力學課程論文范文10篇

1“系統動力學基礎”課程的基本情況

“系統動力學基礎”是國防科學技術大學系統工程專業本科學員的專業選修課。系統動力學可以為復雜非線性系統的系統分析、系統規劃和系統預測提供一種基于因果關系的定性與定量相結合的理論和方法。課程有助于提高學員系統思維、整體思維、因果思維能力，以及利用建模仿真方法和工具解決實際問題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統動力學》，總計30學時，其中講授24學時，實踐4學時，考核2學時。

2“系統動力學基礎”課程教學準備

2.1了解授課對象的基本情況

想要上好一門課，首先必須了解授課對象的專業、人數、學科背景，以及專業的培養方案、課程體系等基本情況。可以采用集體座談、個別交流等方式到學員隊進行前期調研，了解學員對課程的預期時間精力投入情況，對課程的期望和需求以及學員的個性、情感等基本情況。明確本課程在人才培養體系中的地位、作用，梳理學科知識網絡，明確本課程相關的先導課程和后續相關課程。例如，與本課程密切相關的預修課程包括高等數學、計算方法、計算機程序設計、自動控制原理、系統工程原理。通過與學員前期交流，可以了解學員現有知識體系以及對先導課程的掌握情況，這樣在課程設計和講授時就能夠有的放矢，因材施教。

2.2教材選取

一、高職建筑力學課程概述

建筑力學課程是高職建筑類專業的一門專業基礎課，一般包括理論力學、材料力學和結構力學三部分。該門課程要求學生通過相關知識學習對基本結構的內力和位移計算等問題具有一定的分析能力，能對一般的建筑工程問題進行初步分析。（一）課程設計理念高職課程以工學結合為切入點，以建筑工程項目實施為導向，突出基礎能力目標，以學生為主體，以真實的工程項目為載體，設計有利于培養學生可持續發展的學習能力、適用當前工程技術的應用能力，服務專業課程、服務工程實際的課程模式，從理論和實踐兩方面進行課程設計，實行單元化教學。（二）課程學習目標。建立準確的力學概念，熟悉基本原理和基本方法，具有熟練進行靜力平衡計算的能力，具有能夠進行桿件的強度、剛度和壓桿的穩定性分析計算的能力，能夠熟練完成材料力學的基本試驗項目；培養學生抽象、推理、分析和綜合的邏輯思維能力，充分調動學生學習的自主性和積極性。（三）課程性質和作用。通過建筑力學課程的學習，結合施工現場實際需要，學生可以獲得較為系統的力學知識和基本的分析能力，這些知識和能力是畢業生在工作崗位上靈活運用知識技能完成工作、解決問題的有力保證，在教與學中對提高學生的職業素養及協作能力起到促進作用。一方面它是后續鋼結構、鋼筋混凝土結構、土力學與地基基礎、結構抗震等專業課的必備的基礎理論知識；另一方面又可以解決工程中簡單的力學問題，在整個建筑類課程體系中處于承上啟下的核心地位。

二、基于BPR理論與管理方式實施高職建筑力學課程改革

課程改革就是重新設計和安排教學的整個過程，使之合理化，即通過對原有教學過程的各個方面、每個環節進行全面的調查研究和細致分析，對其中不合理、不必要的環節進行徹底變革。在具體實施過程中，可以按以下程序進行。（一）對現有課程進行全面的功能和效率分析，發現其存在問題。1．課程過分追求系統、完整，造成內容龐雜，知識脈絡隱晦不清。高職建筑力學課程涵蓋了理論力學、材料力學和結構力學的內容，知識覆蓋面非常廣，但其教學體系與內容基本上是在20世紀90年代中期形成的，課程普遍存在重理論、輕應用，重分析、輕綜合等問題，對于力學作為應用學科的實用價值沒有給予充分的重視。結果是：過分追求力學知識的系統性和完整性，使得教學內容重復、龐雜，邏輯推理過程和論證方法煩瑣，學生學習倍感吃力。2．教材內容不實用。從近幾年高職建筑力學教材的使用情況來看，主要存在以下幾個問題：一是有些教材僅僅是本科教材的簡單壓縮，教材各部分內容聯系不緊密。二是與中職使用的力學教材差異不大，沒有突出高職教材通俗易懂和實用性的特色。三是教材內容的論述條理不清晰，符號不規范，如外荷載、約束、內力和應力的符號等都未與后續專業課中的符號統一起來。四是習題設置缺少實踐性，不能突出高職院校的專業特色。3．教學手段單一，教學方式落后，難以提高學生的學習興趣。很長時間以來，教師大都已習慣了“粉筆+黑板”或是“白班+PPT”的教學方式，課堂教學基本采用灌輸式，不生動、缺乏新意，缺乏對學生的思想和學習方法的指導。同時，對學生的差異性缺乏重視，甚至不重視，教學一刀切，不能有效地調動學生學習力學課的興趣和積極性。4．實驗、實訓內容過于單一，缺乏綜合性實驗。實驗及實訓的任務主要是驗證經典理論、增加感性認識，是高職教學的必不可少的環節，但不少高職院校對于實驗教學的重視程度遠遠不足，開展的實驗項目單一，缺乏綜合性實驗（試驗），結果是：學生在學習抽象的力學知識時，不能將知識點聯系起來，也不能與實際聯系起來。（二）設計新的課程改革方案，并進行效果評估。為了設計更加科學、合理的課程改革方案，必須群策群力、集思廣益。在設計新的方案時，需要考慮：1．編寫適合高職教育和學校實際的課程教材，改革授課內容。優秀的教材是教學質量的重要保證，高職教材內容不能求全，應圍繞培養應用型人才的目標，注重基本概念、基本理論、基本方法，強調知識的實用性，避免涉及過多的交叉問題，尤其是要合理控制內容的難度和跳躍性，講究循序漸進。編寫教材時，采用單元模式設計并分配各單元的學時（見表1），教材在內容安排上力求符合認知規律，由工程或生活實例引入，應用數理方法抽象、推理、綜合，再將理論應用于實際工程中。盡可能地應用工程實例進行說明、驗證，將理論和實際有機地穿插在一起，強化應用。除讓學生掌握建筑力學的基本知識外，還要讓學生掌握應用知識分析問題、解決問題的方法，即將知識轉化為能力。2．改革教學模式。在教學中，采用“授—導—融—解—議”的教學模式，改革思路如圖2所示。具體做法：傳授知識—導出任務—提出情境—解決問題、完成任務—討論、總結。教學從簡單到復雜，從單一到整體，以實際工程項目結構構件實體為切入點，從結構設計、材料選擇、施工準備、施工工序、質量檢測、維修加固、成本比較等一系列工作過程導出實際工程項目任務，讓學生帶著任務自主地學習，直到解決完成相關任務、完成學習過程，隨后，再通過集體討論，將一個問題的解決進行推廣、拓展，真正達到任務驅動，自主導學的教學目的。實訓培養應用能力理論指導實踐客觀現象舉一反三解決問題研討糾偏分析推理鼓勵引導課堂教學現場培養觀察能力加深感性認識實驗培養動力能力增強理性認識圖2教學模式改革思路3．改進教學方法。建筑力學課程以“情境—啟發式教學”為主體，穿插模擬教學法、案例教學法、設問討論法等多種形式的教學方法，突出課程內容對學生的吸引力。其教學思路是：結合學校內的典型建筑物，圍繞其中主要構件的施工過程，建立教學情境，使理論學習與工作能力協調一致，在學習中糅合施工圖識讀、施工、質量評測、加固等一系列工作過程，真正做到“教、學、用”一體化。4．調整課程教學周時數，強化課程的實踐教學。為了實現“教、學、用”一體化的目標，將原來的理論教學分為兩個階段，前段課時6周左右講授靜力學，后段12周左右講授材料力學，在兩段教學中間插入1-2周的實驗教學及現場實訓教學，帶領學生走訪一線施工現場。實驗教學安排包括四個項目：材料的拉壓實驗；彈性模量測定，冷作硬化；剪切和扭轉實驗；梁的應力測定。現場實訓教學包括：現場觀察，認識構件、結構、支座，觀察變形、破壞；觀察構件的四種基本變形及組合變形，觀察破壞現象，感受壓桿的失穩嚴重性。（三）建設與課程改造方案。相配套的師資結構隨著教學改革的不斷深入，需要對原有的師資結構進行必要的調整和充實，并統一教學理念，從而推進課程建設的發展。教師結構的重組，包括學緣結構、年齡分布、學歷層次、工程經驗等諸多方面，具體操作時，可從以下幾個方面進行：其一，制訂科學合理的師資隊伍建設規劃和年度計劃，激發教師自我發展的積極性；其二，加強崗前培訓，重視師德培養，提高教師的思想道德水平；其三，實施試講制和導師制，發揚以“老”帶“新”的協作精神，提高新進教師的教學能力；其四，組織教師參加科研活動，把握本學科的發展方向，提高教師的專業素質；其五，創造條件、鼓勵教師參加社會生產實踐，豐富實踐經驗，拓寬視野，提高職業技術能力。（四）組織實施。具體的實施步驟如下：第一步，加強師資隊伍建設，組建結構合理、業務水平高、實踐經驗豐富的教學團隊；第二步，完善“啟發式教學”的課程標準，強化工學結合；第三步，改革教學方法，充分調動學生的學習積極性、自覺性；第四步，加強現有教材的修訂，完善實驗、實訓任務書指導書；第五步，開發多媒體教學課件，增強學生的自主學習能力，利用移動互聯技術開發網絡課程，建好互動式課程學習環境；第六步，完善校內實訓基地，改善實驗條件，進一步擴大校外實訓基地。三、改革效果總結課程改革有助于促進教師不斷提高教學質量、改進教學方法以適應社會生產力的發展，能夠使學生從課程改革中最大化地吸收知識的養分，培養滿足現實社會需要的人才。借鑒BPR思想及管理方式，應用于建筑力學課程的改造和教學過程中，取得了很好的效果：第一，在BPR理論的指引下，傳統課程的改革效率大大提高，建筑力學課程改革的建設周期是其他同類課程的50%。第二，在授課安排上，較之以往的傳統教學，擁有更大的靈活性和更好的教學體驗感，學生普遍感到建筑力學其實不是很抽象，它確實可看、可用、有用、能用。第三，重組后的教學提升了學生的理論分析和計算能力，改善了學生的思維模式，在畢業實習反饋中，受到用人企業的好評。

總之，隨著高職教育的不斷發展和行業對人才需求的變化，課程建設必然是一個持續改進的過程，這就需要與之配套的指導思想，將BPR的基本理論與課程改革相結合，是一條可行的課程改革之路。

作者:孔祥剛 江懷雁 單位:廣西建設職業技術學院

一、采用激勵啟發方式組織課堂教學

工程熱力學課程的特點是理論性強、概念抽象，教學難度大。在缺少專業工程背景的情況下，學生在學習過程中普遍感覺較為困難，甚至茫然不知所云。如何使學生能夠較好地掌握教學內容及熱力學基本內容，是工程熱力學課程教學的根本所在。在多年的教學過程中，我們發現在課堂教學中，除了需要借助優美的PPT多媒體課件來展示熱力學過程，更需要激發學生學習熱力學的興趣，在引入一些工程實例的基礎上，激勵學生去思考，及時地與學生就教學內容進行討論，促進學生對知識點的掌握和領悟。與常規教學方法相比，課堂教學不再是文字、公式的羅列，PPT動畫的簡單演示，而是把教學的核心放在啟迪學生對熱力學概念、原理的思考及把握上，使學生在學習課程內容的同時，熟悉熱力學的系統內容、章節間的邏輯關系、基本原理等，形成對熱力學的一種系統的總體的認識和把握，而不是零散地去背誦記憶一些片段。通過這種激勵啟發式的教學，使學生做到理論和實際工程案例的結合，從而使熱力學知識很好地固化在學生的大腦中，并且達到靈活應用的目的。激勵啟發式教學，需要教師在課堂教學前充分準備，精心設計課堂教學內容的每個環節，圍繞章節內容中的重點知識內容，設計問題及啟發實例，并完成課堂互動討論的教學組織，在此過程中需要教師飽含激情和較好的耐心，使學生在嚴肅活潑的氛圍中掌握熱力學的相關知識。

二、改進課堂教學PPT，增加工程實例

工程熱力學作為一門專業基礎課，與工程實際密切相關。在教學過程中，需要有很多的工程問題作為背景。以教科書為單一內容的PPT演示，并不能滿足課堂學生學習的需要。為了提高學生學習熱力學的興趣及深入掌握熱力學知識，迫切需要在傳統課件中加入工程實例，利用多媒體技術全面展示熱力學的工程應用，使學生在工程案例的演示中發現并體會工程熱力學的重要性及美感。通過工程案例的學習，使課堂教學內容圖文并茂，聲像結合，使學生在多方位、立體化地形成認知并達到對熱力學知識的理解、分析、記憶、掌握和應用。對于熱力學工程案例，我們選取了真空做功、制冷循環，內燃機等工程機械作為實例，進行詳細分析和講授。工程案例的引入，將實際生活中與熱力學相關的問題引入到教學中，用所學知識來解釋工程問題，在講解中讓學生明白熱力學知識可以解決本專業涉及的實際專業問題，從而實現“從理論中來，到實踐中去”，實現對創新型人才的培養。

三、將工程熱力學的學習融入大學生創新項目中

在創新型人才培養中，需要提升學生運用基礎理論進行學術研究的能力和具有工程應用背景的有關開發、設計的能力。大學生創新項目的實施，有利于促進高校培養具有創新意識和能力的新型人才，促進高校探索并建立以科研活動為中心的教學模式，倡導以學生為主體的本科人才培養和研究性學習教學改革，充分調動學生主動學習的積極性、創新思維和創新意識，同時在項目實施中使學生逐漸掌握思考問題、解決問題的能力。結合大學生創新項目，結合建筑環境與能源應用工程的專業特點，在指導學生大創項目時，將熱力學第一定律、熱力學第二定律和卡諾定律應用其中，使學生明白能源利用的守恒性，以及如何提高熱力循環的效率，減少不可逆損失，這些都成為學生應用所學知識來解決實際問題的一種鍛煉。學生在科研項目中，深化了對熱力學知識的認識，同時提高了自己思考問題、解決問題的能力。同時，鼓勵學生積極參加各類挑戰杯、建筑節能比賽、機械創新設計大賽等，通過這些競賽活動進一步提升自己的創新能力。

1工程熱力學課程教學改革與實踐的相關概述

工程熱力學是動力工程、機械工程、能源工程等專業的一門傳統的技術基礎課程，是資源利用率最大化的一種技術，是我們國家高等教育的重要組成版塊。目前，我們國家對能源利用率的要求越來越高，對環境保護質量也相對提高，工程熱力學課程教學改革對提高能源的利用效率起著至關重要的影響作用。尤其是面對未來生產的發展對能源動力需求迅速增加的趨勢,許多相關聯的熱力工程技術、環境保護技術都需要工程熱力學作為其研究的理論基礎。工程熱力學是一門綜合性比較強的學科，并且在實際的生產與生活中其應用價值極高。在課程教學與實踐過程中教師不容易清晰明了的講授清楚工程熱力學的相關理論知識，學生也不易掌握基本的公式、概念與相關方面的條件。不僅如此，在實踐活動中學生不能夠靈活的運用所學的課堂教學知識進行實驗，這就大大降低了工程熱力學的實際運用價值，削弱了工程熱力學的課程教學質量。工程熱力學是一門比較基礎的課程，也是建筑環境與設備工程等相關專業學生應當掌握的基礎學科，同時也是學生進行研究創新的基本前提。工程熱力學是研究動能、機械能與熱能的基本學科，也是研究三者之間關系的重要理論知識，主要講述三者之間能量的轉換趨勢與規律。

建筑、機械與其他工業產業利用工程熱力學來提高生產效率，提高資源利用率，以此實現降低成本得目標，這也是經濟可持續發展的重要保證。目前我們國家的工程熱力學的教學質量亟待提高，教學方式與課程教學內容急需改革，并且其實踐過程中的運用效率偏低，這就需要我們針對工程熱力學的特征與現狀進行課程教學改革，提高其實踐效率。課程教學改革是指在教育體制改革的背景下，課程內容與課程教學方式也應當發生相應的變化。課程改革的重點應當放在課程實施工作之上，課程的實施依賴課程的教學質量，因此我們必須充分重視課程教學改革的重要性。隨著我國新一輪基礎教育課程改革的推進，如何在新課程理念的指導下改革工程熱力學課堂教學，把先進的教學理念融入到日常的教學行為之中，已日益成為工程熱力學教師和教學研究人員關注和探討的熱點問題。工程熱力學課程教學實踐是指教師在講授工程熱力學知識的時候應當充分的結合其實際情況，將實踐活動與課堂理論知識講授充分的融合，這樣才能夠提高學生的課程學習質量，幫助學生掌握更加豐富的工程熱力學知識。課程教學實踐是提高學生實際操作能力的平臺，也是提高工程熱力學課程教學質量的重要基礎，關系到教學質量與國民經濟的發展速度。實踐是檢驗真理的唯一標準，因此在工程熱力學課程教學改革過程中應當將其改革的內容付諸實踐，這有這樣才能夠檢驗其改革的內容是否符合教育體制改革發展的總目標。在實際的課程教學過程中，教師、研究者與學生應當提高實踐活動的強度，改善當前的現狀，為提高工程熱力學課程教學改革質量奠定基礎。

2工程熱力學課程教學改革與實踐的過程中存在的主要問題

當前我們國家的高等院校和高職院校對工程熱力學課程教學的重要性認識不足，沒有充分的認識到工程熱力學教學質量與工業生產、環境保護、資源利用率提高等之間的關系。工程熱力學對學生綜合能力的提高有著不可或缺的作用，因此我們必須充分的探析在工程熱力學課程教學改革與實踐過程中存在的主要問題，這樣才能夠詳細的了解其改革現狀，為提高課程改革質量奠定良好的基礎。

（1）國家教育部門與高等院校、高職院校等教育機構對工程熱力學課程教學改革與實踐工作的重視程度偏低，沒有充分的認識到工程熱力學課程教學改革與實踐對提高教學質量、促進教育體制改革進程、提高經濟發展質量與速度之間的關系。工程熱力學是一門綜合性比較強的學科，并且也是建筑專業、環境保護與機械設計等專業的基礎課程，關系到這些工程熱力學相關專業的發展前景。相關的教育部門與組織在資金投入、技術支持、人才引進等方面相對短缺，嚴重的影響了工程熱力學課程教學改革與實踐的進程，沒有投入更多的基礎設備讓學生參與實踐。這樣下去就會嚴重的泯滅學生的學習積極性和創新性，不利于提高工程熱力學課程教學改革的質量與效率。

1重修班教學中存在的問題

1.1課堂內容過分側重造船方面的知識，理論性過強

該校“船舶靜力學”課程教材選用《船舶原理》（上冊），教材側重講授船舶性能的基本理論，追求理論的完整性和嚴密性；公式的推導繁雜，涉及到的數學、工程力學和流體力學等基礎理論知識很多，對船舶設計中的航海性能的分析較少，這些都很不適合航海類專業的培養目標。這點問題無論在初修班還是重修班均存在。

1.2課堂到課率、學習積極性和課堂參與度較低

重修班的學生均為第二次參加“船舶靜力學”的課堂學習，對于課程內容和重難點已有一定的了解，再次學習課程內容感覺到很乏味，缺少新鮮感，造成學習積極性和課堂參與度不高，甚至出現很嚴重的缺課現象。

1.3作業自主思考較少，抄襲現象嚴重

1課程特點及其素質教育實施要點

《水力學》課程以“三多一難”為特色．“三多”是指概念多、公式多、系數多;“一難”是指計算繁難．學生普遍感覺《水力學》課程難學，如何在完成課程知識目標、能力目標教學任務的同時，構建與課程特點相適應的素質教育目標及其教學體系，實現素質教育與課程教學目標契合，以水為媒，傳遞人文情懷，活化課程教學內容，促進課程知識目標與能力目標的全面實現．在多年教學實踐的基礎上，根據《水力學》課程的特點，認識到《水力學》課程素質教育的實施要點依然是創新能力、團隊合作、學習習慣、審美情趣等方面．在《水力學》課程教學中，應將素質教育實施要點與課程相關教學內容關聯，以“知識目標、能力目標、素質目標”三位一體的理念組織教學活動，避免將素質教育淪為空洞的說教，并通過課程素質教育實踐提升學生的后續專業課程學習能力與將來的實際工作能力，力求使每一位學生從《水力學》課程學習中獲得人生啟迪和專業熏陶．

2素質教育實現途徑

《水力學》課程的研究對象、教學內容、課程特點與素質教育實施要點之間存在關聯，課程教學中素質教育目標的實現途徑可以概括為以下幾個方面．

(1)傳授知識，培養能力，提高素質“傳授知識，培養能力，提高素質”是當前大學教育中課程教學的熱點話題，是教師駕馭課堂教學能力的綜合反映，是全面衡量課程教學水平和質量的關鍵要素．傳授知識是根本，培養能力是目標，提升素質是總綱，能將這三方面融于一體的便是課程教學方案．課程教學方案必須由教師構思或設計，必須與課程教學大綱相吻合，必須與課程特點相適應，必須與學生的認知水平合拍，即教學方案必須具有良好的適應性與可操作性．對《水力學》課程而言，其教學方案應具備這樣的特點:以水力學基本原理的闡述為核心，實現知識目標的培養;以管道和渠道的水力設計為突破口，著力培養學生解決問題的能力;同時，注意培養學生的創新能力、自學能力、終生學習習慣等．以課程設計與實驗為依托，培育團隊協作精神，營造學生互助學習與融洽相處的氛圍．此外，教師應做好學情分析，關注學生個性差異，注重課堂“情境”設計，關注學生協同學習，盡力營造良好的學習環境，恰當運用現代化教學手段，不斷提高課堂教學效果．目前使用的《水力學》教材較好地體現了教學內容的適應性，并圍繞“123教學目標”組織教學內容，優化教學方案，實現了“知識傳授、能力培養、素質提升“三方面的目標．在學生能力培養方面，設立了三個層次的學習任務．第一層次為基本教學要求，針對全體學生，以掌握水力學基本概念、基本理論和水力計算的基本方法為總目標．第二層次針對部分要求較高的同學，以訓練其掌握EXCEL計算表格設計與試算方法為主，適當介紹專門軟件．第三層次主要針對少數優秀學生，以訓練典型實際工程(如溢流壩、水閘、泄洪洞、供水管網等)的水力綜合計算為手段，全面提升其水流現象分析、水力計算公式和計算方法選用等方面綜合性的解決實際工程水力學問題的能力．

(2)以水為媒，傳遞人文情懷，播種水利精神《水力學》課程的研究對象是以水為代表的液體，而水在中華傳統文化中的象征意義非常有利于課程素質教育的實施和拓展．通過《水力學》課程的學習，學生自然會對“上善若水”、“逆水行舟用力撐”、“源清流潔，本盛木榮”、“仁者樂山，智者樂水”、“君子之交淡若水”等人生格言有更深層次的理解．“興利除患”是水利行業的基本任務，對水之品質的認知又是踐行“獻身、負責、求實”的水利精神的人文寄托．從水躍現象就能很自然地引申出“水不激不躍，人不激不奮”的道理，避免了簡單的說教，也使學生對水躍現象及其相關的教學內容有了更深刻的理解，課程教學的素質教育目標也在潛移默化中得到體現．古往今來，與水相關的優美詩句成就了諸多名家的山水情懷．“細水長流”是水的品質，“滴水石穿”是水的力量，“空明澄澈”是水的美麗，“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”則是水的力與美的結合，“君不見黃河之水天上來，奔流到海不復還”又給了學生另外一種人生的啟迪．而《水力學》中的連續方程從物理學的角度闡釋了“不積小流，無以成江海”的道理，其寓意對學生終生學習習慣的培養有鞭策和激勵作用，而水之品質與精神更是詩詞贊美的源泉，也是學生審美觀念與審美能力培養的重要依托，其蘊含的哲學理念與人文精神對社會公德教育、世界觀教育、人生觀教育、勞動觀念教育等素質教育內容都有很好的潛移默化影響．值得強調的是:《水力學》課程教學環節的素質教育內容必須與課程相關教學內容自然銜接．教師應結合《水力學》課程教學的相關內容，在自然科學原理、概念、規律和方法等成果的分析、推導、論述過程中，恰當地融入文化元素，自然地滲透人文情懷，體現潛移默化的素質教育效果．即課程素質教育必須以課程基本教學內容或其延伸內容為依托，以教學內容的文化延伸支撐素質教育的內容和目標，切忌將素質教育流于空洞說教和形式．實際教學過程中，實現這樣的素質教育目標并非易事，教師必須把課程的具體教學內容與學生的實際情況結合起來，通過深入的思考與鉆研，方能使素質教育中的人文情懷顯得自然而又入情入理．

1引言

力學、熱學課程是師范院校物理教育專業的專業基礎課程，在大學一年級開設，而緊跟力學、熱學課程而開設的計算機程序設計課程是培養學生計算機程序設計能力的重要課程。物理教育專業學生在計算機程序設計課程學習中，隨著課程的深入，遞歸循環、指針等難度較大內容出現，一部分學生感覺較難理解，更難自己編寫計算機程序實現某些略為復雜的算法，容易產生計算機程序設計課程學習無從與物理專業課相聯系、枯燥無味的感覺，降低了計算機程序設計課程的積極性、主動性。然而大學物理與與計算機的關系密切，物理教育專業本科畢業論文、物理學科碩士論文，都涉及大量的計算機編程，因為物理學復雜的非線性問題已經無法找到理論精確解，只能利用計算機進行計算、求解、分析、預測，另外計算機仿真實驗提供了驗證物理學理論、探測真實物理實驗方案的可行性、驗證物理數據的一種實驗成本低廉、快捷的方法[1-3]，因此，物理教育專業學生計算機程序設計能力的強弱，直接影響到其本科畢業論文研究以及將來可能的碩士論文研究。現有的教學研究論文中，未見定量分析大學物理基礎課程成績對計算機程序設計課程成績的影響[4-6]。因此，選取論文作者所授課的廣西師范大學物理教育專業4屆5個班本科生的力學與熱學課程期考成績、計算機程序設計課程的段考與期考成績，利用相關系數法定量分析力學、熱學課程成績對計算機程序設計課程成績的影響。

2實驗對象與分析方法

實驗對論文作者所授課的廣西師范大學物理教育專業4屆5個班本科生，其中1997級81人、1999級78人、2000級65人、2001級1班59人、2001級2班55人，選取大學一年級的力學、熱學的期考成績，力熱課程開設之后的計算機程序設計課程的段考、期考成績。利用相關系數法反映計算機程序設計課程成績與力學、熱學課程成績之間線性關系的密切程度[7,8]。

3實驗結果

分析所選取的計算機程序設計課程成績比例分布，考慮優秀、不及格兩端的學生人數相對較少，進行相關分析的誤差較大，而良好、中等、及格分數段的學生人數較多，因此將分數S分為優良分數段（S≥80）、中等分數段（70≤S<80）、及格與不及格分數段（S<70）三段，三段中的學生人數相差不大，分別計算計算機程序設計課程成績全部、優良分數段、中等分數段、及格與不及格分數段與力學、熱學課程相對應成績的相關系數，結果見表1、表2。可以看出，表中所有相關系數均為正值，除個別外主要分布在0.40~0.80之間，絕大部分相關系數均大于0.45，大于0.8的相關系數很少，沒有大于0.9的相關系數，說明力學、熱學課程成績對計算機程序設計課程成績有一定的影響，但影響并不是特別顯著，有一定的正相關性，但相關性并不是特別高，計算機程序設計課程成績還受其它因素的綜合影響。

20世紀80年代以來，計算機已經成為各個材料領域研究專家的必備工具，并且隨著計算機技術和算法的發展，計算模擬方法也已經成為材料研究新的重要手段．計算模擬技術以物理學、化學等相關的基本理論為基礎，在計算機模擬環境下對宏觀、介觀以及微觀的不同尺度的材料進行多層次的模擬研究，計算材料的力學、熱學、光學、電學和磁學等多方面的物理性質，并進一步探求這些材料的組分、結構和功能之間的本質規律和內在聯系，為實驗制備新材料提供理論支持，變盲目的材料合成為針對材料性能的某類特定需求來主動地、有意識地設計材料的結構．計算模擬在材料科學中的作用已經不僅僅停留在計算機輔助和數據處理上，人們已經認識到計算模擬已經與實驗、理論研究一樣能夠發現新的科學現象、新的科學概念，從而計算模擬已經成為第三條科學發現的途徑．因此，現代材料科學已經不再是單純的實驗科學，計算模擬方法已成為與理論研究和實驗方法同樣重要的研究手段，實驗、理論和計算成為材料研究的3大支柱[4]．而且隨著計算材料科學的進一步發展，計算模擬方法在未來的材料研究中將顯示出越來越大的應用潛力．因此，了解和掌握材料計算和模擬的基本知識已成為現代材料研究工作者必備的技能之一．

材料的計算模擬方法介紹

材料的計算模擬研究是近年來飛速發展的一門新興學科和交叉學科．它綜合凝聚態物理學、理論化學、材料物理學和計算機算法等多個相關學科．它的目的是利用現代高速計算機，模擬材料的各種物理化學性質，深入理解材料從微觀到宏觀多個尺度的各類現象與性能，并對材料的結構和物性進行理論預言，從而達到設計和開發新材料的目的．材料的多尺度計算模擬方法主要有以下幾種:

(1)第一性原理計算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理論的第一性原理計算方法是目前研究微觀電子結構最主要的理論方法．第一性原理計算方法只用到普朗克常數(h)，玻爾茲曼常數(kB)，光速(c)，電子靜態質量(m0)和電子電荷電量(e)這5個基本物理變量和研究體系的基本結構．從量子力學出發，通過數值求解薛定諤方程，計算材料的物理性質．在密度泛函理論，局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)框架下的計算已廣泛應用于第一性原理的電子結構研究中，并已經取得很大的成功．結合一些能帶結構計算的方法，對于半導體和一些金屬基態性質，如晶格常數，晶體結合能，晶體力學性質都能夠給出與實驗符合得很好的結果，同時能夠比較精確地描述很多體系的電子結構(如能帶結構、電子態密度、電荷密度、差分電荷密度和鍵布局等)、光學性質(介電函數、復折射率、光吸收系數、反射光譜及光電導等)和磁性質，從微觀理論角度分析和揭示材料物理性質的起源，使實驗者主動對材料進行結構和功能的控制，以便按照需求制備新材料．

(2)分子動力學方法(MolecularDynamicsMethods)分子動力學是一種確定性方法，是按照該體系內部的內稟動力學規律來確定位形的轉變，跟蹤系統中每個粒子的個體運動，然后根據統計物理規律，給出微觀量(分子的坐標、速度)與宏觀可觀測量(壓力、溫度、比熱容、彈性模量等)的關系來研究材料性能的一種方法[5]．分子動力學方法首先需要建立系統內一組分子的運動方程，通過求解所有分子的運動方程，來研究該體系與微觀量相關的基本過程．對于這種多體問題的嚴格求解，需要建立并求解體系的薛定諤方程．根據波恩－奧本海默近似，將電子的運動與原子核的運動分開來處理，電子的運動利用量子力學的方法處理，而原子核的運動則使用經典動力學方法處理．此時原子核的運動滿足經典力學規律，用牛頓定律來描述，這對于大多數材料來說是一個很好的近似．只有處理一些較輕的原子和分子的平動、轉動或振動頻率γ滿足hγ＞kBT時，才需要考慮量子效應．

(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在簡單的理論準則基礎上(如簡單的物質與物質或者物質與環境相互作用)，采用反復隨機抽樣的手段，解決復雜系統的問題．該方法采用隨機抽樣的手法，可以模擬對象的概率與統計的問題．通過設計適當的概率模型，該方法還可以解決確定性問題，如定積分等．隨著計算機的迅速發展，蒙特卡洛方法已在材料、固體物理、應用物理、化學等領域得到廣泛的應用[6]．蒙特卡洛方法可以通過隨機抽樣的方法模擬材料構成基本粒子原子和分子的狀態，省去量子力學和分子動力學的復雜計算，可以模擬很大的體系．結合統計物理的方法，蒙特卡洛方法能夠建立基本粒子的狀態與材料宏觀性能的關系，是研究材料性能及其影響因素的本質的重要手段．

【內容摘要】2020年上半年線上教學從輔助手段變成主要授課形式，這對于高校、教師和學生而言都是一次全新的挑戰。為深入了解線上教學情況和學生居家學習狀態，以建筑工程與力學學院1490名本科生為對象，針對2020年春季學期的線上教學情況進行了問卷調查。根據調查結果反映的問題，結合疫情防控常態化的要求，從學校、教師、學生的角度提出相關建議，并在此基礎上總結線上教學工作對于學生工作的啟示，從而提高高校學生工作的水平，提高育人效果。

【關鍵詞】線上教學;高等學校;學生工作

一、背景

2020年初，教育部發布《教育部關于2020年春季學期延期開學的通知》，并號召全國各地教育教學部門利用網絡平臺開展線上教學。燕山大學按照教育部和河北省教育廳“停課不停教、停課不停學”的相關文件精神，要求各學院根據人才培養方案和教學計劃，充分利用各種線上教學資源，認真準備，開展線上教學活動。建筑工程與力學學院廣大教師強化使命擔當，認真準備、精心組織，有力保證了線上教學“標準不縮水、質量不降低”。為追求更好的教學效果，了解學生線上學習狀況，找準教學中存在的不足，學院學業發展與指導中心從教和學兩個方面，分別于2020年4月23日～4月30日、2020年7月10日～7月18日，面向學院全體本科生進行線上教學問卷調查。第一個階段旨在了解當前線上教學教師的授課情況、教學效果、學生學習效果等，為下一階段的線上教學提供意見建議，進而更好地促進下一階段線上教學的實施，提高教師教學效果和學生學習效果。第二階段旨在對本學期所有的課程進行教學評價，了解學生對整個線上教學的滿意度。

二、線上教學調查方法及對象

(一)調查方法。建筑工程與力學學院學生學業發展與指導中心(以下簡稱中心)在線上教學進行了9周后，使用自編問卷，面向全體本科生進行調查。由于畢業年級本學期教學任務為畢業設計，與非畢業年級教學任務有很大不同。為使調查更有針對性、調查結果能夠更為客觀準確的反映當前線上教學效果和學生學習情況，中心針對畢業年級和非畢業年級，分別設計問卷進行調查。兩類問卷的設計均從教師線上授課情況、學生線上學習情況、學生線下學習情況三個方面進行調研。(二)調查對象。本次線上教學調研，針對建筑工程與力學學院本科生進行，共發放1490份，回收問卷1296份，回收率87.0%。

[摘要]課程思政在實現價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體的高等學校人才培養目標中發揮著重要的作用。在工科物理化學教學中，以蘊含豐富思政元素的案例系統地進行了課程思政教學。內容包括個人成長篇、科學思維篇和工程應用篇三個部分。培養了學生的個人成長基本素養，創新性探索未知世界的科學思維方法，理論聯系實際的工程思維能力。

[關鍵詞]工科物理化學；課程思政；個人成長素養；科學思維方法；工程應用能力

高等學校人才培養必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體，要在知識傳授和能力培養之中融入價值觀引導，幫助學生建立正確的世界觀、人生觀、價值觀[1]，為民族復興和國家崛起培養德才兼備的后備人才。2020年5月28日，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，進一步細化了理工類專業課程思政的要求。理學類專業的課程，要訓練科學思維方法、加強科學倫理教育，培養學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。工學類專業的課程，要強化工程倫理教育，培養精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當[2]。四川大學面向工科學生開設的《物理化學》課程，在大學二年級執行。經過一年的大學學習，有同學仍然沒有明確大學的學習目標，出現了學習熱情喪失、疲于應付學業的現象；有同學仍然沿用中學時期的題海戰術，沒有適應大學的學習方法。《物理化學》是化工類各專業本科生一門重要的主干基礎課程，具有較強的理論性、系統性和邏輯性。由于學科公式繁多、概念嚴格及推導復雜，容易導致學生學習困難、理論與實際脫節等問題，不利于大化工類相關專業后續課程的學習。為了解決學生的學習動力與學習方法問題，長期以來，在教學過程中，經過反復錘煉，形成了一套較為完整的融合思政元素的教學內容。課程思政內容包括個人成長篇、科學思維篇和工程應用篇三個部分。目的是提升大學生創新意識和能力、工程應用能力及科學探索精神；在潛移默化中堅定學生實業興邦的理想信念、厚植愛國主義情懷、加強品德修養，提升學生的綜合素質；在教學中陶冶情操、溫潤心靈、激發創造創新活力。

1課程思政的主要內容

1.1個人成長篇

通過介紹杰出校友的成功案例及科學家的生平事跡，培養學生在個人成長中需要具備的基本素養，提升學生綜合素質和能力，陶冶情操、溫潤心靈。1.1.1案例一：實業興邦、規劃和積累、技能和方法物理化學是所有其他化學課程共同的基礎，需要學生一方面學會從理論的高度來認識精彩紛呈的化學現象的本質，另一方面又學會如何通過物理量的測量，來了解某些物理化學過程，從而能夠有效地調控其中的關鍵步驟或整個過程。它對于學生科學思維、工程應用能力、綜合素質的培養和提高起著至關重要的作用[3]。因此，要求學生在開始接觸物理化學時，就要重視本課程的知識框架和學科的思想方法。在緒論中，以2011年四川大學的杰出校友海普瑞公司董事長李鋰致我校校友會的書信開篇；從書信中的“一九八四年的春天，開始了對糖化學和肝素的興趣和研究。”及李鋰的簡歷推斷，一九八四年的春天正值李鋰大學一年級下期學習階段，引出“規劃與積累”思政元素；從書信中“系統地受學術思想的影響并且受到適當的技能的培訓。”導出“技能與方法”思政元素；結合李鋰個人的成長歷程，引導學生重視個人能力的成長，并將自身的成長規劃與國家的長遠目標結合起來，融入自身的思想和行動中，激發科技報國、實業興邦的家國情懷和使命擔當。1.1.2案例二：如何讓生命充滿生機與活力？在學習吉布斯函數時，介紹對物理化學作出杰出貢獻的物理學家吉布斯(GibbsWG)的生平故事。1836年他因為《幾何學研究設計火車齒輪》的研究獲得美國歷史上第一個博士學位，同時也給他帶來了巨大的名氣和財富之后，不計名利地投身于基礎科學問題“如何描述功與熱量的關系？”的研究[4]。吉布斯研究的動力是什么？同時也給學生提出思考問題：如何讓你的生命充滿生機與活力？在課程結束時，分享本人的觀點和方法。引導學生在困境中堅強努力、積極向上，陶冶情操、溫潤心靈、激發創造創新活力。本人觀點如下：首先要發現美，介紹中國科學技術大學先進技術研究院和清華大學出版社聯合出版的《美麗化學》視頻[5]，發現化學中的美；進而發現物理化學的美，如邏輯之美、簡約之美等。例如：統計熱力學處理紛繁復雜的微觀粒子組成的系統，用概率最大的玻爾茲曼分布代替平衡分布，進而根據粒子的能量得到系統的能量，方法之精妙而簡潔。其次需要創造成就感，以肺炎爆發時鐘南山院士被急招赴武漢動車餐車上的照片和總書記為鐘南山院士頒發“共和國勛章”的照片為思政元素，體驗成就感有助于享受學習的過程，激發生命的激情與活力。最后需要好的方法，大量時間精力的投入收獲不到良好的效果會挫傷學生的積極性，產生學習懈怠與疲憊感。學生的學習需要有以下幾個層次，首先向有經驗的人學習，然后向書本系統地學習，最后在實踐中學習，要向小馬過河一樣摸索著前進，并不斷地自我總結與反思。此外，在講解可逆過程的概念時，引申出秦始皇派徐福去尋找長生不老的仙藥的歷史故事，結合李白“君不見高堂明鏡悲白發，朝如青絲暮成雪”的詩句，給出“人生就是一個不可逆過程”，規勸年輕的同學們，珍惜生命中的每一天。