空間當(dāng)做了有物理性質(zhì)的空間，而且可以隨著參考系的不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或不同形式的坐標(biāo)系（比如直角坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)牛頓力學(xué)空間，曲線坐標(biāo)對(duì)應(yīng)引力場等），有不同的空間物理性質(zhì)。這實(shí)在是引起物理理論思維混亂的根源之一。

d)所以，必須解決此混亂的問題。在“理論”上，必須重新約定其合理的參考系問題。下面就約定其中的原則。

3、原理抽象角度上的約定：

（1）可以假定在一個(gè)有“物理性質(zhì)的空間背景”（這應(yīng)該是理論的新基本概念）條件下，再在其中約定一個(gè)參考系（坐標(biāo)系），其參考系作為基準(zhǔn)參考系（也是理論的新基本概念）。

（2）單純的參考系（坐標(biāo)系）及其內(nèi)的空間，沒有物理性質(zhì)，僅是幾何性質(zhì)。

（3）只有基準(zhǔn)參考系可以代表其物理性質(zhì)的空間背景。其他的參考系都僅是幾何描述工具性質(zhì)。力學(xué)里的原理性質(zhì)的物理定律，只在其基準(zhǔn)參考系中運(yùn)用是有效的。比如，教材里說的“虛構(gòu)慣性力”的問題，就是把僅適用于基準(zhǔn)參考系下的牛頓第二定律才適用的問題，錯(cuò)誤地用于加速系（確定此加速系本身，就是意味在基準(zhǔn)參考系的前提下確定的，而此加速系沒有物理性質(zhì)），而出現(xiàn)了“虛構(gòu)慣性力”的問題。這就是違背了此條的“約定”。

（4）其他參考系里描述的定律，必須變換回基準(zhǔn)參考系后，才是原理性質(zhì)的定律的正確解釋（反之可以是推論性質(zhì)的定律）。比如科里奧利力問題，完全可以用“在牛頓背景空間里“靜止”基準(zhǔn)坐標(biāo)系來描述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（沒有物理性質(zhì)），然后，把其物體隨著旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)表述，轉(zhuǎn)化為基準(zhǔn)坐標(biāo)系的表述（坐標(biāo)系的變換問題），其中的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就是受力與否的狀態(tài)，此受力（外力）狀態(tài)，就有了準(zhǔn)確與明確的物理意義。反之，科氏力的公式本身，就可以是原理性質(zhì)定律的推論性質(zhì)的公式。

（5）各種形式的坐標(biāo)系（比如以形式角度的直角坐標(biāo)系與各種曲線坐標(biāo)系等）不能對(duì)應(yīng)各種物理性質(zhì)的空間背景，因?yàn)閱渭兊淖鴺?biāo)系沒有物理性質(zhì)。當(dāng)然，對(duì)于某種物理性質(zhì)的空間背景的基準(zhǔn)參考系的確立，也可以選擇適合描述的參考系形式，但是，絕不能就以為此參考系本身有物理性質(zhì)。

（6）參考系問題，就是其原理?xiàng)l件以及操作性的問題，（原理性質(zhì)的數(shù)學(xué)公式應(yīng)該不涉及坐標(biāo)系的表達(dá)形式）所以，涉及實(shí)際的具體的運(yùn)用參考系時(shí)，必須是先考察哪些具體的空間狀態(tài)近似其抽象原理的空間背景條件，來近似的運(yùn)用。

（7）目前的力學(xué)理論里的“慣性參考系”與“非慣性參考系”的概念必須取消。因?yàn)樗`背了上述的約定的原則。這是目前引起物理理論思維混亂的最重要的根源之一。

（8）對(duì)于從一百年來的“是否有絕對(duì)參考系及優(yōu)越參考系”的爭論，實(shí)在是應(yīng)該結(jié)束了。這是具體情況具體對(duì)待的操作性的問題，不是抽象理論的原理問題。至于有沒有絕對(duì)參考系，也許人為的用某實(shí)驗(yàn)裝置可以確定其宇宙中的絕對(duì)靜止點(diǎn)。但是，在一般的情況下，還是沒有必要的。

三、牛頓力學(xué)優(yōu)秀的認(rèn)識(shí)缺陷（除了引力方面）

1.實(shí)際上，現(xiàn)在的牛頓力學(xué)有個(gè)前提條件，就是在一個(gè)隱含的有物理性質(zhì)的“空間背景”下適用的理論。然而，都忽略了。（所謂的絕對(duì)空間的空間背景，有各向同性物理性質(zhì)。只有在引力場作為空間背景與其對(duì)比，才有此明確的認(rèn)識(shí)。）

2．牛頓力學(xué)，現(xiàn)在的教材都把真正的“慣性力”給取消了，嚴(yán)重地影響了對(duì)其全面的準(zhǔn)確的實(shí)質(zhì)性的認(rèn)識(shí)。慣性力是由于物體本是慣性的原因，對(duì)它物（外力）的直接作用。或者說，是對(duì)外力的反作用力。（這是目前教材里最關(guān)鍵的沒有認(rèn)識(shí)到的問題，這是引起學(xué)生認(rèn)為力學(xué)難學(xué)的關(guān)鍵根源之一。沒有“慣性力”的真實(shí)認(rèn)識(shí)的牛頓力學(xué)，無論如何都是最大的缺憾。因?yàn)槟阋呀?jīng)講了“慣性”，怎么沒有“慣性力”？慣性不僅僅體現(xiàn)在慣性運(yùn)動(dòng)上，也必須有慣性力（非慣性運(yùn)動(dòng)）的因素，才可以真正的全面的認(rèn)識(shí)與理解“慣性”。（牛頓力學(xué)就是關(guān)于慣性的力學(xué)）

3．牛頓力學(xué)三定律是其理論的原理性質(zhì)的優(yōu)秀定律。

a)其中的第一定律是對(duì)慣性的語言描述的性質(zhì)（包含有外力方面的內(nèi)容，但是以往都忽略了此方面，這是一個(gè)“硬幣”的兩面，缺一不可。慣性有被動(dòng)與主動(dòng)的對(duì)立統(tǒng)一性。這方面的問題，在以前我的文章里已經(jīng)說過了）；

b)而第二定律是對(duì)第一定律的數(shù)學(xué)表述性質(zhì)（最重要的，目前還沒有認(rèn)為第二定律就是：“合外力（不為零）是用物體的慣性力—ma來量度的”實(shí)質(zhì)認(rèn)識(shí)。）（也包含了沒有外力情況的慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)內(nèi)容——加速度a=0.）；

c)第三定律，應(yīng)該是“體系”定律，不專門是屬于“慣性”方面，是與其他力學(xué)建立聯(lián)系的定律（外力，可以包含各種性質(zhì)的力）。

4.牛頓力學(xué)里還有慣性離心力與科里奧利力的表現(xiàn)形式，都是屬于慣性力。都可以歸結(jié)于原理性質(zhì)的慣性力。但是，目前教材里取消慣性離心力是錯(cuò)誤的，而科氏力也沒有詳細(xì)的說明是慣性力由于物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的參考系特征的不同，而表現(xiàn)出來的不同形式。其中最主要的認(rèn)識(shí)誤區(qū)就是沒有把“慣性力”作為物體本身慣性屬性的原因的對(duì)外力的反作用力來看的。

四、愛因斯坦突破的局限性

（一）愛因斯坦的突破

作為愛因斯坦一生總是值得激動(dòng)與高興的事，就是“發(fā)現(xiàn)”了自由落體的“失重”給牛頓力學(xué)基礎(chǔ)提出的“難題”。此方面我就不多說了，可以看我的相關(guān)的文章。其中最大的意義，就是取消了“引力”認(rèn)識(shí)。（引力的本質(zhì)就是牛頓在沒有引力場概念的情況下對(duì)重力現(xiàn)象的錯(cuò)誤理解，這是歷史的局限性造成的。雖然他反對(duì)超距的引力存在）。如此的“自由落體失重”現(xiàn)象讓愛因斯坦得出了一個(gè)結(jié)論，這是我?guī)缀踉谖业拿科恼吕锒家岬降模瑦垡蛩固乖凇丢M義與廣義相對(duì)論的淺說》著作里加重點(diǎn)號(hào)的話：“物體的同一性質(zhì)按照不同的處境或表現(xiàn)為‘慣性’，或表現(xiàn)為‘重性’。”（把重性與慣性聯(lián)系起來，而把外力性質(zhì)的“引力”取消了，具有顛覆與改變牛頓力學(xué)基礎(chǔ)的意義）這正是愛因斯坦所要表達(dá)的優(yōu)秀新認(rèn)識(shí)，可惜，到最后也沒有完成他想建立新的牛頓力學(xué)基礎(chǔ)的原理性質(zhì)的理論。愛因斯坦晚年的哀嘆：沒有建立一個(gè)有用的概念。這說明什么，就是說一個(gè)新的原理總是伴隨著一個(gè)新的基本概念產(chǎn)生的，這才標(biāo)志著更深入的認(rèn)識(shí)性質(zhì)。廣義相對(duì)論是沒有找到把此“話”提升為真正的理論原理的表達(dá)方式的情況下的畸形理論系統(tǒng),我就不在此方面贅述了。在我以前的多篇文章里已經(jīng)大量的說明了。問題的關(guān)鍵就是，當(dāng)你由此建立了一個(gè)新的合理的原理后，還有必要去趟過去由于不明確的認(rèn)識(shí)形成的理論渾水嗎！

（二）愛因斯坦的“落體失重”引起的突破的片面性。

1．作為愛因斯坦的那句話，對(duì)牛頓力學(xué)基礎(chǔ)的變革：就是牛頓力學(xué)只有一個(gè)背景空間，而慣性主要是其空間里的內(nèi)容。而物體的本身“重性”的體現(xiàn)，當(dāng)做了外力性質(zhì)的虛構(gòu)的“引力”原因。但是，其“不同處境”，就是給了牛頓力學(xué)與其原來的背景空間“平權(quán)”的另一個(gè)具有物理性質(zhì)的背景空間，就是“引力場”。而把牛頓力學(xué)里的物體的原來看來不同的屬性（牛頓慣性與重性）歸于了一個(gè)屬性，就是“廣義慣性”。所以，用下面來對(duì)比一下所做的基礎(chǔ)上的變革：

a）牛頓力學(xué)是一個(gè)空間背景，同一個(gè)物體，兩個(gè)性質(zhì)（慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量）；

b）而愛因斯坦的改變：就是兩個(gè)空間背景（牛頓力學(xué)均勻空間與重力場空間），同一個(gè)物體，一個(gè)性質(zhì)（廣義慣性）。

2.僅僅如此的新突破，還是欠缺一個(gè)環(huán)節(jié)，就是可以描述在此不同的背景空間里的“廣義慣性運(yùn)動(dòng)的不同狀態(tài)”，但是，缺乏的是，又怎么必須要涉及到“廣義慣性力”的不同狀態(tài)呢？愛因斯坦的廣義相對(duì)論僅是描述了“廣義慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的理論（雖然是在所謂的“光”測地線角度來表達(dá)的，而且用復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具來建立的方程）。這就是愛因斯坦沒有解決的方面。缺一個(gè)方程，其方程就是描述“廣義慣性力”的。但是，怎么區(qū)分“廣義慣性運(yùn)動(dòng)”與“廣義慣性力”在不同的背景空間里的問題，沒有解決。而“僅用局域慣性系”（可以化為物體內(nèi)部空間的小p為零的狀態(tài)，見后面的說明。）還僅是涉及“廣義慣性運(yùn)動(dòng)”的方面。對(duì)于如此的缺憾，我就在物體內(nèi)部的空間狀態(tài)上有了進(jìn)一步的突破，從而補(bǔ)充了其缺憾。沒有此補(bǔ)充，就無法更深入的認(rèn)識(shí)其實(shí)質(zhì)問題。看下面。

五、物體內(nèi)部空間的基本概念的產(chǎn)生而帶來的新突破

1.關(guān)于物體內(nèi)部在受力的情況下的內(nèi)部空間問題，在此就不多贅述了，見我的名為《受力的物體內(nèi)部到底發(fā)生了什么情況》。我在此節(jié)，僅是進(jìn)一步說明其含義。

2.由于在以前我的文章里，涉及到物體內(nèi)部空間的符號(hào)，是用希臘字母“內(nèi)ρ”或用“P內(nèi)”及小p來表示。但是，在沒有“受力”的文章發(fā)出前，此方面的物理含義是沒有詳細(xì)說清楚的。所以，必須要看此“受力”文章，才可以有進(jìn)一步的理解。

3.此“內(nèi)部空間”的界定，必須是指物體有質(zhì)量部分所占據(jù)“空間”。就是因?yàn)闆]有如此的界定，愛因斯坦才在此問題上困惑了一生（見他有關(guān)著作的補(bǔ)充附錄里顯示的如此方面的問題），這是影響他重新建立完整的牛頓力學(xué)基礎(chǔ)原理理論的一個(gè)最主要的障礙。

4.必須有個(gè)新的物理量的建立與補(bǔ)充，牛頓力學(xué)基礎(chǔ)的變革才可以基本完成。這個(gè)物理量，就是獨(dú)立的重力場強(qiáng)度。（引力場強(qiáng)度，原來只用牛頓引力公式的物理量，但僅是經(jīng)驗(yàn)公式的性質(zhì)，不是原理性質(zhì)的物理量）在我以前的文章里通常用大P（或外P）表示，（名稱可以成為“坦”）

5.這個(gè)“坦”的物理量，也是物體內(nèi)部空間的物理量（量綱相同）。可以說，實(shí)際的重力場強(qiáng)度是不均勻分布的（引力勢(shì)二階導(dǎo)不為零），但是，一般的來說，物體內(nèi)部空間的“坦”可以是均勻分布的。（容易建立相關(guān)的許多的數(shù)學(xué)描述內(nèi)容）

6.這個(gè)物體內(nèi)部的空間物理量之所以說是獨(dú)立的，是因?yàn)榭梢灾苯拥慕⑵鸪橄蟮摹皃內(nèi)”與具體物體（各種物態(tài)）內(nèi)部狀態(tài)（壓強(qiáng)梯度）的“經(jīng)驗(yàn)”層次的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如此的壓強(qiáng)梯度可以造成具體的物體內(nèi)部的許多相應(yīng)的物理變化，比如，一個(gè)慣性運(yùn)動(dòng)的玻璃瓶撞上剛性障礙物，就破碎了，就是可以用此內(nèi)部p的大小來作為原因來解釋（內(nèi)部壓強(qiáng)梯度迅速變化）。當(dāng)然，也可以想象如果有這么個(gè)引力場強(qiáng)度也是如此的數(shù)值，那么，就是不“碰撞”而靜止在其引力場內(nèi)，也會(huì)破碎的。也就是說，內(nèi)p相當(dāng)于引力場內(nèi)“靜止”的小范圍的某數(shù)值，也是物體內(nèi)部的“引力場”。（引力場的空間可以不涉及質(zhì)量的空間，而物體內(nèi)部的“引力場”的范圍必須是物體的質(zhì)量所占據(jù)的空間，這是必須要強(qiáng)調(diào)的“界定”問題。）此段的說明，就是說，已經(jīng)有了新的概念與物理量，有了新的物理解釋的依據(jù)內(nèi)容。以前的力學(xué)就是沒有建立如此的物理關(guān)系。以后的力學(xué)，就有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)角度，就是把受力的物體內(nèi)部的物理變化可以有一個(gè)新的原因來解釋了。這就是新的知識(shí)。雖然以前的人們都知道有此現(xiàn)象，但是，沒有建立起受力與物體內(nèi)部物理性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系的原理性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，或僅是經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，而不是抽象理論層次的“本質(zhì)”的認(rèn)識(shí)。這就是在牛頓力學(xué)在基礎(chǔ)上變革的最重要的補(bǔ)充方面。這有指導(dǎo)實(shí)踐的意義。

7.如此的建立個(gè)新的物理量及概念，可以看出，相對(duì)于以前的關(guān)于弱等效原理的表述來說，這已經(jīng)是屬性性質(zhì)的認(rèn)識(shí)了，以前的認(rèn)識(shí)還是經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)層次。比如，說人在沒有引力場空間（牛頓背景空間）里的加速上升的升降機(jī)里的“有重”的感覺，等效于站在地面上的有重的感覺。感覺畢竟是沒有看到問題的本質(zhì)。實(shí)質(zhì)上是，此有重的感覺是由于人的身體內(nèi)部會(huì)有“壓強(qiáng)梯度”情況出現(xiàn)，才是感覺出有重的原因。這就是其真正的實(shí)質(zhì)的原因。至于強(qiáng)等效原理，則是應(yīng)該慎重認(rèn)識(shí)的，因?yàn)闆]有經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)（不能成為原理理論性質(zhì)的理論原理，也許而僅可以于構(gòu)造理論的性質(zhì)貼點(diǎn)邊）。而愛因斯坦的光在“橫向”射入沒有引力場空間背景情況下的加速上升的升降機(jī)里的彎曲路線的“思維實(shí)驗(yàn)”，實(shí)質(zhì)僅是運(yùn)動(dòng)學(xué)里的“速度的合成問題”，沒有物理意義。所以如此角度的等效的對(duì)應(yīng)引力場，認(rèn)為引力場內(nèi)光線彎曲的原因是如此，是沒有道理的。所以強(qiáng)等效原理應(yīng)該是沒有經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)的。

五、新的原理性質(zhì)的優(yōu)秀基本定律

當(dāng)我把此物體的內(nèi)部（有質(zhì)量占據(jù)的空間）問題“抽象出來”，增加一個(gè)新的物理量后（與引力場強(qiáng)度物理量綱相同），就是說，在新的物體內(nèi)部空間基本概念及物理量建立后。就有了建立新的牛頓力學(xué)原理性質(zhì)的定律的條件了。于是，就在牛頓慣性與愛因斯坦前面的話基礎(chǔ)上，建立了兩個(gè)“統(tǒng)一”的原理公式（廣義慣性力定律與廣義慣性運(yùn)動(dòng)定律）。而且也做了習(xí)題解法的介紹。于是，愛因斯坦真正的改變牛頓力學(xué)基礎(chǔ)（出發(fā)點(diǎn)）的目標(biāo)與意義，應(yīng)該說，就在我總結(jié)的原理公式那里得到了實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)看我后面列舉的文章。此兩個(gè)公式，不必要用復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具，而僅用初等數(shù)學(xué)工具（矢量）就可以了，如此新的“定律”就可以直接進(jìn)入中學(xué)的物理教材里。在此節(jié)，我做以下的補(bǔ)充說明。

1.此原理系統(tǒng)，僅是涉及到宏觀物體（質(zhì)量）與其占據(jù)的外部空間背景的物理關(guān)系。但是，由此，可以有一個(gè)新的觀念，就是說，天體引力場系統(tǒng)應(yīng)該僅是“主體與客體”的關(guān)系。主體提供引力場，而客體僅是作為“場的荷”意義。（原來的引力場內(nèi)的物體的廣義慣性力——重力是場強(qiáng)與質(zhì)量的積的公式，已經(jīng)是屬于我的兩個(gè)原理公式的“推論”性質(zhì)了。）而原來認(rèn)為牛頓引力公式里的兩個(gè)物體（質(zhì)量）之間直接存在“超距引力”的觀念下來計(jì)算的思維模式，應(yīng)該取消了。沒有什么原來理解的二體與三體的引力問題了。這也是牛頓力學(xué)基礎(chǔ)的很重要的變革方面之一。

2.新的原理性質(zhì)的三個(gè)定律:a)廣義慣性定律；b）廣義慣性力定律（公式）；c）廣義慣性運(yùn)動(dòng)定律（公式）里，就有了兩個(gè)公式了。如此就可以用此公式，可以根據(jù)其中的物理量的特殊情況推論出牛頓力學(xué)里的其他公式，同時(shí)也包含了“等效原理”的本質(zhì)含義。這個(gè)意義就是，原來牛頓力學(xué)的沒有內(nèi)在關(guān)系的物理意義的公式，統(tǒng)一在這兩個(gè)公式里，就有了確切的物理意義。于是，目前的牛頓力學(xué)教材里的許多的“模糊不清”的物理含義，就應(yīng)該消失了。標(biāo)志了在牛頓力學(xué)的范疇內(nèi)的對(duì)自然界的更深入的認(rèn)識(shí)，牛頓力學(xué)開始進(jìn)化為新的階段了。

3.此原理系統(tǒng)沒有涉及引力場產(chǎn)生的根源問題，在此僅是給定一個(gè)引力場空間；其次沒有涉及引力場的結(jié)構(gòu)等方面的描述（這是另外的相對(duì)獨(dú)立的物理學(xué)范疇），以及物體在引力場內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡狀態(tài)的等問題，這可以依據(jù)此原理系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜數(shù)學(xué)工具的延伸描述。而引力場本身問題，是個(gè)獨(dú)立的需要繼續(xù)研究的科學(xué)領(lǐng)域。至于，由引力場角度，用于宇宙學(xué)方面，我不多發(fā)表看法，因?yàn)椋橄蟮睦碚撔再|(zhì)的宇宙與實(shí)際的我們?cè)诠h(yuǎn)鏡里看到的宇宙，不是一回事。（實(shí)際的宇宙本身的物理認(rèn)識(shí)，我們才剛剛開始感性認(rèn)識(shí)性質(zhì)，而且我們需要知道的還大多不知道）

4.問題嚴(yán)重的是，現(xiàn)在把引力場的產(chǎn)生原因僅是歸結(jié)于大質(zhì)量，實(shí)在還是牛頓的認(rèn)識(shí)，重力場應(yīng)該是整體天體在演化過程中產(chǎn)生出來的，不是質(zhì)量自然具有的，這方面我在以前的文章里做了說明——也是很重要的有待繼續(xù)證明與證實(shí)的結(jié)論。

5.對(duì)于我總結(jié)的廣義慣性三定律里的第一定律的語言表述，可能許多人都不可“理解”。是因?yàn)槠渲杏玫男或內(nèi)ρ為零來說明其廣義慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。實(shí)在是抽象。但是，如果你用“失重”角度來理解，就非常的容易了。但是，作為一個(gè)原理，是不能用“感性”非科學(xué)語言來表述的。必須是客觀的抽象的角度來表述。它的語言表述僅是對(duì)屬性的含義的表述。如果要理解其含義，也很簡單，用感性的角度，就是說，凡是“失重”時(shí)候的物體（包括我們身體自身）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，都是廣義慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。反之，亦然。

6.我還是要著重的申明，我們必須放棄已經(jīng)形成的某些牛頓力學(xué)觀念與思維定勢(shì)。比如，說什么也不理解，物體在重力場中的下落趨勢(shì)，是由于物體的廣義慣性，是物體“本能”地要下落，而總覺得有個(gè)無形的外力造成的。這就是需要超越我們的感性認(rèn)識(shí)，達(dá)到抽象的理性的認(rèn)識(shí)。必須知道，在自然界里，還有由于某屬性物體，在某情況下，是可以“主動(dòng)”改變自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及主動(dòng)作用其他物體的。在牛頓力學(xué)里的勢(shì)能概念，也可以說就是說該物體由于有“能”，可以主動(dòng)改變自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而也就是解釋了重力狀態(tài)與自由落體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是引力。靜止在引力場內(nèi)的物體（重力狀態(tài)），可以看做獲得了引力場的“能”，而不是虛構(gòu)的“外力”性質(zhì)的引力。

7.還有一個(gè)最重要的思維范式的變革問題，就是目前的教材里，把正在公轉(zhuǎn)的物體（非平動(dòng)）的慣性離心力，當(dāng)做了有一種物體的外力（無形的，沒有作用來源的力，說不清，反而取消了離心力）在作用，實(shí)際上是物體本身慣性原因，反作用于“阻止”其離心的外力（向心力的具體方面），另外，有的人把此情況當(dāng)做了外力性質(zhì)的離心力的“勢(shì)”來看待也是錯(cuò)誤的思維范式；而已經(jīng)正在離心了，那就不是由于慣性離心力的問題了，而是慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)了。以此為例，可以引申至其他同類方面的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變，包括原來的引力思維模式。

七、最后的總結(jié)

1、牛頓力學(xué)變革后，也僅是關(guān)于物體的慣性（包括牛頓慣性與重性）的物理學(xué)科。或叫做慣性力學(xué)也可以。其中必須是有質(zhì)量這個(gè)基本概念為標(biāo)志。僅適用于宏觀范疇。

2、牛頓力學(xué)里有個(gè)隱含的有物理性質(zhì)的空間背景問題，而變革后，就有個(gè)兩個(gè)背景空間前提：牛頓的各向同性空間背景與引力場空間背景。

3、在背景空間里，有個(gè)代表其空間背景的物理性質(zhì)的參考系（坐標(biāo)系），約定為基準(zhǔn)參考系。所有慣性力學(xué)里的原理性質(zhì)的公式，都必須在此基準(zhǔn)參考系里有效，而其他非基準(zhǔn)參考系里的公式變換回到基準(zhǔn)參考系后才可以有確切的原理解釋性質(zhì)。

4、廣義慣性力（包括牛頓慣性與重性——已經(jīng)沒有了虛構(gòu)的引力與慣性力之說）是由于物體本身慣性的原因，對(duì)外力的直接反作用力。

5、牛頓的慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)概念已經(jīng)變?yōu)橹灰俏矬w是“失重”（此失重的抽象說法是內(nèi)部空間問題）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都是慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。至于到底是什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，取決于物體所處的空間背景的特征。可以用新的定律來進(jìn)行計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

6、物體內(nèi)部的有物理性質(zhì)的空間，等同于引力場的很小的局部空間。可以直接的對(duì)應(yīng)物體的具體形態(tài)的內(nèi)部空間里“壓強(qiáng)梯度”，可以作為此壓強(qiáng)梯度產(chǎn)生的原因的說法，也可以間接地解釋由于此壓強(qiáng)梯度的具體物體內(nèi)部的相應(yīng)的物理變化現(xiàn)象。

7、此慣性力學(xué)（對(duì)牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)變革后的力學(xué)），僅是關(guān)于物體（質(zhì)量）與其背景空間關(guān)系的問題，而對(duì)于背景空間本身的問題，不涉及，尤其是引力場背景空間本身的問題，不涉及。這個(gè)“本身”的問題，這是需要物理學(xué)繼續(xù)研究的相對(duì)獨(dú)立的范疇（比如熵空間與負(fù)熵空間的問題也涉及此“本身”問題）。

8、由于原來的牛頓力學(xué)里的許多公式，尤其是涉及重力及引力的公式，都比較分散，現(xiàn)在都統(tǒng)一的可以由新總結(jié)的廣義慣性的三定律演繹出來，成為有特殊情況下的推論性質(zhì)的定律或公式了。其意義就是變成了有內(nèi)在物理關(guān)系的公式系統(tǒng)，標(biāo)志了對(duì)該領(lǐng)域的物理意義的更深入的認(rèn)識(shí)，也標(biāo)志了理論的統(tǒng)一的自洽性。標(biāo)志了牛頓力學(xué)進(jìn)化為新的階段。牛頓力學(xué)在基礎(chǔ)上的此變革，將告一段落了。相應(yīng)的就是需要教材的改革了。

9、如果說，是因?yàn)榘涯撤懂犖锢韺W(xué)科里的分散的許多的物理公式及物理含義，可以用一兩個(gè)公式把他們都包括進(jìn)來，就構(gòu)成了美的效果的話。那么，我所做的就有了如此的美學(xué)效果，但是，這與美學(xué)掛鉤實(shí)在有點(diǎn)牽強(qiáng)。也許因?yàn)椋说谋拘詤拹核季S的混亂，總是想用幾句簡單的話或幾個(gè)簡單的公式，就可以把思維條理化及簡單化，就認(rèn)識(shí)了世界，是人的本性使然。但是，如果人對(duì)世界的認(rèn)識(shí)沒有更深入的認(rèn)識(shí)的追求，哪來的如此簡單化？因?yàn)檎胬響?yīng)該是簡單明了的。不如此，僅僅是感性知識(shí)的積累或盲目的追求所謂的洋洋百萬字的科學(xué)巨著的宏偉，那么如果如此，我們有限的人生該怎么過？我總是有個(gè)感覺，就是凡是要用幾百萬字的巨著才以為可以說清楚某個(gè)知識(shí)的意義，其本身實(shí)際上就意味沒有認(rèn)識(shí)到其中的真理，只有不斷深入的認(rèn)識(shí)世界，才會(huì)把復(fù)雜的問題簡單化。問題是哪些知識(shí)是科學(xué)里的該拋棄的垃圾與泡沫？哪些知識(shí)是科學(xué)里的精華。這也許是不斷往復(fù)的過程。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:以理論力學(xué)為例淺議高校基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)

摘要：針對(duì)基礎(chǔ)課堂的特點(diǎn)，以理論力學(xué)課為例淺議在基礎(chǔ)課教學(xué)過程中，有意識(shí)的采用一些講課技巧增加課堂的趣味性、生動(dòng)活潑性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：課堂教學(xué)；理論力學(xué)；基礎(chǔ)課

1、課堂教學(xué)的概念和優(yōu)缺點(diǎn)

1789年法國大革命后，為適應(yīng)在進(jìn)行的戰(zhàn)爭迫切的需要，工程師做筑堡壘、修道路、建橋梁以及有關(guān)槍炮方面的工作，1795年正式成立了巴黎綜合工科學(xué)校，這所學(xué)校規(guī)定學(xué)生在進(jìn)入學(xué)習(xí)各個(gè)具體工程部門之前，都必須學(xué)好數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、化學(xué)等課程，開始有了基礎(chǔ)課和專業(yè)課的區(qū)分。這所學(xué)校的成立是真正現(xiàn)工科高等教育的開始，與以往學(xué)校采用師徒之間個(gè)別傳授教學(xué)方式不同的是，這所學(xué)校開創(chuàng)了對(duì)學(xué)生集體授課的教學(xué)方式，而集體授課的教學(xué)方式即我們現(xiàn)在的課堂教學(xué)[1]。

課堂教學(xué)，是把年齡和知識(shí)程度相同或相近的學(xué)生，編成固定人數(shù)的班級(jí)集體；按各門學(xué)科教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容，組織教材和選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法；并根據(jù)固定的時(shí)間表，向全班學(xué)生進(jìn)行授課的教學(xué)組織形式。課堂教學(xué)是教育教學(xué)中普遍使用的一種手段，它是教師給學(xué)生傳授知識(shí)和技能的全過程，它主要包括教師講解，學(xué)生問答，教學(xué)活動(dòng)以及教學(xué)過程中使用的所有教具。也稱“班級(jí)上課制”。

班級(jí)教學(xué)的主要優(yōu)點(diǎn)有：第一把相同或相近年齡和知識(shí)程度的學(xué)生編為班級(jí)，使他們成為一個(gè)集體，可以相互促進(jìn)和提高；第二教師按固定的時(shí)間表同時(shí)對(duì)幾十名學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，擴(kuò)大了教育對(duì)象，加快了教學(xué)進(jìn)度，提高了教學(xué)工作效率；再者在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)間方面有統(tǒng)一的規(guī)定和要求，使教學(xué)能有計(jì)劃、有組織地進(jìn)行，有利于提高教學(xué)質(zhì)量和發(fā)展教育事業(yè)；最后各門學(xué)科輪流交替上課，既能擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，又可以提高學(xué)習(xí)興趣和效果，減輕學(xué)習(xí)疲勞。班級(jí)教學(xué)的出現(xiàn)是教育史上一個(gè)重大的進(jìn)步，但其也存在著一定的局限性，主要是不能充分地適應(yīng)學(xué)生的個(gè)別差異，照顧每個(gè)學(xué)生的興趣、愛好和特長；同時(shí)又難以充分照顧優(yōu)、差生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

2、以力學(xué)課堂教學(xué)為例淺議高校基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)現(xiàn)狀

采礦工程、 土木工程、機(jī)械工程、航空航天等本科專業(yè)中，力學(xué)歷來是重要的基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程，各校基礎(chǔ)力學(xué)的課程占總學(xué)時(shí)的10%左右。傳輸給學(xué)生什么樣的力學(xué)知識(shí)和如何傳授力學(xué)知識(shí)是擺在力學(xué)教育工作者面前的重要課題，同時(shí)也構(gòu)成了力學(xué)教育思想的基本內(nèi)涵[2]。

但力學(xué)課程向來為公認(rèn)的教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程，一成不變的教材內(nèi)容易使教師陷入照本宣科的尷尬，而學(xué)生面對(duì)許多遠(yuǎn)離生活與工程的知識(shí)點(diǎn)，亦經(jīng)常霧里看花不得要領(lǐng)，有些學(xué)生上課分心或曠課、厭學(xué)或許也與為師者枯燥乏味的講課有關(guān)。力學(xué)類基礎(chǔ)課程課題教學(xué)所面臨的問題幾乎也是所有基礎(chǔ)課面臨的共同問題。因?yàn)榛A(chǔ)課往往偏理論化、抽象化，與現(xiàn)實(shí)環(huán)境往往直接聯(lián)系甚少，教師講起來不形象具體并且可能具有一定的枯燥性，基礎(chǔ)課因?yàn)榕c實(shí)際生活直接聯(lián)系較少使得學(xué)生學(xué)起來感覺到云里霧里比較縹緲。

而理論化、抽象化又是基礎(chǔ)課的特點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兪墙鉀Q專業(yè)課的基礎(chǔ)，是建立解決現(xiàn)實(shí)生活中問題理論模型的基礎(chǔ)，其地位對(duì)每個(gè)學(xué)科尤其是工科學(xué)科非常重要。如何將抽象、枯燥的基礎(chǔ)課講的形象化是目前所有基礎(chǔ)課教師所面臨的亟待改M的地方，如何對(duì)抽象、枯燥的基礎(chǔ)課感興趣的學(xué)并且學(xué)好學(xué)扎實(shí)，更是工科學(xué)生所面臨的亟待解決的問題。

3、以理論力學(xué)課堂教學(xué)為例淺議基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)改進(jìn)

教學(xué)過程不僅是講課，也是心智的付出，應(yīng)該盡量做到求新求變、生動(dòng)、細(xì)致，吸引學(xué)生是首要，目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在短短的90分鐘授課時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生思維高度活躍將學(xué)生注意力集中吸引到老師話題和所講內(nèi)容中，這是基礎(chǔ)課教學(xué)中比較難的事情，本文以理論力學(xué)課程為例就此方面提出幾點(diǎn)淺議。

理論力學(xué)課程幾乎是所有工科類專業(yè)都要學(xué)習(xí)的一門力學(xué)基礎(chǔ)課，也是力學(xué)類課程最早出現(xiàn)的一門學(xué)科（18世紀(jì)以前的力學(xué)基本上是以靜力學(xué)為主，而靜力學(xué)是理論力學(xué)第一部分，而動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)于17世紀(jì)末才完成）。如何將枯燥、抽象、公式多的理論力學(xué)課程上好，本文從提出以下幾個(gè)建議。

3.1 重要的知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際工程、生活應(yīng)用聯(lián)系起來

基礎(chǔ)課程之所以枯燥、抽象，是因?yàn)樵S多重要的知識(shí)點(diǎn)都是從解決實(shí)際工程、生活問題抽象出來的理論模型和理論知識(shí)，課堂上單單講解這些抽象出來的模型和知識(shí)當(dāng)然枯燥乏味，但是如果在教學(xué)過程中將這些問題的實(shí)際意義還原，從其所解決的實(shí)際工程、生活問題講起，這樣學(xué)生聽起來就感覺這是理論模型和理論知識(shí)點(diǎn)具有實(shí)際內(nèi)涵和實(shí)際意義，學(xué)習(xí)起來將會(huì)覺得有意義有意思形象化的多。如理論力學(xué)中比較難以理解的光滑圓柱鉸鏈約束可從生活中的剪刀講起。

3.2 重要公式的數(shù)學(xué)思想介紹清晰

基礎(chǔ)課尤其是工科基礎(chǔ)課，每個(gè)重要公式和理論模型均由其數(shù)學(xué)思想和模型建立原理，將這些數(shù)學(xué)思想和理論模型建立原理介紹清楚，學(xué)生能從根本上理解和推導(dǎo)這些公式，學(xué)習(xí)和理解起來才能更加清晰，也更利于他們的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。如給出理論力學(xué)中非均布荷載合力公式時(shí)可給出其微積分的求解推導(dǎo)。

3.3 課堂中巧妙設(shè)問讓學(xué)生思考并鼓勵(lì)積極回答

面對(duì)理論基礎(chǔ)課內(nèi)容多、課時(shí)量減少而大綱要求沒怎么變化、又要顧及學(xué)生理解掌握的現(xiàn)實(shí)情況，課堂教學(xué)時(shí)間總顯得不夠用，因此理論基礎(chǔ)課越來越難以在課堂上給足教師提問、學(xué)生思考和提問的時(shí)間。但這樣的教學(xué)效果并不好，如何在現(xiàn)實(shí)情況不理想的條件下課堂教學(xué)中給留出教師設(shè)問和學(xué)生思考提問的時(shí)間？以理論力學(xué)中受力分析圖為例，教師在課堂教學(xué)時(shí)可以少舉例但盡量做到所舉例題具有代表性，可以有幾種分析方法，循序漸進(jìn)的引導(dǎo)學(xué)生采用不同分析方法作圖。

3.4 教師的相關(guān)科研、國內(nèi)外相關(guān)研究和課程涉及到的人文歷史引入穿插于課堂教學(xué)

在基礎(chǔ)課講解過程中聯(lián)系工程實(shí)際問題時(shí)，可巧妙穿插與之相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀或教師自己所做與之相關(guān)的科研。如在將理論力學(xué)中桁架結(jié)構(gòu)時(shí)，可穿插高壓塔力學(xué)相關(guān)研究。深山中高壓塔因?yàn)楦邏壕€的覆冰積雪或高壓線隨大風(fēng)擺動(dòng)，都非常有可能高壓線斷開甚至連帶高壓塔倒塌，高壓塔倒塌會(huì)造成很大經(jīng)濟(jì)損失，所以現(xiàn)在比較熱門的力學(xué)相關(guān)研究之一就是如何在高壓線斷開的情況下高壓塔不倒塌。另一方面，在基礎(chǔ)課講解中會(huì)涉及到非常多的歷史名人，可以適當(dāng)引入歷史名人的相關(guān)歷史，增加基礎(chǔ)課的趣味性，如介紹到牛頓定律時(shí)可還原牛頓的另一面，等等。這些內(nèi)容的有意識(shí)引入都可以增加課堂的趣味性活潑生動(dòng)性。

4、結(jié)論

基礎(chǔ)課一般都具有非常理論化、抽象化和枯燥的特點(diǎn)，教師教學(xué)容易陷入照本宣科，而學(xué)生學(xué)起來也容易感到枯燥無味。本文主要針對(duì)基礎(chǔ)課的以上特點(diǎn)，以理論力學(xué)課為例對(duì)基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)提出了幾點(diǎn)改進(jìn)建議，以增加課堂的趣味性、生動(dòng)活潑性，可以更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力。

通訊作者：鄭恒偉

力學(xué)基礎(chǔ)論文:環(huán)保理念下“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容改革探索

【摘 要】本文對(duì)環(huán)保理念下進(jìn)行“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)熱莞母锏謀匾性進(jìn)行分析，提出從基坑工程、地基處理工程、基礎(chǔ)工程、舊建筑物基礎(chǔ)的再利用、巖土工程災(zāi)害、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)等方面對(duì)“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。

【關(guān)鍵詞】環(huán)保理念 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 教學(xué)內(nèi)容 改革

傳統(tǒng)的“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”是以完成工程地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)施工為目的，沒有考慮施工過程對(duì)環(huán)境的影響和破壞。隨著建筑用地的減少，建筑物的逐漸密集，巖土工程發(fā)展與環(huán)境的矛盾日益突出，目前形勢(shì)下必須考慮和分析巖土工程對(duì)環(huán)境的影響，在環(huán)保理念下設(shè)計(jì)和施工地基基礎(chǔ)工程。本文探討環(huán)保理念下“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容的改革。

一、環(huán)保理念下“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容改革的必要性

教學(xué)是提高人們解決巖土工程發(fā)展與環(huán)境矛盾的關(guān)鍵途徑，在環(huán)保理念下進(jìn)行“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容改革，是由“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程研究內(nèi)容本身、課程的授課對(duì)象所決定的。

“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程內(nèi)容是由“土力學(xué)”與“地基基礎(chǔ)”兩部分內(nèi)容構(gòu)成，“土力學(xué)”主要研究土的物理力學(xué)性質(zhì)，“地基基礎(chǔ)”主要研究“土力學(xué)”在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。可以說“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”就是指導(dǎo)人們?nèi)绾胃淖兊乩淼孛病－h(huán)境的惡化會(huì)制約巖土工程的實(shí)施，而工程活動(dòng)也進(jìn)一步影響了環(huán)境，是工程活動(dòng)的環(huán)境雙重性的具體體現(xiàn)。所以，在“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”教學(xué)中進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容改革成為必然和必需。

“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”的授課對(duì)象決定了教學(xué)中進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革的必要性。巖土工程環(huán)境的惡化問題雖然是由于過度開發(fā)、規(guī)劃的不合理等引起，但說到底其根源在人的思想。“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”主要針對(duì)土建類專業(yè)學(xué)生開設(shè)，他們是以后從事土木工程的設(shè)計(jì)和施工的高端技能人才，在他們走上工作崗位之前接受一些環(huán)保理念，才能在工作崗位上基于環(huán)保理念開展工作。

二、環(huán)保理念下“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容改革

在考慮環(huán)境影響的前提下，土木工程師考慮的問題就不僅僅是工程技術(shù)問題，還需要考慮工程對(duì)環(huán)境的影響。在“土力學(xué)與地基基礎(chǔ)”教學(xué)中，考慮到對(duì)環(huán)境的影響，可以在基坑工程、地基處理工程、基礎(chǔ)工程、已有建筑物基礎(chǔ)的再利用、巖土工程災(zāi)害、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)等方面進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充和改革。

（一）基坑工程方面。在基坑開挖中常常需要降低地下水水位，常用的降低地下水位的方法是井點(diǎn)降水法。由于水位下降導(dǎo)致土的自重應(yīng)力增加，從而引起地面沉降，引起鄰近建筑物的傾斜、開裂。基坑開挖時(shí)，基坑內(nèi)外存在一定的水頭差，當(dāng)水力坡降較大時(shí)會(huì)引起基坑坍塌及開裂等問題。采用“按需降水”的理念對(duì)地下水的施工進(jìn)行指導(dǎo)，這樣既減少了地下水環(huán)境的變化和建造成本，又降低了地下水變化對(duì)鄰近建筑物的影響。

基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境的影響除了地下水的作用外，主動(dòng)土壓力作用也不可忽視，它可使得側(cè)壁土體向坑內(nèi)及垂直向下產(chǎn)生位移，導(dǎo)致基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致基坑失穩(wěn)，另外基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞還會(huì)導(dǎo)致基底隆起，同時(shí)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和位移也會(huì)影響鄰近的建筑物的安全，因此在基坑的開挖支護(hù)中一定要考慮到對(duì)相鄰建筑物的影響。

（二）地基處理工程方面。根據(jù)地基土的性質(zhì)不同，相應(yīng)的地基處理有多種方法，對(duì)環(huán)境的影響也各不相同。比如，化學(xué)灌漿法是將水玻璃或其他化學(xué)漿液壓入土的孔隙中，使土膠結(jié)成整塊，從而提高土的強(qiáng)度和抗水性。但是，在施工中漿液尚未固化，加上注漿是在一定壓力下進(jìn)行，如防護(hù)措施不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致漿液向外圍擴(kuò)散，污染周圍土質(zhì)和水源。再如，強(qiáng)夯法處理地基時(shí)，強(qiáng)夯時(shí)產(chǎn)生的巨大沖擊能量使附近的場地下沉或隆起，并以沖擊波向外傳播，對(duì)周圍土體和建筑物產(chǎn)生擾動(dòng)影響，同時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲等環(huán)境公害，對(duì)人的身心健康造成危害。

再如，土工袋是將素土、摻石灰或水泥的普通土、砂 礫、礦渣、建筑渣土等裝在土工布縫制的編織袋內(nèi)以用來增強(qiáng)地基承載力、控制地基沉降（特別是不均勻沉降）、減小行車振動(dòng)對(duì)路基的影響。這是一種古老的地基處理方法，現(xiàn)在已被賦予了全新的含義，并被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路路基和房屋基礎(chǔ)等永久性建筑地基處理中。

因此，在以上課程內(nèi)容的講授過程中，也可以適時(shí)地滲透環(huán)境保護(hù)的理念。在環(huán)保理念的指導(dǎo)下，工程的設(shè)計(jì)和施工要求更高，反過來也會(huì)對(duì)土力學(xué)及地基基礎(chǔ)的發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。

（三）基礎(chǔ)工程方面。預(yù)制樁由于承載力高、質(zhì)量容易保證、施工工期短而被廣泛應(yīng)用。預(yù)制樁的沉樁根據(jù)施工方法可以分為靜力壓樁和動(dòng)力壓樁。靜力壓樁施工過程中震動(dòng)小、噪聲小、沒有泥漿污染等，在軟土地區(qū)有廣泛應(yīng)用。但是，靜力壓樁有擠土效應(yīng)，特別是飽和軟土地區(qū)，由于擠土引起的超孔隙水壓力導(dǎo)致地基產(chǎn)生水平和豎直位移，對(duì)鄰近的建筑物造成不利影響。而動(dòng)力壓樁震動(dòng)大、噪聲大、如果防護(hù)措施不當(dāng)，容易產(chǎn)生泥漿污染。應(yīng)該根據(jù)周圍環(huán)境，采取適當(dāng)?shù)某翗斗椒ā?

（四）舊建筑基礎(chǔ)在新建筑建設(shè)中的再利用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模的擴(kuò)大，城市中建筑物的更新速度加快，特別是在城市的關(guān)鍵地段更是如此，由于土地價(jià)格的提高，為充分利用土地資源，往往新建建筑比擬拆的舊建筑更高、更大，這種拆舊建新的做法是當(dāng)今城市改造的必然選擇。擬拆的舊建筑的基礎(chǔ)對(duì)將在其原址上新建的建筑來說，將產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊懀襞f建筑基礎(chǔ)為天然地基上的淺基礎(chǔ)，對(duì)新建筑物的影響就較小，若舊建筑的基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，則對(duì)新建筑的影響就大了。在條件允許的情況下，全部或部分利用舊樁基，不足部分補(bǔ)打新樁，不失為一種經(jīng)濟(jì)可行的選擇。

（五）巖土工程災(zāi)害。隨著土木工程建設(shè)的逐年投入，天然的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率也加大了，對(duì)我們的影響加大了，人們的工程活動(dòng)引發(fā)的巖土工程災(zāi)害也在加劇。例如大量開采深層地下水，使不少地方出現(xiàn)地表的大面積下沉，引發(fā)地表塌陷、地裂縫。建筑垃圾也污染了土地、空氣與地下水。大規(guī)模的水利水電工程、高速公路、高速鐵路工程可能引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害，例如崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等。

（六）實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方面。地基土被污染后會(huì)造成其組成、結(jié)構(gòu)和功能的變化。地基土受到污染，顆粒間的膠結(jié)鹽類被溶蝕消解，膠結(jié)結(jié)構(gòu)遭到破壞，膠結(jié)強(qiáng)度降低，土的孔隙比增大、壓縮性增大，抗剪強(qiáng)度降低。為此，在土工試驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，可以采用純凈土和污染土做平行試驗(yàn)的方法，比較得出環(huán)境污染對(duì)土的物理性質(zhì)指標(biāo)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和壓縮性指標(biāo)的影響，加深學(xué)生對(duì)污染土性質(zhì)的了解。

以下以原生土浸清水作為樣品純凈土A，以原生土浸廢堿液27d作為樣品污染土B做平行試驗(yàn)，得出的純凈土與污染土物理性質(zhì)指標(biāo)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和壓縮性指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果。

1.物理性質(zhì)指標(biāo)試驗(yàn)。通過測定純凈土和污染土的物理性質(zhì)指標(biāo)，得出結(jié)果如表1所示。

可以從試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，土被污染后，其重度和干重度顯著降低，而孔隙比、含水量、飽和度等指標(biāo)明顯增大。土的物理性質(zhì)指標(biāo)的變化必然引起土的抗剪強(qiáng)度和壓縮性的變化。

2.抗剪強(qiáng)度指標(biāo)試驗(yàn)。通過測定純凈土和污染土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，得出結(jié)果如表2所示。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，土被污染后，其粘聚力有所增大，而內(nèi)摩擦角顯著降低，故土體污染后強(qiáng)度總體來說是降低的。究其原因，是以為土的抗剪強(qiáng)度受土的物理性質(zhì)和孔隙水壓力的影響，而土體污染會(huì)改變土粒的礦物成分、土顆粒的形狀和級(jí)配、密度、含水量和土的結(jié)構(gòu)，從而改變土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

3.壓縮性指標(biāo)試驗(yàn)。通過測定純凈土和污染土的壓縮性指標(biāo)，得出結(jié)果如表3所示。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，土被污染后，其壓縮系數(shù)增大，壓縮模量減小，所以土的壓縮性提高。而土的承d力降低，故土體強(qiáng)度降低。

以上三個(gè)平行試驗(yàn)，沒有過多地增加試驗(yàn)內(nèi)容，但是通過兩組數(shù)據(jù)對(duì)比，能夠明顯得出環(huán)境污染對(duì)土物理性質(zhì)指標(biāo)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和壓縮性指標(biāo)的影響，從而讓學(xué)生了解到污染土的性質(zhì)，認(rèn)識(shí)到環(huán)境污染對(duì)工程的不利影響，也激發(fā)學(xué)生對(duì)保護(hù)環(huán)境的認(rèn)同感。

【作者簡介】張小禮（1978― ），甘肅天水人，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：高職建筑工程技術(shù)專業(yè)教育；凌衛(wèi)寧（1967― ），廣西北流人，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，研究方向：高職建筑工程技術(shù)專業(yè)教育。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:《彈性力學(xué)基礎(chǔ)》課程課堂教學(xué)探討

摘要：彈性力學(xué)是工科專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本文從幫學(xué)生搭建課程的總體框架、注重工程實(shí)例與理論知識(shí)相結(jié)合及注重課堂的教學(xué)氛圍這三個(gè)方面提出了一些如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升課堂教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)措施。

關(guān)鍵詞：彈性力學(xué)；課堂教學(xué)；教學(xué)方法；形象化教學(xué)

一、引言

彈性力學(xué)[1]，又稱彈性理論，主要研究彈性體由于外力或溫度改變等因素引起的彈性階段的應(yīng)力應(yīng)變和位移，是固體力學(xué)的一個(gè)重要分支，是近代工程技術(shù)的必要基礎(chǔ)之一，其相關(guān)理論在航空航天、建筑、機(jī)械、水利工程等工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用[2，3]。

國內(nèi)很多高等院校將其設(shè)置為工程力學(xué)、航空航天工程、土木工程、機(jī)械工程等工科專業(yè)的必修課程之一。《彈性力學(xué)基礎(chǔ)》課程是本校飛行器動(dòng)力工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，它在專業(yè)培養(yǎng)過程中的作用是使學(xué)生在學(xué)習(xí)了《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》等力學(xué)課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步系統(tǒng)地學(xué)習(xí)變形體力學(xué)的基本概念和研究方法，為學(xué)習(xí)諸如《航空發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度》、《彈塑性力學(xué)》、《疲勞與可靠性》等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度類后續(xù)專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的力學(xué)理論基礎(chǔ)。

從17世紀(jì)開始至今，彈性力學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段：早期的基本規(guī)律探索階段、理論體系成型階段、工程應(yīng)用階段和分支發(fā)展階段。無論從發(fā)展歷史還是從理論體系上看，彈性力學(xué)都是一門理論性和應(yīng)用性極強(qiáng)的課程：在理論上，它的研究方法非常縝密，基本概念和理論抽象、公式繁復(fù)，即使對(duì)一些經(jīng)過簡化的問題求解，也還需要大量地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)；在應(yīng)用上，彈性力學(xué)引入了多種理論和分析方法，可以分析工程結(jié)構(gòu)和材料受力之后的變形情況，需要學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐有一定的感性認(rèn)識(shí)，能夠?qū)⒗碚摲治雠c工程實(shí)際聯(lián)系起來，因此彈性力學(xué)對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和工程背景知識(shí)要求很高，屬于難度系數(shù)較大的一門課[4]。目前，高等院校在彈性力學(xué)課程的教學(xué)中，大多從力學(xué)和數(shù)學(xué)的基本理論出發(fā)進(jìn)行講授，這種教學(xué)方式雖然具有理論性強(qiáng)、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)葍?yōu)點(diǎn)，但對(duì)學(xué)生（特別是工科學(xué)生）而言，課程內(nèi)容存在直觀性和趣味性差、抽象、難理解、與工程聯(lián)系不足等缺點(diǎn)。不僅會(huì)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺內(nèi)容枯燥深澀、解題過程復(fù)雜，進(jìn)而喪失學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也沒有幫助他們建立起運(yùn)用彈性力學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的意識(shí)，大部分同學(xué)在學(xué)習(xí)完了彈性力學(xué)之后對(duì)其應(yīng)用感到茫然。

筆者將結(jié)合個(gè)人教學(xué)實(shí)踐，就如何有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課程的課堂教學(xué)效率，談一些個(gè)人的理解和認(rèn)識(shí)。

二、教學(xué)改革探討

（一）幫學(xué)生搭建課程的總體框架

彈性力學(xué)中除了一系列基本方程外，還有大量的導(dǎo)出方程，這些方程的形式大多比較復(fù)雜，其推導(dǎo)對(duì)于本科生而言也比較煩瑣，學(xué)生難以掌握每一計(jì)算公式。因此，在課程講授過程中，需要梳理出一些讓學(xué)生必須要掌握的重要基本方程，理解其物理意義。同時(shí)需要結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知，幫學(xué)生建立起彈性力學(xué)的總體框架，將彈性力學(xué)的基本公式串起來，可以讓學(xué)生對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)，并培養(yǎng)學(xué)生對(duì)彈性力學(xué)問題的應(yīng)用意識(shí)和思維能力。

以平面問題為例，首先讓學(xué)生根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的特征判定屬于何種平面問題，辨明已知條件和需求解問題；然后結(jié)合彈性力學(xué)的基本假設(shè)，從靜力學(xué)、幾何學(xué)、物理學(xué)三方面對(duì)彈性體進(jìn)行分析，建立起三類方程，包括平衡微分方程、幾何方程、物理方程，梳理三類方程之間的關(guān)聯(lián)，并引入邊界條件；最后讓學(xué)生根據(jù)不同的基本未知函數(shù)和具體問題的特點(diǎn)提出相應(yīng)的解法和步驟，彈性力學(xué)的基本解法有三種：按位移求解、按應(yīng)力求解、混合求解，讓學(xué)生掌握各類解法的特點(diǎn)和應(yīng)用情況。

（二）注重工程實(shí)例與理論知識(shí)的結(jié)合

彈性力學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，在授課過程中不僅要考慮其數(shù)理邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性，還要兼顧到其與工程實(shí)際之間的聯(lián)系，以達(dá)到提高學(xué)生解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)目標(biāo)。本課程目前所選用的教材是高等教育出版社出版的由徐芝綸編寫的《彈性力學(xué)簡明教程》（第三版），該教材的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)容精煉、深入淺出，被許多工科院校所采用，但該教材中的工程實(shí)例較少，僅有的幾個(gè)算例大多與水利工程相關(guān)，如壓力隧洞等，缺乏與本專業(yè)密切相關(guān)的工程實(shí)例，這使得本專業(yè)的學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中專業(yè)歸屬感不強(qiáng)，到處可見“數(shù)學(xué)”符號(hào)（實(shí)為力學(xué)物理量），學(xué)生常感覺彈性力學(xué)像數(shù)學(xué)，學(xué)習(xí)過程中找不到一個(gè)清晰的思路，理論知識(shí)與工程實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重。

為此，在教學(xué)的過程中，要注意將課程的知識(shí)點(diǎn)與本專業(yè)的工程實(shí)例結(jié)合起來，這樣既可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的興趣，又可為后續(xù)的相關(guān)專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。如筆者在教學(xué)中，將航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤的強(qiáng)度計(jì)算這一工程問題穿插進(jìn)課堂，引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)際輪盤的結(jié)構(gòu)特征和受載荷特征出發(fā)，如何將輪盤強(qiáng)度問題簡化為一個(gè)運(yùn)用彈性力學(xué)理論可以分析的簡化模型，并介紹航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤設(shè)計(jì)中使用較多的“等厚圓環(huán)法”的基本概念。通過該算例的講述，使學(xué)生不被彈性力學(xué)外表煩瑣的數(shù)學(xué)公式和數(shù)學(xué)計(jì)算所迷惑，能在課程學(xué)習(xí)中抓住力學(xué)理論和概念的本質(zhì)，不僅增加了學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的專業(yè)歸屬感，提升了他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了他們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的意識(shí)和能力，還為他們后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

（三）注重課堂的教學(xué)氛圍

長時(shí)間面對(duì)那些枯燥無味的公式及繁雜的推導(dǎo)過程，很容易讓學(xué)生或昏昏欲睡，或開小差，提不起學(xué)習(xí)的興趣，降低了課堂學(xué)習(xí)效率。

筆者認(rèn)為可以從以下兩個(gè)方面來活躍課堂的教學(xué)氛圍。

1.穿插歷史小故事。彈性力學(xué)是一門具有豐富歷史底蘊(yùn)的傳統(tǒng)學(xué)科，在整個(gè)發(fā)展史中，曾涌現(xiàn)出大量諸如納維、圣維南、牛頓、柯西、虎克等著名科學(xué)家，他們的生平事跡和卓越成就往往引人入勝，在課堂教學(xué)時(shí)，可以將這些科學(xué)名人的生平趣事、人生歷程、對(duì)力學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)等都融入相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的講解中。如筆者在介紹圣維南原理時(shí)，從納維、柯西和圣維南三位同時(shí)期的法國科學(xué)家的人生軌跡和交集出發(fā)，引入圣維南原理產(chǎn)生的歷史背景和對(duì)科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生的巨大貢獻(xiàn)，在講述過程中，所有學(xué)生的注意力立刻被調(diào)動(dòng)起來，大大激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，整個(gè)課堂氛圍非常活躍。

2.引入形象化教學(xué)輔助工具。由于課時(shí)限制，教師不能安排試驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生較直觀地認(rèn)識(shí)課程知識(shí)點(diǎn)。為此，教師平時(shí)應(yīng)多收集一些與課程內(nèi)容相關(guān)的形象化的教學(xué)輔助工具，如某個(gè)試驗(yàn)的視頻錄像、某個(gè)軟件的解決工程問題的模擬動(dòng)畫視頻等。如筆者在介紹“常體力情況下邊界條件和幾何形狀相同的材料的應(yīng)力分布與材料無關(guān)”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，就將光彈實(shí)驗(yàn)的原理、光彈實(shí)驗(yàn)過程的視頻錄像、運(yùn)用有限元軟件做的模擬動(dòng)畫在課堂上穿插著播放給學(xué)生看，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氛圍。

三、結(jié)語

彈性力學(xué)是工科專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)又具有很強(qiáng)的理論性、抽象性和高度概括性的特點(diǎn)，成為大多數(shù)學(xué)生眼中的一門既抽象、枯燥又難懂的“魔鬼課程”，本文從彈性力學(xué)課程的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)彈性力學(xué)這門課程的個(gè)人理解及認(rèn)識(shí)，從幫學(xué)生搭建課程的總體框架、注重工程實(shí)例與理論知識(shí)相結(jié)合及注重課堂的教學(xué)氛圍這三個(gè)方面提出了一些如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升課堂教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)措施，希望彈性力學(xué)的教學(xué)能向更好的方向邁進(jìn)。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:專科類基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)改革探究

【摘 要】通過對(duì)專科類學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的分析，結(jié)合基礎(chǔ)類力學(xué)課程的特點(diǎn)，提出了以實(shí)踐教學(xué)為主、將行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)的理念和方法滲透融合到專科學(xué)生的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中，重點(diǎn)培養(yǎng)專科學(xué)生的基本專業(yè)知識(shí)和高級(jí)技術(shù)實(shí)用技能。強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生興趣的重要性，以學(xué)生為主體自主學(xué)習(xí)的重要性，理論知識(shí)和實(shí)踐能力緊密結(jié)合的重要性。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)力學(xué)課程；專科類；實(shí)踐教學(xué)；行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)；學(xué)習(xí)興趣

0 引言

近些年，S著全國擴(kuò)大招生規(guī)模和提高普遍教育水平，大學(xué)教育已漸成為大眾教育，專科學(xué)生入取分?jǐn)?shù)較低，同時(shí)由于地區(qū)差異，同類考生入取分?jǐn)?shù)相差較大，水平差異顯著，學(xué)生成績參差不齊，專科學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)、學(xué)習(xí)能力較差等問題，尤其在學(xué)習(xí)理論知識(shí)很強(qiáng)的力學(xué)基礎(chǔ)類課程時(shí)，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)狀態(tài)較差，學(xué)習(xí)效果不理想，因此專科類基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)的改革是有必要的。

目前國內(nèi)外各大高校對(duì)教學(xué)方法都在進(jìn)行改革，世界知名高校先后向全球?qū)W習(xí)者推出了開放課程項(xiàng)目，引入MOOC進(jìn)行混合教學(xué)模式的探索，大規(guī)模在線開放課程的教學(xué)方法已經(jīng)演變?yōu)槭澜绶秶鷥?nèi)高等教育教學(xué)的一種全新方式，我國包括清華大學(xué)、國防科技大學(xué)等也已經(jīng)開始課堂教學(xué)與MOOC交叉混合進(jìn)行的新嘗試。省內(nèi)高校燕山大學(xué)教務(wù)處長談教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革中提到了重視學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，充分調(diào)動(dòng)起積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)新性，充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段積極開展CAI教學(xué)。其他高校也一直在教學(xué)改革上下功夫，包括教學(xué)思想、方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式在內(nèi)的全面改革新模式。現(xiàn)代的教學(xué)方法不僅僅局限于傳統(tǒng)的講授法、談?wù)摲ā⒀菔痉ā⒕毩?xí)法和讀書指導(dǎo)法，而是充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段、靈活運(yùn)用各種教學(xué)方式。

隨著多年來教學(xué)方法的改革和不斷進(jìn)步，教學(xué)方法和教學(xué)新模式大部分是針對(duì)本科學(xué)生來說的，對(duì)于專科生特定的教學(xué)方法改革還是很少。本文提出了在力學(xué)基礎(chǔ)課程中以行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)的實(shí)踐教學(xué)方法，重在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，結(jié)合學(xué)生專業(yè)將理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合起來，將專科生培養(yǎng)成具有專業(yè)知識(shí)和技能的中、高級(jí)人才、技術(shù)實(shí)用型人才。

1 基礎(chǔ)力學(xué)課程的特點(diǎn)

基礎(chǔ)力學(xué)課程是高等院校理工類專業(yè)不可缺少的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，尤其對(duì)于土建和機(jī)械相關(guān)專業(yè)來說非常重要，應(yīng)用力學(xué)所學(xué)的基本知識(shí)和基本原理，分析和研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律、研究建筑結(jié)構(gòu)中構(gòu)件在各種條件下的力學(xué)性能等，為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。基礎(chǔ)力學(xué)課程的特點(diǎn)是概念多、公式多、假設(shè)和推導(dǎo)多，內(nèi)容繁雜、抽象、枯燥，有一定的理論深度，學(xué)好這門課程需要良好的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)，同時(shí)基礎(chǔ)力學(xué)課程邏輯性強(qiáng)，系統(tǒng)性強(qiáng)。這對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)較差，理解問題不透徹的專科學(xué)生來說學(xué)習(xí)掌握好基礎(chǔ)力學(xué)課程存在難度，學(xué)生普遍感到教學(xué)內(nèi)容枯燥、晦澀難懂，提不起興趣，接連幾次聽不懂后就感覺這門課程沒有收獲而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，基礎(chǔ)知識(shí)都掌握不了，就更不用說發(fā)揮創(chuàng)新，活學(xué)活用了。

解決和協(xié)調(diào)專科學(xué)生在基礎(chǔ)力學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的問題是迫切的。專科教育與本科不同，本科教育培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的掌握本門學(xué)科的基礎(chǔ)理論，專門知識(shí)和基本技能，并具有從事科學(xué)研究工作或擔(dān)當(dāng)專門技術(shù)工作初步能力的高級(jí)人才，專科教育則是培養(yǎng)某種具有專業(yè)知識(shí)和技能的中、高級(jí)人才、技術(shù)實(shí)用型人才，其知識(shí)的講授是以“能用為度、實(shí)用為本”，因此專科生的教學(xué)方法，不能與本科生相同，如果老師講授知識(shí)過深，理論性過強(qiáng)，不能很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，學(xué)生就會(huì)似懂非懂，枯燥無趣，上課不認(rèn)真聽講，甚至逃學(xué)曠課。

基于基礎(chǔ)力學(xué)課程和專科學(xué)生現(xiàn)狀的特點(diǎn)，為了讓學(xué)生在三年的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)專科教育的目標(biāo)，學(xué)習(xí)能力得到整體提高，必須為實(shí)踐而教，行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)，有目的的去教學(xué)，重視實(shí)踐應(yīng)用，重視和專業(yè)課的聯(lián)系。

2 傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題

傳統(tǒng)的教學(xué)方法重教不重學(xué)，按照教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容從概念、定理、推導(dǎo)公式等方面授課，條理清晰，層次分明，在學(xué)生掌握、接收程度上關(guān)注少。傳統(tǒng)的教學(xué)重視知識(shí)的講解，忽視了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生在學(xué)習(xí)中是被動(dòng)的，對(duì)老師依賴性很強(qiáng)，老師講什么就接收什么，頭腦不轉(zhuǎn)，缺少思考，學(xué)習(xí)能力很難得到提高。傳統(tǒng)的教學(xué)中老師是主體，是知識(shí)的傳播者，學(xué)生在課堂上參與很少，老師和學(xué)生的互動(dòng)很少，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力差，學(xué)習(xí)的興趣調(diào)動(dòng)不起來，做不到活學(xué)活用，發(fā)揮創(chuàng)新。傳統(tǒng)的教學(xué)中通常以期末閉卷考試給出成績，考核形式單一，僅考核學(xué)生理論知識(shí)的掌握，不考核理論知識(shí)的應(yīng)用。傳統(tǒng)的教學(xué)中很多不同的專業(yè)使用相同的力學(xué)教材，專業(yè)側(cè)重點(diǎn)不突出，導(dǎo)致學(xué)生不能將力學(xué)和專業(yè)課緊密的結(jié)合起來。傳統(tǒng)教學(xué)存在一定的問題，需要做出改變和調(diào)整。

3 教學(xué)改革的具體方法

為了能讓專科學(xué)生既能掌握一定的理論知識(shí)，又能與實(shí)踐緊密相結(jié)合，必須對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改革，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者實(shí)際工作能力和解決問題能力的提高，必須對(duì)傳統(tǒng)的以“老師為主”的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主”，培養(yǎng)學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式自學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，有目的性的去學(xué)習(xí)，減少授課時(shí)間和教師講授內(nèi)容，以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向，以與專業(yè)課程聯(lián)系為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，以課堂學(xué)習(xí)為系統(tǒng)的課程內(nèi)容，課本知識(shí)為引導(dǎo)，實(shí)踐應(yīng)用為主線的行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)。講授注重基本原理和優(yōu)秀思路，充分利用課堂時(shí)間將理論知識(shí)和工程實(shí)踐密切結(jié)合起來。可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行嘗試和探究。

3.1 結(jié)合專業(yè)設(shè)置，重視教材的選取

基礎(chǔ)力學(xué)課程是一門與工程技術(shù)聯(lián)系極為廣泛的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，為后續(xù)的專業(yè)課提供力學(xué)分析。結(jié)合專科學(xué)生的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)選取教材必須有針對(duì)性，應(yīng)結(jié)合專業(yè)知識(shí)，教材的內(nèi)容應(yīng)該有所側(cè)重。選取教材必須有實(shí)踐性，為實(shí)踐而教，為實(shí)踐而學(xué)，教學(xué)做合一的目標(biāo)就是教會(huì)學(xué)生做事，教會(huì)學(xué)生應(yīng)用。選取教材必須有趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。選取教材必須有系統(tǒng)性、科學(xué)性、連貫性。

3.2 重視緒論學(xué)習(xí)，課程引入過程

愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”。通過介紹力學(xué)科學(xué)發(fā)展史來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)的興趣。介紹力學(xué)發(fā)展史、力學(xué)家的傳記、機(jī)械和建筑工程中力學(xué)的應(yīng)用等，使學(xué)生對(duì)力學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，意識(shí)到學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué)的實(shí)用性和重要性。講述我國錢學(xué)森、錢偉長等力學(xué)家的故事，可縮短力學(xué)課程與學(xué)生的距離，讓學(xué)生感X的到力學(xué)知識(shí)和工程實(shí)踐的密切關(guān)系，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)及創(chuàng)新，使學(xué)生覺得學(xué)有所用，學(xué)有所長。

3.3 課前自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)獲取知識(shí)

提前布置下節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容和要點(diǎn)，學(xué)生利用課下的時(shí)間自習(xí)，可通過課本理論知識(shí)的講解，觀看課程講解視頻，閱讀參考文獻(xiàn)書籍、分析典型案例講解等。對(duì)于基礎(chǔ)較差的專科生來講，課前預(yù)習(xí)是非常必要的，對(duì)于力學(xué)課程中涉及到的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識(shí)可以提前在課下翻閱資料學(xué)習(xí)，避免了課堂上的跟不上、聽不懂，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獲取不同學(xué)科知識(shí)的能力。

3.4 課堂輔助教學(xué)，行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)

在學(xué)生課前預(yù)習(xí)基礎(chǔ)上，課堂中只針對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)詳細(xì)講解，采用提問式、啟發(fā)式、討論式、實(shí)例式等多種教學(xué)方法綜合使用。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，和專業(yè)及工程實(shí)踐密切相關(guān)的知識(shí)和內(nèi)容反復(fù)的循環(huán)講解，提問、分組討論，并介紹如何應(yīng)用到工程實(shí)踐中去，如何與工程問題結(jié)合起來。在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意向，明確指明學(xué)生學(xué)習(xí)所達(dá)到內(nèi)容和目標(biāo)，采用學(xué)生易于理解和接受的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行授課。作為現(xiàn)代專科教育的教師，要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，轉(zhuǎn)換教師角色，把重點(diǎn)轉(zhuǎn)變到學(xué)生的“學(xué)”上邊，做到“教、學(xué)、做”的完美組合，充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，將枯燥的課堂變成有趣而實(shí)用的學(xué)習(xí)場所，把學(xué)生放在重要位置上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析問題的能力和工作能力，設(shè)計(jì)一堂有意思的好課。

3.5 多樣化作業(yè)形式，重在實(shí)踐

專科學(xué)生作業(yè)可分為三部分的內(nèi)容，首先是重要知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)，需要掌握的內(nèi)容和理論知識(shí)歸納總結(jié)并記憶；第二部分是課后的理論練習(xí)題目，要求抄寫題目，尺規(guī)作圖，利用第一部分總結(jié)的知識(shí)做題，掌握理論知識(shí)的直接應(yīng)用；第三部分就是理論與實(shí)踐的結(jié)合題目，老師針對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在工程實(shí)踐生活中尋找密切相結(jié)合的題目，開拓學(xué)生的思維，使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)間接的應(yīng)用到建筑工程和機(jī)械工程中去，這是對(duì)前兩部分內(nèi)容的推廣，增長學(xué)生的求知欲望。這樣的作業(yè)形式，強(qiáng)調(diào)了理論―實(shí)踐的研究方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)專科學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

3.6 多種考核方式

采取靈活多樣的考核方式、方法。傳統(tǒng)考核方式是平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)和期末考試相結(jié)合核算學(xué)生的總評(píng)成績。可以嘗試傳統(tǒng)的考核方式結(jié)合課前預(yù)習(xí)情況、課堂表現(xiàn)情況、課程設(shè)計(jì)等給出最終成績，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生參加周培源力學(xué)競賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽等各類學(xué)科競賽。

4 小結(jié)

以實(shí)踐為主，將行動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)的教學(xué)理念和方法滲透與融合到專科學(xué)生的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中，通過對(duì)教學(xué)方法的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生達(dá)到理論知識(shí)夠用、實(shí)用，培養(yǎng)具有專業(yè)知識(shí)和技能的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用性人才，服務(wù)地方，服務(wù)社會(huì)。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程教學(xué)思考與探索

摘要：土力學(xué)與基礎(chǔ)工程主要內(nèi)容為土的應(yīng)力應(yīng)變、強(qiáng)度理論與基礎(chǔ)工程，通過土的力學(xué)性質(zhì)與工程實(shí)踐去分析解決實(shí)際工程問題。針對(duì)該課程中存在的問題，提出本課程的改革思路。基于實(shí)際工程背景，從理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩方面內(nèi)容入手，整合理論教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐以提高自主思考、創(chuàng)新能力。最后從教學(xué)手段出發(fā)，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多樣化應(yīng)用及科研為教學(xué)服務(wù)的理念，將抽象概念及科研成果靈活運(yùn)用到教學(xué)中，引發(fā)學(xué)生積極思考，提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：土力學(xué)與基礎(chǔ)工程；考核機(jī)制；巖土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；改革創(chuàng)新

《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》包括土力學(xué)與基礎(chǔ)工程，是土木工程專業(yè)的一門主干課程。其涉及工程地質(zhì)、流體力學(xué)、材料力學(xué)、彈塑性力學(xué)和工程施工等學(xué)科領(lǐng)域，內(nèi)容廣泛，綜合性、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。高等學(xué)校開設(shè)此課程的目的是為土木工程專業(yè)的學(xué)生構(gòu)筑工程基礎(chǔ)理論框架，以提高分析與解決實(shí)際工程問題的能力。而本課程教學(xué)效果的優(yōu)劣直接影響大學(xué)生理論素養(yǎng)與實(shí)踐能力。因此，分析研究《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程中存在的問題，探究課程的改革與建設(shè)的具體方法是專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)的關(guān)鍵所在。本論文針對(duì)該課程在教學(xué)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，以分析解決實(shí)際工程問題為導(dǎo)向，改革教學(xué)內(nèi)容，注重實(shí)踐教學(xué)過程，提出創(chuàng)新性教學(xué)改革思路。

一、《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程教學(xué)中存在的主要問題

（一）現(xiàn)有教學(xué)效果讓學(xué)生對(duì)土的基本性質(zhì)理解不夠深入

土作為該課程的主要研究對(duì)象，其自身特性決定了力學(xué)性能的好壞而影響基礎(chǔ)工程的穩(wěn)定性與耐久性。由于學(xué)生缺乏對(duì)土基本構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)及時(shí)間演變的理解，教學(xué)過程中又以課本教條式講解為主，土的宏觀微觀結(jié)構(gòu)很難做到形象化、具體化。且土中水的存在狀態(tài)僅從理論抽象層次講解很難剖析清楚而讓學(xué)生深刻理解，故學(xué)生在學(xué)習(xí)土中水分物理化學(xué)性質(zhì)中存在很大疑惑。

除了教師板書授課外，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段也大范圍應(yīng)用到該課程的教學(xué)中，但是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)手段單一，大多由簡要文字和靜態(tài)圖片組成，缺乏動(dòng)態(tài)感。師生缺乏互動(dòng)交流意識(shí)，學(xué)生感覺課堂教學(xué)枯燥，導(dǎo)致學(xué)習(xí)中缺乏積極性，從而課堂教學(xué)質(zhì)量得不到保證。

（二）重視理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)而輕視實(shí)踐課教學(xué)環(huán)節(jié)

本課程是一門以實(shí)踐應(yīng)用學(xué)科，理論教學(xué)學(xué)時(shí)一般為64學(xué)時(shí)，而試驗(yàn)課學(xué)時(shí)只有8-12學(xué)時(shí)。教學(xué)過程主要以教師講解為主，學(xué)生動(dòng)手做試驗(yàn)時(shí)間非常有限，造成實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論學(xué)習(xí)脫節(jié)，進(jìn)而造成教學(xué)效果差。

土力學(xué)中土的基本物理試驗(yàn)與力學(xué)試驗(yàn)較多，而且室內(nèi)試驗(yàn)的首要條件是試樣制做。土樣的制作是一個(gè)相對(duì)漫長的過程，包括烘干、碾碎、過篩、攪拌、密封、壓樣等環(huán)節(jié)，而少學(xué)時(shí)的實(shí)踐環(huán)節(jié)很難讓學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)制樣過程。僅從教師講解或課本學(xué)習(xí)去了解制樣過程是完全掌握不了制樣技能的，這也從一個(gè)側(cè)面反應(yīng)了該課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的尷尬情況。從本人所帶該課程實(shí)踐考核與理論考核兩方面的成績對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，理論環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)成績明顯好于實(shí)踐環(huán)節(jié)。在實(shí)踐考核中高于80分的人數(shù)遠(yuǎn)小于理論考核的人數(shù)（圖1）。所以現(xiàn)有實(shí)踐環(huán)節(jié)所占比例小反應(yīng)出了學(xué)生動(dòng)手能力差，試驗(yàn)分析報(bào)告質(zhì)量低的問題。

（三）教學(xué)內(nèi)容更新慢，缺乏針對(duì)性，不能適應(yīng)專業(yè)人才的培養(yǎng)要求

近些年，我國在工程地質(zhì)勘察，室內(nèi)試驗(yàn)以及現(xiàn)場土工試驗(yàn)、地基處理、新設(shè)備、新材料及工藝的研究和應(yīng)用取得了重大進(jìn)展。而教學(xué)課程內(nèi)容的更新與學(xué)科的發(fā)展速度相比存在滯后性，現(xiàn)有課本的教學(xué)內(nèi)容很難讓學(xué)生了解到基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)。還有大多教材編寫注重理論，缺乏基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐的具體結(jié)合。諸如課本中工程實(shí)例大多都是幾十年以前的工程基礎(chǔ)事故或地基處理技術(shù)，故現(xiàn)有先進(jìn)的處理方法或技術(shù)很難以具體工程呈現(xiàn)出來。

（四）學(xué)生成績考核機(jī)制存在不合理性

學(xué)生最終成績一般由期末成績、平時(shí)成績、實(shí)踐成績?nèi)?xiàng)組成。對(duì)于期末考試中存在的問題是試題過于死板，沒有一定比例的主觀思考題。除了理論計(jì)算外，其余的都是客觀簡單題，答案就是課本中陳列的。這樣不會(huì)激發(fā)學(xué)生思考問題的能力，過于教條。平時(shí)成績由考勤和平時(shí)作業(yè)組成，而沒有體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的考察的作業(yè)。

二、教學(xué)內(nèi)容的整合

（一）理論教學(xué)內(nèi)容

理論學(xué)習(xí)是該門課程的基礎(chǔ)，但是內(nèi)容眾多讓不同土木工程專業(yè)的學(xué)習(xí)缺乏針對(duì)性，故對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系部分應(yīng)該整合為主要增加前沿性理論成果，針對(duì)具體專業(yè)方向有不同側(cè)重點(diǎn)，減除陳舊、現(xiàn)代工程問題中很難出現(xiàn)的內(nèi)容。故對(duì)現(xiàn)有內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，土的基本性質(zhì)與工程分類該章不變。將土滲透、壓密、固結(jié)、有效應(yīng)力原理與抗剪強(qiáng)度整合為土的基本力學(xué)性質(zhì)，將土的應(yīng)力、土壓力、變形計(jì)算內(nèi)容統(tǒng)歸納為土的彈性本構(gòu)，因?yàn)橥翍?yīng)力與土壓力均為應(yīng)力問題，對(duì)于本科生教學(xué)，應(yīng)力應(yīng)變歸屬土的彈性本構(gòu)范疇。將地基沉降、承載力與邊坡穩(wěn)定性分析合并為地基與邊坡穩(wěn)定性分析一章，淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作為一章，將樁基礎(chǔ)與沉井基礎(chǔ)合并為深基礎(chǔ)一章，基坑工程與支護(hù)工程作為一章、區(qū)域性地基與地基處理合并為特殊土及地基處理一章。這樣將原有內(nèi)容從12章整合為9章。刪減整合會(huì)使該課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步系統(tǒng)化，學(xué)生更加易于理解和掌握。

（二）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

目前實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容主要體現(xiàn)在以室內(nèi)試驗(yàn)為主，通過學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的方式掌握土的相關(guān)力學(xué)性質(zhì)。應(yīng)在試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中加入工程背景介紹與討論部分，讓學(xué)生更加清楚試驗(yàn)內(nèi)容可以分析哪些實(shí)際工程問題。討論環(huán)節(jié)應(yīng)著重分析力學(xué)參數(shù)變化的影響因素，以及通過室內(nèi)試驗(yàn)如何更好的反應(yīng)土的天然性質(zhì)。

除了試驗(yàn)部分，教師可提供某個(gè)問題較為具體的研究內(nèi)容，讓學(xué)生參與討論，培養(yǎng)其解決問題的能力，并鼓勵(lì)學(xué)生通過自主試驗(yàn)的方式拓闊思維，提高實(shí)踐能力。

三、教學(xué)手段的創(chuàng)新

（一）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的靈活應(yīng)用

隨著我國土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的發(fā)展，課堂教學(xué)內(nèi)容不斷增加，非常有必要借助多媒體和網(wǎng)絡(luò)改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法。網(wǎng)絡(luò)的形象性、趣味性、直觀性和廣泛性等特點(diǎn)能夠讓學(xué)生更全面的了解土的相關(guān)特性。就工程應(yīng)用來說，大量工程案例用圖片或動(dòng)畫形式呈現(xiàn)在課堂上會(huì)讓學(xué)生影響深刻，并能展現(xiàn)工程修筑或破壞的動(dòng)態(tài)過程。

還有，對(duì)于土的滲透特性，口頭講解水分的流動(dòng)狀態(tài)很難讓學(xué)生建立空間模型，但用flash制作動(dòng)畫，通過動(dòng)畫演示，水分在孔隙中怎么流動(dòng)會(huì)非常形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。乃至滲透破壞、土的固結(jié)等過程網(wǎng)絡(luò)都能夠幫助學(xué)生在感覺與思維之間建立其橋梁來實(shí)現(xiàn)他們從直接感覺到抽象思維的過度，不僅讓教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)豐富多彩，還讓學(xué)生興趣倍增，教學(xué)效果大大提高。

（二）利用科研成果提高教學(xué)質(zhì)量

作為高校教師，不僅要做好教學(xué)工作，還要做好科學(xué)研究。科研工作可以促進(jìn)教學(xué)發(fā)展。筆者從事凍土工程研究，通過對(duì)土中水分相變過程研究，探究了土中水分凍結(jié)機(jī)理。可將此研究成果應(yīng)用到土的三相組成中作為拓展內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)土中水的存在狀態(tài)理解更為深刻。

圖2為土中水分凍結(jié)研究。圖2a是在降溫環(huán)境中土中溫度曲線，可以看出當(dāng)土體溫度達(dá)到零度時(shí)，水分不會(huì)凍結(jié)，只有達(dá)到結(jié)晶中心時(shí)才會(huì)形成冰核。此階段為水分冷縮階段（圖2b）。當(dāng)水分開始凍結(jié)時(shí)，先是重力水凍結(jié)，此時(shí)會(huì)發(fā)生大量冰水相變，溫度主要集中在0―-4℃。其次為毛細(xì)水凍結(jié)主要發(fā)生在-4℃―-15℃溫度階段，毛細(xì)水含水量變化明顯小于重力水含量變化。由于毛細(xì)水主要存在小孔隙中，而相比存在大孔隙中的重力水而言，本身含量要小很多。最后為弱結(jié)合水的凍結(jié)，主要發(fā)生在-15℃以下，該階段含水量變化非常小。而強(qiáng)結(jié)合水的凍結(jié)現(xiàn)有降溫設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠湫再|(zhì)非常穩(wěn)定。

（三）注重學(xué)生思考問題及學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)

本教學(xué)課程除了傳授學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以及試驗(yàn)操作技能，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生思考分析問題的方法，乃至解決問題的能力。教師主要作用就是引導(dǎo)學(xué)生多思考。例如“管涌現(xiàn)象”，結(jié)合實(shí)際工程，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法。引導(dǎo)學(xué)生思考什么類型的土?xí)l(fā)生此現(xiàn)象，為什么？從管涌現(xiàn)象出發(fā)總結(jié)出其特點(diǎn)，然后針對(duì)土體自身特點(diǎn)進(jìn)行分析，引出管涌易發(fā)生的土類及條件。

四、總結(jié)

土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的教學(xué)既離不開理論基礎(chǔ)知識(shí)，也離不開工程實(shí)踐。土力學(xué)基礎(chǔ)理論的夯實(shí)可為工程問題提供數(shù)學(xué)模型，讓問題簡單化和清晰化，呈現(xiàn)出規(guī)律性。但是實(shí)際工程往往存在復(fù)雜性，理論模型往往不能夠準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際情況，故在教學(xué)過程中要注重工程實(shí)踐環(huán)節(jié)。在該課程中適當(dāng)加入工程實(shí)踐活動(dòng)或課外工程設(shè)計(jì)活動(dòng)，開拓學(xué)生視野并為其提供創(chuàng)新平臺(tái)。

在改革創(chuàng)新的新r代，教師作為教學(xué)的主體要提高自身素質(zhì)，要具備系統(tǒng)的理論和實(shí)踐素質(zhì)，并能夠?qū)⒆陨砜蒲谐晒`活運(yùn)用到教學(xué)中，引發(fā)學(xué)生積極思考，提升創(chuàng)新意識(shí)，以培養(yǎng)出符合新時(shí)期國家需要的專業(yè)技術(shù)人才。

作者簡介：萬旭升（1987-），男，甘肅靜寧人，講師，主要從事寒區(qū)工程研究與教學(xué)。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:《流體力學(xué)》專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的思考

摘要： 流體力學(xué)是材料成型、機(jī)械等學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象難掌握。本文針對(duì)課程特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)考核等方面的思考，以期提高整體的教學(xué)效果，最終提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 流體力學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

流體力學(xué)是材料成型、機(jī)械、航空航天、土木、化工等多個(gè)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究生產(chǎn)、生活中遇到的流體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問題。流體力學(xué)具有理論性強(qiáng)、公式推導(dǎo)和基本概念多、對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)物理知識(shí)要求高、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。熟練掌握流體力學(xué)這門專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)解決工程實(shí)際問題有著重要的意義。

結(jié)合實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，目前的流體力學(xué)課程教學(xué)中存在如下問題。首先，大量的基本概念、定理、公式和理論模型需要學(xué)生掌握，抽象復(fù)雜，教師滿堂灌輸，學(xué)生被動(dòng)接受，導(dǎo)致“教師難教，學(xué)生難學(xué)”的現(xiàn)象。其次，流體力學(xué)雖理論性較強(qiáng)，但與工程實(shí)際息息相關(guān)，課堂習(xí)題和課后練習(xí)往往與工程實(shí)際脫節(jié)，學(xué)生缺乏理論聯(lián)系實(shí)際，不能很好地將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程問題。再次，流體力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)多為演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不能主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并加以驗(yàn)證，不利于培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題的能力。

針對(duì)流體力學(xué)課程特點(diǎn)和存在的問題，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)考核等方面，對(duì)流體力學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行探討。

一、 優(yōu)化理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

流體力學(xué)理論應(yīng)該以掌握概念為基礎(chǔ)，以分析計(jì)算為手段，以加強(qiáng)應(yīng)用為目的來展開。教學(xué)過程中，應(yīng)對(duì)教學(xué)章節(jié)劃分輕重主次，進(jìn)行合理取舍，課堂中引入工程實(shí)際問題，進(jìn)行習(xí)題練習(xí)和思考分析，提高思考和解決問題的能力，培養(yǎng)出應(yīng)用型人才。在內(nèi)容選擇上，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的思路和流體力學(xué)自身規(guī)律，優(yōu)化選取教學(xué)內(nèi)容，注重點(diǎn)面結(jié)合。在完整全面介紹基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，實(shí)時(shí)穿插介紹流體力學(xué)最新科研成果、科學(xué)研究熱點(diǎn)和具體的工程應(yīng)用實(shí)例。在理論教學(xué)內(nèi)容安排方面，應(yīng)該遵循由簡到繁，由易到難的原則，明確課程主線的基礎(chǔ)之上，突出重點(diǎn)的基本概念、掌握基本方法和技巧、培養(yǎng)學(xué)生的思維方式。

在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以加深對(duì)基本概念的理解和對(duì)重要公式的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為三類：必開實(shí)驗(yàn)?zāi)K、選開實(shí)驗(yàn)?zāi)K和自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。在必開實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該圍繞流體力學(xué)最重要的理論內(nèi)容，進(jìn)行理解和掌握，去粗取精，探究優(yōu)秀內(nèi)容。在選開實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該結(jié)合流體力學(xué)科研熱點(diǎn)和科研動(dòng)向，整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)行工程應(yīng)用的培養(yǎng)。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K從無到有，應(yīng)該增大次模塊比例，適當(dāng)增加學(xué)生人數(shù)，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新和研發(fā)的能力，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)作品，可進(jìn)行展覽或參賽，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，提高綜合素質(zhì)。

二、 改進(jìn)教學(xué)方法和手段

流體力學(xué)課程內(nèi)容復(fù)雜枯燥且抽象，對(duì)于高等數(shù)學(xué)的要求較多，大部分學(xué)生學(xué)習(xí)困難較大。為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)造力，我們應(yīng)該對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行探索和改進(jìn)。

為了豐富課堂內(nèi)容，教師應(yīng)該巧妙地設(shè)計(jì)身邊有趣的問題，將問題拋進(jìn)課堂，啟發(fā)學(xué)生的思維。例如，介紹伯努利方程之前，可以搜集吹紙片和吹風(fēng)機(jī)吹乒乓球等有趣的伯努利現(xiàn)象，向?qū)W生提出問題，引入相對(duì)枯燥的課程內(nèi)容，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課堂教學(xué)過程中，適當(dāng)介紹最新的研究成果和研究熱點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)課堂氣氛，極大地豐富了學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)習(xí)積極性。例如講解動(dòng)量方程時(shí)，可以介紹軍艦的不同推進(jìn)方式，增加學(xué)生對(duì)流體力學(xué)用于軍事裝備的了解，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)動(dòng)力。教師講解課堂內(nèi)容時(shí)，不能僅限于內(nèi)容本身，應(yīng)該引入研究背景、科學(xué)家的研究思想和發(fā)展進(jìn)程。通過此類介紹，使學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和自主解決問題，通過理論聯(lián)系實(shí)際，從而達(dá)到培養(yǎng)綜合能力的目的。最重要的是，教師講解應(yīng)該形成清晰的立體空間，講解知識(shí)點(diǎn)的過程中，注意點(diǎn)線面相結(jié)合，形成清晰的脈絡(luò)，有利于學(xué)生對(duì)課程的掌握。

三、 完善課程考核方式

考核的目的在于考察學(xué)生掌握程度，檢驗(yàn)教學(xué)成果，從而促進(jìn)教學(xué)方法的改M和課程的優(yōu)化改革。因此，流體力學(xué)的課程考核應(yīng)該在一定程度上反映學(xué)生的主觀能動(dòng)性，這樣有助于營造良好的課堂氛圍，促進(jìn)教師與學(xué)生之間的互動(dòng)和交流。相比于期末考試成績占百分之百比重的傳統(tǒng)考核方式，目前綜合考核的方式更加人性化、合理，操作起來也更加復(fù)雜。

目前，我院主要采用平時(shí)成績和期末成績綜合考核的方式進(jìn)行課程評(píng)價(jià)。平時(shí)成績包括課堂考勤、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每一個(gè)部分占一定的成績比例。平時(shí)成績是學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)狀況、掌握情況的重要反映，也是教師及時(shí)了解教學(xué)整體情況的重要途徑，平時(shí)成績應(yīng)該是考核中最重要的內(nèi)容。在平時(shí)成績考核過程中，教師應(yīng)該對(duì)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，不能盲目采用題海戰(zhàn)術(shù)，應(yīng)分輕重主次，讓學(xué)生對(duì)各章節(jié)的學(xué)習(xí)有的放矢，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)行綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。期末考試可以采用開卷、半開卷的新形式，著重考核學(xué)生利用知識(shí)分析問題的能力和創(chuàng)新能力。

結(jié)束語：

流體力學(xué)對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和解決實(shí)際工程問題是非常重要的，教師應(yīng)該在教學(xué)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，不斷改善教學(xué)方法，最終提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:如何培養(yǎng)基礎(chǔ)力學(xué)教師教學(xué)能力

（陜西科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710021）

摘要：教育教學(xué)能力是影響教學(xué)質(zhì)量的主要因素，基礎(chǔ)力學(xué)老師的教學(xué)能力水平直接影響到教學(xué)效果，本文分析了基礎(chǔ)力學(xué)教師應(yīng)具備的能力，并提出了提高教師教學(xué)能力的四點(diǎn)思路。

關(guān)鍵詞：教育教學(xué)；基礎(chǔ)力學(xué)；培養(yǎng)；教學(xué)研究

機(jī)械基礎(chǔ)課是大學(xué)的必修課，開設(shè)該課程的主要目的是為了提高教育質(zhì)量，提高學(xué)生的專業(yè)技能水平，使學(xué)生具有適應(yīng)科技迅速發(fā)展的能力。教學(xué)中我校提出的“高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、寬適應(yīng)”的高素質(zhì)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的人才培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生我校開設(shè)的基礎(chǔ)力學(xué)課是“理論力學(xué)”和“材料力學(xué)”，該基礎(chǔ)力學(xué)課起著基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的橋梁和紐帶作用。《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》和《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》都明確指出，高等教育必須堅(jiān)持走以質(zhì)量提升為優(yōu)秀的內(nèi)涵式發(fā)展道路[1]。高校教師應(yīng)具備的教育教學(xué)能力主要包括教學(xué)認(rèn)知能力、教學(xué)內(nèi)容駕馭能力、教學(xué)設(shè)計(jì)能力、教學(xué)操作能力、教學(xué)研究和創(chuàng)新能力、科研促進(jìn)教學(xué)能力、培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、交流溝通能力，同時(shí)還必須具有實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)能力和產(chǎn)學(xué)研合作能力[1]。作為新世紀(jì)的基礎(chǔ)力學(xué)課教師，如何繼往開來，使自己成為一名合格的基礎(chǔ)課教師呢？

一、駕馭課堂教學(xué)的能力

“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”，教師在教學(xué)中，語言要言簡意賅、合乎邏輯、內(nèi)容具體，講課中感情要飽滿豐富、富有感染力。基礎(chǔ)力學(xué)課程實(shí)用性很強(qiáng)，但枯燥性也比較明顯。現(xiàn)階段高校強(qiáng)調(diào)基于能力培養(yǎng)的教學(xué)，首先教師有過硬的教學(xué)功底，優(yōu)秀的教師一定是一名智慧型教師。他的課堂結(jié)構(gòu)一定是嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的。學(xué)生的個(gè)人天賦不一，教師的教學(xué)能力一個(gè)特征表現(xiàn)為善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)體差別，發(fā)掘?qū)W生的個(gè)人特色。課堂上基礎(chǔ)力學(xué)教師傳授給學(xué)生的是基本知識(shí)，但通過知識(shí)的遷移性和再生力，培養(yǎng)了學(xué)生的分析和解決工程問題能力，教師用自己的教學(xué)能力和人格魅力，講課中對(duì)知識(shí)通過合理組合，學(xué)生通過消化吸收對(duì)教師教學(xué)方法的領(lǐng)悟可間接地提高學(xué)生解決問題的水平和能力。教師通過教學(xué)經(jīng)驗(yàn)縱橫聯(lián)系學(xué)生已有知識(shí)并通過舉例說明，化難為易，突破難點(diǎn)，突出課程的重點(diǎn)。教師的這種對(duì)課堂內(nèi)容的把控能力會(huì)直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。

二、教師要有自己的教育智慧

孟子曾說：“教亦多術(shù)矣。”可見教師的教育教學(xué)能力不僅靠理智，還要靠機(jī)智。教育學(xué)不僅是一門科學(xué)，更是一門藝術(shù)[2]。教學(xué)有法，但無定法，貴在得法。每位教育者的學(xué)識(shí)、能力和人格魅力是一種特定的教育資源。教師的教學(xué)智慧必須具備幾個(gè)特征：

1.具有隨機(jī)應(yīng)變的能力。教學(xué)中難免會(huì)遇到各種突發(fā)情況，此時(shí)教師豐富的知識(shí)積累顯得尤為重要，遇到突然問題時(shí)處理態(tài)度是冷靜的，處理方法是恰當(dāng)?shù)摹⒐麛嗟摹?

2.教師要掌握教育分寸。教師有自己獨(dú)特的教學(xué)方式，對(duì)待學(xué)生是溫柔與嚴(yán)厲相結(jié)合，對(duì)待學(xué)生教育尺寸把握應(yīng)該是恰如其分的。

3.教師必須具備良好的溝通能力。優(yōu)秀的教師應(yīng)該有良好的表達(dá)能力，一名教師教學(xué)的流暢性與教學(xué)效果有顯著的相關(guān)性。如果一名教師語無倫次，思維混亂，說話邏輯性差，就很難將問題講述清晰，教學(xué)工作比較難于出彩。優(yōu)秀的教師能夠與學(xué)生建立“教學(xué)相長”的平等關(guān)系，能與同事建立相互支持、合作的和諧工作關(guān)系，與相關(guān)企事業(yè)單位建立互助協(xié)作的伙伴關(guān)系[3]。

三、恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)和教學(xué)媒體

現(xiàn)代教育教學(xué)既要求人的全面發(fā)展，又要求因材施教、個(gè)性化發(fā)展。教師的教育教學(xué)更需要展現(xiàn)鮮明個(gè)性又要符合上課的標(biāo)準(zhǔn)。一堂課上教師恰當(dāng)?shù)厥褂媒虒W(xué)媒體和板書，會(huì)收到事半功倍的效果。一般說來，一堂課學(xué)生的注意力集中時(shí)間不到20分鐘，教師的教學(xué)效果的優(yōu)劣，一個(gè)重要的體現(xiàn)在于有限的時(shí)間內(nèi)教師能否最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)媒體不僅能提高學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增大課堂教學(xué)信息的容量，更重要的是有助于提高學(xué)生的接受能力。傳統(tǒng)的板書教學(xué)具有層次分明、脈絡(luò)清晰；增強(qiáng)直觀效果，重點(diǎn)突出，能起到提綱挈領(lǐng)的作用，方便于課堂小結(jié)和課后復(fù)習(xí)等功能。教師上課中充分將多媒體技術(shù)的文本、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫等進(jìn)行綜合處理，使教學(xué)達(dá)到圖文并茂、提綱挈領(lǐng)、有聲有色、生動(dòng)逼真的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生徹底理解、真正掌握相關(guān)的知識(shí)。一名教師的教學(xué)水平某種程度會(huì)直接影響著學(xué)生的創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力，將會(huì)影響學(xué)生的專業(yè)技能水平的提高。教師在授課中不僅要做到“專業(yè)發(fā)展與終身學(xué)習(xí)相結(jié)合”，還要做到“專業(yè)精深與博學(xué)多才相結(jié)合”。那么高校基礎(chǔ)課教師如何才能提高自己的教學(xué)能力呢？

1.注重教學(xué)研究。積極開展教學(xué)研究課是提高教師專業(yè)素質(zhì)的重要方式，教學(xué)研究課是教研活動(dòng)的主要載體，也是教師成長的舞臺(tái)。教師可以通過教學(xué)研究課相互啟迪，集中精力學(xué)習(xí)教育理論，可以全面反思自己的日常教學(xué)行為，從而使自己的課堂教學(xué)日益精進(jìn)。教師應(yīng)該對(duì)思維發(fā)展、能力形成、學(xué)習(xí)形態(tài)、創(chuàng)新精神具體和深入理解，研究如何確定個(gè)人授課中的個(gè)人目標(biāo)并加以細(xì)化，做到既具體，又有可操作性，在實(shí)際的教學(xué)中學(xué)會(huì)因時(shí)因地了解學(xué)生的現(xiàn)狀、困惑和要求，學(xué)會(huì)在教學(xué)中既能做到有針對(duì)性又能取得實(shí)際效果。我校對(duì)于新來的青年教師的培養(yǎng)貫徹執(zhí)行助教制度、崗前培訓(xùn)制度、專業(yè)培訓(xùn)制度和青年導(dǎo)師制度，在教學(xué)中開展“一幫一”、“以老帶新”和“傳幫帶”活動(dòng)，在教學(xué)中加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，培養(yǎng)一批具有示范及帶頭作用的教壇新秀和教學(xué)名師。一系列的教學(xué)措施使基礎(chǔ)課教師快速地進(jìn)入教學(xué)中堅(jiān)隊(duì)伍中。

2.建立合理的評(píng)價(jià)體系。陶行知：好的先生不是教書，不是教學(xué)生，乃是教學(xué)生學(xué)。教師的職業(yè)是一種神圣的職業(yè)，它同樣需要付出辛勤的汗水。對(duì)教師的考核我們建立了一套合理、行之有效的教師教學(xué)工作評(píng)價(jià)體系，對(duì)教學(xué)過程的質(zhì)量評(píng)價(jià)我們采用領(lǐng)導(dǎo)評(píng)價(jià)、督導(dǎo)評(píng)價(jià)、同行評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)教等多元的評(píng)價(jià)方式，規(guī)范教師的教學(xué)，并采用對(duì)不同職稱的教師采用不同的評(píng)價(jià)體系指標(biāo)，盡可能提供機(jī)會(huì)讓每位教師找到合適自己的發(fā)展平臺(tái)，可以最大程度地提高不同群體教師的教育教學(xué)水平。

3.教學(xué)和科研相互促進(jìn)，科研促進(jìn)教學(xué)。高校教師的科研能力是由知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)等多方面構(gòu)成的。基礎(chǔ)課教師因?yàn)榇罅繒r(shí)間都用在課堂講授中，因而科研能力存在著很大的提升空間。我們知道教學(xué)不是墨守成規(guī)，教學(xué)也需要不斷研究新的授課方式、新的思路，因?qū)W生而教，教學(xué)會(huì)因研究而不斷提升發(fā)展。教學(xué)創(chuàng)新能力是大學(xué)教師能力的靈魂，大學(xué)里有著得天獨(dú)厚的研究環(huán)境，教學(xué)及科學(xué)研究能將文化、科學(xué)、技術(shù)等前沿成果及時(shí)反映到大學(xué)教學(xué)中來，基礎(chǔ)課的教學(xué)成果的取得也是科學(xué)研究的成果。教師的高質(zhì)量的科學(xué)研究一定能通過高質(zhì)量課堂效果體現(xiàn)。

4.教學(xué)中不斷地思索促進(jìn)教學(xué)能力的提高。教師在教學(xué)的過程中，不僅要努力提高自身素質(zhì)，還要善于反思和總結(jié)自己在工作中遇到的問題，來提高自己的教育與教學(xué)能力。教師不斷地進(jìn)行教和研究，不斷學(xué)習(xí)同行教師的閃光之點(diǎn)，善于發(fā)現(xiàn)別的教師課堂上的每一點(diǎn)閃光之處，然后慢慢品味，細(xì)細(xì)揣摩，再將其用到自己的課堂上去實(shí)踐印證，日久的揣摩和實(shí)踐，教師的個(gè)人的能力和水平必定會(huì)不斷進(jìn)步。優(yōu)秀的教師應(yīng)該是一位善于思考的老師，能夠合理地借鑒別人之道。并和自己的備課思路進(jìn)行對(duì)比分析，大膽地去粗取精，揚(yáng)長避短，在以后的教學(xué)中揣摩和實(shí)踐。“教無定法，貴在得法。”教師要成為優(yōu)秀的教師，需要不斷地思索和成長，博采眾長，教師要成為真正的知識(shí)傳播者、年青一代的塑造者，必須要有較強(qiáng)的教育教學(xué)能力和教育素質(zhì)，才能把教育事業(yè)做到極致和完美。

總結(jié)：教學(xué)是一個(gè)長期不斷的積累過程，教師應(yīng)該借鑒其他專業(yè)教師和非專業(yè)教師的優(yōu)點(diǎn)，博百家之長，制定適合自己特色的課堂教學(xué)，同時(shí)要根據(jù)當(dāng)代大學(xué)生的需求以及教育現(xiàn)狀將教的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用相結(jié)合，科研與教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》教學(xué)改革初探

摘要： 論述了土木工程專業(yè)中《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》的教學(xué)改革思路和方法，改革原來傳統(tǒng)的教學(xué)模式，結(jié)合本門課程的的特點(diǎn)，提出課程設(shè)計(jì)新的理念和教學(xué)模式，從而更好地學(xué)好課程的理論知識(shí)并與工程實(shí)踐很好地結(jié)合。

1課程性質(zhì)與任務(wù)

《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》是土木工程專業(yè)的一門主干課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生在以后從事土木工程相關(guān)工作中能夠運(yùn)用所學(xué)的原理和基本概念并結(jié)合結(jié)構(gòu)理論和施工技術(shù)知識(shí)，分析和解決地基基礎(chǔ)的工程問題。另一方面，本課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，使得學(xué)生在本課程的學(xué)習(xí)中往往感覺比較吃力，學(xué)習(xí)效果不夠好，而傳統(tǒng)的課程教學(xué)自身也存在諸多不足之處，因此有必要對(duì)本門課程的教學(xué)進(jìn)行必要的改革。

2課程教學(xué)理念的改革

2.1 注重基礎(chǔ)理論的培養(yǎng)雖然土力學(xué)不像理論力學(xué)那樣精確，但其基礎(chǔ)理論本身也是比較成熟和完善的，并且自成體系。掌握土力學(xué)基本理論是正確進(jìn)行土力學(xué)計(jì)算和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的前提。但對(duì)于普通本科或?qū)？茖W(xué)生來說，要求掌握土力學(xué)的理論基礎(chǔ)能夠滿足教學(xué)大綱和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，這不僅僅是當(dāng)前學(xué)好本門課程的關(guān)鍵，也是為將來進(jìn)一步深造學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。

2.2 注重實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)土力學(xué)和地基基礎(chǔ)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)，土力學(xué)中的很多理論本身就是直接來源于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，因此，如果脫離了實(shí)驗(yàn)，僅僅學(xué)習(xí)土力學(xué)理論，是無法學(xué)好本門課程的。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中，必須充分重視實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置。

2.3 重視現(xiàn)場實(shí)習(xí)的作用除了基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，想要學(xué)好本課程，僅僅停留在理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)室中，還是不夠的，在條件允許的情況下，可以組織學(xué)生到附近的建筑工地進(jìn)行必要的參觀學(xué)習(xí)，從生產(chǎn)實(shí)踐上來感受土的各種力學(xué)性質(zhì)和各種地基基礎(chǔ)的形式和特點(diǎn)。

3教學(xué)模式的改革

土力學(xué)和地基基礎(chǔ)的概念多、理論性強(qiáng)、計(jì)算繁瑣乏味。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中板書占用了較多的講課時(shí)間，致使課堂內(nèi)容壓縮，其次，傳統(tǒng)的教學(xué)模式使得教師在課堂教學(xué)時(shí)以講授為主,，輔以簡單示意圖，全靠學(xué)生想象，由于很多學(xué)生缺乏基礎(chǔ)的工程經(jīng)驗(yàn)，因此很難理解。另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和考核方法設(shè)置上也有諸多不足之處，為改善這種狀況，可從以下方面改革教學(xué)模式。

3.1 注重多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合用多媒體課件將抽象難懂的內(nèi)容形象地表達(dá)出來，便于學(xué)生的理解，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以地基的各種破壞形式為例，這些破壞的特點(diǎn)如果在黑板上板書則過于抽象，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，采用多媒體課件教學(xué)，可以大大提高這些知識(shí)單元的課堂教學(xué)效果。我曾用計(jì)算機(jī)輔助分析軟件模擬地基的沉降變形過程，將各種復(fù)雜的變形非常形象直觀地表達(dá)了出來，后來將模擬結(jié)果在多媒體課程上進(jìn)行展示后，學(xué)生反饋的效果十分良好。雖然多媒體教學(xué)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但在進(jìn)行多媒體教學(xué)時(shí)，由于大量使用事先已經(jīng)輸入好的內(nèi)容，在講課的過程中很容易造成課堂教學(xué)節(jié)奏過快，學(xué)生一時(shí)難以接受，因而要適當(dāng)控制課堂教學(xué)的節(jié)奏，重視學(xué)生的思考和參與。

3.2 加強(qiáng)工程實(shí)例教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)土力學(xué)和地基基礎(chǔ)建立直觀的感性認(rèn)識(shí)土力學(xué)課程一般是在大二或大三期間開設(shè)，之前學(xué)生的實(shí)習(xí)經(jīng)歷不多，對(duì)本門課程沒有什么印象，所以有時(shí)候在上課期間，學(xué)生對(duì)地基應(yīng)力計(jì)算覺得很抽象。再比如基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，很多基礎(chǔ)形式學(xué)生以前從來沒有見過，這樣在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的時(shí)候，學(xué)生只是照搬教材來機(jī)械地選擇基礎(chǔ)形式，因此在講解基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，學(xué)生總覺得難以理解和接受。后來在一次實(shí)習(xí)中，我特別帶領(lǐng)學(xué)生到工地的樁基施工現(xiàn)場觀看了鉆孔灌注樁施工過程，包括水下混凝土灌注的全過程，這樣學(xué)生一下子對(duì)樁基礎(chǔ)就具有了非常形象的直觀認(rèn)識(shí)，后來在講授樁基設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解就深刻了很多。

3.3 重視課后的習(xí)題練習(xí)和輔導(dǎo)土力學(xué)和地基基礎(chǔ)除了實(shí)踐性較強(qiáng)之外，其也具有較強(qiáng)的理論性，且公式繁多，計(jì)算復(fù)雜，僅僅依靠課堂的講授是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須輔以適當(dāng)?shù)牧?xí)題練習(xí)才能較好地掌握本門課程。因此在講授課程之余，應(yīng)該給學(xué)生配備適當(dāng)?shù)牧?xí)題，最好定期由任課教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼n后習(xí)題輔導(dǎo)，尤其是那些綜合性的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程，學(xué)生在做題的時(shí)候往往覺得很茫然，不知從何做起，這時(shí)候就需要老師的引導(dǎo)和講解，在此基礎(chǔ)上鼓勵(lì)學(xué)生多做多練，定能更好地學(xué)好這門課程。

3.4 重視土力學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)教學(xué)的作用土力學(xué)和地基基礎(chǔ)是一門來源于實(shí)踐的科學(xué)，因此，土力學(xué)實(shí)驗(yàn)在本門課程的學(xué)習(xí)中具有相當(dāng)重要的意義和作用。如果脫離了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生是很難學(xué)好土力學(xué)的。土力學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很多，從教學(xué)的角度來說，在有條件的情況下，應(yīng)盡可能的對(duì)學(xué)生多開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。其中比較簡單易做的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)是應(yīng)該必須在課堂上開設(shè)的，如土的密度和含水率實(shí)驗(yàn)、土的液塑限實(shí)驗(yàn)、土的固結(jié)和剪切實(shí)驗(yàn)、土的滲透實(shí)驗(yàn)等。這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡單，但反應(yīng)了土的基本物理力學(xué)性質(zhì)，通過這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)土的基本性質(zhì)就有了最直觀最直接的認(rèn)識(shí)，因此具有重要的基礎(chǔ)作用，另一方面，在實(shí)驗(yàn)過程中最好能讓每一個(gè)學(xué)生都有親自動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，而不僅僅是由教師演示一下實(shí)驗(yàn)過程就可以了。

3.5 重視土力學(xué)分析軟件的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種工程輔助分析軟件也得到了飛躍式發(fā)展，但目前的傳統(tǒng)教學(xué)中還很少涉及對(duì)此部分內(nèi)容的關(guān)注，但可以預(yù)言，未來的土力學(xué)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)就是計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)，尤其對(duì)于一些大型的復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的手工計(jì)算既繁瑣又易出錯(cuò)，如果采用計(jì)算機(jī)輔助分析軟件進(jìn)行計(jì)算，其效率則要高的多，因此，有必要在土力學(xué)的課程教學(xué)中，給學(xué)生適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行一些計(jì)算機(jī)輔助分析的基礎(chǔ)知識(shí)，為將來的進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

3.6 課程考核方式的改革由于各種條件的制約。傳統(tǒng)的考核方式主要是以試卷筆試為主，缺乏對(duì)學(xué)生綜合能力的測試。改革考核方法，在考試內(nèi)容上要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生理解及應(yīng)用知識(shí)的能力的考核，特別是綜合性、創(chuàng)造性應(yīng)用知識(shí)的考核，改革標(biāo)準(zhǔn)答案式的考試成績?cè)u(píng)價(jià)方法，注重考查學(xué)生的解題思路和綜合分析與解決問題的能力，注重考察學(xué)生的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手操作能力，注重考察學(xué)生對(duì)理論知識(shí)在工程實(shí)踐中的綜合運(yùn)用能力。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:高校工科類基礎(chǔ)力學(xué)課程考核方式的革新探討

摘要：本文主要討論了基礎(chǔ)力學(xué)課程考核方式的現(xiàn)狀，提出了在重視理論基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，增加實(shí)踐考核的內(nèi)容和權(quán)重，通過更為合理的多樣化的考核方式，促進(jìn)基礎(chǔ)力學(xué)課程的教學(xué)效果提升，達(dá)到培養(yǎng)綜合型和創(chuàng)新型人才的要求。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)力學(xué)；考核；理論知識(shí)；實(shí)踐能力

一、對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)課程考核方式進(jìn)行革新的意義

高校基礎(chǔ)力學(xué)課程主要圍繞《理論力學(xué)》和《材料力學(xué)》兩門課程展開，在各專業(yè)教學(xué)需求的基礎(chǔ)上，還會(huì)適當(dāng)增加《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《流體力學(xué)》、《工程熱力學(xué)》、《航海力學(xué)》等課程，雖然名稱各有差異，但課程教授和考核的方式比較相似。

對(duì)于大多數(shù)工科類本科生而言，力學(xué)課程往往都是必修課程，而且大多數(shù)院校都采用閉卷考試的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。單純的考試往往會(huì)由于學(xué)生盲目追求分?jǐn)?shù)，教師只看通過率，使得其真正的意義或是效果達(dá)不到預(yù)期而流于形式。由于力學(xué)課程涉及大量的公式應(yīng)用與計(jì)算，考試通過率相對(duì)較低，很多學(xué)生一看到“力學(xué)”字樣，便眉頭緊鎖，出現(xiàn)了“厭學(xué)”和“厭考”的情緒，從而進(jìn)入惡性循環(huán)的怪圈。要轉(zhuǎn)變上述的問題，教學(xué)方式的革新無疑需要突破，但對(duì)于考核方式的創(chuàng)新[1-3]，也應(yīng)該引起重視。通過對(duì)考核方式的革新，有助于實(shí)現(xiàn)從書本為中心到以理論與實(shí)踐并重的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。

二、基礎(chǔ)力學(xué)課程考核方式的現(xiàn)有模式

基礎(chǔ)力學(xué)課程是現(xiàn)有高校設(shè)立時(shí)間較長、授課面較廣的一類專業(yè)基礎(chǔ)課，它需要學(xué)生具備良好的理論基礎(chǔ)，并且能夠應(yīng)用相應(yīng)的理論解決實(shí)際工程中的問題。目前，對(duì)此類課程的考核多數(shù)是沿用了課程設(shè)立初期所采用的閉卷考試方式，雖然題目的內(nèi)容稍有變化，但主要的形式還是以選擇、填空和計(jì)算為主。部分高校采用了題庫命題的方式，雖然試卷的生成具有一定的隨機(jī)性，達(dá)到了教考分離，但是題目的類型更新速度不夠，有些學(xué)生為了應(yīng)付考試，就出現(xiàn)了“背題”的現(xiàn)象。隨著對(duì)過程表現(xiàn)考核力度的增加，平時(shí)成績已被列入總評(píng)成績的核算范疇，但其究竟應(yīng)占多少比重，至今沒有科學(xué)的論斷。大多數(shù)學(xué)校采用的是“平時(shí)成績（30%）+期末考試（70%）”的方式[4]，而平時(shí)成績也多以上課出勤、課后作業(yè)以及課堂實(shí)驗(yàn)等方式進(jìn)行考核計(jì)分，不能充分反映學(xué)生在掌握知識(shí)過程中的實(shí)際表現(xiàn)。所以，目前的考核方式不能夠全面地測試一個(gè)學(xué)生對(duì)該課程所教授知識(shí)的掌握程度，而且對(duì)于應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求，也無法滿足。

三、基礎(chǔ)力學(xué)課程考核方式革新的建議

要解決現(xiàn)有基礎(chǔ)力學(xué)課程考核方式中存在的不足并不是一朝一夕的事情，也不是說要完全打破現(xiàn)有的考核方式。閉卷考試作為沿用多年的考核方式，有其存在的合理性，特別是在考核學(xué)生的理論基礎(chǔ)方面是最為直接和有效的，但是，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用，應(yīng)該作為考核中的重點(diǎn)。對(duì)于現(xiàn)有基礎(chǔ)力學(xué)課程的考核可以圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行革新，在原有基礎(chǔ)上更新考核的內(nèi)容和計(jì)分方式，對(duì)于提高考核結(jié)果的有效性和合理性具有一定的幫助。

（一）理論基礎(chǔ)知識(shí)的考核

專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)是用于解決工程實(shí)際問題的工具。“工欲善其事，必先利其器”，要想能夠出色地解決實(shí)際問題，理論基礎(chǔ)必須要掌握得牢固扎實(shí)。

1.重點(diǎn)考核解題思路。以往卷面考核的方式是先由教師進(jìn)行命題，并且提供參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并以此為依據(jù)對(duì)學(xué)生的解答進(jìn)行評(píng)分。在解答的過程中，有些學(xué)生雖然思路清楚，但是由于計(jì)算過程中的計(jì)算錯(cuò)誤，而導(dǎo)致一定程度的失分。而有些學(xué)生思路較為混亂，為了解答某一問題，只是機(jī)械地寫出相關(guān)的公式，并不知道公式如何應(yīng)用。更有甚者，有些學(xué)生還存在公式錯(cuò)用，張冠李戴的現(xiàn)象。比如在《材料力學(xué)》中，關(guān)于剪切強(qiáng)度的分析計(jì)算，有些學(xué)生只是記住了計(jì)算切應(yīng)力的公式，但沒有考慮公式應(yīng)用在何種載荷條件下，最終造成分析結(jié)果的錯(cuò)誤。對(duì)于此種現(xiàn)象，一方面要在教師講授課程的時(shí)候講解清楚，另外在考核中，可以考慮增加口試環(huán)節(jié)或是答辯環(huán)節(jié)，這樣能夠更好地了解學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。通過口試回答，可以掌握學(xué)生對(duì)題目的理解是否正確，邏輯分析的思路是否合理。對(duì)于此類考核的計(jì)分方式應(yīng)采用“通過”或“不通過”。

2.適當(dāng)增加解題精度要求。基礎(chǔ)力學(xué)課程主要是面向工科學(xué)生開設(shè)的，而在工程領(lǐng)域里，最基本的要求就是嚴(yán)謹(jǐn)。因此，在考核學(xué)生的分析能力時(shí)，計(jì)算結(jié)果的精度和合理性也應(yīng)該納入考察的范圍。現(xiàn)在的大多數(shù)力學(xué)考試，該要求都已納入評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中。能夠在有限的時(shí)間內(nèi)，正確快速地解答題目，往往就可以在考試中得到較高的分?jǐn)?shù)。但是，有些力學(xué)考試在時(shí)間和題量的配比上并不科學(xué)，有些題量較大，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)無法完成全部計(jì)算，只能寫下解題的思路和基本公式，來不及計(jì)算最終結(jié)果。或者有些考試題量較小，大部分學(xué)生都能夠完成計(jì)算，這樣對(duì)能力之間的區(qū)分并不明顯。所以，如果要能夠測試出學(xué)生在解答精度和速度方面的差異，對(duì)于題目和時(shí)間的配比是非常重要的。命題教師應(yīng)該在考前對(duì)題目進(jìn)行試答并計(jì)時(shí)，以此作為考試時(shí)間的參考依據(jù)。并且應(yīng)在考試過程中，記錄學(xué)生的答題進(jìn)度，作為日后修正的依據(jù)。對(duì)于此類考核的計(jì)分，可采用“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”和“不合格”來進(jìn)行區(qū)分。

（二）實(shí)踐能力的考核

對(duì)于知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)該作為基礎(chǔ)力學(xué)課程考核的重點(diǎn)，只有將理論知識(shí)用于解決實(shí)際問題，才能夠證明學(xué)生真的掌握了該門課程的內(nèi)容，達(dá)到了考核的要求。但對(duì)于實(shí)踐能力的考核一直未能實(shí)施，主要的原因在于考核的過程相對(duì)耗時(shí)，也受到材料、場地、人員等因素的限制。這類考核方式多在本科教學(xué)中的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)，但在基礎(chǔ)力學(xué)課程中，還無人嘗試。可以考慮，將實(shí)踐能力納入平時(shí)成績中，一方面可以使考核的周期適當(dāng)延長，另外，也可以根據(jù)授課進(jìn)度，設(shè)定考核的題目，達(dá)到化整為零的目的。再根據(jù)實(shí)踐考核的運(yùn)行情況，適當(dāng)增加平時(shí)成績?cè)诳傇u(píng)成績中所占的比重，進(jìn)而最終將實(shí)踐能力的考核作為總評(píng)成績中的主要部分。實(shí)踐能力的考核應(yīng)以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行，每一組由若干學(xué)生組成。根據(jù)分配的設(shè)計(jì)任務(wù)，每個(gè)學(xué)生承擔(dān)一定的工作量，通過協(xié)同合作，最終完成考核任務(wù)。

1.根據(jù)工程背景設(shè)定考核題目。很多學(xué)生總是疑問，學(xué)了力學(xué)究竟有何用處，造成這一疑問的原因之一，是教師在授課過程中，沒有聯(lián)系實(shí)際，造成了授課和實(shí)際脫節(jié)。另外，也存在著考核的內(nèi)容與實(shí)際脫節(jié)的現(xiàn)象。目前的力學(xué)題目，多數(shù)是對(duì)工程結(jié)構(gòu)的簡化，介紹了結(jié)構(gòu)上的約束和載荷以及結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式等，但是對(duì)于該結(jié)構(gòu)是來源于哪一工程背景，沒有過多的介紹。導(dǎo)致學(xué)生在面對(duì)實(shí)際問題的時(shí)候，往往不能將工程模型轉(zhuǎn)化為力學(xué)模型進(jìn)行分析，達(dá)不到活學(xué)活用的要求。因此在考核中增加來源于實(shí)際工程背景的題目，一方面使得學(xué)生重視理論與實(shí)際的結(jié)合，另一方面，也使得學(xué)生了解該門課程在實(shí)際中的應(yīng)用情況是怎樣的，便于學(xué)生在走上工作崗位以后，能夠快速地與企業(yè)實(shí)際對(duì)接。以《工程力學(xué)》為例，該課程主要涵蓋了結(jié)構(gòu)的平衡分析，以及強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)等內(nèi)容。在考核中，可以以工程中常見的橋梁、起重機(jī)吊臂、減速箱傳動(dòng)軸等結(jié)構(gòu)為例，讓學(xué)生在給定載荷的條件下，對(duì)其結(jié)構(gòu)尺寸和形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)相應(yīng)的材料進(jìn)行選擇，以達(dá)到強(qiáng)度度和穩(wěn)定性的要求。

2.根據(jù)設(shè)計(jì)方案評(píng)定團(tuán)隊(duì)考核成績。傳統(tǒng)的閉卷考試，往往答案只有一個(gè)，這對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新性有一定的局限。在實(shí)踐考核中應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，對(duì)最終的結(jié)果除了基本參數(shù)要求外，應(yīng)具有一定的開放性。各個(gè)小組根據(jù)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，包括對(duì)設(shè)計(jì)方案的計(jì)算過程，相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)的選擇（比如結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸和材料等），制造簡單樣機(jī)并進(jìn)行測試，或者對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真計(jì)算，對(duì)其是否滿足設(shè)計(jì)要求進(jìn)行驗(yàn)證。任課教師根據(jù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)定，給出“通過”或“不通過”的等級(jí)，再根據(jù)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性或者環(huán)保特性，給出“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”和“不合格”的等級(jí)區(qū)分。另外，應(yīng)建議學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)方案給出優(yōu)化方向，對(duì)于其合理性，給予適當(dāng)?shù)募臃帧Ｍ瑫r(shí)，對(duì)于創(chuàng)意突出的設(shè)計(jì)方案，也應(yīng)酌情加分。

3.根據(jù)團(tuán)隊(duì)合作評(píng)定個(gè)人考核成績。具有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神是工程師必備的素養(yǎng)之一，因此也應(yīng)納入到實(shí)踐考核的范疇之中。任課教師可以通過觀測在考核過程中的團(tuán)隊(duì)個(gè)人表現(xiàn)進(jìn)行打分。團(tuán)隊(duì)中各成員也需在考核結(jié)束后，提交對(duì)本團(tuán)隊(duì)其他成員的打分結(jié)果。另外，提交設(shè)計(jì)方案后，團(tuán)隊(duì)成員需對(duì)自己負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行答辯。綜合上述三個(gè)部分，任課教師給出“優(yōu)”、“良”、“中”、“合格”和“不合格”的等級(jí)評(píng)定。綜合前面的團(tuán)隊(duì)分?jǐn)?shù)，最終得出每個(gè)學(xué)生的實(shí)踐考核成績，以此計(jì)入課程的最終成績中。

四、結(jié)束語

對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)課程考核方式革新的探討只是對(duì)某一類特定課程給出的建議，不同的課程由于其性質(zhì)的不同，考核的方式也多種多樣。隨著課程考試改革被納入到高校課程改革研究的范疇之內(nèi)，越來越多的學(xué)者和任課教師開始關(guān)注課程考核方式的變革，其最終的目的是為了更好地評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量與效果，衡量是否達(dá)到教學(xué)目的，對(duì)于教學(xué)進(jìn)度的調(diào)整和教學(xué)方法的改進(jìn)等方面都起了促進(jìn)的作用。同時(shí)，也有利于實(shí)現(xiàn)綜合型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，滿足社會(huì)需求。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:MOOC環(huán)境下混合式教學(xué)模式在基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用初探

摘要：利用多媒體平臺(tái)，開展了基礎(chǔ)力學(xué)課程線上、線下混合式教學(xué)模式的研究與實(shí)踐，總結(jié)了MOOC的優(yōu)勢(shì)與不足，結(jié)合MOOC環(huán)境下混合教學(xué)模式的試點(diǎn)情況，詳細(xì)分析了該模式的建設(shè)內(nèi)容與具體的時(shí)間流程，思考和總結(jié)了新的教學(xué)模式在力學(xué)課堂實(shí)踐過程中出現(xiàn)的問題，并給出具體的意見與建議，以促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變觀念，提高自主學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：MOOC 混合式；基礎(chǔ)力學(xué)；課程教學(xué)

MOOC即“Massive Open Online Course”的簡稱，可直譯為“大規(guī)模在線開放課程”，國內(nèi)通常簡稱“慕課”。斯坦福大學(xué)校長則將MOOC的發(fā)展比喻為教育史上的“一場數(shù)字海嘯”。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)比較，MOOC具有免費(fèi)開放、大規(guī)模、較強(qiáng)的互動(dòng)性和社會(huì)性等優(yōu)點(diǎn)[1]。而力學(xué)屬于自然科學(xué)范疇，數(shù)學(xué)趣味很濃，需要較強(qiáng)的悟性和接受能力，因此不能簡單照搬MOOC教學(xué)模式。越來越多的教育者認(rèn)為將面對(duì)面教學(xué)和在線學(xué)習(xí)兩種模式有機(jī)融合，是降低成本，提高學(xué)習(xí)效果的一種有效方式[2]。筆者擬將混合式教學(xué)模式界定為在MOOC環(huán)境中，以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和面對(duì)面教學(xué)相結(jié)合的一種學(xué)習(xí)方式，該模式將有效發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性。

一、MOOC的優(yōu)勢(shì)與不足

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻公開課大多以獨(dú)立形式存在，是預(yù)先錄制的、靜態(tài)的。近些年新興的微課本質(zhì)上屬于視頻公開的一種特殊形式，作為教學(xué)資源使用。而作為一門完整的課程，除了含有教學(xué)資源還必須包含教師、學(xué)生以及動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)和測試過程。MOOC結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)用戶的特點(diǎn)，精心制作，不僅提供免費(fèi)的資源，而且實(shí)現(xiàn)教學(xué)的全程參與。在這個(gè)平臺(tái)上學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)、分享觀點(diǎn)、做作業(yè)、參加考試、得到考試成績、拿到證書，是一個(gè)學(xué)習(xí)的全過程，即“慕課”包括活動(dòng)和資源兩部分[3]。它堅(jiān)持以學(xué)生為中心的價(jià)值取向，采取模塊化微視頻的課程呈現(xiàn)方式，通過加強(qiáng)互動(dòng)與倡導(dǎo)在線學(xué)習(xí)社區(qū)，使學(xué)習(xí)者在參與過程中產(chǎn)生一種沉浸感和全程參與感[4]。

在MOOC本土化的過程中，由于缺乏合理、統(tǒng)一的管理與運(yùn)作機(jī)制，如果單純的利用MOOC教學(xué)效果將有所打折：（1）系統(tǒng)知識(shí)碎片化。MOOC短小精悍的課程形式雖然滿足了網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)化學(xué)習(xí)的需要，但同時(shí)也帶來了知識(shí)碎片化、信息割裂化等問題。基礎(chǔ)力學(xué)的學(xué)習(xí)非常系統(tǒng)，用碎片化的學(xué)習(xí)方式來學(xué)習(xí)該課程會(huì)造成知識(shí)系統(tǒng)化的丟失，割斷了與相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系。（2）無法做到因材施教。MOOC短小精悍的視頻資源雖然能清晰呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，但無法真實(shí)記錄課堂中的師生行為。此外，MOOC學(xué)習(xí)人數(shù)眾多，除了固定的學(xué)習(xí)者也有許多臨時(shí)的學(xué)習(xí)者，教師無法了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，無法做到因材施教。（3）完成率不高。MOOC平臺(tái)的免費(fèi)性與開放性特點(diǎn)吸引了學(xué)習(xí)者的加入，可是由于MOOC學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督手段有限，往往學(xué)習(xí)只停留在訪問時(shí)間的層面上，因此容易造成“賬號(hào)在學(xué)習(xí)，學(xué)生在游戲”的情況，課程的平均完成率低下。（4）平臺(tái)功能不穩(wěn)定。現(xiàn)有技術(shù)還不能完全保證在線討論，在MOOC實(shí)踐中，許多用戶會(huì)遇到平臺(tái)功能失常，造成作業(yè)無法提交，甚至電腦無法顯示學(xué)習(xí)記錄的情況。選擇能夠支持大規(guī)模互動(dòng)穩(wěn)定社交性工具平臺(tái)非常關(guān)鍵，技術(shù)隱患會(huì)使MOOC在進(jìn)階式課堂、在線作業(yè)與測試、在線論壇工具等其他方面的努力成為空談[5]。

二、MOOC背景下混合式教學(xué)模式在基礎(chǔ)力學(xué)課程中的實(shí)踐

當(dāng)傳統(tǒng)教學(xué)改革成果與MOOC相遇時(shí)，我們既可以感受到新的教學(xué)手段對(duì)于教學(xué)效果的促進(jìn)和提升，同時(shí)也在傳播載體選擇上遇到了新的問題和新挑戰(zhàn)。MOOC這種新模式給基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)帶來了深遠(yuǎn)而直接的影響，反過來，力學(xué)教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)也對(duì)MOOC的發(fā)展產(chǎn)生了不可忽視的作用。在高校MOOC熱潮中，基礎(chǔ)力學(xué)教育如何在網(wǎng)絡(luò)開放的背景下，更好地順應(yīng)信息時(shí)代的潮流與趨勢(shì)，讓這一古老的自然科學(xué)煥發(fā)出新的活力，是值得力學(xué)教育者思考的問題。

對(duì)于大多數(shù)高校而言，由于規(guī)模和資源的限制，MOOC在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)，但作為教育工作者應(yīng)放眼未來，在教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)比MOOC的教育理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和長遠(yuǎn)目標(biāo)，制定切實(shí)可行的教學(xué)方案。MOOC的建設(shè)不可能一蹴而就，依照MOOC的開放理念逐漸放開網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范圍。現(xiàn)階段學(xué)校可以依托校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，按照MOOC的思想建立基礎(chǔ)力學(xué)課程網(wǎng)站，完善基礎(chǔ)力學(xué)試題庫、習(xí)題庫，設(shè)置學(xué)生評(píng)學(xué)、教師評(píng)教的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和bbs力學(xué)交流區(qū)，并將基礎(chǔ)力學(xué)團(tuán)隊(duì)中的力學(xué)教學(xué)視頻到力學(xué)教學(xué)平臺(tái)。混合式學(xué)習(xí)是當(dāng)今教育界研究的熱點(diǎn)問題之一，是當(dāng)前國際教育技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向，他將傳統(tǒng)面授教學(xué)和基于計(jì)算機(jī)的教學(xué)結(jié)合起來，促進(jìn)傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂的深度融合，發(fā)揮兩者的各自優(yōu)勢(shì)。MOOC課程中運(yùn)用信息技術(shù)改變教學(xué)方法集中在“翻轉(zhuǎn)課堂”這種新方法的實(shí)施，它將傳統(tǒng)課堂中知識(shí)的傳授轉(zhuǎn)移至課前在MOOC環(huán)境下完成，知識(shí)的內(nèi)化則由原先的課后做作業(yè)轉(zhuǎn)移至課堂中的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

（一） 查閱資料，深入調(diào)研，為教學(xué)改革奠定理論基礎(chǔ)

盡管MOOC的浪潮在國內(nèi)愈發(fā)澎湃，但是MOOC真正的內(nèi)涵式發(fā)展還處于起步階段。每一位MOOC的實(shí)踐者需要撥開MOOC起步時(shí)的“浮躁之氣”，深入調(diào)研，用發(fā)展的眼光看待“沉淀后的MOOC”。對(duì)于國內(nèi)高校而言，發(fā)展MOOC教育是大勢(shì)所趨，各大高校在MOOC課程建設(shè)中積累了豐富的學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將成為高等教育研究學(xué)習(xí)行為分析和教學(xué)改革的重要依據(jù)。

（二）資源整合，為教學(xué)改革創(chuàng)造有利條件

利用MOOC視頻資源改進(jìn)力學(xué)教學(xué)方法，拓寬教學(xué)內(nèi)容將是一個(gè)從無到有，從有到精的過程。南京航空航天大學(xué)的鄧宗白教授共享的“材料力學(xué)漫談”已經(jīng)在Cousera平臺(tái)上線，美國佐治亞理工學(xué)院Wayne.Whiteman教授主講的“工程力學(xué)應(yīng)用”也即將在該平臺(tái)上線。此外“愛課程”網(wǎng)站也有多個(gè)力學(xué)課程視頻，這些都為MOOC環(huán)境下力學(xué)教學(xué)改革提供了非常好的條件。

中國名校紛紛加盟MOOC，如清華大學(xué)、北京大學(xué)加盟edx，復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)加盟Cousera，同時(shí)還積極推出中國本土MOOC，如學(xué)堂在線、慕課網(wǎng)、智慧樹、MOOC學(xué)院等[6]。國防科技大學(xué)在2013年自主開發(fā)了服務(wù)于部隊(duì)系統(tǒng)的中文MOOC平臺(tái)“夢(mèng)想學(xué)習(xí)平臺(tái)”，筆者所在學(xué)校于2014年加入該平臺(tái)，為開展MOOC支持下的教學(xué)改革創(chuàng)造了便利條件。

MOOC平臺(tái)中，基礎(chǔ)力學(xué)資源并不豐富，學(xué)校的教學(xué)團(tuán)隊(duì)投入大量的精力和時(shí)間錄制微視頻，編寫相關(guān)習(xí)題測試，搜索與基礎(chǔ)力學(xué)相關(guān)的典型案例。此外，還對(duì)已有的良莠不齊的力學(xué)視頻進(jìn)行了篩選，選擇出了既適用于學(xué)校教學(xué)需求，又能提高學(xué)習(xí)效率的視頻資源。

（三）“MOOC-面對(duì)面”混合教學(xué)模式的課堂實(shí)踐

經(jīng)過長期的論證，學(xué)校基礎(chǔ)力學(xué)團(tuán)隊(duì)將工程力學(xué)作為混合式教學(xué)模式的試水科目，并選擇在拔優(yōu)班進(jìn)行改革試點(diǎn)，學(xué)時(shí)和普通教學(xué)班一樣。拔優(yōu)班有20名學(xué)生，學(xué)習(xí)積極性高，落實(shí)老師布置的教學(xué)任務(wù)態(tài)度端正。

1.學(xué)習(xí)方式：小組討論，主動(dòng)式學(xué)習(xí)

學(xué)生分為四個(gè)組，每組分配不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，分小組學(xué)習(xí)。各小組成員之間有共同的學(xué)習(xí)資源、作業(yè)、討論以及學(xué)習(xí)成績。授課教師把從日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中挖掘出來與課程內(nèi)容相關(guān)的創(chuàng)新項(xiàng)目到力學(xué)網(wǎng)站平臺(tái)，把任務(wù)布置給不同的小組。學(xué)生需要通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成的任務(wù)初步分為四類：一是角色扮演。即學(xué)生扮演老師的角色，利用所學(xué)知識(shí)和已有的力學(xué)資源設(shè)計(jì)教學(xué)方案，收集教學(xué)資源，團(tuán)隊(duì)指派一名學(xué)生在課堂上展示團(tuán)隊(duì)成果。教改實(shí)踐過程中，學(xué)生在物體系統(tǒng)的平衡、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力、彎曲正應(yīng)力、第三強(qiáng)度理論等主題中完成了角色扮演，且效果良好。二是資源收集。學(xué)生通過各種途徑收集與課程教學(xué)有關(guān)的網(wǎng)站、視頻等教學(xué)資源，制作成PPT并配上簡短的文字，上傳至力學(xué)平臺(tái)，供其他學(xué)生學(xué)習(xí)。比如：在講壓桿穩(wěn)定的細(xì)長壓桿臨界力公式時(shí)，第一組的任務(wù)是搜集穩(wěn)定性有關(guān)的工程案例；第二組結(jié)合課程內(nèi)容分析相關(guān)案例的力學(xué)原理；第三組比較穩(wěn)定性與強(qiáng)度問題的區(qū)別；第四組思考?xì)W拉公式的適用條件。三是互學(xué)互助，突破小組的局限，在交流區(qū)發(fā)起與課程相關(guān)的討論，或者對(duì)其他同學(xué)提出的問題進(jìn)行解答。在實(shí)踐過程中授課教師引入競爭和加分機(jī)制，激勵(lì)小組間開展“比學(xué)趕超”的學(xué)習(xí)競賽，提高學(xué)生在線提問或者解答問題的積極性。四是競賽活動(dòng)。該項(xiàng)為選修任務(wù)。學(xué)校為了提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，建立了大學(xué)生科技創(chuàng)新平臺(tái)，并每年組織師生參加“卓越杯創(chuàng)新大賽”。課程組依托創(chuàng)新平臺(tái)和校內(nèi)創(chuàng)新大賽，鼓勵(lì)學(xué)生利用力學(xué)知識(shí)，建立力學(xué)模型，解決實(shí)際問題，在競賽中獲獎(jiǎng)的學(xué)生會(huì)給于適當(dāng)?shù)募臃帧?

2.教學(xué)方式：在線與課堂混合

開課前授課教師制定詳實(shí)的教學(xué)計(jì)劃，至力學(xué)網(wǎng)站，方便學(xué)生按照計(jì)劃在線學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。教學(xué)模式借鑒Robert Talbert教授的翻轉(zhuǎn)課堂模型。課前學(xué)生在線上觀看教學(xué)視頻或根據(jù)分配任務(wù)搜集教學(xué)資源，有針對(duì)性地完成平臺(tái)上的課程練習(xí)，讓學(xué)生在課前對(duì)所學(xué)知識(shí)有了解，形成知識(shí)節(jié)點(diǎn)。課堂中師生面對(duì)面交流，授課教師根據(jù)課前線上反映的問題，對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)答疑解惑，組織小組討論、分享討論結(jié)果。課后教師在線回答學(xué)生的問題，溝通和分享課程中的疑問和收獲。通過這種師生之間、生生之間的協(xié)作探究對(duì)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化。MOOC環(huán)境下教師的角色發(fā)生變化，在課堂中有由“主演”變成了“導(dǎo)演”，教師根據(jù)預(yù)期培養(yǎng)目標(biāo)，給學(xué)生布置高質(zhì)量的教學(xué)任務(wù)和問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，授課教師對(duì)各小組和小組成員的表現(xiàn)要及時(shí)記錄，方便教學(xué)管理。這種管理包括學(xué)習(xí)計(jì)劃管理、學(xué)習(xí)任務(wù)管理、學(xué)習(xí)資源管理、學(xué)習(xí)進(jìn)度跟蹤、學(xué)習(xí)效果評(píng)估和學(xué)習(xí)能力評(píng)測等。混合式教學(xué)模式雖然減少了教師的重復(fù)性勞動(dòng)[7]，但對(duì)教師提出了更高的要求，需要教師投入更多的精力和時(shí)間參與全程教學(xué)活動(dòng)。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)：注重過程評(píng)估

教學(xué)評(píng)價(jià)是檢查教學(xué)效果、評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量、衡量是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的重要途徑之一。教師對(duì)教學(xué)效果的評(píng)估是教學(xué)過程中非常重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的一卷定終生的考核方式忽視了過程性評(píng)估。在混合式教學(xué)過程中，學(xué)生的在線學(xué)習(xí)時(shí)間、在線學(xué)習(xí)進(jìn)度、在線階段性測試、線上分享問題、線上解答問題及正確率等情況有完整的綜合性記錄，教師能夠

實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展。面對(duì)面教學(xué)時(shí)，出勤情況、課堂表現(xiàn)、小論文、小組匯報(bào)等也歸入總評(píng)成績。考核成績按照多因子加權(quán)綜合評(píng)測法，注重平時(shí)學(xué)習(xí)效果，避免考前突擊。最終成績由線上學(xué)習(xí)30%，互動(dòng)、討論、小論文20%，期末卷面50%組成。曾公開發(fā)表與力學(xué)課程相關(guān)的學(xué)術(shù)論文者、在力學(xué)競賽獲獎(jiǎng)?wù)摺⒃诰C合試驗(yàn)或者力學(xué)發(fā)明中有創(chuàng)新者適當(dāng)加分，估計(jì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性。

4.教學(xué)效果分析

課程考核結(jié)束，學(xué)生從學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果兩方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為通過線上預(yù)習(xí)能夠有效地將知識(shí)內(nèi)化，但線上答疑效果不如面對(duì)面授課效果好。線上線下混合式教學(xué)起到了取長補(bǔ)短的作用。總體來說混合式教學(xué)模式在提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與參與度上效果較好，考前臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象顯著減少，學(xué)生更注重平時(shí)知識(shí)的積累，但在基礎(chǔ)知識(shí)考核方面沒有明顯優(yōu)勢(shì)。

三、混合式教學(xué)實(shí)踐的思考

（一） 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

混合式教學(xué)模式中教師是否有能力應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)是教學(xué)改革成功與否的關(guān)鍵，學(xué)校的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)有著“傳幫帶”的優(yōu)良傳統(tǒng)，注重年輕教師的培養(yǎng)，借助學(xué)校、力學(xué)學(xué)會(huì)促進(jìn)青年教師的成長。團(tuán)隊(duì)每位青年教師均在江蘇省或者全國青年教師基礎(chǔ)力學(xué)講課競賽中取得優(yōu)異成績，具備主講力學(xué)課程的資格，高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)有助于教學(xué)改革在實(shí)踐過程中的落實(shí)。

（二）多并措舉，激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

大多數(shù)中國學(xué)生習(xí)慣傳統(tǒng)的“老師講，學(xué)生聽，課后練”的學(xué)習(xí)模式。新的自主學(xué)習(xí)自我掌控學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)已有的認(rèn)知習(xí)慣沖擊巨大。在混合式教學(xué)模式實(shí)踐中，許多學(xué)生表示不適應(yīng)，在初期學(xué)生互動(dòng)討論積極性不高，需要教師不斷推動(dòng)。授課教師在備課時(shí)要走近學(xué)生的心理，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案，采用多種方式激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。比如利用積分形式量化獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)生聽課、討論、測試、在線答疑表現(xiàn)情況，學(xué)生通過數(shù)值的變化獲得成就感；借助科技創(chuàng)新平臺(tái)、第二課堂等開展優(yōu)秀學(xué)生、優(yōu)秀作品評(píng)選和獎(jiǎng)勵(lì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性；鼓勵(lì)學(xué)生參加競賽，爭取獲獎(jiǎng)，以賽促學(xué)。通過課題組全體教師的不懈努力，新型的教學(xué)模式逐漸得到學(xué)生的認(rèn)可，學(xué)生普遍認(rèn)為自己比以前更自律，與人溝通、交流的能力得到了大的提升。

（三）加強(qiáng)平臺(tái)建設(shè)

在混合教學(xué)實(shí)踐過程中，平臺(tái)功能不穩(wěn)定的情況時(shí)有發(fā)生，技術(shù)隱患將會(huì)使MOOC在其他方面的努力――線上課堂、在線作業(yè)與測試、在線論壇工具成為空談，甚至?xí)W(xué)生的熱情。后期問卷顯示：學(xué)生對(duì)課程視頻滿意度不高。這不僅僅是技術(shù)問題，由于初次嘗試，受時(shí)間、精力、經(jīng)驗(yàn)的限制，團(tuán)隊(duì)還沒有制作出優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻，有的視頻顯得呆板無趣，有的甚至是原先PPT的簡單堆砌。在后期的視頻制作我們將總結(jié)前期的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，通過建設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的案例庫，增強(qiáng)平臺(tái)的趣味性。

四、結(jié)語

力學(xué)素質(zhì)是土木專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具有的基本素養(yǎng)，利用MOOC實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)力學(xué)大規(guī)模、開放和共享這一終極目標(biāo)很有必要。對(duì)于大多數(shù)傳統(tǒng)高校，想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)并非一朝一夕。作為力學(xué)教育工作者，應(yīng)該立足根本，吸收MOOC的精華，強(qiáng)化教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，逐漸推進(jìn)教學(xué)模式改革。

MOOC教學(xué)不是傳統(tǒng)教育的替代品，而應(yīng)該是傳統(tǒng)教育的優(yōu)質(zhì)合作者[8]。課程組采用的混合式教學(xué)模式是符合基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)特征的，是MOOC環(huán)境下基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)的一次有益嘗試和探索，課程組也試圖在在教學(xué)實(shí)踐過程中不斷改進(jìn)試點(diǎn)中存在的問題，為MOOC的真正本土化提供有價(jià)值的信息。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:新型教學(xué)理念及其在“彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)上的實(shí)踐

摘要：介紹了國外四種主要的工程教育教學(xué)理念，針對(duì)彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)課程的課程特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際多年的一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從理論教學(xué)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具與彈塑性力學(xué)教學(xué)的結(jié)合、實(shí)踐環(huán)節(jié)、多媒體教學(xué)、預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)、科研與教學(xué)結(jié)合和轉(zhuǎn)變考核機(jī)制七個(gè)方面，探討了教改過程中收獲的經(jīng)驗(yàn)和存在的問題，同時(shí)也對(duì)其他課程的教學(xué)改革具有參考意義。

關(guān)鍵詞：工程教育模式；彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)改革

一、引言

伴隨著國內(nèi)外工程教育模式不斷發(fā)展和轉(zhuǎn)變，形成了以下四種主流的工程教育教學(xué)理念。CDIO工程教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果，主要包括構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)作（Operate）四個(gè)組成成分，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的研發(fā)和生命周期，要求學(xué)生主動(dòng)思考，將課程和實(shí)踐相結(jié)合的工程問題教育理念。OBE（Outcomes-based Education），即產(chǎn)出驅(qū)動(dòng)教育，是以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出成果為中心來組織、實(shí)施和評(píng)價(jià)教育的結(jié)構(gòu)模式，強(qiáng)調(diào)清晰地聚焦和組織教育系統(tǒng)，關(guān)注學(xué)生學(xué)到了什么、是否成功，尋求和設(shè)計(jì)適宜的教育結(jié)構(gòu)，以保證學(xué)生達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。歐林工學(xué)院模式強(qiáng)調(diào)歐林三角：卓越的工程學(xué)知識(shí)、藝術(shù)人文等社會(huì)學(xué)科以及企業(yè)管理精神，我國的卓越工程師計(jì)劃就是與歐林工學(xué)院模式接軌的體現(xiàn)。渥太華大學(xué)模式強(qiáng)調(diào)親驗(yàn)互動(dòng)式教學(xué)，是一種全過程體驗(yàn)和全方位滲透的教學(xué)系統(tǒng)。以上四種教學(xué)模式均強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)知識(shí)、工程實(shí)踐能力、個(gè)人能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。

彈塑性力學(xué)是研究變形體在力、位移、溫度和壓電等外界載荷作用下的變形規(guī)律的一門學(xué)科，屬于固體力學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。與理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等，在研究對(duì)象、內(nèi)容、方法和結(jié)果上都有一定的差異。彈塑性力學(xué)主要研究變形體的應(yīng)力和應(yīng)變的分布規(guī)律，直接相關(guān)的基本概念是彈性模量、泊松比、不可逆性、屈服、損傷和斷裂等。彈塑性力學(xué)課程需要對(duì)基本的解題方法有深刻的理解，才能通過嚴(yán)密的邏輯推理列出基本方程，并求解偏微分方程組，理論性和抽象性較強(qiáng)，計(jì)算難度大。學(xué)生們普遍對(duì)知識(shí)掌握不透徹，分析問題無從下手，無法靈活地解決問題，考核合格率一直在75%以下，并且大部分學(xué)生不了解這門學(xué)科的應(yīng)用范圍，造成了學(xué)而無用的困惑，興趣不高，主動(dòng)性較差。

燕山大學(xué)一直致力于工程教育改革的發(fā)展與創(chuàng)新，入選了首批“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”。本人長期在“彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)一線工作，通過對(duì)新的工程教育模式的學(xué)習(xí)、思考、嘗試和探討，以及實(shí)際的教學(xué)、教改經(jīng)驗(yàn)，得到了一些感悟分享給大家。

二、教學(xué)改革中的幾點(diǎn)建議

1.理論教學(xué)側(cè)重點(diǎn)。在理論教學(xué)方面，側(cè)重于講解要點(diǎn)。如通過表1彈性變形與塑性變形對(duì)比，講解二者之間的區(qū)別與聯(lián)系。同時(shí)在理論教學(xué)中注意給學(xué)生滲透本質(zhì)問題，如在變形機(jī)理方面，整體變形中包含彈性變形和塑性變形，塑性變形的發(fā)生必先經(jīng)歷彈性變形；在工程實(shí)際應(yīng)用方面，材料加工過程中，工件的塑性變形與工模具的彈性變形是共存的。通過教師對(duì)知識(shí)的長期研究和理解，抓住知識(shí)的優(yōu)秀，讓學(xué)生能最快時(shí)間的把優(yōu)秀知識(shí)點(diǎn)吃透。

2.強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具與彈塑性力學(xué)教學(xué)的結(jié)合。在教學(xué)過程中，采用數(shù)值分析軟件MATLAB、Mathematica或Maple等，完成各種塑性力學(xué)基本理論公式的程序化，方便計(jì)算在不同參數(shù)下變形體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。采用Deform、Forge等鍛造成形軟件模擬鍛造過程，分析鍛件在加工過程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、溫度場、微觀組織等性能。把理論和數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，完成二者的相互驗(yàn)證，以便于學(xué)生對(duì)知識(shí)有更好的把握。

3.高度注重實(shí)踐環(huán)節(jié)。基于CDIO工程教育理念，在實(shí)踐教學(xué)過程中，讓學(xué)生主動(dòng)思考彈塑性力學(xué)基本原理如何在礅粗、拔長、拉拔、旋壓等工藝上的應(yīng)用，提高學(xué)生的自主能動(dòng)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的興趣。將生產(chǎn)實(shí)習(xí)和專業(yè)課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，讓學(xué)生在應(yīng)用中學(xué)習(xí)，在團(tuán)隊(duì)中交流；同時(shí)教師和同學(xué)們一起，積極參與學(xué)校改革項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實(shí)際項(xiàng)目鍛煉，擴(kuò)展知識(shí)面，全面掌握項(xiàng)目實(shí)施的流程，讓每一個(gè)參與者都能做到學(xué)以致用。

4.多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的想象力。同時(shí)，擴(kuò)大學(xué)生的信息容量，滿足學(xué)生的求知欲，也彌補(bǔ)了教師自身的不足，完善了課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，通過詳盡的教學(xué)設(shè)計(jì)，在PPT中加入實(shí)際加工過程的照片和視頻以及學(xué)科發(fā)展最前言的動(dòng)態(tài)分析，使課堂教學(xué)由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，學(xué)生耳聞其聲，目睹其形，能夠愉悅地接受新的知識(shí)點(diǎn)，通過聲音、圖像、文字、顏色、動(dòng)畫等，多渠道、多方位地講解內(nèi)容。

5.重視預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，反復(fù)強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的重要性。在課堂上，課前帶領(lǐng)大家復(fù)習(xí)前一節(jié)內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于本堂課程內(nèi)比較重要的知識(shí)點(diǎn)，要盡量放慢語速，調(diào)整音調(diào)，使同學(xué)們能夠快速有效地掌握。例如在講解應(yīng)變與位移關(guān)系方程時(shí)，應(yīng)首先復(fù)習(xí)應(yīng)力與點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)、點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)分析、應(yīng)力張量的分解與幾何表示以及應(yīng)力平衡微分方程等知識(shí)點(diǎn)。通過復(fù)習(xí)，使同學(xué)們快速進(jìn)入彈塑性力學(xué)的課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)。同時(shí)，每一節(jié)課課后布置有針對(duì)性的習(xí)題，使同學(xué)們對(duì)課堂上的講解內(nèi)容有更深入的理解。

6.注重科研與教學(xué)的結(jié)合。將教師所在科研團(tuán)隊(duì)的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，在教學(xué)過程中滲透新的研究成果，使其與經(jīng)典理論相結(jié)合，豐富了教學(xué)內(nèi)容。在實(shí)際教學(xué)過程中，結(jié)合本人研究的固體顆粒介質(zhì)成形工藝及其在板材上的應(yīng)用方向，介紹了相比于傳統(tǒng)工藝，該方法具有模具成本低、零件尺寸精度高和無污染等優(yōu)點(diǎn)，并通過結(jié)合具體視頻和圖片，對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行講解。通過實(shí)際的教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)，該方式可明顯提高學(xué)生的興趣，活躍教學(xué)氣氛，改善教學(xué)質(zhì)量。

7.轉(zhuǎn)變考核機(jī)制。“彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)”長期采用傳統(tǒng)單一的卷面考核方式，試卷的難易程度很難把握，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性很差，合格率較低。為改變這一現(xiàn)狀，采用了多方面、綜合性的考察方式，即：課堂出勤0.1，平時(shí)作業(yè)0.1，實(shí)驗(yàn)成績0.1，專業(yè)課程設(shè)計(jì)0.1，考試卷面成績0.6。實(shí)踐證明，課程改革后的考核機(jī)制更加公平、合理，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣有明顯提高，同時(shí)克服了學(xué)生對(duì)卷面考試的依賴，做到了學(xué)以致用，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的溝通與合作。統(tǒng)計(jì)近2年的課程合格率數(shù)據(jù)，由改革前的低于75%，穩(wěn)步增長并保持在85%以上。這種考核機(jī)制達(dá)到了這門課程的學(xué)習(xí)目的，也獲得了學(xué)生的廣泛認(rèn)可。

三、結(jié)語

目前發(fā)達(dá)國家主流的工程教育體系并不完全符合我國的教育情況和社會(huì)背景，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)、教師能力與學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)資源，更好地實(shí)施教學(xué)改革，是擺在高校一線教師面前的一道難題。通過幾年來對(duì)“彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)的體會(huì)，以及對(duì)取得的一些改革成果進(jìn)行分析，可以得出很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。作為應(yīng)用型本科院校的一線教師，必須克服改革過程困難，以學(xué)生的知識(shí)和能力為優(yōu)秀目標(biāo)，踏實(shí)、合理、認(rèn)真地將改革進(jìn)行下去，只有這樣才能培養(yǎng)出符合當(dāng)代社會(huì)發(fā)展需要的工程型人才。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:解析土木工程分析的施工力學(xué)與時(shí)變力學(xué)基礎(chǔ)

【摘要】目前，我國社會(huì)化的進(jìn)程不斷推進(jìn)，一系列的土木工程方面的建設(shè)也緊隨其后，逐漸變多。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)土木工程的要求也逐漸增多，除了有在規(guī)模上加大的要求外，在它的建設(shè)技術(shù)上的難度系數(shù)無疑也是一次空前的增加，這也就在無形中給施工安全帶來了更大的隱患。究其主要原因是能全面考慮在施工過程中有可能會(huì)出現(xiàn)的一系列的狀況，所以本文主要對(duì)土木工程分析的施工力學(xué)以及時(shí)變力學(xué)進(jìn)行了研究，因?yàn)閷?duì)這一問題的深刻探索便于使得土木分析更加科學(xué)化、合理化，進(jìn)而大大增加了在施工過程中的安全系數(shù)。

【關(guān)鍵詞】土木工程分析；施工力學(xué)；時(shí)變力學(xué)

一、施工力學(xué)相關(guān)知識(shí)

1.1 力學(xué)以及相關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

在土木工程的范疇內(nèi)，施工力學(xué)是在時(shí)變力學(xué)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的。主要是因?yàn)樵趯?shí)際的土木工程分析的里，施工力學(xué)所面對(duì)的對(duì)象并不是一成不變的，而是會(huì)隨著時(shí)間的變化而有所不同。況且，力學(xué)本身就不是一個(gè)以“生命在于靜止”為箴言的存在者，它無時(shí)無刻都在發(fā)生著變化，而且很大一部分新的理論都是在這不斷的變化中逐漸產(chǎn)生的。雖然力學(xué)會(huì)在隨著時(shí)間的變化過程中能夠有不同的理論產(chǎn)生，但是產(chǎn)生這些理論的力學(xué)的內(nèi)部參數(shù)卻是固定不變的。科學(xué)是在不斷進(jìn)步的，人類的需求不永遠(yuǎn)無法滿足的，因?yàn)槿藗円恢痹谧非螅簿褪沟每茖W(xué)一直在探索中前進(jìn)，因此為了迎合人們這種不斷追求的心態(tài)，以前所使用的一些理論需要進(jìn)一步的完善才能繼續(xù)應(yīng)用到實(shí)踐中來。目前人們已經(jīng)開始打力學(xué)內(nèi)不固定參數(shù)的主意，開始對(duì)它展開研究，看看它還有哪些可以發(fā)展的空間，時(shí)變力學(xué)就是在這樣的一個(gè)大的背景下“誕生”的。并且時(shí)變力學(xué)已經(jīng)在現(xiàn)代生活中的大型項(xiàng)目以及高科技新興機(jī)械中“大展拳腳”，之所以能夠如此，是因?yàn)榫€彈性以及非線性是現(xiàn)代土木工程中非常關(guān)心的，而時(shí)變力學(xué)所分析的正是這方面的內(nèi)容。

數(shù)學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，所以對(duì)土木工程的分析當(dāng)然也離不開數(shù)學(xué)。例如在土木工程中所涉及到的物理參數(shù)以及幾何參數(shù)等等都是運(yùn)用數(shù)學(xué)中的微積分的知識(shí)進(jìn)行計(jì)算的。從另一個(gè)方面講也就是將時(shí)變數(shù)學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到了土木工程的分析中。

1.2 力學(xué)效應(yīng)在施工力學(xué)中的體現(xiàn)

力學(xué)效應(yīng)的兩大表現(xiàn)是時(shí)效以及路效。所謂時(shí)效是指施工力學(xué)分析出來的結(jié)果以及呈現(xiàn)的力學(xué)狀態(tài)會(huì)因?yàn)槭褂貌煌氖┕し桨付灰粯樱词惯@些操作是在同一個(gè)建設(shè)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行。路效則與時(shí)效不同，一旦施工方案有差異，就能呈現(xiàn)出不同的施工結(jié)構(gòu)以及施工力學(xué)的分析結(jié)果，當(dāng)然，力學(xué)的狀態(tài)不會(huì)是同樣的狀態(tài)的。不同的施工路效主要是因?yàn)樵诓煌氖┕ぶ兴x用的幾何材料的不一樣。以上兩種力學(xué)效應(yīng)恰好是是施工力學(xué)中的兩種最主要的體現(xiàn)。

二、時(shí)變力學(xué)概況

時(shí)變力學(xué)包括不同的類型，通過詳細(xì)的總結(jié)歸納，時(shí)變力學(xué)的類型大概分為六種，在這里著重論述其中的四種類型，分別是物性時(shí)變力學(xué)與線彈性時(shí)變力學(xué)、非線性時(shí)變力學(xué)以及熱彈性時(shí)變力學(xué)。首先，物性時(shí)變力學(xué)分析是指對(duì)一些特殊的建筑材料的物理性質(zhì)的分析，這些材料的物理性質(zhì)不是一成不變的，而是在時(shí)間推移的過程中，它的物理性質(zhì)也會(huì)不斷的變化。在對(duì)著一些特殊的材料進(jìn)行力學(xué)分析的過程中，最大的問題是對(duì)時(shí)間函數(shù)的合理使用；其次是線彈性時(shí)變力學(xué)，它是指一些建筑材料本身具有比較獨(dú)特的性質(zhì)，比如線彈性以及無熱效應(yīng)。有了這些性質(zhì)后我們?cè)谘芯克倪^程中就能使用靜力學(xué)進(jìn)行分析，而忽略了其中的慣性效應(yīng)，那么對(duì)這一類型的建筑材料的力學(xué)分析就是線彈性力學(xué)分析，在最初的分析中對(duì)這類的材料所使用的是具有固定參數(shù)的空間變量，但是基于它隨時(shí)間的變化而變化的性質(zhì)，這種有固定參數(shù)的空間變量的方程是不適合的，所以在后來的研究中又加入了時(shí)間的變量參數(shù)；再次是非線性時(shí)變力學(xué)，建筑材料的性質(zhì)既有線性的也有非線性的，由于線性的性質(zhì)比較規(guī)則，便于使用數(shù)學(xué)方程進(jìn)行計(jì)算，所以不作研究，這里主要是對(duì)這種不規(guī)則、非線性的性質(zhì)進(jìn)行探究。混凝土以及巖土介質(zhì)等很多的建筑材料都具有非線性的性質(zhì)。在對(duì)這類型的材料進(jìn)行幾何計(jì)算時(shí)，結(jié)果一般很不精確，因?yàn)樗菀资艿郊虞d過程以及物理參數(shù)等多種因素的影響。本質(zhì)上，時(shí)變力學(xué)分析與以往的比較傳統(tǒng)的力學(xué)分析的分析結(jié)果在一定程度上會(huì)有不同的；最后是熱彈性時(shí)變力學(xué)，建筑材料豐富多樣，因此它們所具有的性質(zhì)也多種多樣。比如混凝土這一類的建筑材料就會(huì)產(chǎn)生熱力效應(yīng)，熱彈性時(shí)變力學(xué)就是這類材料的“克星”。因?yàn)樗趯?duì)這類的建筑材料進(jìn)行力學(xué)分析時(shí)，會(huì)在原有的固定時(shí)間參數(shù)的熱傳導(dǎo)偏微分的基礎(chǔ)上加以改善，即添加了時(shí)變參數(shù)，這樣就不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的變化而使得分析結(jié)果出現(xiàn)誤差甚至是錯(cuò)誤。

三、總結(jié)

通過對(duì)這方面知識(shí)的了解，我們知道時(shí)變力學(xué)以及施工力學(xué)在土木工程分析中占有舉足輕重的位置。對(duì)施工方案進(jìn)行最大程度的優(yōu)化，減少在施工過程中出現(xiàn)的安全隱患問題，將施工質(zhì)量提升到另一個(gè)高度，合理利用建筑材料等等一系列與土木工程相關(guān)的事情都能夠通過對(duì)施工力學(xué)以及時(shí)變力學(xué)做好工作來實(shí)現(xiàn)。目前，我國的建筑行業(yè)正處在不斷發(fā)展的時(shí)期，在堅(jiān)持以人為本的原則下，安全問題無疑是重中之重，因此，相關(guān)研究人員在有關(guān)力學(xué)方面的探索還有很長一段路要走，只有真正做到建筑行業(yè)各方面的科學(xué)化、規(guī)范化，才能使得我們國家的建筑行業(yè)在追求速度的同時(shí)提高質(zhì)量，在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也要更加關(guān)心施工人員的安全問題，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)社會(huì)和諧發(fā)展，人民幸福安康。

作者簡介：孫夢(mèng)帆（1984--），男，漢、湖北荊門人，武昌理工學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院土木工程專業(yè)2011級(jí)本科生，研究方向：道路與橋梁。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要： 基礎(chǔ)力學(xué)是工科類專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)是基礎(chǔ)力學(xué)課程的主要任務(wù)。在深入分析專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及對(duì)力學(xué)知識(shí)、素質(zhì)和能力要求的基礎(chǔ)上，對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)課程重新設(shè)計(jì)，包括課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)、考核方式的研究，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。

關(guān)鍵詞： 基礎(chǔ)力學(xué) 應(yīng)用能力 教學(xué)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)力學(xué)課程包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分內(nèi)容，是機(jī)械、能源動(dòng)力、建筑等工科專業(yè)非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。基礎(chǔ)力學(xué)既可直接用于實(shí)際工程的計(jì)算，又可為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的后續(xù)課程打好必要基礎(chǔ)。

我院是應(yīng)用型本科院校，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際應(yīng)用能力的工程技術(shù)人才為主要任務(wù)。基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的思想，一門課程科學(xué)完整的教學(xué)過程應(yīng)包括傳授知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)和探究知識(shí)三個(gè)方面。長期以來，由于受高考應(yīng)試教育的影響，我國現(xiàn)行的課程教學(xué)體系中，傳授知識(shí)成為主體，應(yīng)用知識(shí)主要表現(xiàn)為簡單的習(xí)題訓(xùn)練、缺少綜合型與實(shí)用性的工程應(yīng)用，而探究知識(shí)就更薄弱。

對(duì)于基礎(chǔ)力學(xué)課程而言，教學(xué)重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)。因此，要提高基礎(chǔ)力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，必須根據(jù)專業(yè)要求，對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)的教學(xué)重新進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，力爭培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。

一、基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)原則

教學(xué)設(shè)計(jì)是以達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果為目的，運(yùn)用系統(tǒng)方法分析教學(xué)問題和確定教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)教學(xué)問題的解決方案、試行解決方案及對(duì)方案進(jìn)行修改的過程。教學(xué)設(shè)計(jì)包含課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)策略幾個(gè)方面。基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以項(xiàng)目為載體，把學(xué)習(xí)、探究、實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生高度參與，并且運(yùn)用知識(shí)自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題并解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐動(dòng)手能力。

二、課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

在制定課程目標(biāo)之前應(yīng)明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及對(duì)力學(xué)知識(shí)、素質(zhì)和能力培養(yǎng)的要求，分析相關(guān)后續(xù)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建力學(xué)課程職業(yè)能力培養(yǎng)方向。

例如，機(jī)械專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后面對(duì)的一般都是機(jī)械制造企業(yè)，作為工程技術(shù)人員從事機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝分析、質(zhì)量管理、設(shè)備管理等工作。針對(duì)機(jī)械專業(yè)，基礎(chǔ)力學(xué)課程目標(biāo)包括工程結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)的受力分析能力、抽象化建模能力、平衡方程的應(yīng)用能力及實(shí)際工程構(gòu)件的強(qiáng)度分析、解決能力。另外，創(chuàng)新思維能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和學(xué)習(xí)能力也是學(xué)生必須具備的基本素質(zhì)。

三、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)力學(xué)的后續(xù)課程機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造等。通過理順力學(xué)課程與后續(xù)課程的關(guān)系，精選授課內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。例如，基礎(chǔ)力學(xué)課程涉及很多機(jī)構(gòu)內(nèi)容，由于學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)知識(shí)缺乏了解，學(xué)習(xí)遇到很大困難。根據(jù)實(shí)際情況，增加常用機(jī)構(gòu)類型與特點(diǎn)的介紹，學(xué)生不僅了解到力學(xué)的應(yīng)用范圍，使學(xué)習(xí)更有針對(duì)性。根據(jù)機(jī)械專業(yè)人才和培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，重點(diǎn)突出力學(xué)在機(jī)械類專業(yè)中的具體應(yīng)用。例如工程結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型建立、受力分析、連桿的強(qiáng)度、連接件的強(qiáng)度及傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)等。同時(shí)打破單純傳授知識(shí)的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂?xiàng)目為中心組織課程內(nèi)容，并讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中構(gòu)建相關(guān)理論知識(shí)體系，發(fā)展職業(yè)能力。教學(xué)要突出實(shí)踐性和應(yīng)用性，著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析、解決工程實(shí)際問題的能力。下表為課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目名稱。

四、教學(xué)策略設(shè)計(jì)

（一）學(xué)習(xí)筆記設(shè)計(jì)

多年來基礎(chǔ)力學(xué)課程改革的重點(diǎn)集中在課程體系改革、教學(xué)內(nèi)容、考試方法等方面，但從學(xué)生角度考慮較少。多數(shù)情況是，學(xué)生帶著一本教材聽課，對(duì)這堂課要講什么，哪些是重點(diǎn)，學(xué)習(xí)的目標(biāo)是什么茫然不知，學(xué)習(xí)缺乏針對(duì)性。因此，我們針對(duì)每一次課，精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)筆記，包括本次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)、主要知識(shí)點(diǎn)、課堂思考題等。另外，在介紹主要知識(shí)點(diǎn)前應(yīng)針對(duì)本次課內(nèi)容巧妙設(shè)置問題，再導(dǎo)入主要內(nèi)容，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后的綜合應(yīng)用環(huán)節(jié)要有針對(duì)性，盡量引入工程實(shí)際案例。教學(xué)筆記提前發(fā)給學(xué)生，這樣學(xué)生可提前了解本次課的主要內(nèi)容，帶著問題學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果提高顯著。

（二）教學(xué)方法與過程設(shè)計(jì)

與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)相對(duì)應(yīng)，我們采用探究式教學(xué)方法。探究式教學(xué)法是一種以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。相對(duì)于以傳承知識(shí)為中心的傳授式教學(xué)，探究式教學(xué)特點(diǎn)是將研究實(shí)踐融入教學(xué)過程，通過小型研討課、綜合性訓(xùn)練，充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位。

下面以運(yùn)動(dòng)學(xué)部分的難點(diǎn)，點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)為例介紹探究式教學(xué)法實(shí)施的過程。

首先，演示刨床急回機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)如上圖所示，此實(shí)驗(yàn)需重復(fù)播放幾遍并提醒學(xué)生仔細(xì)觀察。然后提出問題：此機(jī)構(gòu)中有幾個(gè)構(gòu)件組成，各自作什么運(yùn)動(dòng)？

然后，學(xué)生分組討論，有的學(xué)生說滑塊作直線運(yùn)動(dòng)，有學(xué)生說作圓周運(yùn)動(dòng)。可見研究某物體的運(yùn)動(dòng)首先要選擇參照物，參照物不同，物體的運(yùn)動(dòng)情況不同，由此引出靜系、動(dòng)系和動(dòng)點(diǎn)的概念，進(jìn)一步定義三種運(yùn)動(dòng)，即絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)。然后詳細(xì)說明絕對(duì)速度和相對(duì)速度，引出牽連點(diǎn)和牽連速度的概念。這樣通過對(duì)刨床急回機(jī)構(gòu)實(shí)例的具體分析獲得比較完整的知識(shí)體系。

其次，講解速度合成定理。速度合成定理是重要的一個(gè)定理，可作簡單推導(dǎo)。作為應(yīng)用型本科院校，也可定性分析后直接得出結(jié)論，重要的是學(xué)會(huì)應(yīng)用。

最后，進(jìn)行課堂練習(xí)。課堂練習(xí)是重要的一環(huán)，可舉學(xué)生較熟悉的例子，例如凸輪機(jī)構(gòu)、兩汽車相對(duì)行駛等，學(xué)生在研究、分析的過程中提高解決實(shí)際問題的能力。

為提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，增加綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)。綜合訓(xùn)練題目可提前發(fā)給學(xué)生，然學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，效果更好。綜合訓(xùn)練安排在教學(xué)的最后一個(gè)月進(jìn)行，以小組為單位，每組三四人，每組設(shè)組長一人。學(xué)生可自選工程或生活中的實(shí)際問題，也可從教師所擬工程問題中選題研究。例如，2012年機(jī)制專業(yè)某班兩組學(xué)生的題目是“箱包拉桿的設(shè)計(jì)”。學(xué)生查閱了參考資料，了解了設(shè)計(jì)方法，首先將工程中的實(shí)際問題抽象為一個(gè)力學(xué)模型，然后進(jìn)行力學(xué)分析，最后計(jì)算。兩組學(xué)生通過研究合作，圓滿解決問題，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)學(xué)習(xí)到積極自學(xué)的轉(zhuǎn)變，解決實(shí)際問題的能力明顯提高。

（三）考核方式設(shè)計(jì)

考試是教學(xué)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，考核方式應(yīng)注意知識(shí)與能力相結(jié)合。在考試內(nèi)容上，要盡量減少客觀性試題，增加分析、理解和應(yīng)用性等方面考題。考核方式要多樣化，閉卷與開卷相結(jié)合，改革計(jì)分方法，把課堂討論、綜合訓(xùn)練，研究報(bào)告等按一定比例計(jì)入總成績，這樣才能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

五、結(jié)語

應(yīng)用型本科院校主要培養(yǎng)面向一線的高素質(zhì)工程技術(shù)人才，因而在基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)工程意識(shí)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。人才培養(yǎng)定位的改變要求教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)生為中心組織教學(xué)，增加工程案例，解決好與后續(xù)課程的銜接問題，突出力學(xué)的應(yīng)用性。同時(shí)對(duì)教師的教學(xué)水平提出更高要求，我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)不斷探索與實(shí)踐，不斷完善教學(xué)設(shè)計(jì)，提高教學(xué)質(zhì)量。

力學(xué)基礎(chǔ)論文:以工程應(yīng)用為導(dǎo)向的基礎(chǔ)力學(xué)課程改革與創(chuàng)新

摘 要 傳統(tǒng)的基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)模式中存在諸多問題。首先，教學(xué)內(nèi)容過度理論化，無法適應(yīng)人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變需求；其次，課程體系僵化，專業(yè)銜接性欠缺；最后，學(xué)生激勵(lì)機(jī)制單一，缺乏課外競賽環(huán)節(jié)。因此，必須針對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)類課程的課程體系、教材建設(shè)、激勵(lì)機(jī)制等方面進(jìn)行了改進(jìn)，以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 力學(xué)課程 工程應(yīng)用 課程體系 激勵(lì)機(jī)制

理論力學(xué)、材料力學(xué)以及工程力學(xué)是絕大多數(shù)工科院校的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。然而，由于學(xué)生專業(yè)背景存在諸多差異，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)模式遇到諸多問題，嚴(yán)重影響了人才培養(yǎng)質(zhì)量。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)模式存在的問題主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）教學(xué)內(nèi)容過度理論化，無法適應(yīng)人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變的要求。很多院校的教學(xué)內(nèi)容過度偏重于理論，而應(yīng)用型人才的需求卻對(duì)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和實(shí)際動(dòng)手能力提出了比以往理論型人才更高的要求。為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求，需要以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行改革。（2）課程體系僵化，專業(yè)銜接性欠缺，不能適應(yīng)課時(shí)普遍減少這一大的趨勢(shì)。近年來，很多院校對(duì)相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案的修訂，使得力學(xué)課程的課時(shí)量減少，必須對(duì)力學(xué)課程進(jìn)行相應(yīng)的精簡。課時(shí)精簡方案必須要盡量保證教學(xué)體系的完整性，同時(shí)要針對(duì)不同學(xué)生專業(yè)背景，做到因材施教，重點(diǎn)突出。（3）學(xué)生激勵(lì)機(jī)制單一，缺乏課外競賽環(huán)節(jié)。力學(xué)類課程作為基礎(chǔ)課程，相關(guān)公式和計(jì)算比較繁瑣，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。為了更加廣泛地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，需要改革課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立合適的課外激勵(lì)機(jī)制。為了解決教學(xué)中存在的問題，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，各院校有必要對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)類課程的課程體系、①教材建設(shè)、②激勵(lì)機(jī)制③等方面進(jìn)行改進(jìn)。

為了解決教學(xué)模式中存在的問題，必須針對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)類課程的課程體系、教材建設(shè)、激勵(lì)機(jī)制等方面進(jìn)行了改進(jìn)，建立符合新型人才培養(yǎng)模式需求及新的課程內(nèi)容體系的課程考核方式；規(guī)范教學(xué)資料，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮集體智慧；建立課堂教學(xué)互評(píng)制度，形成良性的互幫互助機(jī)制，注重示范引導(dǎo)；要優(yōu)化教學(xué)課時(shí)配置，提升基礎(chǔ)力學(xué)課程與專業(yè)課程的銜接度，不同專業(yè)背景的學(xué)生要有不同的課時(shí)配置方案。比如車輛專業(yè)，更關(guān)心的是碰撞與摩擦，而材料專業(yè)對(duì)此部分的要求則較低，根據(jù)專業(yè)背景調(diào)整知識(shí)點(diǎn)的課時(shí)配置尤為重要。傳統(tǒng)的課程授課方式也要進(jìn)行改進(jìn)，既要保證重要知識(shí)點(diǎn)的理論完整性又要注重學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力，讓學(xué)生時(shí)刻清楚所學(xué)的力學(xué)知識(shí)要應(yīng)用到工程實(shí)際中的哪些方面中去，以工程實(shí)際應(yīng)用案例對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的引導(dǎo)，這樣才能提高學(xué)生的主動(dòng)性，形成講授與自學(xué)有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式。此外，教學(xué)手段要進(jìn)行改革創(chuàng)新，要增強(qiáng)教學(xué)的感染力和教學(xué)實(shí)效，在教學(xué)中要適當(dāng)穿插反轉(zhuǎn)課堂的思想，讓學(xué)生主動(dòng)發(fā)問，以學(xué)生關(guān)心的點(diǎn)為中心進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的鋪展。

課程體系的改革要注意如下四點(diǎn)內(nèi)容：（1）推進(jìn)課堂教學(xué)模式和網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模式，充分利用教材提供的音像、網(wǎng)絡(luò)和課件資源，使其發(fā)揮最佳效益，增強(qiáng)教學(xué)的感染力，提高教學(xué)實(shí)效。推進(jìn)MOOC課程的開發(fā)，給學(xué)生搭建出完善的課上和課下學(xué)習(xí)體系。這樣不同學(xué)生可以根據(jù)自己對(duì)課程的掌握程度調(diào)整學(xué)習(xí)計(jì)劃和方案。（2）改進(jìn)已有的較為死板的考核制度。目前，大多數(shù)高校學(xué)生關(guān)注的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是老師要考什么，而不是什么對(duì)自身發(fā)展有用。因此要適當(dāng)減少期末考試分?jǐn)?shù)的比重，增加討論小組的考評(píng)結(jié)果以及課程實(shí)踐綜合評(píng)分的比重，這樣既能達(dá)到考核目的又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，最終形成既重視基礎(chǔ)理論知識(shí)又鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)的綜合性、多元化的考核機(jī)制，改變以往單純依靠試題分?jǐn)?shù)來衡量學(xué)生知識(shí)掌握能力的現(xiàn)狀。（3）對(duì)教案進(jìn)行細(xì)化和完善，對(duì)教材進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和補(bǔ)充，以適應(yīng)不同學(xué)生的需要。學(xué)生更多的關(guān)心所學(xué)力學(xué)知識(shí)在實(shí)際中應(yīng)用到了什么地方，鑒于此必須在課程中增加體現(xiàn)實(shí)際工程應(yīng)用的教學(xué)資料，建立從工程實(shí)際中來到工程實(shí)際中去的工程科學(xué)模式。（4）定期開展教學(xué)模式改革研討會(huì)。一般來說力學(xué)教研室的各位任課教師都要面對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)中會(huì)遇到很多共性和個(gè)性的問題。通過課程群內(nèi)各門課程乃至不同課程教師之間課堂教學(xué)的互評(píng)，取長補(bǔ)短，往往可以得到建設(shè)性建議，進(jìn)而形成良性的互幫互助機(jī)制，共同提高力學(xué)基礎(chǔ)類課堂教學(xué)質(zhì)量。

在教材建設(shè)方面，首先，各院校應(yīng)根據(jù)本學(xué)校的專業(yè)特色，整理、甚至編寫與本校學(xué)科特色、教學(xué)內(nèi)容吻合度更高的力學(xué)基礎(chǔ)課程教材，如《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《工程力學(xué)》等。通用的教材雖然經(jīng)典，但有些時(shí)候卻不一定普遍適用于所有專業(yè)，而且不同專業(yè)對(duì)教材不同章節(jié)詳細(xì)程度的要求是有很大差別的。同時(shí)，也要積極編寫輔助教材，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化、歸納和梳理，幫助學(xué)生在課后更好地進(jìn)行復(fù)習(xí)或知識(shí)點(diǎn)的掌握和強(qiáng)化。其次，教研室或任課教師應(yīng)綜合校內(nèi)外的教學(xué)資源，完善基礎(chǔ)力學(xué)課程的工程案例庫，充實(shí)力學(xué)課程動(dòng)畫教學(xué)資料庫，這樣可以使學(xué)生更容易了解相關(guān)的力學(xué)知識(shí)。同時(shí)對(duì)各門課程所選用教材編制習(xí)題庫或外購較高質(zhì)量習(xí)題庫，形成更加完善的教輔資料體系。最后，對(duì)課程進(jìn)行精簡的院校需要針對(duì)課時(shí)壓縮的實(shí)際情況和各專業(yè)的實(shí)際需求，優(yōu)化學(xué)時(shí)配置，突出優(yōu)秀內(nèi)容，提升基礎(chǔ)力學(xué)課程與專業(yè)課程的銜接度。針對(duì)當(dāng)前人才培養(yǎng)模式的需求，簡化各門課程中不必要的理論推導(dǎo)，增加實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，增設(shè)討論課環(huán)節(jié)，針對(duì)實(shí)施細(xì)節(jié)交流實(shí)施心得。針對(duì)不同學(xué)院不同專業(yè)背景的學(xué)生制定不同的講授方案，因材施教，對(duì)其將來可能頻繁應(yīng)用的知識(shí)重點(diǎn)講解，適當(dāng)增加講解深度。對(duì)力學(xué)課程的精簡，要保證教學(xué)體系的完整性，針對(duì)不同學(xué)生專業(yè)背景，因材施教，重點(diǎn)突出。

激勵(lì)機(jī)制方面要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程科學(xué)思想，從工程中來，到工程中去，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生跨學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備，發(fā)展創(chuàng)新思維的能力。通過搭建技能競賽平臺(tái)，全面培養(yǎng)學(xué)生技能和動(dòng)手能力，完善過程保障和獎(jiǎng)勵(lì)保障機(jī)制。具體實(shí)施辦法有如下三點(diǎn)：（1）以專業(yè)能力培養(yǎng)為主線，以學(xué)生技能競賽為契機(jī)，以用人單位的需求為依據(jù)， 結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特性在每一學(xué)期舉辦1次專業(yè)競賽， 將學(xué)生參加專業(yè)競賽與獲得的證書作為綜合素質(zhì)學(xué)分的認(rèn)定。此類競賽不應(yīng)是簡單的傳統(tǒng)書本知識(shí)的考查，而應(yīng)與學(xué)生將來的工作方向聯(lián)系在一起，例如機(jī)械專業(yè)可以以機(jī)器人為中心進(jìn)行相應(yīng)競賽內(nèi)容的設(shè)計(jì)。（2）與企業(yè)合作，健全實(shí)習(xí)基地保證參賽同學(xué)的正常訓(xùn)練。這不僅可以提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，還能建立學(xué)生和企業(yè)的聯(lián)系，為學(xué)生將來的就業(yè)問題提供一個(gè)雙向選擇機(jī)會(huì)，這也為實(shí)現(xiàn)“以賽促學(xué)、以賽促練、以賽促教”的實(shí)踐教學(xué)模式提供了保障。（3）健全學(xué)生獎(jiǎng)勵(lì)辦法，將競賽成績折算成相應(yīng)的綜合素質(zhì)學(xué)分，在獎(jiǎng)學(xué)金、助學(xué)金以及評(píng)優(yōu)中優(yōu)先考量。這樣學(xué)生就會(huì)以極大的熱情和積極性去完成相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

綜上所述，以工程應(yīng)用為導(dǎo)向的基礎(chǔ)力學(xué)課程改革可以由“兩個(gè)體系，一個(gè)機(jī)制”來保證。即建立“面向工程實(shí)際的授課體系”，“面向?qū)I(yè)的課程內(nèi)容體系”以及“以賽促教的多元化激勵(lì)機(jī)制”。力學(xué)課程要推進(jìn)課堂教學(xué)模式+網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)模式，形成鼓勵(lì)自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)的綜合性、多元化的考核機(jī)制，建立從工程實(shí)際中來到工程實(shí)際中去的工程科學(xué)模式。對(duì)于不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合理調(diào)整，突出優(yōu)秀內(nèi)容，提升基礎(chǔ)力學(xué)課程與專業(yè)課程的銜接度。針對(duì)當(dāng)前人才培養(yǎng)模式的需求，簡化各門課程中不必要的理論推導(dǎo)，增加實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，增設(shè)討論課環(huán)節(jié)，針對(duì)實(shí)施細(xì)節(jié)交流實(shí)施心得，通過各類比賽提高學(xué)生的專業(yè)技能水平與專業(yè)實(shí)踐能力，最終實(shí)現(xiàn)提高人才質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的。