基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的工程力學(xué)課程教學(xué)的研究與探討

溫宇立，馬延鋆

（1.廣東海洋大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院，廣東湛江 524088；2.中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司華南分公司，廣東深圳 518000）

隨著國家現(xiàn)代化的建設(shè)以及持續(xù)深化改革開放的進(jìn)行，我國在經(jīng)濟(jì)全球化下與各國人民之間的人員來往日益密切，不同國家間的工程人員之間由于文化背景等不同而相互認(rèn)可程度較低，對工程師的國際流動以及工程專業(yè)學(xué)生學(xué)歷深造等有著較大的影響。自1989年《華盛頓協(xié)議》[1]提出后，工程教育專業(yè)認(rèn)證成為了工程教育學(xué)歷國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的硬通票，工程教育專業(yè)認(rèn)證的工作有助于學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的教學(xué)理念，其不斷完善的標(biāo)準(zhǔn)能夠?yàn)楣こ探逃母锖桶l(fā)展服務(wù)，為工程教育適應(yīng)政府、行業(yè)以及社會需求服務(wù)，也對于我國新時代的工程人才培養(yǎng)模式提出了更多的要求。廣東海洋大學(xué)（以下簡稱“我?！保┳?018年起開始多個工科專業(yè)開始開展工程教育專業(yè)工作或?qū)I(yè)認(rèn)證培育項(xiàng)目，在人才培養(yǎng)方案修訂以及相關(guān)課程建設(shè)進(jìn)行了大量的工作。工程力學(xué)作為大多數(shù)工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在各領(lǐng)域的工程實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，對工程類專業(yè)人才的分析、解決工程問題以及創(chuàng)新思維等能力的培養(yǎng)起到較大的作用[2]。本文通過分析工程力學(xué)課程教學(xué)的現(xiàn)狀以及存在的問題，以成果為導(dǎo)向，在工程教育認(rèn)證的背景下依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對工程力學(xué)課程的教學(xué)方式進(jìn)行分析探索以及持續(xù)改進(jìn)。

一、工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下工程力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）力學(xué)課程學(xué)時分配不合理

工程力學(xué)課程是大多數(shù)工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容涵蓋理論力學(xué)的靜力學(xué)部分以及材料力學(xué)，具有力學(xué)課程中鮮明基礎(chǔ)性和應(yīng)用性結(jié)合的特點(diǎn)，為工科專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)核心課學(xué)習(xí)以及解決工程問題奠定基礎(chǔ)[3]。近年來，隨著高校學(xué)分制的推廣，大多數(shù)院校的畢業(yè)要求學(xué)分學(xué)時均有一定程度地降低，我校的工程力學(xué)課程學(xué)時分別為56-72學(xué)時不等，因此對工程力學(xué)課程的教學(xué)改革思路多是削減教學(xué)學(xué)時以及教學(xué)內(nèi)容，在課程教學(xué)過程中僅介紹相關(guān)的基本概念和方法，而課程中的應(yīng)用計(jì)算以及工程背景的講解則是與后續(xù)課程進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而在減少學(xué)分學(xué)時的情況下維持原有的課程開設(shè)情況，這也是當(dāng)前工科人才培養(yǎng)的突出矛盾。此方法能在一定程度上解決培養(yǎng)方案學(xué)時不足的情況，但實(shí)際上一方面由于后續(xù)專業(yè)課授課的教師并非力學(xué)專業(yè)出身，對教學(xué)進(jìn)度以及內(nèi)容的不熟悉，同時由于力學(xué)的理論性強(qiáng)、難度高以及課程內(nèi)容間隔過久，學(xué)生對于力學(xué)知識的掌握水平并不理想，因此收效甚微甚至影響了人才培養(yǎng)的水平。

（二）教學(xué)方式單一、教學(xué)方法和手段落后

現(xiàn)在力學(xué)課程的教學(xué)仍多數(shù)采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)方法與手段，由于學(xué)時不足以及力學(xué)課程的內(nèi)容多、難度高、邏輯性強(qiáng)，因此課程教學(xué)過程中主要以教師以及課本為中心，教師作為課堂的主導(dǎo)者進(jìn)行理論講授以及習(xí)題講解，這種方式雖然有助于對內(nèi)容的全方面介紹，但卻忽略了課堂教學(xué)師生互動的重要性，學(xué)生僅被動地接受灌輸而無法發(fā)揮個人的主觀能動性，同時教學(xué)過程中過多地強(qiáng)調(diào)了理論知識的推導(dǎo)和介紹，而對于工程實(shí)踐問題簡化介紹的內(nèi)容偏少，無法明確學(xué)生的訴求，學(xué)生無法明確學(xué)有何用的情況，在一定程度上也會挫敗學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這與工程教育專業(yè)認(rèn)證要求的以學(xué)生為中心相悖[4]。

（三）考核形式單一、實(shí)踐應(yīng)用少

工程力學(xué)課程不同于其他的專業(yè)基礎(chǔ)課，是自然科學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合，是溝通數(shù)學(xué)與工程的紐帶，力學(xué)的各種定理最后都必須應(yīng)用于實(shí)踐，服務(wù)于工程，如何將工程問題簡化成力學(xué)模型是力學(xué)課程學(xué)習(xí)的重中之重。多數(shù)院校的考核方式單一，課程中對于工程問題應(yīng)用的考核沒有明確的分值，過度強(qiáng)調(diào)了理論知識的考核而忽視了實(shí)踐的重要性，課程考試的方式與解決工程實(shí)際能力的培養(yǎng)目標(biāo)不相適應(yīng)，使得課程考核頭重腳輕，并不能很好地反映學(xué)生對于力學(xué)知識的應(yīng)用與實(shí)踐能力。

二、工程力學(xué)課程教學(xué)改革的思考與探索

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證體系的要求，工程基礎(chǔ)類的課程應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際工程問題的能力，要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，需要從教學(xué)理念、教學(xué)方法以及考核形式等多方面進(jìn)行改革。

（一）教學(xué)理念的改革

工程專業(yè)認(rèn)證是要求以學(xué)生為中心作為教育理念，以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向評價，因此在教師的授課過程中，需將傳統(tǒng)的“以教師以及課本為中心”的理念轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為中心”的工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，不過度強(qiáng)調(diào)教師的授課進(jìn)度以及沿用傳統(tǒng)的授課方式，結(jié)合用人單位以及學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)為人才培養(yǎng)的參考依據(jù)，體現(xiàn)出自身辦學(xué)特色和優(yōu)勢，最后依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求指標(biāo)的十二條素質(zhì)要求為出發(fā)點(diǎn)完善教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系，并以此作為教學(xué)理念的標(biāo)桿，根據(jù)畢業(yè)要求以及適度原則選擇教學(xué)內(nèi)容，控制好教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)人才培養(yǎng)對應(yīng)的廣度和深度并制定相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃和嚴(yán)格執(zhí)行，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生主動探索創(chuàng)新的能力以及良好的工程倫理職業(yè)道德。

（二）教學(xué)方式的改革

在知識爆炸的時代中，各個課程需要學(xué)習(xí)的知識越來越多、課程類別以及對應(yīng)的關(guān)注度不斷增多的背景下，工程力學(xué)課程學(xué)時不可避免地發(fā)生縮短，因此教學(xué)不能僅限于課堂上，需要發(fā)掘新的教學(xué)方式，另辟蹊徑進(jìn)行教學(xué)。課前預(yù)習(xí)改變以前直接讓學(xué)生看書的方式，發(fā)揮新時代網(wǎng)絡(luò)工具的便利，可采用MOOC、SPOC以及網(wǎng)易云、微課等教學(xué)方法[5]，將教學(xué)內(nèi)容細(xì)化至5-10分鐘以內(nèi)的小項(xiàng)目，課前學(xué)生利用零散時間進(jìn)行碎片化知識的學(xué)識，課堂上可采用“對分課堂”或“小班討論”的形式，一部分時間交給老師將學(xué)生之前學(xué)習(xí)的碎片化知識進(jìn)行整合和聯(lián)系，一半時間讓學(xué)生觀看計(jì)算機(jī)仿真視頻或演示動畫后進(jìn)行課題討論，在討論中掌握知識點(diǎn)，使學(xué)生也成為課堂的主導(dǎo)者，提高學(xué)習(xí)的積極性。類似的方式能夠在不增加課程學(xué)時的基礎(chǔ)上提高教學(xué)的效率。

（三）多元化資源庫的完善

工欲善其事必先利其器，隨著信息化的發(fā)展，對比傳統(tǒng)的課本，工程力學(xué)知識的載體有了多種多樣的方式，如課件、試題庫、圖像、影音、動畫、案例、有限元模擬等，根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證對于教學(xué)環(huán)節(jié)的要求，在每次的課程結(jié)束后注重進(jìn)行課程反思以及課程資料的收集和整理，除了傳統(tǒng)課本中的資源庫外，建立課程組會議對熱點(diǎn)事件力學(xué)問題的文獻(xiàn)查閱、歸納分析以及總結(jié)制度，不斷對多元化資源庫的完善，在專業(yè)認(rèn)證的建設(shè)期內(nèi)能夠初步形成日常教學(xué)的多元化數(shù)據(jù)庫，以供學(xué)生后續(xù)進(jìn)行課題的分析以及課堂討論。由于熱點(diǎn)影音、圖像、動畫、案例等方式能夠引起學(xué)生對枯燥知識的興趣以及加強(qiáng)所學(xué)知識應(yīng)用領(lǐng)域的認(rèn)知，課件、試題庫等則有利于提高教學(xué)的多樣性，增加課程考核的選擇性，便于改進(jìn)傳統(tǒng)考核的題型單一的問題。

（四）教師的持續(xù)進(jìn)修與培養(yǎng)

教育是師生交流互動的過程，工程專業(yè)認(rèn)證要求學(xué)生培養(yǎng)具有較高的工程能力和素養(yǎng)，能夠適應(yīng)時代的發(fā)展，而工程力學(xué)課程涵蓋的理論與實(shí)踐涵蓋內(nèi)容太多，因此這也對教師的素養(yǎng)和水平提出更高的需求。作為教師，不能幾十年一成不變，因此在授課過程中不僅需要有強(qiáng)大的專業(yè)理論知識背景，還需要根據(jù)時代的發(fā)展不斷進(jìn)行專業(yè)技能的進(jìn)修與拓展，如嚴(yán)格按照工程專業(yè)認(rèn)證要求積極參加課程教學(xué)的研討會交流授課經(jīng)驗(yàn)、參加各類專業(yè)或教學(xué)軟件的培訓(xùn)，同時積極鼓勵教師進(jìn)行各級教改項(xiàng)目的申請或到企業(yè)進(jìn)行鍛煉實(shí)踐以此不斷提高自身的工程素質(zhì)和眼界。我校今年建立了新教師的培訓(xùn)制度，包括科教培訓(xùn)講座、青年教師導(dǎo)師制以及青年教師企業(yè)掛職鍛煉等方式，根據(jù)2017～2019全校教師學(xué)生評教排名，新入職教師均取得了較好的評價，這離不開教師進(jìn)修培養(yǎng)制度的幫助。

（五）加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)以及豐富課程考核

工程專業(yè)認(rèn)證對于課程教學(xué)要求的是理論知識與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合的素質(zhì)教育，工程力學(xué)課程實(shí)踐體系分為“課堂應(yīng)用能力訓(xùn)練、工程實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)體系、創(chuàng)新實(shí)踐教育體系”三種層次[6-10]，課堂應(yīng)用側(cè)重于課堂理論知識的應(yīng)用，主要指的是課程內(nèi)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程等，這也是大多數(shù)課程教學(xué)主要進(jìn)行的層面，但這種情況只能滿足課程教學(xué)的最低要求。第二層偏向培養(yǎng)實(shí)踐能力，如課程大作業(yè)、課程設(shè)計(jì)、工程問題分析報(bào)告、結(jié)構(gòu)模型比賽等方式，通過利用學(xué)習(xí)到的力學(xué)原理和力學(xué)模型溝通工程問題與數(shù)學(xué)的方式培養(yǎng)個人的力學(xué)思維，不僅能夠提供學(xué)生將理論知識應(yīng)用于生活實(shí)踐中的機(jī)會，也能夠豐富課程考核的方式，從理論與實(shí)踐多方面考核學(xué)生對于學(xué)習(xí)目標(biāo)的掌握程度[11-13]。

三、結(jié)束語

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的大背景下，工程力學(xué)課程作為工科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，課程教學(xué)的改革勢在必行，本文通過分析目前我校工科專業(yè)工程力學(xué)課程中存在的一些問題，同時結(jié)合工程專業(yè)認(rèn)證理念與個人自身教學(xué)實(shí)踐，分析和探究了課程教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)、考核方式的改革建議，以探索與專業(yè)認(rèn)證所匹配的課程教學(xué)模式和人才培養(yǎng)方法，以期取得良好的教學(xué)效果。