力学与数学被认作是当今科技与工程的两大基石，力学又是数学和工程之间的桥梁，其思维具有工程思维（具体）和数学思维（抽象）的混合思维特征。所以对力学专业及工科涉及到基础理论力学课程的专业而言，要培养好、提高课程的讲授效果，就首先要遵循学科的逻辑规律，注重基本的力学思维培养。既能将知识点的逻辑关系分解为工程、数学、力学三个部分讲授，又能将各部分理论提升到统一性认知的高度。这对理论力学，从讲授效果、思维培养、自主认知等方面都提出了更高的要求。而满足我们首先进行线下混合式/社会实践教学尝试。以线上资源的易学习、吸引力高、自主性强等特点为基础，以实践教学提高兴趣培养、知识重构、思维引导、虚实结合为四维，进行理论力学课程的改革创新研究。

理论力学课程是工科专业核心技术基础课程，课程的知识既是后续专业课程必要的基础， 又可使学生初步学会应用力学理论和方法解决工程实际问题，更深层的意义还在于科学素质的培养。随着“双一流”建设的启动，理论力学的课程教学也需要在高等教育改革中不断进行革新与实践。近年来理论力学课程设置、内容、教学环境、学习环境等方面发生了很大变化，主要表现在以下几个方面：

1.学时不断减少。从原来的120学时，逐步缩减到110、90、85、80、64，直到现在大多数工科专业的48学时，但其结构体系、理论框架、基本知识内容没有太大变化；

2.讲授方式。目前多数教授方式还是按照经典、传统、按部就班的节奏进行，课程教学重点和难点变化不大。这种情况导致很多学生觉得课程枯燥、乏味、难学、难懂，进而失去了学习兴趣。令人担忧的是，这些知识很多专业课程的基础，基础知识缺乏会严重影响后续其他专业课程学习；

3.讲课内容。理论力学教学内容与中学和大学物理的力学部分都很多的重复，而现在的理论力学教材为保持内容的完整性和系统性，不得不保留这些重复知识，但教师在理论力学的讲授过程中必须对相关内容进行优化。现在的教材内容相对比较经典、完善，但新发展、改进的新知识内容不足，不能更好地应用于工程实际。

为此，在课程教学中如何引导学生主动学习，激发学生强烈的求知欲望，由教师主动教变为学生主动学，不仅使学生获得专业知识，而且使学生获得正确的学习方法，形成科学的思维方式，促进学生创新能力与工程实践应用能力发展，使学生养成自学攻克工程实际中遇到的难题的能力，是该门理论力学基础课程开设和建设的背景与初衷。

对理论力学课程，学生学习兴趣而言主要有以下几个方面的问题：

（1）对工程背景了解不够，学而无用、空中楼阁的课程认知使学生自开始就抵触这些抽象的概念与符号；

（2）知识表征传统老旧，难易迎合现今科技爆发时尚潮流，学生兴趣索然无味；

（3）由于部分内容与物理有所重叠，加之课程平铺直叙，使学生产生轻视情绪，淡然待之；

（4）数学体系的转变给初学者带来认知困难，从高中习以为常的直角坐标体系和积分表征突变为矢量体系和微分思维，往往使学生思维混乱，产生惧学心理。

综合“教”与“学”两个方面，从深层次上去探索、研究也能发现一些问题：如从知识结构上看，现今我国绝大部分高校采用的基础力学教材仍是基于100多年前的西方或近代苏联的经典教材。理论固然是经典理论，但载体和表征却可以结合时代潮流进行融合，以更为学生认知和理解的模型去演绎理论知识，相对而言更易接受。

从认识论的角度来看，我国传统的思维有别于西方推理思维，所以在未经大量工科思维能力培训的低年级本科生而言，从传统思维骤然接受抽象又无具体支撑的推理、演绎确实存在一定的困难。能够结合我们传统的认知论从形象到归纳逐步引导学生接受并应用推理的模式对其这个阶段的学习具有一定的帮助。

我国当代力学大师钟万勰先生习惯在其著作上题写国学名句，如“中行独复、以从道也”等，以国学之道浅显易懂地解释深奥的力学知识，使听者茅塞顿开，受益匪浅。这也给探索理论力学课程的内容组织、创新教学方法提供了启示。目前关于课程本质、内在逻辑、思维模式、理论统一性的研究还比较少。开展理论力学线下混合式/社会实践教学建设，在建设中依托强大的网络平台和资源，以提高教学效果为导向，从课程的知识体系的内在规律进行总结和重构，结合当今时代技术发展的新趋势进行增补、改良；探索传统思维与科学思维模式的特点，引导和诱导力学思维模式间的建立，是本门课程的特点和主题。

基于理论力学基础课程的特点分析、研究现状、问题及分析，本项理论力学线下混合式/社会实践教学课程基于线上平台强大资源整合能力，广泛的受众群体，开放式的课程资源，与时俱进的知识体系等优点，以提高力学基础课程的讲授效果为目，以兴趣培养、知识重构、思维引导、虚实结合为四维展开，主要特色内容如下：

能力锻炼目标：（标明通过课程学习，学生能获得何种认知或能力提升）

    本次理论力学混合式/社会实践教学课程建设从丰富课程学习资料、结合工程实践开展实践教学、课程背景通识性教学、逻辑思维能力培养、项目化激励和考核等方面展开，通过具体的建设使学生获得四方面认知和能力的提升。

一. 强化通识教育，加强工科基础知识，提高课程学习兴趣

依托线上强大网络虚拟现实能力，针对课程知识与学生特点探索多方位兴趣培养途径。对课程学习兴趣的提高有诸多方面的考量，理论力学课程的对象特色和学生所处的阶段不同，分别采用不同的建设内容。

1. 工程实践与课程教学相结合的方法。初学阶段，通过网络视频、图片及虚拟实验技术，以1-2个学时组织对应工程背景的线上课程资源。建立学生对典型结构的感性认知与了解，使学生了解工程结构的受力特点与工程作用，了解具体工程到抽象模型过程；熟悉在工程中的应用；培养认知工程事物规律和抽象思维模式。

2，立足根本，不断提炼授课PPT授课资源，既能体现理论知识的教授，又要结合当代技术特显更新知识应用背景。

3. 基于网上资源知识容量大，信息更新灵敏的特点，大力加强通识教育。课程中辅以大量工程案例，上传浅显易懂的理论力学普及辅导资源，引入具体工程实践讲解知识点，给学生以通俗易懂，学以致用，使命担当的务实感和责任感，增强对课程知识的形象理解。

4.课程建设融入时代信息元素。以科研经历和对科技发展了解，对当今潮流技术和工程中的基础力学知识应用进行分析和讲解，包括力学在数字技术、信息技术、生物技术、医药技术等交叉与外延领域的发展，拓宽学生对力学知识的理解，开阔应用视野。

二.增强工科人文素养，提升理性思维能力和逻辑推导能力

依托混合式教学灵活性特点，开展互动课题建设，结合我国传统思维模式和认知哲学观点，以课程知识逻辑性为主线知识点重构。理论力学课程以严谨的经典理论为基础，这里的知识点重构是以讲解方式、讲解顺序、引申与铺垫为重点开展的探索性研究。主要基于传统思维模式对理论推演模式的诱导与协调展开，使初学者能够较快的实现思维模式的转变与培养。在理论力学严谨递进的知识体系中，知识点以认识论为铺垫，诱导学生从已有认知和新事物特点两方面展开自主性思考，比对发掘性认知；在高层面的理论上以静力学和动力学作比对，从核心理论上引导出“因”与“果”的传统认知，在以“道”与“术”的国学思维建立统一的平衡规律的“道”，方法为“术变”的形象理解，从而达到“会当凌绝顶”的高度去理解整个课程的理论体系，再“一览众山小”的去理解个种方法的精髓，在统一理论的高度加深知识的学习效果。

三. 夯实理论基础知识，强化培养自主学习能力

基于混合式教学多种互动环节，设置多种课堂交流情节，诱导主动、自主思考与学习。这一环节依托社会实践教学的多种形式，提高课程学习的主动性，自主性，提升课堂的效率。在大量课程背景与工程实践的铺垫下，在授课过程中改变传统平铺直叙的讲授、推导流程，以设疑、案例、思考等方式为手段，对所要讲授知识点设置剧情，引导学生共鸣。手段实行多样化，如“抛砖、引玉”，“画龙、点睛”等，其目的可以想象表达为：将一部叙事故事片改为悬疑烧脑剧，使学生身临其境，激发体验过程，提高学习效果。

四. 增强工程实践知识，提升社会实践能力

课程尝试引入项目化教学，借助虚拟仿真、试验时频资源充实理解，辅以竞赛激励，建立环境压力。基础课程的学习仅依靠课堂的讲授时间是远远不够的，而低年级学生课程任务繁重，往往传统的预习与复习会因为时间和课程的难度而遭到学生放弃，取而代之的是潦草的敷衍，严重影响对知识的掌握。在这一环节引入项目化的教学理念，以小组项目制的形式对课堂知识进行强化和自学，既能相互激励，亦能互相讨论，知识融会交流的同时培养协作能力。同时对“慕课”，虚拟仿真实验等网络课程资源的利用也能通过另一视野吸引学生的兴趣，巩固知识。对于课下时间，环境压力能对学生的自主性产生较强的动力，诸多良好的资源平台对学生而言既是挑战也是现实利益，如近年来我省及我校开展的力学基础学科方面的“周培源力学竞赛”，“河南省大学生力学竞赛”及“国际理论力学竞赛”都为力学基础学科的学习热情和考核提供了良好的平台，充分利用这些平台激励学生实现双赢，是一个很好地机遇。

       基于理论力学线下混合式/社会实践课程建设的规划，这门课程通过丰富资料、逻辑归纳总结、教学技巧、社会实践教学等方面提升学生的学习能力和知识储备，当课程完成时学生可以获得以下两方面的收获：

   一.课程相关通识知识体系

      学生通过本门力学基础课程的学习，应了解简单的力学学科发展简史，学科的起源、发展、重要的历史事件及学术领袖；应了解学科的研究范畴，服务工程领域；掌握学科发展的基本方向与当代技术发展的前沿；了解本门课程在自己专业体系中所占据的重要作用和意义等。

   二.常规课程基本知识体系

     通过课程知识的学习，需达到课程教学大纲提出的学习任务。要求学生掌握理论力学的基本概念、基本理论和基本方法及其应用，能比较熟练和灵活地求解各类典型问题，为后续力学课程的学习打下坚实的基础，并在学习中培养逻辑思维能力、抽象化能力、表达能力、计算能力以及分析和解决力学实际问题的初步能力。

       当课程完成时应达到以下几方面的目标：

   一.课程相关通识知识体系

   学生通过本门力学基础课程的学习，应了解简单的力学学科发展简史，学科的起源、发展、重要的历史事件及学术领袖；应了解学科的研究范畴，服务工程领域；掌握学科发展的基本方向与当代技术发展的前沿；了解本门课程在自己专业体系中所占据的重要作用和意义等。

   二.常规课程基本知识体系

   通过课程知识的学习，需达到课程教学大纲提出的学习任务。要求学生掌握理论力学的基本概念、基本理论和基本方法及其应用，能比较熟练和灵活地求解各类典型问题，为后续力学课程的学习打下坚实的基础，并在学习中培养逻辑思维能力、抽象化能力、表达能力、计算能力以及分析和解决力学实际问题的初步能力。

  三. 严谨的逻辑思维能力和认知观

   通过课程映射出来的人文素养和思维能力训练，学生应当掌握工科学生所具备的具体-抽象-分析-总结-归纳的科学思维能力。同时结合传统文化的哲学精华能够实现对西方理性科学推演过程的理解，转化为自己的认知观念，从而延展在其后其他学科学习、日常生活规划、人生思考等方面的理性世界观和认知论。

   四.课程对应的工程实践知识和实际动手能力

   通过社会实践教学培养、项目化小组活动及多元化视觉学习，应当掌握课程在工程中的基本应用领域，能够运用基本的知识体系解决简单的工程实践问题，对应复杂问题能够有初步的思考和思路。

线上理论力学课程的学习从四个方面考察学生的学习效果，并给出成绩

1，课时要求，系统记录线上学习时间，占比30%

2，线上问题思考与回答，占比20%

3，小节作业考核，占比20%

4，课程线上考核，占比30%

总成绩达到60分为合格。

课程的学习需要具备以下基本预备知识：

1，高中物理学常识

2，大学高等数学微分、积分理论知识

3，大学线性代数基本知识

4，大学数学物理方程基本知识

1，指定教材，《理论力学》 哈尔滨工业大学 第八版

2，参考教材及资料

《理论力学》上海交通大学

《Engineering Mechanics Dynamics》 作者：R.C. Hibbeler

《Engineering Mechanics Statics》 作者：R.C. Hibbeler

《Vector Mechanics for engineers statics and dynamics》 作者：Ferdinand P. Beer

《理论力学》 马尔契夫著， 李俊峰 译 第三版

《理论力学理论力学解题分析与指导》郑州大学出版社 作者：苗同臣，徐文涛

通识拓展资料

《自然科学书籍-力学-理论力学部分》 作者：梁昆淼

《力学史杂谈》 作者：武际可

《谈科技.说力学》 作者：武际可

《音乐中的科学》 作者：武际可

《趣味刚体动力学》 作者：武际可

《伟大的实验与观察》 作者：武际可

《欧姆社学习漫画-物理力学》 作者：新田英雄

国内理论力学公众号

CubicL的基础力学教学与力学数学科普-CubicLME

学力学-zzu-lixue

力学与实践

线上、下实验资源

力学虚拟仿真实验平台：

https://ilab.zzu.edu.cn/ispace4zzdx/moocMainIndex/mainIndex.do

郑州大学河南省力学实验中心教学视频