一流专业建设中工程力学课程教学体系改革的研究与实践

郭江涛

[摘  要]工程力学课程是大土建类一流专业中最重要的专业平台课之一，为服务一流专业建设，实现高职教育人才培养目标。文章分析了高职教育工程力学课程教学体系的现状，以及在三个一流专业中进行的试点改革，实践结果表明：新的教学体系激发了学生学习的积极性，提高了学生的学习效果，对其他一流专业的课程建设具有一定的参考价值。

[关键词]工程力学  教学体系  改革  实践

基金项目：杨凌职业技术学院人文社会科学（教改）研究基金项目（项目编号：GJ1820）。

工程力学课程是高职教育大土建类一流专业中最重要的专业平台课之一，“四位一体”人才培养方案在杨凌职业技术学院具有十分重要的地位。专业建设的核心是课程建设，课程建设的灵魂是课程教学体系改革。为实现高素质技术技能型人才的培养目标，改变现有工程力学教学体系的弊端，我们必须对现有的教学内容、教学方法和手段、考试考核方式等进行改革以适应新形势的发展需要。通过在三个一流专业中的试点实践，发现新的工程力学课程教学体系能有效地激发学生的学习兴趣与创新思维，并能极大地提高学生解决实际问题的能力。

工程力学课程教学体系的现状及存在的问题

1.课程定位在人才培养方案具体实施中存在的问题

课程定位是课程在专业人才培养方案中的坐标，坐标出现偏差，人才培养的质量就难以达到预期的目标。而且各大院校在实施方面也有较大的偏差，这也一定程度上影响了人才的培养质量。工程力学作为一门专业平台课，前面有大学物理、高等数学等先导课程作为基础，后面又有建筑结构、施工技术等课程作为理论依据，起着承上启下的作用。因此，课程开设的时间尤为重要，在制定人才培养方案时，一定要搞清楚其与其他课程的关系问题。事实上，由于总学时的限制，很多学校在学生大学一年级第一学期时就开设了该课程，由于没有先导课程为学生的学习作一个过渡，这就在一定程度上加剧了学生此后学习的难度。另外，专业带头人在制定人才培养方案时未结合并突出各专业的特点，而人才培养方案是指导教师教学实践的直接依据，当人才培养方案出了问题，教师的教学效果就会大打折扣。

2.教学内容方面存在的问题

虽然教学内容较为完整，但是由于教师在教学过程中过分追求系统性和完整性，造成知识内容的适用性较低，这不利于对学生独立思考能力的培养。一直以来，职业教育大土建类工程力学课程的教学内容包含理论力学静力学部分、材料力学Ⅰ、结构力学Ⅰ三部分，课程内容基本上是三大基础力学的组合，也是三大力学知识内容的简单拼凑。由于教师在教学过程中过于强调教学内容的系统性和完整性，往往会忽视职业教育应该突出应用及实践的特点，这使得其作为分析工具的重要性并未充分体现出来，学生在学习过程中感觉学习的内容缺乏载体、脱离工程实际，自身也难以理解学习的目的和意义。另外，较难的数学推导加重了学生的学习负担，弱化了他们的分析思路和分析方法，导致因小失大的不良后果。

3.教学模式方面存在的问题

很多院校教学模式仍然停留在“粉笔+黑板”的初级阶段，信息化教学手段使用较少，这挫伤了学生学习的主动性和积极性。工程力学作为一门专业基础课，授课教师习惯了“粉笔+黑板”的教学模式，教學方法单一，一味地对学生进行灌输式教育，尤其是部分年长的教师比较排斥新的教学模式，课堂讲授的知识过多、过细，且新意不足，留给学生思考的空间较少，再加之课外作业较多，时间久了就会造成学生学习兴趣下降和学习积极性不高的情况。

4.考试考核方面存在的问题

评价方式单一，难以全面、正确评价学生的学习效果。大部分高职院校依旧是“教师讲，学生听，期末考”，和以考促学、以考促教、以考促练的初衷背道而驰。考试内容主要是受力分析、静力平衡方程应用和内力、应力分析计算为主的内容，以及相关的名词、术语、概念的记忆;考试多采用的是期末闭卷考试，以一份试卷衡量学生的学习优劣。学生为了应付考试，把主要精力放在了怎样死记硬背课本和笔记上的内容，这不利于学生对知识的全面掌握，也难以衡量出学生的真正水平，并且体现不出学生对知识的运用能力和实践动手能力，还容易出现学生作弊等违纪现象，这些问题的存在不仅影响了考试的导向和反馈作用，还不利于教师教学水平的提高。因此，改革考试考核方式不仅是针对上述问题而言的，而且也是适应目前教学课时不断压缩和顺应高职业人才培养模式改革发展趋势的需要。

工程力学课程教学体系的改革

1.对工程力学课程内容进行更新与重构，修订新的教学内容体系

工程力学课程历史悠久，课程的基本概念和基本理论已有几百年的历史。随着科技的进步与发展，非线性科学的研究取得了突破性进展，对高职学生来说，工程力学课程的教学内容应把握“够用、有度”的原则，要做到经典内容与现代内容的和谐统一，淡化原课程内容体系的系统性和完整性，让知识能相互交叉渗透，以突出各个专业的鲜明特点，从以传授系统知识为主，转变为以培养学生的力学素质、创新能力为主，要实现三大基础力学课程的相互贯通、融合和渗透，形成一个完整、协调且层次分明的新体系。具体的工程力学课程教学内容分为三大模块，其架构详见下图。

（1）在线下学习时间不断减少的情况之下，教师对教学内容要有所取舍。比如学生在学习完平面任意力系向一点简化后清楚了合成的结果是平面内的主矢和主矩，那么学生就能很好地理解空间任意力系向一点简化的结果为空间内的主矢和主矩了，进而由平面任意力系的平衡方程个数为三个想到空间任意力系的平衡方程个数为六个。我们在内容上的取舍不是因为这个知识点对学生来说不重要了，而是为了给学生留出更多的问题思考空间，这样才能更好地提升学生的思维能力。

（2）结合高职学生的特点和高职学生的培养目标重构教学内容。因为高职学生的数学功底比较弱，所以教师可以把原本在附录部分的平面图形的几何性质部分单独作为一个章节来讲解，这样不仅能让学生明白常用的静矩、惯性矩的几何意义、物理用途，同时还能强化学生定积分方面的知识，从而使学生有学有所用之感。把平面体系的几何组成分析从结构力学部分放到材料力学学习的开始是为了让学生在学习物体系统内力分析的时候更容易搞清楚各部分构件力的传递关系。当然，重新排列不等于完全改变，而是要确保基本的体系架构不能变。

（3）要努力做到知识点的跨学科梳理，授课内容的选取要按照不同专业突出授课重点，为学生的后续学习服务。比如在研究平面力系的合成与平衡时，水利类专业可以设计重力坝受力情况的例题，土建类专业可以设计静定平面刚架的例题，交通类专业可以设计挡土墙受力的例题，等等，这些例子能让学生感受到力学的学习是贴近专业工程背景的，是能够解决实际问题的。由于不同专业的后续课程不同，因而在讲解知识内容时一定要注意为后续课程服务。比如后续有土力学课程的专业要将应力状态和强度理论进行细致讲解，道路与桥梁工程专业要将影响线进行细致讲解，其他专业可以在线下不讲授星号内容以节约学时。

2.改革工程力学课程教学模式，采用线上线下混合式教学模式

在互联网高速发展的今天，传统的“粉笔+黑板”教学模式显得与时代格格不入，但不可否认的是传统教学模式有其自身的优势，如何在新的教学模式中融入传统教学模式的优势，共同为提高人才培养质量服务是值得我们深入研究的课题之一。结合本项目，我们在水利水电建筑工程、水利工程、建筑工程技术等三个“一流专业”中进行了相应的实践，采用线上线下混合式的教学模式，教学效果显著。

（1）线上为学生提供高质量的学习资源，满足学生课前预习、课中活动及课后复习的需要。针对高职学生理论功底弱、实践能力强的特点，我们在智慧职教平台建立了水利水电建筑工程专业国家级教学资源库——工程力学课程，将知识内容全部碎片化，以微课、图片、动画等多种形式呈现出来，辅以相应的学习指南，能让学生在课前用手机、平板电脑等工具提前预习，教师可以实时监控，这样的学习不受时间、地点的限制。为解决师生实时沟通的问题，我们还在优慕课平台建立了工程力学课程，课程包含答疑讨论区，学生可采用语音、文字、图片等方式和教师进行交流。这样做的目的是为了让学生在线下学习之前对自己将要学习的知识有初步了解，能带着问题进行线下课堂的学习，线下课堂的主要功能转变为答疑解惑、教学活动的开展和知识的拓展，实践表明这一教学模式使得教学效率得到了很大的提升。

（2）线下教学时应用智慧教室来提高学生自主思考的能力。智能化智慧教室的应用让课堂学习变得简单，教学效率也得到了极大的改善，且有助于开发学生自主思考的能力。从课前的签到、知识回顾到课中的分组讨论及课后作业等，其核心在于教师的教学设计，而且教学目标应包括教学对象、通过学习后能做什么、上述行为发生的条件、合格行为的最低标准等四个要素。通过这一措施，使学生从被动学习转化为主动学习，提升了学生的自主思考能力。

3.改革工程力学课程考核方式，过程性考核更能真实反映学生学习效果

传统的课程考核方式比较单一，难以准确评价学生的学习效果。我们要把学生独立思维能力的培养放在首要位置，要让学生明白考核的目的不是为了能合格毕业，而是要学有所得。但目前我们的考核方式还是停留在应试阶段，一张试卷决定了学生的学习优劣，这样的结果是不能真实反映出学生的学习能力的。因此，在考核内容上，我们要以教学模块为节点出一些涵盖知识面宽、综合性强的题目，激发学生的创新思维，培养学生综合运用知识的能力，让考试变为深化学生学习的手段而不是负担。考核要贯穿学生整个的学习过程，从课前签到预习、日常作业、回答问题、實验实操、单元作业、期末考试等多个环节都要赋分，并且给予不同的权重，最后加权给出总分。教师在平常教学中也要对学生进行诚信教育，使学生树立正确的世界观、人生观和价值观。

结  语

专业课程的改革绝非一日之功，需要我们时时发现问题并及时找到解决问题的方法。通过实践发现，新的教学体系有力地推动了相关一流专业的内涵建设，改革后的成果促进了一流专业人才培养目标的实现，为人才培养质量的提升作出了一定的贡献。此外，这次改革还激发了学生学习的主动性，提高了学生的学习效果，也为其他一流专业建设中的课程建设提供了参照。

参考文献：

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作者单位：杨凌职业技术学院  陕西杨凌