“工程力學(xué)”課程的改革實(shí)踐探究
——以省教學(xué)能力比賽參賽模塊為例

陳在鐵 錢袁萍 劉靜靜

（沙洲職業(yè)工學(xué)院，江蘇 張家港 215600）

引言

習(xí)近平總書記在十九大報(bào)告中提出，“堅(jiān)定實(shí)施科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。全面建成社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國，是新時(shí)代中國特色社會(huì)主義發(fā)展的戰(zhàn)略安排?！盵1]高職院校承擔(dān)著為社會(huì)培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)技能人才的重任?！肮こ塘W(xué)”作為機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，面向通用設(shè)備制造業(yè)的設(shè)備操作、工裝設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等工作崗位。本文以參加省教學(xué)能力比賽為契機(jī)，進(jìn)行“工程力學(xué)”課程的改革實(shí)踐探索。以起重裝卸機(jī)械操作工崗位能力為標(biāo)桿，選取起重設(shè)備為載體，按照“素質(zhì)為先、能力為本、應(yīng)用為目的、必需夠用為度”的思路，采用多元化的教學(xué)手段和教學(xué)方法，構(gòu)建線上線下互動(dòng)交融的一體化課堂。通過弱化理論、強(qiáng)化應(yīng)用、拓展提升，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為其職業(yè)發(fā)展、終身學(xué)習(xí)和服務(wù)社會(huì)奠定基礎(chǔ)。

1 教學(xué)整體設(shè)計(jì)

1.1 教學(xué)內(nèi)容的重組

按照起重工和起重裝卸機(jī)械操作工等國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)教師、校企合作兼職教師和行業(yè)知名專家共同制定課程標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)“理論→應(yīng)用→拓展”的遞進(jìn)關(guān)系，將教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)為三大模塊。參賽模塊選自“模塊2通用設(shè)備構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)及應(yīng)用”，包括“起重設(shè)備構(gòu)件的強(qiáng)度分析基礎(chǔ)”等八個(gè)任務(wù)（如圖1所示）

圖1 課程教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容安排三層遞進(jìn)。一是以通用設(shè)備（起重機(jī)）為載體，分別介紹其典型構(gòu)件的拉伸、扭轉(zhuǎn)、剪切與擠壓、彎曲以及拉彎組合強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后再拓展至專用設(shè)備（架橋機(jī)）主梁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)；二是從簡單到復(fù)雜，在掌握了單種變形強(qiáng)度設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，探究兩種或兩種以上變形強(qiáng)度設(shè)計(jì)；三是從課堂學(xué)習(xí)到課外拓展，課內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、模型展示、仿真模擬，課后完成課程學(xué)習(xí)平臺(tái)、網(wǎng)上資源學(xué)習(xí)以及參加江蘇省力學(xué)競(jìng)賽和省創(chuàng)新創(chuàng)意力學(xué)知識(shí)大賽的學(xué)習(xí)。

1.2 教學(xué)整體設(shè)計(jì)

1.2.1 教學(xué)載體選用

本專業(yè)的部分畢業(yè)生將在企業(yè)從事貨物的起吊和行車操作。起重設(shè)備是運(yùn)用廣泛的典型通用機(jī)電設(shè)備，種類繁多，為防止出現(xiàn)安全事故，必須對(duì)起重設(shè)備上的零部件進(jìn)行嚴(yán)格的力學(xué)分析計(jì)算。起重機(jī)設(shè)備的力學(xué)分析涵蓋了靜力平衡、變形強(qiáng)度剛度問題，能夠滿足項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施、教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。故選取起重設(shè)備作為課程的主要教學(xué)載體。同時(shí)也有部分畢業(yè)生將投身于路橋建設(shè)中，為適應(yīng)城市軌道交通、跨江大橋建設(shè)發(fā)展需要，故選取專用設(shè)備（架橋機(jī)）作為課程的拓展教學(xué)載體。

1.2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

依據(jù)通用設(shè)備制造業(yè)各崗位能力培養(yǎng)的規(guī)律[2]，實(shí)施“任務(wù)布置→資源分享→課堂探究→實(shí)踐應(yīng)用→測(cè)試評(píng)價(jià)→提煉總結(jié)→課后拓展”七環(huán)節(jié)教學(xué)過程，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，利用豐富的課程教學(xué)資源、在線學(xué)習(xí)和信息化技術(shù)，以任務(wù)實(shí)施達(dá)成為顯性目標(biāo)，以技能和素質(zhì)培養(yǎng)達(dá)成為隱性目標(biāo)，將教學(xué)反思、教學(xué)診改和考核評(píng)價(jià)貫穿于教學(xué)全過程（如圖2）。

圖2 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

1.3 教學(xué)策略實(shí)施

教學(xué)理念：按照“素質(zhì)為先、能力為本、應(yīng)用為目的、必需夠用為度”的理念，以起重設(shè)備為載體，強(qiáng)化學(xué)生主體地位，承認(rèn)學(xué)習(xí)者差異，合作探索促進(jìn)素養(yǎng)養(yǎng)成、任務(wù)驅(qū)動(dòng)促進(jìn)技能提升、方法技術(shù)促進(jìn)教與學(xué)目標(biāo)達(dá)成、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)促進(jìn)勞動(dòng)習(xí)慣形成。

教學(xué)組織：對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組，通過合作探究，實(shí)現(xiàn)互幫互助和團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同成長與提高。課前課后在學(xué)習(xí)平臺(tái)或網(wǎng)上移動(dòng)端學(xué)習(xí)，課中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排在力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室或智慧教室結(jié)合課程云課堂進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)，學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)素材和模型教具制作、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后儀器設(shè)備的規(guī)整保養(yǎng)及教室的清掃，既培養(yǎng)了勞動(dòng)習(xí)慣，又熟悉了企業(yè)6S管理模式，學(xué)生樂此不疲。

教學(xué)手段：充分利用信息化技術(shù)、多媒體資源和活頁式教材，采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、模型演示、模擬仿真、生活經(jīng)驗(yàn)分享等手段組織教學(xué)。

教學(xué)方法：任務(wù)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化教學(xué)過程，采用翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式、理實(shí)一體化等教學(xué)模式，項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、情景教學(xué)、工作過程導(dǎo)向教學(xué)等授課方式，合作式、討論式、探究式等學(xué)習(xí)方法。通過畫龍點(diǎn)睛式、專題嵌入式、隱性滲透式等途徑寓道于教、寓德于教、寓教于樂。

教學(xué)資源與信息技術(shù)的使用：借助信息技術(shù)重塑教學(xué)形態(tài)，教師采用翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式教學(xué)模式[3]；“職教云平臺(tái)”實(shí)現(xiàn)多媒體資源的跨空間共享，為師生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案和資源，全過程記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和數(shù)據(jù)，為教師調(diào)整教學(xué)策略和提供學(xué)習(xí)支持服務(wù)。學(xué)生利用平臺(tái)完成課前測(cè)試、課堂討論、課堂隨測(cè)、單元測(cè)試等；教學(xué)中充分利用數(shù)字資源（微課、視頻、動(dòng)畫)、教學(xué)軟件（虛擬仿真）等來展示抽象的教學(xué)內(nèi)容。

1.4 思政元素的融入

將“課程思政”要求寫入課程教學(xué)目標(biāo)，將“安全責(zé)任、團(tuán)結(jié)協(xié)作、誠實(shí)守信、工匠精神、企業(yè)素養(yǎng)、節(jié)能環(huán)保、科學(xué)創(chuàng)新”等思政元素貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，全面落實(shí)“知識(shí)是載體，價(jià)值是目的”的教書之本。[4]本課程思政強(qiáng)調(diào)六點(diǎn)關(guān)注：一是關(guān)注課堂，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、科學(xué)創(chuàng)新精神和節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念；二是關(guān)注企業(yè)，注重學(xué)生企業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成，在實(shí)驗(yàn)、模型教學(xué)中融入企業(yè)6S管理，增強(qiáng)學(xué)生安全意識(shí)和規(guī)范操作，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的勞動(dòng)精神；三是關(guān)注熱點(diǎn)人物，通過播放起重設(shè)備勞模、大國工匠視頻，讓學(xué)生樹立愛崗敬業(yè)、精益求精的精神；四是關(guān)注時(shí)政，跟蹤社會(huì)熱點(diǎn)，課程導(dǎo)入播放飛機(jī)失事、行車吊裝事故等新聞視頻片段，教育學(xué)生增強(qiáng)安全責(zé)任意識(shí)、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)；五是關(guān)注科技，更新教學(xué)內(nèi)容，通過課后拓展播放滬蘇通大橋通車、紅星造船廠事件等真實(shí)案例以及推薦文獻(xiàn)閱讀，讓學(xué)生了解新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范，增強(qiáng)民族自豪感；六是關(guān)注民生，引用危房改造、房屋加固等政府實(shí)事工程，教育學(xué)生學(xué)好專業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)為民謀幸福的本領(lǐng)，為建設(shè)和諧社會(huì)做貢獻(xiàn)。

1.5 勞動(dòng)觀念的培養(yǎng)

結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，通過“校企合作優(yōu)秀畢業(yè)生進(jìn)課堂”等舉措增強(qiáng)學(xué)生職業(yè)榮譽(yù)感、提升勞動(dòng)技能水平、培育積極向上的勞動(dòng)精神、認(rèn)真負(fù)責(zé)的勞動(dòng)態(tài)度以及吃苦耐勞、團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作態(tài)度（如圖3）。

圖3 勞動(dòng)觀念的培養(yǎng)

1.6 評(píng)價(jià)方式的操作

評(píng)價(jià)分為過程評(píng)價(jià)、增值評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)三部分。具體占比及考核方式見表1。

表1 課程評(píng)價(jià)

2 教學(xué)實(shí)施過程

以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線，以行動(dòng)為導(dǎo)向，按照“明、導(dǎo)、攻、破、調(diào)、強(qiáng)、提”七個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)層層遞進(jìn)，采用多種教學(xué)手段和教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生探究和實(shí)施任務(wù)，建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提升素養(yǎng)能力。

課前任務(wù)布置：教師在平臺(tái)上共享相關(guān)在線學(xué)習(xí)資料，如系列微課視頻、活頁式教材等，明確學(xué)生要完成的學(xué)習(xí)、測(cè)試任務(wù)及搜集的資料，引導(dǎo)學(xué)生自主探究式學(xué)習(xí)。教師根據(jù)學(xué)生在平臺(tái)的測(cè)試結(jié)果、互動(dòng)討論情況，了解學(xué)生的掌握情況，及時(shí)調(diào)整和確定教學(xué)策略。

課中任務(wù)實(shí)施：通過分享課前搜集的資料再次解析任務(wù)并導(dǎo)入課堂內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、模型演示、模擬仿真、生活經(jīng)驗(yàn)分享等手段，采用案例教學(xué)、情景教學(xué)、工作過程導(dǎo)向等教學(xué)方法促進(jìn)學(xué)生合作探討“攻”教學(xué)重點(diǎn)，通過練習(xí)實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)一步“破”教學(xué)難點(diǎn)，通過測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果“明”不足，“促”調(diào)整教學(xué)策略，最后通過提煉總結(jié)進(jìn)一步強(qiáng)化教學(xué)重點(diǎn)。在任務(wù)實(shí)施的過程中融入思政教育和勞動(dòng)教育。

課后拓展提升：教師通過平臺(tái)發(fā)布單元測(cè)試、單元作業(yè)和文獻(xiàn)閱讀等拓展內(nèi)容，課后討論查漏補(bǔ)缺，提升學(xué)生的認(rèn)識(shí)和技能，教師跟蹤記錄學(xué)生情況，對(duì)個(gè)別學(xué)生給予精準(zhǔn)輔導(dǎo)和因材施教。

3 教學(xué)實(shí)施成效

3.1 教學(xué)效果

一是學(xué)生對(duì)通用設(shè)備（起重機(jī)）各構(gòu)件的靜力平衡分析、強(qiáng)度剛度設(shè)計(jì)有了完整的知識(shí)學(xué)習(xí)與技能實(shí)踐，并對(duì)拓展的專用設(shè)備（架橋機(jī)）主梁設(shè)計(jì)有了融會(huì)貫通的認(rèn)識(shí)和理解；更重要的是，學(xué)生進(jìn)一步掌握了理實(shí)一體、線上線下以及合作式、探究式等學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)了“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。

二是教學(xué)團(tuán)隊(duì)從參與專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂，到重新研制課程標(biāo)準(zhǔn)，再到精心設(shè)計(jì)與組織課堂教學(xué)，全流程的教學(xué)改革經(jīng)歷，加深了建設(shè)模塊化課程、實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)的新認(rèn)識(shí)，提升了專業(yè)水平、教學(xué)能力和創(chuàng)新素養(yǎng)。團(tuán)隊(duì)主持了省在線課程“機(jī)械工程力學(xué)”，在省微課比賽中獲一等獎(jiǎng)，被評(píng)為江蘇省青藍(lán)工程優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。扎實(shí)的理論功底、嫻熟的課程架構(gòu)能力和多年的課程改革建設(shè)不僅助力課堂教學(xué)質(zhì)量的提高，團(tuán)隊(duì)所有成員及所帶學(xué)生在江蘇省力學(xué)競(jìng)賽中屢獲佳績，同時(shí)也將專業(yè)技術(shù)服務(wù)于企業(yè)，一名團(tuán)隊(duì)成員正在校企合作企業(yè)中鍛煉，進(jìn)一步深化了校企合作。

三是以課程教學(xué)改革為契機(jī)，在推進(jìn)實(shí)訓(xùn)條件改善、活頁式教材建設(shè)、教改研究項(xiàng)目申報(bào)等方面都有很大收獲；同時(shí)以此課程改革為推動(dòng)，教學(xué)資源、教學(xué)平臺(tái)、智慧教室建設(shè)與使用上了一個(gè)新臺(tái)階。

3.2 特色創(chuàng)新

一是建立知識(shí)、能力、素養(yǎng)三維一體的多元評(píng)價(jià)體系：過程評(píng)價(jià)考核學(xué)生對(duì)知識(shí)和應(yīng)用技能的掌握；增值評(píng)價(jià)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、積極性和學(xué)習(xí)能力；綜合評(píng)價(jià)考核學(xué)生的品德和素養(yǎng)。

二是推進(jìn)教學(xué)模式、內(nèi)容方式的改革：弱化理論推導(dǎo)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、模型演示、仿真模擬、生活經(jīng)驗(yàn)分享等自己得出結(jié)論、明白其理；將思政元素、勞動(dòng)教育、職業(yè)素養(yǎng)、崗位能力要求融入教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才。

三是活頁式教材的開發(fā)使用：活頁教材更突出實(shí)用性和實(shí)踐性，堅(jiān)持以職業(yè)能力為本位，應(yīng)用為目的，必需夠用為度，滿足職業(yè)崗位的需要，與相應(yīng)的起重裝卸機(jī)械操作工職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)或起重設(shè)備行業(yè)技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)接軌。通過活頁教材使學(xué)生了解崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、熱愛本職崗位，幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀、擇業(yè)觀，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)意識(shí)，在傳授知識(shí)的同時(shí)更要突出技能和能力的培養(yǎng)。

3.3 反思與診改

一是繼續(xù)豐富教學(xué)資源，完善活頁式教材。能夠針對(duì)不同學(xué)生需求提供個(gè)性化的教學(xué)資源，并隨著職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更新而更新，根據(jù)教學(xué)情況靈活拼接組合，滿足不同難易程度的要求，做到因材施教。

二是積極關(guān)注“1+X”證書制度試點(diǎn)工作，特別要學(xué)習(xí)借鑒“工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維”職業(yè)技能等級(jí)證書及起重裝卸操作工國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)中涉及的職業(yè)素養(yǎng)、技能要求、基本知識(shí)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)載體。

4 結(jié)語

“工程力學(xué)”作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過多年的教學(xué)改革及參加各類比賽，教學(xué)資源豐富、教師的教學(xué)能力有很大提升，突破了專業(yè)基礎(chǔ)課理論性強(qiáng)、抽象、枯燥，學(xué)生難以接受的困境，通過使用多元化的教學(xué)手段和教學(xué)方法發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提升了教學(xué)效果。