專業(yè)認(rèn)證下的力學(xué)課程混合式教學(xué)改革研究
——以長春工程學(xué)院為例

李延君，史慧云，韋皓煜，孫 艷

(長春工程學(xué)院，長春 130012)

2019年,教育部印發(fā)了《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》，文件中提出全面開展一流本科課程建設(shè)，實施一流本科課程“雙萬計劃”的要求。一流本科課程建設(shè)讓高等教育回歸于教育教學(xué)的本質(zhì)，對課程建設(shè)、教師教學(xué)能力和教學(xué)改革等方面提出了更高要求。目前，越來越多的高校和專業(yè)開始主動推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，促使力學(xué)系列課程以專業(yè)認(rèn)證理念為導(dǎo)向進(jìn)行課程教學(xué)改革。力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊采取了省級在線精品課程資源建設(shè)、思維導(dǎo)圖、翻轉(zhuǎn)課堂和力學(xué)創(chuàng)新人才訓(xùn)練等改革措施，在課程改革中培養(yǎng)學(xué)生的力學(xué)興趣、自主學(xué)習(xí)意識、創(chuàng)新思維和應(yīng)用力學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題的能力。

1 力學(xué)課程教學(xué)改革背景和理論框架

1.1 背景

2016年，我國正式加入工程教育本科專業(yè)認(rèn)證國際互認(rèn)協(xié)議,即《華盛頓協(xié)議》。目前，越來越多的高校和專業(yè)積極主動推進(jìn)認(rèn)證申報和自評工作。自2017年以來，長春工程學(xué)院積極主動推進(jìn)工程專業(yè)認(rèn)證工作，土木工程專業(yè)、機械工程專業(yè)、水電水利工程專業(yè)和巖土工程專業(yè)已順利完成工程認(rèn)證。農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)和建筑環(huán)境工程專業(yè)已提交專業(yè)認(rèn)證自評報告，環(huán)境工程專業(yè)正積極準(zhǔn)備申請認(rèn)證。

力學(xué)系列課程是各類工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是各工科專業(yè)認(rèn)證的有效支撐部分。面對長春工程學(xué)院眾多工科專業(yè)已開展專業(yè)認(rèn)證，促使力學(xué)系列課程以專業(yè)認(rèn)證理念為導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)改革已成為大勢所趨。

1.2 教學(xué)改革模式理論框架

以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)是工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大核心理念。根據(jù)這三大核心理念和力學(xué)課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點的需要，力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊設(shè)計了鞏固知識、內(nèi)化知識、課程資源建設(shè)、創(chuàng)新性培養(yǎng)等改革措施。以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和力學(xué)創(chuàng)新能力是課程改革要重點突破的方向。根據(jù)課程建設(shè)、改革、實施、推廣，分析了三年力學(xué)課程的達(dá)成度，教學(xué)團(tuán)隊正持續(xù)優(yōu)化力學(xué)系列課程。

2 課程資源建設(shè)——省級在線精品課程建設(shè)情況

力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊以智慧樹教育科技公司的知到App為課程建設(shè)平臺。在線課程以學(xué)時多、內(nèi)容廣和普遍適用為設(shè)計導(dǎo)向，課程相關(guān)資源豐富。學(xué)習(xí)內(nèi)容增添了工程背景與案例分析，突出培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)力學(xué)知識與技能解決工程問題的能力并提出工程設(shè)計方案。

力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊于2018年11月完成線上視頻錄制與相關(guān)課程資源的準(zhǔn)備工作。線上課程資源涵蓋教學(xué)視頻64個，視頻錄制時長625 min。上傳了50個課件PPT和200道在線測試題，還含有其他相應(yīng)課程的學(xué)習(xí)資源。線上課程賦予1.5學(xué)分，占25學(xué)時。

工程力學(xué)線上課程于2019年春季學(xué)期正式招生運行。經(jīng)過近兩年時間的線上線下實踐運行，課程除跨校共享的學(xué)分課運行外，還面向公眾開放，目前已運行4學(xué)期，累計選課7 777人次，累計互動3 520次，累計學(xué)校25所。工程力學(xué)(80學(xué)時)課程于2019年獲評“吉林省在線精品課程”榮譽稱號。

3 混合式教學(xué)方法改革策略

3.1 巧用思維導(dǎo)圖整理力學(xué)知識

思維導(dǎo)圖是由東尼·伯贊提出的思維革命工具，它是一項全方位的視覺和圖解思考工具，擅長表達(dá)記憶、學(xué)習(xí)和創(chuàng)造等形式的思考過程。材料力學(xué)課程知識點瑣碎，內(nèi)容廣泛，公式眾多，力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊面向土木工程專業(yè)2016級、2017級和2018級本科教學(xué)引入了思維導(dǎo)圖為輔助工具，進(jìn)一步達(dá)到鞏固力學(xué)知識的目的。課程要求學(xué)生在一章節(jié)學(xué)習(xí)完畢后繪制一張A3紙的力學(xué)知識思維導(dǎo)圖。這是一種課后學(xué)習(xí)的復(fù)盤式導(dǎo)圖，學(xué)生通過繪制復(fù)盤導(dǎo)圖梳理本章節(jié)的力學(xué)知識要點，加深已掌握的知識印象，發(fā)現(xiàn)自身薄弱的知識模塊，有助于及時鞏固知識和查缺補漏。在后續(xù)的力學(xué)章節(jié)學(xué)習(xí)中，如果有知識點遺忘，學(xué)生也可翻看前邊章節(jié)的思維導(dǎo)圖，與正在學(xué)習(xí)的力學(xué)知識點形成串聯(lián)的知識體系。多張思維導(dǎo)圖能夠幫助學(xué)生建立力學(xué)知識系統(tǒng)框架，提高應(yīng)用力學(xué)知識解決工程問題的能力。

3.2 開展混合式教學(xué)，鼓勵學(xué)生上講臺

2018年，長春工程學(xué)院實施的人才培養(yǎng)計劃對力學(xué)系列課程刪減了6～16學(xué)時。為解決理論學(xué)時減少而內(nèi)容含量幾乎未刪減所帶來的問題，力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊引入了線上線下混合式教學(xué)模式，按照力學(xué)思維和應(yīng)用對教材中的知識點進(jìn)行分類，即基礎(chǔ)性知識、陳述性知識、邏輯推證知識和綜合應(yīng)用知識。利用省級在線精品課程的視頻課程和線上學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在教師指導(dǎo)下課下獨立完成基礎(chǔ)性知識和陳述性知識的自主學(xué)習(xí)。線下課堂教師更多地講授力學(xué)分析、邏輯推證和綜合應(yīng)用問題。

為達(dá)到學(xué)生力學(xué)知識內(nèi)化的目的，力學(xué)課程改革實施了鼓勵學(xué)生上講臺的方案。教師在課前布置講授內(nèi)容，將力學(xué)公式推導(dǎo)、重難點進(jìn)行拆分，讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，自主進(jìn)行課件制作，組長要在課堂上針對某個知識點進(jìn)行約10 min的分享。講授后，教師和學(xué)生要提出心中疑問進(jìn)行公開討論，以達(dá)到加深知識理解的目的。

3.3 組織學(xué)生參加力學(xué)競賽

為了提高力學(xué)系列課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的力學(xué)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問題的能力，培養(yǎng)工科力學(xué)創(chuàng)新人才，力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊一直致力于組織學(xué)生參加高水平的全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽。土木工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐中心和力學(xué)教學(xué)部共同負(fù)責(zé)周培源大學(xué)生力學(xué)競賽的管理和服務(wù)。根據(jù)多年參賽組織經(jīng)驗，力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊已經(jīng)建立了校賽、省賽、國賽的一系列競賽培訓(xùn)制度。目前，長春工程學(xué)院已經(jīng)成功舉辦五屆校大學(xué)生力學(xué)競賽，參賽人數(shù)逐年上升，2019年校賽人數(shù)達(dá)到367人，校賽的知名度、影響力及參與性在逐年上升，選拔出的優(yōu)秀學(xué)生在后續(xù)的省賽和國賽中屢次獲獎。

3.4 開展力學(xué)大創(chuàng)項目

根據(jù)2019年教育部印發(fā)的《國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃管理辦法》的文件要求，長春工程學(xué)院積極推動大創(chuàng)項目的建設(shè)和實施。為了提升大學(xué)生的力學(xué)創(chuàng)新能力，學(xué)生以力學(xué)大創(chuàng)項目為依托，在力學(xué)教師指導(dǎo)下以第一作者發(fā)表了2篇力學(xué)論文，申報了實用新型專利1項。

表1 力學(xué)大創(chuàng)項目

4 改革成果

表2 課程教學(xué)改革階段性成果

5 結(jié)語

課程質(zhì)量的提升應(yīng)該是貫穿教學(xué)全過程的，力學(xué)課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、授課方式、教學(xué)方法、考核機制等都需要按照工程專業(yè)教育認(rèn)證的核心理念來進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。未來，力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊將在信息化教學(xué)、精品線上課程運行和課程考核方面重點進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，要以打造線上線下混合式“金課”為目標(biāo)持續(xù)做好課程質(zhì)量建設(shè)。