專業(yè)認證下的力學課程混合式教學改革研究
——以長春工程學院為例

李延君，史慧云，韋皓煜，孫 艷

(長春工程學院，長春 130012)

2019年,教育部印發(fā)了《關于一流本科課程建設的實施意見》，文件中提出全面開展一流本科課程建設，實施一流本科課程“雙萬計劃”的要求。一流本科課程建設讓高等教育回歸于教育教學的本質，對課程建設、教師教學能力和教學改革等方面提出了更高要求。目前，越來越多的高校和專業(yè)開始主動推進工程教育專業(yè)認證工作，促使力學系列課程以專業(yè)認證理念為導向進行課程教學改革。力學教學團隊采取了省級在線精品課程資源建設、思維導圖、翻轉課堂和力學創(chuàng)新人才訓練等改革措施，在課程改革中培養(yǎng)學生的力學興趣、自主學習意識、創(chuàng)新思維和應用力學知識解決復雜工程問題的能力。

1 力學課程教學改革背景和理論框架

1.1 背景

2016年，我國正式加入工程教育本科專業(yè)認證國際互認協議,即《華盛頓協議》。目前，越來越多的高校和專業(yè)積極主動推進認證申報和自評工作。自2017年以來，長春工程學院積極主動推進工程專業(yè)認證工作，土木工程專業(yè)、機械工程專業(yè)、水電水利工程專業(yè)和巖土工程專業(yè)已順利完成工程認證。農業(yè)水利工程專業(yè)和建筑環(huán)境工程專業(yè)已提交專業(yè)認證自評報告，環(huán)境工程專業(yè)正積極準備申請認證。

力學系列課程是各類工科專業(yè)的基礎課程，是各工科專業(yè)認證的有效支撐部分。面對長春工程學院眾多工科專業(yè)已開展專業(yè)認證，促使力學系列課程以專業(yè)認證理念為導向進行教學改革已成為大勢所趨。

1.2 教學改革模式理論框架

以學生為中心、產出導向、持續(xù)改進是工程教育專業(yè)認證的三大核心理念。根據這三大核心理念和力學課程支撐畢業(yè)要求指標點的需要，力學教學團隊設計了鞏固知識、內化知識、課程資源建設、創(chuàng)新性培養(yǎng)等改革措施。以學生為中心，培養(yǎng)學生自主學習能力和力學創(chuàng)新能力是課程改革要重點突破的方向。根據課程建設、改革、實施、推廣，分析了三年力學課程的達成度，教學團隊正持續(xù)優(yōu)化力學系列課程。

2 課程資源建設——省級在線精品課程建設情況

力學教學團隊以智慧樹教育科技公司的知到App為課程建設平臺。在線課程以學時多、內容廣和普遍適用為設計導向，課程相關資源豐富。學習內容增添了工程背景與案例分析，突出培養(yǎng)學生用所學力學知識與技能解決工程問題的能力并提出工程設計方案。

力學教學團隊于2018年11月完成線上視頻錄制與相關課程資源的準備工作。線上課程資源涵蓋教學視頻64個，視頻錄制時長625 min。上傳了50個課件PPT和200道在線測試題，還含有其他相應課程的學習資源。線上課程賦予1.5學分，占25學時。

工程力學線上課程于2019年春季學期正式招生運行。經過近兩年時間的線上線下實踐運行，課程除跨校共享的學分課運行外，還面向公眾開放，目前已運行4學期，累計選課7 777人次，累計互動3 520次，累計學校25所。工程力學(80學時)課程于2019年獲評“吉林省在線精品課程”榮譽稱號。

3 混合式教學方法改革策略

3.1 巧用思維導圖整理力學知識

思維導圖是由東尼·伯贊提出的思維革命工具，它是一項全方位的視覺和圖解思考工具，擅長表達記憶、學習和創(chuàng)造等形式的思考過程。材料力學課程知識點瑣碎，內容廣泛，公式眾多，力學教學團隊面向土木工程專業(yè)2016級、2017級和2018級本科教學引入了思維導圖為輔助工具，進一步達到鞏固力學知識的目的。課程要求學生在一章節(jié)學習完畢后繪制一張A3紙的力學知識思維導圖。這是一種課后學習的復盤式導圖，學生通過繪制復盤導圖梳理本章節(jié)的力學知識要點，加深已掌握的知識印象，發(fā)現自身薄弱的知識模塊，有助于及時鞏固知識和查缺補漏。在后續(xù)的力學章節(jié)學習中，如果有知識點遺忘，學生也可翻看前邊章節(jié)的思維導圖，與正在學習的力學知識點形成串聯的知識體系。多張思維導圖能夠幫助學生建立力學知識系統框架，提高應用力學知識解決工程問題的能力。

3.2 開展混合式教學，鼓勵學生上講臺

2018年，長春工程學院實施的人才培養(yǎng)計劃對力學系列課程刪減了6～16學時。為解決理論學時減少而內容含量幾乎未刪減所帶來的問題，力學教學團隊引入了線上線下混合式教學模式，按照力學思維和應用對教材中的知識點進行分類，即基礎性知識、陳述性知識、邏輯推證知識和綜合應用知識。利用省級在線精品課程的視頻課程和線上學習資源，學生在教師指導下課下獨立完成基礎性知識和陳述性知識的自主學習。線下課堂教師更多地講授力學分析、邏輯推證和綜合應用問題。

為達到學生力學知識內化的目的，力學課程改革實施了鼓勵學生上講臺的方案。教師在課前布置講授內容，將力學公式推導、重難點進行拆分，讓學生進行分組討論，自主進行課件制作，組長要在課堂上針對某個知識點進行約10 min的分享。講授后，教師和學生要提出心中疑問進行公開討論，以達到加深知識理解的目的。

3.3 組織學生參加力學競賽

為了提高力學系列課程的教學質量，提高學生的力學興趣，培養(yǎng)學生分析和解決工程問題的能力，培養(yǎng)工科力學創(chuàng)新人才，力學教學團隊一直致力于組織學生參加高水平的全國周培源大學生力學競賽。土木工程學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中心和力學教學部共同負責周培源大學生力學競賽的管理和服務。根據多年參賽組織經驗，力學教學團隊已經建立了校賽、省賽、國賽的一系列競賽培訓制度。目前，長春工程學院已經成功舉辦五屆校大學生力學競賽，參賽人數逐年上升，2019年校賽人數達到367人，校賽的知名度、影響力及參與性在逐年上升，選拔出的優(yōu)秀學生在后續(xù)的省賽和國賽中屢次獲獎。

3.4 開展力學大創(chuàng)項目

根據2019年教育部印發(fā)的《國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃管理辦法》的文件要求，長春工程學院積極推動大創(chuàng)項目的建設和實施。為了提升大學生的力學創(chuàng)新能力，學生以力學大創(chuàng)項目為依托，在力學教師指導下以第一作者發(fā)表了2篇力學論文，申報了實用新型專利1項。

表1 力學大創(chuàng)項目

4 改革成果

表2 課程教學改革階段性成果

5 結語

課程質量的提升應該是貫穿教學全過程的，力學課程的教學理念、教學內容、授課方式、教學方法、考核機制等都需要按照工程專業(yè)教育認證的核心理念來進行持續(xù)改進。未來，力學教學團隊將在信息化教學、精品線上課程運行和課程考核方面重點進行持續(xù)改進，要以打造線上線下混合式“金課”為目標持續(xù)做好課程質量建設。