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一、树立先进教学理念 革新教学方法  
  1. 实施“类型+层次”的教学模式 突出因材施教

      针对扩招后学生基础参差不齐的情况,从学生的实际出发,突出因材施教,大力实施“类型+层次”的教学模式。根据各专业对理论力学课程的要求不同,将理论力学课程分为理论力学(I)、理论力学(II)和理论力学(III)三种类型。其中理论力学(I)为80学时,面向航空主机专业,每届1200人左右;理论力学(II)为64学时,面向近机类专业,每届300人左右;理论力学(III)为56学时,全英文授课,面向留学生,每届30人左右。同时,在理论力学(I)中,又根据学生的基础不同,将其分为理论力学(IA)、理论力学(IB)、理论力学(IC)和理论力学(I)(双语)四个层次。其中理论力学(IA)面向我校的工科研究试验班和机类强化班;理论力学(IB)面向航空主机专业普通班中基础较好的同学;理论力学(IC)面向航空主机专业普通班中基础一般的同学;而理论力学(ISY)为双语教学班,采用全英文教材,双语授课。对不同类型和不同层次分别制定科学合理的教学大纲和教学要求,单独开课,分别考试。
      几年来的实践表明,这种“类型+层次”的教学模式是成功的,取得了良好的教学效果,不仅满足了各专业对本课程的要求,而且使得平凡的学生不平凡,优秀的学生更优秀,达到了大面积普遍成才的目的。

  2. 开展研究型教学实践 强化优秀生培养

      根据我校创建研究型大学的办学定位,面向工科研究试验班和机类强化班,组成理论力学研究型教学教改班,在国家工科基础课程(力学)教学基地建设成果的基础上,经学校重点支持立项,探索研究型教学的理念与运行机制,开展研究型教学的实践。该班从本课程的特点出发,不仅教学起点高,而且教学内容在广度和深度上都有较大的拓宽与加深,工程概念也得到明显增强。
      我们开展研究型教学的理念是:
      [1] 坚持“素质教育、工程教育、创新教育”结合,加强基础,强化工程概念,激发创新精神;
      [2] 坚持“理论教学、实验教学、计算机分析”结合,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力;
      [3] 坚持“课内、课外”结合,课内教学启发、引导,课外学习注重研究。课程阅读文献开阔了学生的视野,活跃了学术思想,研究型问题培养了学生自主学习的能力和研究能力,为优秀学生尽早进入科研课题奠定了良好的基础。
      研究型教学经过三年的实践,已经取得了可喜的成绩,受到该班同学的普遍欢迎,学校的充分肯定。研究型教学教改班三年共288人,收到学生撰写有关理论力学的学习研究论文或学习体会157篇,其中好的和比较好的91篇。在2007年举行的第六届全国周培源大学生力学竞赛中,全校前五名中有三人来自该教学班,其中一人取得了个人赛全国第二名的优异成绩,这也是我校历年来个人赛的最好成绩。

  3. 采用问题教学法和探究式教学法 注重启发引导

      对授课方法进行大胆改革,采用问题教学法和探究式教学法,在教学过程中以教师为主导,充分发挥学生的主体作用,让学生自觉地参与到教学活动中来,师生互动,从而激发了学生的学习热情和主动学习潜能,启迪学生思维。
      教师在传授知识的同时,更加注重教给方法,通过设置问题情景,引入典型实例,提出问题,揭示矛盾,激发学生的求知欲,加强学生联想能力和发散思维能力的培养,为学生留出充分的思维空间,引导学生去思考、去探索、去研究,养成勤于思考、乐于思考的良好习惯。例如,在介绍速度瞬心法时,教师首先请学生观察自行车车轮行驶中的一张照片,引导学生提出问题──车轮滚动时与地面接触处近的钢丝比较清楚,而离地面接触处远的钢丝则比较模糊,进而分析问题──这种现象与车轮上各点的速度分布有关,在这堂课的最后解决问题──让学生用速度瞬心法来解释这种现象,整个教学过程完全符合人类的思维规律,学生主动获取知识的能力和思维方法得到锻练。

  4. 与时俱进 加强计算机辅助分析

      随着计算机和计算技术的飞速发展,计算机辅助分析技术同样也对理论力学课程教学内容的改革提出了新的挑战,带来了新的机遇。弱化过于依赖技巧的解题方法,增加计算机求解程式化方法的介绍和计算机数值求解的应用,加强学生定性分析的能力和对计算结果正确性的判断能力,已经成为理论力学课程教学改革的必然趋势。
      为此,我们编写了补充讲义“理论力学过程分析”,在理论力学课程中介绍如何利用利用通用软件MATLAB/Simulink提供的丰富强大的通用功能,构建计算模型,进行理论力学问题的计算机辅助分析,绘制曲线,判断计算结果的正确性,探究问题的力学规律,达到“把繁琐的计算交给机器,把创造性的工作留给学生”的目的。同时,指导学生学习上海交通大学洪嘉振教授研制的“理论力学问题求解器”,从而为学生自主学习和研究型学习提供了一个多元的计算平台。

  5. 改革考试考核方法 重在知识运用与能力考查

      对学生学习效果的评价是教学实践的又一重要环节,评价方法直接影响教学质量和教学效果。为此,我们适当强化学习效果的过程评价,弱化学习效果的结果评价,将学习效果的过程评价与结果评价有机结合,并将课程学习研究论文纳入学习效果评价之中,是我们改革考试考核方法的重要措施之一。
      为了突出知识的运用和能力的考查,我们在各类型和各层次的考试中实施“一张纸开卷”考试,允许学生将公式整理后写在一张A4纸上带入考场,是我们改革考试考核方法的第二个重要措施。采用这种开卷考试的方式,促使学生对课程进行系统的复习,对各部分的内容前后贯通,培养了学生对所学知识进行归纳、总结和提炼的能力。同时,采用这种开卷考试方式也给学生创造了一个宽松的学习与考试环境。实践表明,这样的考试,既不需要学生去死记硬背公式,又能达到着重考查学生掌握和运用基本概念和基本理论分析问题和解决问题的能力,突出了素质和能力的培养,受到学生的欢迎和专家的广泛认同。

二、应用现代教育技术 更新教学手段  
  1. 自行研制教学软件 合理运用多种教学手段

      在理论力学课堂教学中,传统的教学手段是粉笔和黑板,其最大的优势是灵活,教师在课堂上可以根据学生的响应随时调整教学进程,或详或略,或快或慢,有的放矢。而现代教学手段主要是多媒体,其最大的优势是直观,借助多媒体可以生动形象地展现书本和黑板无法表达的教学内容,或动画,或视频,多媒体的另一优势是可以节省教师板书的时间,大大提高讲课效率。
      课程组根据理论力学课程的特点,自行研制开发了具有航空航天特色的多媒体电子教案,并全面用于课堂教学。充分利用多媒体的优势,紧密联系工程实际,通过动画和视频生动形象地展现有关的工程背景和力学现象,加强了学生的工程概念,激发了学生的学习兴趣,增大了课堂教学的信息量。因此在教学过程中,将传统教学手段和现代教育技术有机结合、交替使用,扬长避短,充分发挥各自的优势,既符合客观教学规律,又大大提高了课堂教学效率,既解决了内容增多与课时压缩引起的矛盾,又避免了“放电影”、“拉洋片”的现象,取得了良好的教学效果。
      2002年,理论力学电子教案荣获江苏省教育厅多媒体教学软件“好课件”奖。

  2. 建设课程教学网站 丰富教学资源

      网络教学是一种全新的教学模式,我们于2003年开始建设理论力学课程教学网站,2007年底又根据网站的运行情况进行了升级和完善,有力地促进了教学质量的提高。
      通过网络可以实现学生与老师之间的远程交流,给师生交流提供了一种方便快捷的方式。利用网络环境,教师可以不受时间和地点的限制,随时发布自己的教学通知、教学课件,指导学生学习和研究,极大地提高了工作效率。利用网络环境,学生可以从课程教学网站随时获取最新的教学信息,下载有关的教学资料,观看教学视频,通过快速留言和师生交流栏目,学生还可以向老师提出问题,寻求学习上的帮助。
      目前,理论力学课程教学网站已初具规模,运行机制良好,在教学中发挥了重要作用。

 
 
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