基于應用型人才培養(yǎng)的工程力學課程教學改革探索實踐

王國斌　馬婕　劉志軍

［摘 要］文章針對應用型本科院校機械設計制造及其自動化專業(yè)工程力學課程在教學內(nèi)容、教學方法和考核方式等方面存在的問題，提出教學內(nèi)容模塊化、采用案例教學法及“N+1+1”過程考核機制、改善實踐教學條件等一系列教學改革措施，對工程力學課程從教學改革、課程思政建設到線上線下混合式課程建設的思路進行了探索。

［關(guān)鍵詞］應用型人才；工程力學；教學改革

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）04-0065-04

2017年以來，隨著成果導向教育理念在銀川能源學院（以下簡稱我校）落地生根，我校確立了應用型本科的辦學定位。應用型本科院校的主要任務是培養(yǎng)能夠?qū)⒊墒斓募夹g(shù)和理論應用到實際的生產(chǎn)、生活中的技術(shù)技能型人才，即應用型人才。應用型人才的培養(yǎng)模式具有以下特點：一是知識結(jié)構(gòu)圍繞一線生產(chǎn)的實際需求進行設計，強調(diào)基礎(chǔ)、成熟和適用的知識；二是能力培養(yǎng)方面注重對基本知識的熟練掌握及靈活應用；三是重視教學過程中的實驗、實習、實訓教學環(huán)節(jié)，以此培養(yǎng)學生對知識的應用能力[1]。課程是應用型人才培養(yǎng)的重要載體，其教學內(nèi)容、教學方法、考核方式以及課程思政建設等內(nèi)容，無不對應用型人才培養(yǎng)起著非常重要的作用。

工程力學課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)（以下簡稱機制專業(yè)）的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是本專業(yè)的核心課程之一，是涉及學生今后走上工程技術(shù)領(lǐng)域崗位后廣泛應用的技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)課[2]。本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中具有“承上啟下”的作用，對本課程的教學改革進行探索，對為地方經(jīng)濟和社會發(fā)展培養(yǎng)應用型本科畢業(yè)生具有重要意義。

一、我校工程力學課程教學存在的問題

（一）教學內(nèi)容難度大，學時少

機制專業(yè)工程力學課程內(nèi)容由理論力學與材料力學兩部分組成，教學內(nèi)容多，難度大，涉及大量的理論推導，學生“掛科率”居高不下。此外，在我校新修訂的人才培養(yǎng)方案中，本課程的教學學時由原來的144學時壓縮至88學時，在學時減少、教學內(nèi)容未減的情況下，傳統(tǒng)的以教師為中心的教學方式已不能保證課程教學質(zhì)量[3]。近年來，隨著新工科建設的不斷深化，跨學科融合培養(yǎng)進一步增加了學生學習的難度，這對于教師和學生而言，都是新的挑戰(zhàn)。

（二）教學方法陳舊，實踐教學缺乏挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的工程力學課程在教學過程中需要教師完成大量的板書推導，這種教學方法費時且費力，導致教學進度較慢，在課時量減少的情況下，無法保證高質(zhì)量完成所有課程內(nèi)容的教學，教學效果較差。此外，實踐教學以傳統(tǒng)的演示性實驗（如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊）為主，缺乏綜合性、設計性實驗，實驗教學缺乏挑戰(zhàn)性，這與“兩性一度”的金課建設標準有很大差距。

（三）考核機制單一，評價反饋缺乏

工程力學是機制專業(yè)的核心課程之一，傳統(tǒng)的考核方式為考試，課程成績以期末考試成績?yōu)橹?，無法考核學生在學習過程中的課程參與情況，也無法充分反映學生應用力學知識解決工程實際問題的能力。

以上種種因素導致我校工程力學課程教學難以適應應用型人才培養(yǎng)的基本要求，也難以達到新工科背景下“金課”建設的標準，因此需要對課程教學的各個環(huán)節(jié)進行改革。

二、工程力學課程教學改革實踐

（一）課程建設思路

根據(jù)應用型人才培養(yǎng)的基本要求，進行教學內(nèi)容的優(yōu)化與整合，將理論與實踐相結(jié)合，突出課程的實踐性。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案確定學分和學時，進行教學大綱的修訂。根據(jù)教學大綱的要求，進行考核方式、教學方法、實踐教學等多方面的改革，并進行課程思政建設，最終建立基于超星學習通平臺的線上線下混合式課程，全面提升課程教學質(zhì)量。課程建設思路見圖1。

（二）課程教學內(nèi)容優(yōu)化

優(yōu)化后的教學內(nèi)容既保留工程力學課程嚴謹?shù)睦碚擉w系、清晰的邏輯關(guān)系，又強化應用型教學內(nèi)容，力求體現(xiàn)以“應用”為目的、以“必需、夠用”為度、以“講清概念、強化應用”為重點的原則，將課程內(nèi)容整合成靜力學、材料力學、運動學、動力學4個模塊，使學生充分了解課程的知識體系以及各個模塊之間的相互關(guān)系。調(diào)整后的教學內(nèi)容見圖2。

（三）課程教學方法改革

教學過程側(cè)重培養(yǎng)學生對理論知識的工程應用能力，因此，在教學設計中以實際工程問題、后續(xù)課程中的受力分析等作為課程教學案例，按照“案例導入—分析問題—理論知識講授—解決問題”的主線，進行課堂教學設計。在教學實施過程中，突出“學生主體，教師引導”的理念，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，引導學生進行案例問題的分析和解決。課程典型教學案例見表1。

（四）課程考核方式改革

注重對學生學習過程的考核，制定“N+1+1”過程考核制度，變末端考試為過程監(jiān)控。其中，“N”是過程考核，包括作業(yè)、實驗、測驗等項目，占40%；第一個“1”是課堂筆記，占10%；第二個“1”是期末考試，占50%（見表2）。

（五）實驗教學改革

一是加強對實驗教學過程的監(jiān)控，完善實驗報告的考核評價體系，切實保證實驗教學效果[4]。二是加大實驗室建設力度，改善實驗教學條件，增加多功能力學實驗臺，除了設置傳統(tǒng)的演示性、驗證性實驗，還增設了綜合性、設計性實驗，提高實驗教學的挑戰(zhàn)度，訓練學生的創(chuàng)新思維。三是引導學生將力學課程與專業(yè)課結(jié)合起來，開發(fā)開放性實驗。例如，將塑性材料的扭轉(zhuǎn)變形力學性能與材料的金相顯微組織結(jié)合起來，引導學生通過材料組織的變化來理解塑性材料的變形過程。通過以上種種措施，改善了課程的實踐教學效果，提升了學生對課程的學習興趣。

（六）課程思政建設

立德樹人是高等教育的根本任務，課程思政建設是教育教學的重要內(nèi)容。課程教學團隊經(jīng)過不斷探索，初步形成了本課程的思政教學體系。一是以中國古代和現(xiàn)代的偉大工程作為工程力學的應用案例，引領(lǐng)學生領(lǐng)略中國智慧，激發(fā)學生的民族自豪感，培養(yǎng)學生的家國情懷。二是以實際工程事故作為教學案例，將工程倫理中的責任意識教育融入課程教學過程，增強學生的工程責任意識。三是將唯物辯證法、矛盾運動的普遍規(guī)律等哲學思維融入課程教學，提升學生的人文素養(yǎng)。四是用工程構(gòu)件的力學特性映射人的品質(zhì)，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，提升個人素質(zhì)。

（七）在線教學平臺建設

我校工程力學課程于2020年立項為自治區(qū)級一流課程進行建設，目標是建成線上線下混合式一流課程[5]。本課程依托超星學習通平臺進行線上線下混合式課程建設，將信息化與教學深度融合，集教學課件、課后習題、教案等教學資源于一體。教師通過在線教學平臺完成課前預習、課后輔導答疑、話題討論等教學任務的發(fā)布，學生利用手機端app完成作業(yè)、測驗、預習、討論等，增強師生之間的互動，避免了師生聯(lián)系不夠緊密、課后互動不足的情況，真正做到融課程、學習、評測、交互于一體。本課程線上線下混合式教學模式見圖3。

三、教學改革實踐效果與評價

筆者依據(jù)機制專業(yè)2019級、2020級、2021級三屆學生的課程成績變化來評價教學改革實踐效果，并在課程結(jié)束后通過問卷調(diào)查的方式，對學生在學習過程中的滿意度進行了調(diào)查，了解學生對課程的評價。

在學生成績方面，學生的卷面成績呈逐漸提升的趨勢，課程通過率也在提升（見圖4）。這充分說明，隨著教學改革的不斷深入、教學內(nèi)容的優(yōu)化與整合、教學方式方法的不斷改進、考核方式的改革等，課程的教學效果在不斷提升。

在教學評價方面，筆者通過問卷調(diào)查的方式，對學生對課程整體、教學目標、教學方法、考核方式等方面的滿意度進行了調(diào)查，結(jié)果見圖5。從圖中可以看出，學生對課程各方面的滿意度總體呈逐年上升的趨勢，這也充分說明了學生對課程教學改革成果的認可。教學改革的實施提升了教學質(zhì)量以及學生的學習興趣，使課程得到了學生的好評。

四、結(jié)語

傳統(tǒng)的工程力學課程在教學內(nèi)容的組織、教學方法和考核方式等方面存在亟待解決的問題。本文基于對存在問題的分析，提出了明確的教學改革思路，以通過對課程內(nèi)容、教學方法、實踐教學、考核方式等方面進行改革，提高課程教學質(zhì)量和教學效果，激發(fā)學生的學習興趣；同時對課程思政建設進行了探討，以使工程力學課程達到協(xié)同育人、立德樹人的目的；此外還對線上線下混合式教學模式進行了探討，以彌補傳統(tǒng)線下課程教學的不足之處，明確課程建設的方向。實踐證明，課程教學改革在實施過程中收到了實效，也獲得了學生的認可。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 錢國英，王剛，徐立清.本科應用型人才的特點及其培養(yǎng)體系的構(gòu)建[J].中國大學教學，2005（9）：54-56.

[2] 陳璐.基于超星學習通的混合式教學在工程力學課中的應用[J].云南開放大學學報，2022，24（1）：50-54.

[3] 張智聰，吳丹.“工程力學”的教學現(xiàn)狀與改革探索[J].文山學院學報，2020，33（6）：86-88.

[4] 段翠芳，張春梅.應用型人才培養(yǎng)模式下工程力學教學改革研究與實踐[J].河南機電高等?？茖W校學報，2019，27（1）：75-77.

[5] 喬玲，糜長穩(wěn)，王瑩，等.金課背景下材料力學課程線上線下混合式教學研究與實踐[J]. 高教學刊，2021，7（21）：111-114.

［責任編輯：周侯辰］