模塊分層法在高職《工程力學》課程教改中的研究

呂俊峰，張建榮，羅國虎

（江西應用技術職業學院機械與電子工程學院，江西 贛州 341000）

1 引言

隨著智能制造技術的推進，中國制造2025背景下智能人才缺口日益凸顯，傳統教學模式已不能滿足新技術革命對高職人才培養的質量要求。在這樣形勢下，高職工程力學這門課程教學任務不再是僅僅局限于計算分析，而是力學工程意識、力學工程素養與所學專業以及學生全面發展需求相結合的“以人為本”的素質教育，目的是培養學生綜合素質和創新精神，這就要求高職工程力學課程教學需要做出改革和調整，以適應社會經濟發展水平的需要。

2 模塊分層法思想內涵

模塊分層法是指依據高職教育職業性和人本性需求，從就業崗位能力和學生全面持續發展出發，以解決問題為導向，對傳統工程力學課程體系經過刪繁就簡、優化整合形成若干項目，每一問題項目設置知識、能力和素質三大教學模塊和訓練任務，教學過程按照知識—能力—素質這一順序開展分層教學。采用項目模塊分層法，項目設置體現高職教育理論夠用，重在實踐的訴求，模塊分層主要考慮高職教育性質、學生知識水平和素質教育理念，這樣設計符合學生學習認知規律和高職人才成長規律，有利于學生實踐創新能力培植和個性素質教育的發展，尤其是突破傳統教學重知識傳授，輕實踐創新的局面，真正實現以學生為主體，教師為主導的創新教育模式改革，從而提高課堂教學效率，全面推進人才培養質量。

3 課程內容模塊化設計

高職工程力學教材共12章內容，由于學生數理基礎薄弱，學院機械類專業課程設置僅32學時，加之課程內容概念公式多，理論邏輯性強，與工程實踐聯系緊密，教好學好的挑戰性都很大。經過充分調研和深入分析，圍繞課程構件受力分析、平衡問題計算以及變形內力分析等核心內容，以解決問題為導向精心設計構件系統受力分析、典型力系合成與平衡、常見變形強/剛度分析計算、壓桿穩定性與疲勞破壞四個教學項目，再依據解決問題所需要的必備知識、培植能力和拓展素質要求，將每個教學項目分解成知識模塊、能力模塊和素質模塊，共計12個子模塊（如表1）。通過制作微課件、教學案例、主題講座等豐富教學資源充分展示教學內容模塊層次化特征。

高職工程力學課程根本任務是為設計受載桿件遵循安全經濟性準則提供理論依據、計算方法和試驗研究。在表1設計過程中，我們采用系統論創新法，將整個課程視為由剛體靜力學和材料力學二個子系統組成的系統，前者主要研究剛體在力系作用下的平衡規律，研究的理論依據是靜力學公理和等效力系的簡化，主要解決桿件受力分析和平衡計算問題，是學習材料力學和整個課程的理論基礎。后者主要研究桿件變形體在外力作用下的力學響應和材料的力學性能，借助構件系統平衡條件建立數學模型進行分析計算，主要解決構件受力變形破壞規律，即：強度、剛度和穩定性問題，其核心要素內容就是內力分析和壓桿失穩。

表1 工程力學課程模塊化教學體系結構

針對四個教學項目，我們以解決問題為導向整合提煉出知識模塊和能力模塊，同時考慮學生個性素質全面發展和豐富延伸課程潛在價值又開發設計出素質模塊。這種三模塊課程體系結構并非機械式的將傳統課程體系割裂的支離破碎，而是前后模塊各有側重，符合高職教學理論認知—實踐應用—素質創新三步法教學規律。在三模塊教學過程中，我們有力地融入日常生活、生產工程和科技創新的教學案例，并設置對應模塊的訓練任務，更加注重對學生知識模塊理論檢測、能力模塊任務訓練、素質模塊成果展示，這將有效解決傳統教學少學時、重理論、輕素質的弊端。

4 教學過程分層化實施

與傳統教學備課相比，分層教學有以下兩點特色。一是轉變以學生為主體的新思想，真正實現由教師設計教案“怎么教”轉變到為學生設計學案“怎么學”的軌道上來。在學案資源建設中，我們構建了學習指南、必備先修課、知識設疑思考、能力任務訓練、素質大作業、專題講座、四考核標準及考評方案等欄目，重在為學生創建優質教學資源。對于學案實施過程，更多考慮針對教學項目和模塊目標，結合教情學情制定科學可行的實施方案，包括課堂導入方式、教學方法策略、組織管理學生、學會自主學習、考核評定形式等方面，重在激發學生學習興趣和自主學習意識，充分利用優質教學資源實現高效學習。二是創導學生備學新理念，培植學生課前自主學習新習慣。在開展教學項目之前，教師將事先準備的學案大綱發給學生，讓學生明確學習要求及必備知識，了解教學內容及實施過程，知曉訓練任務及考評標準，只有廓清這些問題，再去預習教材和查閱資料，才能實現有的放矢的備學過程，確保課堂教學過程的順利開展。

課堂教學中，我們提出案例—任務式三模塊分層教學法，即按照知識模塊、能力模塊和素質模塊順序分層實施，每個模塊教學都嵌入教學案例分析和任務訓練考核兩大關鍵環節，前者主要由教師主導師生協同分析完成，后者是學習小組協同完成，體現了教學做練一體化的教學模式新改革，有利于培養學生團隊協作和自我管理的能力。其中知識模塊采用傳統授課方式，只不過采用微課件，引入同步小思考，更加強調師生互動和教師答疑解惑作用。能力模塊是以訓練任務為載體而引領的一種小組學習方式，由小組組長負責分配任務并組織大家實施，整個過程教師只起管理、指導和點評作用。素質模塊是以創造成果和發揮個性為目的，教師圍繞某一主題先做專題報告，然后學生依據素質大作業要求完成成果，最后小組再推薦優秀作品參加班級成果展示演說和評比，這類題目綜合性強、主觀性大，對挖掘學生學習力和創造力非常具有挑戰和啟迪作用。

課后，針對每個教學項目，學生除過完成素質大作業外，還需完成知識模塊自測題一份，能力模塊能力達標任務一項，重在培養學生獨立思考和分析解決問題的能力。期間遇到問題學生也可以利用每周晚自習，班級QQ群，Email，電話和短信等方式與老師聯系獲得及時解決。同時，教師也要不斷總結教學經驗進行反思，在不斷創新這種教學模式改革實踐中獲得新的思想認知和能力磨煉。

5 結語

模塊分層教學法改變了傳統教學按照理論教材按部就班的填鴨式教學模式。課程內容項目模塊化設計有利于彌補學生實踐能力和創新素質的不足，具有設計靈活、隨時調整的優勢；同時教學過程分層化實施更體現教學從認知到應用，從應用到創新的素質教育理念，具有循序漸進、各有側重的特點。這種教學模式適應21世紀我國高職教育改革的發展趨勢，對促進學生在工程力學課程實踐改革中形成工程意識和工程素質具有重要意義。