信息化環境下高職《工程力學》課程教學改革探析

陳丹 楊杰 曹慧慧

以教育信息化帶動教育現代化，促進教育的創新與變革， 是加快從教育大國向教育強國邁進的重大戰略抉擇。本文分析了《工程力學》在傳統教學中長期存在的問題，結合信息化教學的核心任務，從教學理念、教學體系、教學內容、教學策略、教學方式和教學考核六方面探索提出了改革措施。

《工程力學》是高職院校土木大類專業中一門重要的專業基礎課程，包含理論力學、材料力學、結構力學內容三大部分。該課程兼有基礎理論和應用技術的雙重性質，是連接基礎課和專業課之間的橋梁，在整個專業課程體系中處于承上啟下的地位，它既運用了前期課程中的數學原理、材料特性、識圖制圖等知識，又為后續的專業技術課奠定必要的理論基礎，既提升學生解決實際的工程問題的能力，也培養學生分析問題解決問題的邏輯思維能力。

對于《工程力學》這樣一門理論性很強的課程，公式繁雜難記憶、理論抽象難理解、理論與實踐脫節一直是傳統教學的痛點，主要表現在以下幾個方面：

教學內容大多沿襲大學本科教育，理論性過強并不適合高職院校學生，雖然近幾年大力推行項目化教學改革，但主要針對專業技能課程，而對這類專業基礎課程，在理念上有所改觀，但并未真正落到實處，往往與相關后續專業課程的銜接與配合較差，脫離了工程背景和工程實踐，使力學課程的理論顯得蒼白空洞，學生不知道學了有何用，或是用時已全忘。

教學方法還是采用傳統的理論講授法，一般采用課堂講解、習題訓練、實驗、課后作業等方式，雖然慢慢引入多媒體教學、課程網站、學習平臺等信息化方式，但并沒有有效整合，真正解決教學內容多課時有限、學生水平差異大等問題。

考核方式單一，主要采用平時成績加期末考試成績的方法。但平時成績較難把控也很難有明確統一的標準，而“閉卷”期末考試主要考查學生對理論知識的掌握情況，而很難評價學生實際運用能力和實踐創新能力，往往讓學生為了應付考試，突擊死記硬背公式和理論，一旦考試通過，他們馬上棄之唯恐不及，而忽略了今后的在其他專業課程的應用，這種考核方式不太符合高職院校學生的培養目標。

隨著信息化的發展，信息化教學成為教師日常教學的重要組成部分。信息化教學的核心是利用網絡學習平臺和信息化資源調動全體學生的學習主動性，使學生自主地學習，使教育課前、課中、課后的所有教學環節數字化，從而提高教育質量和效率，形成適應信息社會要求的新教學教育模式。

新媒體和新技術正在影響著職業教育的方方面面，教與學的方式變得更加靈活多樣。教師和學生不再局限于傳統的課堂之中，教師和學生的角色不再局限為教與學，教師由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動獲取信息的幫助者、促進者；學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者。教學過程由講授的進程轉變為通過情景創設、問題探究、協商學習、意義建構等以學生為主體的過程，翻轉式課堂和混合式教學等新型教學方式越來越流行，在線學習、移動學習、泛在學習等新型學習方式越來越受到學生歡迎，以教育信息化帶動教育現代化，促進教育的創新與變革，是加快從教育大國向教育強國邁進的重大戰略抉擇。

在“互聯網+”行動計劃、教育信息化2.0行動計劃等國家戰略的持續推動下，《工程力學》教學也應適應并運用新形勢下的教學模式，從理念到體系、從內容到形式、從教學到考核等多方面著手，將以人為本、真正把培養學生綜合素質和能力的指導思想貫穿整個教學活動過程。

（一）教學理念改革——以學生為中心，讓學生動起來

課程改革首先要從教學理念開始，傳統的以教師為中心的理念已經不適合當下高職院校中90后的學生，他們有個性有想法，且自我約束能力較差，我們必須以學生為中心，通過設計試驗、游戲、討論、匯報等一系列課堂活動讓學生動起來，在活躍的課堂氣氛中變被動聽講為主動探究，在動腦動手動嘴的過程中總結規律，掌握要點。這樣，不僅有利于理解掌握知識，更能激發學習興趣，同時也能提升團結合作、實踐創新的能力，實現教學目標。

（二）教學目標改革——探索課程思政，讓能力與素質融起來

工程力學課程兼具理學類課程和工學類課程的雙重身份，既要注重對學生科學思維方法的訓練和科學倫理的教育，培養學生探索未知、追求真理、永攀科學高峰的責任感和使命感，也要注重強化學生工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。因此教學設計時要從“知識點”中挖掘思想政治元素，從教學內容中挖掘哲學思想，利用這些元素豐富課堂內容，實現知識傳授與價值引領的有機統一。如在介紹彎曲承載能力時，引入魁北克大橋失事案例，通過震撼直觀的畫面警示工程安全，強調彎曲梁承載力在設計中的重要性，從感性到理性提升學生安全意識；如介紹內力概念，提及內力是由外力產生隨外力改變而改變時，可以引申到團隊在面對外壓時能形成的凝聚力和團隊反抗力量等；如將力學史與建筑史結合起來，讓學生了解古代人民的智慧、現代科技的發展，可以讓學生感受國家的強大和進步，激發學生的愛國主義精神，提升學生的民族自信和自豪。

（三）教學體系改革——與專業聯系，讓前后課程連起來

力學具有很強的工程應用背景，力學研究的問題主要是工程實際問題，研究對象為工程實際中的簡化結構，其實質就是從工程實踐中來再回到實際工程中去，因此，我們在教學的過程中要多列舉工程實例，將工程中的實際結構與力學中的簡化結構建立鏈接，尤其要教學生分辨結構類型建立力學模型，這樣才能真正做到理論聯系實際；同時在專業課學習階段，也應根據需要及時補充力學知識，深化理解，學以致用。

（四）教學內容改革——以夠用為原則，讓理論知識用起來

高職《工程力學》教材大多為適應多個專業需求，特別強調本身的系統性和完整性，內容繁多，這與“要以應用為目的，以必需、夠用為度”的原則相違背。因此，我們先對教材內容進行整合，劃分為靜力學分析、拉壓桿分析、扭轉桿分析、彎曲梁分析、組合變形桿件分析、壓桿穩定分析、靜定結構分析、超靜定結構分析8個教學模塊，在課時有限的情況下，根據不同專業和不同學習層次的崗位技能需求對模塊進行適當選擇與組合，比如機械類專業著重介紹扭轉桿分析，土建專業則著重介紹拉壓桿與彎曲梁分析；比如工程管理類專業著重要求掌握力學基本概念，工程設計類專業則著重掌握計算理論及設計方法等等。同時，結合學生特點，借助力學軟件把學生從煩瑣的計算中解脫出來，通過對比數據及圖形，直觀分析各個力學參數對模型結構的影響，從而更好地理解力學原理應用力學經驗。

（五）教學策略改革——以問題為導向，讓系列任務串起來

“以學生為中心”的教學理念并非忽略教師的作用，相反對教師提出了更高的要求，教師需要收集豐富的教學資源，需要玩轉各種層出不窮的教學方法，并針對教學內容進行充分地準備和設計，比如，在采用PBL-以問題為導向的教學法時，如何提出一個能激發學生興趣、愿意動腦思考的問題？如何將問題細化？如何設計合理合適的系列任務引導學生像福爾摩斯偵探一樣逐層深入，扣人心弦又欲罷不能，直到最終解決問題掌握知識？這些都需要老師從學生的實際情況出發，結合自身的教學經驗，并調用相關的教學資源去精心準備和籌劃。新時期的教學策略改革，就是從專業知識和教學方法對教師提出全新的挑戰。

（六）教學方式改革——微課、線上課、視頻課，讓課堂活起來

互聯網+背景下的學習內容以極豐富的圖文、音視頻媒體數字信息呈現，突破時間和空間限制，碎片化、泛在化、適時地進行自主選擇性的學習方式是傳統課堂無法比擬的。因此我們也要與時俱進，讓我們的課堂不止限定于45分鐘課堂，而是運用網絡課程、教學平臺、線上課、視頻課等信息化教學手段將課堂延伸到課外，讓課堂活起來。比如，課前，老師可以在教學平臺發布預習任務，要求學生查看網絡課程中的相關資料，并完成課前測試，以了解學生自主學習情況；課中，老師隨時發布課堂活動并及時了解并記錄學生參與情況；課后，對重點難點問題錄制視頻課，讓學生能反復觀看；針對學生存在的問題，還可以進行集中線上課輔導等等，從而有效解決課內學時不足的問題。同時應用微課、視頻、動畫、3D模型圖等信息化教學資源，在感官多重圖文聲像綜合刺激下，幫助學生理解抽象知識，激發學生學習的主動性、趣味性和探索性。

（七）教學考核改革——階段評價+過程評價+理實一體化評價

改變傳統單一的考核方式，采用階段評價、過程評價、理論與實踐一體化評價的綜合考核方式。其中，階段評價以考查理論知識為主，采用題庫抽題的方式分模塊分層次進行，不同層次設定難度系數，綜合計算分值，允許多次考試，通過方可參與下一階段考試；過程評價以考查課堂表現及課后作業為主，主要依靠教學平臺的記錄，對學生參與課堂任務、資源利用等情況盡情綜合評價；理論與實踐一體化評價以考查實驗實訓為主，注重學生動手能力和在實踐中分析問題、解決問題能力及創新能力的評價；三類評價有效結合，不僅能全面考核學生對知識的掌握情況和應用情況，也能培養學生協作創新、信息素養等綜合素質。

信息技術的發展為高職院校課程教學改革提供了更廣闊的空間，實踐證明， 上述教學改革措施能極大地激發學生主動學習的積極性， 有效地提高了教學效率， 取得了良好的教學效果。然而，高職《工程力學》課程的教學改革不可能一蹴而就， 必將是一項長期的、復雜的、學術性很強的工作，也必將是需要隨著外部環境及學生特點的改變而不斷改變的過程。作為教師，我們要有使命感，要不斷探索總結出與國情、學情相適應的教學改革措施， 提高教學質量實現人才培養目標。

作者單位：廣東水利電力職業技術學院