職業本科背景下“工程力學”課程實踐化教學改革探究

段慧珍 汪永超

廣州番禺職業技術學院 廣東廣州 511483

1 概述

2021年4月，習近平總書記在全國職業教育大會上強調，加快構建現代職業教育體系，并指出在高等教育中穩步發展職業本科教育，并推動職業教育高質量發展。職業本科教育是由職業教育延伸而來的一種新教育形態，是一種新興教育模式，其本質屬性是職業教育[1]。職業本科教育要求以高等職業教育為基礎，以解決職業工作實踐問題為核心，注重強化專業與產業間的交叉融合，同時強調與辦學主體的多元化交融，讓學生獲得理論知識的同時具備分析和解決實際工程問題的能力。因此，要辦好職業本科教育就要突破傳統高職專科教育的辦學框架，辦出更高層次、更強優勢、培養高層次的專業人才的教育模式。

粵港澳大灣區是高端裝備制造業等戰略性新興產業加速發展和轉型升級的重要孵化器和催化器。隨著我們國家對智能制造產業發展的逐步重視，以及社會對智能制造業的人才需求日趨增大，機械設計制造及自動化等工科專業的發展具有更廣闊的市場前景[2]。“工程力學”作為一門機械類專業的基礎學科，囊括了傳統理論力學和材料力學兩門課程的大部分重要教學內容[3]，工程力學課程不僅與力學理論密切相關，又廣泛應用于工程實際，在專業基礎課程學習中占有重要地位。在大力發展職業本科的背景下，努力構建具有職業本科特點、理論結合實踐、以崗位群職業能力為主線的新的“工程力學”教學內容具有良好的社會意義。“工程力學”課程改革過程中堅持以“以職業發展需要為起點、產教融合發展為主線、崗位勝任能力為目標”，將更加彰顯職業本科教育的現實意義和實用價值。

2 職業本科建設的基本內涵

2019年，國務院辦公廳印發了《國家職業教育改革實施方案》[4]。方案中提出，“高等職業學校要培養服務區域發展的高素質、高層次技術技能人才”，同時明確提出“開展本科層次職業教育試點”的改革任務[5]。2021年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于推動現代職業教育高質量發展的意見》明確指出，到2025年，職業教育類型特色更加鮮明，職業本科教育招生規模不低于高等職業教育招生規模的10%。目前，在全面促進中國制造2025的大環境下，我國產業轉型提升已進入關鍵時期，工作體系和生產方式的轉換進一步導致勞動力供需結構變化，同時產業優化升級和生產力的提升需要數字化、智能化方面的核心技術，生產線單一的操作工種大量被機器替換，技術能力與工程能力結合的技術技能型人才供不應求，因此職業教育提質培優勢在必行。培養滿足新時勢、新產業下的智能制造裝備領域人才，能夠大力推動智能制造裝備產業相關專業的轉型升級和社會發展，也將促進珠三角地區及粵港澳大灣區的智能制造高職教育的發展。

職業本科區別于普通本科，它是當前我國社會行業變革、產業轉型升級及社會勞動力供需結構變化的必然結果。機械裝備與設備制造業發展的行業背景與珠三角產業結構調整的社會背景下，已經掌握先進制造技術的機械設計制造及自動化專業的高級技術技能型人才需求更加緊俏。廣東大力推進產業轉型升級，著力發展現代制造業，建設全球重要的現代產業基地，實現經濟進一步的跨越發展，離不開實干型的應用型本科人才。

職業特色是職業本科教育的靈魂，堅持以職業需求為起點、以行動為導向、以產教融合為主線、以崗位勝任能力為目標，優化職業本科專業設置和課程體系，打通職業教育人才系統培養路徑，是職業本科人才培養質量獲得社會認同的關鍵[1，5]。隨著國內外經濟的發展和國家各級部門對智能制造產業的重視，未來的智能制造裝備領域具有更廣地發展空間，對智能制造領域人才的需求也會越來越多。

3 高職“工程力學”現有課程體系

3.1 課程性質

“工程力學”是工科專業的一門重要的專業基礎課，課程兼具理論性和實用性，為學生后續專業課程學習和畢業后從事工程設計類工作奠定了基礎。“工程力學”包括理論力學和材料力學兩大部分內容，是銜接專業基礎課程和專業課程的紐帶。主要知識點包含平面任意力系、空間任意力系、點的運動、剛體的運動、動力學知識、四種基本變形、應力狀態和強度理論等。課程內容理論性強、概念性知識復雜且枯燥、涉及大量公式、計算過程煩瑣[6]。工程力學具有科學嚴密性和應用靈活性，需要有清晰的物理概念、準確地理解基本概念和基本原理，熟練掌握用數學原理分析與解決工程問題的基本方法，因而用以培養學生的邏輯思維能力。將工程對象抽象簡化為力學模型的能力以及應用工程力學知識解決實際問題的能力。

3.2 教學模式

3.2.1 課時少，教學方法傳統

以廣州番禺職業技術學院機械制造及自動化專業為例，對于普通高職班級，“工程力學”課程只有32課時，重點講解平面任意力系和基本變形的相關內容，教學內容較少而且簡單，主要是為滿足學生后續機械設計基礎課程的學習要求。教學過程中以老師講、學生聽為主，整體教學方法較為傳統，教學形式缺乏創新。由于課程知識點多、理論性強、學時少，很多同學課上聽講跟不上、課下作業不會做。這種狀態很難保證課程知識的學習效果，也不能滿足職業本科人才培養的要求。

3.2.2 教學內容理論化，脫離工程實際

很多教材按理論知識點分配章節，注重公式推導證明及計算，內容偏理論化、知識點零碎、缺乏工程實例。學生在學習的過程中很難形成系統的工程思維，碰到實際問題沒有解題思路。同時，枯燥的理論計算也會讓學生學習吃力，產生厭倦情緒，即便借助于課后作業、課后答疑的輔助，也很難做到真正的學以致用，通過每年的課后調查發現，學生普遍感覺力學抽象、難學。

3.2.3 考核方式片面，學習效果不理想

課程考核評價方式單一、片面。目前期末考核仍采用傳統式期末卷面考試的形式，考核重點是工程力學理論基礎知識，考核時很難覆蓋全部教學內容，題目類型也沒有注重學生實際應用能力的訓練與考核，因此很難體現學生對知識的理解掌握程度，也無法實現考核學生綜合素質的目的[6]。

4 實踐化教學改革探究

機制專業以提高學生專業技能、創新能力和綜合素質為根本的高職院校應用型創新人才培養改革目標，實施了以發展型、創新型、復合型技術技能人才培養為核心的教育教學改革[7]。職業本科課程體系邏輯起點應源于主要職業崗位工作內容和工作需求，在專業面向崗位群或技術領域中，選擇具有典型性和教育價值的部分構件教學內容。“工程力學”作為機械類專業的一門基礎課程，教學中有必要拓寬維度，以保證更好的提升學生的工程素養。

尊重學生主體地位，在制訂教學計劃、教師課堂講授、學生學業評價、教師教學效果評價等過程要充分關注學生的需求[8]，將對學生的需求和個體化發展差異考慮充分并體現在具體的教學中；培養學生主動學習的能力，發揮教師引導作用，讓學生做課堂的主人[8]。讓學生在主動探究的過程中體驗到學習的快樂，使教學成果惠及全體學生；著眼于學生的全面發展，實現學生真正學有所成、學有所得。

4.1 課程設計新穎化

通過教學模式設計、教學方法設計、教學手段的靈活運用、教學目標的開放性設計、教學考核方法改革等，學生專業能力、方法能力和社會能力的全面培養得到保障。在課程教學中進行文化培養，通過分析力學名家的人文故事、愛國情懷，更好地培養學生的家國情懷及嚴謹治學的學習態度；通過講解身邊可見的橋梁、起重機、塔吊等實際案例，更好地灌輸大國工匠精神。課程思政與課程內容相融合，謹記立德樹人的教育使命。

4.2 教學內容實踐化

為了推進職業本科教育的順利開展，“工程力學”作為專業基礎課，必須進一步強化課程教學改革。以廣州番禺職業技術學院為例，首先，增加課時，在高職32課時的基礎上增加到64課時，課時的增加更有利于課程形成較為完善的教學內容體系。其次，在傳統教材的基礎上對內容重新編排，將課程體系劃分為6個教學項目，把教學知識點拆分到6個項目中，結合具體的工程實例進行講解。每個教學項目除了融合傳統知識點外，也融入了相關企業標準和職業素養，能夠更好地培養學生的工程意識。在學習具體工程案例之前，先對工程案例簡化成力學模型的過程進行說明，包括對工程應用場合、工作特點和研究對象的分離過程。在課前準備時，盡量地多收集包括工程應用案例在內的一些視頻、動畫和圖片資源，以保證學生學習時達到學以致用的效果。

以基于工作過程的課程開發理念為指導，以職業能力培養和職業素養養成為重點，根據技術領域和職業崗位(群)的任職要求[9]，融合崗位標準，以來源于工程一線的實際案例為載體，對課程內容進行項目化、情景化設計。教學內容的改革充分體現了以人才培養為目標、以崗位需求為導向、以學生為主體、以素質培養為基礎、以項目案例為載體的培養過程。

4.3 教學方法多元化

教學方法是教學改革的關鍵點和切入點，堅持以培養技術應用能力和學生所需的職業能力為主線設計和組織教學內容。專業構建了以基礎模塊及專業核心模塊為基礎，同時融合拓展模塊，建立開放、共享的課程內容。完善了任務驅動、項目導向、翻轉課堂等在內的教學組織體系，實施了探究式、分段式項目教學等多種教學方法。堅持以學生為中心，促使人才培養質量穩步提升。

“工程力學”課程教學過程走向多維度培養。教學時以傳統教學手段和方法為基礎，結合多媒體、視頻、動畫等手段進行工程實例的講授與討論，學習時理論結合實踐，同時將工程力學案例與行企業技術標準相融合。通過案例式教學、啟發式教學、類比法課堂教學等多種手段，充分利用互聯網實現線上和線下模式相結合。將敬業、勤業、專業與精益求精的工匠精神細化到每一堂課的教學方案中，培養學生的職業素養和創新精神，培養一批具有工匠精神、技能卓越的新一代機械人，樹立全國高職院校智能制造人才培養品牌。將相關的技術標準、技術發展等用視頻和實地參觀等方式進行教學展示，以提升學生對工程實際的整體認識。借助于超星學習通線上教學平臺開發精品在線課程，考勤、作業、在線搶答、教學視頻、PPT等多維度使用，能夠實現線上與線下教育教學的有機結合，提升教學有效度。課程中使用的教學方法與手段如下圖所示。

4.4 考核方式全面化

為進一步培養應用型人才，教師在進行課程考核時，需要對原本的考核方式進行改革，建立科學、健全的考核制度。注重過程性評價，采取多元化考核方式，形成全面的“工程力學”考核體系[10]。取消原有單一化的考核方式，參考學生的課堂考勤、平時作業、實驗項目成績、在線學習情況等方面，采用多形式、多方面的綜合性考核，并根據總成績50%左右的幅度來確定平時成績，如表1所示。

表1 課程考核評價體系

結語

教學過程中堅持實施人才動態培養機制，使學生的職業素養與企業人才素質需求保持聯動，形成校企深度融合、聯動育人機制[11]。“工程力學”作為機械類專業的必修課程，在整個課程體系及工程教育知識能力構建過程中起著重要的作用。當前“工程力學”的教學仍然存在類似于教學課時不足、教學模式單一、課程地位模糊不清、教學內容創新性不足等問題。因此，具備健全的“工程力學”教學體系和考核評價方法、有效合理利用課堂教學時間、重視實踐教學活動，才能更好地培養應用型人才。