應用型人才培養背景下力學課程教學改革與探索

紀鋒 代康 尚志勇 黃霄

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?在貫徹落實應用型人才培養理念的背景下，大學力學教師面臨著新的機遇和挑戰，教師要想提升力學教學質量，需要轉變教學理念，創新教學方法。因此，針對應用型人才培養的需求，在力學課程分析現有教學問題后，提出工程力學理實一體化課程，采用BOPPPS模式對學生進行授課，同時采用工程案例教學和科研項目教學的新方法提升學生應用能力的教學改革建議。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?力學;教學改革;理實一體化;BOPPPS教學模式;混合式教學

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號] ?2096-0603（2022）03-0058-03

一、引言

作為工科專業的重要學科基礎課程，力學課程（材料力學、工程力學、結構力學）的教學效果至關重要，將直接影響后續專業課程的學習[1]。在大學階段，力學作為基礎學科之一，本課程具有概念多、知識廣、分析方法多、綜合性和系統性較強等特點[2-3]。如何在有限的教學時間內，讓學生掌握力學的知識，在學生的學習生涯中占據重要地位[4]。在貫徹落實應用型人才培養的理念背景下，大學力學教師面臨著新的機遇和挑戰，教師要想提升力學教學質量，需要轉變教學理念，創新教學方法[5]。從力學教學現狀來看，很多學生對力學知識缺乏學習興趣，是因為教師使用的教學方法比較滯后，很難調動學生的學習積極性[6]。因此，在大學力學教學過程中，教師應注重提升教學質量。教師要轉變教學理念，深入改革力學課堂教學模式，調整力學課程的教學方法，重視實驗教學[7]。同時，教師要關注知識的延伸，并在豐富學生力學知識、提高學生知識應用能力、鍛煉學生思維的基礎上，實現應用型本科人才的培養。

二、教學現狀分析

為了提高教學效果，了解學生對課堂教學的想法，以機制2020-A1和機制2020-A2班的96名學生為實踐對象，進行問卷調查。

根據以上圖表，結合學生的交流情況，對目前的教學現狀進行分析。

（一）學生基礎

大學力學既是學生剛接觸的知識，又是學生學習其他學科的基礎。由于力學學科以實驗為基礎，所以教師需要將理論與實踐良好地結合起來，有效提高力學課堂教學的質量。但是，由于缺乏實驗設備，很多高中學校不夠重視實驗教學，在這種情況下，教師不能有效組織實驗教學，限制了學生動手操作的能力和分析解決問題的能力。部分學生力學基礎薄弱，在學習中經常出錯，并影響了學習的自信，導致自身對課程興趣的喪失，在課程學習中抱有無所謂的學習態度，還有部分學生由于自身的性格內向，怯于和老師進行溝通交流。

（二）教師因素

大學力學課程內容主要從理論和實踐方面對學生進行教育，教師單一化的教學方法很容易讓學生陷入機械記憶和機械訓練的困境，影響學生的積極性和主動性。傳統的教學方式通常是把理論知識和實踐操作部分分開，使學生不能及時將理論聯系實踐。部分任課教師在教授此門課程時，自身實驗能力還不過關，或是對前沿知識和工程背景掌握不夠全面，單純講授理論知識，這樣是無法獲得良好的教學效果的。

（三）教學內容存在局限

在大學力學課堂教學中，教材是教師組織教學的依據，若是教師的教學內容局限于課本，就會限制學生思維的發展。雖然教材是傳遞知識的載體，在教學中占據著非常重要的地位，需要教師重視，但是教師還要適當拓展、延伸教學內容，才能有效提升學生的知識應用能力，引導學生充分發揮想象力，探索更加寬廣的未知世界。

（四）課堂組織形式

目前課堂組織結構形式單一，通常采用大班授課的方式，在大學力學課程中，學生掌握力學知識的程度和動手實踐能力相差較大。從以往單純的實驗大班課教學的效果來看，教學效果不理想。調查問卷表明，大部分中等生期望改善教學方式，能進行討論和習題輔導，甚至一對一的輔導。優等生也希望有更深入的討論，了解學科前沿內容，進一步為其考研打下基礎。

三、教學改進措施

（一）理實一體化課程建設

為有效利用有限學時，力學課程應根據人才培養方案精減教學內容，將最新的前沿力學知識融入教學，保證新增內容的先進性。為了打破理論課與實踐課的界限，建立一個理實一體化的力學課程，將理論教學和實踐教學相互交融，目的在于培養學生的認知能力與專業技能，使學生在實踐過程中獲得所學課本知識的新感悟，從而實現培養高素質應用型專門人才的目標。因此，探索理實一體化課程建設具有理論與實踐雙重意義。理實一體化課程通常指的是同時將理論與實踐相互結合進行授課的實踐課程，這種形式的課程不僅實現的是教學內容上的一體化，而且體現在教學組織的一體化、教學場所的一體化、授課教師的一體化與評價考核的一體化等方面，旨在通過在課堂中理論知識和實踐技能的融合，培養學生在思想品德、職業素養、知識體系及動手實踐等方面的綜合能力。

（二）結合BOPPPS教學模式的線上線下混合式教學

就線上教學進行探索實踐，構建了以直播平臺（如超星直播平臺、雨課堂、釘釘、騰訊會議等）替代傳統教學的線下課堂，采用線上教學平臺混合式教學新模式。BOPPPS教學模式被國內外眾多高校采用，通過引入BOPPPS教學模式和線上線下混合式教學模式開展主題討論、互評等環節，提高學生的思維能力、學習興趣及表達能力等。綜合多種教學資源，采用多種教學方法及手段，融傳授知識、能力培養為一體的教學模式，實現縱向維度（課前、課中、課后）及橫向維度（線上、線下）相結合的教學立體化設計。引入BOPPPS教學模式對課堂環節進行細化，有效地指導課堂教學的實施。也有助于學生參加校內科技文化節、大學生結構競賽等創新計劃項目。本科階段力學課程的學習深度，也直接影響考研、科研和設計水平，為學生將來繼續深造和就業打下堅實的基礎。

（三）工程案例教學、分層次開展實驗

教師應結合專業背景和教材章節內容，精心搜集相關工程案例，進行某些重要知識點的工程案例分析教學，同時，結合實驗室現有設備，學生自擬與力學課程相關的選題。在進行基本型實驗后，學生分組依次進行選題;引導學生自發地提出問題，如如何實驗，包括利用何種實驗原理、采用何種實驗設備、如何進行具體實驗操作、如何進行實驗結果記錄和計算。這一過程可體現力學實驗的探索性和創新性，符合新工科背景下培養學生團隊探索、研究及創新能力的需求。

（四）課堂講授方式由單一轉變為多元化

理論力學教學課堂中，要從單一的講授轉變為多元化教學模式。以前，采用單一的講授方式來進行課堂教學，會讓學生的學習主動性不強、教師的課堂教學效果不理想，這也不利于較好地實現教學、育人效果。也可以理解為：學生的創新意識薄弱，思維和思想都會在無形中被限制，所以，想要培養學生的創新能力是有必要從單一的課堂講授向多元化教學模式轉變過渡的，使課堂教學更具靈活性，使學生有機會在課堂中思考問題、分析問題、解決問題，學生通過探究、討論、想象和總結等，產生學習力學的興趣，這有利于創新意識的培養和創新能力的提高。為了讓多元化教學模式產生更好的教學、育人效果，專業教師還可以匹配多媒體教學，在多媒體中穿插音樂和動畫等來完成雙重任務，旨在吸引學生的眼球、提高學生學習的注意力。與此同時，也可讓學生的思考跟上教師的教學進度，降低抽象內容給學生造成的困擾。多媒體教學有自己的優點（可讓抽象內容更形象化、直觀化），因此，可讓學生對學習內容掌握得更通透。值得一提的是，多媒體教學是具有靈活性的，也可以一邊線上教學一邊線下教學，可采用混合式教學，彌補傳統教學的不足，學生在自己想學習的時候，可以隨時隨地學習，這樣也就可以彌補傳統教學對學生學習時間、空間的束縛，也同時打破對學生思維的約束，提高學生的學習興趣和愛好，彌補傳統教學對學生創新能力的壓抑缺陷，課堂講授方式由單一轉變為多元化可讓課堂教學朝向理想化狀態發展。

四、結語

應用型人才培養背景下力學課程教學改革，為提高學生的學習興趣、改革教學模式，教師要重視將理論與實驗相結合，培養學生的動手能力。首先，在實驗教學設計上，教師要考慮到學生的水平，實現教法為學法服務，使學生能夠更好地理解力學實驗知識;其次，在課堂教學中，教師應重視傳授學習技巧，使學生在掌握知識的基礎上，提升靈活應用知識的能力和解決工程實際問題的能力。

參考文獻：

[1]張國芳，許劍軼，胡鋒，等.專業基礎課《材料物理化學》思政教改探索[J].廣東化工，2021，48（12）：223-256.

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[3]章芳芳.新工科背景下材料力學課程教學改革與實踐[J].現代職業教育，2021（20）：52-53.

[4]陳廷.關于建筑工程類專業工程力學教學改革模式的思考[J].現代職業教育，2021（17）：224-225.

[5]吳珺華.“互聯網+”背景下交通工程專業土力學教改探討[J].教育教學論壇，2020（51）：193-195.

[6]紀鋒，尚志勇.應用型本科理論力學課程混合式教學實踐與探索[J].科技資訊，2020，18（30）：160-162.

[7]王世羽.建筑力學課程教改問題與突破機制分析[J].建材發展導向，2020，18（20）：37-39.

◎編輯 鄭曉燕