摘 要 在基礎(chǔ)力學(xué)課程群中,為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,教師可在教學(xué)過程中融入班、校、國三級競賽機制,同時增設(shè)多元化過程考核,將力學(xué)競賽成績有效融入總評,形成“以賽促學(xué)、以賽促教”課賽融合的教學(xué)模式,重構(gòu)并完善基礎(chǔ)力學(xué)課程體系。實施效果表明,通過“以賽促學(xué)”可以顯著提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,促進學(xué)生綜合能力的提升。通過“以賽促教”能夠有效提高教師的專業(yè)水平和實踐技能,促進教師隊伍建設(shè),促進教師掌握企業(yè)對高技能人才的崗位技能要求和培養(yǎng)需求。
關(guān)鍵詞 課賽融合;基礎(chǔ)力學(xué);過程考核;力學(xué)競賽
中圖分類號:G642 " " " " " " " " " " " " " "文獻標(biāo)識碼:A " "DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2024.34.012
Exploring the Integration of Basic Mechanics Courses and Competitions:
Promoting Learning and Teaching through Competitions
QI Wuchao, WANG Xiaoqiang, BI Xiangyang
(Shenyang Aerospace University, College of Aerospace Engineering, Shenyang, Liaoning 110136)
Abstract To boost students’ motivation and initiative in the basic mechanics course group, we propose integrating a multi-level competition system—class, school, and national—into the teaching process. Additionally, we suggest introducing a variety of ongoing assessments, effectively incorporating mechanics competition results into the overall evaluation. This approach forms an integrated teaching model that combines curriculum and competition, aiming to enhance learning and teaching. This model has been shown to significantly increase students’ active engagement and enthusiasm for learning, as well as improve their comprehensive abilities. Moreover, it effectively enhances teachers’ professional expertise and practical skills, contributes to the development of the teaching team, and helps teachers understand the skill requirements and training needs for highly skilled personnel in the industry.
Keywords integration of courses and competitions; basic mechanics; process evaluation; mechanics competition
基礎(chǔ)力學(xué)課程群在高等教育,尤其是工程、物理、材料科學(xué)、航空航天、土木建筑、機械工程、生物醫(yī)學(xué)工程等眾多學(xué)科領(lǐng)域中具有重要地位,可為學(xué)生提供理解和分析物理現(xiàn)象、機械系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)行為所必需的基本理論框架,為后續(xù)深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識奠定堅實的基礎(chǔ),對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才具有不可替代的作用。由于力學(xué)是高度理論化且實踐性,較強的學(xué)科,其教學(xué)內(nèi)容抽象且復(fù)雜,如果教學(xué)方法單調(diào)乏味、缺乏創(chuàng)新和趣味性,就很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,影響教學(xué)效果。
近年來,隨著新工科建設(shè)的推進,對作為工科專業(yè)重要基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)力學(xué)類課程提出了新的要求[1-2]。各院校也開始積極地從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核評價等方面開展教學(xué)改革,從而助力應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)質(zhì)量適應(yīng)新環(huán)境[3-5]。在此基礎(chǔ)上,一些院校開始提出在基礎(chǔ)力學(xué)課程群中引入競賽內(nèi)容,以全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽為指揮棒,培養(yǎng)大學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神,激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué)課程的興趣。陳艷霞等[6]分析了目前基礎(chǔ)力學(xué)課程群的教學(xué)現(xiàn)狀,提出了依托力學(xué)競賽進行教學(xué)改革的方法,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)知識興趣的同時,也為發(fā)現(xiàn)和選拔具有創(chuàng)新思想的力學(xué)人才提供了一種有效途徑。謝旋等[7]基于學(xué)科競賽驅(qū)動的教學(xué)理念,提出了競賽驅(qū)動、教賽融合的基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)模式, "從課堂教學(xué)、賽事宣傳輔導(dǎo)、校級競賽創(chuàng)新等方面做了深入探討。李慶容等[8]基于大學(xué)物理實驗教學(xué)的困境和機遇,提出以賽促教、賽教融合的大學(xué)物理實驗教學(xué)改革構(gòu)想和具體策略。
為了提升學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué)課程群的興趣與動力,沈陽航空航天大學(xué)(以下簡稱“我?!保┯?023年開始在基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)中開展基于課賽融合的專項教學(xué)改革,目的是通過引入競賽元素,讓學(xué)生可以在更加有趣和具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué),從而激發(fā)他們對力學(xué)學(xué)科的興趣和熱情。競賽的緊張氛圍和成就感的獲得能夠促使學(xué)生更加主動地投入學(xué)習(xí)。教師可以通過講解與競賽相關(guān)的實例,讓學(xué)生感受到力學(xué)知識的魅力和應(yīng)用的廣泛性,進而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。在改革過程中,我校提出在基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)過程中融入班、校、國三級競賽機制,同時增設(shè)多元化過程考核,將力學(xué)競賽成績有效融入總評,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
1 "重構(gòu)教學(xué)體系,引入三級競賽機制
傳統(tǒng)基礎(chǔ)力學(xué)課程群主要以課堂講授的方式實現(xiàn)專業(yè)知識和技能的傳遞,學(xué)生主觀能動性不強,學(xué)習(xí)成績不甚理想。為此,提出在基礎(chǔ)力學(xué)課程群教學(xué)過程中融入班、校、國三級競賽機制,如圖1所示。并且將力學(xué)競賽成績有效融入總評,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
首先,以模塊化教學(xué)為基礎(chǔ),在課程不同階段引入競賽機制。按照現(xiàn)行教學(xué)大綱要求,基礎(chǔ)力學(xué)課程群中的課程被分為若干教學(xué)模塊。以理論力學(xué)課程為例,靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三個教學(xué)模塊相對獨立,教師在每個教學(xué)模塊授課結(jié)束后,在班級內(nèi)開展階段性力學(xué)競賽,以鞏固和檢驗學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度。班賽在單個學(xué)期內(nèi)按照授課模塊由任課教師負責(zé)舉行3―4次,競賽內(nèi)容為單一教學(xué)模塊內(nèi)的專業(yè)知識,考核范圍較為集中,易于學(xué)生把握。班賽的考核模式應(yīng)是具有多樣性的,以理論力學(xué)為例,在靜力學(xué)教學(xué)模塊授課結(jié)束后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生主動結(jié)合歷史和時事,發(fā)現(xiàn)身邊與力學(xué)相關(guān)的問題,思考其中蘊含的哲學(xué)思想與政治內(nèi)涵,并完成一篇研究報告或一篇小論文。
其次,以“一院一賽”為依托,在課程結(jié)束后組織校級力學(xué)競賽。所有教學(xué)模塊授課結(jié)束后,教學(xué)團隊在全校范圍內(nèi)組織校級力學(xué)競賽,面向所有學(xué)生,激發(fā)考生的備考熱情,使其從“被動學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)”,有效提升期末考試整體成績水平。校賽安排在課程教學(xué)任務(wù)結(jié)束之后和期末考試之前,每個學(xué)期舉行一次。競賽內(nèi)容為課程內(nèi)的所有專業(yè)知識,考核范圍較廣,有助于提高學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的能力。校賽面向全校應(yīng)屆學(xué)生開放,學(xué)生可自由選擇是否參加。
再次,以全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽為牽引,每兩年組織一次國家級力學(xué)競賽。全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽每兩年開展一次,因此,在開展年份的春季學(xué)期設(shè)置國賽班,同時為每門課程配置相應(yīng)的主講教師,對知識點進行串講和答疑,并選講歷年真題。國賽由教育部高等學(xué)校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會、中國力學(xué)學(xué)會和周培源基金會共同主辦,每兩年舉行一次,時間大概在5月下旬。國賽面向全校工科學(xué)生開放,教師應(yīng)鼓勵校賽成績優(yōu)異者積極參賽。
在將所提出的班、校、國三級競賽機制與傳統(tǒng)教學(xué)模式融合時,會有兩個關(guān)鍵問題需要解決。一是大綱授課學(xué)時與班內(nèi)競賽所需學(xué)時的沖突。目前,基礎(chǔ)力學(xué)課程群中的課程按照學(xué)時不同分成了若干子類,以《理論力學(xué)》為例,分為了72學(xué)時的《理論力學(xué)A》和64學(xué)時的《理論力學(xué)B》,教學(xué)內(nèi)容飽和。在開展班內(nèi)競賽時,可能需要占用一定學(xué)時,需要調(diào)和兩者之間的矛盾。該問題可通過在授課過程中充分利用習(xí)題課學(xué)時進行解決,采用“先賽后評”的模式將競賽試題融入課堂教學(xué)。二是過程考核成績的認定方式。在對學(xué)生賦予競賽分值時,目前的教務(wù)系統(tǒng)成績評定方式中尚缺少此項內(nèi)容,尤其是國家級競賽獎項評定具有滯后性,需要制定新的總評成績認定方式。對于該問題,校賽成績可通過在教務(wù)系統(tǒng)中單列競賽成績實現(xiàn),或通過調(diào)整平時成績和卷面成績的方法將競賽成績計入總評成績。而對于國家級競賽獎項的滯后性,可將其用于其他相關(guān)課程免修等用途。
2 "合理制訂課賽融合實施計劃
基礎(chǔ)力學(xué)課程群中的課程通常在大二年級開設(shè),而全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽每兩年舉辦一次,需要對課賽融合的實施進行合理規(guī)劃,通??稍?個學(xué)期內(nèi)完成。
在第一學(xué)期,完成理論力學(xué)和工程力學(xué)的教學(xué)任務(wù),其間按照知識模塊的完成度組織3次班賽,以優(yōu)秀、良好、中等、及格來評定班賽成績。在教學(xué)任務(wù)全部完成后,理論力學(xué)和工程力學(xué)分別組織1次校賽,按照一等獎、二等獎、三等獎和優(yōu)秀獎來評定成績,該成績可用來累計期末成績,最終將班賽成績、校賽成績和期末考試成績一起累加計算總評成績。
在第二學(xué)期,開始進行材料力學(xué)的授課,其間專業(yè)知識模塊組織3次班賽,實驗?zāi)K組織1次班賽,最終以優(yōu)秀、良好、中等、及格來評定班賽成績。在教學(xué)任務(wù)全部完成后,材料力學(xué)組織1次校賽,同樣按照一等獎、二等獎、三等獎和優(yōu)秀獎來評定成績,并累加計算總評成績。
在第三學(xué)期,再次進行理論力學(xué)和工程力學(xué)的教學(xué),完成方式與第1學(xué)期類似。
在第四學(xué)期,除了完成材料力學(xué)的授課、班賽及校賽成績的評定外,還需在5月份開展全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽。為提高國賽的獲獎比例和學(xué)生參與度,學(xué)校可組織基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)團隊舉辦國賽單開班,理論力學(xué)、材料力學(xué)和工程力學(xué)等的任課教師均參與其中,為報名參賽的學(xué)生講解歷年真題,讓學(xué)生充分了解競賽出題方式及難度。另外,國賽單開班還對理論力學(xué)和材料力學(xué)的知識點進行串講,讓參賽學(xué)生能夠綜合運用理論力學(xué)和材料力學(xué)的知識解決工程實際問題。
3 "建立多元化的過程考核體系
傳統(tǒng)的力學(xué)教學(xué)評價體系往往以期末考試成績?yōu)橹饕獦?biāo)準(zhǔn),忽視了對學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的評價。這種單一的評價體系可能導(dǎo)致學(xué)生過分關(guān)注分數(shù),而忽視了對知識的真正理解和掌握。
對此,教師應(yīng)構(gòu)建多元化的過程考核體系,在成績總評中融入學(xué)業(yè)成績和競賽成績。以往基礎(chǔ)力學(xué)課程成績評定方式為平時成績、期末成績和/或?qū)嶒灣煽兊募訖?quán),改革后,在期末考試前設(shè)置校級力學(xué)競賽,參加競賽的學(xué)生將有機會獲得額外的競賽成績。如參加國賽的學(xué)生若獲得國家級或省級獎項,可體現(xiàn)在期末總評成績上或在獎學(xué)金評定時給予傾斜。
班賽的成績評定占總評成績的20%,按照競賽結(jié)果分為20分(優(yōu)秀)、18分(良好)、15分(中等)和12分(及格),個別不參與課賽的學(xué)生此項成績記0分。
為鼓勵學(xué)生積極參賽,校賽將賦予最高20分的競賽成績加權(quán),分配結(jié)果為:校一等獎20分,校二等獎15分,校三等獎10分,校優(yōu)秀獎5分。
于是,基礎(chǔ)力學(xué)課程群中各科總評成績將由班賽成績、期末考試成績和校賽成績組成。值得指出的是,由于校賽并不要求每個學(xué)生均參與,所以,班賽成績和期末考試成績之和為100分,通過校賽所獲得的競賽成績加權(quán)將繼續(xù)在上述兩部分成績上疊加,但總評成績不超過100分。
國賽的成績評定包括國家級獎項和省級獎項,賦分結(jié)果為:國家一等獎30分,國家二等獎25分,國家三等獎20分,國家優(yōu)秀獎10分,省一等獎15分,省二等獎10分,省三等獎5分。由于國賽結(jié)果具有相對滯后性,國賽成績的賦分不再計入學(xué)生的總評成績,但賦分結(jié)果可與學(xué)業(yè)獎學(xué)金評定、研究生推免名額分配或掛科學(xué)生的學(xué)分抵扣等掛鉤。
4 "以賽促教,開展教師能力培訓(xùn),重視教學(xué)團隊建設(shè)
課賽融合要求教師將競賽元素融入日常教學(xué),這促使基礎(chǔ)力學(xué)教師不斷探索新的教學(xué)方法和手段,以更好地激發(fā)學(xué)生的興趣和參與積極性。這種創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上,還包括教學(xué)方式的多樣化和教學(xué)資源的豐富化。
教師在課賽融合的過程中,需深入研究競賽題目和評分標(biāo)準(zhǔn),了解競賽的最新動態(tài)和趨勢。這有助于教師提升自身的教研能力,為教學(xué)改革和創(chuàng)新提供有力支持。為了更好地指導(dǎo)學(xué)生參加競賽,教師要不斷更新和豐富自己的專業(yè)知識,確保能夠解答學(xué)生在競賽中遇到的各種問題。這種持續(xù)學(xué)習(xí)的過程有助于教師保持專業(yè)知識的先進性和前沿性。課賽融合強調(diào)理論與實踐的結(jié)合,教師在指導(dǎo)學(xué)生參加競賽的過程中,要親自參與實踐操作和實驗設(shè)計等環(huán)節(jié)。這有助于教師提升實踐能力,更好地將理論知識應(yīng)用于實際教學(xué)中。
課賽融合也為教師提供了更多與學(xué)生互動的機會。通過共同參與競賽活動,教師可以更深入地了解學(xué)生的需求和困惑,從而更有針對性地開展教學(xué)活動。在指導(dǎo)學(xué)生參加競賽的過程中,教師也會遇到一些新的問題和挑戰(zhàn),通過與學(xué)生的共同探索和解決這些問題,教師可以不斷提升自己的教學(xué)水平和能力,實現(xiàn)教學(xué)相長的良性循環(huán)。
在基礎(chǔ)力學(xué)課賽融合過程中,學(xué)校應(yīng)重視教學(xué)團隊的建設(shè)。學(xué)校應(yīng)組建由骨干教師、青年教師和學(xué)生助教等組成的教學(xué)團隊,共同開展課賽融合的教學(xué)研究和實踐活動,通過團隊合作和交流分享,促進教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。團隊成員應(yīng)包括具有不同專業(yè)背景的教師,以形成知識互補和交叉融合的優(yōu)勢。同時,學(xué)校應(yīng)加強團隊內(nèi)部建設(shè),鼓勵團隊成員既注重教學(xué)又重視科研,通過科研反哺教學(xué),提升教學(xué)水平和質(zhì)量。學(xué)??稍O(shè)立相應(yīng)的教學(xué)獎勵、科研成果獎勵等激勵措施,從而激發(fā)團隊成員的積極性和創(chuàng)造力。學(xué)校還應(yīng)鼓勵團隊成員利用假期參加教學(xué)培訓(xùn)、學(xué)術(shù)交流等活動,拓寬視野的同時,提升教學(xué)水平。在此基礎(chǔ)上,教學(xué)團隊要定期對團隊的教學(xué)工作進行總結(jié)和反思,及時發(fā)現(xiàn)問題并改進,不斷提升團隊成員的教學(xué)水平和創(chuàng)新能力。
5 "基礎(chǔ)力學(xué)課賽融合實施效果
我?;A(chǔ)力學(xué)課賽融合的實施效果顯著,不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合能力,還促進了教學(xué)質(zhì)量的提升和實踐成果的豐富,為教師的成長和團隊建設(shè)提供了有力支持。首先,有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。課賽融合模式通過引入競賽元素,激發(fā)了學(xué)生對基礎(chǔ)力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和動力,使學(xué)生對學(xué)習(xí)充滿熱情。競賽要求學(xué)生不僅運用所學(xué)知識解決問題,還需要具備良好的邏輯思維能力、創(chuàng)新思維能力和實踐操作能力。通過課賽融合,學(xué)生的這些能力得到了顯著提升。比賽過程中學(xué)生與學(xué)生之間的交流和競爭,鍛煉了學(xué)生的團隊合作能力,并提高了他們應(yīng)對壓力的能力。學(xué)生在校級力學(xué)競賽中取得了優(yōu)異成績,體現(xiàn)了他們在基礎(chǔ)力學(xué)領(lǐng)域的實踐能力和水平。其次,提高了教學(xué)質(zhì)量,獲得督導(dǎo)好評。教師通過巧妙地將競賽內(nèi)容融入課程,如設(shè)計與基礎(chǔ)力學(xué)相關(guān)的競賽題目,將學(xué)生對力學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力提升到一個新的水平。課賽融合模式注重師生互動,鼓勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)和相互協(xié)作,教師提供及時反饋,提高了教學(xué)效果。最后,基礎(chǔ)力學(xué)教師也得到了成長。教師通過參與課賽融合教學(xué)改革實踐,提高了自身的教學(xué)水平和創(chuàng)新能力,形成了和諧、精干、富有朝氣的基礎(chǔ)力學(xué)課程群教學(xué)團隊。
基金項目:沈陽航空航天大學(xué)本科示范性專項教學(xué)改革研究項目“以賽促學(xué),以賽促教,基礎(chǔ)力學(xué)課賽融合探索與實踐”(SFJG20230203)。
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