基于應用型人才培養的工程力學課程教學改革探索實踐

王國斌　馬婕　劉志軍

［摘 要］文章針對應用型本科院校機械設計制造及其自動化專業工程力學課程在教學內容、教學方法和考核方式等方面存在的問題，提出教學內容模塊化、采用案例教學法及“N+1+1”過程考核機制、改善實踐教學條件等一系列教學改革措施，對工程力學課程從教學改革、課程思政建設到線上線下混合式課程建設的思路進行了探索。

［關鍵詞］應用型人才；工程力學；教學改革

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）04-0065-04

2017年以來，隨著成果導向教育理念在銀川能源學院（以下簡稱我校）落地生根，我校確立了應用型本科的辦學定位。應用型本科院校的主要任務是培養能夠將成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技術技能型人才，即應用型人才。應用型人才的培養模式具有以下特點：一是知識結構圍繞一線生產的實際需求進行設計，強調基礎、成熟和適用的知識；二是能力培養方面注重對基本知識的熟練掌握及靈活應用；三是重視教學過程中的實驗、實習、實訓教學環節，以此培養學生對知識的應用能力[1]。課程是應用型人才培養的重要載體，其教學內容、教學方法、考核方式以及課程思政建設等內容，無不對應用型人才培養起著非常重要的作用。

工程力學課程是機械設計制造及其自動化專業（以下簡稱機制專業）的一門專業基礎課程，也是本專業的核心課程之一，是涉及學生今后走上工程技術領域崗位后廣泛應用的技術的技術基礎課[2]。本課程在專業人才培養中具有“承上啟下”的作用，對本課程的教學改革進行探索，對為地方經濟和社會發展培養應用型本科畢業生具有重要意義。

一、我校工程力學課程教學存在的問題

（一）教學內容難度大，學時少

機制專業工程力學課程內容由理論力學與材料力學兩部分組成，教學內容多，難度大，涉及大量的理論推導，學生“掛科率”居高不下。此外，在我校新修訂的人才培養方案中，本課程的教學學時由原來的144學時壓縮至88學時，在學時減少、教學內容未減的情況下，傳統的以教師為中心的教學方式已不能保證課程教學質量[3]。近年來，隨著新工科建設的不斷深化，跨學科融合培養進一步增加了學生學習的難度，這對于教師和學生而言，都是新的挑戰。

（二）教學方法陳舊，實踐教學缺乏挑戰

傳統的工程力學課程在教學過程中需要教師完成大量的板書推導，這種教學方法費時且費力，導致教學進度較慢，在課時量減少的情況下，無法保證高質量完成所有課程內容的教學，教學效果較差。此外，實踐教學以傳統的演示性實驗（如拉伸、壓縮、扭轉、沖擊）為主，缺乏綜合性、設計性實驗，實驗教學缺乏挑戰性，這與“兩性一度”的金課建設標準有很大差距。

（三）考核機制單一，評價反饋缺乏

工程力學是機制專業的核心課程之一，傳統的考核方式為考試，課程成績以期末考試成績為主，無法考核學生在學習過程中的課程參與情況，也無法充分反映學生應用力學知識解決工程實際問題的能力。

以上種種因素導致我校工程力學課程教學難以適應應用型人才培養的基本要求，也難以達到新工科背景下“金課”建設的標準，因此需要對課程教學的各個環節進行改革。

二、工程力學課程教學改革實踐

（一）課程建設思路

根據應用型人才培養的基本要求，進行教學內容的優化與整合，將理論與實踐相結合，突出課程的實踐性。根據專業人才培養方案確定學分和學時，進行教學大綱的修訂。根據教學大綱的要求，進行考核方式、教學方法、實踐教學等多方面的改革，并進行課程思政建設，最終建立基于超星學習通平臺的線上線下混合式課程，全面提升課程教學質量。課程建設思路見圖1。

（二）課程教學內容優化

優化后的教學內容既保留工程力學課程嚴謹的理論體系、清晰的邏輯關系，又強化應用型教學內容，力求體現以“應用”為目的、以“必需、夠用”為度、以“講清概念、強化應用”為重點的原則，將課程內容整合成靜力學、材料力學、運動學、動力學4個模塊，使學生充分了解課程的知識體系以及各個模塊之間的相互關系。調整后的教學內容見圖2。

（三）課程教學方法改革

教學過程側重培養學生對理論知識的工程應用能力，因此，在教學設計中以實際工程問題、后續課程中的受力分析等作為課程教學案例，按照“案例導入—分析問題—理論知識講授—解決問題”的主線，進行課堂教學設計。在教學實施過程中，突出“學生主體，教師引導”的理念，充分發揮學生的主觀能動性，引導學生進行案例問題的分析和解決。課程典型教學案例見表1。

（四）課程考核方式改革

注重對學生學習過程的考核，制定“N+1+1”過程考核制度，變末端考試為過程監控。其中，“N”是過程考核，包括作業、實驗、測驗等項目，占40%；第一個“1”是課堂筆記，占10%；第二個“1”是期末考試，占50%（見表2）。

（五）實驗教學改革

一是加強對實驗教學過程的監控，完善實驗報告的考核評價體系，切實保證實驗教學效果[4]。二是加大實驗室建設力度，改善實驗教學條件，增加多功能力學實驗臺，除了設置傳統的演示性、驗證性實驗，還增設了綜合性、設計性實驗，提高實驗教學的挑戰度，訓練學生的創新思維。三是引導學生將力學課程與專業課結合起來，開發開放性實驗。例如，將塑性材料的扭轉變形力學性能與材料的金相顯微組織結合起來，引導學生通過材料組織的變化來理解塑性材料的變形過程。通過以上種種措施，改善了課程的實踐教學效果，提升了學生對課程的學習興趣。

（六）課程思政建設

立德樹人是高等教育的根本任務，課程思政建設是教育教學的重要內容。課程教學團隊經過不斷探索，初步形成了本課程的思政教學體系。一是以中國古代和現代的偉大工程作為工程力學的應用案例，引領學生領略中國智慧，激發學生的民族自豪感，培養學生的家國情懷。二是以實際工程事故作為教學案例，將工程倫理中的責任意識教育融入課程教學過程，增強學生的工程責任意識。三是將唯物辯證法、矛盾運動的普遍規律等哲學思維融入課程教學，提升學生的人文素養。四是用工程構件的力學特性映射人的品質，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，提升個人素質。

（七）在線教學平臺建設

我校工程力學課程于2020年立項為自治區級一流課程進行建設，目標是建成線上線下混合式一流課程[5]。本課程依托超星學習通平臺進行線上線下混合式課程建設，將信息化與教學深度融合，集教學課件、課后習題、教案等教學資源于一體。教師通過在線教學平臺完成課前預習、課后輔導答疑、話題討論等教學任務的發布，學生利用手機端app完成作業、測驗、預習、討論等，增強師生之間的互動，避免了師生聯系不夠緊密、課后互動不足的情況，真正做到融課程、學習、評測、交互于一體。本課程線上線下混合式教學模式見圖3。

三、教學改革實踐效果與評價

筆者依據機制專業2019級、2020級、2021級三屆學生的課程成績變化來評價教學改革實踐效果，并在課程結束后通過問卷調查的方式，對學生在學習過程中的滿意度進行了調查，了解學生對課程的評價。

在學生成績方面，學生的卷面成績呈逐漸提升的趨勢，課程通過率也在提升（見圖4）。這充分說明，隨著教學改革的不斷深入、教學內容的優化與整合、教學方式方法的不斷改進、考核方式的改革等，課程的教學效果在不斷提升。

在教學評價方面，筆者通過問卷調查的方式，對學生對課程整體、教學目標、教學方法、考核方式等方面的滿意度進行了調查，結果見圖5。從圖中可以看出，學生對課程各方面的滿意度總體呈逐年上升的趨勢，這也充分說明了學生對課程教學改革成果的認可。教學改革的實施提升了教學質量以及學生的學習興趣，使課程得到了學生的好評。

四、結語

傳統的工程力學課程在教學內容的組織、教學方法和考核方式等方面存在亟待解決的問題。本文基于對存在問題的分析，提出了明確的教學改革思路，以通過對課程內容、教學方法、實踐教學、考核方式等方面進行改革，提高課程教學質量和教學效果，激發學生的學習興趣；同時對課程思政建設進行了探討，以使工程力學課程達到協同育人、立德樹人的目的；此外還對線上線下混合式教學模式進行了探討，以彌補傳統線下課程教學的不足之處，明確課程建設的方向。實踐證明，課程教學改革在實施過程中收到了實效，也獲得了學生的認可。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 錢國英，王剛，徐立清.本科應用型人才的特點及其培養體系的構建[J].中國大學教學，2005（9）：54-56.

[2] 陳璐.基于超星學習通的混合式教學在工程力學課中的應用[J].云南開放大學學報，2022，24（1）：50-54.

[3] 張智聰，吳丹.“工程力學”的教學現狀與改革探索[J].文山學院學報，2020，33（6）：86-88.

[4] 段翠芳，張春梅.應用型人才培養模式下工程力學教學改革研究與實踐[J].河南機電高等?？茖W校學報，2019，27（1）：75-77.

[5] 喬玲，糜長穩，王瑩，等.金課背景下材料力學課程線上線下混合式教學研究與實踐[J]. 高教學刊，2021，7（21）：111-114.

［責任編輯：周侯辰］