一流專業(yè)建設(shè)中工程力學(xué)課程教學(xué)體系改革的研究與實踐

郭江濤

[摘? 要]工程力學(xué)課程是大土建類一流專業(yè)中最重要的專業(yè)平臺課之一，為服務(wù)一流專業(yè)建設(shè)，實現(xiàn)高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)。文章分析了高職教育工程力學(xué)課程教學(xué)體系的現(xiàn)狀，以及在三個一流專業(yè)中進(jìn)行的試點改革，實踐結(jié)果表明：新的教學(xué)體系激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對其他一流專業(yè)的課程建設(shè)具有一定的參考價值。

[關(guān)鍵詞]工程力學(xué)? 教學(xué)體系? 改革? 實踐

基金項目：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院人文社會科學(xué)（教改）研究基金項目（項目編號：GJ1820）。

工程力學(xué)課程是高職教育大土建類一流專業(yè)中最重要的專業(yè)平臺課之一，“四位一體”人才培養(yǎng)方案在楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院具有十分重要的地位。專業(yè)建設(shè)的核心是課程建設(shè)，課程建設(shè)的靈魂是課程教學(xué)體系改革。為實現(xiàn)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，改變現(xiàn)有工程力學(xué)教學(xué)體系的弊端，我們必須對現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考試考核方式等進(jìn)行改革以適應(yīng)新形勢的發(fā)展需要。通過在三個一流專業(yè)中的試點實踐，發(fā)現(xiàn)新的工程力學(xué)課程教學(xué)體系能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維，并能極大地提高學(xué)生解決實際問題的能力。

工程力學(xué)課程教學(xué)體系的現(xiàn)狀及存在的問題

1.課程定位在人才培養(yǎng)方案具體實施中存在的問題

課程定位是課程在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的坐標(biāo)，坐標(biāo)出現(xiàn)偏差，人才培養(yǎng)的質(zhì)量就難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。而且各大院校在實施方面也有較大的偏差，這也一定程度上影響了人才的培養(yǎng)質(zhì)量。工程力學(xué)作為一門專業(yè)平臺課，前面有大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等先導(dǎo)課程作為基礎(chǔ)，后面又有建筑結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)等課程作為理論依據(jù)，起著承上啟下的作用。因此，課程開設(shè)的時間尤為重要，在制定人才培養(yǎng)方案時，一定要搞清楚其與其他課程的關(guān)系問題。事實上，由于總學(xué)時的限制，很多學(xué)校在學(xué)生大學(xué)一年級第一學(xué)期時就開設(shè)了該課程，由于沒有先導(dǎo)課程為學(xué)生的學(xué)習(xí)作一個過渡，這就在一定程度上加劇了學(xué)生此后學(xué)習(xí)的難度。另外，專業(yè)帶頭人在制定人才培養(yǎng)方案時未結(jié)合并突出各專業(yè)的特點，而人才培養(yǎng)方案是指導(dǎo)教師教學(xué)實踐的直接依據(jù)，當(dāng)人才培養(yǎng)方案出了問題，教師的教學(xué)效果就會大打折扣。

2.教學(xué)內(nèi)容方面存在的問題

雖然教學(xué)內(nèi)容較為完整，但是由于教師在教學(xué)過程中過分追求系統(tǒng)性和完整性，造成知識內(nèi)容的適用性較低，這不利于對學(xué)生獨立思考能力的培養(yǎng)。一直以來，職業(yè)教育大土建類工程力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容包含理論力學(xué)靜力學(xué)部分、材料力學(xué)Ⅰ、結(jié)構(gòu)力學(xué)Ⅰ三部分，課程內(nèi)容基本上是三大基礎(chǔ)力學(xué)的組合，也是三大力學(xué)知識內(nèi)容的簡單拼湊。由于教師在教學(xué)過程中過于強調(diào)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，往往會忽視職業(yè)教育應(yīng)該突出應(yīng)用及實踐的特點，這使得其作為分析工具的重要性并未充分體現(xiàn)出來，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺學(xué)習(xí)的內(nèi)容缺乏載體、脫離工程實際，自身也難以理解學(xué)習(xí)的目的和意義。另外，較難的數(shù)學(xué)推導(dǎo)加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，弱化了他們的分析思路和分析方法，導(dǎo)致因小失大的不良后果。

3.教學(xué)模式方面存在的問題

很多院校教學(xué)模式仍然停留在“粉筆+黑板”的初級階段，信息化教學(xué)手段使用較少，這挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。工程力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，授課教師習(xí)慣了“粉筆+黑板”的教學(xué)模式，教學(xué)方法單一，一味地對學(xué)生進(jìn)行灌輸式教育，尤其是部分年長的教師比較排斥新的教學(xué)模式，課堂講授的知識過多、過細(xì)，且新意不足，留給學(xué)生思考的空間較少，再加之課外作業(yè)較多，時間久了就會造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降和學(xué)習(xí)積極性不高的情況。

4.考試考核方面存在的問題

評價方式單一，難以全面、正確評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。大部分高職院校依舊是“教師講，學(xué)生聽，期末考”，和以考促學(xué)、以考促教、以考促練的初衷背道而馳。考試內(nèi)容主要是受力分析、靜力平衡方程應(yīng)用和內(nèi)力、應(yīng)力分析計算為主的內(nèi)容，以及相關(guān)的名詞、術(shù)語、概念的記憶;考試多采用的是期末閉卷考試，以一份試卷衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)優(yōu)劣。學(xué)生為了應(yīng)付考試，把主要精力放在了怎樣死記硬背課本和筆記上的內(nèi)容，這不利于學(xué)生對知識的全面掌握，也難以衡量出學(xué)生的真正水平，并且體現(xiàn)不出學(xué)生對知識的運用能力和實踐動手能力，還容易出現(xiàn)學(xué)生作弊等違紀(jì)現(xiàn)象，這些問題的存在不僅影響了考試的導(dǎo)向和反饋作用，還不利于教師教學(xué)水平的提高。因此，改革考試考核方式不僅是針對上述問題而言的，而且也是適應(yīng)目前教學(xué)課時不斷壓縮和順應(yīng)高職業(yè)人才培養(yǎng)模式改革發(fā)展趨勢的需要。

工程力學(xué)課程教學(xué)體系的改革

1.對工程力學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行更新與重構(gòu)，修訂新的教學(xué)內(nèi)容體系

工程力學(xué)課程歷史悠久，課程的基本概念和基本理論已有幾百年的歷史。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，非線性科學(xué)的研究取得了突破性進(jìn)展，對高職學(xué)生來說，工程力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)把握“夠用、有度”的原則，要做到經(jīng)典內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容的和諧統(tǒng)一，淡化原課程內(nèi)容體系的系統(tǒng)性和完整性，讓知識能相互交叉滲透，以突出各個專業(yè)的鮮明特點，從以傳授系統(tǒng)知識為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學(xué)生的力學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新能力為主，要實現(xiàn)三大基礎(chǔ)力學(xué)課程的相互貫通、融合和滲透，形成一個完整、協(xié)調(diào)且層次分明的新體系。具體的工程力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容分為三大模塊，其架構(gòu)詳見下圖。

（1）在線下學(xué)習(xí)時間不斷減少的情況之下，教師對教學(xué)內(nèi)容要有所取舍。比如學(xué)生在學(xué)習(xí)完平面任意力系向一點簡化后清楚了合成的結(jié)果是平面內(nèi)的主矢和主矩，那么學(xué)生就能很好地理解空間任意力系向一點簡化的結(jié)果為空間內(nèi)的主矢和主矩了，進(jìn)而由平面任意力系的平衡方程個數(shù)為三個想到空間任意力系的平衡方程個數(shù)為六個。我們在內(nèi)容上的取舍不是因為這個知識點對學(xué)生來說不重要了，而是為了給學(xué)生留出更多的問題思考空間，這樣才能更好地提升學(xué)生的思維能力。

（2）結(jié)合高職學(xué)生的特點和高職學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。因為高職學(xué)生的數(shù)學(xué)功底比較弱，所以教師可以把原本在附錄部分的平面圖形的幾何性質(zhì)部分單獨作為一個章節(jié)來講解，這樣不僅能讓學(xué)生明白常用的靜矩、慣性矩的幾何意義、物理用途，同時還能強化學(xué)生定積分方面的知識，從而使學(xué)生有學(xué)有所用之感。把平面體系的幾何組成分析從結(jié)構(gòu)力學(xué)部分放到材料力學(xué)學(xué)習(xí)的開始是為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物體系統(tǒng)內(nèi)力分析的時候更容易搞清楚各部分構(gòu)件力的傳遞關(guān)系。當(dāng)然，重新排列不等于完全改變，而是要確保基本的體系架構(gòu)不能變。

（3）要努力做到知識點的跨學(xué)科梳理，授課內(nèi)容的選取要按照不同專業(yè)突出授課重點，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)服務(wù)。比如在研究平面力系的合成與平衡時，水利類專業(yè)可以設(shè)計重力壩受力情況的例題，土建類專業(yè)可以設(shè)計靜定平面剛架的例題，交通類專業(yè)可以設(shè)計擋土墻受力的例題，等等，這些例子能讓學(xué)生感受到力學(xué)的學(xué)習(xí)是貼近專業(yè)工程背景的，是能夠解決實際問題的。由于不同專業(yè)的后續(xù)課程不同，因而在講解知識內(nèi)容時一定要注意為后續(xù)課程服務(wù)。比如后續(xù)有土力學(xué)課程的專業(yè)要將應(yīng)力狀態(tài)和強度理論進(jìn)行細(xì)致講解，道路與橋梁工程專業(yè)要將影響線進(jìn)行細(xì)致講解，其他專業(yè)可以在線下不講授星號內(nèi)容以節(jié)約學(xué)時。

2.改革工程力學(xué)課程教學(xué)模式，采用線上線下混合式教學(xué)模式

在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”教學(xué)模式顯得與時代格格不入，但不可否認(rèn)的是傳統(tǒng)教學(xué)模式有其自身的優(yōu)勢，如何在新的教學(xué)模式中融入傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢，共同為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量服務(wù)是值得我們深入研究的課題之一。結(jié)合本項目，我們在水利水電建筑工程、水利工程、建筑工程技術(shù)等三個“一流專業(yè)”中進(jìn)行了相應(yīng)的實踐，采用線上線下混合式的教學(xué)模式，教學(xué)效果顯著。

（1）線上為學(xué)生提供高質(zhì)量的學(xué)習(xí)資源，滿足學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中活動及課后復(fù)習(xí)的需要。針對高職學(xué)生理論功底弱、實踐能力強的特點，我們在智慧職教平臺建立了水利水電建筑工程專業(yè)國家級教學(xué)資源庫——工程力學(xué)課程，將知識內(nèi)容全部碎片化，以微課、圖片、動畫等多種形式呈現(xiàn)出來，輔以相應(yīng)的學(xué)習(xí)指南，能讓學(xué)生在課前用手機、平板電腦等工具提前預(yù)習(xí)，教師可以實時監(jiān)控，這樣的學(xué)習(xí)不受時間、地點的限制。為解決師生實時溝通的問題，我們還在優(yōu)慕課平臺建立了工程力學(xué)課程，課程包含答疑討論區(qū)，學(xué)生可采用語音、文字、圖片等方式和教師進(jìn)行交流。這樣做的目的是為了讓學(xué)生在線下學(xué)習(xí)之前對自己將要學(xué)習(xí)的知識有初步了解，能帶著問題進(jìn)行線下課堂的學(xué)習(xí)，線下課堂的主要功能轉(zhuǎn)變?yōu)榇鹨山饣蟆⒔虒W(xué)活動的開展和知識的拓展，實踐表明這一教學(xué)模式使得教學(xué)效率得到了很大的提升。

（2）線下教學(xué)時應(yīng)用智慧教室來提高學(xué)生自主思考的能力。智能化智慧教室的應(yīng)用讓課堂學(xué)習(xí)變得簡單，教學(xué)效率也得到了極大的改善，且有助于開發(fā)學(xué)生自主思考的能力。從課前的簽到、知識回顧到課中的分組討論及課后作業(yè)等，其核心在于教師的教學(xué)設(shè)計，而且教學(xué)目標(biāo)應(yīng)包括教學(xué)對象、通過學(xué)習(xí)后能做什么、上述行為發(fā)生的條件、合格行為的最低標(biāo)準(zhǔn)等四個要素。通過這一措施，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的自主思考能力。

3.改革工程力學(xué)課程考核方式，過程性考核更能真實反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果

傳統(tǒng)的課程考核方式比較單一，難以準(zhǔn)確評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。我們要把學(xué)生獨立思維能力的培養(yǎng)放在首要位置，要讓學(xué)生明白考核的目的不是為了能合格畢業(yè)，而是要學(xué)有所得。但目前我們的考核方式還是停留在應(yīng)試階段，一張試卷決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)優(yōu)劣，這樣的結(jié)果是不能真實反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的。因此，在考核內(nèi)容上，我們要以教學(xué)模塊為節(jié)點出一些涵蓋知識面寬、綜合性強的題目，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力，讓考試變?yōu)樯罨瘜W(xué)生學(xué)習(xí)的手段而不是負(fù)擔(dān)。考核要貫穿學(xué)生整個的學(xué)習(xí)過程，從課前簽到預(yù)習(xí)、日常作業(yè)、回答問題、實驗實操、單元作業(yè)、期末考試等多個環(huán)節(jié)都要賦分，并且給予不同的權(quán)重，最后加權(quán)給出總分。教師在平常教學(xué)中也要對學(xué)生進(jìn)行誠信教育，使學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

結(jié)? 語

專業(yè)課程的改革絕非一日之功，需要我們時時發(fā)現(xiàn)問題并及時找到解決問題的方法。通過實踐發(fā)現(xiàn)，新的教學(xué)體系有力地推動了相關(guān)一流專業(yè)的內(nèi)涵建設(shè)，改革后的成果促進(jìn)了一流專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，為人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升作出了一定的貢獻(xiàn)。此外，這次改革還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也為其他一流專業(yè)建設(shè)中的課程建設(shè)提供了參照。

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作者單位：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院? 陜西楊凌