民辦高校工程力學課程改革探討

龔梅，史肖蒙

（貴陽信息科技學院，貴州貴陽 550000）

民辦高校作為國家教育體系的重要組成部分，發揮著積極的作用[1]：豐富了國家教育資源，為學生提供了更多的選擇和繼續深造的機會。民辦高校的發展對于地方經濟的發展起到了積極的推動作用，促進了就業機會的增加和地方經濟的繁榮。整體上，民辦高校的生源基礎較弱是一個普遍存在的問題[2]。大多數民辦高校以培養應用型人才為主。很多民辦高校都開設有工程管理專業。工程力學作為一門工程管理專業的基礎課程，課程特點包括理論性和邏輯性較強、概念和定理多而復雜、公式推導較抽象，傳統的工程力學教學更加偏向學術化[3]，教學過程中注重理論知識和解題技巧，傾向于應試教育課程教學內容，缺乏與工程實際問題的聯系[4]。結合工程實際和科技發展需要以及學生的學情改進教學內容和體系，是民辦高校工程力學課程教學改革的重要方向。

本文結合應用型人才的培養目標、專業特點和生源特征，在民辦高校工程力學教學改革方面進行了一些探索，提升了教學效果。

1 工程力學課程改革研究評述

1.1 國外研究現狀

國外關于工程力學課程教學改革的研究較少。如2023 年，SHARMA[5]以不同難度的工程力學課程為例，提出了在MCQ 考試中避免學生猜測正確答案的一些技巧，提出了利用不同難度的MCQ 題庫開展在線考試的建議。DADDYSMAN[6]調查了一名大學工程學教授在工程力學課程中首次實施基于項目/問題的教學有效性的比較，研究結果表明：為了與課程目標(簡單來說更適合基于問題)保持一致,教授對項目式教學的初衷和實現方式調整為基于問題的教學形式。

1.2 國內研究現狀

國內關于工程力學課程教學改革的研究較多，但基于民辦高校的學情特點對工程力學課程教學改革的研究較少。2021 年，郎風超等[7]以內蒙古工業大學為例，分析了不同年級、不同專業學生的成績分布情況、差異性以及學習過程中存在的問題，針對具體問題提出了相應的改進措施，為工程力學的學習和教學提供一些可借鑒的方法。2022年，姚軒等[8]以培養卓越工程人才為目的，從工程力學課程教學的現狀出發，通過以例啟思—以練固基—以賽促教—以產助研的教學步驟，使課內教學與課外教學有機結合，形成教學閉環，綜合提升教學成效，為工程力學課程的教學改革實踐提供新路徑。周曉敏等[9]采用線上輔助線下模式，構建工程力學課程多元化教學模式，提升學生的課堂參與度，活躍課堂氣氛，提升教學效果。2023 年，山美娟等[10]對各高等院校工程力學課程思政的成果進行總結與分析，提出工程力學課程思政建設中需要解決的關鍵問題，并對思政元素與課程內容的有機結合提出建議。袁麗等[11]等以工程力學課程為例，探索了基礎課程思政育人效果提升方法，提出要充分體現授課對象的差異性，深度挖掘課程蘊含的思政元素，根據學科、專業、教材的不同，采取多種教學方式，對學生因材施教，實現價值塑造。紀鋒等[12]分析了基于“互聯網+”的工程力學課程教學優勢，提出了課程教學策略，論述了教學反饋。

2 民辦高校工程力學教學存在的問題

如何根據民辦高校專業定位的方向，探索挖掘專業課程教學內容，制定新的教學方案，強化專業人才綜合素質能力，提升學生核心競爭力，激發教師的責任感和使命感，是民辦高校進行工程力學課程教學改革需要考慮的因素。

工程力學的課程特點：公式推導復雜、章節前后學習系統性及邏輯性強、概念理解抽象等。課程容易使物理、數學基礎薄弱的學生感覺到枯燥，從而缺乏學習興趣[13]，被動學習，導致教學效果欠佳，不利于提升學生的綜合素質。進行工程力學課程改革，理論聯系實際，豐富教學形式、創新教育元素，亟須探討。

目前民辦高校工程力學教學主要存在以下問題。

（1）民辦高校學生基礎薄弱。工程管理專業的招生以高考理科生為主，有少量文科生，學生基礎相對薄弱，物理和數學基礎較差，對理論課程學習特別是涉及計算的課程學習吃力，對公式的理解困難，對公式的靈活運用更困難。

（2）工程力學課程學時較少。民辦高校以培養應用型人才為主，學校更注重實踐類課程的開設，工程力學課程學時相對較少。但是基本教學內容不變，涵蓋的內容較多，使教師在教學過程中需要將內容得安排更加緊湊。

（3）課程內容枯燥。課程內容理論性較強，公式繁多，邏輯性、連貫性強，前后知識點銜接性強，有的內容抽象，難以理解，學生學習起來枯燥，一旦對某一次課沒有理解，很難學懂后續內容。

（4）教師教學方式和教學方法缺乏創新。民辦高校教師教學任務繁重，對工程力學的授課習慣用“粉筆+黑板+多媒體”的傳統形式[14]，教師沒有足夠的精力研究教學方法的創新。

（5）考核方法缺乏創新。目前，任課教師對工程力學課程通常采用試卷考試的方式檢驗學生的學習情況。試卷內容以教材中的基本理論知識為主，未能靈活地將課程的知識點和工程實際結合。

3 教學改革設計及措施

針對以上存在的問題，本文對工程力學進行了教學改革與實踐，取了較好的效果。

3.1 學生基本學情及實際工程中存在的力學問題調研

工程力學課程開課前，筆者調查并搜集國內外課程教學的相關資料，與專家溝通教學改革方法，通過問卷調查的形式，了解學生的基礎學情及往期學生課程學習中遇到的難點。問卷包括學生高中階段的文理科生源、物理及數學學科的基礎學情、往屆學生課程學習中遇到的難點及建議、學生對該科目的感興趣程度、本屆學生對工程力學課程學習的建議等。另外，筆者還調研相關工程企業，搜集與工程力學課程相關的實際工程問題，根據實際案例對工程力學課程授課優化內容，總結經驗。

3.2 工程力學教學改革措施

基于民辦高校教學中存在的問題、工程力學開課前學生基礎學情及實際工程中存在的力學問題，本文進行了如下教學改革實踐。

3.2.1 將傳統“復雜公式推導教學”改革為“漫畫感性教學”

工程力學中理論公式多、推導復雜，學生要有一定的理論基礎才能理解并運用公式，針對民辦高校學生的基礎學情，探索將推導過程復雜的力學公式采用漫畫的形式呈現，讓學生形成感性認識和理解，提高學生學習興趣，提高課堂教學質量。如軸向拉（壓）桿伸長量的計算公式：△L＝FNL/EA，該公式的推導涉及胡克定律、線應變、應力等諸多公式和概念，推導較為復雜，學生不易理解。改革后將該公式中的4 個因素軸力、原長、彈性模量、橫截面積分解為4 個漫畫人物，分析每個漫畫人物對伸長量的影響，從而得到該公式，極大地提高了學生的學習興趣和教學質量。

3.2.2 將傳統問題式教學（設問—講授—討論—小結）改革為宏觀問題導入教學

傳統問題式教學一般由設問—講授—討論—小結4 個部分組成，這種教學方法要求教師講授和學生參與相結合。

然而一般的問題式教學通常是教師以工程力學課程中的某個基本概念為基礎，通過設問引發學生思考，教師講授知識點，教師與學生、學生與學生討論，最后對知識點進行總結。通過這種問題式教學，學生對單個概念的理解得以加深，但是對整個知識框架的理解不夠深入，對力學分析背后的邏輯也不夠清晰。

課程改革后，采用的問題教學從宏觀角度進行設問，這種問題教學以教材知識體系為背景，例如在靜力學部分，讓學生思考“為什么要對構件進行受力分析？內力外力相互轉換的原則是什么？平面（空間）各種類型力系的相同和不同之處是什么？平面（空間）各種類型力系簡化的思考和分析方法的背后邏輯是什么？”

只有深入了解力學概念或研究方法背后的邏輯，學生才能達到舉一反三的學習效果，同時為后續自學其他力學知識奠定基礎。

3.2.3 將傳統式章節式教學改革為工具式教學

傳統的教學模式按照教材章節循序漸進，工程力學后期的內力計算中會融入受力分析、力的投影、力矩計算3 個知識點，難度較大，學生較難理解其計算方法及用途。改革后調整教學順序，將受力分析、力的投影、力矩計算作為學習力學的3 個基本工具，在后續的應用中穿插使用3 個基本工具，讓學生掌握基本工具的應用，為后續復雜內力的計算奠定堅實的基礎。

3.2.4 將傳統力學實驗教學改革為先實踐—再實驗教學

傳統的工程力學授課中許多理論都是通過實驗得出的，改革后，教師可以先布置任務，讓學生在生活和實習中觀察力學現象，再觀察實驗現象，最后根據掌握的力學理論進行分析推導，由此得出結論。

3.2.5 將傳統多媒體幻燈片板書教學改革為動畫力學情景模擬教學

傳統的力學授課通常以板書、多媒體的形式進行，學生理解難，教學改革后，教師對一些力學實驗場景通過動畫模擬的形式講授，使得教學方式多樣化，給學生營造了更為立體、全面、動態的學習情境，使得一些抽象的概念、理論變得直觀明了，激發了學生學習的興趣和積極性，也便于實施啟發式教學，使課堂具有靈活性和多樣性。

如鑄鐵、低碳鋼的拉伸、壓縮、彎曲實驗是課程中的常規實驗。利用多媒體技術，在學生進行相關實驗后，將試件的變形和加載及變形曲線做成動畫，能夠形象地顯示實驗的全過程，同時便于與學生分析和討論整個破壞過程中各階段變形的典型特征，為后期進行強度、剛度的驗算做好理論和實踐鋪墊。

3.2.6 將傳統試卷考核評價模式改革為多元素創新考核模式

傳統的力學考試評價主要為試卷形式，改革后，設計工程力學課程考核環節，研究創新教育元素在工程力學課程考核環節中的體現，構建新工科背景下的工程力學課程教學評價模式。

3.2.7 課程思政元素的有機融入

在課程改革中深度挖掘實踐教學元素，將思政元素融入工程力學課程教學內容，優化教學設計環節。如講解應力狀態時，以趙州橋屹立1 500 年不倒進行愛國主義教育；講解歐拉公式時，以歐拉的生平事跡引導學生要養成遇到困難不怕挫折的精神；講解靜力學時引導學生學習工匠精神。

4 結束語

本文結合民辦本科院校學生的學情，對學生教學改革前后的課程學習情況進行比較分析，發現教改后學生的學習興趣、知識掌握情況、對力學知識點的靈活應用能力、試卷考核成績，均優于教改前。

通過對工程力學課程的教學，可以提高學生的邏輯思維能力、分析和解決實際問題能力，有利于提升學生的綜合素質。目前，民辦高校由于辦學經費緊張、師資力量相對不穩定、學生基礎相對薄弱等因素，工程力學教學還存在很多問題，教學改革應該分層次、分階段地進行，不斷總結經驗，逐步完善，提高學生的學習積極性，改變學生對力學課程學習積極性不高的現象，引導學生在學習課程知識的基礎上理解基礎力學中各概念的關聯性及用力學解決實際問題。