基于GPBL+CBL教學(xué)模式的材料力學(xué)課程教學(xué)改革

摘 "要：基于目標(biāo)問(wèn)題的案例教學(xué)模式（GPBL+CBL）可以解決傳統(tǒng)材料力學(xué)課程中存在的問(wèn)題。傳統(tǒng)的材料力學(xué)課程教學(xué)與工程實(shí)際相脫節(jié)，學(xué)生工程意識(shí)和解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)欠缺。GPBL+CBL教學(xué)模式將傳統(tǒng)課堂進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，形成以目標(biāo)問(wèn)題為導(dǎo)向，以工程案例為載體的能力培養(yǎng)教學(xué)模式。該文介紹實(shí)施GPBL+CBL的方法與舉措。以材料力學(xué)課程的壓桿穩(wěn)定授課內(nèi)容為例，介紹GPBL+CBL的具體實(shí)施過(guò)程。教學(xué)實(shí)踐研究表明，GPBL+CBL可提高學(xué)生的課堂參與度，提升解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)有效的教和促進(jìn)學(xué)生有效的學(xué)。

關(guān)鍵詞：GPBL教學(xué)模式；CBL教學(xué)模式；課程思政；材料力學(xué)；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號(hào)：2096-000X（2025）07-0147-04

Abstract： Through the goal problem based learning and case based learning（GPBL+CBL） to solve the problems existing in the traditional Material Mechanics course. The traditional teaching of Material Mechanics is out of touch with engineering practice which leads to students' lacking of the engineering awareness and problem-solving ability. The GPBL+CBL teaching model flips the traditional classroom， forming a goal problem-oriented and taking engineering cases as the carrier ability training teaching. This paper introduces the concrete teaching design and practice of GPBL+CBL. Taking the teaching content of stability of columns as an example， the specific process of GPBL+CBL was introduced. Through practical research， it is concluded that GPBL+CBL can improve students' classroom participation， cultivate students' ability to solve problems， achieve effective teaching of courses and effective learning of students.

Keywords： GPBL teaching mode; CBL teaching mode; ideological and political courses; Material Mechanics; teaching practice

材料力學(xué)課程是土木類(lèi)與機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科階段的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論課，課程的基本理論和方法可直接用于解決工程實(shí)際問(wèn)題。傳統(tǒng)的材料力學(xué)課程教學(xué)是以教師為中心，課堂教學(xué)內(nèi)容重理論輕應(yīng)用，課程教學(xué)與工程實(shí)際相脫節(jié)，工程意識(shí)和解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)欠缺[1]。因此，如何以學(xué)生為中心，將理論教學(xué)聯(lián)系工程實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，提升解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)有效的教和促進(jìn)學(xué)生有效的學(xué)，是當(dāng)前材料力學(xué)課程教學(xué)需要思考的問(wèn)題。

GPBL+CBL教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，以目標(biāo)問(wèn)題為導(dǎo)向，以案例為載體的創(chuàng)新型教學(xué)模式。材料力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)將GPBL+CBL教學(xué)模式應(yīng)用于教學(xué)中，讓學(xué)生深度參與課堂，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的突破。通過(guò)對(duì)該模式的教學(xué)實(shí)踐，以期實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)有效的教和促進(jìn)學(xué)生有效的學(xué)，為提高材料力學(xué)課程教學(xué)效果提供參考。

一 "GPBL+CBL教學(xué)模式與運(yùn)行機(jī)制

（一） "GPBL+CBL教學(xué)模式的內(nèi)涵

GPBL教學(xué)模式由廣東石油化工學(xué)院創(chuàng)新提出，是一種以目標(biāo)問(wèn)題為導(dǎo)向的創(chuàng)新型教學(xué)模式，全稱(chēng)為“Goal Problem Based Learning”。GPBL教學(xué)模式要求教師以學(xué)生為中心，圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)五類(lèi)目標(biāo)問(wèn)題，把目標(biāo)素質(zhì)要求、課程內(nèi)容體系轉(zhuǎn)化為目標(biāo)問(wèn)題體系，用目標(biāo)問(wèn)題來(lái)組織課程教學(xué)。該教學(xué)模式來(lái)源于對(duì)課程教學(xué)實(shí)踐過(guò)程存在的若干問(wèn)題的深刻認(rèn)識(shí)和思考，能有效指導(dǎo)具體的教育教學(xué)實(shí)踐，使教師的教學(xué)更具有針對(duì)性和精準(zhǔn)性[2-4]。CBL教學(xué)模式是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，全稱(chēng)為“Case Based Learning”。CBL教學(xué)模式以案例為載體，理論聯(lián)系實(shí)際。材料力學(xué)課程中應(yīng)用CBL教學(xué)模式，將力學(xué)理論與工程實(shí)際有機(jī)結(jié)合，能夠在工程案例分析中培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和力學(xué)思維，逐步提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力，該模式在力學(xué)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用前景廣泛[5-10]。

GPBL教學(xué)模式側(cè)重于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，通過(guò)目標(biāo)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考。學(xué)生通過(guò)對(duì)目標(biāo)問(wèn)題的思考、分析、討論和交流，解決目標(biāo)問(wèn)題，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)和實(shí)踐能力，為解決復(fù)雜工程問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。CBL教學(xué)模式側(cè)重于理論聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)工程案例引導(dǎo)學(xué)生思考。學(xué)生對(duì)案例進(jìn)行分析和小組討論，找出問(wèn)題的正確解決辦法，從而增強(qiáng)對(duì)理論的理解，提高將理論應(yīng)用于實(shí)踐，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。可見(jiàn)，GPBL教學(xué)模式與CBL教學(xué)模式存在較高的契合性。

GPBL+CBL教學(xué)模式將工程案例融入到目標(biāo)問(wèn)題中，在目標(biāo)問(wèn)題的解決中實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。GPBL+CBL教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，可以看出GPBL+CBL教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。

首先，GPBL+CBL教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。GPBL+CBL教學(xué)模式在課前布置目標(biāo)問(wèn)題和課前探究任務(wù)，學(xué)生在尋求答案和小組協(xié)作中獲取知識(shí)，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生要解決目標(biāo)問(wèn)題，完成課前探究任務(wù)，必須主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考，學(xué)習(xí)小組必須分工協(xié)作，查閱資料，整合知識(shí)去探究。在解決目標(biāo)問(wèn)題和完成課前探究任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生需要發(fā)散思維和深度思考，從而提高學(xué)生的思辨能力和協(xié)作能力。

其次，GPBL+CBL教學(xué)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。GPBL+CBL教學(xué)模式以學(xué)生為中心，課前布置目標(biāo)問(wèn)題和課前探究任務(wù)。學(xué)生通過(guò)觀看教學(xué)視頻、小組討論和查閱相關(guān)文獻(xiàn)等方式解決目標(biāo)問(wèn)題和課前探究任務(wù)。在解決目標(biāo)問(wèn)題和完成課前探究任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生需要主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決工程問(wèn)題的能力。

最后，GPBL+CBL教學(xué)模式能夠提高學(xué)生的參與感。GPBL+CBL教學(xué)模式是圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo)問(wèn)題，用目標(biāo)問(wèn)題來(lái)組織課程教學(xué)的過(guò)程。這種教學(xué)模式能夠引發(fā)深度思考，學(xué)用知識(shí)和素質(zhì)培養(yǎng)。這種教學(xué)模式有利于提高學(xué)生的課堂參與度，從而提高學(xué)生的獲得感和綜合能力。

（二） "GPBL+CBL教學(xué)模式的運(yùn)行

GPBL+CBL教學(xué)模式是一種創(chuàng)新型教學(xué)模式，以目標(biāo)問(wèn)題的分析和解決來(lái)組織課程教學(xué)，可以有效地促進(jìn)課程教學(xué)有效的教和學(xué)生學(xué)習(xí)有效的學(xué)，如圖1所示。

GPBL+CBL教學(xué)模式在實(shí)踐中主要呈現(xiàn)兩種形態(tài)，在每種形態(tài)中，GPBL+CBL教學(xué)與教師講授（Lecture）之間的主要有三種關(guān)系，分別如圖2和圖3所示。GPBL+CBL教學(xué)模式將課堂講授與學(xué)生自學(xué)有機(jī)融合，在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中融入多元化的學(xué)習(xí)方式，能有效促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。

二 "GPBL+CBL教學(xué)模式的教學(xué)實(shí)施

（一） "教學(xué)流程

材料力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建了GPBL+CBL的六步教學(xué)法，學(xué)生帶著問(wèn)題自主學(xué)習(xí)和探究。學(xué)生在完成課前任務(wù)后，有準(zhǔn)備地進(jìn)入課堂，課中圍繞目標(biāo)問(wèn)題組織教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生思考，實(shí)現(xiàn)參與式教學(xué)。課后學(xué)生帶著拓展任務(wù)去學(xué)習(xí)和探究，如圖4所示。

（二） "教學(xué)實(shí)踐

以材料力學(xué)課程的核心內(nèi)容壓桿穩(wěn)定為例，介紹GPBL+CBL教學(xué)模式的具體實(shí)施過(guò)程。

1 "制定教學(xué)目標(biāo)

課前依據(jù)學(xué)校、專(zhuān)業(yè)和課程目標(biāo)，結(jié)合壓桿穩(wěn)定的授課內(nèi)容制定教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和思政目標(biāo)的有機(jī)結(jié)合，如圖5所示。

2 "設(shè)計(jì)目標(biāo)問(wèn)題

根據(jù)壓桿穩(wěn)定授課內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)，遵循學(xué)生學(xué)知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、發(fā)展知識(shí)的規(guī)律，同時(shí)滲透課程思政元素。結(jié)合課程具體的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)的五類(lèi)目標(biāo)問(wèn)題如圖6所示。工程案例分析融入到實(shí)踐問(wèn)題中，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和力學(xué)思維，為解決復(fù)雜工程問(wèn)題打下基礎(chǔ)。

3 "課前自主學(xué)習(xí)

課前教師利用教學(xué)QQ群推送目標(biāo)問(wèn)題，雨課堂智慧平臺(tái)推送教學(xué)視頻和預(yù)習(xí)課件，布置課前探究任務(wù)。通過(guò)目標(biāo)問(wèn)題和課前探究任務(wù)引導(dǎo)自學(xué)，引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，見(jiàn)表1。

4 "課中梳理理論

課中首先提出問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考，通過(guò)壓桿實(shí)驗(yàn)引出失穩(wěn)的概念，利用壓桿失穩(wěn)的工程案例說(shuō)明已有的強(qiáng)度知識(shí)在解決壓桿問(wèn)題上存在的局限性，從而引出學(xué)習(xí)壓桿穩(wěn)定內(nèi)容的必要性和意義，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。梳理和解決重點(diǎn)問(wèn)題與難點(diǎn)問(wèn)題，從宏觀上建立對(duì)壓桿穩(wěn)定知識(shí)內(nèi)容的整體認(rèn)識(shí)，掌握其中蘊(yùn)含的原理和本質(zhì)。基于實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行案例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和力學(xué)思維，為解決復(fù)雜工程問(wèn)題打下基礎(chǔ)。課堂總結(jié)環(huán)節(jié)形成知識(shí)點(diǎn)脈絡(luò)圖，找到各知識(shí)點(diǎn)間的隱性聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生融會(huì)貫通和歸納總結(jié)的能力，見(jiàn)表2。

5 "課后拓展提升

課后階段教師在“雨課堂”智慧平臺(tái)布置課后任務(wù)，學(xué)生思考拓展問(wèn)題，小組完成拓展項(xiàng)目（綜合案例分析）。教師推送拓展資料給學(xué)生，讓學(xué)生了解壓桿失穩(wěn)的工程應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維，見(jiàn)表3。

三 "結(jié)束語(yǔ)

材料力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)材料力學(xué)課程實(shí)施GPBL+CBL教學(xué)改革，發(fā)現(xiàn)GPBL+CBL教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果。

GPBL+CBL教學(xué)模式以學(xué)生為中心，通過(guò)課前布置目標(biāo)問(wèn)題和課前探究任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)這種學(xué)習(xí)方式感興趣，學(xué)習(xí)積極性高。GPBL+CBL教學(xué)模式下，教師不再是傳統(tǒng)課堂中灌輸知識(shí)的主體角色，而是設(shè)計(jì)目標(biāo)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系，組織和引導(dǎo)整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。學(xué)生不再是被動(dòng)的學(xué)習(xí)，而是在教師的引導(dǎo)下積極主動(dòng)參與，深度思考，實(shí)現(xiàn)了參與式教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊靜寧，馬連生，王鵬.基于案例庫(kù)建設(shè)的材料力學(xué)互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].力學(xué)與實(shí)踐，2020，42（2）：237-241.

[2] 秦大偉，羅天雨.目標(biāo)問(wèn)題導(dǎo)向式在線教學(xué)模式探析[J].廣東化工，2021，48（2）：242-243.

[3] 羅天雨，王遨宇，張鴻宇.基于目標(biāo)的問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法探討[J].廣東化工，2020，47（21）：219-220.

[4] 李俊峰.成長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)（續(xù)）[J].力學(xué)與實(shí)踐，2020，42（6）：811-814.

[5] 陳穎，陳紅遷，潘晶雯.案例式教學(xué)在力學(xué)課程教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2018，35（S2）：354-356.

[6] 鄧輝，王沖，張志宏.案例研討教學(xué)法在高等軍事院校力學(xué)課程中的應(yīng)用[J].力學(xué)與實(shí)踐，2016，38（5）：588-590.

[7] 張淑琴，馬英忱，閆石，等.材料力學(xué)課程案例教學(xué)的研究[J].大學(xué)教育，2015（12）：159-160.

[8] 岳桂杰，魏偉，谷莉.工程力學(xué)教學(xué)中的一些生活和工程實(shí)例[J].力學(xué)與實(shí)踐，2012，34（2）：83-84.

[9] 張亞，蘇超舉.課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中學(xué)生參與的困境極其破解[J].教學(xué)與管理，2019（15）：122-124.

[10] 劉志軍，徐彬.我國(guó)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)研究40年：回顧與展望[J].課程教材教法，2018，38（7）：12-20.