四、教学方法

为了实现强化学生基本力学素质和解决实际工程力学问题的能力，结合学生的具体学情，本人在理论力学的教学过程中构筑了聚点强化与逻辑强化相辅的跨尺度授课模式。聚点强化以微观层次为着力点，结合整个教学团队多年来的授课经验全面梳理课程每一章节中抽象的或者难以理解的关键定义、定理和知识点，进行精心的凝聚和细琢，以学生易于接受和深刻理解为目的，以涵盖知识点背景的教具演示、小实验操作、电影片段、大型实验录像和工程问题视频等方式进行呈现，合理分布于90分钟课堂，竭力做到时刻抓住学生的注意力和思维；逻辑强化以宏观层次为目标，将聚点强化教学作为基础，通过梳理理论力学课程中各知识点之间、各章节之间的联系与差异构成二维的知识体系面，进而基于理论力学课程与材料力学、结构力学、机械设计等专业课程的脉络渗透构成三维的知识体系框架，引导学生认识个人知识体系并能够结合自身的专业背景自主地丰富和完善。聚点强化与逻辑强化在教学过程中相辅共进，这是点与体系的融合过程，其中聚点强化是逻辑强化的基础，而逻辑强化又明确了聚点在整个知识体系中的作用和地位。结合实际工程问题的案例教学以及工程作业的撰写和汇报可以较好地实现两者的融合，从而加深学生对于课程内容的兴趣和理解，切实地提高学生的基本力学素质以及解决问题的能力。

教学创新思路和方法如图1所示。

在聚点强化方面，利用基于PLA材料的3D打印技术，自主设计并制作了诸多课堂教具，包括可插拔桁架构件、平面与空间基本结构、滑块—圆盘系统等，这些教具应用于零杆和简单桁架结构的力学分析、基本运动学分析中的教学；精心建设了涵盖知识点背景的视频库，包括在动量矩定理部分选取了电影《黑鹰坠落》中直升机在尾桨失效情况下的坠落过程片段，截取了中央电视台《加油！向未来》节目中多个实验录像，如摩擦现象、自锁现象、动量矩守恒定律等；基于团队建设的MOOC资源，针对特别重要且难以理解的知识点，设计了多个微型翻转课堂，有针对性地开展疑难知识点的讲解，实现课堂上对关键知识点的高效传输。在逻辑强化方面，注重课程及主要定义、定理的提出与应用背景的介绍，通过这些背景以知识体系树的形式将课程知识点串联起来，如动力学过程即是建立静力学中的受力分析和运动学中的运动分析的桥梁等；注重本课程内容与其他力学课程内容的联系，如理论力学中的刚化原理意味着其受力分析内容是材料力学的研究基础，理论力学中的桁架分析与静定结构分析等即为结构力学内力和变形计算的基础等；注重本课程内容与其他工科专业课程的联系，如理论力学中的质点系动力学微分方程与微纳尺度计算物理和化学方法的联系、理论力学中运动学所描述的多构件运动关系与机械设计课程的联系等。(https://www.daowen.com)

图1　教学创新思路和方法

在聚点强化与逻辑强化相辅融合方面，聚点强化可以在课堂上很好地提高学生的集中力，而逻辑强化可以很好地激发学生的学习兴趣，在学习专注力和兴趣的共同推进下，学生能够以自我为中心进行主动思考和自我学习。本方面工作通过将课堂知识在工程、生活实际问题中的应用与分析予以完成，如滑雪、跳高等体育运动中所蕴含的力学问题分析，火箭和卫星等装备在运行过程中所涉及的理论力学知识等。同时，根据所掌握的各方面知识，学生还需要结合常见的实际工程问题完成指定命题的工程作业以及自主选题的小论文，由此将聚点强化与逻辑强化进一步有效融合以获得更好的教学效果。