基于目標問題導向的“材料力學”課程教學創新

于月民 劉寶良 梁翠香

摘 ? ?要：文章基于目標問題導向式課程教學理念，對“材料力學”課程開展教學創新，把信息技術與教育教學深度融合，提出了目標問題導向的翻轉課堂教學模式，將案例教學法貫穿于整個教學環節，將思政元素有機融入教學全過程，兼顧知識學習、能力發展和價值引領，將素質教育、工程教育和創新教育結合起來，培養學生的工程意識和解決問題的能力。

關鍵詞：目標問題導向;案例教學;材料力學;課程思政

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2022）03-0045-02

廣東石油化工學院依據學校、專業、課程三個層級目標，提出了“目標問題導向”式教學理念，有針對性地設計五類“目標問題”，以學生為中心，圍繞五類“目標問題”展開一系列教學活動。通過目標問題引導學生課前自主學習;課中通過教師梳理主要知識點，組織學生進行討論;課后布置拓展問題和拓展閱讀等環節組織教學，有效地促進了課程教學不斷逼近人才培養目標。使學生能夠實現“激發興趣、引發思考、課堂參與、學用知識、素質培養”的目標[1-3]。

“材料力學”課程基于目標問題導向式課程教學理念開展教學創新，以教學目標為導向設計，以基礎問題、重點問題、難點問題、實踐問題和拓展問題五類目標問題的分析和解決來組織教學活動。通過設計循序漸進的基礎問題、重點問題、難點問題、實踐問題和拓展問題五類目標問題，引導學生課前自學;課中通過研討交流答惑解疑，應用所學知識解決實際問題;課后引導學生探索創新。通過目標問題的設置和解析，吸引學生參與，激發學生開放式思維，引導學生深度思考，培養學生的自學能力和實踐能力。

一、教學創新的必要性

“材料力學”課程是機械類與土木類專業學生必修的專業基礎課程，其研究內容涉及各類工程結構中的受力、變形和破壞現象。“材料力學”課程既是專業課的基礎，又直接服務于工程實際，具有基礎理論和應用技術的雙重性質[4]。“材料力學”課程的授課對象是大二學生，他們雖然掌握了一定的力學理論基礎，對工程構件已有初步的認識，但沒有相關工程背景和實踐知識。在傳統“材料力學”課程教學中，學生在學習過程中參與度不夠，工程意識和解決問題的能力欠缺，缺乏過程性反饋;教師的教學缺乏針對性和精準性，并且缺失過程性評價，難以合理地評價學生的知識掌握和綜合素質情況。

針對上述教學問題，我們對“材料力學”課程進行了教學創新。基于“從實踐中認識規律，再回到實踐中指導實踐”的認識運動規律，結合實際工程問題實施案例式教學，通過工程案例講授力學理論，并利用力學理論解決“實際工程問題”，激發學生的學習興趣，調動其學習的積極性，提高學生的課堂參與度。從“專業基礎課服務專業課程”的理念出發，收集整理與專業相關的工程案例，將之與抽象的課堂理論知識結合。通過案例式教學培養學生在實踐中抓主要矛盾的能力，將實際工程問題抽象為力學模型的力學思維工程意識和解決問題的能力。基于“雨課堂智慧平臺”實施多元化考核，線上與線下考核相結合，實施過程性與終結性考核，兼顧知識、能力和思政考核。

二、教學創新的思路和舉措

（一）教學目標創新

廣東石油化工學院圍繞學校的辦學特色和人才培養目標，確立了包含知識目標、能力目標和思政目標的“材料力學”課程教學目標，實現了知識傳授、能力培養和價值引領的有機統一，有效支撐了專業的應用型人才培養，符合學校辦學定位。

1.知識目標。熟練掌握桿件基本變形和組合變形下的內力、應力和變形分析方法，并能進行強度和剛度計算;熟練掌握壓桿臨界荷載的計算方法，并能進行穩定性計算。

2.能力目標。掌握分析和研究工程問題的方法，能對工程實際中的桿件合理地建立力學模型，應用強度、剛度、穩定性條件進行設計和分析;培養學生辯證性分析復雜綜合案例、應用知識、有效溝通、清晰表達的能力，并能考慮工程倫理等因素，具備應用信息檢索與軟件、完成報告及設計文稿撰寫的能力。

3.思政目標。結合課程知識點介紹我國領先技術，增強學生民族自信心與自豪感;結合業界前輩生平事跡與貢獻，培育學生耐心專注、百折不撓、精益求精的工匠精神和科學精神;結合經典創新工程案例，培養學生勇于突破陳舊觀點，實踐創新的思維;通過歷史失敗工程案例分析予以警示，培養學生擔當精神與社會責任感。

（二）教學模式創新

“材料力學”課程采用的是基于目標問題導向的翻轉課堂教學模式（O-DIRTCTSH），從空間和時間兩個維度對傳統教學模式進行翻轉，在空間上分為課內和課外兩個場所，在時間上分為課前、課中和課后三個階段。翻轉課堂的課前視頻學習是以學生在線學習的形式為主，課中的合作探究和問題解決是在傳統的線下課堂進行主要以能力發展為主。翻轉課堂把線上和線下學習有機結合起來，充分發揮教師的主導性和學生的主動性。

基于目標問題導向的翻轉課堂教學，在課前利用“雨課堂智慧平臺”推送預習課件、拓展課件、錄播視頻，為學生自主學習提供資源，并設置問題引導學生自主學習，掌握課程知識點并解決問題。課中首先，回顧和梳理錄播視頻中的主要知識點。其次，通過集中學習、小組討論、合作探究等方式進一步梳理重點和難點問題。最后，基于工程案例進行深層次的教學活動，師生共同交流、探討，解決實踐問題，重在培養學生解決實際問題的能力。在課中的總結環節總結本次課的知識點，形成知識脈絡圖，鍛煉學生的歸納總結能力。課后利用“雨課堂智慧平臺”推送課后作業和拓展資料，利用教學QQ群和微信進行答疑，學生以個體或小組的形式在教師的啟發下解決拓展問題，完成教師布置的課后任務，提升應用力學理論解決工程問題的能力。另外，根據具體的授課內容將思政素材融入到課前錄播視頻、課前拓展課件、課中案例、課后拓展課件中。

（三）教學內容創新

“材料力學”課程在內容上以四種基本變形為基礎，介紹組合變形以及壓桿穩定等內容，進行強度、剛度和穩定性三方面分析。重構課程教學內容，構建“模塊化”教學體系，將課程內容分為5個模塊和12個教學單元，納入學科研究的新進展，滲透專業思想。

“材料力學”課程在知識傳授的同時注重依據知識模塊設計課程思政，以案例穿插、專題嵌入和隱性滲透方式融入到對應的目標問題中。通過知識目標、能力目標和思政目標的達成，實現知識傳授、能力培養和價值引領的教學目標。

（四）教學方法創新

“材料力學”課程構建了基于雨課堂的翻轉課堂六步教學法，讓學生有準備地進入課堂。圍繞五類“目標問題”組織課前、課中和課后的教學環節。教師通過引入工程案例，引導學生分析、討論和總結，學生通過積極思考、主動探索，進而得出結論或解決問題的方案，深化對相關理論的認知和對科學知識的系統掌握，培養學生在實踐中抓主要矛盾和將實際問題抽象為力學模型的力學思維。實施案例式教學可以充分發揮教師的主導性和學生的主動性，體現了“以生為本”和“理論聯系實際”的教育理念[5-6]。

案例教學貫穿于整個教學環節，結合學生專業選編案例，基于目標問題對案例教學進行頂層設計，挖掘案例中蘊含的材料力學知識，明確要培養學生的哪些能力，由淺入深地設計需要討論的問題，通過問題來引導學生思考，從而掌握相關的材料力學知識。

（五）考核方式創新

“材料力學”課程基于“雨課堂智慧平臺”實施多元化考核，實現了對學生能力目標和思政目標的考核，考核內容包含課程的知識目標、能力目標和思政目標。“材料力學”課程考核分為過程性考核與終結性考核兩個階段，采取線上考核與線下考核相結合的方式。

過程性考核主要包括課前預習2%、課堂出勤1%、課堂測驗4%、課后作業3%、綜合設計10%（小組，能力目標為主要評價依據）、案例分析10%（小組，思政目標為主要評價依據）和實驗報告10%。期末考試60%，采取閉卷的形式，從試題庫中抽取考題進行考核。

三、課程教學創新實踐的成效

“材料力學”課程團隊收集案例素材，編寫出版材料力學案例教材一部，主持在研省級案例教學項目一項，主持校級課程思政項目兩項，團隊成員有3人獲建工學院課程思政說課比賽獎項。“基于翻轉課堂的材料力學案例教學”獲廣東省本科高校在線教學優秀案例一等獎。“材料力學”課程教學創新獲廣東省高校教師教學創新大賽三等獎。

“材料力學”課程教學創新在土木專業的授課中取得了較為理想的教學效果。這激發了學生的學習興趣，促進了學生思考，實現了參與式教學。

參考文獻：

[1]羅天雨，王遨宇，張鴻宇.基于目標的問題導向教學法探討[J].? ? 廣東化工，2020（21）.

[2]秦大偉，羅天雨.目標問題導向式在線教學模式探析[J].廣? ? 東化工，2021（2）.

[3]李廣環，龍濤，任合剛，等.以提高學生化工安全與環保能力? ? 為目的的教學改革研究[J].化工設計通訊，2021（4）.

[4]鄭麗鳳，邱榮祖，周新年，等.“材料力學”課程考試改革的探? ? 索與實踐[J].長春理工大學學報（社會科學版），2011（9）.

[5]伍少霞.案例教學法在高校思想政治理論課中的應用[J].? ? 黑龍江教育（高教研究與評估），2010（2）.

[6]于月民，劉寶良，趙春香，等.大學力學基礎課實施案例式教? ? 學的探索與實踐[J].價值工程，2013（32）.

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