机类专业《理论力学》教学改革的尝试

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机类专业《理论力学》教学改革的尝试陈乐生（福州大学 350002）摘要本文结合福州大学机械设计制造及自动化专业《理论力学》教学改革的试点，就《理论力学》课程体系和教学内容改革的必要性和可行性进行探讨。关键词教学改革，教学内容，建模能力，创新思维能力，试点前言《理论力学》是工科院校、特别是机类专业的一门理论性较强的技术基础课，也是一门与工程实际紧密联系的课程。几十年来，《理论力学》的教学内容和课程体系基本上没有变化，对于 21 世纪人才的培养、尤其是对学生建模能力和创新能力的培养，它已经不大适应，已经具有一定的局限性。针对这种情况，我们对《理论力学》的教学内容和课程体系进行了尝试性的改革。我们选用了上海交通大学洪嘉振教授等编写的《理论力学》，在两届学生中进行了试点，试图探讨《理论力学》课程体系和教学内容改革的必要性和可行性。 1 《理论力学》课程体系和教学内容改革的必要性 1.1 人才培养的需要对机类专业的学生来讲，特别是培养应用型人才的地方大学的学生，我们认为学习《理论力学》的目的，主要是为了掌握对各类机械结构、机电装备进行静力学、运动学和动力学分析的基本方法。在机电一体化产品中，系统的运动学和动力学分析是连接机和电的纽带，这种多刚体系统的运动学和动力学的建模能力是机电产品控制系统设计的必备技能，而且这种模型应该可以完成过程分析、而不仅仅满足于瞬时分析。应该培养学生对复杂（包括简单）工程对象正确建立力学模型的能力；对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学（包括瞬时与过程）分析的能力；利用《理论力学》的基本概念判断分析结果正确与否的能力；对工程结构进行运动学和动力学建模的创新思维能力。[1] 1.2 新世纪大学生知识结构的要求自从我国经济体制由计划经济转向市场经济以来，用人单位对毕业生的要求更加注重实际能力，这对我们构建《理论力学》的课程体系是一种导向。21 世纪大学生面对的是迅速发展的高新技术，由于计算机和计算技术的飞速发展，以计算技术为背景的工程数学也得到迅速发展，其中尤其突出的是矩阵代数。但是，传统教材没有协调与数学的发展，因此，其理论分析和建模以及求解都无法实现真正意义上的计算机应用，这是传统教材体系最大的缺陷之一。其次，传统教学体系在培养学生的工程能力方面，即培养他们正确合理地将工程对象定义为刚体系模型、并将物理模型转化为力学模型的能力方面往往显得力不从心。第三，新教材以约束方程为主线，将约束关系嵌入运动学、动力学模型中，并与当前国际先进的计算机辅助分析软件的基本原理相互融会贯通起来，不但提供给学生程式化的分析方法，同时拓宽了学生的知识面、启发了学生的创新思维，这是传统教材所没有的。第四，利用教材中提供的《理论力学问题求解器》上机实践，使学生具有利用软件进行运动学、动力学与静力学分析问题的能力，便于今后在工程实际中与大型工程软件接轨。

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好的数学方法、先进的计算手段、工程问题的建模能力和解决能力都是新世纪工科大学生知识结构的重要组成部分。 1.3 力学课程教学改革本身的需要随着教改的深入，一方面强调加强基础，另一方面强调拓宽知识面、增加学科之间的交

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