力學課程“三位”融合教學新模式的實踐研究

高校力學課程包含的內容很多，為降低學生的學習難度，筑牢力學課程基礎，必須由易到難地設置教學，為此教師需意識到傳統教學模式存在的弊端，以及學生的多元化學習訴求，積極引入教學新理念，打造教學新模式。在此背景下，本文契合專業知識傳授要求、創新能力培養要求、思想價值引領要求，探索“三位”融合的教學新模式

一、力學課程“三位”融合教學模式概述

高校為全面提升學生的力學課程整體學習水平，應嘗試打造“三位”融合的教學模式，即將“專業知識傳授”“創新能力培養”“思想價值引領”三個方面的教育教學進行統一，同時推進相關教學工作，以挖掘學生的力學課程學習潛能，實現創新型人才的培育目標。

二、力學課程“三位”融合教學新模式的實踐路徑

下面，筆者以為例，探討力學課程“三位”融合教學新模式的實踐路徑。

（一）線上資源建設中的“三位”融合實踐

1.模塊化資源設計

線上資源庫的建設非常重要，因為在打造力學課程“三位”融合教學新模式時，教師需滿足學生的多元化學習需求。然而，由于教材內容有限，基于線上資源庫的支持，鼓勵學生進行自主學習和探索，以挖掘學習潛能。在模塊化資源設計時，將力學課程教學內容拆解為基礎理論、工程應用、思政教育三大模塊，形成分層遞進、邏輯嚴謹的知識圖譜。

學生可以借助AI輔助，快速從線上資源庫中提取所需的教育資源包，優化自己的力學課程知識體系。為促使學生在自主學習過程中激發創新力，并汲取其中蘊含的思政元素，在開發、設計模塊化資源時，可以嵌入相應的問題鏈與思政元素，促使學生在學習線上資源時，將知識傳授、思維訓練、價值引導進行“三位”融合，達到模塊化資源設計的預期目標。如在推進力學課程教學時，為保證學生學習流體力學、彈力力學、剛體動力學、質點動力學等課程的整體效果，對不同的學習資源包進行標記，設定探究問題，驅動學生思考不同力學知識之間的內在聯系，助力學生系統化學習和思考。

2.師生多維互動

在教學力學課程內容時，為了能夠在線上資源建設時完成“三位”融合落地，注重與學生之間的多維互動，解決學生在學習力學課程時遇到的各類問題。為打破傳統師生互動模式的約束，架構多維度的互動機制，緊扣“三位”融合教育理念，創設“專業指導、創新啟發、價值對話”的“三位一體”互動體系。

在師生互動過程中，教師借助智能教育平臺，對學生的學習過程進行實時反饋，并在線完成互動交流，協作解決學習中遇到的問題。當學生在學習新課內容時，教師組織學生進行相關話題的辯論，思考現代力學下的工程倫理關系，促使學生形成正確的倫理認知與科學技術認知。此外，教師收集多維度互動信息，展開互動數據的深度挖掘，為后續力學課程優化“三位”教學模式提供支持。如在學生學習流體力學中的湍流理論時，教師引入航空航天的飛行案例，啟發學生搜集資料，了解湍流理論解決了航天器飛行中的哪些問題。在師生互動過程中，教師借助多媒體演示航天器飛行過程的受力變化，以此降低湍流理論的學習難度，實現多維互動下的教學目標。

3.教學動態評估

為發揮力學課程“三位”融合模式的教學潛在價值，教師必須根據學生的學習動態變化進行合適的評價，從而優化、調整教學引導策略。為此，教師借助AI技術，圍繞“三位”融合教學模式，創設關于力學課程知識掌握程度、創新創造表現力、思政價值認同度的三維評估模型。在教學動態追蹤監測下，教師收集學生使用相關資源的具體數據，而后對所得數據進行分析、挖掘，總結學生學習力學課程內容的一般規律，使得線上資源庫的輸出內容與學生的學習訴求自適應，充分發揮線上資源庫建設運行的價值與作用。

比如，在教學力學課程中有關“振動與波”的內容時，教師通過跟蹤了解學生的學習情況，評估學生對簡諧振動、受迫振動、阻尼振動、波的傳播等內容的學習情況，并借助大數據技術對學習行為進行分析，為學生創設專屬數字畫像，使得教學策略更具有針對性，實現“三位”融合的預期教學目標。

（二）小組作業設計支持下的“三位”融合實現

1.項目式學習任務的多維度設計

小組合作的教學引導，旨在改變學生單打獨斗的學習方式，促使學生能夠在團隊合作中快速解決學習問題，掌握力學課程內容。為實現力學課程的“三位”融合教學，教師可按照專業人才培養要求，設計多維度的項目式學習任務，將學生的專業背景融入力學教學，設計相關的小組作業，讓學生結合現實的工作場景，思考如何借助自己的專業知識儲備解決問題，以鍛煉學生的創新能力。如在教學“質點動力學”有關內容時，為了讓學生能夠快速學習并掌握牛頓三定律、動量定理、動能定理、機械能守恒定律，教師創設項目式學習任務，引導學生結合現實生活中的物體運動特性進行小組合作探究，從而提出不同的解題思路，挖掘學生的思維創造力。

2.跨學科融合的開放性課題設計

為能夠同時完成專業課程的知識傳授、創新能力培養、思想政治引領的多重目標，開展跨學科融合的開放性課題設計，即契合學生的興趣愛好、專業課程，對力學課程內容進行適當的拓展延伸，從而為學生跨學科思考提供充足的空間。在挖掘學生創新潛能、實現思政育人目標時，教師在開放性課題中設計挑戰性任務，激發學生的創新潛能，并嵌入相應的思政育人資源，實現對學生思想意識的持續熏陶，實現力學課程“三位”融合的預期教育自標。如在教學“材料力學”內容時，教師契合材料力學在現實工程中的應用，設定跨學科融合的開放性課題，促使學生研究機械產品、土木工程、航空零配件中相關配件材料的力學情況，在仿真模擬研究中得出材料的變形規律與破壞規律，增強學生的理解深度。

教師組織學生進行跨學科學習時，設計開放性課題的小組作業，完成對學生的專業知識傳授、創新能力培養與思想價值引領，教師根據學生在仿真模擬研究材料力學時的表現，引出有限元的相關理論，啟發學生思考有限元的力學模型中相關的數學算法與力學特性如何結合，從而解決線性與非線性的力學問題。在學生進行小組合作探究時，教師不僅引出有限元法的基礎理論，還組織學生了解我國著名數學家馮康如何基于變分原理的差分方法提出了有限元法。為助力學生由易到難地探究學習，教師設定簡單的力學研究課題，驅動學生利用有限元知識解答問題的同時可以進行跨學科思考。

3.團隊協作過程中的價值引導

在開展教學工作時，教師緊扣“三位”融合的教學要求，在學生團隊協作過程中實現專業知識互補、創新能力疊加、價值觀協同，從而找到集體歸屬感，為學生今后的力學課程學習提供有力支持。如在教學“結構力學”內容時，教師結合具體的施工項目，組織學生進行團隊合作，驗證不同結構在各種荷載作用下的受力、變形與穩定性，從而在合作中發現不同結構的力學優勢與劣勢，增強學生的團隊合作意識。

（三）課程教學中的“三位”融合實施

1.混合式教學模式設計

教師結合學生的真實學情，打造混合式的力學課程教學模式，將不同的教學理論、教學方法進行有機融合，鼓勵學生自主選擇，調動學生自主學習的積極性。在設計混合式教學方案時，教師突出線上知識建構、課堂能力訓練、課后價值深化的螺旋式教育引導框架搭建，并基于數字化的線上資源庫支持，以滿足學生的不同學習訴求，促使學生在自主學習探索中挖掘創新潛能，不斷提高學生的綜合素質、專業素養、職業榮譽感，保證人才輸出的質量。如組織學生學習“理論力學”相關內容時，為保證學習效果，教師設計混合式教學模式，將翻轉課堂、微課教學、對分課堂、多媒體課堂、智慧課堂等進行有機融合，組織學生采取多種方式學習動力學、運動學、靜力學的課程知識，提高學生的學習效率與質量。

2.問題鏈的深度學習引導

為促使學生深度思考，夯實力學課程基礎，為學生搭建“知識錨點、創新支點、價值觸點”的銜接支架。比如，在基礎性知識問題的驅動下，教師鼓勵學生自主探究，豐富專業知識；在拓展性創新問題的驅動下，激發學生創新思維，促使學生完成新舊知識的融合；在升華性價值判斷問題的驅動下，引導學生思考科學知識的實用價值，引領學生形成科技興國的認知。基于環環相扣的學習引導，學生的力學知識水平得到了有效提升。如在教學“斷裂力學”相關內容時，為培養學生的創新能力，引領學生樹立正確的職業價值觀，教師設定了相關的問題鏈，驅動學生思考相關材料在斷裂前后發生的力學行為，并根據研究結果分析保障評估材料可靠性的措施，以防材料斷裂引發較大的事故，有效降低學生理解難度。

3.三維目標導向的考核評價

為有效評估學生力學課程的學習效果，教師在創建“三位”融合教學模式時，基于三維教育目標的導向，創設分層考核體系，對學生的學習過程、學習質量進行動態、客觀的評價，及時發現學生專業學習的不足，并提出改進意見，促使學生系統學習力學課程，發揮出分層考核、動態評價的作用與價值。

為打破傳統力學課程教學模式，為學生打造全新的學習環境，教師在探索力學課程“三位”融合教學模式的實踐路徑時，不斷總結經驗，優化教學方案，使得教學計劃契合每個學生的學習訴求，解決學生學習力學課程時遇到的具體問題。

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基金項目：山西省高等學校教學改革創新項目“師范專業認證背景下力學課程“三位’融合教學新模式的實踐研究”，項目編號：J20221019。