“雙高”建設(shè)背景下專業(yè)基礎(chǔ)課程教材開發(fā)探究

摘 要 隨著國家示范院校與骨干院校建設(shè)工作的持續(xù)推進(jìn)，“雙高”建設(shè)也取得顯著成果，對各專業(yè)課程教學(xué)提出了新的要求。高校教材建設(shè)是育人育才的重要依托，是課程教學(xué)內(nèi)容的重要載體，其直接關(guān)乎教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。文章基于“雙高”建設(shè)背景，以“水利水電建筑工程”專業(yè)群中專業(yè)基礎(chǔ)課“工程力學(xué)”的教材開發(fā)為例，探討了專業(yè)基礎(chǔ)課教材的開發(fā)特點，從課程模塊、學(xué)習(xí)任務(wù)、實訓(xùn)任務(wù)等方面對教材開發(fā)的形式進(jìn)行研究，旨在為專業(yè)基礎(chǔ)課程教材的編寫提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞 專業(yè)基礎(chǔ)課；教材開發(fā)；工程力學(xué)

中圖分類號：G712 " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " "DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.6.005

Exploration of the Development of Professional Basic Course Textbooks under the Background of \"Double High\" Construction

——Taking the loose leaf textbook of \"Engineering Mechanics\" as an example

LONG Lili

（School of Municipal and Transportation Engineering， Anhui Water Conservancy Technical College， Hefei， Anhui 231603）

Abstract With the continuous promotion of the construction of national demonstration colleges and backbone colleges， significant achievements have been made in the \"double high\" construction， which has put forward new requirements for the teaching of various professional courses. The construction of university textbooks is an important basis for cultivating talents and is an important carrier of curriculum and teaching content， which directly affects the quality of teaching and talent cultivation. Based on the background of \"dual high\" construction， this article takes the development of teaching materials for the professional basic course \"Engineering Mechanics\" in the \"Water Conservancy and Hydropower Construction Engineering\" professional group as an example to explore the characteristics of the development of teaching materials for professional basic courses. From the aspects of course modules， learning tasks， and practical training tasks， the article studies the form of teaching material development， aiming to provide useful reference for the writing of teaching materials for professional basic courses.

Keywords professional basic courses; textbook development; engineering mechanics

1 "研究背景

2019年12月，教育部、財政部公布《中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃建設(shè)單位名單》，56所高職院校入選高水平學(xué)校建設(shè)，141所高職院校入選高水平專業(yè)群建設(shè)。教材建設(shè)是“雙高”建設(shè)中一項重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)的高職院校教材沒能跳出學(xué)科體系的編排形式，仍以理論知識為主體進(jìn)行教材章節(jié)設(shè)計，即使有些教材冠以項目之名，增加了一些應(yīng)用案例，但其本質(zhì)仍是學(xué)科體系框架，且傳統(tǒng)教材更多是從教師“教”的角度進(jìn)行設(shè)計，而未從學(xué)生視角出發(fā)。高職學(xué)生的基礎(chǔ)知識和邏輯思維能力相對較弱，使用教材自主學(xué)習(xí)比較困難。并且傳統(tǒng)教材的裝訂方式也存在一定問題，膠裝固定的裝訂方式，使教材改版的周期和成本增大，當(dāng)教材內(nèi)容出現(xiàn)少量問題，或者有新方法、新理論、新技術(shù)、新材料需補充時，不能及時更改。此外，傳統(tǒng)教材偏重傳授知識，而未能體現(xiàn)教材的育人功能。

專業(yè)基礎(chǔ)課程的傳統(tǒng)教材，除了有上述傳統(tǒng)教材的共性問題外，還有其特性問題。不同于專業(yè)課程主要服務(wù)于一個專業(yè)或者一個專業(yè)方向，專業(yè)基礎(chǔ)課程是服務(wù)于一個或多個專業(yè)大類。這就導(dǎo)致傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程教材要么較少涉及專業(yè)知識，要么涉及的專業(yè)知識特別寬泛，而沒有針對性和系統(tǒng)性。比如傳統(tǒng)的“工程力學(xué)”教材面向的專業(yè)非常廣，包括建筑、土木、水利、機(jī)械等，甚至還包括工程管理類專業(yè)，因此教材中不能出現(xiàn)專業(yè)性較強(qiáng)的力學(xué)計算案例，只能講述力學(xué)理論知識，導(dǎo)致高職院校的“工程力學(xué)”教材最終成了一本本科教材的“刪減版”。

“雙高”建設(shè)背景下的教材建設(shè)必須要針對以上共性和特性問題進(jìn)行解決，筆者在編寫水利水電建筑工程專業(yè)群專業(yè)基礎(chǔ)課“工程力學(xué)”活頁式教材的過程中系統(tǒng)地解決了上述問題，總結(jié)出“雙高”建設(shè)背景下專業(yè)基礎(chǔ)課教材的開發(fā)特點及開發(fā)形式。

2 "開發(fā)特點

2.1 "服務(wù)“雙高”專業(yè)群建設(shè)，找共性分析典型工作任務(wù)

“雙高”建設(shè)背景下教材的定位是服務(wù)于“雙高”專業(yè)群，因此，在教材開發(fā)過程中，需要從專業(yè)群行業(yè)企業(yè)需求出發(fā)，從專業(yè)崗位的實踐中尋找案例。這對于專業(yè)課而言輕而易舉，但是對于專業(yè)基礎(chǔ)課程而言卻非常困難。專業(yè)基礎(chǔ)課程輻射多個專業(yè)多個方向多個崗位，找出來的案例不盡一致。解決方法是對雙高專業(yè)群各個專業(yè)各個崗位進(jìn)行課程需求調(diào)研，根據(jù)調(diào)研需求進(jìn)行梳理，找出不同專業(yè)中具有共性的案例作為典型工作任務(wù)。

“工程力學(xué)”教材編寫過程中，編寫團(tuán)隊對水利水電建筑工程專業(yè)群中水利工程、建筑工程、市政工程、港航工程四個專業(yè)（方向），進(jìn)行工作崗位力學(xué)知識需求調(diào)研，整理出工作任務(wù)中力學(xué)需求對應(yīng)的知識點，如表1所示。分析表中工作任務(wù)和力學(xué)需求可發(fā)現(xiàn)，雖說各專業(yè)施工的構(gòu)件不完全一樣，但是在現(xiàn)澆施工時，臨時支撐結(jié)構(gòu)基本相似，考慮將高大模板施工時的力學(xué)計算作為典型工作任務(wù)之一；使用架橋機(jī)進(jìn)行預(yù)制梁施工或墩閘施工時，都需要進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗算，也可以作為典型工作任務(wù)。

2.2 "重構(gòu)課程體系，依據(jù)工作模塊設(shè)計課程模塊

分析出典型工作任務(wù)，劃分工作模塊，重構(gòu)課程體系。再將教學(xué)的相關(guān)需求與新的課程體系融合，制訂課程標(biāo)準(zhǔn)，由課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出課程模塊。“工程力學(xué)”教材中，如上述確定為典型工作任務(wù)的高大模板施工專項方案力學(xué)計算書，可分解為梁的強(qiáng)度剛度驗算、壓桿的強(qiáng)度穩(wěn)定性驗算、組合變形構(gòu)件的強(qiáng)度剛度驗算，在力學(xué)中分別屬于平面彎曲變形構(gòu)件、軸向拉壓構(gòu)件和組合變形構(gòu)件，因此，設(shè)計課程模塊時可按工作模塊劃分出軸向拉壓構(gòu)件力學(xué)分析、平面彎曲構(gòu)件力學(xué)分析、組合變形構(gòu)件力學(xué)分析三個課程模塊。

“工程力學(xué)”既具有工程的具象性又具有力學(xué)的抽象性，工程的具象性體現(xiàn)在具體的工程案例中，力學(xué)的抽象性體現(xiàn)在抽象的理論知識中。進(jìn)行工程案例的力學(xué)計算時，需要非常多的理論知識點，或者多條邏輯的理論知識線，所以很難將模塊中的工程案例與模塊中的理論知識一一對應(yīng)起來。為此，“工程力學(xué)”教材作了特殊的處理，即將每個課程模塊分為學(xué)習(xí)任務(wù)和實訓(xùn)任務(wù)兩部分。學(xué)習(xí)任務(wù)以結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型的力學(xué)分析進(jìn)行劃分，是實現(xiàn)實訓(xùn)任務(wù)的力學(xué)理論知識，實訓(xùn)任務(wù)是將“水利水電建筑工程”專業(yè)群對應(yīng)的工程施工專項方案計算書、施工現(xiàn)場計算案例劃分工作模塊后分解到該模塊的部分。教材采用活頁形式，利用其“活”的特點，所有模塊的學(xué)習(xí)任務(wù)組成了完整的力學(xué)理論教學(xué)體系，相關(guān)模塊實訓(xùn)任務(wù)的拼搭可形成若干個完整的力學(xué)施工計算案例。

2.3 "更新教學(xué)設(shè)計，紙質(zhì)媒介和數(shù)字資源立體化重構(gòu)

“雙高”建設(shè)背景下的新型教材是以紙質(zhì)教材為核心的整體化、系統(tǒng)化設(shè)計，數(shù)字信息資源融入紙質(zhì)教材的新形態(tài)、多維、立體、可視化的教材。教材紙質(zhì)部分和數(shù)字資源整體融合，而非簡單地錄制課件形成二維碼放在紙質(zhì)教材上。教學(xué)設(shè)計是實現(xiàn)紙質(zhì)媒介和數(shù)字資源立體化重構(gòu)的抓手，具體體現(xiàn)在各課程模塊的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計中。

每個模塊的學(xué)習(xí)任務(wù)，按實現(xiàn)該模塊實訓(xùn)任務(wù)的步驟，包括若干個任務(wù)或子任務(wù)。任務(wù)的形式體現(xiàn)為任務(wù)驅(qū)動法，包括任務(wù)發(fā)布、任務(wù)認(rèn)知、任務(wù)實施和任務(wù)總結(jié)四大部分。任務(wù)的教學(xué)設(shè)計采用適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)特點的“課前+課中+課后”階段式遞進(jìn)設(shè)計。“課前”導(dǎo)學(xué)部分選用學(xué)生在生活中能直觀切實感受到的力學(xué)元素引入本任務(wù)的學(xué)習(xí)；“課中”教學(xué)部分為正文主體，內(nèi)容設(shè)計主要強(qiáng)調(diào)力學(xué)分析的邏輯性和完整性，輔以簡單案例進(jìn)行聯(lián)系、解釋和應(yīng)用；“課后”強(qiáng)化拓展部分包括學(xué)習(xí)指南、進(jìn)階式題庫、一線案例、規(guī)范規(guī)程等，以滿足不同層次學(xué)生的拓展需求。其中，課前導(dǎo)學(xué)、課中教學(xué)部分中的典型例題、重難點，和課后強(qiáng)化拓展均為數(shù)字資源，在正文旁側(cè)提供二維碼。

每個模塊的實訓(xùn)任務(wù)，按項目不同設(shè)置兩到三個實訓(xùn)。實訓(xùn)的形式和教學(xué)設(shè)計與學(xué)習(xí)任務(wù)中的任務(wù)形式和教學(xué)設(shè)計一致。針對工程實際案例當(dāng)中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的復(fù)雜性，實訓(xùn)中較多利用三維動畫和虛擬仿真進(jìn)行展示。

2.4 "對接產(chǎn)業(yè)升級，數(shù)字智能技術(shù)融入教材內(nèi)容

“雙高”建設(shè)是一次徹底的職業(yè)教育改革，其首要任務(wù)是產(chǎn)業(yè)對接轉(zhuǎn)型升級，培養(yǎng)高素質(zhì)、高水平技術(shù)技能人才。專業(yè)基礎(chǔ)課作為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的基礎(chǔ)，將數(shù)字智能技術(shù)融入專業(yè)基礎(chǔ)課教材，使教材內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)升級后的崗位精準(zhǔn)對接，突出職業(yè)能力培養(yǎng)，滿足產(chǎn)業(yè)升級對專業(yè)人才科技賦能的新要求。

“工程力學(xué)”教材選取最新的力學(xué)計算工程案例，用Midas軟件進(jìn)行分析建模，使教材內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)升級后水利建筑施工崗位精準(zhǔn)對接。采用虛擬仿真技術(shù)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件建模，實現(xiàn)教材的數(shù)字智能技術(shù)升級。

3 "開發(fā)形式

下面以“工程力學(xué)”活頁式教材課程模塊、學(xué)習(xí)任務(wù)部分、實訓(xùn)任務(wù)部分的開發(fā)為例，介紹專業(yè)基礎(chǔ)課教材的開發(fā)形式。

3.1 "課程模塊的開發(fā)形式

“工程力學(xué)”教材對多個典型工作任務(wù)劃分工作模塊，根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型最終可總結(jié)歸納為結(jié)構(gòu)構(gòu)件外力分析課程模塊、軸向拉壓構(gòu)件力學(xué)分析課程模塊、平面彎曲構(gòu)件力學(xué)分析課程模塊、剪切構(gòu)件力學(xué)分析課程模塊、扭轉(zhuǎn)構(gòu)件力學(xué)分析課程模塊、組合變形構(gòu)件力學(xué)分析課程模塊，以及超靜定結(jié)構(gòu)力學(xué)分析課程模塊，共七個課程模塊。每個模塊包括學(xué)習(xí)任務(wù)和實訓(xùn)任務(wù)兩部分。

每個模塊的學(xué)習(xí)任務(wù)部分涵蓋了實現(xiàn)該構(gòu)件類型力學(xué)分析的理論知識。如平面彎曲構(gòu)件力學(xué)分析課程模塊的學(xué)習(xí)任務(wù)部分，按力學(xué)分析的基本步驟，由梁的內(nèi)力計算，梁的內(nèi)力圖繪制，梁的應(yīng)力分析，梁的變形分析，梁的強(qiáng)度剛度計算幾個任務(wù)組成。

每個模塊的實訓(xùn)任務(wù)是將工程實際中的典型工作任務(wù)，拆解到各個模塊當(dāng)中。如前述典型工作任務(wù)高大模板施工專項方案力學(xué)計算書，包括平面彎曲變形、軸向拉壓變形、組合變形三種構(gòu)件，拆解到軸向拉壓構(gòu)件力學(xué)分析、平面彎曲構(gòu)件力學(xué)分析、組合變形構(gòu)件力學(xué)分析三個課程模塊中，分別對應(yīng)設(shè)計實訓(xùn)任務(wù)“軸向拉（壓）構(gòu)件―板模板可調(diào)托座、立桿的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算”“平面彎曲構(gòu)件―板模板面板的強(qiáng)度、剛度驗算”和“組合變形構(gòu)件―梁模板、考慮風(fēng)荷載立桿的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算”。在“工程力學(xué)”教材中共分析了六個典型工作任務(wù)，拆解到七個模塊中，共形成實訓(xùn)任務(wù)16個。

3.2 "學(xué)習(xí)任務(wù)部分的開發(fā)形式

以學(xué)習(xí)任務(wù)“梁的內(nèi)力計算”為例。該學(xué)習(xí)任務(wù)在教材中主要采用任務(wù)驅(qū)動法，輔以問題驅(qū)動教學(xué)法和遷移教學(xué)法。學(xué)習(xí)任務(wù)頁面分左右兩欄，左欄為正文主體部分，右欄為數(shù)字資源二維碼及小貼士部分。

正文主體部分包括任務(wù)發(fā)布、任務(wù)認(rèn)知、任務(wù)實施和任務(wù)總結(jié)四個部分。任務(wù)發(fā)布部分通過任務(wù)書的形式，發(fā)布某施工現(xiàn)場吊車采用兩點法吊裝箱梁的案例以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，要求學(xué)生在完成本任務(wù)學(xué)習(xí)后，計算出梁中點及吊點的剪力和彎矩。任務(wù)認(rèn)知部分，按“平面彎曲梁的內(nèi)力是什么→內(nèi)力（剪力、彎矩）正負(fù)號如何確定→如何求解梁截面的內(nèi)力（剪力、彎矩）→梁的內(nèi)力計算典型例題”的邏輯線，講述梁的內(nèi)力計算的相關(guān)知識。任務(wù)實施部分，將任務(wù)發(fā)布的案例根據(jù)任務(wù)認(rèn)知部分的分析計算過程總結(jié)為幾個關(guān)鍵步驟，采用引導(dǎo)語的形式引導(dǎo)學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)。最后任務(wù)總結(jié)部分，學(xué)生完成任務(wù)實施后，根據(jù)答案分析對錯，總結(jié)該任務(wù)的關(guān)鍵點、薄弱點以及解決方法等。

數(shù)字資源二維碼及小貼士部分包括課堂導(dǎo)學(xué)、剪力彎矩符號規(guī)定講解視頻二維碼、典型例題講解視頻二維碼、截面法計算內(nèi)力易錯小貼士、直接法計算內(nèi)力總結(jié)順口溜，以及強(qiáng)化與拓展二維碼。

正文主體部分與數(shù)字資源二維碼及小貼士部分通過教學(xué)設(shè)計有機(jī)融為一體，根據(jù)“課前+課中+課后”階段式遞進(jìn)設(shè)計。課堂導(dǎo)學(xué)二維碼資源為“課前”學(xué)習(xí)，資源內(nèi)容為平面彎曲構(gòu)件——梁按不同分類的工程實物圖片和計算簡圖，以及梁的變形彎曲動畫?！罢n中”學(xué)習(xí)部分，重難點視頻及典型例題講解視頻、知識點小貼士，對應(yīng)在任務(wù)認(rèn)知相關(guān)知識正文右側(cè)，輔助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解?！罢n后”強(qiáng)化拓展資源內(nèi)容為課后習(xí)題、競賽習(xí)題等。

3.3 "實訓(xùn)任務(wù)部分的開發(fā)形式

實訓(xùn)任務(wù)部分以學(xué)習(xí)任務(wù)“梁的內(nèi)力計算”所在模塊實訓(xùn)——“平面彎曲構(gòu)件強(qiáng)度、剛度驗算―蓋梁施工臨時支撐結(jié)構(gòu)分配橫梁、承重主梁”為例。

實訓(xùn)任務(wù)頁面跟學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)置一樣分左右兩欄。左欄正文主體部分任務(wù)發(fā)布為某大橋蓋梁的施工案例，以及專項方案計算書分配橫梁和承重主梁的材料參數(shù)，要求驗算分配橫梁和承重主梁的強(qiáng)度及剛度。任務(wù)認(rèn)知為該案例補充工程知識。任務(wù)實施是為完成任務(wù)發(fā)布根據(jù)方案計算書編制的關(guān)鍵步驟。

數(shù)字資源二維碼及小貼士部分包括課堂導(dǎo)學(xué)二維碼、工字鋼型鋼截面特性參考規(guī)范小貼士、分配橫梁強(qiáng)度剛度驗算講解視頻二維碼、承重主梁強(qiáng)度剛度驗算資料二維碼，以及強(qiáng)化與拓展二維碼。

實訓(xùn)任務(wù)部分的整體架構(gòu)設(shè)計跟學(xué)習(xí)任務(wù)部分類似。不同在于實訓(xùn)部分因為工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)件受力抽象難懂，所以課堂導(dǎo)學(xué)、講解視頻等二維碼資源為蓋梁施工時臨時支撐結(jié)構(gòu)的搭設(shè)過程三維動畫，以及臨時支撐結(jié)構(gòu)受力后的虛擬仿真效果。強(qiáng)化與拓展二維碼為該實訓(xùn)項目Midas軟件的建模過程。

4 "結(jié)論

“雙高”建設(shè)中，教材建設(shè)是一個重要的內(nèi)容。專業(yè)基礎(chǔ)課程的教材具有對應(yīng)多個專業(yè)或方向的特點，教材建設(shè)時需要收集整理各專業(yè)具有共性的案例作為典型工作任務(wù)，構(gòu)建課程體系，劃分課程模塊，以任務(wù)為單元進(jìn)行整體教學(xué)設(shè)計。教材建設(shè)還要契合行業(yè)轉(zhuǎn)型升級要求，加強(qiáng)專業(yè)人才應(yīng)用能力培養(yǎng)的客觀需求，據(jù)此打造出符合職業(yè)教育需求，新形態(tài)、實用、多維的立體化教材。

基金項目：2021年度安徽省省級質(zhì)量工程重點教學(xué)研究項目“‘雙高’建設(shè)中《工程力學(xué)》活頁式教材的開發(fā)探索”（2021JYXM0532）；2023年安徽省高?！叭恕本C合改革和思想政治能力提升計劃“《工程力學(xué)》精品教材”（SZTSJH-2023-11-33）；2022年度安徽省省級質(zhì)量工程課程思政示范課程“《工程力學(xué)》”（2022KCSZ116）；2022年度安徽省省級質(zhì)量工程特色高水平專業(yè)“市政工程技術(shù)特色高水平專業(yè)”（2022TSGSP029）；2022年度安徽省高校優(yōu)秀青年人才支持計劃重點項目“‘雙高計劃’建設(shè)引領(lǐng)高職專業(yè)‘三教’改革創(chuàng)新研究——以安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院給排水工程技術(shù)專業(yè)為例”。

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