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力學基礎論文:關于創新教學模式，構建基礎力學和諧課堂
論文關鍵詞：創新 教學模式 基礎力學 和諧課堂
論文摘要：結合基礎力學教學實際，論述了通過以學生為主體，以教師為主導，采取多種有效教學方式，激發學生學習積極性，營造互動和諧的教學氛圍，不斷提高學生的綜合素質，來創新教學模式，探索構建和諧課堂，努力使傳統課堂教學中的教學內容、教學方法、師生關系、課堂氛圍等要素間處于協調和諧狀態。
黨的十六大提出建設社會主義和諧社會的要求，黨的十六屆六中全會通過的《中共中央關于構建社會主義和諧社會若干重大問題的決定》指出，要“大力實施科教興國和人才強國戰略，實施素質教育，深化教育改革，提高教育質量”。作為高校的一線教師貫徹落實十六屆六中全會精神，首要的是要創新教學模式，探索構建和諧課堂，努力使傳統課堂教學中的教學內容、教學方法、師生關系、課堂氛圍等要素間處于相互依存、相互協調、相互促進的狀態，促進教學結構、教學模式、教學質量的和諧發展，實現學生掌握知識、運用知識和開發創造力的有機統一。
基礎力學是工科大學重要的技術基礎課，如何創新教學模式，構建基礎力學和諧課堂，筆者在多年的教學實踐中進行了有益的嘗試和探索。通過以學生為主體，以教師為主導，采取多種有效教學方式，努力激發學生學習積極性，營造互動和諧的教學氛圍，不斷提高學生的綜合素質，來構建和諧課堂。通過教師的積極引導，通過學生的思維，引導學生主動探究知識的形成和發展過程，努力形成在教師激勵和指導下的學生主動學習的互動過程，不僅使學生學到“知識”，更重要的是培養學生的“學習能力”。
一、努力激發學生的學習積極性
學習興趣是學習的生命力、源動力。學生只有產生興趣，才能充分發揮主觀能動性，產生學習積極性；只有懷著好奇心和求知欲，自覺地投入到學習過程中來，才能主動地去學習知識、掌握知識和運用知識，才會提高學習效率，學習上才會卓有成效。從多年的教學實踐看，一部分學生對力學缺乏的恰恰就是興趣，當然就學不好。因此，構建和諧課堂，教師首要的任務就是努力激發學生的學習積極性。
(1)理論聯系實際，引入日常生活中的力學現象。理論知識與日常生活實際相結合是激發興趣的重要手段。在《理論力學》的教學中，可以適當地穿插一些生活中的“身邊力學”。例如“走路中的力學”，“倒立雞蛋”的道理，“倒啤酒的學問”，“硬骨魚、軟骨魚及海獸獲得升力的力學”等，學生們對這些生活、生理現象都非常感興趣。這些看似簡單，就發生在我們身邊的司空見慣的現象，都可以用我們學過的力學知識來解釋。日常生活中許多現象都與力學有著千絲萬縷的聯系，學生從中可以領會到力學的重要性和趣味性，進而鍛煉學生用力學知識解釋一些身邊現象，達到學以致用、理論聯系實際的目的，起到拋磚引玉的作用。
(2)結合典型案例，引入熱點工程背景。在多媒體教學中列舉一些實用、熱點的工程案例。《材料力學》研究的主要內容是結構的破壞，所以在《材料力學》的教學中，可以引入一些大家非常熟悉并且感興趣的與結構破壞有關的災難性事件，讓學生分析其破壞的原因。例如，被稱為“不沉之船”的豪華游輪“泰坦尼克號”在短短3小時內就被海水吞沒；美國“哥倫比亞號”航天飛機在結束了為期16天的太空科學試驗任務后，返回地球途中在美國得克薩斯州北部上空解體墜毀，機上7名宇航員全部遇難，這些事件案例都與材料結構破壞有關。引入典型案例可以收到很好的教學效果：一方面學生感到很新鮮，學習興趣很大；另一方面，學生會領悟到復雜的實際工程問題是由一個個簡單的、就存在我們身邊的力學現象所組成的，讓學生們體會到力學實際上也是看得見、摸得著的東西，改變以往那種認為力學就是一些抽象的、深奧的理論的印象。實踐證明，這是一種激發學習興趣的較好方法。
二、積極探索多種有效的教學方式
(1)采用以提問為主的啟發式教學方式，實現教師引導與學生主動性思考的和諧統一。啟發式教學是培養學生創造性的一種方法，通過教師的啟發、引導，達到學生獨立思考，主動獲取知識的目的。提問是啟發式教學的主要方法。旨在激發學生深入思考產生創造性思維的提問可采取如下兩種形式：一是用類比來激發，提出相互類比的事物，比較分析兩者的異同，從而讓學生清楚地把握各自的本質。例如講授定軸轉動微分方程時，用平動時的微分方程來類比，即Mac=∑與Joe=∑M0()類比；二是用限定來激發，使學生只能按照一定的思路去思考某些問題，這是具有具體方向的提問。例如講授拉氏方程推導時，因為問題很復雜，學生很難想到是如何推導出來的，采取這種方式效果較好。
(2)增加計算機輔助教學，實現傳統教學方式與現代應用技術的有機結合。傳統的基礎力學教學內容和方式仍沿用過去的教學體系，主要以力學基本理論和傳統的力學手算為主，而手算所能夠解決的問題畢竟有限。隨著計算機技術在力學實際工程中的應用，計算機仿真軟件已經使得許多復雜的力學計算變成現實。這種現代高新技術的成果和實踐應該在現代基礎力學高等教育中充分體現，一方面，使學生掌握基礎力學基本理論，另一方面，使學生了解近期的和前沿的技術成果。例如，《理論力學》中建立靜力學平衡方程一般采用矩陣形式表示，求解時采用矩陣代數的方法，便于編寫計算機求解程序，利用計算機軟件求解靜力學平衡問題。通過鍛煉學生編寫計算機求解力學問題的常用程序，為后面的材料力學、結構力學和彈性力學中應用有限元方法計算機仿真分析夯實基礎，也有利于學生畢業后盡快適應復雜工程結構的力學分析。再如，在《材料力學》教學中，可以采用最為通用和有效的有限元軟件Ansys進行補充教學。Ansys程序是一個融結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的多物理場通用的有限元分析軟件，它較大的優點是計算簡單的問題不用編制程序，是“菜單式”操作，容易操作和掌握。Ansys軟件可以數值模擬結構的應力、應變和位移的分布云圖，動態演示結構的變形隨載荷變化的整個過程。特別是對學生很難理解的組合變形，如非對稱彎曲，偏心拉壓、彎扭組合等的應力、應變和位移分布情況，Ansys軟件最為有效。
實踐證明，引入計算機應用程序和軟件，將原來枯燥乏味的力學概念轉化為圖文并茂、生動形象的畫面，開拓了學生視野，增強了學生的計算機應用能力，便于學生掌握力學基礎知識。
三、著力營造良好的課堂教學氛圍
(1)鼓勵學生挑戰，營造活躍、互動的課堂氛圍。鼓勵學生挑戰，其目的是培養學生科學的學習態度和嚴謹的學風。視老師為“圣人”，視教材為“圣經”，這樣培養出來的學生，自然對教師服從，卻缺乏自己的思維空間。任何一位教師，不論其學識有多深、職稱有多高、資格有多老，授課時難免存在錯誤的地方，因此，要鼓勵學生敢于向教師提出挑戰，有疑問可以隨時提出，讓其它學生來回答，再由教師進行總結，找出正確答案。例如《理論力學》平面運動剛體的動能應該等于隨質心平動的動能加上繞質心轉動的動能。老師可以說成隨基點平動的動能加上繞基點轉動的動能，讓學生來挑錯誤，再將正確的答案給出。實踐證明，鼓勵學生挑毛病有如下優點：一是使學生與教師真正地互動起來，達到教與學的結合；二是課堂氣氛非常活躍，充分體現學生是課堂的主體，教師只是發揮引導作用；三是可以充分調動學生的主動思維，較大限度地避免使學生處于被動地位。
(2)運用課堂討論交流，營造積極、良好的課堂氛圍。課堂討論既是學生之間、師生之間交流問題和知識的重要方式，也是學生之間、師生之間情感的交流合作，有利于營造積極民主、寬松和諧的課堂氛圍。在課堂討論時，允許學生產生各種合理的疑問，允許學生有各種不同的想法。對與正確答案不一致的，通過討論，讓學生反思自己的探究過程和方法，找出錯誤的原因，培養學生嚴謹的治學作風。例如，《材料力學》中用疊加法求彎曲變形的問題，學生容易將簡支梁中的載荷進行移動，結果肯定是錯誤的。通過課堂討論，找出是移動載荷之后彎矩有變化的原因。要積極鼓勵學生敢于說出與別人不同的想法和創造性思維，包括與老師不同的想法，教師要從提高學生的綜合素質角度出發，讓學生自主探究，交流合作。課堂討論可以采取集中討論、小組討論的形式。通過學生之間對問題的相互質疑、相互辯論、相互激勵，一方面促進學生積極主動地學習，另一方面充分地激發學生的探索意識。教師可以借助多媒體技術，給學生提供更多的主動參與機會，在討論交流的過程中，為學生提供了練習口頭表達能力的機會；培養學生傾聽別人的意見，對別人的意見作出評價，讓學生學會在合作中發展、在競爭中成長。
(3)請學生上講臺，培養學生的綜合能力。現代社會需要既有扎實的知識和技能，又有敏銳的洞察力、良好的表達能力的復合型人才。在課堂教學中，給學生提供充分發揮的講臺，選擇適當的內容由學生自己來講述，發表觀點、介紹思路，鼓勵大家多提問，共探討，不但活躍了課堂氣氛，提高了同學們的熱情，更有利于培養學生的自學、總結、歸納和語言表達等綜合能力。例如，《理論力學》空間力系的“力在軸上的投影”、“力對軸之矩”和“力對點之矩”的概念，就可以在課堂上請學生來講，其他同學可以提問，發表自己的看法，再由老師來總結、歸納。請學生上講臺，一方面，使學生通過學習和思考，把書本知識變成自己的知識；另一方面，使學生把學到的知識用簡潔、明了的語言或文字表達清楚，培養表達能力。
和諧課堂以“一切為了學生，為了一切學生，為了學生一切”為宗旨，在這樣的課堂上，教師關注每一個學生的發展，每一個學生都可以找回自我，都能在各自的基礎上獲得發展。
力學基礎論文:關于創新教學模式，構建基礎力學和諧課堂
論文關鍵詞：創新 教學模式 基礎力學 和諧課堂
論文摘要：結合基礎力學教學實際，論述了通過以學生為主體，以教師為主導，采取多種有效教學方式，激發學生學習積極性，營造互動和諧的教學氛圍，不斷提高學生的綜合素質，來創新教學模式，探索構建和諧課堂，努力使傳統課堂教學中的教學內容、教學方法、師生關系、課堂氛圍等要素間處于協調和諧狀態。
黨的十六大提出建設社會主義和諧社會的要求，黨的十六屆六中全會通過的《中共中央關于構建社會主義和諧社會若干重大問題的決定》指出，要“大力實施科教興國和人才強國戰略，實施素質教育，深化教育改革，提高教育質量”。作為高校的一線教師貫徹落實十六屆六中全會精神，首要的是要創新教學模式，探索構建和諧課堂，努力使傳統課堂教學中的教學內容、教學方法、師生關系、課堂氛圍等要素間處于相互依存、相互協調、相互促進的狀態，促進教學結構、教學模式、教學質量的和諧發展，實現學生掌握知識、運用知識和開發創造力的有機統一。
基礎力學是工科大學重要的技術基礎課，如何創新教學模式，構建基礎力學和諧課堂，筆者在多年的教學實踐中進行了有益的嘗試和探索。通過以學生為主體，以教師為主導，采取多種有效教學方式，努力激發學生學習積極性，營造互動和諧的教學氛圍，不斷提高學生的綜合素質，來構建和諧課堂。通過教師的積極引導，通過學生的思維，引導學生主動探究知識的形成和發展過程，努力形成在教師激勵和指導下的學生主動學習的互動過程，不僅使學生學到“知識”，更重要的是培養學生的“學習能力”。
一、努力激發學生的學習積極性
學習興趣是學習的生命力、源動力。學生只有產生興趣，才能充分發揮主觀能動性，產生學習積極性；只有懷著好奇心和求知欲，自覺地投入到學習過程中來，才能主動地去學習知識、掌握知識和運用知識，才會提高學習效率，學習上才會卓有成效。從多年的教學實踐看，一部分學生對力學缺乏的恰恰就是興趣，當然就學不好。因此，構建和諧課堂，教師首要的任務就是努力激發學生的學習積極性。
(1)理論聯系實際，引入日常生活中的力學現象。理論知識與日常生活實際相結合是激發興趣的重要手段。在《理論力學》的教學中，可以適當地穿插一些生活中的“身邊力學”。例如“走路中的力學”，“倒立雞蛋”的道理，“倒啤酒的學問”，“硬骨魚、軟骨魚及海獸獲得升力的力學”等，學生們對這些生活、生理現象都非常感興趣。這些看似簡單，就發生在我們身邊的司空見慣的現象，都可以用我們學過的力學知識來解釋。日常生活中許多現象都與力學有著千絲萬縷的聯系，學生從中可以領會到力學的重要性和趣味性，進而鍛煉學生用力學知識解釋一些身邊現象，達到學以致用、理論聯系實際的目的，起到拋磚引玉的作用。
(2)結合典型案例，引入熱點工程背景。在多媒體教學中列舉一些實用、熱點的工程案例。《材料力學》研究的主要內容是結構的破壞，所以在《材料力學》的教學中，可以引入一些大家非常熟悉并且感興趣的與結構破壞有關的災難性事件，讓學生分析其破壞的原因。例如，被稱為“不沉之船”的豪華游輪“泰坦尼克號”在短短3小時內就被海水吞沒；美國“哥倫比亞號”航天飛機在結束了為期16天的太空科學試驗任務后，返回地球途中在美國得克薩斯州北部上空解體墜毀，機上7名宇航員全部遇難，這些事件案例都與材料結構破壞有關。引入典型案例可以收到很好的教學效果：一方面學生感到很新鮮，學習興趣很大；另一方面，學生會領悟到復雜的實際工程問題是由一個個簡單的、就存在我們身邊的力學現象所組成的，讓學生們體會到力學實際上也是看得見、摸得著的東西，改變以往那種認為力學就是一些抽象的、深奧的理論的印象。實踐證明，這是一種激發學習興趣的較好方法。
二、積極探索多種有效的教學方式
(1)采用以提問為主的啟發式教學方式，實現教師引導與學生主動性思考的和諧統一。啟發式教學是培養學生創造性的一種方法，通過教師的啟發、引導，達到學生獨立思考，主動獲取知識的目的。提問是啟發式教學的主要方法。旨在激發學生深入思考產生創造性思維的提問可采取如下兩種形式：一是用類比來激發，提出相互類比的事物，比較分析兩者的異同，從而讓學生清楚地把握各自的本質。例如講授定軸轉動微分方程時，用平動時的微分方程來類比，即Mac=∑與Joe=∑M0()類比；二是用限定來激發，使學生只能按照一定的思路去思考某些問題，這是具有具體方向的提問。例如講授拉氏方程推導時，因為問題很復雜，學生很難想到是如何推導出來的，采取這種方式效果較好。
(2)增加計算機輔助教學，實現傳統教學方式與現代應用技術的有機結合。傳統的基礎力學教學內容和方式仍沿用過去的教學體系，主要以力學基本理論和傳統的力學手算為主，而手算所能夠解決的問題畢竟有限。隨著計算機技術在力學實際工程中的應用，計算機仿真軟件已經使得許多復雜的力學計算變成現實。這種現代高新技術的成果和實踐應該在現代基礎力學高等教育中充分體現，一方面，使學生掌握基礎力學基本理論，另一方面，使學生了解近期的和前沿的技術成果。例如，《理論力學》中建立靜力學平衡方程一般采用矩陣形式表示，求解時采用矩陣代數的方法，便于編寫計算機求解程序，利用計算機軟件求解靜力學平衡問題。通過鍛煉學生編寫計算機求解力學問題的常用程序，為后面的材料力學、結構力學和彈性力學中應用有限元方法計算機仿真分析夯實基礎，也有利于學生畢業后盡快適應復雜工程結構的力學分析。再如，在《材料力學》教學中，可以采用最為通用和有效的有限元軟件Ansys進行補充教學。Ansys程序是一個融結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的多物理場通用的有限元分析軟件，它較大的優點是計算簡單的問題不用編制程序，是“菜單式”操作，容易操作和掌握。Ansys軟件可以數值模擬結構的應力、應變和位移的分布云圖，動態演示結構的變形隨載荷變化的整個過程。特別是對學生很難理解的組合變形，如非對稱彎曲，偏心拉壓、彎扭組合等的應力、應變和位移分布情況，Ansys軟件最為有效。
實踐證明，引入計算機應用程序和軟件，將原來枯燥乏味的力學概念轉化為圖文并茂、生動形象的畫面，開拓了學生視野，增強了學生的計算機應用能力，便于學生掌握力學基礎知識。
三、著力營造良好的課堂教學氛圍
(1)鼓勵學生挑戰，營造活躍、互動的課堂氛圍。鼓勵學生挑戰，其目的是培養學生科學的學習態度和嚴謹的學風。視老師為“圣人”，視教材為“圣經”，這樣培養出來的學生，自然對教師服從，卻缺乏自己的思維空間。任何一位教師，不論其學識有多深、職稱有多高、資格有多老，授課時難免存在錯誤的地方，因此，要鼓勵學生敢于向教師提出挑戰，有疑問可以隨時提出，讓其它學生來回答，再由教師進行總結，找出正確答案。例如《理論力學》平面運動剛體的動能應該等于隨質心平動的動能加上繞質心轉動的動能。老師可以說成隨基點平動的動能加上繞基點轉動的動能，讓學生來挑錯誤，再將正確的答案給出。實踐證明，鼓勵學生挑毛病有如下優點：一是使學生與教師真正地互動起來，達到教與學的結合；二是課堂氣氛非常活躍，充分體現學生是課堂的主體，教師只是發揮引導作用；三是可以充分調動學生的主動思維，較大限度地避免使學生處于被動地位。
(2)運用課堂討論交流，營造積極、良好的課堂氛圍。課堂討論既是學生之間、師生之間交流問題和知識的重要方式，也是學生之間、師生之間情感的交流合作，有利于營造積極民主、寬松和諧的課堂氛圍。在課堂討論時，允許學生產生各種合理的疑問，允許學生有各種不同的想法。對與正確答案不一致的，通過討論，讓學生反思自己的探究過程和方法，找出錯誤的原因，培養學生嚴謹的治學作風。例如，《材料力學》中用疊加法求彎曲變形的問題，學生容易將簡支梁中的載荷進行移動，結果肯定是錯誤的。通過課堂討論，找出是移動載荷之后彎矩有變化的原因。要積極鼓勵學生敢于說出與別人不同的想法和創造性思維，包括與老師不同的想法，教師要從提高學生的綜合素質角度出發，讓學生自主探究，交流合作。課堂討論可以采取集中討論、小組討論的形式。通過學生之間對問題的相互質疑、相互辯論、相互激勵，一方面促進學生積極主動地學習，另一方面充分地激發學生的探索意識。教師可以借助多媒體技術，給學生提供更多的主動參與機會，在討論交流的過程中，為學生提供了練習口頭表達能力的機會；培養學生傾聽別人的意見，對別人的意見作出評價，讓學生學會在合作中發展、在競爭中成長。
(3)請學生上講臺，培養學生的綜合能力。現代社會需要既有扎實的知識和技能，又有敏銳的洞察力、良好的表達能力的復合型人才。在課堂教學中，給學生提供充分發揮的講臺，選擇適當的內容由學生自己來講述，發表觀點、介紹思路，鼓勵大家多提問，共探討，不但活躍了課堂氣氛，提高了同學們的熱情，更有利于培養學生的自學、總結、歸納和語言表達等綜合能力。例如，《理論力學》空間力系的“力在軸上的投影”、“力對軸之矩”和“力對點之矩”的概念，就可以在課堂上請學生來講，其他同學可以提問，發表自己的看法，再由老師來總結、歸納。請學生上講臺，一方面，使學生通過學習和思考，把書本知識變成自己的知識；另一方面，使學生把學到的知識用簡潔、明了的語言或文字表達清楚，培養表達能力。
和諧課堂以“一切為了學生，為了一切學生，為了學生一切”為宗旨，在這樣的課堂上，教師關注每一個學生的發展，每一個學生都可以找回自我，都能在各自的基礎上獲得發展。
力學基礎論文:淺析談基礎力學課程教學質量與改革
作者：陳繼生 張功學 張艷華
論文關鍵詞：現代教育思想 教學改革 工程力學教學質量
論文摘要：本文分析了現代教育思想的特點和當前的高等教育教學改革的現狀、重要性及存在的問題,并且從轉變舊的教育觀的角度, 就工程力學課程的教學改革以及提高課堂教學質量方面, 作一些探討。
引言
近幾十年來, 教育事業的發展在全國范圍內出現了前所未有的新情況, 各種教學改革的實驗風起云涌, 一些創造性的教學理論主張紛紛出現。高等教育正面臨著一場嚴峻的挑戰, 能否盡快地培養適應新技術革命發展和世界經濟競爭需要的人才, 已成為當前教育改革的中心內容。高等教育是未來的事業, 今天的教育水平和方式對明天的科研發展起著決定性的影響。如果具有高智商的勞動者參加生產過程, 促使智力勞動取代體力勞動, 就能創造更多的物質財富。 因此, 高等教育的社會經濟職能將隨著科技水平向縱深發展, 而顯得愈加重要。從全國范圍來看,我國高校的教學改革已經開始呈現深入發展的良好形勢,教學改革的指導思想逐漸明確,已經形成一個積極開展教學改革的大氣候。但綜觀我國高校教學改革的實踐,還有一些亟待解決的問題。因此,必須大力弘揚現代教育思想,徹底轉變舊的教育觀念,積極主動地進行教育教學改革,使這項偉大的事業有實質性的,多方位的向前推進。
1 改革傳統的教育體制, 發展現代教育思想勢在必行
當代科學技術的發展突飛猛進, 導致知識數量急劇增加, 知識更新日趨加快, 引起了所謂 ”知識爆炸” 的現象。為了適應這種新形勢, 客觀上對新一代人提出了更高要求, 對傳統的教學思想和教育方法提出了新的挑戰。并且隨著現代科技的飛速發展, 與教學理論有關的生命科學研究有了重大突破, 例如在腦生理學, 教育心理學等方面, 已經取得了許多開拓性的成果, 使人們對人類的認識規律有了更進一步的了解。近代科學方法論, 如系統論、信息論和控制論的出現, 給教育理論的研究提供了新的思想和方法,以前所進行的教學改革中有許多仍沒有擺脫應試教育的束縛,且以局部的、單項的改革和操作性的修修補補居多,局限性較大,尚未能構造出一種真正體現素質教育思想的教學新體系。這里,既有教學改革本身不夠到位的原因,也有受課程制約的因素。因此,從總體上看,素質教育的成效還不夠明顯,尚未取得突破性的進展。長期以來一直困擾著我們的教學方式單一、學生被動學習、個性受到壓抑等頑疾均未能從根本上得到有效的醫治;教學實踐中,過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的狀況普遍存在。這是教學改革要著力解決的主要問題。我們通過教學改革,可望在一個更高、更深、更的層次上展開,有對存在問題的檢討和共識, 使教學改革真正朝著實施素質教育的方向大踏步前進。
2 現代教育思想的重要特點之一是主張以教師為主導和以學生為主體的辯證統一
在傳統的教學思想中,存在的弊端之一是在教與學的關系上,主張以教師為中心,強調教師至上,教學過程變成了灌與裝的過程。而現代教學思想則調動學生的學習主動性,十分重視學生的主體作用,把激發學生的內在動機作為提高教學效果的重要條件。因而在教學原則方面主張教學應充分引起學生的好奇心和求知欲,增強學習興趣,調動學生的學習主動性。 要使學生理解學習過程,掌握學習方法和思維方法,讓學生自覺、積極、主動地學習。與此同時,現代教育思想也十分強調在教學過程中,實現教與學的配合。在教與學的關系上,強調以教為主導,以學為主體的辯證統一。把教師的主導作用與學生的主體作用有機地結合起來,以獲得教學的效果。
當然師生之間應該建立起融洽的理解型的師生關系,因為這是教學順利開展的必要條件。只有建立融洽的師生關系,學生才會感受到教師的欣賞和信任,形成健康的心理狀態,有足夠的自尊和自信,從而以積極的態度學習。理解型的師生關系是“我”與“你”的平等對話關系。建構理解型師生關系的主要責任在教師,在于教師如何理解學生。教師只有樹立正確的學生觀,并具有高尚的道德情操,在理想的溝通情境下通過與學生對話,才能達到與學生的“視野融合”,真正建立起理解型的師生關系。
3 重視教學方法的研究,強調知識與智能的統一
教學方法是實現教育思想的方法論,是教師和學生在教學過程中所采用的工作方法和手段,它們對教學效果和人材培養的質量具有重大影響。因此,當前關于現代教學方法的研究,引起了廣大教育工作者們的足夠重視。如上所述,傳統的教學方法存在的問題之一是堅持教師灌,學生被動裝的所謂注入式教學,只重視研究教師如何教,忽視研究學生如何學。現代教學方法則提倡啟發式教學法,如動機啟發,推理啟發,聯想啟發,激疑啟發等,其目的是通過教師的引導去啟發學生主動思維學習,把灌輸和裝載的教學過程轉變為引導和發現的教學過程。在注意教法的同時,也重視學法的研究,主張教法和學法的辯證統一。
推進教學方式和學習方式的轉變也是廣大教育工作者堅定不移的方向。先進的教育觀念要通過先進的教育方式體現出來,教育觀念轉變本身也要在教育方式轉變中進行,二者是相輔相成的關系。觀念不轉變,方式轉變就沒(下轉第70頁)(上接第37頁)有方向,沒有基礎;方式不轉變,觀念轉變就失去了歸宿,失去了落腳點。就教與學關系而言,教師教育觀念、教學方式的轉變最終都要落實到學生學習方式的轉變上。學生學習方式的轉變具有極其重要的意義,這是因為學習方式的轉變將會牽引出思維方式、生活方式甚至生存方式的轉變。學生的自主性、獨立性、能動性和創造性將因此得到真正的張揚和提升。學生不僅將成為學習和教育的主人,而且還將成為生活的主人,成為獨立的、積極參與社會的、有責任感的人。學習方式的轉變因此被看成是課程改革的顯著特征和核心任務。
4 改革傳統的力學教材內容及體系有利于開拓性高智能人材的培養
教學改革的首要任務是教材內容的改革。力學教材內容應圍繞以掌握概念為基礎,以強化應用為重點,以計算分析為手段的中心內容展開。教學時,應在對現有教學內容進行合理取舍的基礎上,引入聯系工程實際和有特色的例題、習題和思考題,適當增加力學電算程序,并給學生安排一定的上機時間,增加實驗教學課時和力學大作業,強化技能訓練,提高動手能力,培養“應用性人才”。為實現這一培養目標,應該打破工程力學由理論力學和材料力學兩部分簡單組合的原課程體系,將教材的整體框架按靜力學、構件承載能力分析和運動力學的次序重組,即將材料力學精編為一篇并置于靜力學后,將外力分析與內力、應力、強度分析有機結合起來。
同時自己在材料力學具體的教學實踐中,曾經實施了“問題教學法 ”。首先,教師要引出一種受外載的工程結構,經過分析與講解,使學生認識到實際問題中,需要對哪些構件進行強度或剛度校核,才能保障結構既安全又經濟的工作。此時學生就會帶著具體問題,處于積極思維狀態,變被動聽講為主動思考解決該問題的途徑和方法。為了便于教學,自己將傳統材力的教材體系(即以基本變形為主干,以研究單個構件強度,剛度,穩定性為核心) 改革為以應力應變為主干,以研究結構的安全,經濟為核心。材力及時部分的基本內容討論拉壓桿為主的桁架結構,扭轉為主的傳動軸結構以及彎曲為主的梁結構等三大基本單元。在每一單元中重點講授結構的受力分析,應力應變分析,強度及剛度計算,并強調說明單個構件的強度,剛度及穩定性與整體結構的安全性,經濟性之間的辯證關系。材力第二部分的內容研究各種組合變形的應力和強度計算,以及應力狀態理論和強度理論。第三部分進行壓桿穩定的分析與計算,用能量法討論靜不定結構的內力和應力,并解決動載荷的強度問題。
5 結語
在整個教育信息化時代的今天,教學改革已經開始呈現深入發展的良好形勢, 但顯得還是比較緩慢,如何加快教學改革的步伐,推進教育現代化進程,仍是擺在我們面前的一個緊迫課題。面對教學改革的實際情況,針對工程力學是工科類專業的一門重要技術基礎課程的特征,在教學內容要增加,教學時數要減少的條件下,必須對現行工程力學課程的教學內容、教學方法、教學手段進行改革,同時在教學中要盡量用生活實例解釋力學理論,倡導對話式教學,加強實驗教學,充分利用利用掛圖、模型、多媒體等教學手段,可使理論學習深入淺出,調動學生學習的主動性和能動性,使班級教學煥發出生機勃勃的情景,進入理想的境界,才能取得令人滿意的教學效果,使教育教學改革事業實實在在地蓬勃向前發展。
力學基礎論文:高校工程教育基礎力學課程教改
摘要
為使基礎力學課程更適于應用型人才培養的教學模式，基于當前高校基礎力學教學的實際情況，結合教學經驗和體會，分析總結基礎力學教學中存在的問題，闡述在基礎力學課程教學中實施工程教育的可行性，提出工程教育背景下基礎力學課程的改革措施。
關鍵詞
基礎力學；工程教育；教學改革
1前言
基礎力學課程是高校各工科專業的專業基礎課，是研究工程中普遍存在的各類結構和構件的受力、運動和變形等現象的學科，一般包括理論力學、材料力學、工程力學和結構力學等。該課程可以培養學生邏輯思維能力以及利用所學理論知識解決實際問題的能力。由于歷史原因，我國高校所講授基礎力學課程的內容大多由蘇聯引進，雖然近年來根據我國實際做了較大改進，但還有部分教材內容比較陳舊抽象、重理論輕實踐，部分教師的教學方法還采用落后的灌輸式教學，不注重與工程實踐相結合，使得課堂氣氛沉悶甚至枯燥無味，降低了學生的學習積極性，進而影響后續專業課程的學習。如何克服基礎力學教學環節中與工程教育培養目標不相符的內容，如何體現工程教育的思想，如何樹立工程認知的思維，如何培養工程實踐的能力，是整個工程教育培養計劃中亟待解決的問題。本文根據當前高校基礎力學教學的實際情況，通過問卷調查的手段，結合自身教學經驗和體會，分析總結基礎力學教學中存在的幾個問題，進而闡述在基礎力學課程教學中實施工程教育的可行性，提出工程教育背景下基礎力學課程進行改革的有效措施。
2現行基礎力學教學中存在的問題
2.1課堂教學內容乏味
基礎力學課程的特點決定了其教學過程中存在大量的公式推導和習題訓練等環節，如果教師經驗不足或不注意與工程實踐相結合，容易使學生產生畏懼心理或感覺枯燥，進而影響對課程的學習效果。為此，對齊魯工業大學機械設計制造及其自動化專業理論力學和材料力學的課堂教學進行問卷調查，結果顯示，65%的學生認為基礎力學課公式多、理論性強，學習有一定難度；有25%的學生認為該課程難度一般，只要多花點兒時間就可以學好該課程；僅有10%的學生認為該課程內容較簡單。調查結果顯示，多數學生對公式推導和部分習題感覺吃力，僅有少數學生對公式推導和習題講解過程能夠理解透徹。之所以產生上述問題，是因為基礎力學課程需要一定的數學、物理基礎和較好的邏輯思維能力，容易使學生感覺到基礎力學課程有一定的難度，如果教師引導不利或學習方法不當，容易使得學生產生畏懼心理甚至抵觸情緒，最終影響基礎力學課程的學習效果。
2.2實驗教學模式古板
以齊魯工業大學為例，目前該校開設基礎力學的各專業中，只有機械設計制造及其自動化專業和過程裝備工程及其自動化專業的材料力學開設8個學時的實驗，而材料成型及其自動化和汽車服務工程等專業的工程力學則不開設實驗。由于學生多、任課教師和實驗設備不足等原因，該課程實驗教學均是驗證型實驗，即教師講解實驗原理、操作步驟和注意事項等，然后示范操作，學生按照教師的示范再操作一次，甚至只讓學生觀摩而不動手操作。這種實驗教學模式較為古板，在實驗課堂中學生只能被動接受，很難產生師生互動，限制了學生主觀能動性的充分發揮，使教學內容與工程實踐產生脫節，與提高學生工程素養的教學目標不相符。
2.3教學內容與工程實踐脫節
目前，不少高校都在縮減專業基礎課程的學時。以齊魯工業大學為例，機械設計制造及其自動化專業的理論力學由原來的80學時減為56學時，材料力學由原來的72學時減為64學時（含8學時實驗），其他專業（如汽車服務工程和材料成型及其自動化等專業）的基礎力學開出學時則更少，但是考慮到后續課程和學生考研等需求，需要講授的內容基本沒減少。為了完成教學計劃，教師在課堂教學中僅能講授教材內的基本理論知識，無法開展與工程實踐相關的教學環節，更談不上滿足工程教育的教學要求。
2.4課程考核方式不合理
我國高校各專業的基礎力學課程多數采用傳統的考核方式，期末總評成績由期末考試的卷面成績和平時成績各占一定比例計算得出。由于學生多、教師少和教室緊張等原因，多數基礎力學課程為多個班級合堂上課，任課教師很難掌握每個學生平時的學習表現，所謂的平時成績也僅能包括考勤、作業或小測驗等。這就使得部分學生上課僅僅是為了應付考勤，而不注意聽講，同時作業抄襲的現象也比較嚴重。為了應付考試，部分學生選擇考前突擊復習，甚至作弊。因此，這種傳統的考核方式容易造成學生只為應付考試，不注重平時的課堂學習和知識積累，使得學生對知識的掌握不系統，無法自如地將所學知識用到工程問題實踐中。
3基礎力學課程教學中實施工程教育的可行性
掌握扎實的工程基礎應用知識是工程教育模式的基礎與核心[1]。由于科學技術的發展速度很快，工程應用領域里許多看似深奧的技術很快就會被新興的技術所取代，只有專業基礎知識掌握扎實的人才可以通過不斷學習適應不斷發展的科學技術。因此，基礎力學作為工科的一門專業基礎課，在其教學過程中實施工程教育是十分重要的。在基礎力學課程教學中實施工程教育，有助于實現培養計劃所規定的教學目標，這一點從基礎力學課程的課程屬性及其在課程體系中所處的位置都可以得以體現。如果基礎力學課程沒有學好，后續專業課程的學習就會變得更為困難，并且會影響將來的職業發展和提高。基礎力學的相關理論知識均來自于工程實踐，學生所學的知識和培養的能力更需要在實踐中檢驗[2]。因此，基礎力學課程中的實踐環節對于培養學生的實踐和創新能力十分重要。專業基礎課中的基礎理論知識是對最共性和最基本的專業知識的總結，如果對其掌握不夠牢固或理解不夠透徹，就不能靈活解決千變萬化的實際問題。要想靈活應對各種實際工作中的問題，必須在基礎力學教學中關注工程實踐。為此，只有精心設計基礎力學課程的教學過程，使其熟練掌握工程基礎應用知識，才可以實現對學生實踐和創新能力的培養，進而構建系統的專業技能。
4基礎力學教學改革的措施
4.1教學內容的項目化設計
基礎力學課程改革可以考慮從教學內容的項目化設計著手，而教學內容的項目化設計要充分結合工程能力指標進行，因為工程教育的理念更加突出教學案例的基礎性和前沿性，更加注重學生實踐能力及創新能力的培養，更加注重教學內容與工程背景的結合。如在講授理論力學中桁架結構的相關知識時，講授完基本理論知識后，可讓學生從身邊的工程實例中尋找桁架應用的實例，引導學生分析、簡化、建立并求解結構的力學模型，對結果予以分析，并以此為基礎制作實驗模型，對計算結果進行實驗驗證。項目化設計還可以考慮在課程設立綜合大作業，給出或讓學生從工程中尋找一個實際的機構或結構，引導和幫助學生建立該機構工作時的力學模型并對其進行求解，將求解結果與實際情況進行對比，讓學生分析理論計算與實際情況存在差別的原因。通過基礎力學教學內容的項目化設計，可以加深學生對其教學內容的理解與掌握，進而實現工程教育相應的能力指標要求。
4.2利用學生的關注點進行創新能力的培養
在基礎力學的課堂教學過程中，可將學生的近期關注點與基礎力學的教學內容相結合，激發學生興趣，拉近師生距離，活躍課堂氣氛，進而引導學生發現問題、分析問題和解決問題。如在講授每一章節知識后，可將時下學生所關心的新聞事件與教學內容相結合，由學生與教師溝通并選定相關主題，在課堂上對自己所選問題的力學原理和解決辦法進行介紹，讓學生學會如何將所學基礎理論知識綜合應用于工程實踐中。此舉可提高學生的表達與溝通能力，也為學生創造一個輕松的課堂氛圍，進而實現工程教育中創新性思維和團隊協作能力的培養目標。工程技術問題都是客觀存在的，不能隨意對其假設或猜測[3]。在處理工程技術問題時，必須將理論知識和實踐經驗相結合，分析問題的本質并提出解決辦法。基礎力學課程的內容由簡單到復雜，知識結構詳盡且系統。其中從靜力學中的基本公理到材料力學中的基本變形，再到彈性力學的能量原理都是在科學的推理、計算和實驗驗證下得出的結果。如在材料力學的研究范圍內分析小變形、彈性桿件的安全問題時，根據材料力學相關理論，從外力分析到內力計算，再到應力和變形，解決桿件的強度、剛度和穩定性等安全問題。這一分析過程既訓練學生的數學運算能力，又培養學生的邏輯推理能力，使學生養成良好的工程語言表達能力，并逐步掌握在工程實踐中發現、分析和解決問題的能力。基礎力學課程中的這些訓練是工程能力指標最基本的體現。另外，在基礎力學課程的教學中，可通過引導學生發展想象能力，訓練其邏輯思維能力[4]。如在講解完桿件拉壓強度的問題之后，改變相應的已知條件，如外力大小、桿件材料、桿件尺寸形狀等，或者讓學生思考在工程實踐中得到上述哪些條件時會遇到障礙，引導他們思考分析并最終解決問題。如果學生遇到困難，就幫助其分析并找出遇到困難的原因。這種以鍛煉學生形象思維為目的教學，能夠增強和鍛煉學生邏輯思維能力及解決實際問題的能力。
4.3課堂表現形式的多樣化設計
基于對學生問卷調查的結果，針對基礎力學課程理論性強和公式推導難度大的特點，教師在講解理論知識時應注重引入易引起學生興趣的工程案例，增強知識的趣味性和實用性。如在講授疲勞失效這一節時，可通過引入貨車司機因超載而引發事故的案例，分析汽車主軸產生失效的原因，講解相關理論知識。利用這樣一個例子引出本節的內容，能夠更好地吸引學生的注意力和活躍課堂氣氛，用理論知識合理解釋工程實踐中遇到的疲勞失效問題。不僅加深學生對理論知識的理解，而且培養學生學以致用的能力。工程實踐中很多實例都可以利用基礎力學的理論加以解釋，在課堂教學中應注意利用該方法引導學生分析歸納并總結提煉自己的想法，培養他們解決實際問題的能力，實現工程教育的教學目標。基礎力學課程教學的表現形式除課堂講授外，還可以設計專題討論會的環節。如根據基礎力學課程的知識點提供幾個討論主題，要求學生利用圖書館或互聯網等資源，查閱資料，制作匯報材料，鼓勵學生課堂上講解并交流討論。通過這種討論可以激發學生的學習積極性，將傳統的單向知識傳授擴展至基于問題解決的師生互動學習，進而培養學生的交流溝通能力和團隊協作能力。
4.4試行靈活的實驗教學模式
教學環節不應該只以教師為主體，而應該是師生互動的教學過程[5]。在專業人才培養方案中將基礎力學課程中的實驗類別從驗證型修改為設計型，對于設計型實驗，教師僅給出實驗的預期目的，讓學生設計實驗的思路，經與教師討論方案可行后，通過查閱資料學習實驗設備的操作方法，自己動手進行實驗。實驗過程中如若遇到問題，及時找老師或同學共同商討解決問題的辦法，引導學生獨立分析實驗數據和規范，撰寫實驗報告。這種實驗方式可使學生由被動變主動，提高學生在實踐中運用所學知識的能力，實現工程教育的教學目的。對于高年級學生，可以根據不同的專業，開設相應的力學綜合開放實驗環節，只要學生有好的想法且思路是可行，或教師引導學生發現好的力學課題，由學生設計解決方案，然后利用實驗室現有設備和軟件解決問題。指導學生利用現有教學資源和實驗室資源，參加各種力學競賽，鼓勵學生撰寫小論文，培養學生的科研能力和創新意識。
4.5改革課程考評方式
課程考評是教學過程的重要組成部分，不能簡單理解為傳統的書面考試，可由多種形式組成。根據基礎力學課程的特點，其考評內容可由力學軟件應用（占10%）、力學模型制作（占20%）、分組報告會（占10%）、實驗報告撰寫（占10%）、平時作業及試卷考核（占50%）等組成。評價形式可采用學生自評、學生互評和教師評價等形式，重點考察學生在各個環節中所起的作用及所負責項目的完成情況，以及與其他學生協作能力等指標。這種考核方式可以避免傳統考試的各種弊端，促進學生的學習積極性，使學生對課程學習產生濃厚興趣，提高對基礎理論的理解和掌握。通過幾個不同階段的教學實踐環節，使學生感到基礎力學課程的重要性，對后續專業課程的學習產生幫助，進而提高學生的實踐能力和創新能力。
5結語
為了解決目前基礎力學教學中存在的問題，使其適應工程教育的人才培養目標，培養學生解決實際工程問題的能力，在教學過程中要有意識地培養學生的工程素養。基礎力學課程的教學改革正是基于應用型人才培養的一次嘗試。課程改革需要反復的探索和實踐，課題組將繼續開展并深化基礎力學課程的教學改革，使其利于應用型人才培養模式目的實現。
作者：王明祿 許崇海 魏高峰 周泉 單位：齊魯工業大學機械與汽車工程學院
力學基礎論文:土木專業碩士研究生力學基礎課程
一、課程群主要建設思路及知識模塊
面對當今力學基礎和數學基礎都較薄弱的土木專業工程碩士研究生，這兩門課程的建設與改革也應順應時展的要求，以增強學生的工程應用能力為主線，合理采用現代化教學手段，優化教學內容，改進教學方法。例如，可以結合實際的工程項目，加強案例教學，激發學習興趣，創造學有所用的良好氛圍；除了安排必要的課程教學外，應留有對課程相關的內容及實際工程問題進行學習和討論的余地，培養學生將所學理論知識用以解決工程實際問題的能力，從而激發學生的創新能力和創造能力。為強化對土木專業工程碩士研究生工程素質的培養，初步設想力學基礎課程群由以下三個知識模塊組成：
1.結構動力學模塊：研究結構體系在各種動荷載作用下的力學行為。通過該模塊知識的學習，使學生明確動荷載作用和靜荷載作用的本質區別，牢固掌握結構振動的普遍規律和結構動力分析的基本研究及計算方法，為改善工程結構系統在動力環境中的安全性和性提供堅實的理論基礎，從而有助于在今后的工程設計和工程建設中減少振動危害，讓振動為人類服務。
2.彈塑性力學模塊：研究可變形固體受到外載荷、溫度變化及邊界約束變動等作用時，彈塑性變形和應力狀態。通過學習，使學生牢固掌握固體變形的規律，掌握非線性變形與塑性變形的概念和分析方法，深入了解結構的承載力問題，會用彈塑性理論對工程結構的應力與變形進行地描述和計算，以解決工程中的實際問題。
3.有限元分析技術模塊：有限元法是解決工程實際問題的一種有力的數值計算工具，在土木工程分析與設計中有非常廣泛的應用。該知識模塊要求學生掌握有限元方法的基礎理論，了解有限元法的特點及有限元法的基本步驟，掌握梁、板、殼、三維實體和一些特殊單元的線性和非線性特性，會根據研究目的及研究對象的不同，選擇合適的單元建立有限元模型。目前，各種專用的和通用的有限元軟件已經使有限元方法轉化為社會生產力。土木專業的工程碩士研究生在學習了結構動力學、彈塑性力學的基本理論知識和有限元分析的基本方法以后，應能采用大型有限元軟件（如ANSYS、ABAQUAS等）計算分析實際的工程問題。
二、課程群教學研究
由于結構動力學、彈塑性性力學、有限元分析等課程內容的學習，涉及到材料力學、結構力學、高等數學、線性代數等許多先修課程中的重點和難點，綜合性很強，要求學生有較扎實的力學和數學基礎知識，而目前的土木專業工程碩士研究生此方面都較欠缺。因此，該課程群的教學要求應以面向實際應用制定教學計劃，從原先以力學基礎理論為主逐漸轉變為以理論和實踐并重的培養模式，強調以理論指導實踐、在實踐中檢驗理論并強化其應用和創新的螺旋式上升的學習過程。在教學安排上，應針對各校土木專業工程碩士研究生的實際狀況，充分注意和本科階段力學知識、數學知識相銜接，及時復習課程中涉及到的達朗伯原理、矩陣運算、Fourier變換、常微分方程的求解、偏微分方程等相關知識，并對傳統的經典內容加以精選，根據重點引導學生關注工程問題、注重培養學生的力學概念和理論實踐能力，對繁瑣的公式推導和手算能力不做過高的要求，轉而強調培養學生運用現代通用有限元軟件進行建模、分析計算并能對求解結果進行對錯定性判斷的能力，在實踐中較、系統、深入地掌握土木工程專業的基本力學理論和分析計算方法。在教學方法上可以將老師講解和同學討論相結合，采用啟發式、討論式、演示式等多種教學方式，營造師生互動的課堂氛圍，激發學生從多角度去討論問題，重點培養學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。為了提高學習興趣、培養科研能力，可以將學生分成3～4人一組，每組設計不同的實際工程題目，讓學生自行查閱文獻、分工協作、集中討論，在教師指導下有理有據地完成項目，同時撰寫科研報告，并通過分組答辯評定成績。
三、課程群建設的預期效果
通過力學基礎課程群的建設，以適應面向實際工程應用的培養目標為主導，進一步修訂完善力學基礎課程群的教學內容，改進教學方法，使土木工程專業的工程碩士研究生，既能站在一定的理論高度，較地掌握實際土木工程結構分析的基本原理及其典型方法，又會借助有限元分析技術解決實際的工程問題，并為以后的科學研究工作打下堅實的力學基礎。
作者：韓艷 單位：北方工業大學建筑工程學院
力學基礎論文:基礎力學教師教學能力的培養
摘要：教育教學能力是影響教學質量的主要因素，基礎力學老師的教學能力水平直接影響到教學效果，本文分析了基礎力學教師應具備的能力，并提出了提高教師教學能力的四點思路。
關鍵詞：教育教學；基礎力學；培養；教學研究
機械基礎課是大學的必修課，開設該課程的主要目的是為了提高教育質量，提高學生的專業技能水平，使學生具有適應科技迅速發展的能力。教學中我校提出的“高標準、嚴要求、厚基礎、強能力、寬適應”的高素質機械類專業學生的人才培養目標，機械類專業的學生我校開設的基礎力學課是“理論力學”和“材料力學”，該基礎力學課起著基礎課和專業課之間的橋梁和紐帶作用。《教育部關于提高高等教育質量的若干意見》和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》都明確指出，高等教育必須堅持走以質量提升為核心的內涵式發展道路[1]。高校教師應具備的教育教學能力主要包括教學認知能力、教學內容駕馭能力、教學設計能力、教學操作能力、教學研究和創新能力、科研促進教學能力、培養學生終身學習能力、交流溝通能力，同時還必須具有實踐教學指導能力和產學研合作能力[1]。作為新世紀的基礎力學課教師，如何繼往開來，使自己成為一名合格的基礎課教師呢？
一、駕馭課堂教學的能力
“師者，所以傳道授業解惑也”，教師在教學中，語言要言簡意賅、合乎邏輯、內容具體，講課中感情要飽滿豐富、富有感染力。基礎力學課程實用性很強，但枯燥性也比較明顯。現階段高校強調基于能力培養的教學，首先教師有過硬的教學功底，的教師一定是一名智慧型教師。他的課堂結構一定是嚴謹科學的。學生的個人天賦不一，教師的教學能力一個特征表現為善于發現學生的個體差別，發掘學生的個人特色。課堂上基礎力學教師傳授給學生的是基本知識，但通過知識的遷移性和再生力，培養了學生的分析和解決工程問題能力，教師用自己的教學能力和人格魅力，講課中對知識通過合理組合，學生通過消化吸收對教師教學方法的領悟可間接地提高學生解決問題的水平和能力。教師通過教學經驗縱橫聯系學生已有知識并通過舉例說明，化難為易，突破難點，突出課程的重點。教師的這種對課堂內容的把控能力會直接影響學生學習能力的提升。
二、教師要有自己的教育智慧
孟子曾說：“教亦多術矣。”可見教師的教育教學能力不僅靠理智，還要靠機智。教育學不僅是一門科學，更是一門藝術[2]。教學有法，但無定法，貴在得法。每位教育者的學識、能力和人格魅力是一種特定的教育資源。教師的教學智慧必須具備幾個特征：1.具有隨機應變的能力。教學中難免會遇到各種突發情況，此時教師豐富的知識積累顯得尤為重要，遇到突然問題時處理態度是冷靜的，處理方法是恰當的、果斷的。2.教師要掌握教育分寸。教師有自己獨特的教學方式，對待學生是溫柔與嚴厲相結合，對待學生教育尺寸把握應該是恰如其分的。3.教師必須具備良好的溝通能力。的教師應該有良好的表達能力，一名教師教學的流暢性與教學效果有顯著的相關性。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，教學工作比較難于出彩。的教師能夠與學生建立“教學相長”的平等關系，能與同事建立相互支持、合作的和諧工作關系，與相關企事業單位建立互助協作的伙伴關系[3]。
三、恰當地結合傳統教學和教學媒體
現代教育教學既要求人的發展，又要求因材施教、個性化發展。教師的教育教學更需要展現鮮明個性又要符合上課的標準。一堂課上教師恰當地使用教學媒體和板書，會收到事半功倍的效果。一般說來，一堂課學生的注意力集中時間不到20分鐘，教師的教學效果的優劣，一個重要的體現在于有限的時間內教師能否較大限度地調動學生的學習積極性。教學媒體不僅能提高學生的注意力，調動學生的學習興趣，增大課堂教學信息的容量，更重要的是有助于提高學生的接受能力。傳統的板書教學具有層次分明、脈絡清晰；增強直觀效果，重點突出，能起到提綱挈領的作用，方便于課堂小結和課后復習等功能。教師上課中充分將多媒體技術的文本、聲音、圖形、圖像、動畫等進行綜合處理，使教學達到圖文并茂、提綱挈領、有聲有色、生動逼真的教學環境，使學生徹底理解、真正掌握相關的知識。一名教師的教學水平某種程度會直接影響著學生的創造能力和實踐能力，將會影響學生的專業技能水平的提高。教師在授課中不僅要做到“專業發展與終身學習相結合”，還要做到“專業精深與博學多才相結合”。那么高校基礎課教師如何才能提高自己的教學能力呢？
1.注重教學研究。積極開展教學研究課是提高教師專業素質的重要方式，教學研究課是教研活動的主要載體，也是教師成長的舞臺。教師可以通過教學研究課相互啟迪，集中精力學習教育理論，可以反思自己的日常教學行為，從而使自己的課堂教學日益精進。教師應該對思維發展、能力形成、學習形態、創新精神具體和深入理解，研究如何確定個人授課中的個人目標并加以細化，做到既具體，又有可操作性，在實際的教學中學會因時因地了解學生的現狀、困惑和要求，學會在教學中既能做到有針對性又能取得實際效果。我校對于新來的青年教師的培養貫徹執行助教制度、崗前培訓制度、專業培訓制度和青年導師制度，在教學中開展“一幫一”、“以老帶新”和“傳幫帶”活動，在教學中加強教學團隊建設，培養一批具有示范及帶頭作用的教壇新秀和教學名師。一系列的教學措施使基礎課教師快速地進入教學中堅隊伍中。
2.建立合理的評價體系。陶行知：好的先生不是教書，不是教學生，乃是教學生學。教師的職業是一種神圣的職業，它同樣需要付出辛勤的汗水。對教師的考核我們建立了一套合理、行之有效的教師教學工作評價體系，對教學過程的質量評價我們采用領導評價、督導評價、同行評價、學生評教等多元的評價方式，規范教師的教學，并采用對不同職稱的教師采用不同的評價體系指標，盡可能提供機會讓每位教師找到合適自己的發展平臺，可以較大程度地提高不同群體教師的教育教學水平。
3.教學和科研相互促進，科研促進教學。高校教師的科研能力是由知識結構、創新能力、創新意識等多方面構成的。基礎課教師因為大量時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。我們知道教學不是墨守成規，教學也需要不斷研究新的授課方式、新的思路，因學生而教，教學會因研究而不斷提升發展。教學創新能力是大學教師能力的靈魂，大學里有著得天獨厚的研究環境，教學及科學研究能將文化、科學、技術等前沿成果及時反映到大學教學中來，基礎課的教學成果的取得也是科學研究的成果。教師的高質量的科學研究一定能通過高質量課堂效果體現。
4.教學中不斷地思索促進教學能力的提高。教師在教學的過程中，不僅要努力提高自身素質，還要善于反思和總結自己在工作中遇到的問題，來提高自己的教育與教學能力。教師不斷地進行教和研究，不斷學習同行教師的閃光之點，善于發現別的教師課堂上的每一點閃光之處，然后慢慢品味，細細揣摩，再將其用到自己的課堂上去實踐印證，日久的揣摩和實踐，教師的個人的能力和水平必定會不斷進步。的教師應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行對比分析，大膽地去粗取精，揚長避短，在以后的教學中揣摩和實踐。“教無定法，貴在得法。”教師要成為的教師，需要不斷地思索和成長，博采眾長，教師要成為真正的知識傳播者、年青一代的塑造者，必須要有較強的教育教學能力和教育素質，才能把教育事業做到和。
總結：
教學是一個長期不斷的積累過程，教師應該借鑒其他專業教師和非專業教師的優點，博百家之長，制定適合自己特色的課堂教學，同時要根據當代大學生的需求以及教育現狀將教師的主導作用和學生的主體作用相結合，科研與教學相結合，培養出高素質的人才。
力學基礎論文:高校工程教育基礎力學課程教改分析
摘要：為使基礎力學課程更適于應用型人才培養的教學模式，基于當前高校基礎力學教學的實際情況，結合教學經驗和體會，分析總結基礎力學教學中存在的問題，闡述在基礎力學課程教學中實施工程教育的可行性，提出工程教育背景下基礎力學課程的改革措施。
關鍵詞：基礎力學；工程教育；教學改革
1前言
基礎力學課程是高校各工科專業的專業基礎課，是研究工程中普遍存在的各類結構和構件的受力、運動和變形等現象的學科，一般包括理論力學、材料力學、工程力學和結構力學等。該課程可以培養學生邏輯思維能力以及利用所學理論知識解決實際問題的能力。由于歷史原因，我國高校所講授基礎力學課程的內容大多由蘇聯引進，雖然近年來根據我國實際做了較大改進，但還有部分教材內容比較陳舊抽象、重理論輕實踐，部分教師的教學方法還采用落后的灌輸式教學，不注重與工程實踐相結合，使得課堂氣氛沉悶甚至枯燥無味，降低了學生的學習積極性，進而影響后續專業課程的學習。如何克服基礎力學教學環節中與工程教育培養目標不相符的內容，如何體現工程教育的思想，如何樹立工程認知的思維，如何培養工程實踐的能力，是整個工程教育培養計劃中亟待解決的問題。本文根據當前高校基礎力學教學的實際情況，通過問卷調查的手段，結合自身教學經驗和體會，分析總結基礎力學教學中存在的幾個問題，進而闡述在基礎力學課程教學中實施工程教育的可行性，提出工程教育背景下基礎力學課程進行改革的有效措施。
2現行基礎力學教學中存在的問題
課堂教學內容乏味基礎力學課程的特點決定了其教學過程中存在大量的公式推導和習題訓練等環節，如果教師經驗不足或不注意與工程實踐相結合，容易使學生產生畏懼心理或感覺枯燥，進而影響對課程的學習效果。為此，對齊魯工業大學機械設計制造及其自動化專業理論力學和材料力學的課堂教學進行問卷調查，結果顯示，65%的學生認為基礎力學課公式多、理論性強，學習有一定難度；有25%的學生認為該課程難度一般，只要多花點兒時間就可以學好該課程；僅有10%的學生認為該課程內容較簡單。調查結果顯示，多數學生對公式推導和部分習題感覺吃力，僅有少數學生對公式推導和習題講解過程能夠理解透徹。之所以產生上述問題，是因為基礎力學課程需要一定的數學、物理基礎和較好的邏輯思維能力，容易使學生感覺到基礎力學課程有一定的難度，如果教師引導不利或學習方法不當，容易使得學生產生畏懼心理甚至抵觸情緒，最終影響基礎力學課程的學習效果。實驗教學模式古板以齊魯工業大學為例，目前該校開設基礎力學的各專業中，只有機械設計制造及其自動化專業和過程裝備工程及其自動化專業的材料力學開設8個學時的實驗，而材料成型及其自動化和汽車服務工程等專業的工程力學則不開設實驗。由于學生多、任課教師和實驗設備不足等原因，該課程實驗教學均是驗證型實驗，即教師講解實驗原理、操作步驟和注意事項等，然后示范操作，學生按照教師的示范再操作一次，甚至只讓學生觀摩而不動手操作。這種實驗教學模式較為古板，在實驗課堂中學生只能被動接受，很難產生師生互動，限制了學生主觀能動性的充分發揮，使教學內容與工程實踐產生脫節，與提高學生工程素養的教學目標不相符。
教學內容與工程實踐脫節目前，不少高校都在縮減專業基礎課程的學時。以齊魯工業大學為例，機械設計制造及其自動化專業的理論力學由原來的80學時減為56學時，材料力學由原來的72學時減為64學時（含8學時實驗），其他專業（如汽車服務工程和材料成型及其自動化等專業）的基礎力學開出學時則更少，但是考慮到后續課程和學生考研等需求，需要講授的內容基本沒減少。為了完成教學計劃，教師在課堂教學中僅能講授教材內的基本理論知識，無法開展與工程實踐相關的教學環節，更談不上滿足工程教育的教學要求。課程考核方式不合理我國高校各專業的基礎力學課程多數采用傳統的考核方式，期末總評成績由期末考試的卷面成績和平時成績各占一定比例計算得出。由于學生多、教師少和教室緊張等原因，多數基礎力學課程為多個班級合堂上課，任課教師很難掌握每個學生平時的學習表現，所謂的平時成績也僅能包括考勤、作業或小測驗等。這就使得部分學生上課僅僅是為了應付考勤，而不注意聽講，同時作業抄襲的現象也比較嚴重。為了應付考試，部分學生選擇考前突擊復習，甚至作弊。因此，這種傳統的考核方式容易造成學生只為應付考試，不注重平時的課堂學習和知識積累，使得學生對知識的掌握不系統，無法自如地將所學知識用到工程問題實踐中。
3基礎力學課程教學中實施工程教育的可行性
掌握扎實的工程基礎應用知識是工程教育模式的基礎與核心[1]。由于科學技術的發展速度很快，工程應用領域里許多看似深奧的技術很快就會被新興的技術所取代，只有專業基礎知識掌握扎實的人才可以通過不斷學習適應不斷發展的科學技術。因此，基礎力學作為工科的一門專業基礎課，在其教學過程中實施工程教育是十分重要的。在基礎力學課程教學中實施工程教育，有助于實現培養計劃所規定的教學目標，這一點從基礎力學課程的課程屬性及其在課程體系中所處的位置都可以得以體現。如果基礎力學課程沒有學好，后續專業課程的學習就會變得更為困難，并且會影響將來的職業發展和提高。基礎力學的相關理論知識均來自于工程實踐，學生所學的知識和培養的能力更需要在實踐中檢驗[2]。因此，基礎力學課程中的實踐環節對于培養學生的實踐和創新能力十分重要。專業基礎課中的基礎理論知識是對最共性和最基本的專業知識的總結，如果對其掌握不夠牢固或理解不夠透徹，就不能靈活解決千變萬化的實際問題。要想靈活應對各種實際工作中的問題，必須在基礎力學教學中關注工程實踐。為此，只有精心設計基礎力學課程的教學過程，使其熟練掌握工程基礎應用知識，才可以實現對學生實踐和創新能力的培養，進而構建系統的專業技能。
4基礎力學教學改革的措施
教學內容的項目化設計基礎力學課程改革可以考慮從教學內容的項目化設計著手，而教學內容的項目化設計要充分結合工程能力指標進行，因為工程教育的理念更加突出教學案例的基礎性和前沿性，更加注重學生實踐能力及創新能力的培養，更加注重教學內容與工程背景的結合。如在講授理論力學中桁架結構的相關知識時，講授完基本理論知識后，可讓學生從身邊的工程實例中尋找桁架應用的實例，引導學生分析、簡化、建立并求解結構的力學模型，對結果予以分析，并以此為基礎制作實驗模型，對計算結果進行實驗驗證。項目化設計還可以考慮在課程設立綜合大作業，給出或讓學生從工程中尋找一個實際的機構或結構，引導和幫助學生建立該機構工作時的力學模型并對其進行求解，將求解結果與實際情況進行對比，讓學生分析理論計算與實際情況存在差別的原因。通過基礎力學教學內容的項目化設計，可以加深學生對其教學內容的理解與掌握，進而實現工程教育相應的能力指標要求。利用學生的關注點進行創新能力的培養在基礎力學的課堂教學過程中，可將學生的近期關注點與基礎力學的教學內容相結合，激發學生興趣，拉近師生距離，活躍課堂氣氛，進而引導學生發現問題、分析問題和解決問題。如在講授每一章節知識后，可將時下學生所關心的新聞事件與教學內容相結合，由學生與教師溝通并選定相關主題，在課堂上對自己所選問題的力學原理和解決辦法進行介紹，讓學生學會如何將所學基礎理論知識綜合應用于工程實踐中。此舉可提高學生的表達與溝通能力，也為學生創造一個輕松的課堂氛圍，進而實現工程教育中創新性思維和團隊協作能力的培養目標。
工程技術問題都是客觀存在的，不能隨意對其假設或猜測[3]。在處理工程技術問題時，必須將理論知識和實踐經驗相結合，分析問題的本質并提出解決辦法。基礎力學課程的內容由簡單到復雜，知識結構詳盡且系統。其中從靜力學中的基本公理到材料力學中的基本變形，再到彈性力學的能量原理都是在科學的推理、計算和實驗驗證下得出的結果。如在材料力學的研究范圍內分析小變形、彈性桿件的安全問題時，根據材料力學相關理論，從外力分析到內力計算，再到應力和變形，解決桿件的強度、剛度和穩定性等安全問題。這一分析過程既訓練學生的數學運算能力，又培養學生的邏輯推理能力，使學生養成良好的工程語言表達能力，并逐步掌握在工程實踐中發現、分析和解決問題的能力。基礎力學課程中的這些訓練是工程能力指標最基本的體現。另外，在基礎力學課程的教學中，可通過引導學生發展想象能力，訓練其邏輯思維能力[4]。如在講解完桿件拉壓強度的問題之后，改變相應的已知條件，如外力大小、桿件材料、桿件尺寸形狀等，或者讓學生思考在工程實踐中得到上述哪些條件時會遇到障礙，引導他們思考分析并最終解決問題。如果學生遇到困難，就幫助其分析并找出遇到困難的原因。這種以鍛煉學生形象思維為目的教學，能夠增強和鍛煉學生邏輯思維能力及解決實際問題的能力。課堂表現形式的多樣化設計基于對學生問卷調查的結果，針對基礎力學課程理論性強和公式推導難度大的特點，教師在講解理論知識時應注重引入易引起學生興趣的工程案例，增強知識的趣味性和實用性。如在講授疲勞失效這一節時，可通過引入貨車司機因超載而引發事故的案例，分析汽車主軸產生失效的原因，講解相關理論知識。利用這樣一個例子引出本節的內容，能夠更好地吸引學生的注意力和活躍課堂氣氛，用理論知識合理解釋工程實踐中遇到的疲勞失效問題。不僅加深學生對理論知識的理解，而且培養學生學以致用的能力。工程實踐中很多實例都可以利用基礎力學的理論加以解釋，在課堂教學中應注意利用該方法引導學生分析歸納并總結提煉自己的想法，培養他們解決實際問題的能力，實現工程教育的教學目標。基礎力學課程教學的表現形式除課堂講授外，還可以設計專題討論會的環節。如根據基礎力學課程的知識點提供幾個討論主題，要求學生利用圖書館或互聯網等資源，查閱資料，制作匯報材料，鼓勵學生課堂上講解并交流討論。通過這種討論可以激發學生的學習積極性，將傳統的單向知識傳授擴展至基于問題解決的師生互動學習，進而培養學生的交流溝通能力和團隊協作能力。試行靈活的實驗教學模式教學環節不應該只以教師為主體，而應該是師生互動的教學過程[5]。
在專業人才培養方案中將基礎力學課程中的實驗類別從驗證型修改為設計型，對于設計型實驗，教師僅給出實驗的預期目的，讓學生設計實驗的思路，經與教師討論方案可行后，通過查閱資料學習實驗設備的操作方法，自己動手進行實驗。實驗過程中如若遇到問題，及時找老師或同學共同商討解決問題的辦法，引導學生獨立分析實驗數據和規范，撰寫實驗報告。這種實驗方式可使學生由被動變主動，提高學生在實踐中運用所學知識的能力，實現工程教育的教學目的。對于高年級學生，可以根據不同的專業，開設相應的力學綜合開放實驗環節，只要學生有好的想法且思路是可行，或教師引導學生發現好的力學課題，由學生設計解決方案，然后利用實驗室現有設備和軟件解決問題。指導學生利用現有教學資源和實驗室資源，參加各種力學競賽，鼓勵學生撰寫小論文，培養學生的科研能力和創新意識。改革課程考評方式課程考評是教學過程的重要組成部分，不能簡單理解為傳統的書面考試，可由多種形式組成。根據基礎力學課程的特點，其考評內容可由力學軟件應用（占10%）、力學模型制作（占20%）、分組報告會（占10%）、實驗報告撰寫（占10%）、平時作業及試卷考核（占50%）等組成。評價形式可采用學生自評、學生互評和教師評價等形式，重點考察學生在各個環節中所起的作用及所負責項目的完成情況，以及與其他學生協作能力等指標。這種考核方式可以避免傳統考試的各種弊端，促進學生的學習積極性，使學生對課程學習產生濃厚興趣，提高對基礎理論的理解和掌握。通過幾個不同階段的教學實踐環節，使學生感到基礎力學課程的重要性，對后續專業課程的學習產生幫助，進而提高學生的實踐能力和創新能力。
5結語
為了解決目前基礎力學教學中存在的問題，使其適應工程教育的人才培養目標，培養學生解決實際工程問題的能力，在教學過程中要有意識地培養學生的工程素養。基礎力學課程的教學改革正是基于應用型人才培養的一次嘗試。課程改革需要反復的探索和實踐，課題組將繼續開展并深化基礎力學課程的教學改革，使其利于應用型人才培養模式目的實現。
力學基礎論文:基礎力學課程教考分離的思考
一、評卷的公平性與客觀性得不到保障
傳統的教考合一中，由任課教師批閱自己所帶班級的考生試卷，所以難免會給學生打人情分，目的是提高考試通過率，有時候甚至在考前給學生劃范圍。由于不同學生間存在差異，所以評分過程中可能會有一種平衡的思想，對平時表現好的同學評得松一點，對表現不好的學生評得嚴一點。這樣的評閱過程，公平性和客觀性就得不到保障。
二、基礎力學課程教考分離的優勢
教考分離的弊端筆者將另文闡述，但教考分離的優勢恰好解決了上述傳統教考合一的不足。國內不少學者對教考分離的有利一面總結為如下幾點：[3-5]教考分離有利于貫徹教學大綱，有利于保障考試命題的質量，有利于保障閱卷評分的公正性，有利于增加學生學習的主動性，端正了學生的學風和考風，保障了教學質量評價的公正性，提高了教學管理部門所獲得教學反饋信息的可信度。然而，并不是所有的課程都可以采用教考分離。采用教考分離的課程應該具有以下的特點：[4]首先是學科知識的相對穩定性。也就是說，實行教科分離的課程，其內容在一定時期內應該相對穩定。有的課程屬于學科的前沿內容，其研究內容不斷的發生變化，或者說只有少數專家在研究，這類課程就很難及時地制訂出一套客觀公認又能迅速反映學科發展的“標準題庫”。其次，能夠實行教考分離的課程應該是上課學生較多，多位老師平行上課，教學內容一致，教材統一，學時一致。基礎力學課程正好具備這樣的條件。我校基礎力學課程的詳細情況見表1。
三、基礎力學課程教考分離的實踐
1.河南理工大學基礎力學教考分離的實施方法我校基礎力學的教考分離工作開始于2010年，學校及學院成立專門的工作小組，到目前為止已經形成了有效的教考分離實施方案：（1）教考分離的準備工作。教考分離的準備工作主要包括教學大綱、考試大綱、教學日歷的制訂。教學大綱和考試大綱制訂的依據主要有三個方面，一是教育部非力學專業力學課程指導委員會給出的相關教學文件，二是授課學生專業的專業要求，三是我校特色研究方向。系主任組織不少于五人的大綱編寫小組認真討論編寫，原則上三年修訂一次。參與教考分離的課程在其中教學檢查時，任課教師要向系主任匯報課程進度及其他教學工作。（2）考試過程。參加教考分離的課程統一申請考試時間和考場，組卷的方式采用系主任指定不參與教考分離的其他教師命題。命題含AB兩套試卷，然后由教考分離指導小組抽出一套試卷由專人送印刷廠印刷試卷，印刷的試卷派專人專柜保管。并派專人在考試時間送至考場。考試結束后，由系主任組織所有任課老師在指導的地點采用流水作業的方式評閱試卷。（3）試卷分析與考試總結。所有考生的成績最終匯總到系，由系主任召開相關教師的試卷分析及考試總結會議并形成總結報告。其內容主要包括試卷難易程度，內容覆蓋面，學生分數分布情況，各專業間的差異等。
2.河南理工大學基礎力學教考分離實施的成效（1）觀測樣本及觀測內容。觀測樣本取自土木專業、機械專業和力學專業。將參加教考分離的班級定義為分離組，其他班級定義為未分離組。觀測學生含2009、2010、2011三個年級共2701人。觀測內容包括：學生到課率、學生作業完成率、考試成績、考研率、考研選課（選擇力學課程做為考研初試課程）情況及教師的評價情況等。（2）教考分離的成效。經過多方位的觀測，筆者發現實施教考分離后，教師的教風、學生的學風以及學生的學習效果都有明顯的提高。首先，通過教考分離，教師中間形成了良好的教學氛圍，形成了相互學習、相互競爭的良好局面，教師的教學主動性和積極性得到提高，教師之間在一起研究教學問題、討論教學方法也日益增多。在2010年到2013年間，力學系老師獲得校級教學競賽一等獎2人，校級示范教師1人，學生最喜愛教師1人。其次，通過教考分離，學生的學習風氣和學習觀念也發生了變化，學習態度更加端正，學習的自覺性普遍增強，學生到課率也明顯提高，抄作業的學生減少了。圖1所示是某小組（6個班175人）的考試試卷成績分布情況。從圖1可以看出，教考分離后的考試卷面成績基本上服從正態分布，本次考試試題難度適當，學生成績具有較高的可信度。經過三年的教考分離，相關專業的力學課程教學效果有明顯的提高，學生報考研究生時所選力學課程做為初試課目的比例逐年提高，2014年已經達到77.5%。比實行教考分離前提高了11.2個百分點。2013年第九屆周培源全國大學生力學競賽中，我校學生報名勇躍，共有64名學生參賽，為我校歷屆力學競賽中參賽學生最多的一屆，共獲得3個三等獎，12個獎。獲獎學生中教考分離的學生占73.3%。
四、總結
教考分離是高等學校考試制度改革的必然趨勢。基礎力學課程適合教考分離的教學形式。教考分離可以明顯提高學生的學習效果，端正教師的教學態度，提高整個學校的教風和學風。教考分離的考試成績客觀可信，可以體現出不同專業，不同教師之間的差異。這一結果可以及時反饋給相關部門及教師，以調整教學及學生管理工作，最終提高學生的培養效果。教考分離做為一新的教學考試形式，還有諸多問題值得推敲，其消極作用是不可忽視的。在實際操作中，各部門間的協調、組卷方式的選擇也是基礎力學課程教考分離過程中比較棘手的環節。筆者相信，通過不斷的完善，教考分離的考試制度必將對高校基礎力學教學工作起到客觀評價、正確引導和積極激勵作用，這正是教考分離的目的所在。
作者：王欽亭 張振華
力學基礎論文:基礎力學教育質量和革新
近幾十年來,教育事業的發展在全國范圍內出現了前所未有的新情況,各種教學改革的實驗風起云涌,一些創造性的教學理論主張紛紛出現。高等教育正面臨著一場嚴峻的挑戰,能否盡快地培養適應新技術革命發展和世界經濟競爭需要的人才,已成為當前教育改革的中心內容。高等教育是未來的事業,今天的教育水平和方式對明天的科研發展起著決定性的影響。如果具有高智商的勞動者參加生產過程,促使智力勞動取代體力勞動,就能創造更多的物質財富。因此,高等教育的社會經濟職能將隨著科技水平向縱深發展,而顯得愈加重要。從全國范圍來看,我國高校的教學改革已經開始呈現深入發展的良好形勢,教學改革的指導思想逐漸明確,已經形成一個積極開展教學改革的大氣候。但綜觀我國高校教學改革的實踐,還有一些亟待解決的問題。因此,必須大力弘揚現代教育思想,徹底轉變舊的教育觀念,積極主動地進行教育教學改革,使這項偉大的事業有實質性的,多方位的向前推進。
1改革傳統的教育體制,發展現代教育思想勢在必行
當代科學技術的發展突飛猛進,導致知識數量急劇增加,知識更新日趨加快,引起了所謂”知識爆炸”的現象。為了適應這種新形勢,客觀上對新一代人提出了更高要求,對傳統的教學思想和教育方法提出了新的挑戰。并且隨著現代科技的飛速發展,與教學理論有關的生命科學研究有了重大突破,例如在腦生理學,教育心理學等方面,已經取得了許多開拓性的成果,使人們對人類的認識規律有了更進一步的了解。近代科學方法論,如系統論、信息論和控制論的出現,給教育理論的研究提供了新的思想和方法,以前所進行的教學改革中有許多仍沒有擺脫應試教育的束縛,且以局部的、單項的改革和操作性的修修補補居多,局限性較大,尚未能構造出一種真正體現素質教育思想的教學新體系。這里,既有教學改革本身不夠到位的原因,也有受課程制約的因素。因此,從總體上看,素質教育的成效還不夠明顯,尚未取得突破性的進展。長期以來一直困擾著我們的教學方式單一、學生被動學習、個性受到壓抑等頑疾均未能從根本上得到有效的醫治;教學實踐中,過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的狀況普遍存在。這是教學改革要著力解決的主要問題。我們通過教學改革,可望在一個更高、更深、更的層次上展開,有對存在問題的檢討和共識,使教學改革真正朝著實施素質教育的方向大踏步前進。
2現代教育思想的重要特點之一是主張以教師為主導和以學生為主體的辯證統一
在傳統的教學思想中,存在的弊端之一是在教與學的關系上,主張以教師為中心,強調教師至上,教學過程變成了灌與裝的過程。而現代教學思想則調動學生的學習主動性,十分重視學生的主體作用,把激發學生的內在動機作為提高教學效果的重要條件。因而在教學原則方面主張教學應充分引起學生的好奇心和求知欲,增強學習興趣,調動學生的學習主動性。要使學生理解學習過程,掌握學習方法和思維方法,讓學生自覺、積極、主動地學習。與此同時,現代教育思想也十分強調在教學過程中,實現教與學的配合。在教與學的關系上,強調以教為主導,以學為主體的辯證統一。把教師的主導作用與學生的主體作用有機地結合起來,以獲得教學的效果。
當然師生之間應該建立起融洽的理解型的師生關系,因為這是教學順利開展的必要條件。只有建立融洽的師生關系,學生才會感受到教師的欣賞和信任,形成健康的心理狀態,有足夠的自尊和自信,從而以積極的態度學習。理解型的師生關系是“我”與“你”的平等對話關系。建構理解型師生關系的主要責任在教師,在于教師如何理解學生。教師只有樹立正確的學生觀,并具有高尚的道德情操,在理想的溝通情境下通過與學生對話,才能達到與學生的“視野融合”,真正建立起理解型的師生關系。
3重視教學方法的研究,強調知識與智能的統一
教學方法是實現教育思想的方法論,是教師和學生在教學過程中所采用的工作方法和手段,它們對教學效果和人材培養的質量具有重大影響。因此,當前關于現代教學方法的研究,引起了廣大教育工作者們的足夠重視。如上所述,傳統的教學方法存在的問題之一是堅持教師灌,學生被動裝的所謂注入式教學,只重視研究教師如何教,忽視研究學生如何學。現代教學方法則提倡啟發式教學法,如動機啟發,推理啟發,聯想啟發,激疑啟發等,其目的是通過教師的引導去啟發學生主動思維學習,把灌輸和裝載的教學過程轉變為引導和發現的教學過程。在注意教法的同時,也重視學法的研究,主張教法和學法的辯證統一。
推進教學方式和學習方式的轉變也是廣大教育工作者堅定不移的方向。先進的教育觀念要通過先進的教育方式體現出來,教育觀念轉變本身也要在教育方式轉變中進行,二者是相輔相成的關系。觀念不轉變,方式轉變就沒有方向,沒有基礎;方式不轉變,觀念轉變就失去了歸宿,失去了落腳點。就教與學關系而言,教師教育觀念、教學方式的轉變最終都要落實到學生學習方式的轉變上。學生學習方式的轉變具有極其重要的意義,這是因為學習方式的轉變將會牽引出思維方式、生活方式甚至生存方式的轉變。學生的自主性、獨立性、能動性和創造性將因此得到真正的張揚和提升。學生不僅將成為學習和教育的主人,而且還將成為生活的主人,成為獨立的、積極參與社會的、有責任感的人。學習方式的轉變因此被看成是課程改革的顯著特征和核心任務。
4改革傳統的力學教材內容及體系有利于開拓性高智能人材的培養
教學改革的首要任務是教材內容的改革。力學教材內容應圍繞以掌握概念為基礎,以強化應用為重點,以計算分析為手段的中心內容展開。教學時,應在對現有教學內容進行合理取舍的基礎上,引入聯系工程實際和有特色的例題、習題和思考題,適當增加力學電算程序,并給學生安排一定的上機時間,增加實驗教學課時和力學大作業,強化技能訓練,提高動手能力,培養“應用性人才”。為實現這一培養目標,應該打破工程力學由理論力學和材料力學兩部分簡單組合的原課程體系,將教材的整體框架按靜力學、構件承載能力分析和運動力學的次序重組,即將材料力學精編為一篇并置于靜力學后,將外力分析與內力、應力、強度分析有機結合起來。
同時自己在材料力學具體的教學實踐中,曾經實施了“問題教學法”。首先,教師要引出一種受外載的工程結構,經過分析與講解,使學生認識到實際問題中,需要對哪些構件進行強度或剛度校核,才能保障結構既安全又經濟的工作。此時學生就會帶著具體問題,處于積極思維狀態,變被動聽講為主動思考解決該問題的途徑和方法。為了便于教學,自己將傳統材力的教材體系(即以基本變形為主干,以研究單個構件強度,剛度,穩定性為核心)改革為以應力應變為主干,以研究結構的安全,經濟為核心。材力及時部分的基本內容討論拉壓桿為主的桁架結構,扭轉為主的傳動軸結構以及彎曲為主的梁結構等三大基本單元。在每一單元中重點講授結構的受力分析,應力應變分析,強度及剛度計算,并強調說明單個構件的強度,剛度及穩定性與整體結構的安全性,經濟性之間的辯證關系。材力第二部分的內容研究各種組合變形的應力和強度計算,以及應力狀態理論和強度理論醫學職稱。第三部分進行壓桿穩定的分析與計算,用能量法討論靜不定結構的內力和應力,并解決動載荷的強度問題。
5結語
在整個教育信息化時代的今天,教學改革已經開始呈現深入發展的良好形勢,但顯得還是比較緩慢,如何加快教學改革的步伐,推進教育現代化進程,仍是擺在我們面前的一個緊迫課題。面對教學改革的實際情況,針對工程力學是工科類專業的一門重要技術基礎課程的特征,在教學內容要增加,教學時數要減少的條件下,必須對現行工程力學課程的教學內容、教學方法、教學手段進行改革,同時在教學中要盡量用生活實例解釋力學理論,倡導對話式教學,加強實驗教學,充分利用利用掛圖、模型、多媒體等教學手段,可使理論學習深入淺出,調動學生學習的主動性和能動性,使班級教學煥發出生機勃勃的情景,進入理想的境界,才能取得令人滿意的教學效果,使教育教學改革事業實實在在地蓬勃向前發展。
力學基礎論文:系統動力學基礎課程設計論文
1“系統動力學基礎”課程的基本情況
“系統動力學基礎”是國防科學技術大學系統工程專業本科學員的專業選修課。系統動力學可以為復雜非線性系統的系統分析、系統規劃和系統預測提供一種基于因果關系的定性與定量相結合的理論和方法。課程有助于提高學員系統思維、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際問題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統動力學》，總計30學時，其中講授24學時，實踐4學時，考核2學時。
2“系統動力學基礎”課程教學準備
2.1了解授課對象的基本情況
想要上好一門課，首先必須了解授課對象的專業、人數、學科背景，以及專業的培養方案、課程體系等基本情況。可以采用集體座談、個別交流等方式到學員隊進行前期調研，了解學員對課程的預期時間精力投入情況，對課程的期望和需求以及學員的個性、情感等基本情況。明確本課程在人才培養體系中的地位、作用，梳理學科知識網絡，明確本課程相關的先導課程和后續相關課程。例如，與本課程密切相關的預修課程包括高等數學、計算方法、計算機程序設計、自動控制原理、系統工程原理。通過與學員前期交流，可以了解學員現有知識體系以及對先導課程的掌握情況，這樣在課程設計和講授時就能夠有的放矢，因材施教。
2.2教材選取
教材選取是前期準備的重要環節。系統動力學有一些國內外相關教材專著，其中王其藩的經典教材《系統動力學》內容充實，基礎理論方法闡述較系統，引入較新的Vensim系統動力學圖形化建模仿真軟件，理論實踐結合較好，比較適合作為基本教材。鐘永光等人編著的“十一五”部級規劃教材側重培養系統思維主線，弱化微分方程式等數學知識，對動態系統的行為模式與結構、因果回路圖和存量流量圖的繪制原則，復雜系統基模等概念闡述較為清晰，是對基本教材的有益補充。其他相關教材可作為課程課外讀物，例如《系統動力學與計算機仿真》雖然教材內容和實驗軟件比較陳舊，但是教學實例非常豐富。《系統思考和系統動力學的理論與實踐》《社會系統動力學：政策研究的原理、方法和應用》《環境模擬：環境系統的系統動力學模型導論》《第五項修煉：學習型組織的藝術與實務》《增長的極限》等教材闡述了系統動力學在不同領域的應用實例，有利于開拓學員的視野。
2.3教學交流
教學交流是進行課程準備、提高教學水平的重要途徑。想上好本課程需要與學科和課程建設負責人、承擔相關學科方向（特別是系統工程、管理科學與工程、仿真工程）課程任務的老師、教學崗老師、教學督導專家等進行交流研討。作為新教員更需要積極參加各種教學培訓、教學觀摩活動，向有經驗的老師虛心請教。此外，還可以通過觀看國家視頻公開課、MOOC、與國內外大學的同類課程（例如美國MIT的系統動力學課程）進行對比分析，充分借鑒國內外課程的先進理念、經驗，借鑒先進的建設成果。除了課前以外，整個教學過程中以及教學結束后都可以通過積極參加各類教學比賽、課件大賽、教學督導、撰寫教學論文、申報教學成果獎等方式與教育教學界同行進行教學交流。
3“系統動力學基礎”課程設計
3.1頂層設計
要想把握和上好一門課，需要從戰略上對課程進行整體設計，需要非常用心地按照系統工程的原理和思想進行系統動力學課程的頂層設計。本課程面向系統工程、仿真工程、管理科學與工程專業本科生，重點突出系統動力學的理論與方法、建模和應用。課程涵蓋系統動力學中的系統分析、建模、仿真、實驗分析各個環節。目的是培養學員采用系統動力學方法分析和解決問題的能力，使其能夠理解系統動力學的基本思想、建模原理、建模過程，能夠應用系統動力學建模方法及仿真環境建立宏觀層次的系統動力學模型，并通過仿真實驗解決宏觀層次的系統分析問題，從而提高學員解決實際問題的能力。在課程過程和方法設計上，除了進行基本概念方法講授外，還需要展示系統動力學在社會、經濟、生態、軍事等特定領域中的應用，加強學員對系統動力學應用的直觀認識。在此基礎上結合具體應用問題，組織學員從系統動力學和科學實驗角度認識世界和改造世界，形成科學的世界觀和方法論，并采用系統動力學建模仿真軟件開發相關的仿真模型，進行仿真實驗和分析，從而培養和提高學員分析和解決實際問題的動手能力。
3.2教學內容
在教學內容選取上，應根據學科之間的內在聯系、本課程在整個專業知識網絡中的地位作用和學員的認知規律，科學論證和選取課程核心內容和知識點、設計教學實踐環節等。需要特別注意與其他相關課程的聯系、呼應、分工、銜接。例如，一階負反饋的基本概念在以前的自動控制原理等課程講授過，本課程中就需要從系統動力學因果分析、定性定量建模、Vensim建模仿真實驗分析全新的角度進行講授。教學內容力求做到基礎性、系統性、科學性、實用性和先進性的統一。本課程理論教學內容包括：系統動力學基本概念、建模原理和步驟；系統動力學建模技術（因果回路圖、存量流量圖、狀態、速率、輔助變量和常數、參數、方程）；系統動力學分析技術（簡單和復雜系統結構和行為分析、振蕩、延遲、基模、靈敏度與強壯性分析、模型精煉與重構、政策/決策分析）。本課程實踐教學內容包括：系統動力學仿真實驗技術（Vensim軟件、函數、輸入輸出分析）；一階系統建模仿真實驗、二階系統建模仿真實驗、應用系統動力學分析解決復雜軍事問題。
3.3課程特色
每門課程都有其特殊性和獨有的特點，本課程需要重點把握以下兩個特點：一是突出理論與實踐相結合的“雙螺旋”主線。與一般的理論課或實驗課不同，本課程是一門理論性與實踐性結合非常緊密的課程。課程主要按照“案例引入—原理推導—軟件實驗—綜合應用”的思路展開。因此，教學方法側重于理論講解與應用案例結合、抽象的理論知識與Vensim系統動力學軟件實現相結合、培養學員綜合解決現實應用問題的興趣和能力。二是突出課程的系統特征、因果特征和動力學特征。通過課程學習，使學員能夠建立系統辯證觀，強調系統、整體的觀點，通過對因果特征和動力學特征的講解，使學員掌握聯系、運動與發展的辯證觀點。系統動力學與物理學中的動力學具有相似性，系統的結構相當于物理學中的“力”，系統狀態隨時間發展變化的系統行為相當于物理學中的“運動”。系統內部結構和反饋機制決定了復雜系統的行為模式和動態特征。系統動力學非常適合研究復雜系統隨時間變化的問題，例如人口、經濟、社會隨時間的發展、興盛與衰亡等。因此在課堂講授時可以適當采用具有多媒體動畫，仿真實驗時特別需要展示系統隨時間變化的動態特性。
4結語
“系統動力學基礎”課程是鍛煉學員系統思維、因果思維與提高動手能力，解決實際問題的理論性和實踐性都很強的課程。實踐證明，通過在教學準備階段了解授課對象，精心選擇教材，積極進行教學交流；在課程整體設計階段系統做好頂層設計，科學選取教學內容，把握課程特色，教員為上好“系統動力學基礎”做好了充分準備，為取得良好的教學效果奠定了堅實的基礎。
作者:王文廣楊峰李群單位:國防科學技術大學信息系統與管理學院
力學基礎論文:牛頓力學基礎研究論文
牛頓力學由于愛因斯坦注意了“落體失重”現象而建立的理論，有動搖牛頓力學基礎的意義。當我又注意了“受力物體質量內部的壓強梯度”現象時，抽象建立出關于物體內部新的空間概念及其物理量后，就補充了愛因斯坦的理論里只建立了“廣義慣性運動”的方程，而缺“廣義慣性力”的方程的缺憾，由此，總結出了新的原理（定律）系統，牛頓力學基礎改革應該是階段性的完成了。至于用此新基本定律怎么協調牛頓力學的機械能部分，還沒有深入探討。
牛頓力學基礎改革提綱
馬英卓
提要：
牛頓力學由于愛因斯坦注意了“落體失重”現象而建立的理論，有動搖牛頓力學基礎的意義。當我又注意了“受力物體質量內部的壓強梯度”現象時，抽象建立出關于物體內部新的空間概念及其物理量后，就補充了愛因斯坦的理論里只建立了“廣義慣性運動”的方程，而缺“廣義慣性力”的方程的缺憾，由此，總結出了新的原理（定律）系統，牛頓力學基礎改革應該是階段性的完成了。至于用此新基本定律怎么協調牛頓力學的機械能部分，還沒有深入探討。
【關鍵詞】牛頓力學；引力；等效原理；參考系。
一、前言
我在7年前，在互聯網上發表了若干關于牛頓力學基礎變革的文章，到現在我寫此文章的時候，有許多關于物理論文的網站都在陸續轉載我的文章，而且有的人還問我：什么時候寫出系統的書來。由于我一直獨立地搞比較復雜的技術裝備研發工作（不搞我就沒有飯吃），就沒有時間與精力寫比較詳細的系統的此內容的書來。又由于在有生之年，我也可能來不及寫出比較系統的書來。所以，我就先寫一個提綱性質的文章，以對我以前其內容比較分散的多篇文章，提供補充與導讀。也許我來不及寫出系統的專著就離開這個世界，那么，我想，后人就可以根據我的此文章及其它文章，會寫出比較系統內容的書來的。
可以說，牛頓力學如果不涉及“引力”方面的內容，應該是個相當的完整與自洽的原理性的理論體系。問題是，引力問題實在是與牛頓力學不可分割的方面（都是同樣的物體概念、同樣的質量概念），不能把引力某個方面的問題與牛頓力學分割開來。但是，引力問題的牛頓表述，實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？這是應該清醒地認識到的。愛因斯坦對一個“落體失重”現象與經驗事實的注意，引發了牛頓力學基礎變革的導火索，然而，遺憾的是愛因斯坦沒有完成其基礎的的變革。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。我對此方面的問題，進行了長期的探索與考察，我自己認為基本上解決了此方面的許多的問題。下面，我就用提綱性質來闡述此方面的內容。看此提綱的內容應該隨時參考我在網上的有關的多篇文章（見后面的參考文獻），因為那里可以得到其中提綱里說的有的具體內容。
二、牛頓力學的哲學原則前提
(一)屬性問題
1、牛頓力學實質就是關于物體“慣性”方面的經典物理學科（區別于實際物體的其他屬性的經典物理學科，比如電性質與磁性質等），是屬于適用于宏觀世界的物理學科（意味整體天體與微觀的客體不同性質）
2、a)屬性沒有大小問題；b)屬性是物體由于某個獨特特征而本身具有的，屬性是在對它物的關系中體現出來，不同的關系有不同的體現，但是，必須窮舉其不同的體現，才可以的體現其屬性內涵。關系不是屬性，關系不決定于屬性。像馬赫說的什么一個物體的慣性是由宇宙中無數天體關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量的特征而僅是本身具有的屬性，它對他物的關系的體現有兩個：運動狀態（位置關系）；慣性力（作用關系）。缺一不可。以往都僅是把慣性用運動狀態來說明，而忽視了“慣性力”方面的體現。這是我們對牛頓力學思維要改變及遵循的基本前提之一。物體的慣性與其表現僅與其所處的空間背景的相應的位置有直接的關系。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，而間接地影響了物體慣性的“表現”而已。
（二）參考系問題。
1、原則性問題：
a)在牛頓力學方面，我們必須有個抽象的理論思維角度與實際的具體的運用的區分問題，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它物關系的體現結果，來說明其屬性含義。就是原理的表述結構。
c)在具體的運用理論原理時，往往是尋找其具體的情況是否適合與近似適合原理條件的問題。不能把具體的問題作為抽象的理論角度來對待。
2、參考系是原理的涉及運動方面的描述工具：
a)在理論抽象角度，參考系實際上就是坐標系。
b)具體操作方面，參考系也是涉及物體系統作為參照物來確定其坐標系原點的含義。
c)但是，目前參考系方面的概念，有許多的錯誤認識。其較大的錯誤就是把參考系（坐標系）的空間當做了有物理性質的空間，而且可以隨著參考系的不同的運動狀態或不同形式的坐標系（比如直角坐標系對應牛頓力學空間，曲線坐標對應引力場等），有不同的空間物理性質。這實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）可以假定在一個有“物理性質的空間背景”（這應該是理論的新基本概念）條件下，再在其中約定一個參考系（坐標系），其參考系作為基準參考系（也是理論的新基本概念）。
（2）單純的參考系（坐標系）及其內的空間，沒有物理性質，僅是幾何性質。
（3）只有基準參考系可以代表其物理性質的空間背景。其他的參考系都僅是幾何描述工具性質。力學里的原理性質的物理定律，只在其基準參考系中運用是有效的。比如，教材里說的“虛構慣性力”的問題，就是把僅適用于基準參考系下的牛頓第二定律才適用的問題，錯誤地用于加速系（確定此加速系本身，就是意味在基準參考系的前提下確定的，而此加速系沒有物理性質），而出現了“虛構慣性力”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，必須變換回基準參考系后，才是原理性質的定律的正確解釋（反之可以是推論性質的定律）。比如科里奧利力問題，可以用“在牛頓背景空間里“靜止”基準坐標系來描述旋轉坐標系（沒有物理性質），然后，把其物體隨著旋轉坐標系的相應的運動表述，轉化為基準坐標系的表述（坐標系的變換問題），其中的物體的運動狀態，就是受力與否的狀態，此受力（外力）狀態，就有了與明確的物理意義。反之，科氏力的公式本身，就可以是原理性質定律的推論性質的公式。
（5）各種形式的坐標系（比如以形式角度的直角坐標系與各種曲線坐標系等）不能對應各種物理性質的空間背景，因為單純的坐標系沒有物理性質。當然，對于某種物理性質的空間背景的基準參考系的確立，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。
（6）參考系問題，就是其原理條件以及操作性的問題，（原理性質的數學公式應該不涉及坐標系的表達形式）所以，涉及實際的具體的運用參考系時，必須是先考察哪些具體的空間狀態近似其抽象原理的空間背景條件，來近似的運用。
（7）目前的力學理論里的“慣性參考系”與“非慣性參考系”的概念必須取消。因為它違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）對于從一百年來的“是否有參考系及優越參考系”的爭論，實在是應該結束了。這是具體情況具體對待的操作性的問題，不是抽象理論的原理問題。至于有沒有參考系，也許人為的用某實驗裝置可以確定其宇宙中的靜止點。但是，在一般的情況下，還是沒有必要的。
三、牛頓力學核心的認識缺陷（除了引力方面）
1.實際上，現在的牛頓力學有個前提條件，就是在一個隱含的有物理性質的“空間背景”下適用的理論。然而，都忽略了。（所謂的空間的空間背景，有各向同性物理性質。只有在引力場作為空間背景與其對比，才有此明確的認識。）
2．牛頓力學，現在的教材都把真正的“慣性力”給取消了，嚴重地影響了對其的的實質性的認識。慣性力是由于物體本是慣性的原因，對它物（外力）的直接作用。或者說，是對外力的反作用力。（這是目前教材里最關鍵的沒有認識到的問題，這是引起學生認為力學難學的關鍵根源之一。沒有“慣性力”的真實認識的牛頓力學，無論如何都是較大的缺憾。因為你已經講了“慣性”，怎么沒有“慣性力”？慣性不僅僅體現在慣性運動上，也必須有慣性力（非慣性運動）的因素，才可以真正的的認識與理解“慣性”。（牛頓力學就是關于慣性的力學）
3．牛頓力學三定律是其理論的原理性質的核心定律。
a)其中的及時定律是對慣性的語言描述的性質（包含有外力方面的內容，但是以往都忽略了此方面，這是一個“硬幣”的兩面，缺一不可。慣性有被動與主動的對立統一性。這方面的問題，在以前我的文章里已經說過了）；
b)而第二定律是對及時定律的數學表述性質（最重要的，目前還沒有認為第二定律就是：“合外力（不為零）是用物體的慣性力—ma來量度的”實質認識。）（也包含了沒有外力情況的慣性運動狀態內容——加速度a=0.）；
c)第三定律，應該是“體系”定律，不專門是屬于“慣性”方面，是與其他力學建立聯系的定律（外力，可以包含各種性質的力）。
4.牛頓力學里還有慣性離心力與科里奧利力的表現形式，都是屬于慣性力。都可以歸結于原理性質的慣性力。但是，目前教材里取消慣性離心力是錯誤的，而科氏力也沒有詳細的說明是慣性力由于物體的運動狀態的參考系特征的不同，而表現出來的不同形式。其中最主要的認識誤區就是沒有把“慣性力”作為物體本身慣性屬性的原因的對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與高興的事，就是“發現”了自由落體的“失重”給牛頓力學基礎提出的“難題”。此方面我就不多說了，可以看我的相關的文章。其中較大的意義，就是取消了“引力”認識。（引力的本質就是牛頓在沒有引力場概念的情況下對重力現象的錯誤理解，這是歷史的局限性造成的。雖然他反對超距的引力存在）。如此的“自由落體失重”現象讓愛因斯坦得出了一個結論，這是我幾乎在我的每篇文章里都要提到的，愛因斯坦在《狹義與廣義相對論的淺說》著作里加重點號的話：“物體的同一性質按照不同的處境或表現為‘慣性’，或表現為‘重性’。”（把重性與慣性聯系起來，而把外力性質的“引力”取消了，具有顛覆與改變牛頓力學基礎的意義）這正是愛因斯坦所要表達的核心新認識，可惜，到也沒有完成他想建立新的牛頓力學基礎的原理性質的理論。愛因斯坦晚年的哀嘆：沒有建立一個有用的概念。這說明什么，就是說一個新的原理總是伴隨著一個新的基本概念產生的，這才標志著更深入的認識性質。廣義相對論是沒有找到把此“話”提升為真正的理論原理的表達方式的情況下的畸形理論系統,我就不在此方面贅述了。在我以前的多篇文章里已經大量的說明了。問題的關鍵就是，當你由此建立了一個新的合理的原理后，還有必要去趟過去由于不明確的認識形成的理論渾水嗎！
（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，對牛頓力學基礎的變革：就是牛頓力學只有一個背景空間，而慣性主要是其空間里的內容。而物體的本身“重性”的體現，當做了外力性質的虛構的“引力”原因。但是，其“不同處境”，就是給了牛頓力學與其原來的背景空間“平權”的另一個具有物理性質的背景空間，就是“引力場”。而把牛頓力學里的物體的原來看來不同的屬性（牛頓慣性與重性）歸于了一個屬性，就是“廣義慣性”。所以，用下面來對比一下所做的基礎上的變革：
a）牛頓力學是一個空間背景，同一個物體，兩個性質（慣性質量與引力質量）；
b）而愛因斯坦的改變：就是兩個空間背景（牛頓力學均勻空間與重力場空間），同一個物體，一個性質（廣義慣性）。
2.僅僅如此的新突破，還是欠缺一個環節，就是可以描述在此不同的背景空間里的“廣義慣性運動的不同狀態”，但是，缺乏的是，又怎么必須要涉及到“廣義慣性力”的不同狀態呢？愛因斯坦的廣義相對論僅是描述了“廣義慣性運動狀態”的理論（雖然是在所謂的“光”測地線角度來表達的，而且用復雜的數學工具來建立的方程）。這就是愛因斯坦沒有解決的方面。缺一個方程，其方程就是描述“廣義慣性力”的。但是，怎么區分“廣義慣性運動”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”（可以化為物體內部空間的小p為零的狀態，見后面的說明。）還僅是涉及“廣義慣性運動”的方面。對于如此的缺憾，我就在物體內部的空間狀態上有了進一步的突破，從而補充了其缺憾。沒有此補充，就無法更深入的認識其實質問題。看下面。
五、物體內部空間的基本概念的產生而帶來的新突破
1.關于物體內部在受力的情況下的內部空間問題，在此就不多贅述了，見我的名為《受力的物體內部到底發生了什么情況》。我在此節，僅是進一步說明其含義。
2.由于在以前我的文章里，涉及到物體內部空間的符號，是用希臘字母“內ρ”或用“P內”及小p來表示。但是，在沒有“受力”的文章發出前，此方面的物理含義是沒有詳細說清楚的。所以，必須要看此“受力”文章，才可以有進一步的理解。
3.此“內部空間”的界定，必須是指物體有質量部分所占據“空間”。就是因為沒有如此的界定，愛因斯坦才在此問題上困惑了一生（見他有關著作的補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基礎原理理論的一個最主要的障礙。
4.必須有個新的物理量的建立與補充，牛頓力學基礎的變革才可以基本完成。這個物理量，就是獨立的重力場強度。（引力場強度，原來只用牛頓引力公式的物理量，但僅是經驗公式的性質，不是原理性質的物理量）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“坦”的物理量，也是物體內部空間的物理量（量綱相同）。可以說，實際的重力場強度是不均勻分布的（引力勢二階導不為零），但是，一般的來說，物體內部空間的“坦”可以是均勻分布的。（容易建立相關的許多的數學描述內容）
6.這個物體內部的空間物理量之所以說是獨立的，是因為可以直接的建立起抽象的“p內”與具體物體（各種物態）內部狀態（壓強梯度）的“經驗”層次的對應關系。如此的壓強梯度可以造成具體的物體內部的許多相應的物理變化，比如，一個慣性運動的玻璃瓶撞上剛性障礙物，就破碎了，就是可以用此內部p的大小來作為原因來解釋（內部壓強梯度迅速變化）。當然，也可以想象如果有這么個引力場強度也是如此的數值，那么，就是不“碰撞”而靜止在其引力場內，也會破碎的。也就是說，內p相當于引力場內“靜止”的小范圍的某數值，也是物體內部的“引力場”。（引力場的空間可以不涉及質量的空間，而物體內部的“引力場”的范圍必須是物體的質量所占據的空間，這是必須要強調的“界定”問題。）此段的說明，就是說，已經有了新的概念與物理量，有了新的物理解釋的依據內容。以前的力學就是沒有建立如此的物理關系。以后的力學，就有了一個新的認識角度，就是把受力的物體內部的物理變化可以有一個新的原因來解釋了。這就是新的知識。雖然以前的人們都知道有此現象，但是，沒有建立起受力與物體內部物理性質的內在聯系的原理性質的認識，或僅是經驗的認識，而不是抽象理論層次的“本質”的認識。這就是在牛頓力學在基礎上變革的最重要的補充方面。這有指導實踐的意義。
7.如此的建立個新的物理量及概念，可以看出，相對于以前的關于弱等效原理的表述來說，這已經是屬性性質的認識了，以前的認識還是經驗的認識層次。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。實質上是，此有重的感覺是由于人的身體內部會有“壓強梯度”情況出現，才是感覺出有重的原因。這就是其真正的實質的原因。至于強等效原理，則是應該慎重認識的，因為沒有經驗事實基礎（不能成為原理理論性質的理論原理，也許而僅可以于構造理論的性質貼點邊）。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里的彎曲路線的“思維實驗”，實質僅是運動學里的“速度的合成問題”，沒有物理意義。所以如此角度的等效的對應引力場，認為引力場內光線彎曲的原因是如此，是沒有道理的。所以強等效原理應該是沒有經驗事實基礎的。
五、新的原理性質的核心基本定律
當我把此物體的內部（有質量占據的空間）問題“抽象出來”，增加一個新的物理量后（與引力場強度物理量綱相同），就是說，在新的物體內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原理性質的定律的條件了。于是，就在牛頓慣性與愛因斯坦前面的話基礎上，建立了兩個“統一”的原理公式（廣義慣性力定律與廣義慣性運動定律）。而且也做了習題解法的介紹。于是，愛因斯坦真正的改變牛頓力學基礎（出發點）的目標與意義，應該說，就在我總結的原理公式那里得到了實現。詳細的內容請看我后面列舉的文章。此兩個公式，不必要用復雜的數學工具，而僅用初等數學工具（矢量）就可以了，如此新的“定律”就可以直接進入中學的物理教材里。在此節，我做以下的補充說明。
1.此原理系統，僅是涉及到宏觀物體（質量）與其占據的外部空間背景的物理關系。但是，由此，可以有一個新的觀念，就是說，天體引力場系統應該僅是“主體與客體”的關系。主體提供引力場，而客體僅是作為“場的荷”意義。（原來的引力場內的物體的廣義慣性力——重力是場強與質量的積的公式，已經是屬于我的兩個原理公式的“推論”性質了。）而原來認為牛頓引力公式里的兩個物體（質量）之間直接存在“超距引力”的觀念下來計算的思維模式，應該取消了。沒有什么原來理解的二體與三體的引力問題了。這也是牛頓力學基礎的很重要的變革方面之一。
2.新的原理性質的三個定律:a)廣義慣性定律；b）廣義慣性力定律（公式）；c）廣義慣性運動定律（公式）里，就有了兩個公式了。如此就可以用此公式，可以根據其中的物理量的特殊情況推論出牛頓力學里的其他公式，同時也包含了“等效原理”的本質含義。這個意義就是，原來牛頓力學的沒有內在關系的物理意義的公式，統一在這兩個公式里，就有了確切的物理意義。于是，目前的牛頓力學教材里的許多的“模糊不清”的物理含義，就應該消失了。標志了在牛頓力學的范疇內的對自然界的更深入的認識，牛頓力學開始進化為新的階段了。
3.此原理系統沒有涉及引力場產生的根源問題，在此僅是給定一個引力場空間；其次沒有涉及引力場的結構等方面的描述（這是另外的相對獨立的物理學范疇），以及物體在引力場內的運動軌跡狀態的等問題，這可以依據此原理系統進行復雜數學工具的延伸描述。而引力場本身問題，是個獨立的需要繼續研究的科學領域。至于，由引力場角度，用于宇宙學方面，我不多發表看法，因為，抽象的理論性質的宇宙與實際的我們在哈勃望遠鏡里看到的宇宙，不是一回事。（實際的宇宙本身的物理認識，我們才剛剛開始感性認識性質，而且我們需要知道的還大多不知道）
4.問題嚴重的是，現在把引力場的產生原因僅是歸結于大質量，實在還是牛頓的認識，重力場應該是整體天體在演化過程中產生出來的，不是質量自然具有的，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證明與證實的結論。
5.對于我總結的廣義慣性三定律里的及時定律的語言表述，可能許多人都不可“理解”。是因為其中用的小p或內ρ為零來說明其廣義慣性運動狀態。實在是抽象。但是，如果你用“失重”角度來理解，就非常的容易了。但是，作為一個原理，是不能用“感性”非科學語言來表述的。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”時候的物體（包括我們身體自身）的運動狀態，都是廣義慣性運動狀態。反之，亦然。
6.我還是要著重的申明，我們必須放棄已經形成的某些牛頓力學觀念與思維定勢。比如，說什么也不理解，物體在重力場中的下落趨勢，是由于物體的廣義慣性，是物體“本能”地要下落，而總覺得有個無形的外力造成的。這就是需要超越我們的感性認識，達到抽象的理性的認識。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”改變自己的運動狀態及主動作用其他物體的。在牛頓力學里的勢能概念，也可以說就是說該物體由于有“能”，可以主動改變自身的運動狀態，從而也就是解釋了重力狀態與自由落體運動狀態的原因，而不是引力。靜止在引力場內的物體（重力狀態），可以看做獲得了引力場的“能”，而不是虛構的“外力”性質的引力。
7.還有一個最重要的思維范式的變革問題，就是目前的教材里，把正在公轉的物體（非平動）的慣性離心力，當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，有的人把此情況當做了外力性質的離心力的“勢”來看待也是錯誤的思維范式；而已經正在離心了，那就不是由于慣性離心力的問題了，而是慣性運動狀態了。以此為例，可以引申至其他同類方面的認識轉變，包括原來的引力思維模式。
六、的總結
1、牛頓力學變革后，也僅是關于物體的慣性（包括牛頓慣性與重性）的物理學科。或叫做慣性力學也可以。其中必須是有質量這個基本概念為標志。僅適用于宏觀范疇。
2、牛頓力學里有個隱含的有物理性質的空間背景問題，而變革后，就有個兩個背景空間前提：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，有個代表其空間背景的物理性質的參考系（坐標系），約定為基準參考系。所有慣性力學里的原理性質的公式，都必須在此基準參考系里有效，而其他非基準參考系里的公式變換回到基準參考系后才可以有確切的原理解釋性質。
4、廣義慣性力（包括牛頓慣性與重性——已經沒有了虛構的引力與慣性力之說）是由于物體本身慣性的原因，對外力的直接反作用力。
5、牛頓的慣性運動狀態概念已經變為只要是物體是“失重”（此失重的抽象說法是內部空間問題）的運動狀態都是慣性運動狀態。至于到底是什么運動狀態，取決于物體所處的空間背景的特征。可以用新的定律來進行計算出其運動狀態。
6、物體內部的有物理性質的空間，等同于引力場的很小的局部空間。可以直接的對應物體的具體形態的內部空間里“壓強梯度”，可以作為此壓強梯度產生的原因的說法，也可以間接地解釋由于此壓強梯度的具體物體內部的相應的物理變化現象。
7、此慣性力學（對牛頓力學的基礎變革后的力學），僅是關于物體（質量）與其背景空間關系的問題，而對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“本身”的問題，這是需要物理學繼續研究的相對獨立的范疇（比如熵空間與負熵空間的問題也涉及此“本身”問題）。
8、由于原來的牛頓力學里的許多公式，尤其是涉及重力及引力的公式，都比較分散，現在都統一的可以由新總結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的定律或公式了。其意義就是變成了有內在物理關系的公式系統，標志了對該領域的物理意義的更深入的認識，也標志了理論的統一的自洽性。標志了牛頓力學進化為新的階段。牛頓力學在基礎上的此變革，將告一段落了。相應的就是需要教材的改革了。
9、如果說，是因為把某范疇物理學科里的分散的許多的物理公式及物理含義，可以用一兩個公式把他們都包括進來，就構成了美的效果的話。那么，我所做的就有了如此的美學效果，但是，這與美學掛鉤實在有點牽強。也許因為，人的本性厭惡思維的混亂，總是想用幾句簡單的話或幾個簡單的公式，就可以把思維條理化及簡單化，就認識了世界，是人的本性使然。但是，如果人對世界的認識沒有更深入的認識的追求，哪來的如此簡單化？因為真理應該是簡單明了的。不如此，僅僅是感性知識的積累或盲目的追求所謂的洋洋百萬字的科學巨著的宏偉，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知識的意義，其本身實際上就意味沒有認識到其中的真理，只有不斷深入的認識世界，才會把復雜的問題簡單化。問題是哪些知識是科學里的該拋棄的垃圾與泡沫？哪些知識是科學里的精華。這也許是不斷往復的過程。
力學基礎論文:基礎力學課程教學改革淺析
摘 要：文章從基礎力學課程的特點與現狀出發，結合“材料力學”等課程的教學、競賽輔導、研討交流等活動的體會，論述了教學改革的必要性與迫切性，闡述了基礎力學課程教學改革的理念、方法、內容和措施。
關鍵詞：基礎力學；教學改革；材料力學
以“理論力學”、“材料力學”、“工程力學”為代表的基礎力學課程是工科中機械、土木、車輛等許多專業的重要R禱礎課，是進一步學習相關課程的前提和基礎[1]。力學知識的重要性不僅體現在這些課程的學習中，也在其他專業課程和教學環節（如本科畢業設計）中體現。以“材料力學”為例[2]，經過該課程的學習，學生將樹立起受力與變形、破壞與安全等重要觀念，加深了對工程現象進行力學抽象與建模，進而開展結構的受力、變形和破壞分析，從而最終解決工程問題的認識，了解了發現問題、分析問題和解決問題的過程與方法，由此培養了創新精神與創造能力。所以基礎力學課程對于學生積累知識、培養能力和鍛煉思維，對于教師的研究型教學與學生的研究型學習的相互促進，對于高校的知識教育到素質教育的轉變都會起到非常重要的作用。
伴隨著經濟的持續高速發展，工程領域航空、航天、機械、動力、土木、水利等行業對于本科生的要求發生了巨大轉變。對于一般的工業企業來說，大量的結構強度計算分析工作都可通過Nastran、Ansys等有限元軟件來完成，設計分析也可以借助相關設計手冊來進行，似乎所需要的工程師人數相對較少，對其力學知識和相關能力的要求有所降低。但是，我國的產業結構正處于向自主創新的攀升過程中，更需要的不是僅僅能因循守舊、照搬設計規范來完成結構或產品設計的工程人員，而是能夠清晰地理解舊有規范背后的科學依據，地把握產品的當前需求以及由此帶來的技術挑戰，在此基礎上進行改進，甚至全新設計的技術人才。因此，對于絕大多數具有實力的大中型企業而言，反而是力學基礎好，概念清晰，發現問題、分析問題和解決問題的能力強，具有創新能力的本科畢業生更加受歡迎。所以，考慮到工程實際需要的差異性和多層次性，開展基礎力學課程的教學改革十分必要[3]。
一、基礎力學課程教學的特點與現狀
現階段的基礎力學課程教學出現的問題，從大的層面來看，主要表現在以下幾個方面。
（一）教學內容多與實際學時少之間的矛盾
近年來，為了拓寬學生的知識結構，擴大專業的就業面，高校不斷進行了專業調整與改革，專業課的課時普遍被大幅度壓縮。而各力學課程都是一個完整的知識體系，有其自身特點和規律，難以相應地進行大幅度削減。這就提出了如何在被大幅度壓縮的學時內，高質量完成相關教學內容的問題。
（二）力學知識體系要求較高與學校生源素質急劇下降之間的矛盾
基礎力學課程從基本概念的提出到理論體系的建立，其建模與分析的思路極為嚴謹，假設與抽象十分合理，具有堅實的現實依據和理論意義；研究方法非常嚴密，通常需要大量地運用數理方程等相關學科知識。但是，目前各本科院校的連續擴招，學校生源素質急劇下降，學生基礎知識差，在實踐中認識和提出問題、應用力學知識分析和解決問題的能力明顯不足。就“材料力學”而言，公式推導過程比較煩瑣，而且必須要以實驗課相輔助。學生普遍反映“材料力學”課程較難掌握，容易產生畏懼心理，考核結果也往往令人擔憂。
（三）實踐環節需要資源較多與高校資源相對緊張之間的矛盾
基礎力學課程是理論性和應用性都極強的課程。以“材料力學”為例，它主要分析各種工程結構和材料受力之后的變形情況，需要學生對工程實踐有一定的感性認識，能夠將理論分析與工程實際聯系起來。這就需要讓每個學生都能動手實踐，開展從材料的各種力學性能測試，到構件的拉、彎、扭、及組合變形，到靜動態力學性能分析等等多個相關實驗，進行較為充分的相關力學實驗的實驗設計、試件設計、過程操作、結果分析、數據整理、報告撰寫的練習。然而由于力學實驗設備普遍相對較貴，占用空間較大，往往都是若干學生以小組為單位，嚴格按照相關實驗過程，完成兩三個簡單實驗。充分達成課程目標所需資源與高校現有資源之間形成了較大反差。
以上矛盾都是目前客觀存在的現實，需要院校、教師、學生等管理部門、教、學各方面共同努力，確立教改觀念，理順發展思路，推出合理舉措，不斷解決問題。
二、基礎力學課程教學現存問題分析
具體到基礎力學課程的教與學來說，長期以來，基礎力學課程的教學模式仍采用傳統的模式，關注學科知識的傳授。形式上是課堂上教師滿堂講，學生埋頭記；課后學生完成作業，教師批閱；學生參加考試，完成課程考核。從實際教學情況來看，這種模式不僅其過程中存在許多弊端，而且該模式本身已不能滿足社會需求。這樣不利于學生對知識的掌握，難以衡量學生的真正水平，不能很好地培養和鍛煉學生對知識的運用能力和實踐動手能力，還容易出現作弊等違紀現象，同時不利于教師教學水平的提高，沒有充分發揮各種考核手段的導向和反饋作用。所以傳統教學模式必須改變[4-5]。
教學過程主要包括教師與學生，涉及課堂教學、實踐、與考核等環節。目前主要存在以下問題。
（一）課堂教學環節
學生通過基礎力學課程的學習，熟悉相關知識體系和內容，建立相應基本概念，了解本學科的特點，樹立采用定量分析方法解決工程實際問題的觀念，培養創新意識。這些都無法脫離課堂教學環節。課堂教學是課程學習的核心環節。目前仍存在以下幾個問題。
在教學內容方面，由于學時太少，教師往往拘泥于其系統性，不能給學生留出足夠的自由時間和思維空間，忽視了學生的創新能力和想象力的培養。在教學手段方面，普遍大量使用PPT課件，基本都是以教師滿堂灌似的講授為主。盡管表面上較為流暢，但留給學生思考的時間相對不足，會導致教與學之間缺少充分互動。在教學方法方面，由于高校教師，尤其是青年教師承擔了大量的教學、科研任務，因此會忽視對教學方法的研究。
（二）實踐教學環節
基礎力學課程是應用性非常強的課程。它通過對工程實際、生活實際的各物體、構件的分析，得到其運動、變形的知識和觀點，并與實際情況相比較，進而加以修正，從而形成普遍規律，用于指導實踐。其建立過程、認識過程與應用過程都和實踐密不可分。課程學習的最終和最重要的目標就是能熟練自如地運用相關知識，解決實際問題。因此，實踐是課程學習不可缺少的重要環節。
目前，基礎力學課程實踐環節方式較為單一，就大部分院校而言，主要是實驗；內容較為貧乏，一般都只是開展幾個最為基本的力學實驗；過程非常單調，僅是學生分組完成規定的操作流程。這很難激發學生的興趣，難以吸引學生主動思考和投身實踐，基本不能實現創新精神的培養。
（三）課程考核環節
考核環節一般包括課后作業、實驗報告、大作業、期中期末考試等，是對教學情況的反饋和總結。它具有方式多樣、內容豐富的特點，能對教學起到重要幫助作用。但是，往往實際中都只重視期末考試，采取主要以期末考試來決定課程學習通過與否的做法。
這種傳統的考試模式更多的是考查學生對基本知識點的掌握，很難實現對學生創造能力和創新能力的培養和考查。而且，這種模式形式單一，基本以筆試閉卷為主；考試比例相對集中，一般是以課程結束后的一次考試成績作為課程成績；考試的時間也比較集中，考試基本安排在學期末進行；考試內容也很少，基本上是講三學二考一。這樣往往造成學生上課不認真聽講，課后不仔細復習，平時不查閱參考資料，一心指望考前突擊、死過關。同時，這也極易引起學生只重視做題，忽視了對本學科的規律與特點的掌握和體會，更無法談及相關創新精神和創造能力的培養。
三、基礎力學課程教學改革的思路與措施
基礎力學課程的教學改革必須注重學生創新精神與創造能力的培養，這已成為大家的共識[6]。在教學改革過程中，要貫徹“以學生為主、教師為主導”的教學原則，努力激發學生的興趣，牢牢地吸引住學生的注意力，促使學生能夠認真觀察、獨立思考、積極動手操作、樂于表達交流、隨時質疑提問、聯系工程實際，參與到教學的各個環節中來[7]。始終注意培養學生在觀察工程實際與生活現象、發現和提出問題、運用力學知識抽象和建立理論分析模型、運用相關力學知識解決實際問題這一完整過程中，理解、體會基礎力學課程特有的學習方法、思考原則、考慮角度、分析方法等。始終注意力學課程的教學與工程實際的結合。
在課程教學的各環節，以“材料力學”為例，不僅需要引導學生完成知識點的學習、掌握，實現知識的積累，還需要促進學生思考和理解這些知識背后的依據、原理，幫助學生體悟知識的應用過程。需要考慮的方面和可以采取的措施如下。
（一）教學環節
在組織教學內容時，應不拘泥于所授教材，注重課程知識的橫向應用，突出“材料力學”研究問題的思路和解決問題的方法；注意結合工程實例和生活事例，側重現象分析和規律探討，激發學生的學習熱情。以學生為中心，制定教學方案。在課堂教學中要激發學生的好奇心，抓住學生的注意力。盡可能結合時事、結合突發事件、結合新技術的應用，采用青年人更易接受的流行語言和詞匯來講解和體現力學規律。可適當減少習題的講解，增加工程實例的分析和探討。通過若干完整的工程實例分析，來展示力學知識的運用，體現本學科的重要性，并澄清本學科的學習特點，幫助學生盡快地適應本學科的學習。在習題的講解中，注意區分典型例題與非典型例題，厘清處理典型例題的通用方法與處理非典型例題的特殊方法的關系，盡可能地解除學生的畏難情緒，排除學習障礙。
在教學手段上，利用青年人對計算機、手機等新技術應用具有濃厚興趣的特點，可將多媒體教學與傳統教學有機結合，盡可能地將多種元素引入進課堂教學中來，比如CAI課件、動畫、電影、CAD、CAE等。
在教學方法上要轉變教學觀念，將傳統教學方法與現代化教學手段和資源結合起來，不斷優化教學方法。可通過緒論課與力學史、基礎力學教學中的人文因素[8]與力學美等的介紹[9]，以及借鑒小說與評書的論述方式，來引起學生的好奇心。
同時，教師還應不斷提升自身的專業素質，堅持開展科研，加深和拓寬對本學科的認識，始終站在學科前沿來引導學生。
（二）實踐環節
基礎力學是解決復雜工程課題的理論基礎，工程應用是基礎力學的最終目標，同時也是激發學生學好基礎力學課程和產生工程意識的前奏。基礎力學的工程應用是提高學生學習興趣的一個重要渠道。
現有的力學實驗大多內容簡單，過程死板，結果已經預知，僅僅只是驗證性實驗，而不具有探索性和創新性，難以引起學生的好奇心與求知欲。且分組完成，相對缺乏思考性和啟發性，個人的參與性不強，不利于學生創新意識的培養。
實踐環節教學改革十分重要的內容就是要增添實驗內容，增強學生的選擇性和參與性，如各種材料力學性能的測試、組合變形實驗、復合梁實驗等。并結合工程問題、結合學生的大作業等，進一步提出實驗課題，讓學生自主設計實驗及相關裝置并完成實驗，如超靜定結構實驗、各種界面梁的彎扭實驗等。對于新的實驗內容，只給定實驗要求，由學生自己完成對實驗內容的分析、制定實驗方案、選擇實驗儀器和設備、分析和處理實驗數據、撰寫實驗報告。這樣有利于加深學生對課堂教學內容的理解，提高學生的實驗動手能力、分析問題與解決問題的能力。
（三）考核環節
當前考核環節的主要弊端是以期末考試來決定課程成績。對考核環節的改革應該是重視課后作業、大作業、實驗報告、期中期末考試，并逐漸開拓平時測試、工程實例分析、自主實驗設計等多種考核方式，合理分配時間和設置相互之間的權重，最終形成課程成績。
其中，最為常見的考核環節是課后作業的批改。要加強學生對平時作業的重視程度，引導學生獨立、積極地完成作業。教師要及時、認真地布置和批改作業，從作業中得到課程教學的信息，并在下一階段的教學中加以處理；同時將批改情況積極反饋給學生，引導和幫助學生采納反饋信息，進行復習。
大作業與課程論文作為一種普遍性的探索模式得到了較為廣泛的認可，是創新精神和創造能力培養的很好方式。選題可以多種多樣，如學習體會、章節總結、一個知識點的深入討論或一個具體生活或工程實例的解決。選題的范圍可以源自生活的方方面面，比如瀝青路面的變形、塌陷、開裂，樹木大風過后的刮倒、樹枝折斷，交通信號燈桿的歪斜等學生可能目睹但未進行認真思考的現象，抓住學生的好奇心理，激發他們的探索熱情。一般由學生自主選題，以教學大綱為基礎，在教師的指導下自由地進行知識拓展，并按科技論文的模式來完成，從而使學生的科研素質得到初步培養。
一般說來，由于當前實驗環節都是分組同時進行的相同實驗，實驗報告也是按照固有格式完成，導致實驗報告難以反映實際情況。不妨采取自主實驗設計、完成相關實驗并最終形成實驗報告的方式來考核。這對于學生個人能力的要求較高，需要充分發揮學生的主動性等，也需要教師的積極指導和幫助。
考試可以采取閉卷與開卷相結合、平時測試與期中期末考試相結合、自我測評等多種方式，避免期末考試定成績的做法。要增加適量的綜合性和靈活性的題目，注重系統、深入淺出以及知識與應用相結合。開發網上訓練與測試系統。
基礎力學課程的相關學科一方面與數學、物理相仿，具有嚴謹的邏輯性和高度的系統性；另一方面又面向工程實際、服務于工程實際，能對實際問題進行定量的、的分析和解決。做好基礎力學課程的研究型教學，有助于加快學生從大學階段的知識積累者到工業界進行自主創新的技術骨干的成長步伐。
素質教育要求教師開展教學改革，課程建設是教學改革的主要內容。力學組近年來在揚州大學多個學院的多門力學課程教學中開展了教學改革，多次牽頭組織本校學生參加全國周培源大學生力學競賽，在探索教學改革的理念、方法、內容和措施方面取得了階段性成績。為了充分落實力學課程的培養目標，提高教學質量，還需要多方位深入推進教學改革，開展研究型教學。
力學基礎論文:高職院校土力學地基基礎實踐教學的研究
摘要：通過資料收集、學習研究教育部文件及相關規程規范、綜合本人項目教學法的應用、對土力學地基基礎中的實踐教學環節進行了仔細研究。本文為提升高端技能型地質、土木類高職人才的技能培養具有一定參考價值。
關鍵詞：土力學地基基礎，實踐教學環節，項目教學法
0 前言
教育部關于提高高等職業教育教學質量的若干意見（教高[2006]16號）指出，為提高高等職業教育教學質量，要大力推行工學結合，突出實踐能力培養，改革人才培養模式；要校企合作，加強實訓、實習基地建設；高職院校學生的教育特別強調對實踐動手能力的培養，為實踐性教學就顯得尤為重要。
本文在實際調研與實際教學工作基礎上，對土力學地基基礎課程體系與實踐教學內容做了對比分析，并探討了改進傳統實驗教學的方法。
1課程教學中實踐教學的重要性
1.1課程及其實踐教學的意義要求
土力學地基基礎課是土木建筑類與地質工程類專業一門重要的專業基礎課，理論和實踐性較強。它由理論教學和實驗教學兩部分組成。傳統的實驗教學在整個課程教學體系中容易被忽視，而開展實訓，對加強高職學生操作能力、實踐能力、創新能力，培養高端技能型人才，顯得很重要。通過實踐性教學要求學生達到以下實訓目的：
（1）掌握土的基本物理力學性質指標的測定原理、技術方法、實訓結果的計算和分析等；
（2）初步具備針對具體實際工程選擇合適的實驗方法、種類的能力和判斷實驗結果性的能力；
（3）學會土工實驗報告的編寫；并了解土工實驗方法和儀器的近期進展及發展趨勢。
1.2課程傳統實踐教學的不足
通過自身對該課程的學習經歷，結合實際調查，筆者認為傳統土力學地基基礎實踐教學不足主要表現在以下幾方面：
（1）重視理論教學，輕視實驗教學，實踐教學內容以常規性的驗證性實驗為主，有的是以老師實訓，學生參觀為主。
（2）實驗教材內容陳舊，與實際現場或者工作實際中應用的土力學與地基基礎知識脫節。實踐教學學時數包含在理論課時內，實訓課時偏少，有的實驗被時間制約只能作簡單的現場演示或圖片展示講解，學生對實驗意義了解不夠深刻。
（3）實驗硬件跟不上現行生產單位實際工作或達不到要求。設備有限，實驗人數比較集中，不能使每位學生都能充分的參與到實際實驗中。
（4）實訓項目往往以室內實驗為主，缺乏現場原位測試。
2土力學與地基基礎課程實踐教學內容分析
2.1與規范規程中有關的土工實驗內容
土工試驗規范規程是為了測定土的基本工程地質性質，統一試驗方法，為工程勘察、設計和施工提供參數而制定的。由于實際工程應用目的、地域等原因，土工試驗規范規程很多。1999年頒布的國家標準《土工試驗方法標準》GB/T50123-1999在原國家標準GBJ123-88實施近十年后推出，新標準進一步向國際標準靠攏，使各行業的土工試驗有了一個能滿足巖土工程發展需要的試驗標準，使得試驗結果具有一致性和可比性。該標準中共計35項試驗項目。國家行業標準《土工試驗規程》SL237-1999中共計列出69 項試驗。
2.2 土工實驗教學內容比較
對于某一實際工程，上述所列試驗并非都會涉及到，各院校課程實踐教學中對試驗的取舍也不盡相同，筆者通過查閱資料，選擇了5本教材中的實訓項目進行比較。結果如下：
（1）實訓項目多以室內實訓為主，多側重與對巖土的物理性質指標實訓、力學性質指標的實訓，對于指標的工程意義講述較少，對于現場取樣技術或者原位測試技術比較缺乏。
（2）對于數據處理，實訓報告編寫，土工試驗新技術新方法部分內容較為薄弱，學生創新意識、發散思維不夠明顯。
2.3高職院校課程實訓項目的選擇
目前，高職院校土工實訓中開設有以下實訓項目：①土的顆粒分析、②土的含水量測定、③土的密度測定、④土的塑限、液限試驗、⑤土的直接剪切試驗、⑥固結試驗、⑦土的三軸剪切試驗、⑧擊實試驗、⑨自由膨脹率試驗、膨脹率試驗、膨脹力試驗、⑩土工試驗成果的整理。
3探討改進傳統土力學與地基基礎實踐教學的思路
3.1建立理論教學和實驗教學科學關系的思想意識
要解決當前土力學地基基礎實訓課程的不足，在思想上應當處理好理論和實踐的關系，要樹立理論源于實驗，通過實驗檢驗理論的理念。學習掌握知識是一個實踐一認識一再實踐一再認識的過程。實訓教學與理論教學相比在培養學生創新能力方面具有重要作用。
3.2設置合理的土力學與地基基礎實踐教學課程體系
將理論教學內容整合優化，知識模塊化，通過綜合實訓，實現知識融會貫通，使土力學地基基礎課程看似分散的內容，變得系統、連續、協調，有助于學生對課程知識體系的整體把握。
另外，設置科學的實踐教學體系，還應合理安排實訓課時及實訓時間，改革考核辦法，進一步改善實訓教學條件等。
4 結論
通過對教育部教學文件和相關規范的學習，結合高職院校土力學地基基礎課程教學內容、教學要求和本人實際教學經歷，得出以下結論：
（1）土力學地基基礎課是高職院校土木建筑類和地質工程類專業的一門重要的專業基礎課，理論和實踐性較強，實踐教學是提高教學質量的重要環節。
（2）建立適合高職院校自身特點的實踐教學體系對于提高實踐教學質量具有重要意義。改進該課程的實踐教學體系，有助于提高教師的教學水平和工作責任心；新的實踐教學體系要求教師打破傳統的教學方法，以工學結合為導向，靈活選擇實訓項目。
（3）通過開放實訓室，讓學生自主實訓，可以極大地激發和調動學生學習的積極性和主動性。提高了學生綜合運用理論知識分析和解決實際問題的能力，激發學生的創新意識，培養學生的創業精神。
力學基礎論文:工科基礎力學教學中人文內涵的挖掘
摘要：力學是工科專業的一門重要基礎課，也是培養工科大學生專業素質與人文素質的優良載體。力學的教學內容蘊含豐富的人文因素，在傳統的力學課堂教學中，針對力學概念的理解、力學模型的來源、力學原理的應用，從人文角度解讀概念、探尋建筑發展史、構造力學題目的藝術情境三方面進行了教學設計，結合具體實例深入挖掘知識點后的人文內涵。教學實踐表明，這種教學方式有助于增強學生的感性認識、提高學生的學習興趣、潛移默化地培養學生的人文素質。
關鍵詞：力學課程；人文內涵；建筑學；感性認識
《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》等力學課程作為工科院校土木、機械類專業的必修課，與先修課程《高等數學》、《大學物理》緊密相關，又為后續專業課打下理論基礎，這種承上啟下的作用使課程的地位非常重要。在教學中學生普通反映力學的內容繁多、抽象性強、枯燥難懂，甚至有土木專業的學生戲稱自己“又土又木”，就是源于大學四年中有兩年時間在學習這三大力學，力學思維的嚴謹、邏輯的嚴密在學生的眼里顯得機械、陳舊而缺乏活力。但力學課程的經典性，也給力學授課教師一個滲透人文內涵的優良載體，力學不僅僅是單調的公式與數學推導，每個知識點背后都有古今中外的人物、工程及故事等大量文史資料，深入挖掘這些人文內涵并融入相應教學內容中，既能激發學生的學習興趣，提高教學效果，又能潛移默化地培養學生的人文素質。在基礎力學的教學實踐中，筆者在概念的理解、模型的來源、原理的應用三方面做了一些教學嘗試，獲得了較好的教學效果，在此希望與各位同行探討。
一、從人文歷史解讀概念原理，體會哲理智慧
力學中經常采用嚴謹的語句來闡明概念和原理，而學生一般對于邏輯性強、敘述繁而冗長的概念容易產生斷章取義或者片面的理解，無法把握概念的本質特征。針對教學中的這些難點，若將一些概念還原到它的歷史出處，放在人文這個背景下進行解讀，會起到一種展開、簡化的作用，并能引起學生的注意力，增強學習的信心。
例如問到土木專業的學生對土木工程的解釋，大多數學生會談到中國古建筑大多以土木為材，從成語“大興土木”中可見一斑。中國古建筑中一脈相承的土木情結，形成了迥異于西方石構建筑的顯著特色。中國古建筑為何喜用土與木為材呢，從地理、技術原因引導學生想到文化的層面。看到“土”、“木”學生們很容易想到五行的“金、木、水、火、土”，土具中心地位，土的位置一旦確定，上下四方便會秩序井然。土的顏色為黃色，代表大地。無論什么建筑，都要建在土地上。“皮之不存，毛將焉附”，因而地基的選取與建造都是最重要的，而地基在力學中的簡化模型就是約束，減少體系自由度的裝置，以保持結構幾何不變。五行中的木代表東方，這個方位是太陽升起的地方，其代表色是青色，代表植物。建筑物以土為材，象征建筑物扎根于大地，從土地吸取有益于人類的地氣，更好地造福人類。再從《易經》的五行相生相克來講：木生火，火生土，木克土。土木材料的一大缺撼便是防火性差，這也是中國古建筑遺留與歐洲相比較少的原因。材料是建筑結構的物質基礎，不同的材料有不同的物理及視覺性質，材料的力學性質必須符合結構中傳遞各種荷載而形成的受力關系，而這種關系就是我們力學中研究的核心。
強度是力學中最重要最基本的概念之一，任何材料都有強度，做人也有強度，例如人的道德底線。穩定性的概念也體現出為人的態度，桿件失穩表現出的三種狀態即穩定平衡、不穩定平衡和中性平衡不正是體現了威武不能屈、屈于困難、隨遇而安的三種人生態度?引用唐詩“春潮帶雨晚來急，野渡無人舟自橫”，可形象又真實地描繪在河中蕩漾的小船，要處于一個穩定的平衡位置，它總要橫在河中。唐代馮延己的詞“風乍起，吹皺一池春水”從力學角度來看，是一副流動不穩定性的畫面，描述了風突然吹向平靜的池面，引起細小波浪的過程。分析《材料力學》中動荷系數的影響因素時，對于水平沖擊的動荷系數，當靜位移Δ。增大，動荷系數Kd減小，從而降低沖擊載荷和沖擊應力。用古語的“柔能制剛”則形象地表述了這個原理：靜位移大表示構件柔軟，因而能更多地吸收沖擊時的能量，再舉汽車的安全氣囊、橋墩的橡膠護舷為例，學生的認識就能觸類旁通了。
還有一些以科學家命名的公式如泊松比、胡克定律、莫爾圓與歐拉公式等，理論講完后可簡單介紹科學家個人的成長過程，以及與同時代的科學家群體及相互間研究的關系和研究流派，從而引出概念或某個力學原理的發展和完善的歷史。講述技術發展史，有助于人們完善技術本身。例如彎曲正應力的研究歷史、扭轉理論的研究歷史、強度理論的百年歷史，很多力學史研究者都在這方面做了大量工作可供我們力學教師參考。力學是一門既古老又成熟的學科，深入挖掘蘊藏其中的人文歷史，可讓學生從中地把握概念的本質和原理的應用范圍，培養學生的創新精神與社會責任感。
二、從建筑史探尋力學模型來源，感受建筑藝術
在教學中，經常發現學生迷惑于力學模型的來源以及簡化過程，小到計算簡圖中的約束，大到整個結構體系。教師需要幫助學生主動將理論模型與現實世界中的結構對接起來，實際結構是多種多樣的，人們要想嚴格地考慮每個結構的全部細節及各部分之間的相互作用來進行分析計算，是不現實的，必須有意識地略去一些次要因素，采用簡化的圖形來代替實際結構，于是就得到了結構的計算簡圖，計算簡圖為結構的分析奠定了基礎。
翻開建筑史，我們不難發現，力學中的眾多模型都是來源于建筑，而建筑與力學的發展一直是如影隨形的。閱讀建筑是了解一種文化好的方式，歌德說：建筑是凝固的音樂。在現代人的印象中：建筑師是屬于藝術家范疇的，可工程師卻脫離不了作技術的泥瓦匠的影子。但設計再巧妙的房子建不出來或建出來不能經久耐用，是沒有價值的，建筑的藝術性往往與結構和構造技術巧妙的結合在一起。以下幾個力學模型，都是取自于建筑學發展歷史中代表性的實例。
(一)框架結構
框架結構的內力求解是《結構力學》的一大重點，回顧人類的建筑史，最早的框架結構來自于英國索爾茲伯里以北的巨石陣(Stonehenge)，約建于公元前3100年左右，這個用兩豎一橫的三塊石頭搭出來的結構在自然界中毫無先例可言，可以說是整個人類建筑的象征。最著名的框架結構是位于雅典衛城的帕特農(Parthenon)神廟，建于公元前477年，是古希臘建筑藝術的紀念碑。
我國早在六千年前就已經建造了木框架結構房屋，主要采用木柱、木梁構成房屋的框架，屋頂與房檐的重量通過梁架傳遞到立柱上，墻壁只起隔斷的作用，而不是承擔房屋重量的結構部分。1996年2月3日我國的麗江地區發生了7級大地震，古城內土木構造的老民宅、老店鋪雖然墻壁倒了，建筑構架依然挺立，使得古城的重建得以短期內完成并保持了原有的風貌。這種“墻倒屋不塌”的現象，主要得益于木構件都由榫卯連接，受到猛烈沖擊時富有韌性，不至于發生斷裂。因此，在地震中木結構房屋更抗震，也更便于災后的恢復。盡管木框架房屋不再是當今建筑的主流，但這種科學技術需要我們進一步研究與繼承，不能讓它消失。
(二)中外柱式
在學習壓桿穩定時，對于受壓桿件，最常見的就是頂天立地的柱子。室外的柱子，它總是立于正門前列最重要的部分，在室內也是空間最突出的部分。古埃及開創了以石料作為建筑梁柱等基本構件的建筑形式，古希臘的3種柱式：多立克式、愛奧尼式、科林斯式，構成了古希臘建筑的精髓。古羅馬建筑直接繼承并大大推進了古希臘建筑成就，例如聞名于世的古羅馬角斗場中，自下而上各層采用不同的柱式結構，使這么一個龐然大物從視覺上感到重量的依次遞減，穩定又活潑。
學生們在欣賞形式美的同時，可適時拋出問題，引導學生思考柱式中的力學：柱子的受力特點與變形特點，柱長與截面的尺寸關系、長細比等，中外古典柱式造型上的差異，探討柱子如此設計的力學原理。當時的中外工匠并不知道穩定理論，是根據材料的實際狀態和審美需求來建造房屋。列舉這些人類發展歷史中具有重大影響的實例，可以使學生在認識建筑、認識世界的過程中建立力學的概念，增加其文化品位。
(三)西方的拱
拱這種構件，力學計算中要求重點掌握支座反力、內力的求解及合理拱軸線的確定，此外在黑板上給學生寫出拱的英文arch和建筑學的英文archi―tecture，學生就可望文生義地聯系到拱對于建筑學的重要性，推薦學生課后閱讀《拱的藝術：西方建筑簡史》。教師通過多媒體課件將各個歷史時期拱的代表性建筑予以展示，給學生一個圖文并茂、有聲有色的教學環境。再從感性回歸到理性，分析古羅馬建筑中的半圓形拱與哥特式建筑中的尖形拱，拱形狀的改變對支座反力、內力的影響是怎樣。
過窄的專業教育，會使學生的學術視野不寬，專業基礎不牢。我們培養的力學工程師不僅要會計算構件的受力，也要會欣賞造型上的藝術美，即會力學語言也會用建筑學中的術語來描述同一個構件，實現建筑師的設計理念。現代建筑的創作離不開建筑師和結構工程師的緊密合作，多了解對方的專業特點與知識，積極主動的換位思考，共同掌握好兩個專業之間的和諧與平衡，無論對結構師還是建筑師都是有益于各自的專業發展。
三、構造力學題目的藝術情境，品位語言魅力
孔子云：“言之無文，行而不遠。”意思是，說話如果沒有文采，不講藝術性，就不能打動人，因而也不能廣泛、長遠地流傳。語言表達得好壞對教學效果的優劣起著至關重要的作用，工科教師往往重視語言的科學性、規范性，卻忽視了它的藝術性。在課堂練習中，教師也可結合知識點，運用國學經典中的名句，包裝力學的練習題，將枯燥的數學推導置身于語言魅力所營造的藝術情境中。這些吸引學生的語言，既可創設優美形象、富有感染性的教學情境，又能使學生的大腦在輕松活潑的環境中去思考。這里試舉兩例：
題1 ，《易經》上說“上棟下宇”，房屋屋脊上那根最重要的梁，一般稱為棟，即棟梁之材。北宋李誡所編刊行于1103年的《營造法式》對從圓木中鋸出一矩形截面梁，矩形的高：寬=?才能最有效利用材料做了規定。請確定矩形梁的高寬比，并論述力學原理。
題2，《國語》上有：“造橋為梁”；《說文》曰：橋，水梁也；金文中的“梁”字也形象地表達了它的這一使用功能。某大學生暑假回家，看到村里小溪上需要架座新獨木橋，有三塊長度和寬度一樣的木板，其中兩塊的木質較好，另一塊差了些。如何放置這三塊板，可膠接，可用連接釘，提出整套設計方案并說明原理。
兩道題目既需要數學推導又需要從力學角度給出提高梁強度的具體措施，題l從古代建筑中梁的構件出發，博古引今，考證前人總結的經驗，體會古代人民的智慧，從而對前人的工作懷有更深的敬意；題2 則是一個實踐問題，置學生于工程師角色，設想他現在面對這樣一個具體工程問題，如何把理論與實踐結合起來，發現問題所在，尋求解決之道。采用“梁”的金體也可使學生欣賞漢字的圖畫與表意功能，激起對傳統文化的熱愛。
任何科學都是通過實踐而發現真理，又通過實踐而證實真理和發展真理。讓學生從實踐出發，面對具體工程問題，從現象中抓住事物的本質，掌握基本概念和應用基本原理。并且要引導學生不滿足于對基本理論的一般理解和應用，繼續思考，就有可能發現新問題，找到理論發展的新知識增長點和理論運用的新領域，從而真正完成從簡單到復雜、舊知識到新知識的升華和創新過程。
四、結語
教學是一項身心高度緊張的活動，課堂中出現疲勞是正常現象，如果適當運用人文歷史的知識呈現出力學課程豐富多彩的一面，給學生美的享受，必然會消除疲勞，使師生在整堂課中保持振奮的精神狀態。需要注意的是這些人文內涵的挖掘，要建立在力學的系統性、嚴謹性上，不可喧賓奪主更不可生搬硬套。把人培養成為人，然后也要把人培養成為學有專長的人。因此，教師對講授內容要一絲不茍，嚴謹治學，同時將自己的體會和感受潤物細無聲地融入力學知識的傳授中，激發學生學習興趣，感悟力學給自己帶來的智慧和啟迪，提高專業素質的同時增加人文內涵。
力學基礎論文:基礎力學課程教考分離的實踐與思考
摘要：教考分離是高等學校考試制度改革的必然趨勢，有利于貫徹教學大綱，保障考試命題的質量，保障閱卷評分的公正性，提高教學管理部門所獲得教學反饋信息的可信度。基礎力學課程適合教考分離的教學考試形式。教考分離可以明顯提高學生的學習效果，端正教師的教學態度，提高整個學校的教風和學風。
關鍵詞：高校；基礎力學；教考分離；教學質量
高校基礎力學課程是指理論力學、材料力學及工程力學，是高校工科專業（機械、土木、能源、水利、地質、航空等）重要的專業基礎課，是學習其他力學課程及專業課程的基礎。基礎力學是經典力學的組成部分，是工科學生最早接受工程觀點和工程知識的課程，工科學生通過基礎力學的學習開始走向設計，走向工程。[1，2]基礎力學的教學質量將直接影響到學生專業水平甚至會影響到本學校專業建設及學科發展，所以各高校始終重視基礎力學的教學工作。河南理工大學（以下簡稱“我校”）近年來開展了多項基礎力學教學方面的教學研究項目，并獲河南省教育教學改革立項。
教考分離制度是高校課程教學改革的重要內容，所謂教考分離，就是把課程的教學講授工作與該課程的考試命題、評卷計分分開，根據培養目標、教學目的和教學大綱建立各種類型的題庫、命題、閱卷評分等一套較為完整的考核管理系統，是打破傳統的教考合一的改革舉措。[3]近幾年來，教考分離的優勢逐漸地被各高等院校所認同。這種新型的考試模式對科學地開展教學質量評價和進行高等教育改革都具有重要的促進作用。
一、目前高校基礎力學考試工作中存在的問題
目前，我國高校中的大部分課程考試都是教考合一，即從講課到命題再到閱卷都是任課老師一人完成，河南理工大學與其他多數高校一樣，采用了讓任課老師出難易相當的AB兩套試卷，由考務人員隨機抽取一套作為考試試卷。這種方式曾經對高校教學質量起到了一定的推進作用，但隨著教育規模的不斷擴大，特別是生源質量的層次不齊以及老師隊伍的相應快速增長，這種教考合一的考試方式已經出現了諸多問題。
1.教學過程中教考內容的隨意性
教考合一的情況下，教師既是課堂教學的執行者，又是課堂教學效果的檢驗者，自己出題、自己評卷、自己總結，教師講什么、怎么講，學生學什么，學得怎么樣，考試考什么、怎么考，這些均讓任課老師自己決定，因此具有很大的主觀性和隨意性。教師在教學過程中對教學內容可以任意取舍，不利于學生系統的掌握專業基本知識。
基礎力學課程中，不同的專業間的要求是不相同的，通常分為A類（多學時的）及B類（少學時的）。從教學內容來看，理論力學的A類要求是在B類要求的基礎上加強空間力系、運動學綜合、動力學綜合；增加科氏加速度、達朗貝爾原理、虛位移原理等內容。然而在實際執行的過程中，個別老師可能會隨意縮減所講內容，這種現象在材料力學教學過程中也時常發生。材料力學的A類教學活動中要在B類的前提下增加能量方法、沖擊問題等知識。傳統的教考合一的方式不可保障這些內容的講授。
2.滋生教師與學生的惰性
由于教師有的主動權，所以教師在教學方法、教學內容等方面不愿意下功夫，講課時只講自己會的、熟悉的、容易理解的內容，不講較深的、陌生的、難以理解的內容。長此下去，教師掌握的知識本身就不系統，傳授給學生的也必是殘缺不全的知識體系。同時學生學習的時候，也只會關注老師課堂上所講，而不愿意積極主動涉獵其他知識。
3.評卷的公平性與客觀性得不到保障
傳統的教考合一中，由任課教師批閱自己所帶班級的考生試卷，所以難免會給學生打人情分，目的是提高考試通過率，有時候甚至在考前給學生劃范圍。由于不同學生間存在差異，所以評分過程中可能會有一種平衡的思想，對平時表現好的同學評得松一點，對表現不好的學生評得嚴一點。這樣的評閱過程，公平性和客觀性就得不到保障。
二、基礎力學課程教考分離的優勢
教考分離的弊端筆者將另文闡述，但教考分離的優勢恰好解決了上述傳統教考合一的不足。國內不少學者對教考分離的有利一面總結為如下幾點：[3-5]教考分離有利于貫徹教學大綱，有利于保障考試命題的質量，有利于保障閱卷評分的公正性，有利于增加學生學習的主動性，端正了學生的學風和考風，保障了教學質量評價的公正性，提高了教學管理部門所獲得教學反饋信息的可信度。
然而，并不是所有的課程都可以采用教考分離。采用教考分離的課程應該具有以下的特點：[4]首先是學科知識的相對穩定性。也就是說，實行教科分離的課程，其內容在一定時期內應該相對穩定。有的課程屬于學科的前沿內容，其研究內容不斷的發生變化，或者說只有少數專家在研究，這類課程就很難及時地制訂出一套客觀公認又能迅速反映學科發展的“標準題庫”。其次，能夠實行教考分離的課程應該是上課學生較多，多位老師平行上課，教學內容一致，教材統一，學時一致。基礎力學課程正好具備這樣的條件。
三、基礎力學課程教考分離的實踐
1.河南理工大學基礎力學教考分離的實施方法
我校基礎力學的教考分離工作開始于2010年，學校及學院成立專門的工作小組，到目前為止已經形成了有效的教考分離實施方案：
（1）教考分離的準備工作。教考分離的準備工作主要包括教學大綱、考試大綱、教學日歷的制訂。教學大綱和考試大綱制訂的依據主要有三個方面，一是教育部非力學專業力學課程指導委員會給出的相關教學文件，二是授課學生專業的專業要求，三是我校特色研究方向。系主任組織不少于五人的大綱編寫小組認真討論編寫，原則上三年修訂一次。
參與教考分離的課程在其中教學檢查時，任課教師要向系主任匯報課程進度及其他教學工作。
（2）考試過程。參加教考分離的課程統一申請考試時間和考場，組卷的方式采用系主任指定不參與教考分離的其他教師命題。命題含AB兩套試卷，然后由教考分離指導小組抽出一套試卷由專人送印刷廠印刷試卷，印刷的試卷派專人專柜保管。并派專人在考試時間送至考場。
考試結束后，由系主任組織所有任課老師在指導的地點采用流水作業的方式評閱試卷。
（3）試卷分析與考試總結。所有考生的成績最終匯總到系，由系主任召開相關教師的試卷分析及考試總結會議并形成總結報告。其內容主要包括試卷難易程度，內容覆蓋面，學生分數分布情況，各專業間的差異等。
2.河南理工大學基礎力學教考分離實施的成效
（1）觀測樣本及觀測內容。觀測樣本取自土木專業、機械專業和力學專業。將參加教考分離的班級定義為分離組，其他班級定義為未分離組。觀測學生含2009、2010、2011三個年級共2701人。觀測內容包括：學生到課率、學生作業完成率、考試成績、考研率、考研選課（選擇力學課程做為考研初試課程）情況及教師的評價情況等。
（2）教考分離的成效。經過多方位的觀測，筆者發現實施教考分離后，教師的教風、學生的學風以及學生的學習效果都有明顯的提高。
首先，通過教考分離，教師中間形成了良好的教學氛圍，形成了相互學習、相互競爭的良好局面，教師的教學主動性和積極性得到提高，教師之間在一起研究教學問題、討論教學方法也日益增多。在2010年到2013年間，力學系老師獲得校級教學競賽一等獎2人，校級示范教師1人，學生最喜愛教師1人。
其次，通過教考分離，學生的學習風氣和學習觀念也發生了變化，學習態度更加端正，學習的自覺性普遍增強，學生到課率也明顯提高，抄作業的學生減少了。圖1所示是某小組（6個班175人）的考試試卷成績分布情況。
從圖1可以看出，教考分離后的考試卷面成績基本上服從正態分布，本次考試試題難度適當，學生成績具有較高的可信度。
經過三年的教考分離，相關專業的力學課程教學效果有明顯的提高，學生報考研究生時所選力學課程做為初試課目的比例逐年提高，2014年已經達到77.5 %。比實行教考分離前提高了11.2個百分點。2013年第九屆周培源全國大學生力學競賽中，我校學生報名勇躍，共有64名學生參賽，為我校歷屆力學競賽中參賽學生最多的一屆，共獲得3個三等獎，12個獎。獲獎學生中教考分離的學生占73.3%。
四、總結
教考分離是高等學校考試制度改革的必然趨勢。基礎力學課程適合教考分離的教學形式。教考分離可以明顯提高學生的學習效果，端正教師的教學態度，提高整個學校的教風和學風。教考分離的考試成績客觀可信，可以體現出不同專業，不同教師之間的差異。這一結果可以及時反饋給相關部門及教師，以調整教學及學生管理工作，最終提高學生的培養效果。
教考分離做為一新的教學考試形式，還有諸多問題值得推敲，其消極作用是不可忽視的。在實際操作中，各部門間的協調、組卷方式的選擇也是基礎力學課程教考分離過程中比較棘手的環節。筆者相信，通過不斷的完善，教考分離的考試制度必將對高校基礎力學教學工作起到客觀評價、正確引導和積極激勵作用，這正是教考分離的目的所在。
力學基礎論文:淺談土力學及地基基礎課程教學
【摘要】土力學及地基基礎作為一門專業學科，在高等教育中占有很重要的地位，土力學及地基基礎課程的特點決定了其課程教學應具有自身的特點，基于這些原因，對土力學及地基基礎課程教學進行了一次簡單的探討。
【關鍵詞】土力學及地基基礎；課程；教學
一、土力學及地基基礎課程的特點：
土力學及地基基礎課程包括土力學（專業基礎）和地基基礎（專業）兩部分，是土木工程專業的一門主干課程。土力學是利用力學的一般原理，研究土的物理、化學和力學性質及土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下工程性狀的應用科學。地基與基礎作為建筑物的根本，在土木這個行業中統稱為基礎工程，它們是兩個不同的概念，地基是指支撐基礎的土體或巖體；基礎是指將結構承受的各種作用傳遞到地基上的結構組成部分。其勘察、設計和施工質量的好壞將直接影響到建筑物的安危、經濟和正常使用。這門課程與材料力學、結構力學、彈性理論、建筑材料、建筑結構及工程地質等學科有著緊密的聯系，是建筑工程技術、水利工程、公路橋梁工程等專業的一門技術基礎課，具有理論公式多、概念抽象、系統性差、計算工作量大、綜合性和實踐性很強等特點。在教學過程中，由于涉及學科比較多，加之學生的基本功不扎實和學習能力有限，使得其對土力學及地基基礎課程的基本原理的學習顯得很吃力，更不用說將其正確運用到工程實例中解決疑難問題了。學生一旦學不懂，就會對其缺乏興趣，加之專業課的學習本身是枯燥無味這樣一來就會對這門課程產生排斥心理。
針對這門課程的特點，作為一名專業的專業課老師，除了要保障自己的專業基礎扎實和實踐經驗豐富之外，在教學過程中，如何做到激發學生的興趣，讓學生既能夠掌握這門課程的基本原理，又能將其正確運用到工程實例中去解決實際問題也顯得至關重要。
二、土力學及地基基礎課程教學存在的問題：
土力學及地基基礎課程在土木工程專業中是一門很重要的專業課，但是一直以來，由于其課程內容的編排使得在教學過程中過分強調理論的學習；理論知識與工程實踐的分開教學，使得老師在課堂教學過程中很難調動課堂氛圍，加之專業課的學習本身是枯燥無味的，這樣一來，學生們學習的積極性不高，甚至產生厭惡情緒，導致教學效果不明顯。
土力學及地基基礎課程作為土木工程專業的一門必修課，在高等院校中均安排教學任務。目前，仍有一些高等院校的理念是注重理論知識的教學，對實踐教學不夠重視，加之本身的設施條件不夠齊全或者是其他的原因，實踐教學的時間安排要么是偏少要么是不合理，這與這門學科的終極培養目標――應用技能型的培養要求不相符。
由于這門課程涉及學科廣，綜合實踐性強等特點，一方面學生對這門課沒有的認識，認為理論知識的學習不重要，很多在工地上用不上，還不如直接去工地來得實在，從而打心地里對這門課沒有引起足夠的重視，殊不知不是用不到，只是目前不知道用在什么地方而已；另一方面由于先前學生的基本功不扎實，一旦牽涉到理論公式的計算，力學問題，加之計算工作量大等原因，使得他們很難跟上老師的步伐，學起來顯得非常吃力，一旦學不懂了，學習興趣也就消失了，這都使得老師的教學工作在實行過程中受阻。
三、土力學及地基基礎課程的教學方法：
一直以來形成的傳統的教學方式是“五個一”的教學方式，即一塊黑板、一支粉筆、一張嘴、一本教材、一本教案。這樣的話學生的學習就會顯得很被動，學習主動性不高，老師的教學效果不明顯，要想改變這種現狀，可以從以下幾個方面來改進教學方法，提高教學效果。
（一）運用多媒體教學
采用多媒體教學，通過圖文聲像并茂的形式，可以將抽象的理論知識直觀化、形象化，同時也可以多角度地調動學生的情緒、注意力和積極性。例如在介紹土力學及地基基礎這門課程時，利用多媒體課件播放一些發生在周圍的工程實例的圖片和視頻，讓學生有直觀的認識，這樣比老師站在講臺上拿著粉筆一個勁地強調效果要好得多；再如，在介紹淺基礎的類型時，可以適當的插入一些各種基礎類型的圖片以及播放動畫模擬各種類型基礎的施工過程，這樣的話與傳統教學相比，學生更容易理解，學習的積極性也會得到很大的提高。當然，多媒體教學再方便、再先進、再好也不能取代傳統的教學方法，它只能作為一種輔助教學手段。因此，作為一名專業課老師，結合本課程的特點，能夠做到多媒體教學與板書教學相結合效果更好。
（二）在教學過程中應貫穿啟發式教學方法
作為一名高等院校的老師，如果不顧學生的反應和接受能力，一味地采用滿堂灌的教學方式顯然是不可取的。在教學過程中應貫穿啟發式教學方法，可以激發學生的學習興趣和培養學生的思維能力。例如，在介紹擴展基礎的計算時，采用引導為主的教學方式，提示學生進行基礎施工的話需要知道什么數據，一步一步地引導出計算內容是基礎寬度、基礎高度和基礎配筋，這樣的話本節課的學習內容就會一目了然，這樣一來，使得學生的學習就會變被動為主動，激發其思維能力。
（三）采用工程實例教學法，做到理論聯系實際
土力學及地基基礎這門課程應用性極強，是為工程實踐服務的。采用工程實例教學法可以做到理論知識與工程實踐相結合，實現其教學目的。例如在講地基承載力時，引入工程實例：1941年，加拿大的特朗斯康谷倉，由于地基承載力不足，土體強度破壞，地基發生整體滑動而喪失穩定性。學生聽了以后，就會意識到學習地基承載力的重要性，這樣既可以激發他們的求知欲望，又可以引導他們如何利用理論知識解決工程技術問題。
（四）注重實踐教學，做到工學結合
實踐教學是土力學及地基基礎課程教學的關鍵組成部分，那么該如何加強呢？一方面在講到相關知識點的時候，可以把學生帶到施工現場，一邊觀摩一邊教學；另一方面，給學生安排一定的實驗任務，要求學生利用相關實驗的原理獨立完成實驗操作步驟，分析、總結實驗成果。通過實踐教學，不僅可以加強學生對土力學及地基基礎相關內容的理解，還可以提高學生的動手操作能力、分析問題和解決問題的能力。
四、結語
土力學及地基基礎課程雖作為力學學科的一個分支，考慮到該課程本身具有概念抽象，內容廣泛，綜合性、理論性和實踐性很強等特點，故不能套用力學學科的教學方法。作為一名高等院校的專業課老師，要想出色的完成土力學及地基基礎課程的教學，一方面需要其掌握專業知識和工程實踐經驗豐富，另一方面要求在教學過程中對多媒體教學、案例教學、啟發式教學等多個教學方式做到靈活運用，在激發學生的學習興趣的過程中，做到理論教學和實踐教學的有機結合，引導學生如何將土力學的相關知識應用到工程實踐中去，培養其分析問題、解決問題的能力。只有這樣，才能充當為社會培養技術應用型人才的高等院校教師角色。
力學基礎論文:淺談土力學地基基礎課程的學習
摘要：土力學地基基礎課程是土木工程專業的一門專業基礎課，課程本身理論性強，內容多。本文針對個人學習情況，提出了幾點相應的教學改革意見。
關鍵詞：土力學地基基礎 專業基礎課 教學改革
土力學地基基礎是土木工程的一門通用的專業基礎課。[1]該課程的主要特點是內容豐富，應用廣泛，但連貫性差，公式多，涉及學科多，假設條件多，知識體系松散。此外，答案往往不是的，對同一個問題，可以有多種答案。而學生本身抽象思維能力和分析推導能力相對較弱，要在短短的課時內掌握如此多的內容，還要考慮到不同的實驗方法有不同的適用情況，難度可想而知。因此，如何根據學生的認知基礎、接收能力和土力學的學科特點，在有限的課時內把知識講活，并能聯系實際工程，拓寬到其他工程領域，是該課程教師普遍關注的問題，更是作為學生能否接受的問題。下面，本人就個人學習而言，談一下幾點心得。
1、教師應激發學生興趣，提高學習自覺性
教師在教學中注意激發學生的學習興趣和求知欲望。[2]如講緒論時重點介紹該課程與實際工程的關系、地基基礎成功與失敗的具體實例，尤其是多介紹大家都熟悉的本地的工程例子，通過實例分析，引出本課程研究的主要內容及學好該課程的現實意義，激發學生的學習興趣，使學生充分認識到地基基礎作為建筑物的根基，在建筑工程中的重要性，并領會到土力學作為地基基礎實踐的理論基礎，掌握其基本原理、概念和計算的重要性，從而產生愿意聽想要學這門課的愿望。
2、任課教師要提高自身的素質
教師首先自身具有較高的教學水平，這個教學水平不但涉及教師的專業知識水平，而且還包括傳授知識的表達能力。因此，教師要根據實際需要不停地“充電”，充實自己的專業業務水平。在課程的理論教學過程中，任課教師應能夠根據巖土工程技術的發展，及時調整與充實新內容。要堅持不懈地研究如何將土力學專業基礎知識更形象、更貼切地傳授給具有不同基礎層次的學生。另外，教師傳授過程中一定要把教學從單方面的傳授知識轉變為激發學生對土力學的興趣和自主學習的能力，并且培養學生的思考和創新能力。
除此之外，教師還要加強研究型的教學，要研究學生學習的心理，及時調整授課的計劃、內容、進度、方法，本著與時俱進，以學生為本的原則進行教學。[3]要研究學生的學習方法，尊重人類認識的復雜性和無限性的屬性即實踐-認識-再實踐 ，從學生的認知、知識遷移、學習效果等方面深入了解，善于發現學生身上的閃光點，尊重學生的個性差異和認知能力的差別，因材施教，使每位學生都受益。學生就好比工廠的原材料，生產出來的產品的質量好壞取決于生產流水線的操作師傅（教師）個人素質的優劣。
3、教師要注重教學方法與教學手段
理論課教學方法和教學手段應符合實際需要，要形象化，結合學生和教師的特點摸索出符合本課程教學規律和要求的方法和手段，結合課程教學實踐，筆者認為在課堂教學中，教師應多介紹一些與課程內容相關的工程實例，涉及到的基本概念輔以工程實例說明。另外，筆者認為影響教學效果的一個重要原因是學生對土力學地基基礎課程的學習興趣不高，因此，如何提高學生的學習積極性是任課教師首要的任務。這就是說，理論教學課程中要開展互動式教學，不能單方面的傳授，尤其是土力學知識點比較散、碎而多，需通過不停地提問，激發學生學習的樂趣，并培養他們發現問題和探討問題的能力，來正確理解和領會課程的主要內容。土木工程專業的教學不應僅局限在教室里，凡是有建筑物的地方都可作為課堂，教師要結合實際進行教學、既不用投資，又可以靈活多變，是加強理論與實際的聯系、拓寬學生的知識面的良好形式，應充分利用課堂教學與現場教學實際結合兩方面的優點、相輔相成有機地結合在一起。做到既無遺漏又無重復：既要注意從實踐上升到理論，又要使理淪指導實踐，盡量把教學現場選在學校附近、教一于樓附近，做到在保派教學質量的前題下，節約時間，達到預期的效果。
4、實驗教學改革
傳統實驗教學時，不同的小組都給定同樣的試驗材料，最終不同小組之間的實驗數據是相同的或接近的。[4]在進行實驗教學改革時，采用系統研究型實驗教學方法，即：將學生分不同的大組，每個大組再分小組；在每一大組內的實驗材料都一致，而不同大組之間，實驗材料有差別。由于每個大組試驗材料不同，任何一組的實驗數據都要求，否則會影響的實驗數據分析，這樣每個大組的學生都必須認真完成實驗。其優點是一方面可以培養學生的責任心，另一方面通過對不同小組實驗數據的分析，可以逐漸培養學生進行基礎實驗研究的能力，也使學生對本學科有了更感性、直觀的認識。例如，土體的物質組成決定了土體物理、力學特性。為了體現這一個基本的思想，在土力學實驗創新的自始至終都要進行土體粒徑級配對土體性質影響的分析。顆分實驗是土力學的及時個實驗，此實驗一方面可以讓學生認識到土體的顆粒組成，另一方面，進行顆分實驗后，教師指導學生將振動篩分出來的土樣根據粒徑分為不同的粒組，以備后續實驗中研究不同級配土體物理力學特性的分析。
5、教師還要改革考評機制
為了促進學生發展，《土力學地基基礎》課程教學評價改變了標準單一、分數至上的狀況，現改革成注重過程考核與終結考核相結合，體現技能考核。這樣既考核了學生的學習態度，又考核了學生的認知水平，還考核了學生的實踐能力、創新能力等。
6、增強教學中實踐環節
實踐教學是實現培養人才目標的重要環節，培養學生的實踐能力是養成學生廣泛能力的基礎，也是形成學生廣泛能力的組成部分。特別是近年來擴招速度較快，致使辦學經費嚴重缺乏，實踐教學進一步被削弱。因此實踐教學一直以來就是高校人才培養的一個薄弱環節，并且存在著一系列問題，這些問題反過來又制約了實踐教學的發展。對于實踐性較強的該課程來說，由于實驗設備數量和實驗時間的限制，學生做實驗時一般是幾個人一組，這樣在實際操作過程中，只有少部分學生能親自動手操作，大部分學生只能觀看實驗過程。自己動手的學生也沒有充足的時間進行思考，查找實驗過程中發生錯誤原因和探索改進的辦法，只是機械地按照老師所說的方法去做，這也削弱了實驗的效果。
結語
土力學地基基礎是土木工程專業一門非常重要的專業課程，該課程強調實驗、注重實踐、依賴經驗，教學難度較大。土力學與地基基礎的教學改革與實踐是一項系統工程，涉及到專業類型、教學內容、教學方法及教學手段等各個方面。通過教學改革，一定會有助于促進教學效果，提高教學質量，培養真正適應社會需要的、專業知識扎實又有一定工程實踐能力的研究與應用型人才。
力學基礎論文:獨立學院土木工程專業基礎力學課程及教材建設探討
摘要：從應用型本科人才培養目標出發，考慮生源實際情況，結合《高等學校土木工程本科指導性專業規范》中對力學系列課程知識點的需求，提出了獨立學院土木工程專業基礎力學課程及教材建設的意義和方法，建議在教學中加入工程力學應用方面的具體內容，為培養應用型人才提供更好的課程平臺。
關鍵詞：基礎力學；課程建設；教材建設；獨立學院；土木工程專業
一、獨立學院辦學定位及特色專業建設需求
獨立學院是由國家機構以外的社會組織或個人出資舉辦的本科學歷教育高等學校。自2008年教育部關于《獨立學院設置與管理辦法》[1]出臺以后，獨立學院發展迅速，規模效應已經形成。獨立學院辦學主要定位于應用型本科人才的培養，專業設置以市場為導向，服務地方經濟。因此，在西部大開發的形勢下，重慶大學城市科技學院土木工程專業成為學院的特色專業之一，為地方建設培養亟需的應用型專業人才。
土木工程專業學習的重要基礎課程是力學課程，力學課程是學習后續專業課程的基礎，也是學生今后參加建設工作必須掌握的專業基礎知識。學生無論就業于設計單位還是施工單位，力學知識必不可少，即使是在施工單位，也會碰到諸如塔吊或腳手架的強度和穩定性、模板強度等施工力學問題。因此，獨立學院土木工程專業中，基礎力學課程是基礎課程建設的重點。
二、獨立學院基礎力學課程建設和教材建設現狀
課程建設水平高低直接影響學校教育教學質量，課程建設的重點是教學內容改革、教材建設和師資隊伍建設，其中，教材建設是重點之一。獨立學院依托于母體學校，實行相對獨立的運作模式，資源共享。大多數獨立學院在依托母體學校辦學的過程中，課程建設基本應用母體學校的建設成果，即課程設置和教材使用等都與母體學校基本一致，這是獨立學院課程建設和教材建設的一大弊端。目前獨立學院招收的學生入學成績等狀況不如母體學校，培養定位也與母體學校有較大差別，屬于培養應用型本科層次。土木工程專業的學生就業方向基本是到基層建設單位從事施工、監理等技術工作。而能夠舉辦獨立學院的母體學校大多是211、985學校，屬于研究型學校，同類課程所用教材對于獨立學院的學生來說，理論教學內容偏多偏難，實踐性嚴重不足，針對性不強，對培養應用型人才的教學也極為不利。獨立學院的培養方向又有別于高職高專，屬于本科層次，不應定位在僅僅培養動手操作的能力層面。因此，針對獨立學院本科學生的課程和教材改革，已經提到議事日程。
三、獨立學院基礎力學課程建設和教材編寫定位
課程建設和教材編寫定位應符合學院的培養目標。獨立學院的培養目標是服務地方、服務基層，培養為地方經濟服務的應用型人才。一般而言，課程內容設置和教材內容改革應該針對學院的培養目標，保障夠用、適用、好用。
力學課程對于工科學生，特別是土木工程專業的學生，是很重要的專業基礎課程。土木工程專業的學生在大學期間學習的力學課程有理論力學、材料力學、結構力學、流體力學、土力學、彈性力學等。基礎力學課程則包括理論力學和材料力學課程。因此，文章的討論主要針對理論力學和材料力學這兩門基礎力學的課程內容改革和教材編寫定位進行討論。
理論力學[2]和材料力學[3]是土木工程專業學生必修的基礎力學課程，通過課程的學習，構筑工程技術力學知識基礎，建立物體運動與受力狀態的關系，掌握質點、質點系和剛體的平衡，機械運動及動力學問題的基本規律及其研究方法，使學生明確桿件強度、剛度和穩定性問題的基本概念，掌握構件的基本變形及其應力應變的求解方法。通過力學課程的學習，使學生掌握相應的理論知識，并具有比較熟練的力學計算能力，培養學生的力學素質和定性、定量分析能力，以及分析解決某些實際工程問題中的力學問題能力。通過力學實驗課程，掌握測定金屬材料性質的基本知識、基本技能和基本方法，了解實驗應力的基本概念并初步掌握驗證材料力學理論公式的方法，培養學生初步的實驗能力，為學生學習相關專業課程及進行結構設計奠定良好基礎。通過力學課程的學習，為一系列后續專業課程，如鋼筋混凝土結構、鋼結構、建筑施工等課程打下必要的基礎，也可為學生在今后工作中解決所碰到的力學問題提供理論依據。因此，獨立學院的學生，必須掌握基礎力學的基本知識和基本概念。
2010年，土木工程專業指導委員會就土木工程專業中各知識點的需求和各個知識點的學時建議，頒布了《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[4]，對力學系列課程知識點的需求提出了指導性的意見。但是，該規范所給出的只是對本科院校土木工程專業所需知識點的低需求，并沒有明確各類高校的低知識點的理論深度及其應用要求。
遵照規范建議，結合獨立學院的教學實際，基礎力學課程建設和教材建設的定位應為“緊扣近期規范，體現區域特色，強調工程實踐，服務人才培養”。在課程建設和教材建設中，教學內容的設置和教材內容的改革都應該符合規范中對各門課程的基本要求，緊密結合獨立學院應用型人才培養目標，理論上高于高職學院，實踐上強于重點本科母體學校。力學課程教學內容和教材內容應在保障理論知識體系的基礎上，加入力學知識在實際中應用的工程實例，以便學生在掌握力學理論課程的同時，了解力學在工程中的實際應用，同時培養學生應用力學知識和原理解決工程實際中的力學問題的能力，以使學生在今后專業課程學習和工作中，力學知識夠用，并且會用。在教學內容設置和教材內容的改革中，還應該加入近期科技發展的新知識，以培養學生的創新能力。
四、基礎力學課程內容和教材編寫內容選取
按照《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[3]中對力學系列課程知識點的需求，筆者認為獨立學院基礎力學課程內容和教材內容的設置應該滿足規范中的低要求，各知識點有所側重，并在各知識點的理論介紹后，加入大量力學在工程中的應用實例。由于具體的各個知識點在《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[3] 中已經列出，筆者只討論基礎力學課程各個知識點理論的基本講解深度和工程實際問題在基礎力學教學中的應用。
在理論力學課程中，靜力學部分應為課程的重點，理論上由淺入深、循序漸進，課程設置在講解力學基本原理和基本概念之后，由平面力系到空間力系進行分析，理論上重視力學基本原理和基本概念、力系的簡化和平衡理論。在平面力系的簡化和平衡分析中，加入預制板、梁、柱子等預制構件吊裝時的吊點位置，起重機的傾覆穩定性問題，腳手架的靜力平衡問題，以及多跨梁、剛架、桁架等多種結構的平衡問題，約束反力的求解等工程實際力學分析問題。這部分需要學生透徹掌握相關理論，熟悉各種結構，包括物體系統的約束反力分析和計算，以便為后續的材料力學課程和結構力學課程學習奠定一定的基礎。
材料力學課程重點為5種基本變形概念，內力和變形分析，強度、剛度和壓桿穩定理論。要求學生熟練掌握基本變形和內力的分析與求解，在此基礎上，再針對理論力學課程中所涉及的相同工程問題，討論起吊構件的內力和變形條件，構件截面上的較大彎矩最小時，相應的變形最小，考慮吊裝時構件的材料特征，以便安全起吊。在討論壓桿穩定問題時，結合起重機械如塔機的桿件穩定性問題分析，討論塔機在達到其自由高度繼續向上頂升接高時，如何增強其穩定系數保持起重能力，避免失穩，以及塔機構件的壓桿穩定等工程實際問題。在講解內力和變形的基本概念后，加入多跨梁、剛架、桁架等具體工程問題的內力和變形分析。在講解強度理論后，分析上述工程實例的強度問題。所有這些實際工程問題以例題和習題的形式加入教材中，使學生在學習理論的同時，學會理論知識在工程中的應用。
由于現代科技的發展和對結構抵御地震、風災能力的重視，理論力學的運動學和動力學部分的基本內容的掌握也是必須的。即使獨立學院學生今后主要從事工程一線的工作， 也會在建筑機械的使用中碰到建筑機械的力學問題；因此，運動學和動力學部分的教學內容和教材內容，保留《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[4]中對這部分知識點的低要求，針對學生特點，在復合運動速度和加速度合成定理的推導中，采用物理意義更為明確、直觀的幾何法進行推導，與985、211大學在這門課程教學中采用解析法推導相區別，避免了復雜的數學推導。在動力學中，重點為三大普適定理及其綜合應用，以及達朗貝爾原理的掌握。
隨著經濟和科技水平的迅猛發展，土木工程建設也迎來了發展的好時期和好機遇， 結構形式越來越復雜，施工方法和技術也越加先進。北京奧運場館、浦東國際機場、上海金茂大廈、國家大劇院、深圳帝王大廈，美國的亞特蘭大索穹頂、英國的千年穹頂和石油大廈、澳大利亞的天空穹頂等建筑，無一不體現結構的復雜性和施工的難度。結構每一階段的施工過程，都伴隨著邊界約束的變化、構件的增刪、溫度的變化以及預應力結構的預應力動態施加等變化。施工中的滑輪力學和拆撐時的力學分析問題，都需要現場工程師去面對。因此，在基礎力學的基本理論和實際工程應用學習的基礎上，加入滑輪力學、施工過程的時變力學、施工過程中的應力應變監測等近期施工力學分析成果的介紹，有助于培養學生的創新能力和今后處理實際工程中復雜問題的能力。
五、結語
獨立學院土木工程專業基礎力學的課程建設和教材建設有別于母體學校和高職高專學校，從培養應用型本科人才的培養目標出發，考慮生源實際情況，結合《高等學校土木工程本科指導性專業規范》[3]中對力學系列課程知識點的需求，對獨立學院土木工程專業基礎力學課程及教材建設提出建議，倡導在教學內容和教材中加入工程應用方面的力學知識，為培養應用型人才提供更好的課程平臺。
