2021年,理论力学教学团队被认定为清华大学首批基础课教学团队,并被教务处推荐申报2021年北京高校优秀本科育人团队。
“理论力学”是工科学生学习的第一门面向工程的基础课,是学习后续课程和将来从事科学技术工作的基础。接近五分之一的清华本科生将在“理力”这门课程中打下坚实工科基础,形塑人生观念。怎样扣好工科教育的“第一粒扣子”?“理力”教学团队用了近半个世纪的时间探索这一问题的答案。
春风化雨,个性培养
“理论力学”是航院、机械学院和水土学院相关专业的必修课,“理力”教学团队每年承担着近七百余学生的教学任务,以大班授课为主。
“理力”教学团队带头人张雄一直在思考,在客观限制下,怎样才能让大班课上的每一位学生都参与课堂、充分培养。在他的笔记本电脑上有一个文件夹,专门记录理力课程的教学情况、学生意见、团队会议纪要,复盘每次课程的内容和学生答疑情况。每一次开课他会利用雨课堂纪录每位学生学期四次课堂小测成绩和各次作业成绩,特别关注成绩起伏较大的学生,了解阶段性的学习情况。对每次小测成绩低于25(满分50)的学生专门谈话,分析是否存在学习误区。“理力”需要面向的学生类型众多、数理基础不一,学习能力不同,有以现役飞行员为主的“飞班”、以竞赛生为主的钱学森班以及来自不同学科背景的本科生。怎样才能保障他们的教学质量?“钱班”是力学实验班,学生大多在国家级以上的数理竞赛中成绩突出,一般的课程教学远不能让他们“吃饱”。“理力”近乎是所有结构工程学科的基础,如何让不同类型的学生都能较好地掌握课程内容,是极为现实的教学挑战。在“理力”团队的努力下,小班课程实现了“因人施教”,大班教学也“一个都不能少”。
风格迥异,配合默契
不同的教师虽然用的是同一本教材,授课风格却各不相同,彼此独立,把几百年未曾改变的公式定理带到了鲜活的日常生活里,融入进人才培养的理念中,使学生能够在复杂的公式中解脱出来,产生对基础学科的学习热情。但是,“理力”的教学从不是“单兵作战”,在课程塑造的每一个阶段、与课程相关的每一个决定,都是“集体合议”。当前理论力学教学团队共有十四名教师,共同负责逾十个理工院系的基础必修课程,并根据需要开设了理论力学、动力学与控制基础、工程力学基础、力学中的创意设计等系列课程。
基础课程,人格塑成
学理论做实验是“汲取知识”,但“批判”与“质疑”更是重头戏。师生是平等的,学生异想天开的创意会被认真讨论,挑战老师观点的行为得到鼓励。“理力是基础课程,它的重点绝不仅仅是how,而应该带着学生了解what和why,这就需要批判性思维,这也是‘基础’之所在。”一门课之所以成为基础课,就在于它的普遍性。对理论力学而言,这种“普遍”在于工科的学生都绕不开它,但更重要的是,生活和工程本身就建构在这种力学之上。
旧学新知,不断探索
1952年,理论力学教研室首次成立时,所使用的教材是留苏专家写成,几经再版后形成了上、中、下三册的教学内容,对应8个学分,124学时的授课模式。二十一世纪初,本科教育一大改革即大幅度压缩学时,为了保证教学质量,“理力”课程的改革势在必行。将物理力学与数学分析相融合,充分考虑清华学生的学习习惯,保留理论力学体系的系统性、逻辑性及应用的灵活性,借助数学工具“提炼精华”,将课堂教学减至60学时。这是一套全新的教学方法,站在二十一世纪的起点,理论力学课程拥有了新的体系、新的灵魂,这门古老的基础学科焕发出了新的光彩,打上了清华的永久标签。
2002年,《理论力学》被列入清华大学首批“百门精品课”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。2014年录制了慕课,上线后有13所高校选用了该课程、3万人次选课,并入选“国家精品在线开放课程”。2016年入选国家级精品资源共享课,2019年入选清华大学标杆课程,2020年入选国家一流本科课程,多次获北京市和清华大学优秀教学成果奖。基础课程是教学改革的重点关注对象,新的要求、新的目标、新的价值在实践中不断形成。在主编们的计划中,这套教材和教辅材料每十年将重新修订一次,把过去这个阶段积累的新方法、形成的新需求加进来,紧紧跟上改革的步子。
薪火相传,热爱不休
办公室里收藏了许多上世纪九十年代至今的理力团队老教师们的合照。即使在退休以后,“理力”教研室的老先生们也从未远离校园和讲坛,给新上台的青年教师们提教学改进建议。热爱,是“理力”团队几代任课教师的共同点。他们热爱这门课程、热爱教书育人,以执教这门课程为幸为荣。执教团队带着这种“幸运感”,在近半个世纪里,用心打造出了一门内容扎实、形式多样、影响深远的“理力”课程。
时任清华大学校长邱勇指出:“一流的本科教育要为同学们打下人生的底色,使同学们可以在上面绘就绚烂人生的底色。”近年来,学校以基础课教学团队建设促进教学质量提升,不断深化教学教育改革。2021年,理论力学教学团队被认定为清华大学首批十二门基础课教学团队之一,这是对理力教研室几代教师努力的高度认可。这表明,理论力学团队在课程教学、团队建设、教材设计等多方面取得了卓越成就。
(摘编自麦可思研究)
