理论力学课程体系改革探索与实践

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1、中国大学教学2008年第4期理论力学课程体系改革探索与实践李俊峰摘要：本文介绍1996年以来清华大学的理论力学课程体系改革情况。通过分析理论力学课程在工科大学生培养中的定位和任务，明确与中学物理、大学普通物理的不同分工，确定理论力学的核心内容。实践中逐渐形成了新的理论力学体系，用64学时完成理论力学的核心内容，并保持了系统性和逻辑性。关键词：理论力学；教学改革；课程体系；教学内容理论力学是清华大学的重要基础课之一，目前由航革主要是砍教学内容，先砍掉习题课，即“砍小不砍大”。空航天学院的理论力学课程组面向机械学院、土木水利再就是按“

2、静、运、动”的教学顺序砍掉后面的内容，[1]学院、航空航天学院开设。自1987年以来，理论力学即“砍高不砍低”。教师们认为这种做法值得商榷。一直是校级一类课程，2002年入选学校首批“百门精品在2000年学时减到64了，如果还按照静、运、动课”建设项目，2003年被评为北京市精品课程，2004的教学顺序砍掉后面的内容，就意味着动力学部分和分年被评为国家精品课程。析力学完全被砍掉，学生就会感觉理论力学与普通物理的力学部分（注：这里指我国现在的教材，国外的教材一、课程体系改革的过程可能完全不同[2]）差别不大。学生学起来“没劲”，有的

3、理论力学教师建议普通物理不讲力学，反过来，也有1996年正逢四年一届的全国大学生力学竞赛，我在[3]人认为应该取消理论力学课。笔者曾经尝试过给没学8月初突然接到任务：9月上旬用16个学时为参加竞赛过大学普通物理的一年级下学期的学生讲理论力学，感的学生串讲理论力学。由于没有系统讲授过理论力学课觉就像给高中生讲课，师生都感觉困难。因此，理论力程的经验，这是极大的挑战，也迫使我另辟蹊径，初步学教师不能低估普通物理打基础的重要性。形成了现在的课程体系雏形。这次竞赛中，清华大学参我们必须明确理论力学与中学物理、大学普通物理赛学生获得了理论力

4、学成绩第2名到第7名。的不同分工。不能在理论力学课程中简单重复物理的内而后，我们在工程力学系95级、96级、98级连续容，而应该在物理的基础上，讲授理论力学的核心内容。进行课程体系改革试点。当时理论力学的课内学时为那么，哪些属于理论力学的核心内容？很多理论力学教112，秋季学期48学时，讲静力学和运动学内容，春季[4—9]师研究过这个问题。学期64学时，讲动力学内容。使用的教材是清华大学通过分析理论力学课程的任务，我们认为理论力学理论力学教研组罗远祥等编写的《理论力学》。的核心内容是建立研究力学对象的数学模型所需的原促成新体系在全

5、校推广的机遇是清华大学的学制理和方法，既包括普通物理中讲过的牛顿力学，也包括由5年改为4年而大幅度压缩学时。用64学时讲完原学生在理论力学中第一次接触的分析力学。理论力学是有的教学内容，采用新体系是惟一出路。2000年，理论工科大学生的第一门力学课程，也第一门技术基础课，力学教学组的4位青年教师编写了讲义，在全校试用。是后续课程的重要基础。这是课程的第一个任务。理论2001年正式出版了新体系教材，并在后续几年内完成了力学能培养学生综合运用数学工具和力学原理定量地教材的“立体化”。研究实际工程问题的能力，不是停留在定性地解释物理二、

6、课程体系改革的思路现象和揭示机理方面。这是理工科人才的基本素质要求。理论力学介绍的研究问题的基本思路、基本理论和在大幅度压缩学时之前，清华大学（以土木系为例）基本方法，可以应用于很多研究自然界和工程技术的问理论力学的学时1993年为128，后来减少到112，再减题。少到96，到1996年秋季减少到88。那段时间的教学改然而，理论力学不是直接面向工程应用的专业课，李俊峰，清华大学航天航空学院航空宇航工程系主任，教授。10重点不是去解决一个个具体工程问题。众所周知，解决课程提名，结果按提名率排序（“提名率”定义为某工程问题一般要有三个

7、步骤。第一是将工程对象简化为系或某专业对某教师及课程的提名数与该系或该专业力学模型，如质点、刚体、弹性体、流体等，做简化既参加答卷的学生数之比）。近几年来理论力学课程经需要力学知识，又需要工程经验，还要了解工程要求和常名列前茅，说明它给学生留下了深刻印象。约束。这个步骤不适合作为理论力学教学内容，对教师三、新课程体系特点和学生来说都是无法胜任的。第二是针对力学模型，利用力学知识建立相应的数学模型（数学方程），这正是理论力学新课程体系有四个主要特点。第一，将矢理论力学的任务。第三是对数学方程进行分析计算。一量力学与分析力学相互融合，

8、加强经典力学两大理论体般来说，这个内容也不适合大学低年级的学生。系的联系，加深学生对基本概念的全面理解，事实上加另外，我们可以借助高等数学工具，采用演绎的方强了分析力学。第二，重视理论力学体系的系统性、逻法讲授，既节省学时又加强系统性。辑性，突出与