应用型本科高校课程教学改革探索——以新工科背景下的“工程力学”为例

沈阳城市建设学院土木工程学院 李 鑫 崔 旭 马丽珠

教学改革呈现出一定的阶段性和时代性，根据时代赋予的属性开展应用型本科高校工程力学课程教学改革是教育事业发展的必然之举。在当前大数据、云计算、人工智能等技术的支持下，智能制造、智能机器人、智慧建筑等智能化手段应用于工业制造业、建筑业领域中，应用型本科高校开展的工程力学课程是基础专业课程之一，该课程与工业制造业以及建筑业等领域密切相关，在开展课程教学改革时，必须考虑时代背景以及行业发展的需求。在新工科背景下，本文对应用型本科高校工程力学课程开展的教学改革策略进行探究，旨在促进该课程教学改革得以顺利开展。具体策略如下。

一、完善课程体系的构建

在当前新工科背景下，工程力学课程属于工科的基础性专业课程，包括的内容丰富，如弹性力学、分析力学、实验力学、材料力学、结构力学等，这些工程力学课程内容之间存在密切的关联性，必须重视工程力学课程的系统性。例如，土建专业的工程力学课程包括材料力学、理论力学以及建筑力学，这些课程内容的系统性比较强，在前期课程以及后期课程之中均存在一些重复之处，这正是各工程力学课程的结合点。而且材料力学与结构力学的内容也存在重复。因此，将工程力学课程内容进行整合，构建完善的工程力学课程体系是当前应用型本科高校工程力学课程改革的重要内容。但从目前来看，工程力学课程学时出现缩减的现状，若未能通过必要措施保证该课程教学质量，则无法满足新工科对该课程教学开展的要求。需要结合新工科对应用型人才的培养要求，夯实工科基础，抓准课程教学重点，构建完善的工程力学课程体系，从而提升课程教学质量，具体可采取如下策略。

（一）深入挖掘工程力学课程之间的联系

工程力学课程之间相互联系的节点就是工程力学课程体系构建的框架支撑，若要构建完善的工程力学课程体系，必须将这些联系节点一一找出，这需要对工程力学课程之间的联系进行深入挖掘。由于工程力学各课程教学是由不同任课教师开展的，虽然每一位教师的知识储备存在个体差异，但对于工程力学所有课程教学内容均有所了解，因此，各任课教师应积极组建教研小组，并在新工科背景下对各工程力学课程之间存在的联系进行深入挖掘，找到各课程之间的重复内容，将其作为工程力学课程体系的联系节点，从而有助于工程力学课程体系得以完善构建。

（二）构建工程力学课程体系

工程力学课程体系不仅包括课程内容安排，而且包括课程的课时安排。以往对工程力学课程教学时，比较注重理论授课，导致实验教学的内容比较少，甚至容易被忽略。新工科背景下，要求应用型本科高校必须培养学生的工匠精神，使学生成为适应时代发展的应用型人才。因此，应该改变以前工程力学课程体系的内容和学时安排，适当增加实验教学的内容和课时，确保理论与实践能够均衡发展，同时也保证了工程力学课程体系内容的完善性，使工程力学课程的课时更加科学合理。例如，可以将实验教学课时比例调整至40%，完成理论授课后再开展实验教学，使理论授课与实践教学相结合，促进工程力学课程体系构建完善。

二、开展多元化教学

（一）工程力学TSPPE模式

在新工科背景下，国家和社会对工科人才的培养要求不断提升，工程力学课程教学的开展应该一改传统教学模式，结合课程特点，将课程教学模式予以创新，应该在传统教学模式的基础上，丰富工程力学课程教学的内容，尊重工程力学课程的实践性。可以在传统理论教学的基础上，开展讲授（Teaching）、研讨（Seminar）、实践（Practice）、报告（Presentation）、案例（Example）4个环节的教学内容，从而实现工程力学课程教学模式的创新，形成TSPPE模式，从而将理论教学与实践训练相结合，并将学生的工程力学基础知识、力学方法等内容的掌握予以强化。该教学模式重视OBE理念，该理念是以成效导向为支撑的一种理念，可以将工程力学教学模式予以丰富，形成闭环式的教学模式，使学生主体地位体现得更加充分，并且能够发挥教师引导作用。

具体来讲，该教学模式除了包含传统教学模式之外，还能够将多种教学方法融入其中，如情境分析、翻转课堂等，这些方法均能够增强学生对工程力学知识的理解和吸收效果。

（二）“翻转课堂+微课”教学模式

翻转课堂主要是将一些理论知识放在学生课余时间学习，而课堂上开展一些自主探究学习的实践类学习内容。微课则是利用信息技术录制短视频，将课程知识内容精缩到短视频之中，视频一般为5～10min，通过短视频使学生能够快速掌握课堂教学内容。教师在开展工程力学课程讲解时，可以将课程的理论知识制作成短视频或PPT讲义，使学生能在课余极短时间内掌握课程知识内容，然后利用翻转课堂将课堂大部分时间留给学生开展自主探究学习，由教师对学生进行指导，实现理论与实践探究相结合，从而提升工程力学课程教学的质效。

三、重视教学方法的创新

为了达到新工科人才培养的要求，必须从多方面开展工程力学课程教学改革。其中，课程教学方法是重要的一环。该课程教学方法不应停留在传统讲授式方法上，而应结合新工科背景创新教学方法。对于课内教学，教师应该以引导和启发为主，采取启发式教学方法；而课外学习则需要教师对学生进行鼓励，使之深入研究，采取研讨式、探索式教学方法，使学生在学习中实践，在实践中应用，在应用中创新，调动学生的工科思维，熟练掌握并应用所学习的工程力学知识，达到学以致用的效果。

在新工科背景下，教师还需要重视学生工程实践能力的提升，结合当前工科国际化的特点，选用工程力学双语教材，采用双语教学的方法，提升学生对专业知识的语言表述能力，同时还要结合新工科在信息时代表现的智能化、信息化特征，利用先进的信息技术开展线上教学，将线上教学与线下教学相互协调，从而使教学质量得到提升。此外，教师还需要添加现代数值计算技术，将计算机辅助分析融入教学实践之中。例如，将计算软件Python、MATLAB等加入工程力学教学之中，使学生的素质能力得到全面提升，达到新工科人才培养的要求。

四、构建教学成效的评价机制

新工科背景下，工程力学课程教学不仅要关注教学内容、模式和方法，而且要对教学获得的成效进行评价。需要构建相应的评价机制，借此激发学生对工程力学课程知识学习的热情和兴趣，从而为教学质效的提升提供支持。具体来讲，需要将课程考核的成绩构成予以明确，掌握考核侧重点，对各知识单元进行比例分配，采用单元测试、闭卷考试、随堂测试以及总结报告等多元化形式进行考核，同时还要结合学生日常考核成绩，对其学习情况进行准确掌控，对学生的学习成效进行综合评价和反馈。借助成效评价机制使学生能够运用工程力学知识开展能力训练，掌握工程力学知识的应用方法、工科思维以及相关实践研究手段，从而达到新工科人才培养要求。

五、结语

在新工科背景下，应用型本科高校工程力学课程教学可以从教学课程体系、教学方法、教学模式以及课程教学成效评价机制四方面制定改革策略，注重学生的主体性和创新能力，从课程讲授出发，通过讨论、实践训练、习题等若干环节对学生的建模、思维、自学以及计算等多重能力进行培养，从而使学生形成综合性的工科能力和力学素养，达到新工科下人才培养的要求。