新工科背景下應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)改革探索

李寶元 張靈通 張震 賀成林

摘?要：從新工科背景下“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的建設(shè)要求出發(fā)，針對目前“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程在應(yīng)用型本科高校中存在的系列問題，基于OBE教育理念，探索培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的專業(yè)型人才，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型專業(yè)人才的培養(yǎng)要求，積極推進(jìn)應(yīng)用型高校新工科建設(shè)，繼續(xù)落實(shí)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)改革與改革實(shí)踐，為土木工程專業(yè)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程提供了改革思路。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)力學(xué)；課程改革；新工科；OBE理念；人才培養(yǎng)

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程是一門傳統(tǒng)學(xué)科，是土木工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的必修課程，它既傳承古典力學(xué)又融入現(xiàn)代科技，是一門既老又新、亦理亦工、內(nèi)涵豐富的學(xué)科和課程。普通本科生在學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程之前要學(xué)習(xí)理論力學(xué)、材料力學(xué)，在有一定力學(xué)基礎(chǔ)的前提下繼續(xù)學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程，課程內(nèi)容主要研究桿件結(jié)構(gòu)。新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持“以本為本”，推進(jìn)“四個(gè)回歸”，加快建設(shè)高水平本科教育、全面提高人才培養(yǎng)能力，造就堪當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人［1］。在此背景下的新工科如何建設(shè)，我校作為應(yīng)用型本科學(xué)校如何培養(yǎng)時(shí)代新人等問題亟待解決，人才培養(yǎng)教學(xué)改革則是必經(jīng)之路。以“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程為例，“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程繼續(xù)沿用以往的平鋪式教學(xué)模式已經(jīng)不滿足時(shí)代要求，課程也要與時(shí)俱進(jìn)，因此本文詳述了“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)改革的思路與愿景。

1?“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程分析

1.1?“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程現(xiàn)狀

搜集調(diào)查發(fā)現(xiàn)國內(nèi)有土木工程專業(yè)的各高校開設(shè)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程大部分都是分上下兩學(xué)期，上冊課程學(xué)時(shí)較多，普遍安排在64學(xué)時(shí)，下冊學(xué)時(shí)差異性較大，主要結(jié)合各自學(xué)生、學(xué)校的側(cè)重點(diǎn)安排，從學(xué)時(shí)安排上就可以看出“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程上冊是基礎(chǔ)教程，各學(xué)校雖然各有特點(diǎn)，但是基本的教學(xué)要求大致一樣，下冊主要是專題部分，根據(jù)學(xué)校的學(xué)生接受能力、考研需求、工作需求等因素確定課時(shí)。

1.2?“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程存在的問題

傳統(tǒng)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程主要存在的問題可以歸納為以下幾點(diǎn)：（1）課程內(nèi)容本身比較抽象，理論性比較強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易將理論和實(shí)際脫節(jié)，造成一種工程實(shí)際中很少遇見這種計(jì)算方法的假象，導(dǎo)致學(xué)生不認(rèn)真對待。（2）傳統(tǒng)教學(xué)手段單一、方式單一，停留在教師講、學(xué)生聽，滿堂灌的填鴨式教學(xué)方法或教學(xué)形式中，課堂學(xué)習(xí)氛圍不積極，如果教師講課沒有吸引力那么學(xué)生的聽課效果就很一般，所以就會(huì)造成課堂是教師的事，與學(xué)生無關(guān)的錯(cuò)誤思想。（3）隨著時(shí)代發(fā)展，多媒體教學(xué)進(jìn)入課堂已經(jīng)是普遍現(xiàn)象，但是存在授課過程中只考慮完成教學(xué)任務(wù)講多少頁P(yáng)PT，不注重學(xué)生掌握的情況，PPT中大量文字、公式一閃而過，學(xué)生聽課心思不在課堂，造成學(xué)習(xí)效果不好，課堂教學(xué)效率低。（4）目前教學(xué)背景下要求學(xué)生的應(yīng)用能力不斷提升，學(xué)生需要涉及的知識面要加寬，學(xué)習(xí)的課程除了專業(yè)課程還有很多非專業(yè)課程，為保證人才培養(yǎng)總學(xué)分、總學(xué)時(shí)不增加的要求，只能減少課程的課時(shí)量，課時(shí)量減少只能對基礎(chǔ)知識講解，存在對知識不精通的情況。（5）學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性不強(qiáng)，對于新的知識缺少鉆研精神，會(huì)出現(xiàn)容易學(xué)的有興趣，難學(xué)的就放一邊，能學(xué)會(huì)的認(rèn)真聽，學(xué)不會(huì)的就放棄，缺乏遇到困難迎難而上的毅力和勇氣。（6）考核要求單一，過程考查較少。目前大多數(shù)應(yīng)用型本科高校對“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的考核都是以期末試卷分?jǐn)?shù)為結(jié)果，過程考查也僅限于作業(yè)、考勤及課堂表現(xiàn)幾方面，缺乏全過程的能力的培養(yǎng)，對學(xué)生掌握、運(yùn)用、創(chuàng)新的能力不注重，導(dǎo)致學(xué)生只在期末認(rèn)真學(xué)重點(diǎn)，平時(shí)對學(xué)習(xí)內(nèi)容沒有積極性。

2?“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)改革思路

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)改革要從課程特點(diǎn)著手，抓住存在的問題，以解決現(xiàn)有問題為介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程在目前新工科背景下應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)改革。具體可以從以下幾個(gè)方向探索“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的教學(xué)改革。

2.1?聯(lián)系實(shí)際工程，增強(qiáng)知識運(yùn)用

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”主要是通過講解各種計(jì)算方法傳授知識，在講解計(jì)算方法的時(shí)候可以拿實(shí)際工程案例來進(jìn)行，運(yùn)用書本上的方法去驗(yàn)證，讓學(xué)生感受本課程在實(shí)際工程中的應(yīng)用。例如，在講解梁內(nèi)力計(jì)算的回顧這一內(nèi)容時(shí)，讓學(xué)生先說說生活中見過哪些梁，為什么會(huì)有這些應(yīng)用，在問題引入后，學(xué)生的好奇心被調(diào)動(dòng)，則可以列舉工程中的簡支梁、連續(xù)梁來計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，畫出內(nèi)力圖，通過比較同學(xué)們很容易發(fā)現(xiàn)連續(xù)梁的彎矩要小于簡支梁的彎矩，這也解釋了為什么工程中運(yùn)用連續(xù)梁的情況要比簡支梁多，同學(xué)們生活中見到大部分都是連續(xù)梁的原因。通過這樣的實(shí)際應(yīng)用同學(xué)們很真實(shí)地感覺到書本上的知識在生活中處處存在，學(xué)習(xí)知識是很有必要的，就會(huì)認(rèn)真對待這門課程，學(xué)習(xí)時(shí)就會(huì)更加努力。

2.2?革新教學(xué)方法，豐富教學(xué)模式

教師以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)運(yùn)用多種有效的教學(xué)方式。將OBE教育理念帶入課堂，以目標(biāo)成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為本，增強(qiáng)學(xué)生主人翁的意識，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么而不是教師教了什么，將以往以教師為中心的課堂，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的課堂［2］。作為應(yīng)用型本科高校新工科的建設(shè)也要從教學(xué)上體現(xiàn)出來，采用更具協(xié)作性的教學(xué)方式，讓學(xué)生掌握更多的控制權(quán)，在思想上才能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，在未來主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.3?提升教師專業(yè)化水平，提高教學(xué)質(zhì)量

教師專業(yè)水平直接影響教學(xué)質(zhì)量，影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果。學(xué)校新工科的建設(shè)是一個(gè)有利契機(jī)，不僅針對新教師，而且也包含老教師，要注重對教師進(jìn)行新理念、新知識、新技術(shù)的培訓(xùn)，以促進(jìn)教師教育教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，明確新課程理念下，教師該做什么，成功的課應(yīng)該具備什么。在教學(xué)目標(biāo)上，不僅傳授知識，還要訓(xùn)練技能，發(fā)展智力，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣，當(dāng)然這也需要教師自身具有高超的專業(yè)水平和高尚的道德情操。這些能力的培養(yǎng)都需要教研室、學(xué)院、學(xué)校共同制定相應(yīng)的規(guī)章制度，完善教師培養(yǎng)培訓(xùn)體系，扎扎實(shí)實(shí)提升教師專業(yè)水平，為教學(xué)質(zhì)量的提升打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.4?合理調(diào)整人才培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案是學(xué)校落實(shí)黨和國家關(guān)于人才培養(yǎng)總體要求，實(shí)施人才培養(yǎng)和開展質(zhì)量評價(jià)的基本依據(jù)?！敖Y(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)要依據(jù)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的安排進(jìn)行，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果反映了人才培養(yǎng)方案對于本校學(xué)生的適用性，隨著生源情況及時(shí)修訂改進(jìn)。例如，我校土木工程專業(yè)2021版人才培養(yǎng)方案“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程存在課時(shí)少的問題，可以在下次修訂培養(yǎng)方案時(shí)組織專家論證，普查搜集學(xué)生意見，適當(dāng)減少通識教育的課時(shí)，增加專業(yè)教育課時(shí)，找到適合應(yīng)用型高校土木工程人才培養(yǎng)的精確方案，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為本的教育思想。

2.5?加強(qiáng)思想引導(dǎo)，鑄就堅(jiān)強(qiáng)的意志

學(xué)生現(xiàn)在的生活環(huán)境舒適，沒有經(jīng)歷過困難，遇到困難就選擇放棄，在思想上沒有認(rèn)識到堅(jiān)決克服困難、解決難題是人生必須經(jīng)歷的過程。作為高校教師，我們有責(zé)任也有義務(wù)對新時(shí)代大學(xué)生做好引導(dǎo)，在專業(yè)課程中融入多樣的思政教育元素，將正確的社會(huì)主義價(jià)值理念及精神追求融入所講課程當(dāng)中，潛移默化地對學(xué)生的思想意識、行為舉止產(chǎn)生影響［3］，達(dá)到潤物細(xì)無聲的效果，從一點(diǎn)一滴中逐漸培養(yǎng)學(xué)生敢于直面困難、勇于奮斗、堅(jiān)持不懈的堅(jiān)強(qiáng)意志。

2.6?優(yōu)化課程考核方式

建立多元化的考核機(jī)制，制定適合本校學(xué)生的考核內(nèi)容。例如在期末考試試卷中不僅僅是閉卷考試，也可以采用開卷或是半開卷的形式，在考試題目設(shè)置上不僅僅有教師出題，學(xué)生也可以進(jìn)行現(xiàn)場出題，給定分值，學(xué)生將題目寫在試卷上然后求解，教師根據(jù)學(xué)生出題的難易程度和求解情況判分。在平時(shí)表現(xiàn)方面，不僅僅是教師對學(xué)生課堂提問的情況，也可以加入學(xué)生提問的環(huán)節(jié)，對本節(jié)課的知識點(diǎn)的提問，學(xué)生與教師可以共同進(jìn)步。在作業(yè)方面，除了教師布置的作業(yè)外，讓學(xué)生自己總結(jié)相關(guān)章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，總結(jié)典型例題。除了常規(guī)評價(jià)外，增加學(xué)生間的互評環(huán)節(jié)與自評環(huán)節(jié)，互評在學(xué)生上課討論中完成，自評在每章結(jié)束進(jìn)行，自我評價(jià)對本章的學(xué)習(xí)收獲情況。

2.7?整合課程資源，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的網(wǎng)絡(luò)資源很多，可以選用適合本校學(xué)生實(shí)際情況的內(nèi)容在課堂上補(bǔ)充講解，充實(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容，將課前資源、課中資源和課后資源盡可能地鏈接到教學(xué)設(shè)計(jì)中，當(dāng)然整合課程資源，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于學(xué)生能從中學(xué)到有用的知識，能夠在課堂中學(xué)到實(shí)用的技能，能夠在本門課程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。

3?新工科背景下“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程體系建設(shè)

“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程在學(xué)校人才培養(yǎng)方案中的位置要明確，作為土木工程專業(yè)必修的力學(xué)課程，通過學(xué)習(xí)課程學(xué)生能達(dá)到怎樣的成果，以成果為導(dǎo)向結(jié)合新工科學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)構(gòu)建課程體系。

3.1?制定合理的教學(xué)大綱

首先從教學(xué)大綱上著手，列入教學(xué)大綱中的教材及知識的廣度和深度，一般應(yīng)是學(xué)生必須達(dá)到的最低標(biāo)準(zhǔn)［4］，另外教學(xué)大綱也是教師編寫教案進(jìn)行教學(xué)的主要依據(jù)，也是檢查和評定學(xué)生學(xué)業(yè)成績和衡量教師教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上要體現(xiàn)學(xué)科交叉融合的內(nèi)容，比如在知識點(diǎn)的講解、知識的運(yùn)用過程中要讓學(xué)生回憶起以前學(xué)過哪些課程的知識，利用這些知識功底理解新的知識，將新知識真正理解、學(xué)懂、弄通。

3.2?編制適合的教學(xué)計(jì)劃

教學(xué)計(jì)劃是課程設(shè)置的整體規(guī)劃，它規(guī)定不同課程類型相互結(jié)構(gòu)的方式，也規(guī)定了不同課程在管理學(xué)習(xí)方式的要求及其所占比例，同時(shí)，對學(xué)校的教學(xué)、生產(chǎn)勞動(dòng)、課外活動(dòng)等進(jìn)行全面安排，具體規(guī)定了學(xué)校應(yīng)設(shè)置的學(xué)科、課程開設(shè)的順序及課時(shí)分配，并對學(xué)期、學(xué)年、假期進(jìn)行劃分［5］。在編制教學(xué)計(jì)劃時(shí)要注意課程內(nèi)容，不能每節(jié)課都是全堂講解，要合理安排時(shí)間，有教師講解部分，學(xué)生自主思考、練習(xí)部分，有師生互動(dòng)部分等內(nèi)容，讓課程內(nèi)容更加豐富多彩。

3.3?擁有精致的教案

教案是一個(gè)教師上課的重點(diǎn)資料，教師在準(zhǔn)備一堂課時(shí)要提前備好教案，教案準(zhǔn)備的充分與否決定了這節(jié)課的效果，所以教師在教案的準(zhǔn)備上要下功夫，要經(jīng)過多次打磨，讓教案更加精致受用。在教案的結(jié)構(gòu)上大致應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面：（1）教學(xué)內(nèi)容，明確本節(jié)課的授課內(nèi)容；（2）教學(xué)目的和要求，闡明學(xué)完本次課應(yīng)達(dá)到的效果目標(biāo)，以及上課的基本要求；（3）教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)，剖析本節(jié)課的重難點(diǎn)，讓學(xué)生知道關(guān)鍵點(diǎn)是什么；（4）教學(xué)方法，每次課的知識點(diǎn)教授的形式可以不一樣，所以每節(jié)課的教學(xué)方法不一定都一樣，要運(yùn)用學(xué)生能最容易理解的形式去講解；（5）教學(xué)組織與設(shè)計(jì)，這部分內(nèi)容可以說是教案的核心部分，要進(jìn)行學(xué)情分析，明確教學(xué)準(zhǔn)備及教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容，整節(jié)課怎樣進(jìn)行要嚴(yán)密組織及設(shè)計(jì)；（6）作業(yè)、討論或思考，上課不能只有課上時(shí)間還需要留課下學(xué)習(xí)內(nèi)容；（7）課后小結(jié)，對于本次課的總結(jié)，包含學(xué)生課堂紀(jì)律、教學(xué)內(nèi)容完成情況、教學(xué)體會(huì)等內(nèi)容，為下次課的改進(jìn)提供思考。

3.4?了解學(xué)生

新時(shí)代背景下，作為任課教師不僅要知道學(xué)生的基本情況，如姓名、學(xué)號、班級，還要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和思想狀況，學(xué)生的情感、態(tài)度、價(jià)值觀等內(nèi)容。例如學(xué)生基本功如何、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣如何、學(xué)生對于本門課程的了解程度如何、學(xué)生的個(gè)人想法等。通過了解這些內(nèi)容后，教師在教學(xué)的過程中才能意識到以學(xué)生為中心如何去實(shí)現(xiàn)。

3.5?實(shí)踐環(huán)節(jié)多樣化

目前學(xué)生的實(shí)踐能力欠缺，學(xué)生基本上都是沒有任何實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，都只是紙上談兵，如果不能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，步入社會(huì)也是沒法適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，所以在學(xué)校、在課堂，教師就要不斷培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。另外，實(shí)踐能力的培養(yǎng)可以是多樣化的，例如“結(jié)構(gòu)力學(xué)”這門課，可以帶學(xué)生參觀認(rèn)識結(jié)構(gòu)，可以帶學(xué)生自己練習(xí)解決結(jié)構(gòu)問題的方法，以習(xí)題、作業(yè)、討論、現(xiàn)場等形式，無論以哪種形式，只要學(xué)生在這個(gè)過程中能明白和理解知識點(diǎn)，并能夠自我解決問題即可。

結(jié)語

應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的核心內(nèi)容是課程，培養(yǎng)依據(jù)是專業(yè)人才培養(yǎng)方案，圍繞中心是學(xué)生，參與者是教師，所以做好應(yīng)用型本科新工科建設(shè)培養(yǎng)時(shí)代新人，要從培養(yǎng)方案、課程內(nèi)容、學(xué)生實(shí)情、教師專業(yè)水平等多方面共同入手考慮改進(jìn)措施。本文分析了“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程存在的問題，在新工科建設(shè)大背景下探索課程改革的幾點(diǎn)思路，為提高“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)我校學(xué)生對此課程的理解與掌握，提升課程的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力、判斷能力、自學(xué)能力尋找方法，為應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)其他課程教學(xué)改革提供了新思路和參考。

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作者簡介：李寶元（1992—?），男，漢族，甘肅武威人，碩士研究生，講師，主講結(jié)構(gòu)力學(xué)課程。

*通訊作者：張靈通（1988—?），男，漢族，河南柘城人，碩士研究生，副教授，主講混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程。