新工科背景下應用型人才培養教學改革探索

李寶元 張靈通 張震 賀成林

摘?要：從新工科背景下“結構力學”課程的建設要求出發，針對目前“結構力學”課程在應用型本科高校中存在的系列問題，基于OBE教育理念，探索培養適應社會需求的專業型人才，實現應用型專業人才的培養要求，積極推進應用型高校新工科建設，繼續落實“結構力學”課程教學改革與改革實踐，為土木工程專業“結構力學”課程提供了改革思路。

關鍵詞：結構力學；課程改革；新工科；OBE理念；人才培養

“結構力學”課程是一門傳統學科，是土木工程專業及相關專業的必修課程，它既傳承古典力學又融入現代科技，是一門既老又新、亦理亦工、內涵豐富的學科和課程。普通本科生在學習“結構力學”課程之前要學習理論力學、材料力學，在有一定力學基礎的前提下繼續學習“結構力學”課程，課程內容主要研究桿件結構。新時代全國高等學校本科教育工作會議強調堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設高水平本科教育、全面提高人才培養能力，造就堪當民族復興大任的時代新人［1］。在此背景下的新工科如何建設，我校作為應用型本科學校如何培養時代新人等問題亟待解決，人才培養教學改革則是必經之路。以“結構力學”課程為例，“結構力學”課程繼續沿用以往的平鋪式教學模式已經不滿足時代要求，課程也要與時俱進，因此本文詳述了“結構力學”課程教學改革的思路與愿景。

1?“結構力學”課程分析

1.1?“結構力學”課程現狀

搜集調查發現國內有土木工程專業的各高校開設“結構力學”課程大部分都是分上下兩學期，上冊課程學時較多，普遍安排在64學時，下冊學時差異性較大，主要結合各自學生、學校的側重點安排，從學時安排上就可以看出“結構力學”課程上冊是基礎教程，各學校雖然各有特點，但是基本的教學要求大致一樣，下冊主要是專題部分，根據學校的學生接受能力、考研需求、工作需求等因素確定課時。

1.2?“結構力學”課程存在的問題

傳統“結構力學”課程主要存在的問題可以歸納為以下幾點：（1）課程內容本身比較抽象，理論性比較強，學生在學習時容易將理論和實際脫節，造成一種工程實際中很少遇見這種計算方法的假象，導致學生不認真對待。（2）傳統教學手段單一、方式單一，停留在教師講、學生聽，滿堂灌的填鴨式教學方法或教學形式中，課堂學習氛圍不積極，如果教師講課沒有吸引力那么學生的聽課效果就很一般，所以就會造成課堂是教師的事，與學生無關的錯誤思想。（3）隨著時代發展，多媒體教學進入課堂已經是普遍現象，但是存在授課過程中只考慮完成教學任務講多少頁PPT，不注重學生掌握的情況，PPT中大量文字、公式一閃而過，學生聽課心思不在課堂，造成學習效果不好，課堂教學效率低。（4）目前教學背景下要求學生的應用能力不斷提升，學生需要涉及的知識面要加寬，學習的課程除了專業課程還有很多非專業課程，為保證人才培養總學分、總學時不增加的要求，只能減少課程的課時量，課時量減少只能對基礎知識講解，存在對知識不精通的情況。（5）學生學習的自覺性不強，對于新的知識缺少鉆研精神，會出現容易學的有興趣，難學的就放一邊，能學會的認真聽，學不會的就放棄，缺乏遇到困難迎難而上的毅力和勇氣。（6）考核要求單一，過程考查較少。目前大多數應用型本科高校對“結構力學”課程的考核都是以期末試卷分數為結果，過程考查也僅限于作業、考勤及課堂表現幾方面，缺乏全過程的能力的培養，對學生掌握、運用、創新的能力不注重，導致學生只在期末認真學重點，平時對學習內容沒有積極性。

2?“結構力學”課程教學改革思路

“結構力學”課程教學改革要從課程特點著手，抓住存在的問題，以解決現有問題為介質，實現“結構力學”課程在目前新工科背景下應用型人才培養的教學改革。具體可以從以下幾個方向探索“結構力學”課程的教學改革。

2.1?聯系實際工程，增強知識運用

“結構力學”主要是通過講解各種計算方法傳授知識，在講解計算方法的時候可以拿實際工程案例來進行，運用書本上的方法去驗證，讓學生感受本課程在實際工程中的應用。例如，在講解梁內力計算的回顧這一內容時，讓學生先說說生活中見過哪些梁，為什么會有這些應用，在問題引入后，學生的好奇心被調動，則可以列舉工程中的簡支梁、連續梁來計算結構的內力，畫出內力圖，通過比較同學們很容易發現連續梁的彎矩要小于簡支梁的彎矩，這也解釋了為什么工程中運用連續梁的情況要比簡支梁多，同學們生活中見到大部分都是連續梁的原因。通過這樣的實際應用同學們很真實地感覺到書本上的知識在生活中處處存在，學習知識是很有必要的，就會認真對待這門課程，學習時就會更加努力。

2.2?革新教學方法，豐富教學模式

教師以教學內容為基礎運用多種有效的教學方式。將OBE教育理念帶入課堂，以目標成果為導向，以學生為本，增強學生主人翁的意識，強調學生學到了什么而不是教師教了什么，將以往以教師為中心的課堂，轉變為以學生為中心的課堂［2］。作為應用型本科高校新工科的建設也要從教學上體現出來，采用更具協作性的教學方式，讓學生掌握更多的控制權，在思想上才能激發學生的創新意識，在未來主動適應新技術、新產業、新經濟發展。

2.3?提升教師專業化水平，提高教學質量

教師專業水平直接影響教學質量，影響學生學習效果。學校新工科的建設是一個有利契機，不僅針對新教師，而且也包含老教師，要注重對教師進行新理念、新知識、新技術的培訓，以促進教師教育教學觀念的轉變，明確新課程理念下，教師該做什么，成功的課應該具備什么。在教學目標上，不僅傳授知識，還要訓練技能，發展智力，培養學生良好的思維習慣，當然這也需要教師自身具有高超的專業水平和高尚的道德情操。這些能力的培養都需要教研室、學院、學校共同制定相應的規章制度，完善教師培養培訓體系，扎扎實實提升教師專業水平，為教學質量的提升打好堅實的基礎。

2.4?合理調整人才培養方案

人才培養方案是學校落實黨和國家關于人才培養總體要求，實施人才培養和開展質量評價的基本依據。“結構力學”課程教學要依據土木工程專業人才培養方案的安排進行，學生的學習成果反映了人才培養方案對于本校學生的適用性，隨著生源情況及時修訂改進。例如，我校土木工程專業2021版人才培養方案“結構力學”課程存在課時少的問題，可以在下次修訂培養方案時組織專家論證，普查搜集學生意見，適當減少通識教育的課時，增加專業教育課時，找到適合應用型高校土木工程人才培養的精確方案，實現以學生為本的教育思想。

2.5?加強思想引導，鑄就堅強的意志

學生現在的生活環境舒適，沒有經歷過困難，遇到困難就選擇放棄，在思想上沒有認識到堅決克服困難、解決難題是人生必須經歷的過程。作為高校教師，我們有責任也有義務對新時代大學生做好引導，在專業課程中融入多樣的思政教育元素，將正確的社會主義價值理念及精神追求融入所講課程當中，潛移默化地對學生的思想意識、行為舉止產生影響［3］，達到潤物細無聲的效果，從一點一滴中逐漸培養學生敢于直面困難、勇于奮斗、堅持不懈的堅強意志。

2.6?優化課程考核方式

建立多元化的考核機制，制定適合本校學生的考核內容。例如在期末考試試卷中不僅僅是閉卷考試，也可以采用開卷或是半開卷的形式，在考試題目設置上不僅僅有教師出題，學生也可以進行現場出題，給定分值，學生將題目寫在試卷上然后求解，教師根據學生出題的難易程度和求解情況判分。在平時表現方面，不僅僅是教師對學生課堂提問的情況，也可以加入學生提問的環節，對本節課的知識點的提問，學生與教師可以共同進步。在作業方面，除了教師布置的作業外，讓學生自己總結相關章節的重點和難點內容，總結典型例題。除了常規評價外，增加學生間的互評環節與自評環節，互評在學生上課討論中完成，自評在每章結束進行，自我評價對本章的學習收獲情況。

2.7?整合課程資源，優化教學設計

“結構力學”課程的網絡資源很多，可以選用適合本校學生實際情況的內容在課堂上補充講解，充實教學設計內容，將課前資源、課中資源和課后資源盡可能地鏈接到教學設計中，當然整合課程資源，優化教學設計的關鍵點在于學生能從中學到有用的知識，能夠在課堂中學到實用的技能，能夠在本門課程中培養學生的創新思維與創新能力。

3?新工科背景下“結構力學”課程體系建設

“結構力學”課程在學校人才培養方案中的位置要明確，作為土木工程專業必修的力學課程，通過學習課程學生能達到怎樣的成果，以成果為導向結合新工科學科交叉融合的特點構建課程體系。

3.1?制定合理的教學大綱

首先從教學大綱上著手，列入教學大綱中的教材及知識的廣度和深度，一般應是學生必須達到的最低標準［4］，另外教學大綱也是教師編寫教案進行教學的主要依據，也是檢查和評定學生學業成績和衡量教師教學質量的重要標準。在此基礎上要體現學科交叉融合的內容，比如在知識點的講解、知識的運用過程中要讓學生回憶起以前學過哪些課程的知識，利用這些知識功底理解新的知識，將新知識真正理解、學懂、弄通。

3.2?編制適合的教學計劃

教學計劃是課程設置的整體規劃，它規定不同課程類型相互結構的方式，也規定了不同課程在管理學習方式的要求及其所占比例，同時，對學校的教學、生產勞動、課外活動等進行全面安排，具體規定了學校應設置的學科、課程開設的順序及課時分配，并對學期、學年、假期進行劃分［5］。在編制教學計劃時要注意課程內容，不能每節課都是全堂講解，要合理安排時間，有教師講解部分，學生自主思考、練習部分，有師生互動部分等內容，讓課程內容更加豐富多彩。

3.3?擁有精致的教案

教案是一個教師上課的重點資料，教師在準備一堂課時要提前備好教案，教案準備的充分與否決定了這節課的效果，所以教師在教案的準備上要下功夫，要經過多次打磨，讓教案更加精致受用。在教案的結構上大致應該包括以下幾個方面：（1）教學內容，明確本節課的授課內容；（2）教學目的和要求，闡明學完本次課應達到的效果目標，以及上課的基本要求；（3）教學重點及難點，剖析本節課的重難點，讓學生知道關鍵點是什么；（4）教學方法，每次課的知識點教授的形式可以不一樣，所以每節課的教學方法不一定都一樣，要運用學生能最容易理解的形式去講解；（5）教學組織與設計，這部分內容可以說是教案的核心部分，要進行學情分析，明確教學準備及教學活動內容，整節課怎樣進行要嚴密組織及設計；（6）作業、討論或思考，上課不能只有課上時間還需要留課下學習內容；（7）課后小結，對于本次課的總結，包含學生課堂紀律、教學內容完成情況、教學體會等內容，為下次課的改進提供思考。

3.4?了解學生

新時代背景下，作為任課教師不僅要知道學生的基本情況，如姓名、學號、班級，還要了解學生的學習情況和思想狀況，學生的情感、態度、價值觀等內容。例如學生基本功如何、學生的學習興趣如何、學生對于本門課程的了解程度如何、學生的個人想法等。通過了解這些內容后，教師在教學的過程中才能意識到以學生為中心如何去實現。

3.5?實踐環節多樣化

目前學生的實踐能力欠缺，學生基本上都是沒有任何實踐經驗，都只是紙上談兵，如果不能培養學生的實踐能力，步入社會也是沒法適應社會的發展，所以在學校、在課堂，教師就要不斷培養學生的實踐能力。另外，實踐能力的培養可以是多樣化的，例如“結構力學”這門課，可以帶學生參觀認識結構，可以帶學生自己練習解決結構問題的方法，以習題、作業、討論、現場等形式，無論以哪種形式，只要學生在這個過程中能明白和理解知識點，并能夠自我解決問題即可。

結語

應用型本科人才培養的核心內容是課程，培養依據是專業人才培養方案，圍繞中心是學生，參與者是教師，所以做好應用型本科新工科建設培養時代新人，要從培養方案、課程內容、學生實情、教師專業水平等多方面共同入手考慮改進措施。本文分析了“結構力學”課程存在的問題，在新工科建設大背景下探索課程改革的幾點思路，為提高“結構力學”課程教學質量，增強我校學生對此課程的理解與掌握，提升課程的實用性，增強學生的分析能力、計算能力、判斷能力、自學能力尋找方法，為應用型本科土木工程專業其他課程教學改革提供了新思路和參考。

參考文獻：

［1］陳亮，王芊，謝小林，等.以計算機模擬引導“材料科學與工程基礎”課程的多元化教學探索［J］.南昌航空大學學報（自然科學版），2020（04）：9196.

［2］孫躍枝，馮進智.人工智能裝備在化學教育教學中的運用研究12［J］.化學工程與裝備，2021（06）：274275+31.

［3］鄭淑娟，劉楷安，許蘭貴，等.“液壓與氣壓傳動”課程思政的教學實踐與探索［J］.科技與創新，2021（21）：2021+26.

［4］趙勝男，石宏巖，王春林，等.基于OBE理念的教學大綱設計實踐——以能源與環境概論課程為例［J］.赤峰學院學報（自然科學版），2022，38（06）：108112.

［5］郭文水.某高校教學計劃管理系統的分析與設計［J］.山東工業技術，2016（03）：188.

作者簡介：李寶元（1992—?），男，漢族，甘肅武威人，碩士研究生，講師，主講結構力學課程。

*通訊作者：張靈通（1988—?），男，漢族，河南柘城人，碩士研究生，副教授，主講混凝土結構設計課程。