教学单位：土木工程学院 专业名称：土木工程 案例类型：自编

课程名称：理论力学   授课教师：崔浩

授课对象：土木工程专业二年级学生

一、课程介绍：

《理论力学》是土木工程专业的核心基础课程，面向本科二年级学生开设，总学时为68学时，学分为4.5分，每年选课人数约90人。该课程主要讲授物体机械运动的一般规律，涵盖静力学、运动学和动力学三大部分。它在专业课程体系中起着承上启下的关键作用，不仅连接了高等数学、物理等基础课程，还为后续的结构力学、材料力学、土力学等专业课程提供了必要的力学基础。通过本课程的学习，学生能够掌握力学的基本概念、定律和方法，培养严密的逻辑思维能力、复杂工程问题的简化与分析能力，为成为卓越工程师奠定坚实基础。

图1 理论力学在土木工程专业培养方案中的地位

二、课程特色：

理论力学作为土木工程专业的学科基础课，其重要性不言而喻。理论力学课程以牛顿运动定律、刚体力学等基础理论为核心，旨在使学生掌握理论力学的基本原理和方法。课程设计有助于学生建立起坚实的理论基础，为后续课程的学习打下坚实的基础。课程内容涉及微积分、线性代数、微分方程等多个数学分支，要求学生能够熟练运用这些工具解决实际问题。这种特色有助于培养学生严谨的数学思维和解决问题的能力。

三、案例背景

随着土木工程行业的快速发展，对工程技术人才的要求越来越高，不仅需要扎实的专业知识，还需要具备创新能力和解决复杂工程问题的能力。然而，传统的《理论力学》教学模式存在诸多问题，如教学内容抽象、理论与实践脱节、学生学习积极性不高、缺乏持续学习的内驱力等。这些问题严重影响了学生对课程的理解和掌握，也制约了他们综合能力的提升。因此，开展《理论力学》课程建设与改革，探索更加有效的教学方法和模式，以适应现代工程教育的发展需求，培养高素质的土木工程人才，成为亟待解决的重要课题。

四、案例描述

（一）教学目标

1.知识目标：学生应掌握静力学、运动学和动力学的基本原理，能够运用这些原理分析和解决实际工程问题。

2.能力目标：培养学生分析和解决复杂工程问题的能力，能够根据不同工程情况，提出创新的计算方法和解决方案，具备独立解决特定工程问题的能力。

3.价值目标：通过在教学中融入科学思维、工匠精神、社会责任等思政元素，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，最终实现知识传授、能力培养和价值塑造三位一体的教学目的。

（二）教学内容

1.优化课程内容结构：对课程内容进行全面梳理，去除冗余和重复的知识点，合理安排教学内容的先后顺序，循序渐进地帮助学生建立系统的力学知识体系。

2.理论与实践结合：引入实际工程案例，如桥梁设计中的受力分析、建筑物的抗震设计等，让学生在实践中理解理论知识的应用，增强学习兴趣和动力。

3.多元化教学资源：制作动画和三维模型，直观展示复杂的力学现象和结构行为；利用虚拟实验平台，让学生进行模拟实验，验证理论知识，提高动手能力和创新意识。

（三）教学方法

1.互动式教学：教师从“知识传授者”转变为“学习引导者”，通过设置问题、组织讨论、开展小组合作等方式，激发学生的学习兴趣和积极性，增强师生之间的互动交流。

2.项目式学习：设计开放性的问题或项目，引导学生从实际工程问题出发，运用所学的力学知识进行分析和解决，培养学生的创新思维和实践能力。

3.线上线下混合式教学：利用在线课程平台，学生可以随时随地进行自主学习和复习；通过虚拟实验室，学生可以进行各种力学实验的模拟操作，增强实践体验。

图2 混合式教学整体思路

（四）教学实施过程

1.课程内容重构：根据学生的认知规律和学习进度，对课程内容进行系统化和科学化的安排，确保学生在有限的时间内高效掌握核心知识。

2.精准分层实践机制：根据学生的知识背景、学习能力和兴趣进行分层，为不同层次的学生设计适合的实践项目，让每个学生都能在适合自己的层面上接受挑战，提升实践能力。

3.思政案例融入：以辩证思维为切入点，引导学生全面、辩证地看待问题；以大国重器为载体，激发学生的民族自豪感和使命感；以工程案例为依托，培养学生的实践能力和创新精神。

（五）教学创新

1.创新实践机制：从课程内容中提炼面向不同学生群体精准分层的创新实践机制，将实践成果融入课程中，保持课程的创新性和挑战度。

2.跨学科案例引入：引入跨学科的案例和知识，让学生从多个角度理解和解决问题，提高综合素质，激发学习兴趣和动力。

（六）思政融入

1.辩证思维培养：在讲解牛顿运动定律时，引入我国古代哲学家墨子的“兼爱”思想，让学生探讨辩证唯物主义与墨子思想的内在联系，培养全面、辩证地看待问题的能力。

2.大国重器案例：介绍我国在理论力学领域取得的重大成果，如“天问一号”火星探测、高铁技术等，激发学生的民族自豪感和使命感。

3.工程案例分析：选择具有代表性的工程案例，如港珠澳大桥、南水北调等，让学生分析这些工程在理论力学方面的应用，培养解决实际问题的能力。

（七）教学评价

1.多元化评价指标：构建多元化的评价指标体系，包括学生的课堂表现、作业完成情况、小测验成绩、参与讨论的积极性等，全面了解学生的学习情况。

2.科学的评价方法：采用问卷调查、课堂观察、访谈等方式收集学生和教师的反馈意见，确保评价结果的公正性和科学性。

3.信息技术应用：开发和使用教学评价软件，通过在线平台收集和分析评价数据，利用大数据分析技术发现教学中的共性问题，为教师提供有针对性的改进建议。

五、反思与总结

通过《理论力学》课程的建设与改革实践，我们取得了一些显著的成果。学生对课程的理解和掌握程度明显提高，学习积极性和主动性显著增强，实践能力和创新思维得到了有效培养。同时，思政元素的融入让学生树立了正确的价值观和社会责任感，为他们的全面发展奠定了坚实基础。

然而，在实践中我们也发现了一些需要进一步改进的地方。例如，部分学生对现代教育技术的适应能力存在差异，需要在教学过程中加强对他们的引导和培训；教学评价体系的实施过程中，还需要进一步优化评价指标和方法，以更准确地反映教学效果和学生的学习情况。总结经验，我们认为课程建设与改革应始终以学生为中心，以产出为导向，注重理论与实践的结合，充分发挥现代教育技术的优势，不断优化教学内容和方法。同时，要持续关注学生的学习需求和反馈，及时调整教学策略，以实现课程建设目标的最大化。未来，我们将继续探索和实践，不断完善《理论力学》课程的教学体系，为培养高素质的土木工程人才做出更大的贡献。