物理学专业《力学》课程教学改革的探索
来源:用户上传
作者:李钊
摘要：《力学》是物理学专业学生必修的基础课程，与《光学》《热学》《电磁学》和《原子物理学》合成“五小力学”。目前的课程教学中存在诸多问题，文章从教学方法、教学内容和考核方法等方面着手，提出了一些改革建议。
关键词：物理学专业;《力学》;教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）10-0154-02
《力学》是高校理工科物理学专业的重要必修基础课之一，是有关力、运动和介质，宏、微观性质的学科，该学科研究的重点是机械运动及其与物理、化学和生物运动的耦合。力学是一门基础学科和技术学科，它研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。力学与其他学科的交叉融合日益突出，形成了许多跨学科力学：物理力学、生物力学、环境力学以及爆炸力学、等离子体力学等形成了新的力学学科增长点，不断丰富力学的研究内容和方法，保持力学学科的强大和重要性。与此同时，人类社会和经济发展的更高要求将继续推动力学与其他学科的交叉，促进跨学科力学的发展进入一个新的阶段。
一、目前《力学》课程教学存在的问题
1.课程授课形式单一，且枯燥缺乏趣味。目前课堂授课以板书为主，效率较低，而且形式单一。但是，新技术的出现为教学提供了无限的可能性，任课教师应当熟练地运用新技术，为教学提供更多样化的表现形式。《力学》中关于冲量、动量、力矩、角动量、转动惯量等定义非常多，此外关于动量定理、角动量定理、质心运动定理、刚体定轴转动定理、非慣性系运动定理等定理定律也非常多，而且彼此之间的适用条件和相互关联既复杂又容易混淆。而且，《力学》是后续物理专业课程的基础，特别是四大力学中的《理论力学》，如果《力学》学习效果很差，《理论力学》基本上也无法获得既定的学习目标。学生极易出现困惑和厌学现象，在日常上课过程中，学生中不乏存在上课玩手机或者睡觉、小声讲话聊天等情况。急需改变现有的授课形式，提高其趣味性，否则将严重影响学生学习的积极性。
2.课程内容繁多，不同教材解释详略不当。由于《力学》课程涵盖了更多的内容，而且理论衔接性强，前面的知识内容正是后面定理定义的敲门砖。经常会出现课上教师讲解了很多知识概念，而学生下课忘记了很多的现象，以至于下面的课程无法衔接，导致学生越来越难以理解和接受知识点。且容易出现课堂多数知识点学生抓不到要点，出现课后死记硬背定理公式等现象。传统的教学方法和实际脱节，强调解决题目的技能训练，弱化了实践教学环节，忽视学生对实际问题的机械模型抽象构建过程，让学生很难将他们学到的东西与生活和生产的现实相联系，这与当前教育的发展脱节。
3.考试内容形式僵化。高校《力学》考核方式大多仅限于课程结束后进行一次性闭卷笔试。最终考核成绩中，平时成绩占20%—30%，期末成绩占70%—80%。基本上将期末考试结果作为检验教学质量的唯一方法，学生最终成绩的等级被作为衡量教学质量的主要标准。因此，要全面和公正地评价学生的学习成果，有必要改革考核评估方法，完善学习评价体系，采用多学科的课程评价方法。目前《力学》课程考核的内容一般为题库里和课本课件上的现成内容，都是经典但是陈旧的题目，考试题型共性太强，学生只需要死记硬背即可，而真正分析和解决问题的能力没有得到锻炼，知其然而不知其所以然是目前很多高分学生的一个普遍问题。《力学》课程中平时成绩主要包括考勤和作业情况，不能真正体现和发挥过程性考核的作用。
二、《力学》教学改革的措施及内容
1.优化教材教学结构。按照教材章节设置来进行教学多被束缚于具体的章节知识，显然，当我们将这个模式用于多周期内容系统时，它越来越耗时，而且教学过程缺乏新思路，这使得学生的兴趣难以被激发。因此，为了培养学生的归纳能力，加强知识渗透的培养，在实际教学中，体现了模块化教学结构的优势，将知识内容分为多个模块，并将一些知识点和定理集中在课堂中的教学和研究，这种模式不仅节省了时间，而且突出了知识的共性，强化了数学的概念，避免了重复造成的枯燥。
2.结合新材料发展，案例化教学。随着科学技术的发展，越来越多的新型材料被开发应用。教师应该及时将国内外力学领域前沿发展动态以及自己的科研成果引进课堂，让学生不但能够学好基础的定义定理，而且能够了解最新前沿科研的发展动态，进而激发学生的学习兴趣。总之，要让学生在学习基础知识过程中关注前沿发展动态，意识到力学在日常生产生活中的重要作用。同时，争取每节课以案例教学为引导，引导学生自己找寻解决问题中需要哪些旧知识，尚缺少哪些新知识，自然而然引入新定理新定义，刺激学生兴趣化学习。
3.把握课程主线，适当删减内容，突出教学重点。《力学》每周4学时，16周授课结束，共64学时。而在这些时间内，要讲授多个章节，例如质点的运动学和动力学定律、惯性系非惯性系转化、刚体的运动定律、流体力学、机械振动和波动和相对论等。因此，有必要整合教学内容，注重与专业相关的内容，注重学生可以理解和接受的内容，适当剪切或简要教授学生难以理解的章节，增加起点低的学生的学习信心。其中波动部分在光学中会着重介绍，而相对论部分在电动力学中也会涉及，此外流体力学也不是重点，可以讲这些部分以前沿讲座的形式用两到三个学时的课程来做科普。
4.增加随堂测验等形式，提升过程考核所占的比例。从课程开始到课程结束，进行整个过程评估。除了学生出勤和完成家庭作业外，评估表还包括学生参与课堂教学和实际操作。考核形式应与考核内容相结合，形式应为内容服务。《力学》是一门理论性较强的课程，学生缺勤几次，可能会导致整个后续学习无法正常进行。布置课后作业，进行分类管理。即一部分基础性典型题目是每个学生必须完成的，必须独立按时完成，然后教师根据学生的完成情况逐一讲解;还有一部分题目，属于选修作业，主要是对基础好的学生展开，这有利于引导此类学生思考，拓宽其知识面和对问题的认知。 进行课堂测试改革。测验是监督和督促学生在学习的每个阶段认真对待的好方法。这是避免学生临时抱佛脚以应对期末考试的好方法。周围每个同学的随堂测验内容难度、题型都相近，但是题目不同，避免抄袭。而且，组内同学和组与組之间互相监督，一经发现有诚信问题，立即严肃处理。
三、《力学》教学改革的总结
《力学》课程内容复杂繁多，定义定理多，如果沿袭传统的教学方法，学生学习兴趣差，无法达到预期的授课效果。而只有通过不断尝试新的教学方法，进一步完善和更新教学内容，才能提高学生的学习兴趣，从而获得满意的教学效果。通过教学改革，调动学生学习的积极性，努力将学生的精力转移到掌握和应用所学知识上。开展课堂专题讨论，加强学生对基本知识点的理解与发散思维训练。切实提高物理专业本科生应用实践知识解决实际问题的能力，期望改革后的《力学》课程可以为高等教育的内涵发展提供参考。
参考文献：
[1]周海龙，安珍，李平，李昊.基于学科思维导图的结构力学教学研究[J].高教学刊，2019，（08）：94-96，99.
[2]郭璐.基于提高高职课堂教学效果的创新探究——以“工程力学”课程为例[J].工业技术与职业教育，2019，17（01）：37-39，73.
[3]王刚，兰向军，冯志华，倪俊芳.流体力学课程的教学改革与实践[J].学周刊，2019，（10）：9-10.
Exploration on the Teaching Reform of "Mechanics" Course in Physics
LI Zhao
（School of Physics and Optoelectronic Engineering， Shandong University of Technology，
Zibo， Shandong 255000，China）
Abstract： "Mechanics" is a compulsory basic physics subject for physics students， and it synthesizes "five small mechanics" with "Optics" "Heat Science" "Electromagnetism" and "Atomic Physics". There are many problems in the current course teaching. This paper puts forward some reform suggestions from the aspects of teaching method， teaching content and evaluation method.
Key words： physics; "Mechanics"; teaching reform
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15143026.htm
