新工科建設背景下應用型本科院校《工程力學》課程教學改革

摘要：隨著新工科建設的深入推進，傳統的工程教育模式已難以滿足現代工程技術發(fā)展所需。作為工科專業(yè)的重要基礎課程，《工程力學》的教學改革勢在必行。傳統的《工程力學》教學往往側重于理論知識的傳授，而忽視了對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但是在現代工程領域中，實踐能力和創(chuàng)新思維是至關重要的。因此，本文旨在探討在新工科建設背景下《工程力學》課程的教學改革策略，構建高質量教學課堂，以期提高學生的實踐能力和創(chuàng)新思維。

關鍵詞：新工科；應用型本科院校；《工程力學》；課程教學改革

引言

隨著科技的飛速進步和產業(yè)結構的深刻變革，新工科建設已經成為我國高等教育發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。新工科建設旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和跨學科思維，以應對未來工業(yè)界的挑戰(zhàn)和需求。在此背景下，應用型本科院校作為工程行業(yè)輸出的重要基地，其《工程力學》課程的教學改革顯得尤為重要?！豆こ塘W》作為工程類專業(yè)的基礎課程，對于學生掌握力學基本原理、解決工程實際問題具有重要意義。傳統的《工程力學》教學模式往往注重理論知識的傳授，忽視了與實踐的結合，導致學生難以將所學知識應用于實際工程中。此外，教學方法單一、缺乏創(chuàng)新，也制約了學生創(chuàng)新思維和實踐能力的發(fā)展。因此，本文旨在探討新工科建設背景下應用型本科院校《工程力學》課程的教學改革。結合新工科建設的要求，提出一系列有針對性的教學改革措施。

一、新工科建設背景下應用型本科院校教學要求

（一）強化實踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

作為工科專業(yè)的重要基礎課程，《工程力學》課程的教學改革應當緊扣這一核心目標，強化對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實踐是創(chuàng)新的源泉，也是檢驗理論知識的最佳途徑。因此，《工程力學》課程需要更加注重實踐教學環(huán)節(jié)的設計與實施。通過實驗、實訓、項目等多樣化的實踐教學方式，讓學生在親身參與中深化對理論知識的理解，提高解決實際問題的能力。引入工程案例，讓學生在分析、解決問題的過程中，鍛煉自己的邏輯思維和創(chuàng)新能力[1]。

傳統的《工程力學》教學往往注重理論公式的推導和計算，而缺乏對學生創(chuàng)新思維的激發(fā)。在教學內容上引入部分前沿的工程力學研究成果和工程應用案例，激發(fā)學生的好奇心和求知欲。在教學方法上，可以采用問題導向式教學、翻轉課堂等創(chuàng)新性的教學方法，引導學生主動思考、積極探索，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

（二）跨學科知識與綜合能力的培養(yǎng)

新工科建設強調工程教育的綜合性和跨學科性，要求培養(yǎng)學生的跨學科知識和綜合能力。因此，《工程力學》課程也需要與其他相關課程進行有機融合，形成跨學科的知識體系。

在課程內容上，將《工程力學》與其他相關課程如材料力學、結構力學、機械設計等進行有機結合，讓學生在學習過程中建立起完整的知識體系。引入物理學、數學等相關學科的知識，拓寬學生的知識視野，培養(yǎng)他們的跨學科思維能力[2]。

在教學方式上，通過綜合性的教學活動如案例分析、團隊項目等，讓學生在解決實際問題的過程中，綜合運用所學知識，提高解決問題的能力。

（三）適應產業(yè)發(fā)展與技術更新的需求

新工科建設要求工程教育緊密貼合產業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神?！豆こ塘W》課程需要及時更新教學內容，引入最新的工程技術和研究成果，以適應產業(yè)發(fā)展的需求。在教學內容上，關注工程力學領域的最新研究成果和工程應用案例，將其引入教學中，讓學生了解最新的工程應用和發(fā)展趨勢。關注新興產業(yè)的發(fā)展動態(tài)，如新能源、智能制造等領域，將相關的力學問題引入教學中，培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新意識。在教學方式上，加強與企業(yè)的合作，開展校企合作教學。與企業(yè)合作開展實踐教學、實習實訓等活動，讓學生更好地了解工程實際和市場需求，提高他們的實踐能力和就業(yè)競爭力。邀請企業(yè)專家來校舉辦講座或指導實踐教學，為學生提供更多的實踐機會和就業(yè)渠道[3]。

二、《工程力學》教學模式現狀

（一）教學內容過于理論化，與工程實踐脫節(jié)

在當前《工程力學》教學模式中，教學內容往往過于理論化，與工程實踐之間存在明顯的脫節(jié)現象。教師通常側重于力學的基本原理、公式推導和計算技巧等理論知識的傳授，而忽視了將這些理論知識與實際工程應用相結合的重要性。這種過于理論化的教學方式導致學生難以理解力學知識在實際工程中的應用，難以形成直觀的工程概念，更難以將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。學生在課堂上學習了大量的力學公式和原理，但在面對實際工程問題時，往往感到無從下手，不知道如何運用所學知識進行分析和解決。這種脫節(jié)現象不僅影響了學生對《工程力學》課程的興趣和積極性，也制約了他們在未來職業(yè)生涯中的發(fā)展[4]。

（二）教學方法單一，缺乏創(chuàng)新

在當前《工程力學》教學中，教學方法通常較為單一，缺乏創(chuàng)新。傳統的講授式教學仍然是主流，教師在課堂上進行知識點的講解和演示，而學生則被動地接受知識。這種單一的教學方法缺乏互動性和啟發(fā)性，難以激發(fā)學生的學習興趣和積極性。隨著科技的進步和教育理念的更新，一些現代教學方法如項目式教學、案例教學、翻轉課堂等逐漸興起，并在其他學科中得到了廣泛應用。目前在《工程力學》教學中的應用仍然較少，眾多教師仍然固守傳統的教學方式，缺乏對新教學方法的探索和實踐。

（三）實踐教學環(huán)節(jié)薄弱，缺乏足夠的實驗和實訓機會

實踐教學在《工程力學》教學中占據著舉足輕重的地位。通過實驗和實訓，學生可以直觀地理解和運用理論知識，從而培養(yǎng)解決實際問題的能力。當前眾多高校在《工程力學》的實踐教學中存在明顯不足。

實驗設備不足和場地有限是制約實踐教學的重要因素。由于資金投入不足或管理不善，部分高校的實驗室設備陳舊、數量有限，難以滿足大量學生的實驗需求。同時，實驗場地的限制也影響了實驗教學的開展，使部分實驗難以進行或只能進行簡化的版本。實驗內容陳舊也是影響實踐教學效果的問題之一。部分高校的實驗教學內容長期未更新，與工程實際脫節(jié)，導致學生難以借助于實驗真正了解和掌握力學在工程中的應用。此外，實驗教學方法的單一性也限制了學生的實踐能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展[5]。

缺乏與企業(yè)合作開展實踐教學的機制也是制約實踐教學發(fā)展的瓶頸。企業(yè)是工程實踐的重要場所，與企業(yè)的合作可以為學生提供更真實的工程環(huán)境和項目實踐機會。目前眾多高校與企業(yè)之間的合作機制尚不完善，導致實踐教學難以與工程實際緊密結合。

（四）教學評價體系不完善，難以全面評估學生的學習效果

傳統的以考試成績?yōu)橹饕罁脑u價方式過于注重知識的記憶和應試技巧，而忽視了對學生實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質的評估。這種評價方式導致學生往往只關注于考試內容的學習，而忽視了對知識的深入理解和應用能力的培養(yǎng)。缺乏對教學過程的監(jiān)控和反饋機制也是教學評價體系不完善的表現之一。教師難以了解學生的學習情況和需求，難以及時調整教學策略和方法。同時，學生也缺乏對自己學習情況的客觀認識，難以發(fā)現自身存在的問題并進行針對性地改進。

三、新工科建設背景下《工程力學》課程教學改革策略

（一）更新教學內容，注重前沿知識與工程應用的融合

在新工科建設背景下，教學內容應緊密跟隨工程領域的前沿動態(tài)，注重將最新的力學理論、技術和應用引入課堂。傳統的《工程力學》教材往往側重于基礎理論和公式的推導，而缺乏與工程實踐的結合。因此，教師應定期更新教材，將最新的研究成果和工程案例融入教學內容中，使學生能夠及時了解和掌握工程力學領域的最新進展。加強工程應用案例的講解，讓學生明白力學知識在解決工程實際問題中的重要作用。這不僅能提高學生的學習興趣，也能使他們更好地理解理論知識的實際應用。引入實際工程項目讓學生參與分析和解決工程問題，可以培養(yǎng)他們的工程思維和實踐能力，提高他們將理論知識轉化為實際工程應用的能力。

此外，教師還可以邀請具有豐富工程實踐經驗的行業(yè)專家來校舉辦講座或開設課程，將最新的工程實踐經驗和案例分享給學生，幫助他們更好地了解工程力學的實際應用和發(fā)展趨勢。

（二）結合VR技術，引入現代教學手段

傳統的教學方法已經難以滿足新工科建設的需求，因此應積極探索和創(chuàng)新教學方法?，F代科技手段，特別是虛擬現實（VR）技術，為《工程力學》課程教學提供了新的可能性和手段。

利用VR技術可以構建逼真的工程環(huán)境和場景，使學生身臨其境地感受力學原理在實際工程中的應用。借助于VR技術，學生可以進入虛擬的工程項目中，觀察力學現象、進行實驗操作、分析工程問題等，從而提高他們的學習興趣和實踐能力。VR技術可以幫助學生突破時空限制，進行遠程實驗和實踐。在傳統實驗中，學生可能由于實驗條件限制而無法進行某些實驗。而利用VR技術，學生可以在虛擬環(huán)境中進行實驗操作，觀察實驗結果，從而彌補實驗條件的不足。VR技術還可以與在線教學平臺相結合，實現線上線下教學的無縫銜接。教師可以利用VR技術制作豐富的教學資源，如虛擬實驗、虛擬項目等，并將其上傳至在線教學平臺供學生自主學習。學生可以在任何時間、任何地點采用VR設備進行學習，實現靈活多樣的學習方式。

（三）強化實踐教學，提升學生實踐能力

實踐教學在《工程力學》課程中占據至關重要的地位，對于提升學生的實踐能力具有不可替代的作用。在新工科建設的背景下，強化實踐教學顯得尤為重要。

應加大對實踐教學的投入，改善實踐教學條件，確保學生能夠獲得充足的實踐機會。這包括建立先進的實驗室，購置先進的實驗設備，為學生提供良好的實踐環(huán)境。同時，也可以結合工程實際需求，設計具有針對性的實踐項目，讓學生在實踐中深化對理論知識的理解。加強與企業(yè)合作，開展校企合作實踐教學項目。企業(yè)是工程實踐的重要場所，與企業(yè)的合作可以為學生提供真實的工程環(huán)境和項目實踐機會。通過校企合作，學生可以參與到企業(yè)的工程項目中，了解工程實際問題的解決方案，提升他們的工程實踐能力。

鼓勵學生參與力學競賽、科技創(chuàng)新等活動。這些活動不僅能夠檢驗學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，也能夠激發(fā)他們的學習興趣和動力。參與這些活動，學生可以接觸到更多的工程實際問題，鍛煉其解決問題的能力；提升其綜合素質。在實踐教學的過程中，教師也應發(fā)揮積極的引導作用。教師應注重培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，鼓勵學生勇于嘗試、敢于創(chuàng)新。同時，教師也應注重與學生的溝通與交流，了解學生在實踐中遇到的問題和困難，及時給予指導和幫助。

（四）構建多元化評價體系，全面評估學生學習效果

傳統的以考試成績?yōu)橹鞯脑u價體系已經無法滿足新工科建設背景下對學生學習效果全面評估的需求。因此，構建多元化評價體系顯得尤為重要。除了傳統的筆試成績外，應將實驗報告、項目設計、團隊合作、口頭報告等納入評價體系中。這些形式可以更全面地反映學生在實踐能力和創(chuàng)新能力方面的表現。例如，實驗報告可以評估學生對實驗原理和操作的掌握程度；項目設計可以考察學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力；團隊合作則可以評價學生的溝通能力和協作精神。引入學生自評和互評機制，讓學生參與到評價過程中來。學生自評可以幫助學生更好地認識自己的優(yōu)點和不足，促進他們的自我反思和成長；互評則可以讓學生相互學習、相互借鑒，提高評價的客觀性和公正性。

此外，應重視過程性評價，關注學生在學習過程中的表現和進步。借助于定期的檢查、反饋和指導，教師可以及時了解學生的學習情況，幫助他們解決遇到的問題，調整教學策略，確保教學質量。在構建多元化評價體系的過程中，教師應注重評價的公正性、客觀性和科學性。同時，也應尊重學生的個體差異和多樣性，采用靈活多樣的評價方式和方法，以適應不同學生的學習特點和需求。

構建多元化評價體系可以更全面地評估學生的學習效果，發(fā)現他們的優(yōu)點和不足，為他們提供更有針對性地指導和幫助。同時，也可以促進學生的學習興趣和動力，提高他們的學習積極性和自主性。

結語

通過對應用型本科院?！豆こ塘W》課程教學改革策略的探討顯現出，在新工科建設背景下，教學改革已經成為提升教學質量和培養(yǎng)學生能力的關鍵所在。教學改革中借助于更新教學內容、創(chuàng)新教學方法、強化實踐教學環(huán)節(jié)、構建多元化評價體系以及加強師資隊伍建設等一系列措施的實施，可以打造適合工程行業(yè)的教學模式，并且有效地提高學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

參考文獻：

[1]趙新濤.工程教育認證視角下的課程教學改革與達成評價——以“工程力學”為例[J].安徽建筑，2024，31（01）：100-102.

[2]王玲，湯萍，柴彩彩，等.職業(yè)本科工程力學課程建設研究與探索[J].教育信息化論壇，2024，（01）：45-47.

[3]李鑫，崔旭，馬麗珠.應用型本科高校課程教學改革探索——以新工科背景下的“工程力學”為例[J].新課程教學（電子版），2023，（21）：185-186.

[4]翟誠，楊海慶，趙廣臣，等.工程力學課程思政教學改革探索[J].中國教育技術裝備，2023，（21）：98-100.

[5]蔡曉娜.基于OBE理念的工程力學在線開放課程教學改革與實踐[J].教育信息化論壇，2023，（10）：24-26.