朱俊杰 (武漢晴川學院,湖北 武漢 430204)
《工程力學》是工程管理專業一門重要的基礎專業課,包括理論力學和材料力學兩大板塊。該課程以高等數學和大學物課程為基礎,也是后期《建筑結構》、《建筑施工技術》、《地基與基礎》等專業必修課程的基礎,在專業課程體系中起到承上啟下的重要作用[1]。本課程具有知識點多、定理公式多、理論性和邏輯性較強的特點。課程內容豐富,包括理論力學和材料力學兩大板塊,知識結構嚴謹,章節聯系緊密,課下需要配合相當數量的習題才能更好地掌握相關知識,這使得該課程學習起來具有一定難度。武漢晴川學院,位于湖北省武漢市,是經教育部批準設立的普通本科高校,為湖北省轉型發展試點本科高校、教育部辦學條件評估驗收合格高校,學校以培養應用型人才為目標。針對當前《工程力學》存在的問題,以武漢晴川學院為例,提出以培養創新應用能力為目標的教學方法改革。
以武漢晴川學院工程管理專業開設的《工程力學》課程為例,分析總結其在教學中存在的問題。
武漢晴川學院工程管理專業在進行招生時屬于文理兼收。調研近幾年該專業的招生情況,學生文理科分布比例如圖1所示。通過與學生交流訪談,部分文科生表示,由于高中數學和物理基礎薄弱,在學習初期接觸力學概念時稍顯困難。比如在講解“力偶”這一概念時,部分同學表示難以理解,無法建立直觀生動的認識。文理生兼收導致學生基礎層次不齊,教學進度難以把控,容易出現厚此薄彼的現象。

圖1 工程管理專業17-19級文理科學生占比
《工程力學》課程除進行理論講授外,力學實驗必不可少,它是鍛煉學生動手能力和創新實踐能力的重要教學環節。經調研發現,大部分民辦高校存在實驗儀器短缺、實驗教學師資力量不足、實驗場地有限等問題,這些問題嚴重限制了力學實驗的開展。由于實驗設備還未配置到位,武漢晴川學院目前由教師在課堂上進行理論講解和實驗視頻演示,學生參與度不高,學習興趣不高,積極性不強,教學效果不佳。
《工程力學》課程學時一般64節,而課程板塊大,內容多,教師往往需要精簡章節才能按照教學計劃完成,課堂安排非常緊湊。教授偏重于知識點和典型例題講解[2],課堂安排互動時間隨之減少,課堂氣氛不夠活躍積極,降低學生學習熱情。其次,課程學習需要配合相當數量的習題才能不斷鞏固加深知識點的掌握,這就要求學生課下需要投入一定時間完成教師布置的練習題。通過調查發現,課下能夠完全獨立有效完成作業的同學不足30%,大多數同學表示課下完成作業較困難。這是由于課堂知識點未來得及消化吸收的原因。而課堂外教師與學生交流少,無法做到單獨指導及時解決學生疑惑。課程章節聯系緊密,本節知識點未完全掌握就會影響后期章節學習,從而形成惡性循環。

圖2 布置作業和課后習題完成情況
目前,《工程力學》課程考核采用的是以“平時成績30%+期末成績70%”的方式,平時成績包括課堂表現,課下作業和考勤,而期末成績以閉卷考試的形式組織。相對于過去“一張試卷定乾坤”的考核形式,“3+7”已有一定的改善,但這種考核方式側重于知識點的記憶和掌握,公式的套用,缺少實際運用能力的考查。很多學生平時不努力,全寄希望于期末復習時的突擊,很難發揮學生主動能動性,和培養學生創新能力的目標還有一定距離。也違背了學校培養應用型人才的初衷,故而這種考核方式有待優化。
經調研發現,機械與電氣工程學院和北斗學院的人才培養方案中第一學期均開設大學物理課程,而工程管理專業的16人培方案未安排大學物理課程。大學物理是《工程力學》的前導課程,是前提和基礎,是公共基礎課程。《大學物理》中的力學章節和《工程力學》中的理論力學板塊銜接緊密,經過一學期的的學習,學生已經初步了解力學中的基本概念,再進行《工程力學》教學時事半功倍,所以增設《大學物理》課程很有必要,在一定程度彌補了文科生物理知識的欠缺,補齊知識短板,從而克服并消除畏難情緒,在一定程度上樹立個人學習自信心,有利于教學的有效開展。
按照培養方案要求,本課程應當配有一定比例的實驗教學環節。由于力學實驗設備成本高,需要足夠的場地,導致很多高校無法開展。利用虛擬仿真技術輔助實驗教學,可以緩解實驗教學經費緊張、設備不足、場地有限、教學學時不夠等困境。教師利用虛擬仿真軟件進行試驗的演示和講解,把理論教學和實驗教學進行有機融合,能夠提高學生的學習積極性,促進學生理解和掌握理論知識及其在實踐中的運用。另外可以鼓勵引導學生自己動手設計力學實驗[3],可以是生活中常見現象,也可以是工程應用的實際問題。比如可以測試紙張的抗拉強度和抗剪強度的大小。
在線學習平臺是通過現代化的網絡整合系統將眾多教學資源放在同一個系統中。老師可以在平臺上發布在線作業和測試,學生可以隨時隨地查看學習資料,平臺設置討論專區,學生可以自由發布問題和疑惑,教師和同班同學均可參與交流解答。這種方式有效地解決了學生課下無法及時溝通的問題,延伸課堂,增進師生間的交流,提高學習效率。另外,老師可以把知識點錄制為5~10min的微課,作為學生提前預習和課后復習的資料,大大提高學習效率和及時消除知識盲點,有利于形成良性循環[4]。

《工程力學》平時成績構成
實踐性課程的考核絕不是一張期末試卷能夠涵蓋的,必須進行全面多方位考核,以能力培養為核心,注重學習過程性和實踐性,實現過程考核與期末考核相結合。通過多樣化的手段和多元化的內容,逐漸形成動態的、有層次的、多元的成績綜合評價體系[5]。2019-2020學年第一學期,以武漢晴川學院18級工程管理專業的學生為試點,提出課程進行“N+2”考核方式,將課程考核方式進行如下調整,平時成績占比由原來的30%擴大至50%,考核方式如上表所示。
期末成績仍以閉卷形式開展,但在試題類型上有所調整,去掉簡單記憶性題目,比如名詞解釋題,這類題目僅僅考查概念的死記硬背,不能達到靈活應用的效果。在客觀題上要注重引導學生力學思維,舉例如下。
題目:扁擔的截面之所以采用“扁”狀而非圓形截面的原因是( )。
答案:通過“扁狀”增大受力面積,從而減小對肩膀的壓強,使肩膀感到比較舒服。
加大過程占比,重視實踐能力,使考試制度真正起到檢測學生個人能力和專業水平的作用,同時逆向引導課程回歸培養學生創新能力的初衷。
本文以武漢晴川學院《工程力學》課程為研究對象,分析了目前所存在的問題,針對性提出解決方法,促進課程教學改革。以2018級工程管理專業學生為試點,從學生的課堂表現和課后作業完成情況以及期末成績來看,本文討論的方法初見成效。民辦院校只有結合自身定位,不斷探索高校的教學方法,突出應用型教育特色,才能不斷培養出高水平的應用性人才。