應(yīng)用型本科高校課程教學(xué)改革探索
——以新工科背景下的“工程力學(xué)”為例

沈陽城市建設(shè)學(xué)院土木工程學(xué)院 李 鑫 崔 旭 馬麗珠

教學(xué)改革呈現(xiàn)出一定的階段性和時(shí)代性，根據(jù)時(shí)代賦予的屬性開展應(yīng)用型本科高校工程力學(xué)課程教學(xué)改革是教育事業(yè)發(fā)展的必然之舉。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)的支持下，智能制造、智能機(jī)器人、智慧建筑等智能化手段應(yīng)用于工業(yè)制造業(yè)、建筑業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用型本科高校開展的工程力學(xué)課程是基礎(chǔ)專業(yè)課程之一，該課程與工業(yè)制造業(yè)以及建筑業(yè)等領(lǐng)域密切相關(guān)，在開展課程教學(xué)改革時(shí)，必須考慮時(shí)代背景以及行業(yè)發(fā)展的需求。在新工科背景下，本文對應(yīng)用型本科高校工程力學(xué)課程開展的教學(xué)改革策略進(jìn)行探究，旨在促進(jìn)該課程教學(xué)改革得以順利開展。具體策略如下。

一、完善課程體系的構(gòu)建

在當(dāng)前新工科背景下，工程力學(xué)課程屬于工科的基礎(chǔ)性專業(yè)課程，包括的內(nèi)容豐富，如彈性力學(xué)、分析力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等，這些工程力學(xué)課程內(nèi)容之間存在密切的關(guān)聯(lián)性，必須重視工程力學(xué)課程的系統(tǒng)性。例如，土建專業(yè)的工程力學(xué)課程包括材料力學(xué)、理論力學(xué)以及建筑力學(xué)，這些課程內(nèi)容的系統(tǒng)性比較強(qiáng)，在前期課程以及后期課程之中均存在一些重復(fù)之處，這正是各工程力學(xué)課程的結(jié)合點(diǎn)。而且材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的內(nèi)容也存在重復(fù)。因此，將工程力學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行整合，構(gòu)建完善的工程力學(xué)課程體系是當(dāng)前應(yīng)用型本科高校工程力學(xué)課程改革的重要內(nèi)容。但從目前來看，工程力學(xué)課程學(xué)時(shí)出現(xiàn)縮減的現(xiàn)狀，若未能通過必要措施保證該課程教學(xué)質(zhì)量，則無法滿足新工科對該課程教學(xué)開展的要求。需要結(jié)合新工科對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，夯實(shí)工科基礎(chǔ)，抓準(zhǔn)課程教學(xué)重點(diǎn)，構(gòu)建完善的工程力學(xué)課程體系，從而提升課程教學(xué)質(zhì)量，具體可采取如下策略。

（一）深入挖掘工程力學(xué)課程之間的聯(lián)系

工程力學(xué)課程之間相互聯(lián)系的節(jié)點(diǎn)就是工程力學(xué)課程體系構(gòu)建的框架支撐，若要構(gòu)建完善的工程力學(xué)課程體系，必須將這些聯(lián)系節(jié)點(diǎn)一一找出，這需要對工程力學(xué)課程之間的聯(lián)系進(jìn)行深入挖掘。由于工程力學(xué)各課程教學(xué)是由不同任課教師開展的，雖然每一位教師的知識(shí)儲(chǔ)備存在個(gè)體差異，但對于工程力學(xué)所有課程教學(xué)內(nèi)容均有所了解，因此，各任課教師應(yīng)積極組建教研小組，并在新工科背景下對各工程力學(xué)課程之間存在的聯(lián)系進(jìn)行深入挖掘，找到各課程之間的重復(fù)內(nèi)容，將其作為工程力學(xué)課程體系的聯(lián)系節(jié)點(diǎn)，從而有助于工程力學(xué)課程體系得以完善構(gòu)建。

（二）構(gòu)建工程力學(xué)課程體系

工程力學(xué)課程體系不僅包括課程內(nèi)容安排，而且包括課程的課時(shí)安排。以往對工程力學(xué)課程教學(xué)時(shí)，比較注重理論授課，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容比較少，甚至容易被忽略。新工科背景下，要求應(yīng)用型本科高校必須培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，使學(xué)生成為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的應(yīng)用型人才。因此，應(yīng)該改變以前工程力學(xué)課程體系的內(nèi)容和學(xué)時(shí)安排，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和課時(shí)，確保理論與實(shí)踐能夠均衡發(fā)展，同時(shí)也保證了工程力學(xué)課程體系內(nèi)容的完善性，使工程力學(xué)課程的課時(shí)更加科學(xué)合理。例如，可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)比例調(diào)整至40%，完成理論授課后再開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使理論授課與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，促進(jìn)工程力學(xué)課程體系構(gòu)建完善。

二、開展多元化教學(xué)

（一）工程力學(xué)TSPPE模式

在新工科背景下，國家和社會(huì)對工科人才的培養(yǎng)要求不斷提升，工程力學(xué)課程教學(xué)的開展應(yīng)該一改傳統(tǒng)教學(xué)模式，結(jié)合課程特點(diǎn)，將課程教學(xué)模式予以創(chuàng)新，應(yīng)該在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，豐富工程力學(xué)課程教學(xué)的內(nèi)容，尊重工程力學(xué)課程的實(shí)踐性?？梢栽趥鹘y(tǒng)理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，開展講授（Teaching）、研討（Seminar）、實(shí)踐（Practice）、報(bào)告（Presentation）、案例（Example）4個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)工程力學(xué)課程教學(xué)模式的創(chuàng)新，形成TSPPE模式，從而將理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合，并將學(xué)生的工程力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、力學(xué)方法等內(nèi)容的掌握予以強(qiáng)化。該教學(xué)模式重視OBE理念，該理念是以成效導(dǎo)向?yàn)橹蔚囊环N理念，可以將工程力學(xué)教學(xué)模式予以豐富，形成閉環(huán)式的教學(xué)模式，使學(xué)生主體地位體現(xiàn)得更加充分，并且能夠發(fā)揮教師引導(dǎo)作用。

具體來講，該教學(xué)模式除了包含傳統(tǒng)教學(xué)模式之外，還能夠?qū)⒍喾N教學(xué)方法融入其中，如情境分析、翻轉(zhuǎn)課堂等，這些方法均能夠增強(qiáng)學(xué)生對工程力學(xué)知識(shí)的理解和吸收效果。

（二）“翻轉(zhuǎn)課堂+微課”教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂主要是將一些理論知識(shí)放在學(xué)生課余時(shí)間學(xué)習(xí)，而課堂上開展一些自主探究學(xué)習(xí)的實(shí)踐類學(xué)習(xí)內(nèi)容。微課則是利用信息技術(shù)錄制短視頻，將課程知識(shí)內(nèi)容精縮到短視頻之中，視頻一般為5～10min，通過短視頻使學(xué)生能夠快速掌握課堂教學(xué)內(nèi)容。教師在開展工程力學(xué)課程講解時(shí)，可以將課程的理論知識(shí)制作成短視頻或PPT講義，使學(xué)生能在課余極短時(shí)間內(nèi)掌握課程知識(shí)內(nèi)容，然后利用翻轉(zhuǎn)課堂將課堂大部分時(shí)間留給學(xué)生開展自主探究學(xué)習(xí)，由教師對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐探究相結(jié)合，從而提升工程力學(xué)課程教學(xué)的質(zhì)效。

三、重視教學(xué)方法的創(chuàng)新

為了達(dá)到新工科人才培養(yǎng)的要求，必須從多方面開展工程力學(xué)課程教學(xué)改革。其中，課程教學(xué)方法是重要的一環(huán)。該課程教學(xué)方法不應(yīng)停留在傳統(tǒng)講授式方法上，而應(yīng)結(jié)合新工科背景創(chuàng)新教學(xué)方法。對于課內(nèi)教學(xué)，教師應(yīng)該以引導(dǎo)和啟發(fā)為主，采取啟發(fā)式教學(xué)方法；而課外學(xué)習(xí)則需要教師對學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì)，使之深入研究，采取研討式、探索式教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，在實(shí)踐中應(yīng)用，在應(yīng)用中創(chuàng)新，調(diào)動(dòng)學(xué)生的工科思維，熟練掌握并應(yīng)用所學(xué)習(xí)的工程力學(xué)知識(shí)，達(dá)到學(xué)以致用的效果。

在新工科背景下，教師還需要重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的提升，結(jié)合當(dāng)前工科國際化的特點(diǎn)，選用工程力學(xué)雙語教材，采用雙語教學(xué)的方法，提升學(xué)生對專業(yè)知識(shí)的語言表述能力，同時(shí)還要結(jié)合新工科在信息時(shí)代表現(xiàn)的智能化、信息化特征，利用先進(jìn)的信息技術(shù)開展線上教學(xué)，將線上教學(xué)與線下教學(xué)相互協(xié)調(diào)，從而使教學(xué)質(zhì)量得到提升。此外，教師還需要添加現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算技術(shù)，將計(jì)算機(jī)輔助分析融入教學(xué)實(shí)踐之中。例如，將計(jì)算軟件Python、MATLAB等加入工程力學(xué)教學(xué)之中，使學(xué)生的素質(zhì)能力得到全面提升，達(dá)到新工科人才培養(yǎng)的要求。

四、構(gòu)建教學(xué)成效的評(píng)價(jià)機(jī)制

新工科背景下，工程力學(xué)課程教學(xué)不僅要關(guān)注教學(xué)內(nèi)容、模式和方法，而且要對教學(xué)獲得的成效進(jìn)行評(píng)價(jià)。需要構(gòu)建相應(yīng)的評(píng)價(jià)機(jī)制，借此激發(fā)學(xué)生對工程力學(xué)課程知識(shí)學(xué)習(xí)的熱情和興趣，從而為教學(xué)質(zhì)效的提升提供支持。具體來講，需要將課程考核的成績構(gòu)成予以明確，掌握考核側(cè)重點(diǎn)，對各知識(shí)單元進(jìn)行比例分配，采用單元測試、閉卷考試、隨堂測試以及總結(jié)報(bào)告等多元化形式進(jìn)行考核，同時(shí)還要結(jié)合學(xué)生日常考核成績，對其學(xué)習(xí)情況進(jìn)行準(zhǔn)確掌控，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成效進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和反饋。借助成效評(píng)價(jià)機(jī)制使學(xué)生能夠運(yùn)用工程力學(xué)知識(shí)開展能力訓(xùn)練，掌握工程力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用方法、工科思維以及相關(guān)實(shí)踐研究手段，從而達(dá)到新工科人才培養(yǎng)要求。

五、結(jié)語

在新工科背景下，應(yīng)用型本科高校工程力學(xué)課程教學(xué)可以從教學(xué)課程體系、教學(xué)方法、教學(xué)模式以及課程教學(xué)成效評(píng)價(jià)機(jī)制四方面制定改革策略，注重學(xué)生的主體性和創(chuàng)新能力，從課程講授出發(fā)，通過討論、實(shí)踐訓(xùn)練、習(xí)題等若干環(huán)節(jié)對學(xué)生的建模、思維、自學(xué)以及計(jì)算等多重能力進(jìn)行培養(yǎng)，從而使學(xué)生形成綜合性的工科能力和力學(xué)素養(yǎng)，達(dá)到新工科下人才培養(yǎng)的要求。