模塊分層法在高職《工程力學(xué)》課程教改中的研究

呂俊峰，張建榮，羅國虎

（江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院，江西 贛州 341000）

1 引言

隨著智能制造技術(shù)的推進(jìn)，中國制造2025背景下智能人才缺口日益凸顯，傳統(tǒng)教學(xué)模式已不能滿足新技術(shù)革命對高職人才培養(yǎng)的質(zhì)量要求。在這樣形勢下，高職工程力學(xué)這門課程教學(xué)任務(wù)不再是僅僅局限于計(jì)算分析，而是力學(xué)工程意識、力學(xué)工程素養(yǎng)與所學(xué)專業(yè)以及學(xué)生全面發(fā)展需求相結(jié)合的“以人為本”的素質(zhì)教育，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神，這就要求高職工程力學(xué)課程教學(xué)需要做出改革和調(diào)整，以適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的需要。

2 模塊分層法思想內(nèi)涵

模塊分層法是指依據(jù)高職教育職業(yè)性和人本性需求，從就業(yè)崗位能力和學(xué)生全面持續(xù)發(fā)展出發(fā)，以解決問題為導(dǎo)向，對傳統(tǒng)工程力學(xué)課程體系經(jīng)過刪繁就簡、優(yōu)化整合形成若干項(xiàng)目，每一問題項(xiàng)目設(shè)置知識、能力和素質(zhì)三大教學(xué)模塊和訓(xùn)練任務(wù)，教學(xué)過程按照知識—能力—素質(zhì)這一順序開展分層教學(xué)。采用項(xiàng)目模塊分層法，項(xiàng)目設(shè)置體現(xiàn)高職教育理論夠用，重在實(shí)踐的訴求，模塊分層主要考慮高職教育性質(zhì)、學(xué)生知識水平和素質(zhì)教育理念，這樣設(shè)計(jì)符合學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律和高職人才成長規(guī)律，有利于學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培植和個(gè)性素質(zhì)教育的發(fā)展，尤其是突破傳統(tǒng)教學(xué)重知識傳授，輕實(shí)踐創(chuàng)新的局面，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的創(chuàng)新教育模式改革，從而提高課堂教學(xué)效率，全面推進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

3 課程內(nèi)容模塊化設(shè)計(jì)

高職工程力學(xué)教材共12章內(nèi)容，由于學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)薄弱，學(xué)院機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)置僅32學(xué)時(shí)，加之課程內(nèi)容概念公式多，理論邏輯性強(qiáng)，與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密，教好學(xué)好的挑戰(zhàn)性都很大。經(jīng)過充分調(diào)研和深入分析，圍繞課程構(gòu)件受力分析、平衡問題計(jì)算以及變形內(nèi)力分析等核心內(nèi)容，以解決問題為導(dǎo)向精心設(shè)計(jì)構(gòu)件系統(tǒng)受力分析、典型力系合成與平衡、常見變形強(qiáng)/剛度分析計(jì)算、壓桿穩(wěn)定性與疲勞破壞四個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，再依據(jù)解決問題所需要的必備知識、培植能力和拓展素質(zhì)要求，將每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目分解成知識模塊、能力模塊和素質(zhì)模塊，共計(jì)12個(gè)子模塊（如表1）。通過制作微課件、教學(xué)案例、主題講座等豐富教學(xué)資源充分展示教學(xué)內(nèi)容模塊層次化特征。

高職工程力學(xué)課程根本任務(wù)是為設(shè)計(jì)受載桿件遵循安全經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則提供理論依據(jù)、計(jì)算方法和試驗(yàn)研究。在表1設(shè)計(jì)過程中，我們采用系統(tǒng)論創(chuàng)新法，將整個(gè)課程視為由剛體靜力學(xué)和材料力學(xué)二個(gè)子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，前者主要研究剛體在力系作用下的平衡規(guī)律，研究的理論依據(jù)是靜力學(xué)公理和等效力系的簡化，主要解決桿件受力分析和平衡計(jì)算問題，是學(xué)習(xí)材料力學(xué)和整個(gè)課程的理論基礎(chǔ)。后者主要研究桿件變形體在外力作用下的力學(xué)響應(yīng)和材料的力學(xué)性能，借助構(gòu)件系統(tǒng)平衡條件建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算，主要解決構(gòu)件受力變形破壞規(guī)律，即：強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題，其核心要素內(nèi)容就是內(nèi)力分析和壓桿失穩(wěn)。

表1 工程力學(xué)課程模塊化教學(xué)體系結(jié)構(gòu)

針對四個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，我們以解決問題為導(dǎo)向整合提煉出知識模塊和能力模塊，同時(shí)考慮學(xué)生個(gè)性素質(zhì)全面發(fā)展和豐富延伸課程潛在價(jià)值又開發(fā)設(shè)計(jì)出素質(zhì)模塊。這種三模塊課程體系結(jié)構(gòu)并非機(jī)械式的將傳統(tǒng)課程體系割裂的支離破碎，而是前后模塊各有側(cè)重，符合高職教學(xué)理論認(rèn)知—實(shí)踐應(yīng)用—素質(zhì)創(chuàng)新三步法教學(xué)規(guī)律。在三模塊教學(xué)過程中，我們有力地融入日常生活、生產(chǎn)工程和科技創(chuàng)新的教學(xué)案例，并設(shè)置對應(yīng)模塊的訓(xùn)練任務(wù)，更加注重對學(xué)生知識模塊理論檢測、能力模塊任務(wù)訓(xùn)練、素質(zhì)模塊成果展示，這將有效解決傳統(tǒng)教學(xué)少學(xué)時(shí)、重理論、輕素質(zhì)的弊端。

4 教學(xué)過程分層化實(shí)施

與傳統(tǒng)教學(xué)備課相比，分層教學(xué)有以下兩點(diǎn)特色。一是轉(zhuǎn)變以學(xué)生為主體的新思想，真正實(shí)現(xiàn)由教師設(shè)計(jì)教案“怎么教”轉(zhuǎn)變到為學(xué)生設(shè)計(jì)學(xué)案“怎么學(xué)”的軌道上來。在學(xué)案資源建設(shè)中，我們構(gòu)建了學(xué)習(xí)指南、必備先修課、知識設(shè)疑思考、能力任務(wù)訓(xùn)練、素質(zhì)大作業(yè)、專題講座、四考核標(biāo)準(zhǔn)及考評方案等欄目，重在為學(xué)生創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。對于學(xué)案實(shí)施過程，更多考慮針對教學(xué)項(xiàng)目和模塊目標(biāo)，結(jié)合教情學(xué)情制定科學(xué)可行的實(shí)施方案，包括課堂導(dǎo)入方式、教學(xué)方法策略、組織管理學(xué)生、學(xué)會自主學(xué)習(xí)、考核評定形式等方面，重在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)意識，充分利用優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。二是創(chuàng)導(dǎo)學(xué)生備學(xué)新理念，培植學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)新習(xí)慣。在開展教學(xué)項(xiàng)目之前，教師將事先準(zhǔn)備的學(xué)案大綱發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)要求及必備知識，了解教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施過程，知曉訓(xùn)練任務(wù)及考評標(biāo)準(zhǔn)，只有廓清這些問題，再去預(yù)習(xí)教材和查閱資料，才能實(shí)現(xiàn)有的放矢的備學(xué)過程，確保課堂教學(xué)過程的順利開展。

課堂教學(xué)中，我們提出案例—任務(wù)式三模塊分層教學(xué)法，即按照知識模塊、能力模塊和素質(zhì)模塊順序分層實(shí)施，每個(gè)模塊教學(xué)都嵌入教學(xué)案例分析和任務(wù)訓(xùn)練考核兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，前者主要由教師主導(dǎo)師生協(xié)同分析完成，后者是學(xué)習(xí)小組協(xié)同完成，體現(xiàn)了教學(xué)做練一體化的教學(xué)模式新改革，有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和自我管理的能力。其中知識模塊采用傳統(tǒng)授課方式，只不過采用微課件，引入同步小思考，更加強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)和教師答疑解惑作用。能力模塊是以訓(xùn)練任務(wù)為載體而引領(lǐng)的一種小組學(xué)習(xí)方式，由小組組長負(fù)責(zé)分配任務(wù)并組織大家實(shí)施，整個(gè)過程教師只起管理、指導(dǎo)和點(diǎn)評作用。素質(zhì)模塊是以創(chuàng)造成果和發(fā)揮個(gè)性為目的，教師圍繞某一主題先做專題報(bào)告，然后學(xué)生依據(jù)素質(zhì)大作業(yè)要求完成成果，最后小組再推薦優(yōu)秀作品參加班級成果展示演說和評比，這類題目綜合性強(qiáng)、主觀性大，對挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)力和創(chuàng)造力非常具有挑戰(zhàn)和啟迪作用。

課后，針對每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生除過完成素質(zhì)大作業(yè)外，還需完成知識模塊自測題一份，能力模塊能力達(dá)標(biāo)任務(wù)一項(xiàng)，重在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析解決問題的能力。期間遇到問題學(xué)生也可以利用每周晚自習(xí)，班級QQ群，Email，電話和短信等方式與老師聯(lián)系獲得及時(shí)解決。同時(shí)，教師也要不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反思，在不斷創(chuàng)新這種教學(xué)模式改革實(shí)踐中獲得新的思想認(rèn)知和能力磨煉。

5 結(jié)語

模塊分層教學(xué)法改變了傳統(tǒng)教學(xué)按照理論教材按部就班的填鴨式教學(xué)模式。課程內(nèi)容項(xiàng)目模塊化設(shè)計(jì)有利于彌補(bǔ)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)的不足，具有設(shè)計(jì)靈活、隨時(shí)調(diào)整的優(yōu)勢；同時(shí)教學(xué)過程分層化實(shí)施更體現(xiàn)教學(xué)從認(rèn)知到應(yīng)用，從應(yīng)用到創(chuàng)新的素質(zhì)教育理念，具有循序漸進(jìn)、各有側(cè)重的特點(diǎn)。這種教學(xué)模式適應(yīng)21世紀(jì)我國高職教育改革的發(fā)展趨勢，對促進(jìn)學(xué)生在工程力學(xué)課程實(shí)踐改革中形成工程意識和工程素質(zhì)具有重要意義。