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0引言

工程力學課程是許多工科類專業的重要基礎課程，主要包括理論力學、材料力學和結構力學3部分內容。其中，理論力學研究的主要內容是物體機械運動的一般規律［1］;材料力學主要研究材料的剛度、強度和穩定性的計算方法;結構力學主要研究結構的組成規則及結構在受到不同作用時的內力和位移的計算。工程力學課程與實際工程問題有著密切的聯系，為了培養出解決實際問題能力較強的高素質創新型人才，教師在課程教學過程中，應充分重視人才培養的全過程［2］，重點關注學生創新意識、創新思維、創新能力等創新素質的培養，探索“力學思維”的養成教育過程與培養考核方法，推進課程的教學改革進程。

1知識取自網絡

1．1網絡教學，大勢所趨

工程力學課程是許多工科專業的基礎課，學生人數較多，這就要求課程教學應適應學科發展的需要，以力學知識為載體，以課堂為主陣地，以科學的教學設計為方法，達到學生既能扎實地掌握理論知識，又能靈活地運用理論知識來分析、解決實際問題的目標［3］。力學網絡MOOC和SPOC教學就是一種新型的教學方式，其基本流程為:教師把視頻教學資料作為課后作業分配給學生，學生通過觀看視頻自己理解知識，并完成教師布置的考核習題來達到掌握知識的目的。若學習期間有疑問，還可在網站上提出問題，并進行討論。此外，教師可根據需求，自由調整課程的進度和評分規則，使教學達到同步性，也可在此過程中培養學生思維的發散性、獨立性和創新性。

1．2淺學易懂，深奧難學

在網絡教學中，因信息量大、講課速度較快，容易出現學生進度滯后的情況;且學生因PPT變化速度快，對所講內容難以完全理解、消化、吸收，特別是對于一些基礎較差的同學，思維跟不上老師的節奏，筆記來不及記，甚至干脆不做任何筆記［4］;再者學生的自覺性也難以保證。所以有時太深入講解會使學生失去耐心與興趣，而被網絡或身邊的一些娛樂事物所吸引。淺學易懂，深入難明，這是網絡教學的劣勢。因此在網絡教學中，可將易懂的內容展現在學生面前，而過于深奧的知識點還是留給實體課堂。

1．3扎實基礎，適當留白

網絡教學無法保證所有學生都可以學會高深的知識，那其存在的價值就該更傾向于鞏固基礎知識。“拿起筆，劃重點，做歸納”之類的事情，都可以在網絡教學中完成，從而節省實體課堂的時間。一味地灌輸知識并不可取，此時便需要適當地留白。在書畫藝術中“留白”常用來制造以無勝有、意在境外的效果，從而給觀賞者帶來美的感受，教學中恰到好處的“留白”也會給學生留下廣闊的創造和思考的空間，這是教學設計的最高境界［5］。留下幾個疑問，指明幾個方向，然后在實體課堂上為之講解，既給了學生充足的思考時間，也不會扼殺學生們的創造性。

2思維授自課堂

2．1解決疑難，思維通暢

實體課堂的主要作用是解決學生的疑難問題，疏通思維，同時實體課堂也能發揮網絡課堂所沒有的解惑與互動的作用，一答一問之間往往能培養學生的創新意識。科學的發展就是不斷對奧秘的提問和對問題的解答。學習力學的過程，其實也是一個先生疑，再質疑，再解疑的反復循環過程。就如同各種力的發現過程，科學家們就是在未知與疑惑中，不斷實驗與尋找，最終將這些力找到并一一命名。教學過程中的照本宣科、一味灌輸束縛著學生們的思維。知識在學習中沉淀，也在思考中活躍，教師應善于引導學生獨立思考問題，使學生有自己的想法，不迷信、盲從，敢于質疑。培養學生的問題意識，并為他們解決疑難，不僅可以疏通其思維，也有助于培養學生獨立思考問題的能力，從而培養其創新思維。

2．2反向思維，求其本源

如果說網絡課堂是獲取知識的工具，那么實體課堂不僅需要教會學生如何使用工具，而且要教會如何制作工具，這樣才可以更加熟練地使用它。當學習到一個公式時，就該引導學生思考“如何推導”。反向思維的本質在于究其本源，就如同牛頓面對砸到頭上的蘋果，若不深究力的來源，又如何認識到無處不在的萬有引力。站在巨人的肩膀上，享用前人研究成果的同時也需要思考知識的本源。只知享用而不去思考，又何談創新型人才!

2．3發散思維，求其應用

在力學問題中，不同條件下所用到的力學知識不盡相同，而相同條件下能夠使用的解題方法也往往不止一種，此時就需要發散的思維模式。發散思維是引導學生打破思維定式，讓學生多思路、多層次、多方面、多結果地思考問題，一個公式，多種應用;一個結果，多種求法，而不局限在標準答案之中。它是培養學生創造性思維的重要途徑，也是拓寬學生思路的主要手段。同時發散思維也可以讓學生的思路不受局限，有時候一種方法無法求解的問題，結合另一種方法便會迎刃而解。例如:假設某一定軸轉動剛體的質點系的受力情況已知，求解該質點系的運動規律。針對這一問題可引導學生進行多向思維，學生經過認真思考后提出此題既以可用質點系的動能定理來求，也可以利用剛體定軸轉動的微分方程來解［6］。打破思維定式，創造多種可能，這便是發散思維對學習的影響。

3創新源于實踐

3．1實踐教學，注重應用

目前的力學課程具有高度的抽象性和概括性，而學生在接觸力學課程之前，基本沒有實習、實踐的經歷。因此，在教學過程中加入實踐教學尤為必要。實踐教學不僅加快了學生理解理論知識的進程，而且培養了其思維能力，讓學生在實踐中拓展思維。通過從理論到實踐，從實踐再到理論的教學過程，使學生將理論知識應用于實際生產、生活中，培養了學生的實踐動手能力和工程應用能力，而高素質人才培養的重要環節之一就是培養其工程應用能力［7］。

3．2力學模型，協助教學

一個好的力學教學模型十分珍貴，它是許多基礎教育工作者經過反復實踐提煉總結出來的。在教學中，典型模型教學的效果往往是其它方式難以取代的。模型教學有許多優點:其一，吸引學生的興趣，使學生更認真、專注地聽講;其二，學生可從中學習如何建模;其三，通過模型學生可以直觀地觀察到力學現象，使其更深入地理解相應的力學知識;其四，使原本枯燥乏味的課堂氛圍變得輕松活潑。教學中發現，許多學生對結構的構成及機構的運動等與力學模型有關的問題感到困惑。如今網絡教學已經極為普遍，借助網絡教學平臺，可以進行生動有趣的動態化力學模型教學，許多晦澀難懂的機構運動情況可以以動畫模擬的方式清晰地展現在學生面前，給學生一目了然之感［8］。

3．3自建模型，學以致用

理論結合實踐尤為重要，學生不應該只局限于課堂的應試教育，更應結合所學知識，提高實踐動手能力，將學習與生活融會貫通。力學模型包含著深刻的內涵、蘊含著豐富的力學原理，且形式多樣，對學生綜合能力的提高有著積極的影響。在模型制作的過程中既可以增進同學們彼此間的友誼，又可以使同學之間相互激勵，實現共同進步。以橋梁模型設計為例，可引導學生利用有限的材料，通過計算剪力、彎矩等數值，制作出承重量最大的模型。在此過程中，學生通過自制模型了解了力學的應用，同時可以將所學的梁的內力計算的知識運用到實物計算中去，真正做到了學以致用。

3．4新式教學，育己育人

在傳統形式的教學過程中，教師始終是最為重要的角色，然而力學課程理論性過強，學習起來較為枯燥乏味，即使采用PPT、網上視頻教學等手段也收效甚微。再者學生在學習過程中容易存在急躁、應付的心理，對知識不求甚解，不善于認真思考問題，所以需要引入一種新式教學方式———助教式學習。讓學生參加和組織新教學內容助講、習題課助講、作業批改、力學問題討論等各種教學活動，形成一種助教式教學模式，以小組形式劃分班級同學，在選定好的可以由學生助講的課程中，輪流安排一組成員進行講課，每個成員皆需要進行講解以及示范教學。通過助教式學習，大部分學生都能參與進來，學習過程由被動變為主動，不僅學習興趣提高了，同時分析、解決問題的能力也有所提升，學生的膽量得到了鍛煉。在這種教學模式下，學生不止是聽老師講，還有更多的實際行動，可以有效地、主動地接受知識，這樣才有助于培養學生的創造性思維。老師也可以從中獲取到學生的知識盲區，以及他們忽略的重點，方便之后自己串講的時候有的放矢地講課，而不是籠統地復習。甚至可以讓學生自行批改作業，或者教授習題課，助教成員由于必須“身體力行”，因此他們往往學得比較認真，對學習中遇到的問題能主動思考、探討，在探索學習的過程中也能帶動其他同學共同學習。

4靈感出自交叉

4．1不拘一格，多向發展

《論語》有言:“舉一隅不以三隅反，則不復也。”從這句話可以感受到要通過一件事情類推出其他許多事情的重要性。我們不止要學習力學，而且要將力學延伸到各個學科，使知識融會貫通，促進共同進步。錢偉長先生曾提出“應用數學和力學相結合”的重要研究觀念，當別人問起“上海市應用數學和力學研究所”名字的由來時，他是這樣回答的:“就是要推動數學與力學繼續結緣，以先進的數學工具來研究力學，以力學的進展來推動現代數學的發展［9］。”其實不止數學，生物、化學、材料等學科都可以與力學結合，多向發展既推動了力學的進展，也拓展了力學的應用范圍。

4．2知識交叉，尋找共鳴

力學是一門基礎學科，在其他各學科上的應用廣泛，因此在解決各種學科的問題時所采用的解題思路、方法、技巧都可以應用在解決力學問題中，將所學知識交叉使用，碰撞出新的火花。例如，數學中的化繁為簡與力學上所說的化簡，究其根源，二者同為一體。遇到復雜的問題時，首先會想到的就是將這個問題分成幾個簡單的小問題，把不能解決的問題轉化為可以解決的問題，然后分別解決，這樣，實際上這個復雜的問題也就被解決了。這與解決力學問題時將復雜的力分解成簡單的力的做法是異曲同工的。反證法在數學中占據著舉足輕重的地位，有時正向思考起來較為棘手的問題，用逆向思維解決卻容易很多。應用于力學中就是在分析力學問題時，不能確定的力用反證的方法去驗證以此確定物體的受力情況，假設力不存在時驗證作用效果是否合理，能則假設成立，反之則假設不成立。

4．3學科交叉，產生靈感

力學不僅是一門基礎學科，也是一門應用學科。正是因為力學在生活中無處不在，所以可以和許多學科產生交集，如力學與交通工程學的交叉、力學與材料科學的交叉、力學與生命科學的交叉等。當學習力學的同時有了其他學科知識的輔助，知識的應用前景便被拓寬了，靈感也隨之而來。不管在過去還是未來，復合型人才都是人們爭相追捧的，也是社會所需要的人才。在學習中巧妙地將其他學科與力學結合起來，將力學的邏輯思維運用到其他學科問題中去，加強彼此的交叉運用，潛移默化中也將其他學科的思想滲透并應用于力學中，有助于開闊思維、產生靈感。

5結語

學習力學是一個從易到難的過程，在電腦屏幕上學習一維和二維的知識，課堂上理解三維立體的知識，在生活實踐中接觸多維的知識，再與其他的多維知識交叉融合產生靈感，從而達到培養力學思維、提升創新能力的目的。若將基礎知識比作工具，那么學生可以在網絡上獲取工具，在課堂上學會使用，在實踐中進行優化，在碰撞中得到升華。注重力學思維和創新能力的“養成教育”有助于培養適應新時展要求的應用創新型高素質人才，是未來力學教學的大勢所趨。

參考文獻:

［1］哈爾濱工業大學理論力學教研室．理論力學(第8版)［M］．北京:高等教育出版社，2016．

［2］馮輝榮，陳建湟，竇博．力學課程全過程考核與評價模式［J］．綠色科技，2019(24):299－302．

［3］劉靜，周曉玲，汪中厚．淺談工程力學教學中實踐與創新能力的培養［J］．上海理工大學學報(社會科學版)，2013，35(2):177－180．

［4］聶麗華，陳華，馮輝榮．試析傳統教學與多媒體教學的優勢互補［J］．福建農林大學學報(哲學社會科學版)，2006(6):88－90．

［5］王麗．“留白”理念在現代教學設計中的應用［J］．教育評論，2013(5):42－44．

［6］喬元棟．在力學教學中學生創造性思維的培養［J］．河北能源職業技術學院學報，2005(4):81－82．

［7］陳衛增，徐洪．理論力學中工程實體簡化力學模型的教學實踐［J］．經濟研究導刊，2010(29):249－250．

［8］顧鐵鳳，王曉君，郭美卿．依托網絡教學平臺設計力學模型動態化教學新體系［J］．實驗技術與管理，2014，31(11):177－179．

［9］嵇醒．應用數學和力學的結合:彈性力學建模和解法［J］．力學與實踐，2014，36(3):367－371．

作者:馮輝榮 竇博 游鑫 王國金 單位:福建農林大學