機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)《工程力學(xué)》課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

◇廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 符雙學(xué)

廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李家宇

基于《工程力學(xué)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀，本文從優(yōu)化課程設(shè)計(jì)理念與思路、改革教學(xué)方法、改革考核方式等三個(gè)方面提出改革。以信息化教學(xué)為載體，構(gòu)建“六維度”信息技術(shù)與教育學(xué)深度融合的體系，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為主要教學(xué)模式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，全面提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)能力，并取得良好的教學(xué)效果。該課程的改革成效為相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革提供了一定的借鑒。

《工程力學(xué)》課程是機(jī)電類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)群的必修專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是承接基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之間的紐帶和橋梁，同時(shí)也是該專(zhuān)業(yè)群的必修課程和主干課程。該課程基于機(jī)電類(lèi)職業(yè)和工作過(guò)程，主要任務(wù)是向?qū)W生介紹靜力學(xué)、材料力學(xué)等方面的基本內(nèi)容，通過(guò)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)等教學(xué)形式，使學(xué)生掌握工程力學(xué)的基本知識(shí)，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課作理論基礎(chǔ)。本文將從機(jī)電維修典型工作崗位對(duì)力學(xué)知識(shí)的需求出發(fā)，結(jié)合機(jī)電專(zhuān)業(yè)建設(shè)的需求，探討《工程力學(xué)》課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和考核方式方面的改革，并提出相應(yīng)的改革舉措。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程主要內(nèi)容

目前各校采用的教材不盡相同，但主要教學(xué)內(nèi)容相似，現(xiàn)以華中科技大學(xué)出版社《工程力學(xué)》（ISBN9787568028790）為例，課程內(nèi)容分3篇，共16章，其中：第1篇是剛體靜力學(xué)部分，包含5章，主要介紹靜力學(xué)基本概念與受力分析，平面力系與平衡方程，空間力系與平衡方程等；第2篇是變形體靜力學(xué)部分，包含7章，主要介紹軸向拉伸與壓縮，剪切，扭轉(zhuǎn)，彎曲，應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論，組合變形，壓桿穩(wěn)定等；第3篇是運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分，包含4章，主要介紹構(gòu)件運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)，點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)與剛體的平面運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)和剛體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，動(dòng)靜法與動(dòng)能定理等。在授課過(guò)程中，不同專(zhuān)業(yè)對(duì)力學(xué)的要求的內(nèi)容和深度略微有不同，需要根據(jù)具體要求調(diào)整相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。本課程在教學(xué)過(guò)程中，由于是基礎(chǔ)課的緣故，相對(duì)而言比較枯燥，尤其對(duì)于物理基礎(chǔ)不是很好的學(xué)生，學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度?？偟膩?lái)說(shuō)，本課程是高中物理內(nèi)容中力學(xué)知識(shí)的延伸，學(xué)生普遍反映內(nèi)容抽象和枯燥，學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不是很高。

1.2 教學(xué)形式

目前對(duì)于《工程力學(xué)》這門(mén)課程主要以課內(nèi)講授的形式進(jìn)行授課，課時(shí)為理論與實(shí)踐結(jié)合，以理論為主，在教學(xué)過(guò)程中穿插一些力學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻幫助同學(xué)們了解相關(guān)設(shè)備、材料的力學(xué)性能等。學(xué)生基本上是被動(dòng)接受老師講授的知識(shí)，而本門(mén)課程內(nèi)容多，學(xué)時(shí)有限，老師在講授的時(shí)候速度相對(duì)較快，對(duì)于力學(xué)基礎(chǔ)較差的同學(xué)往往很難跟上老師的授課進(jìn)度，對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)性更是無(wú)從談起，這就造成了該課程教與學(xué)“兩張皮”的情況，教學(xué)效果很不理想。

1.3 考核方式

目前對(duì)于《工程力學(xué)》課程考核的方式主要是分平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)兩塊。一般來(lái)說(shuō)，期末成績(jī)占比70%，平時(shí)成績(jī)占比30%。平時(shí)成績(jī)主要由課堂表現(xiàn)、出勤率、作業(yè)情況、小測(cè)驗(yàn)等方面綜合評(píng)定。期末考試主要是由判斷、選擇題加上少量計(jì)算應(yīng)用題。這種考核方式勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)不認(rèn)真，到了考試時(shí)候通過(guò)刷題、死記硬背，并沒(méi)有真正注重知識(shí)的實(shí)用性，對(duì)知識(shí)的掌握很大程度上是一知半解，理論聯(lián)系實(shí)際更是無(wú)從談起，這嚴(yán)重背離了開(kāi)設(shè)本門(mén)課程初衷，也沒(méi)有達(dá)到開(kāi)設(shè)該門(mén)課程的目的。

2 改革方式

2.1 優(yōu)化課程設(shè)計(jì)理念與思路

基于“以培養(yǎng)職業(yè)能力為核心，以工作實(shí)踐為主線(xiàn)，以項(xiàng)目為載體，用任務(wù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)”的設(shè)計(jì)理念，在教學(xué)過(guò)程中使用案例教學(xué)，任務(wù)化驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法來(lái)設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的。先實(shí)踐（案例），后理論，在案例分析中以點(diǎn)帶面，帶動(dòng)理論的學(xué)習(xí)，以應(yīng)用設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，注重學(xué)生動(dòng)手能力的開(kāi)發(fā)和培養(yǎng)。具體如下所示。

（1）實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)理念。①能力培養(yǎng)上，體現(xiàn)機(jī)電崗位的技能需求；②教學(xué)組織上，采用以學(xué)生為主體，以教師為導(dǎo)向；③教學(xué)方法上，采用教師導(dǎo)學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目實(shí)施。

（2）理論教學(xué)的設(shè)計(jì)理念。①先實(shí)踐（案例）后理論，先感性，后理性，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律；②以實(shí)踐（案例）帶動(dòng)理論的學(xué)習(xí)，將理論穿插于案例分析教學(xué)之中。

（3）課程的設(shè)計(jì)思路。①以機(jī)電企業(yè)崗位對(duì)技能的社會(huì)需求構(gòu)建課程標(biāo)準(zhǔn)；②以企業(yè)項(xiàng)目來(lái)構(gòu)建案例，并使之條理化、系統(tǒng)化；③引入課程思政，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)與思政教育的有機(jī)融合；④將構(gòu)建的案例模塊化，項(xiàng)目化，體現(xiàn)教、學(xué)、做的有機(jī)統(tǒng)一。

2.2 改革教學(xué)方法

a、引“思”入課，激發(fā)興趣。

要做好立德樹(shù)人的根本任務(wù)，就要把思想政治教育放在首位。在《工程力學(xué)》課程中引入思政元素，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

（1）教育者先受教育，任課教師規(guī)范自己的言行舉止，以身作則，不斷地提高自己的思政素養(yǎng)。任課教師自身良好的道德修養(yǎng)對(duì)學(xué)生有著潛移默化的作用，會(huì)使學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生敬畏和依賴(lài)，使學(xué)生因“親其師”而“信其道”，更有利于學(xué)生接受教師的思想教育[1]。

（2）在課程設(shè)計(jì)中，任課教師充分挖掘思政元素，授課中引入思政案例，穿插力學(xué)發(fā)展歷史上的人物故事、科技發(fā)展等，用講“力”故事的方法引導(dǎo)學(xué)生追根溯源，堅(jiān)定其理想信念。只有將思政這把鹽充分溶解在課堂教學(xué)中，才能讓教學(xué)活動(dòng)更有味道[2]。

（3）興趣是最好的老師，每堂課必須找準(zhǔn)一個(gè)工程上的實(shí)際力學(xué)切入點(diǎn)，然后由此展開(kāi)分析，植入本堂課所要講授的力學(xué)知識(shí)，由學(xué)生主動(dòng)去尋找解決辦法，激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的興趣，提升其解決實(shí)際力學(xué)問(wèn)題的能力。

b、積極引入信息化教學(xué)手段（如圖1所示）。

圖1 信息化教學(xué)

搜集諸多教學(xué)案例和視頻，并成立了教學(xué)設(shè)計(jì)和課程建設(shè)小組，錄制教學(xué)素材，包括網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源（騰訊課程在線(xiàn)教學(xué)），微課，題庫(kù)及全部ppt課件及案例等。讓本門(mén)課程資源初具規(guī)模，類(lèi)型多樣、分布合理，教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、過(guò)程記錄、教學(xué)評(píng)價(jià)、自主學(xué)習(xí)等功能完備。主要從以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)施。

（1）構(gòu)建“通用泛性資源、專(zhuān)業(yè)課程資源、優(yōu)質(zhì)精品資源”三級(jí)資源體系，建成本課程的教育大資源。

（2）搭建包括精品課程平臺(tái)、移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真平臺(tái)的統(tǒng)一的教學(xué)大平臺(tái)，統(tǒng)一身份認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的一站式。

（3）創(chuàng)新線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式、基于移動(dòng)的無(wú)縫學(xué)習(xí)模式、基于5G+VR/AR/MR的實(shí)踐學(xué)習(xí)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]。

（4）針對(duì)信息技術(shù)與教育教學(xué)“兩張皮”的問(wèn)題，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的“六維度”信息技術(shù)與課程教育教學(xué)深度融合體系，“六維度”信息技術(shù)與教育學(xué)深度融合的體系（如圖2所示），精準(zhǔn)找出教育教學(xué)與人才培養(yǎng)中存在的問(wèn)題并采取針對(duì)性的措施，做到因材施教[4]。

圖2 “六維度”信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合體系

c、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)。

項(xiàng)目教學(xué)法本質(zhì)就是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性能力，培養(yǎng)學(xué)生解決綜合實(shí)踐能力。教師根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)的要求，為學(xué)生布置相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展是以學(xué)生教學(xué)為中心，根據(jù)項(xiàng)目的要求安排學(xué)生融入相應(yīng)的教學(xué)項(xiàng)目之中，并且在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立或者合作解決，達(dá)到提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[5]。

通常情況下，教師在項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐過(guò)程中起指導(dǎo)和引導(dǎo)作用，從設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)出發(fā)、收集相關(guān)資料、項(xiàng)目教學(xué)流程安排以及項(xiàng)目落地，按照不同的項(xiàng)目，安排相應(yīng)的學(xué)生獨(dú)立完成該項(xiàng)目的工作任務(wù)，在教師的指導(dǎo)下，按照項(xiàng)目完成的情況和效果，對(duì)學(xué)生做出最后的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。項(xiàng)目式教學(xué)結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況和教學(xué)形式，梳理課程的教學(xué)特點(diǎn)，并專(zhuān)門(mén)針對(duì)性的做了教學(xué)改進(jìn)，完成了立體式的教學(xué)設(shè)計(jì)，能滿(mǎn)足各種條件下的教學(xué)工作正常開(kāi)展，同時(shí)有以下的教學(xué)特色與創(chuàng)新。

（1）采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和直播平臺(tái)相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，使課程教學(xué)與當(dāng)前流行的網(wǎng)紅優(yōu)點(diǎn)相融合，使學(xué)生從枯燥的力學(xué)計(jì)算和力學(xué)模型中走出來(lái)。

（2）采用在線(xiàn)平臺(tái)進(jìn)行討論、頭腦風(fēng)暴解題，多元化的放飛學(xué)生的思考能力，保障線(xiàn)上線(xiàn)下學(xué)習(xí)的優(yōu)質(zhì)高效。

（3）課程采用大量的動(dòng)態(tài)動(dòng)畫(huà)、視頻資料，立體直觀的演繹給學(xué)生，使同學(xué)們能夠通過(guò)三維力學(xué)模型，深入的理解力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)特征，完全超越了傳統(tǒng)教學(xué)的技術(shù)壁壘，讓學(xué)生記憶深刻，更易掌握。

（4）在例題分析的時(shí)候，讓學(xué)生更多的參與練習(xí)，學(xué)生邊學(xué)邊練，以學(xué)生為主導(dǎo)，對(duì)練習(xí)的結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的評(píng)判，肯定他們的成果，增加了學(xué)生的積極性。

（5）在老師講解和學(xué)生練習(xí)后，應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行反向驗(yàn)證，理實(shí)一體，在聽(tīng)課中掌握內(nèi)容，在練習(xí)中驗(yàn)證結(jié)果，進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的肯定，加深對(duì)自己練習(xí)結(jié)果的肯定，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。

（6）每一堂課，都會(huì)對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行提綱挈領(lǐng)的總結(jié)，串聯(lián)知識(shí)樹(shù)，形成知識(shí)點(diǎn)目錄，一目了然，使學(xué)生能直觀的了解本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，便于課后去對(duì)照鞏固和升華。

項(xiàng)目化教學(xué)具體實(shí)施如圖3所示。

圖3 項(xiàng)目化教學(xué)具體實(shí)施

d、教學(xué)中注重歸納和總結(jié)。

對(duì)于典型的力學(xué)模型，需要教師引領(lǐng)，學(xué)生主動(dòng)參與，對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié)，做到舉一反三，觸類(lèi)旁通。

2.3 改革考核方式

針對(duì)目前的考核方式存在的弊端，提倡積極、靈活的考核方式，具體方案如下所示。

（1）利用信息化手段，增加課堂提問(wèn)手段，回答效果計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

（2）采用職教云等信息化平臺(tái)，增加隨堂練習(xí)等方式。隨堂練習(xí)主要以判斷、選擇為主，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)答題，平臺(tái)即時(shí)判分，學(xué)生找出錯(cuò)誤，更正錯(cuò)誤。這種隨堂練習(xí)需要教師把本堂所教的主要內(nèi)容全覆蓋，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有個(gè)清晰明了的理解。隨堂練習(xí)完成狀況計(jì)入平時(shí)成績(jī)，錯(cuò)題及時(shí)改正了計(jì)滿(mǎn)分。

（3）增加小測(cè)驗(yàn)的次數(shù)，成績(jī)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

（4）改革平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)的占比（平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)各占50%）。

（5）期末考試適當(dāng)增加主觀題的占比。

3 結(jié)束語(yǔ)

《工程力學(xué)》課程教學(xué)組通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中不斷摸索，形成了一套行之有效的教學(xué)模式，開(kāi)發(fā)出更有針對(duì)性的課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，在教學(xué)過(guò)程中，確實(shí)做到了有的放矢，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)質(zhì)量得到了大幅度的提升，教學(xué)改革成果顯著。