力学课程论文范文10篇

1“系统动力学基础”课程的基本情况

“系统动力学基础”是国防科学技术大学系统工程专业本科学员的专业选修课。系统动力学可以为复杂非线性系统的系统分析、系统规划和系统预测提供一种基于因果关系的定性与定量相结合的理论和方法。课程有助于提高学员系统思维、整体思维、因果思维能力，以及利用建模仿真方法和工具解决实际问题的能力。课程主要教材为王其藩著的《系统动力学》，总计30学时，其中讲授24学时，实践4学时，考核2学时。

2“系统动力学基础”课程教学准备

2.1了解授课对象的基本情况

想要上好一门课，首先必须了解授课对象的专业、人数、学科背景，以及专业的培养方案、课程体系等基本情况。可以采用集体座谈、个别交流等方式到学员队进行前期调研，了解学员对课程的预期时间精力投入情况，对课程的期望和需求以及学员的个性、情感等基本情况。明确本课程在人才培养体系中的地位、作用，梳理学科知识网络，明确本课程相关的先导课程和后续相关课程。例如，与本课程密切相关的预修课程包括高等数学、计算方法、计算机程序设计、自动控制原理、系统工程原理。通过与学员前期交流，可以了解学员现有知识体系以及对先导课程的掌握情况，这样在课程设计和讲授时就能够有的放矢，因材施教。

2.2教材选取

一、高职建筑力学课程概述

建筑力学课程是高职建筑类专业的一门专业基础课，一般包括理论力学、材料力学和结构力学三部分。该门课程要求学生通过相关知识学习对基本结构的内力和位移计算等问题具有一定的分析能力，能对一般的建筑工程问题进行初步分析。（一）课程设计理念高职课程以工学结合为切入点，以建筑工程项目实施为导向，突出基础能力目标，以学生为主体，以真实的工程项目为载体，设计有利于培养学生可持续发展的学习能力、适用当前工程技术的应用能力，服务专业课程、服务工程实际的课程模式，从理论和实践两方面进行课程设计，实行单元化教学。（二）课程学习目标。建立准确的力学概念，熟悉基本原理和基本方法，具有熟练进行静力平衡计算的能力，具有能够进行杆件的强度、刚度和压杆的稳定性分析计算的能力，能够熟练完成材料力学的基本试验项目；培养学生抽象、推理、分析和综合的逻辑思维能力，充分调动学生学习的自主性和积极性。（三）课程性质和作用。通过建筑力学课程的学习，结合施工现场实际需要，学生可以获得较为系统的力学知识和基本的分析能力，这些知识和能力是毕业生在工作岗位上灵活运用知识技能完成工作、解决问题的有力保证，在教与学中对提高学生的职业素养及协作能力起到促进作用。一方面它是后续钢结构、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础、结构抗震等专业课的必备的基础理论知识；另一方面又可以解决工程中简单的力学问题，在整个建筑类课程体系中处于承上启下的核心地位。

二、基于BPR理论与管理方式实施高职建筑力学课程改革

课程改革就是重新设计和安排教学的整个过程，使之合理化，即通过对原有教学过程的各个方面、每个环节进行全面的调查研究和细致分析，对其中不合理、不必要的环节进行彻底变革。在具体实施过程中，可以按以下程序进行。（一）对现有课程进行全面的功能和效率分析，发现其存在问题。1．课程过分追求系统、完整，造成内容庞杂，知识脉络隐晦不清。高职建筑力学课程涵盖了理论力学、材料力学和结构力学的内容，知识覆盖面非常广，但其教学体系与内容基本上是在20世纪90年代中期形成的，课程普遍存在重理论、轻应用，重分析、轻综合等问题，对于力学作为应用学科的实用价值没有给予充分的重视。结果是：过分追求力学知识的系统性和完整性，使得教学内容重复、庞杂，逻辑推理过程和论证方法烦琐，学生学习倍感吃力。2．教材内容不实用。从近几年高职建筑力学教材的使用情况来看，主要存在以下几个问题：一是有些教材仅仅是本科教材的简单压缩，教材各部分内容联系不紧密。二是与中职使用的力学教材差异不大，没有突出高职教材通俗易懂和实用性的特色。三是教材内容的论述条理不清晰，符号不规范，如外荷载、约束、内力和应力的符号等都未与后续专业课中的符号统一起来。四是习题设置缺少实践性，不能突出高职院校的专业特色。3．教学手段单一，教学方式落后，难以提高学生的学习兴趣。很长时间以来，教师大都已习惯了“粉笔+黑板”或是“白班+PPT”的教学方式，课堂教学基本采用灌输式，不生动、缺乏新意，缺乏对学生的思想和学习方法的指导。同时，对学生的差异性缺乏重视，甚至不重视，教学一刀切，不能有效地调动学生学习力学课的兴趣和积极性。4．实验、实训内容过于单一，缺乏综合性实验。实验及实训的任务主要是验证经典理论、增加感性认识，是高职教学的必不可少的环节，但不少高职院校对于实验教学的重视程度远远不足，开展的实验项目单一，缺乏综合性实验（试验），结果是：学生在学习抽象的力学知识时，不能将知识点联系起来，也不能与实际联系起来。（二）设计新的课程改革方案，并进行效果评估。为了设计更加科学、合理的课程改革方案，必须群策群力、集思广益。在设计新的方案时，需要考虑：1．编写适合高职教育和学校实际的课程教材，改革授课内容。优秀的教材是教学质量的重要保证，高职教材内容不能求全，应围绕培养应用型人才的目标，注重基本概念、基本理论、基本方法，强调知识的实用性，避免涉及过多的交叉问题，尤其是要合理控制内容的难度和跳跃性，讲究循序渐进。编写教材时，采用单元模式设计并分配各单元的学时（见表1），教材在内容安排上力求符合认知规律，由工程或生活实例引入，应用数理方法抽象、推理、综合，再将理论应用于实际工程中。尽可能地应用工程实例进行说明、验证，将理论和实际有机地穿插在一起，强化应用。除让学生掌握建筑力学的基本知识外，还要让学生掌握应用知识分析问题、解决问题的方法，即将知识转化为能力。2．改革教学模式。在教学中，采用“授—导—融—解—议”的教学模式，改革思路如图2所示。具体做法：传授知识—导出任务—提出情境—解决问题、完成任务—讨论、总结。教学从简单到复杂，从单一到整体，以实际工程项目结构构件实体为切入点，从结构设计、材料选择、施工准备、施工工序、质量检测、维修加固、成本比较等一系列工作过程导出实际工程项目任务，让学生带着任务自主地学习，直到解决完成相关任务、完成学习过程，随后，再通过集体讨论，将一个问题的解决进行推广、拓展，真正达到任务驱动，自主导学的教学目的。实训培养应用能力理论指导实践客观现象举一反三解决问题研讨纠偏分析推理鼓励引导课堂教学现场培养观察能力加深感性认识实验培养动力能力增强理性认识图2教学模式改革思路3．改进教学方法。建筑力学课程以“情境—启发式教学”为主体，穿插模拟教学法、案例教学法、设问讨论法等多种形式的教学方法，突出课程内容对学生的吸引力。其教学思路是：结合学校内的典型建筑物，围绕其中主要构件的施工过程，建立教学情境，使理论学习与工作能力协调一致，在学习中糅合施工图识读、施工、质量评测、加固等一系列工作过程，真正做到“教、学、用”一体化。4．调整课程教学周时数，强化课程的实践教学。为了实现“教、学、用”一体化的目标，将原来的理论教学分为两个阶段，前段课时6周左右讲授静力学，后段12周左右讲授材料力学，在两段教学中间插入1-2周的实验教学及现场实训教学，带领学生走访一线施工现场。实验教学安排包括四个项目：材料的拉压实验；弹性模量测定，冷作硬化；剪切和扭转实验；梁的应力测定。现场实训教学包括：现场观察，认识构件、结构、支座，观察变形、破坏；观察构件的四种基本变形及组合变形，观察破坏现象，感受压杆的失稳严重性。（三）建设与课程改造方案。相配套的师资结构随着教学改革的不断深入，需要对原有的师资结构进行必要的调整和充实，并统一教学理念，从而推进课程建设的发展。教师结构的重组，包括学缘结构、年龄分布、学历层次、工程经验等诸多方面，具体操作时，可从以下几个方面进行：其一，制订科学合理的师资队伍建设规划和年度计划，激发教师自我发展的积极性；其二，加强岗前培训，重视师德培养，提高教师的思想道德水平；其三，实施试讲制和导师制，发扬以“老”带“新”的协作精神，提高新进教师的教学能力；其四，组织教师参加科研活动，把握本学科的发展方向，提高教师的专业素质；其五，创造条件、鼓励教师参加社会生产实践，丰富实践经验，拓宽视野，提高职业技术能力。（四）组织实施。具体的实施步骤如下：第一步，加强师资队伍建设，组建结构合理、业务水平高、实践经验丰富的教学团队；第二步，完善“启发式教学”的课程标准，强化工学结合；第三步，改革教学方法，充分调动学生的学习积极性、自觉性；第四步，加强现有教材的修订，完善实验、实训任务书指导书；第五步，开发多媒体教学课件，增强学生的自主学习能力，利用移动互联技术开发网络课程，建好互动式课程学习环境；第六步，完善校内实训基地，改善实验条件，进一步扩大校外实训基地。三、改革效果总结课程改革有助于促进教师不断提高教学质量、改进教学方法以适应社会生产力的发展，能够使学生从课程改革中最大化地吸收知识的养分，培养满足现实社会需要的人才。借鉴BPR思想及管理方式，应用于建筑力学课程的改造和教学过程中，取得了很好的效果：第一，在BPR理论的指引下，传统课程的改革效率大大提高，建筑力学课程改革的建设周期是其他同类课程的50%。第二，在授课安排上，较之以往的传统教学，拥有更大的灵活性和更好的教学体验感，学生普遍感到建筑力学其实不是很抽象，它确实可看、可用、有用、能用。第三，重组后的教学提升了学生的理论分析和计算能力，改善了学生的思维模式，在毕业实习反馈中，受到用人企业的好评。

总之，随着高职教育的不断发展和行业对人才需求的变化，课程建设必然是一个持续改进的过程，这就需要与之配套的指导思想，将BPR的基本理论与课程改革相结合，是一条可行的课程改革之路。

作者:孔祥刚 江怀雁 单位:广西建设职业技术学院

一、采用激励启发方式组织课堂教学

工程热力学课程的特点是理论性强、概念抽象，教学难度大。在缺少专业工程背景的情况下，学生在学习过程中普遍感觉较为困难，甚至茫然不知所云。如何使学生能够较好地掌握教学内容及热力学基本内容，是工程热力学课程教学的根本所在。在多年的教学过程中，我们发现在课堂教学中，除了需要借助优美的PPT多媒体课件来展示热力学过程，更需要激发学生学习热力学的兴趣，在引入一些工程实例的基础上，激励学生去思考，及时地与学生就教学内容进行讨论，促进学生对知识点的掌握和领悟。与常规教学方法相比，课堂教学不再是文字、公式的罗列，PPT动画的简单演示，而是把教学的核心放在启迪学生对热力学概念、原理的思考及把握上，使学生在学习课程内容的同时，熟悉热力学的系统内容、章节间的逻辑关系、基本原理等，形成对热力学的一种系统的总体的认识和把握，而不是零散地去背诵记忆一些片段。通过这种激励启发式的教学，使学生做到理论和实际工程案例的结合，从而使热力学知识很好地固化在学生的大脑中，并且达到灵活应用的目的。激励启发式教学，需要教师在课堂教学前充分准备，精心设计课堂教学内容的每个环节，围绕章节内容中的重点知识内容，设计问题及启发实例，并完成课堂互动讨论的教学组织，在此过程中需要教师饱含激情和较好的耐心，使学生在严肃活泼的氛围中掌握热力学的相关知识。

二、改进课堂教学PPT，增加工程实例

工程热力学作为一门专业基础课，与工程实际密切相关。在教学过程中，需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示，并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识，迫切需要在传统课件中加入工程实例，利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用，使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习，使课堂教学内容图文并茂，声像结合，使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例，我们选取了真空做功、制冷循环，内燃机等工程机械作为实例，进行详细分析和讲授。工程案例的引入，将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中，用所学知识来解释工程问题，在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题，从而实现“从理论中来，到实践中去”，实现对创新型人才的培养。

三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中

在创新型人才培养中，需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施，有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才，促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式，倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革，充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识，同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。结合大学生创新项目，结合建筑环境与能源应用工程的专业特点，在指导学生大创项目时，将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中，使学生明白能源利用的守恒性，以及如何提高热力循环的效率，减少不可逆损失，这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。学生在科研项目中，深化了对热力学知识的认识，同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时，鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等，通过这些竞赛活动进一步提升自己的创新能力。

1工程热力学课程教学改革与实践的相关概述

工程热力学是动力工程、机械工程、能源工程等专业的一门传统的技术基础课程，是资源利用率最大化的一种技术，是我们国家高等教育的重要组成版块。目前，我们国家对能源利用率的要求越来越高，对环境保护质量也相对提高，工程热力学课程教学改革对提高能源的利用效率起着至关重要的影响作用。尤其是面对未来生产的发展对能源动力需求迅速增加的趋势,许多相关联的热力工程技术、环境保护技术都需要工程热力学作为其研究的理论基础。工程热力学是一门综合性比较强的学科，并且在实际的生产与生活中其应用价值极高。在课程教学与实践过程中教师不容易清晰明了的讲授清楚工程热力学的相关理论知识，学生也不易掌握基本的公式、概念与相关方面的条件。不仅如此，在实践活动中学生不能够灵活的运用所学的课堂教学知识进行实验，这就大大降低了工程热力学的实际运用价值，削弱了工程热力学的课程教学质量。工程热力学是一门比较基础的课程，也是建筑环境与设备工程等相关专业学生应当掌握的基础学科，同时也是学生进行研究创新的基本前提。工程热力学是研究动能、机械能与热能的基本学科，也是研究三者之间关系的重要理论知识，主要讲述三者之间能量的转换趋势与规律。

建筑、机械与其他工业产业利用工程热力学来提高生产效率，提高资源利用率，以此实现降低成本得目标，这也是经济可持续发展的重要保证。目前我们国家的工程热力学的教学质量亟待提高，教学方式与课程教学内容急需改革，并且其实践过程中的运用效率偏低，这就需要我们针对工程热力学的特征与现状进行课程教学改革，提高其实践效率。课程教学改革是指在教育体制改革的背景下，课程内容与课程教学方式也应当发生相应的变化。课程改革的重点应当放在课程实施工作之上，课程的实施依赖课程的教学质量，因此我们必须充分重视课程教学改革的重要性。随着我国新一轮基础教育课程改革的推进，如何在新课程理念的指导下改革工程热力学课堂教学，把先进的教学理念融入到日常的教学行为之中，已日益成为工程热力学教师和教学研究人员关注和探讨的热点问题。工程热力学课程教学实践是指教师在讲授工程热力学知识的时候应当充分的结合其实际情况，将实践活动与课堂理论知识讲授充分的融合，这样才能够提高学生的课程学习质量，帮助学生掌握更加丰富的工程热力学知识。课程教学实践是提高学生实际操作能力的平台，也是提高工程热力学课程教学质量的重要基础，关系到教学质量与国民经济的发展速度。实践是检验真理的唯一标准，因此在工程热力学课程教学改革过程中应当将其改革的内容付诸实践，这有这样才能够检验其改革的内容是否符合教育体制改革发展的总目标。在实际的课程教学过程中，教师、研究者与学生应当提高实践活动的强度，改善当前的现状，为提高工程热力学课程教学改革质量奠定基础。

2工程热力学课程教学改革与实践的过程中存在的主要问题

当前我们国家的高等院校和高职院校对工程热力学课程教学的重要性认识不足，没有充分的认识到工程热力学教学质量与工业生产、环境保护、资源利用率提高等之间的关系。工程热力学对学生综合能力的提高有着不可或缺的作用，因此我们必须充分的探析在工程热力学课程教学改革与实践过程中存在的主要问题，这样才能够详细的了解其改革现状，为提高课程改革质量奠定良好的基础。

（1）国家教育部门与高等院校、高职院校等教育机构对工程热力学课程教学改革与实践工作的重视程度偏低，没有充分的认识到工程热力学课程教学改革与实践对提高教学质量、促进教育体制改革进程、提高经济发展质量与速度之间的关系。工程热力学是一门综合性比较强的学科，并且也是建筑专业、环境保护与机械设计等专业的基础课程，关系到这些工程热力学相关专业的发展前景。相关的教育部门与组织在资金投入、技术支持、人才引进等方面相对短缺，严重的影响了工程热力学课程教学改革与实践的进程，没有投入更多的基础设备让学生参与实践。这样下去就会严重的泯灭学生的学习积极性和创新性，不利于提高工程热力学课程教学改革的质量与效率。

1重修班教学中存在的问题

1.1课堂内容过分侧重造船方面的知识，理论性过强

该校“船舶静力学”课程教材选用《船舶原理》（上册），教材侧重讲授船舶性能的基本理论，追求理论的完整性和严密性；公式的推导繁杂，涉及到的数学、工程力学和流体力学等基础理论知识很多，对船舶设计中的航海性能的分析较少，这些都很不适合航海类专业的培养目标。这点问题无论在初修班还是重修班均存在。

1.2课堂到课率、学习积极性和课堂参与度较低

重修班的学生均为第二次参加“船舶静力学”的课堂学习，对于课程内容和重难点已有一定的了解，再次学习课程内容感觉到很乏味，缺少新鲜感，造成学习积极性和课堂参与度不高，甚至出现很严重的缺课现象。

1.3作业自主思考较少，抄袭现象严重

1课程特点及其素质教育实施要点

《水力学》课程以“三多一难”为特色．“三多”是指概念多、公式多、系数多;“一难”是指计算繁难．学生普遍感觉《水力学》课程难学，如何在完成课程知识目标、能力目标教学任务的同时，构建与课程特点相适应的素质教育目标及其教学体系，实现素质教育与课程教学目标契合，以水为媒，传递人文情怀，活化课程教学内容，促进课程知识目标与能力目标的全面实现．在多年教学实践的基础上，根据《水力学》课程的特点，认识到《水力学》课程素质教育的实施要点依然是创新能力、团队合作、学习习惯、审美情趣等方面．在《水力学》课程教学中，应将素质教育实施要点与课程相关教学内容关联，以“知识目标、能力目标、素质目标”三位一体的理念组织教学活动，避免将素质教育沦为空洞的说教，并通过课程素质教育实践提升学生的后续专业课程学习能力与将来的实际工作能力，力求使每一位学生从《水力学》课程学习中获得人生启迪和专业熏陶．

2素质教育实现途径

《水力学》课程的研究对象、教学内容、课程特点与素质教育实施要点之间存在关联，课程教学中素质教育目标的实现途径可以概括为以下几个方面．

(1)传授知识，培养能力，提高素质“传授知识，培养能力，提高素质”是当前大学教育中课程教学的热点话题，是教师驾驭课堂教学能力的综合反映，是全面衡量课程教学水平和质量的关键要素．传授知识是根本，培养能力是目标，提升素质是总纲，能将这三方面融于一体的便是课程教学方案．课程教学方案必须由教师构思或设计，必须与课程教学大纲相吻合，必须与课程特点相适应，必须与学生的认知水平合拍，即教学方案必须具有良好的适应性与可操作性．对《水力学》课程而言，其教学方案应具备这样的特点:以水力学基本原理的阐述为核心，实现知识目标的培养;以管道和渠道的水力设计为突破口，着力培养学生解决问题的能力;同时，注意培养学生的创新能力、自学能力、终生学习习惯等．以课程设计与实验为依托，培育团队协作精神，营造学生互助学习与融洽相处的氛围．此外，教师应做好学情分析，关注学生个性差异，注重课堂“情境”设计，关注学生协同学习，尽力营造良好的学习环境，恰当运用现代化教学手段，不断提高课堂教学效果．目前使用的《水力学》教材较好地体现了教学内容的适应性，并围绕“123教学目标”组织教学内容，优化教学方案，实现了“知识传授、能力培养、素质提升“三方面的目标．在学生能力培养方面，设立了三个层次的学习任务．第一层次为基本教学要求，针对全体学生，以掌握水力学基本概念、基本理论和水力计算的基本方法为总目标．第二层次针对部分要求较高的同学，以训练其掌握EXCEL计算表格设计与试算方法为主，适当介绍专门软件．第三层次主要针对少数优秀学生，以训练典型实际工程(如溢流坝、水闸、泄洪洞、供水管网等)的水力综合计算为手段，全面提升其水流现象分析、水力计算公式和计算方法选用等方面综合性的解决实际工程水力学问题的能力．

(2)以水为媒，传递人文情怀，播种水利精神《水力学》课程的研究对象是以水为代表的液体，而水在中华传统文化中的象征意义非常有利于课程素质教育的实施和拓展．通过《水力学》课程的学习，学生自然会对“上善若水”、“逆水行舟用力撑”、“源清流洁，本盛木荣”、“仁者乐山，智者乐水”、“君子之交淡若水”等人生格言有更深层次的理解．“兴利除患”是水利行业的基本任务，对水之品质的认知又是践行“献身、负责、求实”的水利精神的人文寄托．从水跃现象就能很自然地引申出“水不激不跃，人不激不奋”的道理，避免了简单的说教，也使学生对水跃现象及其相关的教学内容有了更深刻的理解，课程教学的素质教育目标也在潜移默化中得到体现．古往今来，与水相关的优美诗句成就了诸多名家的山水情怀．“细水长流”是水的品质，“滴水石穿”是水的力量，“空明澄澈”是水的美丽，“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”则是水的力与美的结合，“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复还”又给了学生另外一种人生的启迪．而《水力学》中的连续方程从物理学的角度阐释了“不积小流，无以成江海”的道理，其寓意对学生终生学习习惯的培养有鞭策和激励作用，而水之品质与精神更是诗词赞美的源泉，也是学生审美观念与审美能力培养的重要依托，其蕴含的哲学理念与人文精神对社会公德教育、世界观教育、人生观教育、劳动观念教育等素质教育内容都有很好的潜移默化影响．值得强调的是:《水力学》课程教学环节的素质教育内容必须与课程相关教学内容自然衔接．教师应结合《水力学》课程教学的相关内容，在自然科学原理、概念、规律和方法等成果的分析、推导、论述过程中，恰当地融入文化元素，自然地渗透人文情怀，体现潜移默化的素质教育效果．即课程素质教育必须以课程基本教学内容或其延伸内容为依托，以教学内容的文化延伸支撑素质教育的内容和目标，切忌将素质教育流于空洞说教和形式．实际教学过程中，实现这样的素质教育目标并非易事，教师必须把课程的具体教学内容与学生的实际情况结合起来，通过深入的思考与钻研，方能使素质教育中的人文情怀显得自然而又入情入理．

1引言

力学、热学课程是师范院校物理教育专业的专业基础课程，在大学一年级开设，而紧跟力学、热学课程而开设的计算机程序设计课程是培养学生计算机程序设计能力的重要课程。物理教育专业学生在计算机程序设计课程学习中，随着课程的深入，递归循环、指针等难度较大内容出现，一部分学生感觉较难理解，更难自己编写计算机程序实现某些略为复杂的算法，容易产生计算机程序设计课程学习无从与物理专业课相联系、枯燥无味的感觉，降低了计算机程序设计课程的积极性、主动性。然而大学物理与与计算机的关系密切，物理教育专业本科毕业论文、物理学科硕士论文，都涉及大量的计算机编程，因为物理学复杂的非线性问题已经无法找到理论精确解，只能利用计算机进行计算、求解、分析、预测，另外计算机仿真实验提供了验证物理学理论、探测真实物理实验方案的可行性、验证物理数据的一种实验成本低廉、快捷的方法[1-3]，因此，物理教育专业学生计算机程序设计能力的强弱，直接影响到其本科毕业论文研究以及将来可能的硕士论文研究。现有的教学研究论文中，未见定量分析大学物理基础课程成绩对计算机程序设计课程成绩的影响[4-6]。因此，选取论文作者所授课的广西师范大学物理教育专业4届5个班本科生的力学与热学课程期考成绩、计算机程序设计课程的段考与期考成绩，利用相关系数法定量分析力学、热学课程成绩对计算机程序设计课程成绩的影响。

2实验对象与分析方法

实验对论文作者所授课的广西师范大学物理教育专业4届5个班本科生，其中1997级81人、1999级78人、2000级65人、2001级1班59人、2001级2班55人，选取大学一年级的力学、热学的期考成绩，力热课程开设之后的计算机程序设计课程的段考、期考成绩。利用相关系数法反映计算机程序设计课程成绩与力学、热学课程成绩之间线性关系的密切程度[7,8]。

3实验结果

分析所选取的计算机程序设计课程成绩比例分布，考虑优秀、不及格两端的学生人数相对较少，进行相关分析的误差较大，而良好、中等、及格分数段的学生人数较多，因此将分数S分为优良分数段（S≥80）、中等分数段（70≤S<80）、及格与不及格分数段（S<70）三段，三段中的学生人数相差不大，分别计算计算机程序设计课程成绩全部、优良分数段、中等分数段、及格与不及格分数段与力学、热学课程相对应成绩的相关系数，结果见表1、表2。可以看出，表中所有相关系数均为正值，除个别外主要分布在0.40~0.80之间，绝大部分相关系数均大于0.45，大于0.8的相关系数很少，没有大于0.9的相关系数，说明力学、热学课程成绩对计算机程序设计课程成绩有一定的影响，但影响并不是特别显著，有一定的正相关性，但相关性并不是特别高，计算机程序设计课程成绩还受其它因素的综合影响。

20世纪80年代以来，计算机已经成为各个材料领域研究专家的必备工具，并且随着计算机技术和算法的发展，计算模拟方法也已经成为材料研究新的重要手段．计算模拟技术以物理学、化学等相关的基本理论为基础，在计算机模拟环境下对宏观、介观以及微观的不同尺度的材料进行多层次的模拟研究，计算材料的力学、热学、光学、电学和磁学等多方面的物理性质，并进一步探求这些材料的组分、结构和功能之间的本质规律和内在联系，为实验制备新材料提供理论支持，变盲目的材料合成为针对材料性能的某类特定需求来主动地、有意识地设计材料的结构．计算模拟在材料科学中的作用已经不仅仅停留在计算机辅助和数据处理上，人们已经认识到计算模拟已经与实验、理论研究一样能够发现新的科学现象、新的科学概念，从而计算模拟已经成为第三条科学发现的途径．因此，现代材料科学已经不再是单纯的实验科学，计算模拟方法已成为与理论研究和实验方法同样重要的研究手段，实验、理论和计算成为材料研究的3大支柱[4]．而且随着计算材料科学的进一步发展，计算模拟方法在未来的材料研究中将显示出越来越大的应用潜力．因此，了解和掌握材料计算和模拟的基本知识已成为现代材料研究工作者必备的技能之一．

材料的计算模拟方法介绍

材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科．它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科．它的目的是利用现代高速计算机，模拟材料的各种物理化学性质，深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能，并对材料的结构和物性进行理论预言，从而达到设计和开发新材料的目的．材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种:

(1)第一性原理计算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法．第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h)，玻尔兹曼常数(kB)，光速(c)，电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构．从量子力学出发，通过数值求解薛定谔方程，计算材料的物理性质．在密度泛函理论，局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中，并已经取得很大的成功．结合一些能带结构计算的方法，对于半导体和一些金属基态性质，如晶格常数，晶体结合能，晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果，同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质，从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源，使实验者主动对材料进行结构和功能的控制，以便按照需求制备新材料．

(2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法，是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变，跟踪系统中每个粒子的个体运动，然后根据统计物理规律，给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5]．分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程，通过求解所有分子的运动方程，来研究该体系与微观量相关的基本过程．对于这种多体问题的严格求解，需要建立并求解体系的薛定谔方程．根据波恩－奥本海默近似，将电子的运动与原子核的运动分开来处理，电子的运动利用量子力学的方法处理，而原子核的运动则使用经典动力学方法处理．此时原子核的运动满足经典力学规律，用牛顿定律来描述，这对于大多数材料来说是一个很好的近似．只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ＞kBT时，才需要考虑量子效应．

(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用)，采用反复随机抽样的手段，解决复杂系统的问题．该方法采用随机抽样的手法，可以模拟对象的概率与统计的问题．通过设计适当的概率模型，该方法还可以解决确定性问题，如定积分等．随着计算机的迅速发展，蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6]．蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态，省去量子力学和分子动力学的复杂计算，可以模拟很大的体系．结合统计物理的方法，蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系，是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段．

【内容摘要】2020年上半年线上教学从辅助手段变成主要授课形式，这对于高校、教师和学生而言都是一次全新的挑战。为深入了解线上教学情况和学生居家学习状态，以建筑工程与力学学院1490名本科生为对象，针对2020年春季学期的线上教学情况进行了问卷调查。根据调查结果反映的问题，结合疫情防控常态化的要求，从学校、教师、学生的角度提出相关建议，并在此基础上总结线上教学工作对于学生工作的启示，从而提高高校学生工作的水平，提高育人效果。

【关键词】线上教学;高等学校;学生工作

一、背景

2020年初，教育部发布《教育部关于2020年春季学期延期开学的通知》，并号召全国各地教育教学部门利用网络平台开展线上教学。燕山大学按照教育部和河北省教育厅“停课不停教、停课不停学”的相关文件精神，要求各学院根据人才培养方案和教学计划，充分利用各种线上教学资源，认真准备，开展线上教学活动。建筑工程与力学学院广大教师强化使命担当，认真准备、精心组织，有力保证了线上教学“标准不缩水、质量不降低”。为追求更好的教学效果，了解学生线上学习状况，找准教学中存在的不足，学院学业发展与指导中心从教和学两个方面，分别于2020年4月23日～4月30日、2020年7月10日～7月18日，面向学院全体本科生进行线上教学问卷调查。第一个阶段旨在了解当前线上教学教师的授课情况、教学效果、学生学习效果等，为下一阶段的线上教学提供意见建议，进而更好地促进下一阶段线上教学的实施，提高教师教学效果和学生学习效果。第二阶段旨在对本学期所有的课程进行教学评价，了解学生对整个线上教学的满意度。

二、线上教学调查方法及对象

(一)调查方法。建筑工程与力学学院学生学业发展与指导中心(以下简称中心)在线上教学进行了9周后，使用自编问卷，面向全体本科生进行调查。由于毕业年级本学期教学任务为毕业设计，与非毕业年级教学任务有很大不同。为使调查更有针对性、调查结果能够更为客观准确的反映当前线上教学效果和学生学习情况，中心针对毕业年级和非毕业年级，分别设计问卷进行调查。两类问卷的设计均从教师线上授课情况、学生线上学习情况、学生线下学习情况三个方面进行调研。(二)调查对象。本次线上教学调研，针对建筑工程与力学学院本科生进行，共发放1490份，回收问卷1296份，回收率87.0%。

[摘要]课程思政在实现价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体的高等学校人才培养目标中发挥着重要的作用。在工科物理化学教学中，以蕴含丰富思政元素的案例系统地进行了课程思政教学。内容包括个人成长篇、科学思维篇和工程应用篇三个部分。培养了学生的个人成长基本素养，创新性探索未知世界的科学思维方法，理论联系实际的工程思维能力。

[关键词]工科物理化学；课程思政；个人成长素养；科学思维方法；工程应用能力

高等学校人才培养必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，要在知识传授和能力培养之中融入价值观引导，帮助学生建立正确的世界观、人生观、价值观[1]，为民族复兴和国家崛起培养德才兼备的后备人才。2020年5月28日，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，进一步细化了理工类专业课程思政的要求。理学类专业的课程，要训练科学思维方法、加强科学伦理教育，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。工学类专业的课程，要强化工程伦理教育，培养精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[2]。四川大学面向工科学生开设的《物理化学》课程，在大学二年级执行。经过一年的大学学习，有同学仍然没有明确大学的学习目标，出现了学习热情丧失、疲于应付学业的现象；有同学仍然沿用中学时期的题海战术，没有适应大学的学习方法。《物理化学》是化工类各专业本科生一门重要的主干基础课程，具有较强的理论性、系统性和逻辑性。由于学科公式繁多、概念严格及推导复杂，容易导致学生学习困难、理论与实际脱节等问题，不利于大化工类相关专业后续课程的学习。为了解决学生的学习动力与学习方法问题，长期以来，在教学过程中，经过反复锤炼，形成了一套较为完整的融合思政元素的教学内容。课程思政内容包括个人成长篇、科学思维篇和工程应用篇三个部分。目的是提升大学生创新意识和能力、工程应用能力及科学探索精神；在潜移默化中坚定学生实业兴邦的理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养，提升学生的综合素质；在教学中陶冶情操、温润心灵、激发创造创新活力。

1课程思政的主要内容

1.1个人成长篇

通过介绍杰出校友的成功案例及科学家的生平事迹，培养学生在个人成长中需要具备的基本素养，提升学生综合素质和能力，陶冶情操、温润心灵。1.1.1案例一：实业兴邦、规划和积累、技能和方法物理化学是所有其他化学课程共同的基础，需要学生一方面学会从理论的高度来认识精彩纷呈的化学现象的本质，另一方面又学会如何通过物理量的测量，来了解某些物理化学过程，从而能够有效地调控其中的关键步骤或整个过程。它对于学生科学思维、工程应用能力、综合素质的培养和提高起着至关重要的作用[3]。因此，要求学生在开始接触物理化学时，就要重视本课程的知识框架和学科的思想方法。在绪论中，以2011年四川大学的杰出校友海普瑞公司董事长李锂致我校校友会的书信开篇；从书信中的“一九八四年的春天，开始了对糖化学和肝素的兴趣和研究。”及李锂的简历推断，一九八四年的春天正值李锂大学一年级下期学习阶段，引出“规划与积累”思政元素；从书信中“系统地受学术思想的影响并且受到适当的技能的培训。”导出“技能与方法”思政元素；结合李锂个人的成长历程，引导学生重视个人能力的成长，并将自身的成长规划与国家的长远目标结合起来，融入自身的思想和行动中，激发科技报国、实业兴邦的家国情怀和使命担当。1.1.2案例二：如何让生命充满生机与活力？在学习吉布斯函数时，介绍对物理化学作出杰出贡献的物理学家吉布斯(GibbsWG)的生平故事。1836年他因为《几何学研究设计火车齿轮》的研究获得美国历史上第一个博士学位，同时也给他带来了巨大的名气和财富之后，不计名利地投身于基础科学问题“如何描述功与热量的关系？”的研究[4]。吉布斯研究的动力是什么？同时也给学生提出思考问题：如何让你的生命充满生机与活力？在课程结束时，分享本人的观点和方法。引导学生在困境中坚强努力、积极向上，陶冶情操、温润心灵、激发创造创新活力。本人观点如下：首先要发现美，介绍中国科学技术大学先进技术研究院和清华大学出版社联合出版的《美丽化学》视频[5]，发现化学中的美；进而发现物理化学的美，如逻辑之美、简约之美等。例如：统计热力学处理纷繁复杂的微观粒子组成的系统，用概率最大的玻尔兹曼分布代替平衡分布，进而根据粒子的能量得到系统的能量，方法之精妙而简洁。其次需要创造成就感，以肺炎爆发时钟南山院士被急招赴武汉动车餐车上的照片和总书记为钟南山院士颁发“共和国勋章”的照片为思政元素，体验成就感有助于享受学习的过程，激发生命的激情与活力。最后需要好的方法，大量时间精力的投入收获不到良好的效果会挫伤学生的积极性，产生学习懈怠与疲惫感。学生的学习需要有以下几个层次，首先向有经验的人学习，然后向书本系统地学习，最后在实践中学习，要向小马过河一样摸索着前进，并不断地自我总结与反思。此外，在讲解可逆过程的概念时，引申出秦始皇派徐福去寻找长生不老的仙药的历史故事，结合李白“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”的诗句，给出“人生就是一个不可逆过程”，规劝年轻的同学们，珍惜生命中的每一天。