職業(yè)本科背景下“工程力學(xué)”課程實踐化教學(xué)改革探究

段慧珍 汪永超

廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東廣州 511483

1 概述

2021年4月，習(xí)近平總書記在全國職業(yè)教育大會上強調(diào)，加快構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系，并指出在高等教育中穩(wěn)步發(fā)展職業(yè)本科教育，并推動職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展。職業(yè)本科教育是由職業(yè)教育延伸而來的一種新教育形態(tài)，是一種新興教育模式，其本質(zhì)屬性是職業(yè)教育[1]。職業(yè)本科教育要求以高等職業(yè)教育為基礎(chǔ)，以解決職業(yè)工作實踐問題為核心，注重強化專業(yè)與產(chǎn)業(yè)間的交叉融合，同時強調(diào)與辦學(xué)主體的多元化交融，讓學(xué)生獲得理論知識的同時具備分析和解決實際工程問題的能力。因此，要辦好職業(yè)本科教育就要突破傳統(tǒng)高職專科教育的辦學(xué)框架，辦出更高層次、更強優(yōu)勢、培養(yǎng)高層次的專業(yè)人才的教育模式。

粵港澳大灣區(qū)是高端裝備制造業(yè)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的重要孵化器和催化器。隨著我們國家對智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的逐步重視，以及社會對智能制造業(yè)的人才需求日趨增大，機械設(shè)計制造及自動化等工科專業(yè)的發(fā)展具有更廣闊的市場前景[2]。“工程力學(xué)”作為一門機械類專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科，囊括了傳統(tǒng)理論力學(xué)和材料力學(xué)兩門課程的大部分重要教學(xué)內(nèi)容[3]，工程力學(xué)課程不僅與力學(xué)理論密切相關(guān)，又廣泛應(yīng)用于工程實際，在專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)中占有重要地位。在大力發(fā)展職業(yè)本科的背景下，努力構(gòu)建具有職業(yè)本科特點、理論結(jié)合實踐、以崗位群職業(yè)能力為主線的新的“工程力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容具有良好的社會意義。“工程力學(xué)”課程改革過程中堅持以“以職業(yè)發(fā)展需要為起點、產(chǎn)教融合發(fā)展為主線、崗位勝任能力為目標(biāo)”，將更加彰顯職業(yè)本科教育的現(xiàn)實意義和實用價值。

2 職業(yè)本科建設(shè)的基本內(nèi)涵

2019年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《國家職業(yè)教育改革實施方案》[4]。方案中提出，“高等職業(yè)學(xué)校要培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域發(fā)展的高素質(zhì)、高層次技術(shù)技能人才”，同時明確提出“開展本科層次職業(yè)教育試點”的改革任務(wù)[5]。2021年，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》明確指出，到2025年，職業(yè)教育類型特色更加鮮明，職業(yè)本科教育招生規(guī)模不低于高等職業(yè)教育招生規(guī)模的10%。目前，在全面促進中國制造2025的大環(huán)境下，我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提升已進入關(guān)鍵時期，工作體系和生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)換進一步導(dǎo)致勞動力供需結(jié)構(gòu)變化，同時產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級和生產(chǎn)力的提升需要數(shù)字化、智能化方面的核心技術(shù)，生產(chǎn)線單一的操作工種大量被機器替換，技術(shù)能力與工程能力結(jié)合的技術(shù)技能型人才供不應(yīng)求，因此職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)勢在必行。培養(yǎng)滿足新時勢、新產(chǎn)業(yè)下的智能制造裝備領(lǐng)域人才，能夠大力推動智能制造裝備產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和社會發(fā)展，也將促進珠三角地區(qū)及粵港澳大灣區(qū)的智能制造高職教育的發(fā)展。

職業(yè)本科區(qū)別于普通本科，它是當(dāng)前我國社會行業(yè)變革、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級及社會勞動力供需結(jié)構(gòu)變化的必然結(jié)果。機械裝備與設(shè)備制造業(yè)發(fā)展的行業(yè)背景與珠三角產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的社會背景下，已經(jīng)掌握先進制造技術(shù)的機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的高級技術(shù)技能型人才需求更加緊俏。廣東大力推進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，著力發(fā)展現(xiàn)代制造業(yè)，建設(shè)全球重要的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)基地，實現(xiàn)經(jīng)濟進一步的跨越發(fā)展，離不開實干型的應(yīng)用型本科人才。

職業(yè)特色是職業(yè)本科教育的靈魂，堅持以職業(yè)需求為起點、以行動為導(dǎo)向、以產(chǎn)教融合為主線、以崗位勝任能力為目標(biāo)，優(yōu)化職業(yè)本科專業(yè)設(shè)置和課程體系，打通職業(yè)教育人才系統(tǒng)培養(yǎng)路徑，是職業(yè)本科人才培養(yǎng)質(zhì)量獲得社會認(rèn)同的關(guān)鍵[1，5]。隨著國內(nèi)外經(jīng)濟的發(fā)展和國家各級部門對智能制造產(chǎn)業(yè)的重視，未來的智能制造裝備領(lǐng)域具有更廣地發(fā)展空間，對智能制造領(lǐng)域人才的需求也會越來越多。

3 高職“工程力學(xué)”現(xiàn)有課程體系

3.1 課程性質(zhì)

“工程力學(xué)”是工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程兼具理論性和實用性，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和畢業(yè)后從事工程設(shè)計類工作奠定了基礎(chǔ)。“工程力學(xué)”包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩大部分內(nèi)容，是銜接專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的紐帶。主要知識點包含平面任意力系、空間任意力系、點的運動、剛體的運動、動力學(xué)知識、四種基本變形、應(yīng)力狀態(tài)和強度理論等。課程內(nèi)容理論性強、概念性知識復(fù)雜且枯燥、涉及大量公式、計算過程煩瑣[6]。工程力學(xué)具有科學(xué)嚴(yán)密性和應(yīng)用靈活性，需要有清晰的物理概念、準(zhǔn)確地理解基本概念和基本原理，熟練掌握用數(shù)學(xué)原理分析與解決工程問題的基本方法，因而用以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。將工程對象抽象簡化為力學(xué)模型的能力以及應(yīng)用工程力學(xué)知識解決實際問題的能力。

3.2 教學(xué)模式

3.2.1 課時少，教學(xué)方法傳統(tǒng)

以廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械制造及自動化專業(yè)為例，對于普通高職班級，“工程力學(xué)”課程只有32課時，重點講解平面任意力系和基本變形的相關(guān)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容較少而且簡單，主要是為滿足學(xué)生后續(xù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)要求。教學(xué)過程中以老師講、學(xué)生聽為主，整體教學(xué)方法較為傳統(tǒng)，教學(xué)形式缺乏創(chuàng)新。由于課程知識點多、理論性強、學(xué)時少，很多同學(xué)課上聽講跟不上、課下作業(yè)不會做。這種狀態(tài)很難保證課程知識的學(xué)習(xí)效果，也不能滿足職業(yè)本科人才培養(yǎng)的要求。

3.2.2 教學(xué)內(nèi)容理論化，脫離工程實際

很多教材按理論知識點分配章節(jié)，注重公式推導(dǎo)證明及計算，內(nèi)容偏理論化、知識點零碎、缺乏工程實例。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中很難形成系統(tǒng)的工程思維，碰到實際問題沒有解題思路。同時，枯燥的理論計算也會讓學(xué)生學(xué)習(xí)吃力，產(chǎn)生厭倦情緒，即便借助于課后作業(yè)、課后答疑的輔助，也很難做到真正的學(xué)以致用，通過每年的課后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍感覺力學(xué)抽象、難學(xué)。

3.2.3 考核方式片面，學(xué)習(xí)效果不理想

課程考核評價方式單一、片面。目前期末考核仍采用傳統(tǒng)式期末卷面考試的形式，考核重點是工程力學(xué)理論基礎(chǔ)知識，考核時很難覆蓋全部教學(xué)內(nèi)容，題目類型也沒有注重學(xué)生實際應(yīng)用能力的訓(xùn)練與考核，因此很難體現(xiàn)學(xué)生對知識的理解掌握程度，也無法實現(xiàn)考核學(xué)生綜合素質(zhì)的目的[6]。

4 實踐化教學(xué)改革探究

機制專業(yè)以提高學(xué)生專業(yè)技能、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為根本的高職院校應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革目標(biāo)，實施了以發(fā)展型、創(chuàng)新型、復(fù)合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)為核心的教育教學(xué)改革[7]。職業(yè)本科課程體系邏輯起點應(yīng)源于主要職業(yè)崗位工作內(nèi)容和工作需求，在專業(yè)面向崗位群或技術(shù)領(lǐng)域中，選擇具有典型性和教育價值的部分構(gòu)件教學(xué)內(nèi)容。“工程力學(xué)”作為機械類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，教學(xué)中有必要拓寬維度，以保證更好的提升學(xué)生的工程素養(yǎng)。

尊重學(xué)生主體地位，在制訂教學(xué)計劃、教師課堂講授、學(xué)生學(xué)業(yè)評價、教師教學(xué)效果評價等過程要充分關(guān)注學(xué)生的需求[8]，將對學(xué)生的需求和個體化發(fā)展差異考慮充分并體現(xiàn)在具體的教學(xué)中；培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力，發(fā)揮教師引導(dǎo)作用，讓學(xué)生做課堂的主人[8]。讓學(xué)生在主動探究的過程中體驗到學(xué)習(xí)的快樂，使教學(xué)成果惠及全體學(xué)生；著眼于學(xué)生的全面發(fā)展，實現(xiàn)學(xué)生真正學(xué)有所成、學(xué)有所得。

4.1 課程設(shè)計新穎化

通過教學(xué)模式設(shè)計、教學(xué)方法設(shè)計、教學(xué)手段的靈活運用、教學(xué)目標(biāo)的開放性設(shè)計、教學(xué)考核方法改革等，學(xué)生專業(yè)能力、方法能力和社會能力的全面培養(yǎng)得到保障。在課程教學(xué)中進行文化培養(yǎng)，通過分析力學(xué)名家的人文故事、愛國情懷，更好地培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷及嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度；通過講解身邊可見的橋梁、起重機、塔吊等實際案例，更好地灌輸大國工匠精神。課程思政與課程內(nèi)容相融合，謹(jǐn)記立德樹人的教育使命。

4.2 教學(xué)內(nèi)容實踐化

為了推進職業(yè)本科教育的順利開展，“工程力學(xué)”作為專業(yè)基礎(chǔ)課，必須進一步強化課程教學(xué)改革。以廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，首先，增加課時，在高職32課時的基礎(chǔ)上增加到64課時，課時的增加更有利于課程形成較為完善的教學(xué)內(nèi)容體系。其次，在傳統(tǒng)教材的基礎(chǔ)上對內(nèi)容重新編排，將課程體系劃分為6個教學(xué)項目，把教學(xué)知識點拆分到6個項目中，結(jié)合具體的工程實例進行講解。每個教學(xué)項目除了融合傳統(tǒng)知識點外，也融入了相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)素養(yǎng)，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。在學(xué)習(xí)具體工程案例之前，先對工程案例簡化成力學(xué)模型的過程進行說明，包括對工程應(yīng)用場合、工作特點和研究對象的分離過程。在課前準(zhǔn)備時，盡量地多收集包括工程應(yīng)用案例在內(nèi)的一些視頻、動畫和圖片資源，以保證學(xué)生學(xué)習(xí)時達到學(xué)以致用的效果。

以基于工作過程的課程開發(fā)理念為指導(dǎo)，以職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成為重點，根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位(群)的任職要求[9]，融合崗位標(biāo)準(zhǔn)，以來源于工程一線的實際案例為載體，對課程內(nèi)容進行項目化、情景化設(shè)計。教學(xué)內(nèi)容的改革充分體現(xiàn)了以人才培養(yǎng)為目標(biāo)、以崗位需求為導(dǎo)向、以學(xué)生為主體、以素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ)、以項目案例為載體的培養(yǎng)過程。

4.3 教學(xué)方法多元化

教學(xué)方法是教學(xué)改革的關(guān)鍵點和切入點，堅持以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力和學(xué)生所需的職業(yè)能力為主線設(shè)計和組織教學(xué)內(nèi)容。專業(yè)構(gòu)建了以基礎(chǔ)模塊及專業(yè)核心模塊為基礎(chǔ)，同時融合拓展模塊，建立開放、共享的課程內(nèi)容。完善了任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向、翻轉(zhuǎn)課堂等在內(nèi)的教學(xué)組織體系，實施了探究式、分段式項目教學(xué)等多種教學(xué)方法。堅持以學(xué)生為中心，促使人才培養(yǎng)質(zhì)量穩(wěn)步提升。

“工程力學(xué)”課程教學(xué)過程走向多維度培養(yǎng)。教學(xué)時以傳統(tǒng)教學(xué)手段和方法為基礎(chǔ)，結(jié)合多媒體、視頻、動畫等手段進行工程實例的講授與討論，學(xué)習(xí)時理論結(jié)合實踐，同時將工程力學(xué)案例與行企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相融合。通過案例式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、類比法課堂教學(xué)等多種手段，充分利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)線上和線下模式相結(jié)合。將敬業(yè)、勤業(yè)、專業(yè)與精益求精的工匠精神細(xì)化到每一堂課的教學(xué)方案中，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)一批具有工匠精神、技能卓越的新一代機械人，樹立全國高職院校智能制造人才培養(yǎng)品牌。將相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)發(fā)展等用視頻和實地參觀等方式進行教學(xué)展示，以提升學(xué)生對工程實際的整體認(rèn)識。借助于超星學(xué)習(xí)通線上教學(xué)平臺開發(fā)精品在線課程，考勤、作業(yè)、在線搶答、教學(xué)視頻、PPT等多維度使用，能夠?qū)崿F(xiàn)線上與線下教育教學(xué)的有機結(jié)合，提升教學(xué)有效度。課程中使用的教學(xué)方法與手段如下圖所示。

4.4 考核方式全面化

為進一步培養(yǎng)應(yīng)用型人才，教師在進行課程考核時，需要對原本的考核方式進行改革，建立科學(xué)、健全的考核制度。注重過程性評價，采取多元化考核方式，形成全面的“工程力學(xué)”考核體系[10]。取消原有單一化的考核方式，參考學(xué)生的課堂考勤、平時作業(yè)、實驗項目成績、在線學(xué)習(xí)情況等方面，采用多形式、多方面的綜合性考核，并根據(jù)總成績50%左右的幅度來確定平時成績，如表1所示。

表1 課程考核評價體系

結(jié)語

教學(xué)過程中堅持實施人才動態(tài)培養(yǎng)機制，使學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與企業(yè)人才素質(zhì)需求保持聯(lián)動，形成校企深度融合、聯(lián)動育人機制[11]。“工程力學(xué)”作為機械類專業(yè)的必修課程，在整個課程體系及工程教育知識能力構(gòu)建過程中起著重要的作用。當(dāng)前“工程力學(xué)”的教學(xué)仍然存在類似于教學(xué)課時不足、教學(xué)模式單一、課程地位模糊不清、教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新性不足等問題。因此，具備健全的“工程力學(xué)”教學(xué)體系和考核評價方法、有效合理利用課堂教學(xué)時間、重視實踐教學(xué)活動，才能更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才。