中国教育

——“理论力学”精品课建设体会

    自1952年院系调整以来，“理论力学”一直是我国高等院校中一门重要的公共基础课。各大院校都成立了基础部，专门从事基础课教学，保持了很好的教学质量。到20世纪八九十年代，这批专职教师陆续退休，出现了严重的基础课教师青黄不接现象。另一方面，在改革开放、与国际接轨的新形势下，清华大学提出了创建综合性、研究型、开放式的世界一流大学的奋斗目标，对教师的要求也越来越高。如何选拔、培养和稳定青年教师队伍成为建设精品课程、持续保持高水平教学质量的关键。

    在精品课建设期间，我们“理论力学”的5位主讲教师中，4位是年龄在35～40岁之间的青年教师。大家继承和发扬了教研组历来重视教学工作的优良传统，正确地处理好教学与科研工作相辅相成的关系，教学质量不断提高。2002－2004年在全校教学质量问卷调查中，教研组全体教师的评分均超过90分（满分为95分），并有2位青年教师的评分进入了全校理论课程的前5％行列。1997、2001、2002和2003年，4位青年教师先后荣获清华大学青年教师教学优秀奖。该课程为清华大学首批精品课程建设项目，2003年被评为北京市精品课程，2004年被评为国家精品课程。

 一、继承优良传统，热爱教育事业

    理论力学教研组历来具有团结协作、热爱教育事业的优良传统。老教师们不仅自己全身心地投入教学，对青年教师的成长也很关心。有些老教师在退休后，还主动去听刚走上教学岗位的青年教师的讲课，并在课后给予具体指导。青年教师们也都主动去听多位老教师的讲课，采百家之长，集名师之精华。大家已达成共识，热爱学生、热爱教学事业是搞好教学工作的思想基础，是教师最基本的素质。

    教学工作是一个需要付出的事业。教给学生的都是自己已经掌握的知识，但是作为教师还必须一遍又一遍、一年复一年地去讲。如果只是把教学当作组织上安排的任务、晋升职称必须满足的工作量，或者一个谋生的职业，那么达到合格标准（例如，能按照教学大纲的要求讲授知识，教学评估中能达到全校平均分数线，教学过程中未发生教学事故等）就会心安理得。但是，如果看到当今世界上国力的竞争就是人才的竞争，教师的责任就是培养“青出于蓝而胜于蓝”的学生，当眼前坐在讲台下听课的百余名学生成长为祖国各条战线上的业务骨干和社会栋梁时候，他们所做出的贡献不知要比自己一个人强多少倍，那么就会毫不犹豫地全身心地投入教学工作，精益求精，永无止境。事实上，对一个已经取得博士学位的青年人来讲，走上讲台“照本宣科”并不难，然而要把课上到学生心里去、讲出魅力来就很难，没有精益求精的追求和锤炼就达不到高水平的教学质量。

    我们有的青年教师从接受教学任务开始就全力投入，认真思考课程的基本要求是什么，重点、难点在哪里；主动去听老教授们的讲课，学习他们治学和讲授的经验；结合自己当学生时的体会，反复琢磨怎么讲学生最容易理解，哪些地方学生最容易犯错误，如何引导学生积极参与课堂讨论；几乎把处理日常工作以外的全部精力都投入到备课中去，结果第一年讲课就受到学生的普遍欢迎。随后又继续精益求精，深入研究课程体系，将经典的牛顿矢量力学与拉格朗日分析力学相互融合，构成以动力学为核心、运动学为先导、静力学为动力学特例的改革方案。在此基础上主编的一套理论力学立体化系列教材，受到国内富有教学经验的多位著名教授的肯定和好评：“一本300页的书包括如此深广的内容，在国内是少见的”；“教学体系安排让人有耳目一新的感觉”，“教材体系新，教学内容结构合理、叙述严谨、逻辑性强，教学方法和手段先进，是一套高水平、高质量、很有特色的优秀教材，在全国重点高等院校有推广使用价值”。他讲课概念清晰、叙述简明易懂、课堂气氛活跃，年年取得优秀的教学效果，并曾在学校教学质量问卷调查中进入了全校理论课程前5％行列。先后获得“教育部首届青年教师奖”等多项教学奖励。

    我们的青年教师都是获得博士学位、具有独立从事科研工作能力并取得一定科研成果的年轻人。科研好是教学好的坚实基础，但并不等于教学好。科研只要求“自己懂”，而教学则要“让别人懂”。刚走上教学岗位的青年教师必须要和搞科研一样热爱教学事业，不断总结教学经验，才能由一个研究型的科学工作者成长为一名教学科研全优的、受学生尊敬的老师。我们有位青年教师自己的学术基础很好，教学也很投入，但是第一学期的教学效果并不理想。学生反映说，这位老师“上大学的时候一定是位高才生”（因为他在课堂上思维敏捷，讲课内容丰富，但是，他讲课中认为“很容易看到……”、“显然……”的问题学生有些跟不上）。而他自己则认为“理论力学就是比较难，学生必须通过独立思考才能学好，如果听完课学生就觉得很容易了，那么教学要求就降低了”，“对学生就是要高标准、严要求”，结果第二学期的教学效果还是不理想。后来通过与学生的深入交流他体会到，“要尊重学生，尊重他们的认知规律”，“要喜欢学生。不能认为学生不好好学，老师就没法教，而是应该，老师先把课教好了，激励学生好好学”。他还把自己的体会写成一首诗：

英才济济清华堂，望眼双双求知忙；
初为人师始觉困，终日乾乾期自强。

    对教学的认识提高了，对学生的了解加深了，他把过去单纯要求学生如何如何的教学方式改变为启发－交流－激励的教学方式，把自己掌握的知识经过“再消化”，按学生的认知规律和自己对科学思维规律的认识精心组织教案，在讲课中不断提出问题引导学生独立思考，教学效果迅速提高，2001年获得清华大学青年教师教学优秀奖，2002年教学效果进入全校理论课程前5％行列。

    对青年教师来说，初上讲台教学效果不理想是很正常的事。教研组经常协助他们有针对性地克服自己的弱点和缺点，鼓励他们“只要持之以恒，定能取得成功”。我们有位青年教师初上讲台时有语速快、声音低、吐字不清的现象，由于这是习惯性行为，往往开讲时还能控制语音、语速，一旦注意力投入到讲解内容上，老毛病又会本能地出现。他坚持在业余刻苦训练，力求发音宏亮、吐字分明，讲课时还在讲台上放一个“慢”字随时提醒自己，经过几个月的努力终于克服了弱点。他对教学内容更是潜心钻研，年年修改教案，突出重点，补充最新的应用实例。他投入很大精力编制多媒体教材和主持创建网络辅助教学平台，自行设计平台框架系统，组织丰富的素材库。学生可以通过网络了解本课程的相关信息，浏览并下载教学资源，进行网上答疑和讨论。其中网络试题库实现了网上自测和网上考试的功能。他十分重视在传授知识的过程中培养学生自主学习和终生学习的能力。他把国际上流行的“基于问题的学习方法”引入教学，组织学生自己（有时也可以是老师）提出问题、自己寻找解决问题的方法，并最后写成小论文。他在答疑中不仅解答具体业务问题，指导学习方法，而且关心他们的思想素质问题。在总结体会时他说“教学是一门艺术，不仅要投入，而且要钻研创新”。功夫不负有心人，在教学评估中学生普遍反映他讲课“思路清晰，重点、难点突出，语言生动活泼”。有些学生还给出了“是我至今遇到的最好的老师”、“是目前我所遇到的最负责的老师之一”的高度评价。2002年他获得清华大学青年教师教学优秀奖，2003年荣获北京市教育创新标兵奖。

二、教学科研相长，激励研究创新

    自80年代以来，我校一直以教学、科研并重的标准来选拔和考核青年教师。一方面要求从事基础课教学的教师应同时做出高水平的学术研究成果，另一方面要求专业院系中从事科学研究的教师应完成足够的教学工作量，尤其是具有一定名望的教授们应亲自从事基础课和专业基础课的教学工作。

    我们理论力学课程的每位主讲教师都有自己的专业研究方向，包括一般力学、结构振动与控制、计算动力学等。每位青年教师都独立负责至少一个国家自然科学基金项目，还承担了来自工程与研究单位的横向课题。例如，充液卫星动力学与控制、小卫星编队飞行、大型射电天文望远镜馈源系统的振动控制、动力学参数与振动模态的辨识、碰撞与冲击的数值模拟、多柔体计算动力学、人体运动的生物力学研究等。平均发表SCI论文13.75篇/人，EI论文16篇/人。有的青年教师是国家科技进步三等奖、教育部科技进步二等奖、军队科技进步一等奖的主要完成人之一。

    教师亲自从事科研工作，是提高教学质量的基础。现在，学生对教师的要求越来越高，他们不欢迎教师对课文的机械背诵、对知识的乏味堆砌，以及多媒体拉洋片式的讲演，他们希望听到的是老师对课程的真知灼见。我们也体会到：只求把课程知识尽可能详尽地教给学生的老师并不是最好的老师，只求百分百地掌握老师所教内容的学生并不是最好的学生，优秀教师传授的是课程的精华和进一步钻研、拓展知识的能力，优秀学生追求的是对课程的融会贯通、灵活运用，甚至探索创新。只有亲身从事科研实践才会在教学中自然地流露自己的研究心得，讲课才能得心应手、如同行云流水，才能激励学生潜心钻研、开拓创新。

    坚持不懈地从事科研工作，是不断充实更新教学内容的源泉。我们各位青年教师都十分关注与课程相关的国内外最新研究动态和实际工程应用，以切身体会阐述课程与学科前沿及现代工业的关系。例如，从事一般力学研究的教师讲述神州5号载人飞船和清华一号小卫星的动力学问题和姿态控制问题，从事碰撞冲击研究的教师介绍航天器冲向彗星进行观测时发生的深层碰撞问题，从事振动与控制研究的教师讲解如何利用碳纳米管振动特性来测量生物基因的质量以及大型射电天文望远镜馈源系统的振动控制问题，从事运动生物力学研究的教师讲述跳水、跳高、花样滑冰中的力学原理。有的教师还给学生播放自己科研的录像或数值模拟动画。这些新颖的内容极大地调动了学生的学习兴趣和研究创新欲望。

    我们有位青年教师在教学科研结合方面做得尤为出色。他在教学中不仅教给学生知识（“授人以鱼”），还注意教会学生如何掌握知识（“授人以渔”）。他经常有针对性地通过看似简单的问题，讲解历史背景、各种知识的相互关系、以及如何应用知识处理实际问题。他经常提出成串的相关问题，让学生思考，引导学生把一个个相对独立的“知识点”联系起来，形成“知识网”。他常在正式讲课前，基于自己的研究和兴趣点增加一段与课程知识密切相关，并贯穿趣味性、人文精神及科学处理方法的短小讲座。例如：通过介绍牛顿根据开普勒定律导出万有引力定律的历史，讲述如何将观察得到的零星知识上升为具有普遍意义的系统理论，强调融会贯通的重要性。通过基于力学的平衡、稳定与重心概念自行设计、并组织学生重新制造已失传千年的古代“欹器”的过程，培养学生发散思维能力和动手能力，并引伸出“满招损，谦受益”的做人道理。结合动量定理进行“跳高”讲座，介绍跳高发展历史及三种典型跳高方式，基于动量定理得出结论：在弹跳能力不变的情况下，背越式跳得最高，并引伸出方法的重要性。类似这些讲座深受学生欢迎。为了培养学生的动手能力和开拓创新精神，他创建了理论力学开放实验室，让学生自主制定实验题目、实验方案和实验步骤，经教师批准后，实验室提供工具和材料，学生们自己动手制作模型和实验装置并独立完成实验和总结研究成果。他组织学生参加中央电视台《异想天开》栏目的“纸桥过车”比赛活动，用废报纸设计制作了一座长6米、宽2米、高2米的结实纸桥，让一辆真正的吉普车顺利通过，获得了比赛胜利。学生们分工、协作，应用所学力学知识完成理论分析和结构设计，自己动手制作桥梁和进行相关性能测试实验，整个活动工程浩大，困难接踵而至，学生们群策群力在克服困难中增长才干、竖立信心，培养了团队协作精神。该活动除中央台多次播出外，《北京青年报》、《晨报》、《信报》以及新浪网等多家媒体都进行了专门报道，也受到了清华校领导的重视，并作了批示。2003年他获得清华大学青年教师教学优秀奖。

    我们同时也体会到，教学经历对青年教师提高科研能力具有正反馈的作用。讲课训练了教师逻辑严谨、重点突出的科学思维能力，使其在科研中善于理清思路、抓住关键。备课训练了教师深入剖析复杂问题，把复杂问题转化为简单问题之有机组合的能力，使其在科研中善于突破难关。尤其是，教学训练了教师的表达能力，使其在学术交流和撰写论文时受益匪浅。

三、结束语

    通过精品课的建设既提高了教学质量，又培养了优秀人才。对青年教师来说，教学不仅是付出，更是提高。热爱教育事业，坚持教学科研相长是高校青年教师成长的必由之路。