“雙高”建設背景下專業基礎課程教材開發探究

摘 要 隨著國家示范院校與骨干院校建設工作的持續推進，“雙高”建設也取得顯著成果，對各專業課程教學提出了新的要求。高校教材建設是育人育才的重要依托，是課程教學內容的重要載體，其直接關乎教學質量和人才培養質量。文章基于“雙高”建設背景，以“水利水電建筑工程”專業群中專業基礎課“工程力學”的教材開發為例，探討了專業基礎課教材的開發特點，從課程模塊、學習任務、實訓任務等方面對教材開發的形式進行研究，旨在為專業基礎課程教材的編寫提供有益借鑒。

關鍵詞 專業基礎課；教材開發；工程力學

中圖分類號：G712 " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A " "DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.6.005

Exploration of the Development of Professional Basic Course Textbooks under the Background of \"Double High\" Construction

——Taking the loose leaf textbook of \"Engineering Mechanics\" as an example

LONG Lili

（School of Municipal and Transportation Engineering， Anhui Water Conservancy Technical College， Hefei， Anhui 231603）

Abstract With the continuous promotion of the construction of national demonstration colleges and backbone colleges， significant achievements have been made in the \"double high\" construction， which has put forward new requirements for the teaching of various professional courses. The construction of university textbooks is an important basis for cultivating talents and is an important carrier of curriculum and teaching content， which directly affects the quality of teaching and talent cultivation. Based on the background of \"dual high\" construction， this article takes the development of teaching materials for the professional basic course \"Engineering Mechanics\" in the \"Water Conservancy and Hydropower Construction Engineering\" professional group as an example to explore the characteristics of the development of teaching materials for professional basic courses. From the aspects of course modules， learning tasks， and practical training tasks， the article studies the form of teaching material development， aiming to provide useful reference for the writing of teaching materials for professional basic courses.

Keywords professional basic courses; textbook development; engineering mechanics

1 "研究背景

2019年12月，教育部、財政部公布《中國特色高水平高職學校和專業建設計劃建設單位名單》，56所高職院校入選高水平學校建設，141所高職院校入選高水平專業群建設。教材建設是“雙高”建設中一項重要的內容。傳統的高職院校教材沒能跳出學科體系的編排形式，仍以理論知識為主體進行教材章節設計，即使有些教材冠以項目之名，增加了一些應用案例，但其本質仍是學科體系框架，且傳統教材更多是從教師“教”的角度進行設計，而未從學生視角出發。高職學生的基礎知識和邏輯思維能力相對較弱，使用教材自主學習比較困難。并且傳統教材的裝訂方式也存在一定問題，膠裝固定的裝訂方式，使教材改版的周期和成本增大，當教材內容出現少量問題，或者有新方法、新理論、新技術、新材料需補充時，不能及時更改。此外，傳統教材偏重傳授知識，而未能體現教材的育人功能。

專業基礎課程的傳統教材，除了有上述傳統教材的共性問題外，還有其特性問題。不同于專業課程主要服務于一個專業或者一個專業方向，專業基礎課程是服務于一個或多個專業大類。這就導致傳統的專業基礎課程教材要么較少涉及專業知識，要么涉及的專業知識特別寬泛，而沒有針對性和系統性。比如傳統的“工程力學”教材面向的專業非常廣，包括建筑、土木、水利、機械等，甚至還包括工程管理類專業，因此教材中不能出現專業性較強的力學計算案例，只能講述力學理論知識，導致高職院校的“工程力學”教材最終成了一本本科教材的“刪減版”。

“雙高”建設背景下的教材建設必須要針對以上共性和特性問題進行解決，筆者在編寫水利水電建筑工程專業群專業基礎課“工程力學”活頁式教材的過程中系統地解決了上述問題，總結出“雙高”建設背景下專業基礎課教材的開發特點及開發形式。

2 "開發特點

2.1 "服務“雙高”專業群建設，找共性分析典型工作任務

“雙高”建設背景下教材的定位是服務于“雙高”專業群，因此，在教材開發過程中，需要從專業群行業企業需求出發，從專業崗位的實踐中尋找案例。這對于專業課而言輕而易舉，但是對于專業基礎課程而言卻非常困難。專業基礎課程輻射多個專業多個方向多個崗位，找出來的案例不盡一致。解決方法是對雙高專業群各個專業各個崗位進行課程需求調研，根據調研需求進行梳理，找出不同專業中具有共性的案例作為典型工作任務。

“工程力學”教材編寫過程中，編寫團隊對水利水電建筑工程專業群中水利工程、建筑工程、市政工程、港航工程四個專業（方向），進行工作崗位力學知識需求調研，整理出工作任務中力學需求對應的知識點，如表1所示。分析表中工作任務和力學需求可發現，雖說各專業施工的構件不完全一樣，但是在現澆施工時，臨時支撐結構基本相似，考慮將高大模板施工時的力學計算作為典型工作任務之一；使用架橋機進行預制梁施工或墩閘施工時，都需要進行抗傾覆穩定性驗算，也可以作為典型工作任務。

2.2 "重構課程體系，依據工作模塊設計課程模塊

分析出典型工作任務，劃分工作模塊，重構課程體系。再將教學的相關需求與新的課程體系融合，制訂課程標準，由課程標準設計出課程模塊。“工程力學”教材中，如上述確定為典型工作任務的高大模板施工專項方案力學計算書，可分解為梁的強度剛度驗算、壓桿的強度穩定性驗算、組合變形構件的強度剛度驗算，在力學中分別屬于平面彎曲變形構件、軸向拉壓構件和組合變形構件，因此，設計課程模塊時可按工作模塊劃分出軸向拉壓構件力學分析、平面彎曲構件力學分析、組合變形構件力學分析三個課程模塊。

“工程力學”既具有工程的具象性又具有力學的抽象性，工程的具象性體現在具體的工程案例中，力學的抽象性體現在抽象的理論知識中。進行工程案例的力學計算時，需要非常多的理論知識點，或者多條邏輯的理論知識線，所以很難將模塊中的工程案例與模塊中的理論知識一一對應起來。為此，“工程力學”教材作了特殊的處理，即將每個課程模塊分為學習任務和實訓任務兩部分。學習任務以結構構件類型的力學分析進行劃分，是實現實訓任務的力學理論知識，實訓任務是將“水利水電建筑工程”專業群對應的工程施工專項方案計算書、施工現場計算案例劃分工作模塊后分解到該模塊的部分。教材采用活頁形式，利用其“活”的特點，所有模塊的學習任務組成了完整的力學理論教學體系，相關模塊實訓任務的拼搭可形成若干個完整的力學施工計算案例。

2.3 "更新教學設計，紙質媒介和數字資源立體化重構

“雙高”建設背景下的新型教材是以紙質教材為核心的整體化、系統化設計，數字信息資源融入紙質教材的新形態、多維、立體、可視化的教材。教材紙質部分和數字資源整體融合，而非簡單地錄制課件形成二維碼放在紙質教材上。教學設計是實現紙質媒介和數字資源立體化重構的抓手，具體體現在各課程模塊的學習任務設計中。

每個模塊的學習任務，按實現該模塊實訓任務的步驟，包括若干個任務或子任務。任務的形式體現為任務驅動法，包括任務發布、任務認知、任務實施和任務總結四大部分。任務的教學設計采用適合高職學生學習特點的“課前+課中+課后”階段式遞進設計。“課前”導學部分選用學生在生活中能直觀切實感受到的力學元素引入本任務的學習；“課中”教學部分為正文主體，內容設計主要強調力學分析的邏輯性和完整性，輔以簡單案例進行聯系、解釋和應用；“課后”強化拓展部分包括學習指南、進階式題庫、一線案例、規范規程等，以滿足不同層次學生的拓展需求。其中，課前導學、課中教學部分中的典型例題、重難點，和課后強化拓展均為數字資源，在正文旁側提供二維碼。

每個模塊的實訓任務，按項目不同設置兩到三個實訓。實訓的形式和教學設計與學習任務中的任務形式和教學設計一致。針對工程實際案例當中結構和構件的復雜性，實訓中較多利用三維動畫和虛擬仿真進行展示。

2.4 "對接產業升級，數字智能技術融入教材內容

“雙高”建設是一次徹底的職業教育改革，其首要任務是產業對接轉型升級，培養高素質、高水平技術技能人才。專業基礎課作為學生學習專業課的基礎，將數字智能技術融入專業基礎課教材，使教材內容與產業升級后的崗位精準對接，突出職業能力培養，滿足產業升級對專業人才科技賦能的新要求。

“工程力學”教材選取最新的力學計算工程案例，用Midas軟件進行分析建模，使教材內容與產業升級后水利建筑施工崗位精準對接。采用虛擬仿真技術對結構構件建模，實現教材的數字智能技術升級。

3 "開發形式

下面以“工程力學”活頁式教材課程模塊、學習任務部分、實訓任務部分的開發為例，介紹專業基礎課教材的開發形式。

3.1 "課程模塊的開發形式

“工程力學”教材對多個典型工作任務劃分工作模塊，根據結構構件類型最終可總結歸納為結構構件外力分析課程模塊、軸向拉壓構件力學分析課程模塊、平面彎曲構件力學分析課程模塊、剪切構件力學分析課程模塊、扭轉構件力學分析課程模塊、組合變形構件力學分析課程模塊，以及超靜定結構力學分析課程模塊，共七個課程模塊。每個模塊包括學習任務和實訓任務兩部分。

每個模塊的學習任務部分涵蓋了實現該構件類型力學分析的理論知識。如平面彎曲構件力學分析課程模塊的學習任務部分，按力學分析的基本步驟，由梁的內力計算，梁的內力圖繪制，梁的應力分析，梁的變形分析，梁的強度剛度計算幾個任務組成。

每個模塊的實訓任務是將工程實際中的典型工作任務，拆解到各個模塊當中。如前述典型工作任務高大模板施工專項方案力學計算書，包括平面彎曲變形、軸向拉壓變形、組合變形三種構件，拆解到軸向拉壓構件力學分析、平面彎曲構件力學分析、組合變形構件力學分析三個課程模塊中，分別對應設計實訓任務“軸向拉（壓）構件―板模板可調托座、立桿的強度及穩定性驗算”“平面彎曲構件―板模板面板的強度、剛度驗算”和“組合變形構件―梁模板、考慮風荷載立桿的強度及穩定性驗算”。在“工程力學”教材中共分析了六個典型工作任務，拆解到七個模塊中，共形成實訓任務16個。

3.2 "學習任務部分的開發形式

以學習任務“梁的內力計算”為例。該學習任務在教材中主要采用任務驅動法，輔以問題驅動教學法和遷移教學法。學習任務頁面分左右兩欄，左欄為正文主體部分，右欄為數字資源二維碼及小貼士部分。

正文主體部分包括任務發布、任務認知、任務實施和任務總結四個部分。任務發布部分通過任務書的形式，發布某施工現場吊車采用兩點法吊裝箱梁的案例以及相關的技術參數，要求學生在完成本任務學習后，計算出梁中點及吊點的剪力和彎矩。任務認知部分，按“平面彎曲梁的內力是什么→內力（剪力、彎矩）正負號如何確定→如何求解梁截面的內力（剪力、彎矩）→梁的內力計算典型例題”的邏輯線，講述梁的內力計算的相關知識。任務實施部分，將任務發布的案例根據任務認知部分的分析計算過程總結為幾個關鍵步驟，采用引導語的形式引導學生自主完成學習任務。最后任務總結部分，學生完成任務實施后，根據答案分析對錯，總結該任務的關鍵點、薄弱點以及解決方法等。

數字資源二維碼及小貼士部分包括課堂導學、剪力彎矩符號規定講解視頻二維碼、典型例題講解視頻二維碼、截面法計算內力易錯小貼士、直接法計算內力總結順口溜，以及強化與拓展二維碼。

正文主體部分與數字資源二維碼及小貼士部分通過教學設計有機融為一體，根據“課前+課中+課后”階段式遞進設計。課堂導學二維碼資源為“課前”學習，資源內容為平面彎曲構件——梁按不同分類的工程實物圖片和計算簡圖，以及梁的變形彎曲動畫。“課中”學習部分，重難點視頻及典型例題講解視頻、知識點小貼士，對應在任務認知相關知識正文右側，輔助學生進行學習和理解。“課后”強化拓展資源內容為課后習題、競賽習題等。

3.3 "實訓任務部分的開發形式

實訓任務部分以學習任務“梁的內力計算”所在模塊實訓——“平面彎曲構件強度、剛度驗算―蓋梁施工臨時支撐結構分配橫梁、承重主梁”為例。

實訓任務頁面跟學習任務設置一樣分左右兩欄。左欄正文主體部分任務發布為某大橋蓋梁的施工案例，以及專項方案計算書分配橫梁和承重主梁的材料參數，要求驗算分配橫梁和承重主梁的強度及剛度。任務認知為該案例補充工程知識。任務實施是為完成任務發布根據方案計算書編制的關鍵步驟。

數字資源二維碼及小貼士部分包括課堂導學二維碼、工字鋼型鋼截面特性參考規范小貼士、分配橫梁強度剛度驗算講解視頻二維碼、承重主梁強度剛度驗算資料二維碼，以及強化與拓展二維碼。

實訓任務部分的整體架構設計跟學習任務部分類似。不同在于實訓部分因為工程結構復雜、構件受力抽象難懂，所以課堂導學、講解視頻等二維碼資源為蓋梁施工時臨時支撐結構的搭設過程三維動畫，以及臨時支撐結構受力后的虛擬仿真效果。強化與拓展二維碼為該實訓項目Midas軟件的建模過程。

4 "結論

“雙高”建設中，教材建設是一個重要的內容。專業基礎課程的教材具有對應多個專業或方向的特點，教材建設時需要收集整理各專業具有共性的案例作為典型工作任務，構建課程體系，劃分課程模塊，以任務為單元進行整體教學設計。教材建設還要契合行業轉型升級要求，加強專業人才應用能力培養的客觀需求，據此打造出符合職業教育需求，新形態、實用、多維的立體化教材。

基金項目：2021年度安徽省省級質量工程重點教學研究項目“‘雙高’建設中《工程力學》活頁式教材的開發探索”（2021JYXM0532）；2023年安徽省高校“三全育人”綜合改革和思想政治能力提升計劃“《工程力學》精品教材”（SZTSJH-2023-11-33）；2022年度安徽省省級質量工程課程思政示范課程“《工程力學》”（2022KCSZ116）；2022年度安徽省省級質量工程特色高水平專業“市政工程技術特色高水平專業”（2022TSGSP029）；2022年度安徽省高校優秀青年人才支持計劃重點項目“‘雙高計劃’建設引領高職專業‘三教’改革創新研究——以安徽水利水電職業技術學院給排水工程技術專業為例”。

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