中国教育

　　北京航空航天大学动力学与控制系  王 琪  王士敏  郭易圆

　　1．北京航空航天大学理论力学实验教学的历史沿革

　　从建校起，北京航空航天大学理论力学课程就是航空、航天、机械、控制、力学等专业的重要基础课，由学术造诣深的知名学者黄克累、高为炳等组建了第一代理论力学教师队伍。他们吸收了苏联严谨的课程体系和教学方法，经过20多年的积累，形成了理论与实验结合的教学理念和特色。由于受当时硬件条件的限制，仅有少量的教学模型用于课堂教学的演示实验（如齿轮传动、万向节传动和陀螺模型的动力学特性）以验证相关的理论结果。

　　改革开放后，谢传锋等教师传承了理论力学教学的理念和特色，同时也汲取了西方教育的成功经验，既重视理论分析与计算能力的培养，又重视理论与实际的结合。他们将机构运动模型应用于课堂的演示实验（如点的复合运动和刚体的平面运动）以解决教学中的难点；扩充了部分动力学演示实验（如平衡与静平衡实验、电动陀螺实验）；把质点动力学数值仿真研究作为学生课外科技活动之一。但仍然存在实验面窄、综合性弱、缺乏探索性实验等问题。

　　本世纪以来，北航理论力学教师继承和发扬了前辈的教学理念，建立了演示实验室和实验制作工作室，利用现代教育资源与技术，在实践与积累的基础上丰富了实验内容、加强了实验的综合性，新增了探索性实验，构建了本课程的实验教学平台，更加全面系统地实现了理论教学与实验教学的融合、第一课堂与第二课堂的结合。经过师生多年的努力，实现了学科建设、课程建设和人才培养三位一体可持续发展的良性循环。

　　北航理论力学教学的发展凝聚了几代教师的心血，也承载着半个多世纪教学改革成果的积淀。

　　2．理论力学实验教学平台的建设理念和目的

　　理论力学课程是工科高等院校机械、土木、控制、航空、航天、力学等多个专业重要的技术基础课程，也是北航相关专业的核心课程。原有的理论力学教学相对来说缺乏实验或实践性教学环节，原有的演示实验主要是通过实施形象化教学解决教学中的部分难点。

　　北航理论力学教学平台建设的理念和目的：

　　（1）继承理论力学原有教学成果，将实验融入理论课堂教学，更好地实施探究型教学模式。从认知的角度，把教学过程当作"探索"和"发现"的过程来完成。通过演示实验或实例提出问题、引出概念；在师生探索的过程中"寻找"和"发现"相关理论与方法；用所学的知识解决问题，在解决"老"问题的过程中再提出"新"问题，在这种螺旋式上升的教学过程中，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。目前，实验内容已涉及理论力学教学的各个章节，实验题目来源于教学中值得思考的力学问题、科技发展史中的力学问题、现实生活中的力学问题、现代科技和工程中的力学问题等。

　　（2）通过探究型实验，将理论力学第一课堂教学与第二课堂教学有机结合，增加学生自主性与实践性的教学环节，更好地实施因材施教。探究型实验的题目来源于现实生活中的力学问题、科研转化为教学的力学问题和实验教学建设中的力学问题等。这些实验题目作为北航大学生课外科技活动的研究课题，学生自愿参加，自主选择实验题目，自己设计实验方案并制作实验装置，以提高学生的动手和动脑能力，培养学生的创新意识和协作精神。为此，我们建立了理论力学演示实验室及实验制作工作室，为学生提供必要的实验工具和设备以及教师的指导和咨询。