独立学院基础力学课程教学体系的建设与改革
张敏
[摘 要]基础力学课程是高等院校工科专业学生必须学习的一门重要专业基础课。分析独立学院基础力学课程教学的现状与存在的问题，从应用型本科人才培养目标出发，考虑独立学院生源实际情况，对基础力学课程的课程建设和教学改革，从教学内容、教学方法及考核方式等方面提出具体的改革措施和方法。
[关键词]独立学院；基础力学；课程建设；教学改革
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）03-0117-02
独立学院是指按照新的机制和模式举办的本科层次的二级学院，办学定位于应用型本科人才的培养。独立学院紧紧依托母体学校的优质教育资源，使其发展有一个较高的起点，但同时也给独立学院的教学带来一定的弊端。在独立学院办学初期，课程建设一般沿用母体学校的建设成果，即课程设置和教材使用等都与母体学校基本一致，任课教师也大部分聘用自母体学校，然而独立学院生源质量却远不如母体学校，培养定位也不同于母体学校，如与母体高校的同类课程采用一样的教材和教学内容，并不利于应用型人才的培养。所以，针对独立学院的课程改革已开展数年，并取得不少成果。
基础力学课程包括理论力学、材料力学、工程力学三门课程，这三门课程是许多工科专业的学科基础课，也是学生进入大学后最早接触到的与工程实际紧密结合的技术基础课，在工科专业的教学计划中占有重要地位，为学生学习后续相关课程（机械原理、机械设计、结构力学等）和将来从事科学技术工作奠定必要的基础。
基础力学课程具有理论性较强、公式繁多、逻辑严密、教学内容繁杂的特点，并且对学生综合分析和处理问题的能力要求较高，而由于学生普遍缺乏实际工程问题的背景知识，容易感到课程枯燥无味并产生畏难厌学情绪，所以力学课程历来被学生认为是很难学的课程。目前，在基础力学课程的教学过程中，教学方法上注重单向传授，过分依赖课堂教学，而考核方式上沿用传统方式闭卷笔试。随着独立学院人才培养目标和培养模式的确立，对基础力学的教学体系和教学内容提出了新的要求，所以独立学院的基础力学课程必须进行改革，其目的在于修订教学大纲，根据培养定位与专业特色优化教学内容，改进教学方法，改革考核方式，培养学生运用力学知识正确分析、解决实际工程问题的能力。
一、完善课程体系，优化课程内容，结合工程实际，体现专业特点
近年来，随着各专业培养方案和教学计划的不断改革和调整，基础力学课程的学时不断的被压缩，以本校一些专业为例，土木专业从几年前的144课时缩减到了现在的112课时，机械专业的基础力学课程也从160课时减少到了128课时，但是课程的内容和要求却基本没变，这必然使得每节课的信息量大大增加，教学效果却大打折扣。这种状况影响到了教学质量的提高，所以必须对课程内容进行改革，分析基础力学课程与其他相关课程的关系，对其进行有效整合，减少不必要的重复。同时，随着材料科学与实验技术的不断发展，也要与时俱进的引入一些相关的新的力学内容。
为了在有限的课时里保证教学效果，首先应该处理好相关课程之间的关系。比如，大学物理课程的学习往往安排在基础力学课程之前，基础力学课程中的刚体的平衡问题、点的运动学、动力学普遍定理等内容已在大学物理中学习过，所以在基础力学课程中讲授这些问题时，对物理学中学习过的理论部分可以采用总结、概括等复习方法，重点讲解如何用这些理论去解决工程实际中的力学问题。这样不仅可以理论联系工程实际，激发学生的学习兴趣，保证较好的学习效果，还可以节省课时。再比如，基础力学课程中静力学的研究对象是刚体，材料力学的研究对象是变形体，但静力学的理论不只用来计算刚体之间的约束力，还可以用于计算材料力学课程中静定杆件的内力，在讲授材料力学中的内力分析时，可以直接将其作为理论力学课程中静力学平衡理论的应用。另外，材料力学课程中的很多公式推导过程很相似，可以采取对比分析的方法进行教学。例如：轴向拉压杆件横截面上应力公式直接由静力学平衡关系得到，而圆截面扭转变形杆件和平面弯曲变形杆件横截面上应力公式都是通过变形几何关系——物理关系——静力学平衡关系推导得出的；轴向拉压、扭转、弯曲中的变形公式，涉及变形、内力和刚度之间的关系，符合胡克定律。那么，在讲解这些公式时，其中一个详细推导之后，其他相似的公式完全可以直接用对比法定性解释。对于具体题目的解题过程，重点强调解题思路和其中的力学规律，而不再追求计算的技巧性和数学计算的详细过程。[1]
基础力学是一门以工程技术为背景的应用基础学科，它的研究对象多从工程实际中简化而来，研究工程技术中的普遍规律和共性问题，并直接为工程技术服务，涉及建筑结构、机械制造、航空航天等多个领域。故基础力学课程还需和工程实际紧密结合，离开工程实际，会使力学理论变得空洞。应根据学生所学专业，注重力学理论知识结合专业背景，加强工程概念和基础力学实践性内容。
二、加强教材建设，改进教学方法，应用现代教育技术，提高教学质量
教材是教师教和学生学的主要工具，是传授知识和培养能力的重要载体，故教材建设是课程建设非常重要的一个环节。加强教材建设，对提高教学质量和培养高素质人才具有非常重要的作用。传统基础力学教材有完整和系统的理论，但淡化了理论在工程实际中的应用，因而并不适应于工程应用型人才的培养。所以，独立学院的教材建设应该区别于研究型母体学校和高职院校，符合独立学院的应用型人才的培养定位。在独立学院的力学教材中，要加强引入理论知识在工程实际中的应用实例，这样学生在掌握力学基本理论的同时，还能了解力学理论在工程中的应用，可以培养学生应用课堂理论解决工程实际问题的能力。
一直以来，基础力学课程的教学模式基本采用“老师讲、学生听”传统模式，在教学过程中只注重了教师的主导作用，而未能发挥学生的主观能动性，只注重了知识的传授，而忽视了激发学生的学习兴趣。[2]“语言+板书”的传统教学形式虽然具有叙述清楚、逻辑严密、衔接自然等多媒体课件无法比拟的优势，但仍属于一种单向交流教学。[3]随着电子信息技术的迅速发展，课堂教学已离不开多种多样的现代化教学手段。多媒体技术的应用开拓了新的教学方式，利用多媒体能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，使我们的教学活动变得易懂、易学、易教，特别是对于一些抽象的概念、复杂的空间关系、难于用语言来描述清楚的东西，都可用多媒体手段生动形象地将学生缺乏的工程背景知识形象地演示出来，为教师教学的顺利实施提供了良好的保障，保证了教学效果。课堂之下也可以进一步利用现代教育技术，通过网络答疑、网络讨论、网络测试等方式使教学相长。
基础力学课程内容繁多，理论性强，在课堂教学中，可根据教学内容采用多种教学方法相结合的教学模式，常见的教学方法有：课堂讲授法、问题教学法、自学讨论法和引导归纳法。在教学中突出工程教育的理念，从工程实例挖掘基本教学内容的深度，加强对理论的理解和应用，同时，也调动学生听课的热情和积极性，发挥学生内在潜力，培养其综合能力使学生主动思考问题，分析问题，解决问题，从而提高教学质量。
三、改革考核方法，注重整个教学的过程化管理，加强实验教学，提升学生综合能力
考试是教学的重要环节之一。目前，基础力学课程的考试基本以闭卷笔试形式为主。闭卷笔试的优点是有利于考查学生对基本力学理论、基本力学规律的掌握；但是其缺点也显而易见，一次期末闭卷考试并不能全面衡量学生对全部知识的掌握情况，不能反映学生的真实水平，也无法考查学生的动手实践能力和应用所学知识解决实际问题的能力。所以，考核方式和考核内容的改革也是课程改革的重要部分，我们要改变以往基础力学课程采用闭卷笔试加平时成绩的方式，在整个教学过程中实行过程化管理，建立全过程教学质量保证体系，教学过程中运用口试、笔试、实验、小论文等不同的考核方式分阶段考核，全面真实的反映出学生的学习情况和综合能力。
实验教学是基础力学教学的重要组成部分，其目的在于培养学生的动手能力、自学能力、综合分析问题与解决问题的能力以及实践创新能力。比如，理论力学实验我们开设的有科氏加速度与科氏惯性力实验，自激振动实验，刚性转子动平衡实验等多个实验，并且引进了理论力学运动机构动画演示系统，通过动手操作实验，使学生加深了对力学现象的认识和力学原理的理解，同时调动了学生的学习积极性，提高了学生的动手能力，锻炼了学生的工程实践能力。
独立学院基础力学课程的建设和改革经过几年来的摸索和实践，已取得了不少成果，但这将是一项长期的系统工程，我们在今后仍需基于独立学院应用型人才的培养目标，以提高教学质量为中心，在教学实践中，不断探索，总结经验，将教学质量提升到一个新的水平。
[ 注 释 ]
[1] 盛国刚，李学罡.基础力学课程教学改革探索与实践[J].高等建筑教育，2011（6）：58-60.
[2] 徐杏华.“基础力学”教学改革探讨[J].教育与教学研究，2009（9）：97-99.
[3] 蒋玉飞，古巍，方佳义.三本院校力学教改深入探索[J].山西建筑，2012（19）：275-276.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]基础力学课程是高等院校工科专业学生必须学习的一门重要专业基础课。分析独立学院基础力学课程教学的现状与存在的问题，从应用型本科人才培养目标出发，考虑独立学院生源实际情况，对基础力学课程的课程建设和教学改革，从教学内容、教学方法及考核方式等方面提出具体的改革措施和方法。
[关键词]独立学院；基础力学；课程建设；教学改革
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）03-0117-02
独立学院是指按照新的机制和模式举办的本科层次的二级学院，办学定位于应用型本科人才的培养。独立学院紧紧依托母体学校的优质教育资源，使其发展有一个较高的起点，但同时也给独立学院的教学带来一定的弊端。在独立学院办学初期，课程建设一般沿用母体学校的建设成果，即课程设置和教材使用等都与母体学校基本一致，任课教师也大部分聘用自母体学校，然而独立学院生源质量却远不如母体学校，培养定位也不同于母体学校，如与母体高校的同类课程采用一样的教材和教学内容，并不利于应用型人才的培养。所以，针对独立学院的课程改革已开展数年，并取得不少成果。
基础力学课程包括理论力学、材料力学、工程力学三门课程，这三门课程是许多工科专业的学科基础课，也是学生进入大学后最早接触到的与工程实际紧密结合的技术基础课，在工科专业的教学计划中占有重要地位，为学生学习后续相关课程（机械原理、机械设计、结构力学等）和将来从事科学技术工作奠定必要的基础。
基础力学课程具有理论性较强、公式繁多、逻辑严密、教学内容繁杂的特点，并且对学生综合分析和处理问题的能力要求较高，而由于学生普遍缺乏实际工程问题的背景知识，容易感到课程枯燥无味并产生畏难厌学情绪，所以力学课程历来被学生认为是很难学的课程。目前，在基础力学课程的教学过程中，教学方法上注重单向传授，过分依赖课堂教学，而考核方式上沿用传统方式闭卷笔试。随着独立学院人才培养目标和培养模式的确立，对基础力学的教学体系和教学内容提出了新的要求，所以独立学院的基础力学课程必须进行改革，其目的在于修订教学大纲，根据培养定位与专业特色优化教学内容，改进教学方法，改革考核方式，培养学生运用力学知识正确分析、解决实际工程问题的能力。
一、完善课程体系，优化课程内容，结合工程实际，体现专业特点
近年来，随着各专业培养方案和教学计划的不断改革和调整，基础力学课程的学时不断的被压缩，以本校一些专业为例，土木专业从几年前的144课时缩减到了现在的112课时，机械专业的基础力学课程也从160课时减少到了128课时，但是课程的内容和要求却基本没变，这必然使得每节课的信息量大大增加，教学效果却大打折扣。这种状况影响到了教学质量的提高，所以必须对课程内容进行改革，分析基础力学课程与其他相关课程的关系，对其进行有效整合，减少不必要的重复。同时，随着材料科学与实验技术的不断发展，也要与时俱进的引入一些相关的新的力学内容。
为了在有限的课时里保证教学效果，首先应该处理好相关课程之间的关系。比如，大学物理课程的学习往往安排在基础力学课程之前，基础力学课程中的刚体的平衡问题、点的运动学、动力学普遍定理等内容已在大学物理中学习过，所以在基础力学课程中讲授这些问题时，对物理学中学习过的理论部分可以采用总结、概括等复习方法，重点讲解如何用这些理论去解决工程实际中的力学问题。这样不仅可以理论联系工程实际，激发学生的学习兴趣，保证较好的学习效果，还可以节省课时。再比如，基础力学课程中静力学的研究对象是刚体，材料力学的研究对象是变形体，但静力学的理论不只用来计算刚体之间的约束力，还可以用于计算材料力学课程中静定杆件的内力，在讲授材料力学中的内力分析时，可以直接将其作为理论力学课程中静力学平衡理论的应用。另外，材料力学课程中的很多公式推导过程很相似，可以采取对比分析的方法进行教学。例如：轴向拉压杆件横截面上应力公式直接由静力学平衡关系得到，而圆截面扭转变形杆件和平面弯曲变形杆件横截面上应力公式都是通过变形几何关系——物理关系——静力学平衡关系推导得出的；轴向拉压、扭转、弯曲中的变形公式，涉及变形、内力和刚度之间的关系，符合胡克定律。那么，在讲解这些公式时，其中一个详细推导之后，其他相似的公式完全可以直接用对比法定性解释。对于具体题目的解题过程，重点强调解题思路和其中的力学规律，而不再追求计算的技巧性和数学计算的详细过程。[1]
基础力学是一门以工程技术为背景的应用基础学科，它的研究对象多从工程实际中简化而来，研究工程技术中的普遍规律和共性问题，并直接为工程技术服务，涉及建筑结构、机械制造、航空航天等多个领域。故基础力学课程还需和工程实际紧密结合，离开工程实际，会使力学理论变得空洞。应根据学生所学专业，注重力学理论知识结合专业背景，加强工程概念和基础力学实践性内容。
二、加强教材建设，改进教学方法，应用现代教育技术，提高教学质量
教材是教师教和学生学的主要工具，是传授知识和培养能力的重要载体，故教材建设是课程建设非常重要的一个环节。加强教材建设，对提高教学质量和培养高素质人才具有非常重要的作用。传统基础力学教材有完整和系统的理论，但淡化了理论在工程实际中的应用，因而并不适应于工程应用型人才的培养。所以，独立学院的教材建设应该区别于研究型母体学校和高职院校，符合独立学院的应用型人才的培养定位。在独立学院的力学教材中，要加强引入理论知识在工程实际中的应用实例，这样学生在掌握力学基本理论的同时，还能了解力学理论在工程中的应用，可以培养学生应用课堂理论解决工程实际问题的能力。
一直以来，基础力学课程的教学模式基本采用“老师讲、学生听”传统模式，在教学过程中只注重了教师的主导作用，而未能发挥学生的主观能动性，只注重了知识的传授，而忽视了激发学生的学习兴趣。[2]“语言+板书”的传统教学形式虽然具有叙述清楚、逻辑严密、衔接自然等多媒体课件无法比拟的优势，但仍属于一种单向交流教学。[3]随着电子信息技术的迅速发展，课堂教学已离不开多种多样的现代化教学手段。多媒体技术的应用开拓了新的教学方式，利用多媒体能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，使我们的教学活动变得易懂、易学、易教，特别是对于一些抽象的概念、复杂的空间关系、难于用语言来描述清楚的东西，都可用多媒体手段生动形象地将学生缺乏的工程背景知识形象地演示出来，为教师教学的顺利实施提供了良好的保障，保证了教学效果。课堂之下也可以进一步利用现代教育技术，通过网络答疑、网络讨论、网络测试等方式使教学相长。
基础力学课程内容繁多，理论性强，在课堂教学中，可根据教学内容采用多种教学方法相结合的教学模式，常见的教学方法有：课堂讲授法、问题教学法、自学讨论法和引导归纳法。在教学中突出工程教育的理念，从工程实例挖掘基本教学内容的深度，加强对理论的理解和应用，同时，也调动学生听课的热情和积极性，发挥学生内在潜力，培养其综合能力使学生主动思考问题，分析问题，解决问题，从而提高教学质量。
三、改革考核方法，注重整个教学的过程化管理，加强实验教学，提升学生综合能力
考试是教学的重要环节之一。目前，基础力学课程的考试基本以闭卷笔试形式为主。闭卷笔试的优点是有利于考查学生对基本力学理论、基本力学规律的掌握；但是其缺点也显而易见，一次期末闭卷考试并不能全面衡量学生对全部知识的掌握情况，不能反映学生的真实水平，也无法考查学生的动手实践能力和应用所学知识解决实际问题的能力。所以，考核方式和考核内容的改革也是课程改革的重要部分，我们要改变以往基础力学课程采用闭卷笔试加平时成绩的方式，在整个教学过程中实行过程化管理，建立全过程教学质量保证体系，教学过程中运用口试、笔试、实验、小论文等不同的考核方式分阶段考核，全面真实的反映出学生的学习情况和综合能力。
实验教学是基础力学教学的重要组成部分，其目的在于培养学生的动手能力、自学能力、综合分析问题与解决问题的能力以及实践创新能力。比如，理论力学实验我们开设的有科氏加速度与科氏惯性力实验，自激振动实验，刚性转子动平衡实验等多个实验，并且引进了理论力学运动机构动画演示系统，通过动手操作实验，使学生加深了对力学现象的认识和力学原理的理解，同时调动了学生的学习积极性，提高了学生的动手能力，锻炼了学生的工程实践能力。
独立学院基础力学课程的建设和改革经过几年来的摸索和实践，已取得了不少成果，但这将是一项长期的系统工程，我们在今后仍需基于独立学院应用型人才的培养目标，以提高教学质量为中心，在教学实践中，不断探索，总结经验，将教学质量提升到一个新的水平。
[ 注 释 ]
[1] 盛国刚，李学罡.基础力学课程教学改革探索与实践[J].高等建筑教育，2011（6）：58-60.
[2] 徐杏华.“基础力学”教学改革探讨[J].教育与教学研究，2009（9）：97-99.
[3] 蒋玉飞，古巍，方佳义.三本院校力学教改深入探索[J].山西建筑，2012（19）：275-276.
[责任编辑：钟 岚]
