一流專業建設中工程力學課程教學體系改革的研究與實踐

郭江濤

[摘? 要]工程力學課程是大土建類一流專業中最重要的專業平臺課之一，為服務一流專業建設，實現高職教育人才培養目標。文章分析了高職教育工程力學課程教學體系的現狀，以及在三個一流專業中進行的試點改革，實踐結果表明：新的教學體系激發了學生學習的積極性，提高了學生的學習效果，對其他一流專業的課程建設具有一定的參考價值。

[關鍵詞]工程力學? 教學體系? 改革? 實踐

基金項目：楊凌職業技術學院人文社會科學（教改）研究基金項目（項目編號：GJ1820）。

工程力學課程是高職教育大土建類一流專業中最重要的專業平臺課之一，“四位一體”人才培養方案在楊凌職業技術學院具有十分重要的地位。專業建設的核心是課程建設，課程建設的靈魂是課程教學體系改革。為實現高素質技術技能型人才的培養目標，改變現有工程力學教學體系的弊端，我們必須對現有的教學內容、教學方法和手段、考試考核方式等進行改革以適應新形勢的發展需要。通過在三個一流專業中的試點實踐，發現新的工程力學課程教學體系能有效地激發學生的學習興趣與創新思維，并能極大地提高學生解決實際問題的能力。

工程力學課程教學體系的現狀及存在的問題

1.課程定位在人才培養方案具體實施中存在的問題

課程定位是課程在專業人才培養方案中的坐標，坐標出現偏差，人才培養的質量就難以達到預期的目標。而且各大院校在實施方面也有較大的偏差，這也一定程度上影響了人才的培養質量。工程力學作為一門專業平臺課，前面有大學物理、高等數學等先導課程作為基礎，后面又有建筑結構、施工技術等課程作為理論依據，起著承上啟下的作用。因此，課程開設的時間尤為重要，在制定人才培養方案時，一定要搞清楚其與其他課程的關系問題。事實上，由于總學時的限制，很多學校在學生大學一年級第一學期時就開設了該課程，由于沒有先導課程為學生的學習作一個過渡，這就在一定程度上加劇了學生此后學習的難度。另外，專業帶頭人在制定人才培養方案時未結合并突出各專業的特點，而人才培養方案是指導教師教學實踐的直接依據，當人才培養方案出了問題，教師的教學效果就會大打折扣。

2.教學內容方面存在的問題

雖然教學內容較為完整，但是由于教師在教學過程中過分追求系統性和完整性，造成知識內容的適用性較低，這不利于對學生獨立思考能力的培養。一直以來，職業教育大土建類工程力學課程的教學內容包含理論力學靜力學部分、材料力學Ⅰ、結構力學Ⅰ三部分，課程內容基本上是三大基礎力學的組合，也是三大力學知識內容的簡單拼湊。由于教師在教學過程中過于強調教學內容的系統性和完整性，往往會忽視職業教育應該突出應用及實踐的特點，這使得其作為分析工具的重要性并未充分體現出來，學生在學習過程中感覺學習的內容缺乏載體、脫離工程實際，自身也難以理解學習的目的和意義。另外，較難的數學推導加重了學生的學習負擔，弱化了他們的分析思路和分析方法，導致因小失大的不良后果。

3.教學模式方面存在的問題

很多院校教學模式仍然停留在“粉筆+黑板”的初級階段，信息化教學手段使用較少，這挫傷了學生學習的主動性和積極性。工程力學作為一門專業基礎課，授課教師習慣了“粉筆+黑板”的教學模式，教學方法單一，一味地對學生進行灌輸式教育，尤其是部分年長的教師比較排斥新的教學模式，課堂講授的知識過多、過細，且新意不足，留給學生思考的空間較少，再加之課外作業較多，時間久了就會造成學生學習興趣下降和學習積極性不高的情況。

4.考試考核方面存在的問題

評價方式單一，難以全面、正確評價學生的學習效果。大部分高職院校依舊是“教師講，學生聽，期末考”，和以考促學、以考促教、以考促練的初衷背道而馳。考試內容主要是受力分析、靜力平衡方程應用和內力、應力分析計算為主的內容，以及相關的名詞、術語、概念的記憶;考試多采用的是期末閉卷考試，以一份試卷衡量學生的學習優劣。學生為了應付考試，把主要精力放在了怎樣死記硬背課本和筆記上的內容，這不利于學生對知識的全面掌握，也難以衡量出學生的真正水平，并且體現不出學生對知識的運用能力和實踐動手能力，還容易出現學生作弊等違紀現象，這些問題的存在不僅影響了考試的導向和反饋作用，還不利于教師教學水平的提高。因此，改革考試考核方式不僅是針對上述問題而言的，而且也是適應目前教學課時不斷壓縮和順應高職業人才培養模式改革發展趨勢的需要。

工程力學課程教學體系的改革

1.對工程力學課程內容進行更新與重構，修訂新的教學內容體系

工程力學課程歷史悠久，課程的基本概念和基本理論已有幾百年的歷史。隨著科技的進步與發展，非線性科學的研究取得了突破性進展，對高職學生來說，工程力學課程的教學內容應把握“夠用、有度”的原則，要做到經典內容與現代內容的和諧統一，淡化原課程內容體系的系統性和完整性，讓知識能相互交叉滲透，以突出各個專業的鮮明特點，從以傳授系統知識為主，轉變為以培養學生的力學素質、創新能力為主，要實現三大基礎力學課程的相互貫通、融合和滲透，形成一個完整、協調且層次分明的新體系。具體的工程力學課程教學內容分為三大模塊，其架構詳見下圖。

（1）在線下學習時間不斷減少的情況之下，教師對教學內容要有所取舍。比如學生在學習完平面任意力系向一點簡化后清楚了合成的結果是平面內的主矢和主矩，那么學生就能很好地理解空間任意力系向一點簡化的結果為空間內的主矢和主矩了，進而由平面任意力系的平衡方程個數為三個想到空間任意力系的平衡方程個數為六個。我們在內容上的取舍不是因為這個知識點對學生來說不重要了，而是為了給學生留出更多的問題思考空間，這樣才能更好地提升學生的思維能力。

（2）結合高職學生的特點和高職學生的培養目標重構教學內容。因為高職學生的數學功底比較弱，所以教師可以把原本在附錄部分的平面圖形的幾何性質部分單獨作為一個章節來講解，這樣不僅能讓學生明白常用的靜矩、慣性矩的幾何意義、物理用途，同時還能強化學生定積分方面的知識，從而使學生有學有所用之感。把平面體系的幾何組成分析從結構力學部分放到材料力學學習的開始是為了讓學生在學習物體系統內力分析的時候更容易搞清楚各部分構件力的傳遞關系。當然，重新排列不等于完全改變，而是要確保基本的體系架構不能變。

（3）要努力做到知識點的跨學科梳理，授課內容的選取要按照不同專業突出授課重點，為學生的后續學習服務。比如在研究平面力系的合成與平衡時，水利類專業可以設計重力壩受力情況的例題，土建類專業可以設計靜定平面剛架的例題，交通類專業可以設計擋土墻受力的例題，等等，這些例子能讓學生感受到力學的學習是貼近專業工程背景的，是能夠解決實際問題的。由于不同專業的后續課程不同，因而在講解知識內容時一定要注意為后續課程服務。比如后續有土力學課程的專業要將應力狀態和強度理論進行細致講解，道路與橋梁工程專業要將影響線進行細致講解，其他專業可以在線下不講授星號內容以節約學時。

2.改革工程力學課程教學模式，采用線上線下混合式教學模式

在互聯網高速發展的今天，傳統的“粉筆+黑板”教學模式顯得與時代格格不入，但不可否認的是傳統教學模式有其自身的優勢，如何在新的教學模式中融入傳統教學模式的優勢，共同為提高人才培養質量服務是值得我們深入研究的課題之一。結合本項目，我們在水利水電建筑工程、水利工程、建筑工程技術等三個“一流專業”中進行了相應的實踐，采用線上線下混合式的教學模式，教學效果顯著。

（1）線上為學生提供高質量的學習資源，滿足學生課前預習、課中活動及課后復習的需要。針對高職學生理論功底弱、實踐能力強的特點，我們在智慧職教平臺建立了水利水電建筑工程專業國家級教學資源庫——工程力學課程，將知識內容全部碎片化，以微課、圖片、動畫等多種形式呈現出來，輔以相應的學習指南，能讓學生在課前用手機、平板電腦等工具提前預習，教師可以實時監控，這樣的學習不受時間、地點的限制。為解決師生實時溝通的問題，我們還在優慕課平臺建立了工程力學課程，課程包含答疑討論區，學生可采用語音、文字、圖片等方式和教師進行交流。這樣做的目的是為了讓學生在線下學習之前對自己將要學習的知識有初步了解，能帶著問題進行線下課堂的學習，線下課堂的主要功能轉變為答疑解惑、教學活動的開展和知識的拓展，實踐表明這一教學模式使得教學效率得到了很大的提升。

（2）線下教學時應用智慧教室來提高學生自主思考的能力。智能化智慧教室的應用讓課堂學習變得簡單，教學效率也得到了極大的改善，且有助于開發學生自主思考的能力。從課前的簽到、知識回顧到課中的分組討論及課后作業等，其核心在于教師的教學設計，而且教學目標應包括教學對象、通過學習后能做什么、上述行為發生的條件、合格行為的最低標準等四個要素。通過這一措施，使學生從被動學習轉化為主動學習，提升了學生的自主思考能力。

3.改革工程力學課程考核方式，過程性考核更能真實反映學生學習效果

傳統的課程考核方式比較單一，難以準確評價學生的學習效果。我們要把學生獨立思維能力的培養放在首要位置，要讓學生明白考核的目的不是為了能合格畢業，而是要學有所得。但目前我們的考核方式還是停留在應試階段，一張試卷決定了學生的學習優劣，這樣的結果是不能真實反映出學生的學習能力的。因此，在考核內容上，我們要以教學模塊為節點出一些涵蓋知識面寬、綜合性強的題目，激發學生的創新思維，培養學生綜合運用知識的能力，讓考試變為深化學生學習的手段而不是負擔。考核要貫穿學生整個的學習過程，從課前簽到預習、日常作業、回答問題、實驗實操、單元作業、期末考試等多個環節都要賦分，并且給予不同的權重，最后加權給出總分。教師在平常教學中也要對學生進行誠信教育，使學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

結? 語

專業課程的改革絕非一日之功，需要我們時時發現問題并及時找到解決問題的方法。通過實踐發現，新的教學體系有力地推動了相關一流專業的內涵建設，改革后的成果促進了一流專業人才培養目標的實現，為人才培養質量的提升作出了一定的貢獻。此外，這次改革還激發了學生學習的主動性，提高了學生的學習效果，也為其他一流專業建設中的課程建設提供了參照。

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作者單位：楊凌職業技術學院? 陜西楊凌