機電類專業《工程力學》課程教學改革探索與實踐

◇廣東輕工職業技術學院 符雙學

廣州民航職業技術學院 李家宇

基于《工程力學》課程的教學現狀，本文從優化課程設計理念與思路、改革教學方法、改革考核方式等三個方面提出改革。以信息化教學為載體，構建“六維度”信息技術與教育學深度融合的體系，以項目驅動為主要教學模式，充分調動學生積極性，全面提升教學質量，提高學生的社會適應能力，并取得良好的教學效果。該課程的改革成效為相關專業基礎課程的教學改革提供了一定的借鑒。

《工程力學》課程是機電類相關專業群的必修專業基礎課程之一，是承接基礎課和專業課之間的紐帶和橋梁，同時也是該專業群的必修課程和主干課程。該課程基于機電類職業和工作過程，主要任務是向學生介紹靜力學、材料力學等方面的基本內容，通過課堂教學、實驗室教學等教學形式，使學生掌握工程力學的基本知識，為后續專業課作理論基礎。本文將從機電維修典型工作崗位對力學知識的需求出發，結合機電專業建設的需求，探討《工程力學》課程在教學內容、教學形式和考核方式方面的改革，并提出相應的改革舉措。

1 教學現狀

1.1 課程主要內容

目前各校采用的教材不盡相同，但主要教學內容相似，現以華中科技大學出版社《工程力學》（ISBN9787568028790）為例，課程內容分3篇，共16章，其中：第1篇是剛體靜力學部分，包含5章，主要介紹靜力學基本概念與受力分析，平面力系與平衡方程，空間力系與平衡方程等；第2篇是變形體靜力學部分，包含7章，主要介紹軸向拉伸與壓縮，剪切，扭轉，彎曲，應力狀態與強度理論，組合變形，壓桿穩定等；第3篇是運動學和動力學部分，包含4章，主要介紹構件運動學基礎，點的合成運動與剛體的平面運動，質點和剛體動力學基礎，動靜法與動能定理等。在授課過程中，不同專業對力學的要求的內容和深度略微有不同，需要根據具體要求調整相關教學內容。本課程在教學過程中，由于是基礎課的緣故，相對而言比較枯燥，尤其對于物理基礎不是很好的學生，學習起來有一定的難度。總的來說，本課程是高中物理內容中力學知識的延伸，學生普遍反映內容抽象和枯燥，學習的積極性和主動性不是很高。

1.2 教學形式

目前對于《工程力學》這門課程主要以課內講授的形式進行授課，課時為理論與實踐結合，以理論為主，在教學過程中穿插一些力學實驗視頻幫助同學們了解相關設備、材料的力學性能等。學生基本上是被動接受老師講授的知識，而本門課程內容多，學時有限，老師在講授的時候速度相對較快，對于力學基礎較差的同學往往很難跟上老師的授課進度，對知識的系統性更是無從談起，這就造成了該課程教與學“兩張皮”的情況，教學效果很不理想。

1.3 考核方式

目前對于《工程力學》課程考核的方式主要是分平時成績和期末成績兩塊。一般來說，期末成績占比70%，平時成績占比30%。平時成績主要由課堂表現、出勤率、作業情況、小測驗等方面綜合評定。期末考試主要是由判斷、選擇題加上少量計算應用題。這種考核方式勢必會導致學生平時學習不認真，到了考試時候通過刷題、死記硬背，并沒有真正注重知識的實用性，對知識的掌握很大程度上是一知半解，理論聯系實際更是無從談起，這嚴重背離了開設本門課程初衷，也沒有達到開設該門課程的目的。

2 改革方式

2.1 優化課程設計理念與思路

基于“以培養職業能力為核心，以工作實踐為主線，以項目為載體，用任務進行驅動”的設計理念，在教學過程中使用案例教學，任務化驅動的教學方法來設計課程內容的。先實踐（案例），后理論，在案例分析中以點帶面，帶動理論的學習，以應用設計為切入點，注重學生動手能力的開發和培養。具體如下所示。

（1）實踐教學的設計理念。①能力培養上，體現機電崗位的技能需求；②教學組織上，采用以學生為主體，以教師為導向；③教學方法上，采用教師導學，任務驅動，項目實施。

（2）理論教學的設計理念。①先實踐（案例）后理論，先感性，后理性，符合學生的認知規律；②以實踐（案例）帶動理論的學習，將理論穿插于案例分析教學之中。

（3）課程的設計思路。①以機電企業崗位對技能的社會需求構建課程標準；②以企業項目來構建案例，并使之條理化、系統化；③引入課程思政，實現專業教學與思政教育的有機融合；④將構建的案例模塊化，項目化，體現教、學、做的有機統一。

2.2 改革教學方法

a、引“思”入課，激發興趣。

要做好立德樹人的根本任務，就要把思想政治教育放在首位。在《工程力學》課程中引入思政元素，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

（1）教育者先受教育，任課教師規范自己的言行舉止，以身作則，不斷地提高自己的思政素養。任課教師自身良好的道德修養對學生有著潛移默化的作用，會使學生對教師產生敬畏和依賴，使學生因“親其師”而“信其道”，更有利于學生接受教師的思想教育[1]。

（2）在課程設計中，任課教師充分挖掘思政元素，授課中引入思政案例，穿插力學發展歷史上的人物故事、科技發展等，用講“力”故事的方法引導學生追根溯源，堅定其理想信念。只有將思政這把鹽充分溶解在課堂教學中，才能讓教學活動更有味道[2]。

（3）興趣是最好的老師，每堂課必須找準一個工程上的實際力學切入點，然后由此展開分析，植入本堂課所要講授的力學知識，由學生主動去尋找解決辦法，激發學生解決實際工程問題的興趣，提升其解決實際力學問題的能力。

b、積極引入信息化教學手段（如圖1所示）。

圖1 信息化教學

搜集諸多教學案例和視頻，并成立了教學設計和課程建設小組，錄制教學素材，包括網絡教學資源（騰訊課程在線教學），微課，題庫及全部ppt課件及案例等。讓本門課程資源初具規模，類型多樣、分布合理，教學設計、教學實施、過程記錄、教學評價、自主學習等功能完備。主要從以下幾個方面來實施。

（1）構建“通用泛性資源、專業課程資源、優質精品資源”三級資源體系，建成本課程的教育大資源。

（2）搭建包括精品課程平臺、移動教學平臺、虛擬仿真平臺的統一的教學大平臺，統一身份認證，實現教與學的一站式。

（3）創新線上線下混合教學模式、基于移動的無縫學習模式、基于5G+VR/AR/MR的實踐學習模式，提高人才培養質量[3]。

（4）針對信息技術與教育教學“兩張皮”的問題，構建基于大數據技術的“六維度”信息技術與課程教育教學深度融合體系，“六維度”信息技術與教育學深度融合的體系（如圖2所示），精準找出教育教學與人才培養中存在的問題并采取針對性的措施，做到因材施教[4]。

圖2 “六維度”信息技術與教育教學深度融合體系

c、項目驅動。

項目教學法本質就是激發學生創新性能力，培養學生解決綜合實踐能力。教師根據項目教學的要求，為學生布置相應的教學任務，項目教學活動的開展是以學生教學為中心，根據項目的要求安排學生融入相應的教學項目之中，并且在項目教學過程中出現的問題引導學生獨立或者合作解決，達到提高發現問題和解決問題的能力[5]。

通常情況下，教師在項目教學的實踐過程中起指導和引導作用，從設計項目結構出發、收集相關資料、項目教學流程安排以及項目落地，按照不同的項目，安排相應的學生獨立完成該項目的工作任務，在教師的指導下，按照項目完成的情況和效果，對學生做出最后的學習評價。項目式教學結合當前的實際情況和教學形式，梳理課程的教學特點，并專門針對性的做了教學改進，完成了立體式的教學設計，能滿足各種條件下的教學工作正常開展，同時有以下的教學特色與創新。

（1）采用現場教學和直播平臺相結合的方式進行教學，使課程教學與當前流行的網紅優點相融合，使學生從枯燥的力學計算和力學模型中走出來。

（2）采用在線平臺進行討論、頭腦風暴解題，多元化的放飛學生的思考能力，保障線上線下學習的優質高效。

（3）課程采用大量的動態動畫、視頻資料，立體直觀的演繹給學生，使同學們能夠通過三維力學模型，深入的理解力學模型的結構特征，完全超越了傳統教學的技術壁壘，讓學生記憶深刻，更易掌握。

（4）在例題分析的時候，讓學生更多的參與練習，學生邊學邊練，以學生為主導，對練習的結果進行及時的評判，肯定他們的成果，增加了學生的積極性。

（5）在老師講解和學生練習后，應用仿真軟件進行反向驗證，理實一體，在聽課中掌握內容，在練習中驗證結果，進一步加深對理論知識的肯定，加深對自己練習結果的肯定，加深對知識點的掌握。

（6）每一堂課，都會對課堂內容進行提綱挈領的總結，串聯知識樹，形成知識點目錄，一目了然，使學生能直觀的了解本節課的知識點，便于課后去對照鞏固和升華。

項目化教學具體實施如圖3所示。

圖3 項目化教學具體實施

d、教學中注重歸納和總結。

對于典型的力學模型，需要教師引領，學生主動參與，對知識進行歸納和總結，做到舉一反三，觸類旁通。

2.3 改革考核方式

針對目前的考核方式存在的弊端，提倡積極、靈活的考核方式，具體方案如下所示。

（1）利用信息化手段，增加課堂提問手段，回答效果計入平時成績。

（2）采用職教云等信息化平臺，增加隨堂練習等方式。隨堂練習主要以判斷、選擇為主，學生在規定的時間內答題，平臺即時判分，學生找出錯誤，更正錯誤。這種隨堂練習需要教師把本堂所教的主要內容全覆蓋，讓學生對知識有個清晰明了的理解。隨堂練習完成狀況計入平時成績，錯題及時改正了計滿分。

（3）增加小測驗的次數，成績計入平時成績。

（4）改革平時成績和期末成績的占比（平時成績和期末成績各占50%）。

（5）期末考試適當增加主觀題的占比。

3 結束語

《工程力學》課程教學組通過在教學過程中不斷摸索，形成了一套行之有效的教學模式，開發出更有針對性的課程教學標準，在教學過程中，確實做到了有的放矢，激發了學生的學習興趣，教學質量得到了大幅度的提升，教學改革成果顯著。