紧跟时代步伐的理论力学教学改革研究紧跟时代步伐的理论力学教学改革研究

摘要：针对当今社会对工程技术人才的质量要求，从“卓越工程师教育培养计划”和“大数据时代”的角度出发，重点阐述了理论力学课程教学目前面临的矛盾和相应的课程改革的途径。指出当前在教学改革中积极面向社会需求，借助大数据处理的思想和平台，可以更好地提高教学质量，同时也为其他专业基础课程的教学改革提供参考和借鉴。

关键词：理论力学；卓越工程师；大数据时代

作者简介：金春花（1980-），女，江苏南通人，南通大学建筑工程学院，讲师；曹小建（1983-），男，江苏南通人，南通大学建筑工程学院，讲师。（江苏 南通 226019）

基金项目：本文系南通大学教学改革基金（项目编号：2012B049）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0140-01

近年来，“改革”一词几乎无处不在，在各行各业都可以看到它的身影。同样在教育行业，随着时代的发展，许多课程的教学也面临与时代、现实生产生活脱离的尴尬，教学改革势在必行。“理论力学”课程作为众多工科专业（如：土木工程、机械工程、飞行器设计、水利水电工程等）的第一门专业基础课，它的重要地位不言而喻。所以，许多高校积极响应国家的号召，对理论力学进行了多种改革和尝试，有方式和方法上的，[1]也有教材内容层面的，[2]积极推动了该课程与现实生产生活的结合，也提高了教学的质量和效率。

然而，这是一个知识大爆炸、大数据的时代，理论力学的教学改革必须紧跟时代的步伐。在传承经典理论力学知识体系的过程中，如何兼顾时代发展的要求，把深奥枯燥的理论知识和当前工程应用的背景紧密结合起来，在“卓越工程师教育培养计划”的激励下，打响专业学习的第一枪，是工科专业教学改革的首要任务。

一、教学现状

现代社会对毕业生的能力要求很高。用人单位更是希望学生们刚报到就能适应各类岗位，甚至挑起大梁。然而在目前的办学体制和条件下，困难重重。理论力学的教学现状也存在许多问题：

1.创造力的缺失

当前学习理论力学课程的工科学生，大多是大学一年级的新生。他们刚刚结束六年的中学阶段的教育，而这六年里他们没有或者很少有进行创造性活动的机会和时间，题海战术加应试教学随处可见。根深蒂固的学习习惯让他们很难在短期内激发出创造性的思维和实践行动。

2.动手实践能力的缺失

虽然大学学习提供了许多课程实践环节，但是在课时不断被缩减的大环境下，实践成效还充满着许多不确定的因素。众所周知，理论力学课程的知识点很多，重点和要点也多。在目前普遍的64学时内讲完全部内容几乎是不可能的，再加入大量的实践内容，显然不切实际。再者，囿于实验室和教学实践基地开放的时间和条件的限制，急功近利的短期实践很难达到预期的成效。另外，在当前高校环境下，教师在教学和科研论文间疲于奔波，留给自己的动手实践时间和精力也少之又少。

3.分层培养环境的缺失

在当前扩招政策下，学生人数不断刷新，特别是许多热门的工科专业，班级数也不断上涨。但是教师配置明显落后于学生的涨幅，所以就有了大班、超大班授课的情形。在这一环境下，教师很难再精耕细作，因材施教、分层次培养也就难以得到落实。

二、改革的途径

对理论力学课程而言，面对以上各种矛盾，积极有效的课程改革措施可以从以下两个方面进行：

1.围绕“卓越工程师”计划的教学内容和教学方法的改革

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。①卓越工程师的一个典型特点是要求有很强的自学能力和独立解决实际问题的综合能力。

为此，理论力学课程的教学内容需要进行大力调整。首先，运动学部分的基础知识，[3]大学普通物理课上已经学过，学生大都没有兴趣再学一遍，故而这部分内容可以是老师给思考题，学生自学，把宝贵的学时节省下来另作他用。其次，对于本科低年级的学生，虽然学理论力学主要是针对力学模型，但可利用力学知识建立相应的数学模型（数学方程），简单进行计算讨论。[2]但是教师需要增加对前期力学建模的建立和后期数值分析计算的引导教学，这也是提升学生学习兴趣，指明课后自学方向，贯彻执行卓越工程师教育培养计划的鲜明体现。

此外，高等教育不仅要给学生传授专业知识，还要培养其独立思考能力、倾听与演讲能力、与人交际的能力等，而案例教学法无疑是最能体现这一目标的好方法。其流程可以参见图1。然而案例教学需要老师能紧密接触行业动态，积累丰富的典型案例，这对老师提出了更高的要求。

2.依托大数据平台的教学设计方案改革

至2012年以来，大数据（big data）一词越来越多地被大家所熟知。《纽约时报》2012年2月的一篇专栏中称，“大数据”时代已经降临，在商业、经济及其他领域中，决策将日益基于数据和分析而作出，而并非基于经验和直觉”。为此，当今如火如荼的网络课程教学不能只注重本身内容的建设，在其身后隐藏的“大数据”也应该发挥重要作用，对教学设计方案的成效进行量化考核和指导。

目前几乎所有高校都有网络教学平台，各类课程都陆续登台亮相，理论力学当然在列。模块结构主要是围绕教学大纲及计划、教学课件、问题库、资料库、讨论区以及测验区等等。在学生大量访问各类模块的时候，是可以知道资源访问量的统计数据的。但是目前，真正开始进行大数据处理工作的高校还是凤毛麟角。所以，虽然有了网络平台，有了网络资源，但是没有网络数据统计的网络教学还是不健全的。为此，急需开展这项工作，捕获学习者在线行为的大数据，用事实数据说话，来对教学方案的设计进行指导。对于理论力学这门课程，大致的流程可以参考图2。从图2可以看出，学生访问行为的数据分类非常关键。大致可以分为：学生登陆时间和地点、各类模块资源的浏览量和浏览顺序、师生互动讨论的热点等等。据此可以捕捉到学生学习习惯、兴趣点和难点等有用的信息，帮助创建预测未来行为和兴趣的模型，从而调整教学设置，合理安排学习层次，提升教学效率。尤其是对于理论力学这样的专业基础课程，其学习成效直接关系到未来专业知识的理解和掌握。

然而需要指出的是，网络课堂的质量提升会使得传统教学生态面临新的挑战，甚至会有被打破的风险，这是所有教育工作者们必须正面的问题。课程教学改革中，教师自身知识和能力的提升也必须紧跟时代的要求，教学能力的内涵正在不断向外拓展延伸。

三、结语

理论力学的知识点既多又抽象，仅靠传统的课堂讲授的方式显然无法跟上时代发展的要求。在其教学改革中必须面向社会需求，面向工程应用实际，借助大数据处理的思想和平台，不断调整教学内容和教学方案设计，为培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的工程技术人才进行积极的探索研究。

注释：

①百度百科.卓越工程师教育培养计划.http://baike.baidu.com/.

参考文献：

[1]刘百来.少课时理论力学课程教学模式的探索[J].高等建筑教育,2010,19(4):81-83.

[2]李俊峰.理论力学课程体系改革探索与实践[J].中国大学教学,

2008,(4):10-13.

[3]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].北京:高等教育出版社,2009.

（责任编辑：王意琴）

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