新工科背景下应用型人才培养教学改革探索

李宝元 张灵通 张震 贺成林

摘 要：从新工科背景下“结构力学”课程的建设要求出发，针对目前“结构力学”课程在应用型本科高校中存在的系列问题，基于OBE教育理念，探索培养适应社会需求的专业型人才，实现应用型专业人才的培养要求，积极推进应用型高校新工科建设，继续落实“结构力学”课程教学改革与改革实践，为土木工程专业“结构力学”课程提供了改革思路。

关键词：结构力学；课程改革；新工科；OBE理念；人才培养

“结构力学”课程是一门传统学科，是土木工程专业及相关专业的必修课程，它既传承古典力学又融入现代科技，是一门既老又新、亦理亦工、内涵丰富的学科和课程。普通本科生在学习“结构力学”课程之前要学习理论力学、材料力学，在有一定力学基础的前提下继续学习“结构力学”课程，课程内容主要研究杆件结构。新时代全国高等学校本科教育工作会议强调坚持“以本为本”，推进“四个回归”，加快建设高水平本科教育、全面提高人才培养能力，造就堪当民族复兴大任的时代新人［1］。在此背景下的新工科如何建设，我校作为应用型本科学校如何培养时代新人等问题亟待解决，人才培养教学改革则是必经之路。以“结构力学”课程为例，“结构力学”课程继续沿用以往的平铺式教学模式已经不满足时代要求，课程也要与时俱进，因此本文详述了“结构力学”课程教学改革的思路与愿景。

1 “结构力学”课程分析

1.1 “结构力学”课程现状

搜集调查发现国内有土木工程专业的各高校开设“结构力学”课程大部分都是分上下两学期，上册课程学时较多，普遍安排在64学时，下册学时差异性较大，主要结合各自学生、学校的侧重点安排，从学时安排上就可以看出“结构力学”课程上册是基础教程，各学校虽然各有特点，但是基本的教学要求大致一样，下册主要是专题部分，根据学校的学生接受能力、考研需求、工作需求等因素确定课时。

1.2 “结构力学”课程存在的问题

传统“结构力学”课程主要存在的问题可以归纳为以下几点：（1）课程内容本身比较抽象，理论性比较强，学生在学习时容易将理论和实际脱节，造成一种工程实际中很少遇见这种计算方法的假象，导致学生不认真对待。（2）传统教学手段单一、方式单一，停留在教师讲、学生听，满堂灌的填鸭式教学方法或教学形式中，课堂学习氛围不积极，如果教师讲课没有吸引力那么学生的听课效果就很一般，所以就会造成课堂是教师的事，与学生无关的错误思想。（3）随着时代发展，多媒体教学进入课堂已经是普遍现象，但是存在授课过程中只考虑完成教学任务讲多少页PPT，不注重学生掌握的情况，PPT中大量文字、公式一闪而过，学生听课心思不在课堂，造成学习效果不好，课堂教学效率低。（4）目前教学背景下要求学生的应用能力不断提升，学生需要涉及的知识面要加宽，学习的课程除了专业课程还有很多非专业课程，为保证人才培养总学分、总学时不增加的要求，只能减少课程的课时量，课时量减少只能对基础知识讲解，存在对知识不精通的情况。（5）学生学习的自觉性不强，对于新的知识缺少钻研精神，会出现容易学的有兴趣，难学的就放一边，能学会的认真听，学不会的就放弃，缺乏遇到困难迎难而上的毅力和勇气。（6）考核要求单一，过程考查较少。目前大多数应用型本科高校对“结构力学”课程的考核都是以期末试卷分数为结果，过程考查也仅限于作业、考勤及课堂表现几方面，缺乏全过程的能力的培养，对学生掌握、运用、创新的能力不注重，导致学生只在期末认真学重点，平时对学习内容没有积极性。

2 “结构力学”课程教学改革思路

“结构力学”课程教学改革要从课程特点着手，抓住存在的问题，以解决现有问题为介质，实现“结构力学”课程在目前新工科背景下应用型人才培养的教学改革。具体可以从以下几个方向探索“结构力学”课程的教学改革。

2.1 联系实际工程，增强知识运用

“结构力学”主要是通过讲解各种计算方法传授知识，在讲解计算方法的时候可以拿实际工程案例来进行，运用书本上的方法去验证，让学生感受本课程在实际工程中的应用。例如，在讲解梁内力计算的回顾这一内容时，让学生先说说生活中见过哪些梁，为什么会有这些应用，在问题引入后，学生的好奇心被调动，则可以列举工程中的简支梁、连续梁来计算结构的内力，画出内力图，通过比较同学们很容易发现连续梁的弯矩要小于简支梁的弯矩，这也解释了为什么工程中运用连续梁的情况要比简支梁多，同学们生活中见到大部分都是连续梁的原因。通过这样的实际应用同学们很真实地感觉到书本上的知识在生活中处处存在，学习知识是很有必要的，就会认真对待这门课程，学习时就会更加努力。

2.2 革新教学方法，丰富教学模式

教师以教学内容为基础运用多种有效的教学方式。将OBE教育理念带入课堂，以目标成果为导向，以学生为本，增强学生主人翁的意识，强调学生学到了什么而不是教师教了什么，将以往以教师为中心的课堂，转变为以学生为中心的课堂［2］。作为应用型本科高校新工科的建设也要从教学上体现出来，采用更具协作性的教学方式，让学生掌握更多的控制权，在思想上才能激发学生的创新意识，在未来主动适应新技术、新产业、新经济发展。

2.3 提升教师专业化水平，提高教学质量

教师专业水平直接影响教学质量，影响学生学习效果。学校新工科的建设是一个有利契机，不仅针对新教师，而且也包含老教师，要注重对教师进行新理念、新知识、新技术的培训，以促进教师教育教学观念的转变，明确新课程理念下，教师该做什么，成功的课应该具备什么。在教学目标上，不仅传授知识，还要训练技能，发展智力，培养学生良好的思维习惯，当然这也需要教师自身具有高超的专业水平和高尚的道德情操。这些能力的培养都需要教研室、学院、学校共同制定相应的规章制度，完善教师培养培训体系，扎扎实实提升教师专业水平，为教学质量的提升打好坚实的基础。

2.4 合理调整人才培养方案

人才培养方案是学校落实党和国家关于人才培养总体要求，实施人才培养和开展质量评价的基本依据。“结构力学”课程教学要依据土木工程专业人才培养方案的安排进行，学生的学习成果反映了人才培养方案对于本校学生的适用性，随着生源情况及时修订改进。例如，我校土木工程专业2021版人才培养方案“结构力学”课程存在课时少的问题，可以在下次修订培养方案时组织专家论证，普查搜集学生意见，适当减少通识教育的课时，增加专业教育课时，找到适合应用型高校土木工程人才培养的精确方案，实现以学生为本的教育思想。

2.5 加强思想引导，铸就坚强的意志

学生现在的生活环境舒适，没有经历过困难，遇到困难就选择放弃，在思想上没有认识到坚决克服困难、解决难题是人生必须经历的过程。作为高校教师，我们有责任也有义务对新时代大学生做好引导，在专业课程中融入多样的思政教育元素，将正确的社会主义价值理念及精神追求融入所讲课程当中，潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响［3］，达到润物细无声的效果，从一点一滴中逐渐培养学生敢于直面困难、勇于奋斗、坚持不懈的坚强意志。

2.6 优化课程考核方式

建立多元化的考核机制，制定适合本校学生的考核内容。例如在期末考试试卷中不仅仅是闭卷考试，也可以采用开卷或是半开卷的形式，在考试题目设置上不仅仅有教师出题，学生也可以进行现场出题，给定分值，学生将题目写在试卷上然后求解，教师根据学生出题的难易程度和求解情况判分。在平时表现方面，不仅仅是教师对学生课堂提问的情况，也可以加入学生提问的环节，对本节课的知识点的提问，学生与教师可以共同进步。在作业方面，除了教师布置的作业外，让学生自己总结相关章节的重点和难点内容，总结典型例题。除了常规评价外，增加学生间的互评环节与自评环节，互评在学生上课讨论中完成，自评在每章结束进行，自我评价对本章的学习收获情况。

2.7 整合课程资源，优化教学设计

“结构力学”课程的网络资源很多，可以选用适合本校学生实际情况的内容在课堂上补充讲解，充实教学设计内容，将课前资源、课中资源和课后资源尽可能地链接到教学设计中，当然整合课程资源，优化教学设计的关键点在于学生能从中学到有用的知识，能够在课堂中学到实用的技能，能够在本门课程中培养学生的创新思维与创新能力。

3 新工科背景下“结构力学”课程体系建设

“结构力学”课程在学校人才培养方案中的位置要明确，作为土木工程专业必修的力学课程，通过学习课程学生能达到怎样的成果，以成果为导向结合新工科学科交叉融合的特点构建课程体系。

3.1 制定合理的教学大纲

首先从教学大纲上着手，列入教学大纲中的教材及知识的广度和深度，一般应是学生必须达到的最低标准［4］，另外教学大纲也是教师编写教案进行教学的主要依据，也是检查和评定学生学业成绩和衡量教师教学质量的重要标准。在此基础上要体现学科交叉融合的内容，比如在知识点的讲解、知识的运用过程中要让学生回忆起以前学过哪些课程的知识，利用这些知识功底理解新的知识，将新知识真正理解、学懂、弄通。

3.2 编制适合的教学计划

教学计划是课程设置的整体规划，它规定不同课程类型相互结构的方式，也规定了不同课程在管理学习方式的要求及其所占比例，同时，对学校的教学、生产劳动、课外活动等进行全面安排，具体规定了学校应设置的学科、课程开设的顺序及课时分配，并对学期、学年、假期进行划分［5］。在编制教学计划时要注意课程内容，不能每节课都是全堂讲解，要合理安排时间，有教师讲解部分，学生自主思考、练习部分，有师生互动部分等内容，让课程内容更加丰富多彩。

3.3 拥有精致的教案

教案是一个教师上课的重点资料，教师在准备一堂课时要提前备好教案，教案准备的充分与否决定了这节课的效果，所以教师在教案的准备上要下功夫，要经过多次打磨，让教案更加精致受用。在教案的结构上大致应该包括以下几个方面：（1）教学内容，明确本节课的授课内容；（2）教学目的和要求，阐明学完本次课应达到的效果目标，以及上课的基本要求；（3）教学重点及难点，剖析本节课的重难点，让学生知道关键点是什么；（4）教学方法，每次课的知识点教授的形式可以不一样，所以每节课的教学方法不一定都一样，要运用学生能最容易理解的形式去讲解；（5）教学组织与设计，这部分内容可以说是教案的核心部分，要进行学情分析，明确教学准备及教学活动内容，整节课怎样进行要严密组织及设计；（6）作业、讨论或思考，上课不能只有课上时间还需要留课下学习内容；（7）课后小结，对于本次课的总结，包含学生课堂纪律、教学内容完成情况、教学体会等内容，为下次课的改进提供思考。

3.4 了解学生

新时代背景下，作为任课教师不仅要知道学生的基本情况，如姓名、学号、班级，还要了解学生的学习情况和思想状况，学生的情感、态度、价值观等内容。例如学生基本功如何、学生的学习兴趣如何、学生对于本门课程的了解程度如何、学生的个人想法等。通过了解这些内容后，教师在教学的过程中才能意识到以学生为中心如何去实现。

3.5 实践环节多样化

目前学生的实践能力欠缺，学生基本上都是没有任何实践经验，都只是纸上谈兵，如果不能培养学生的实践能力，步入社会也是没法适应社会的发展，所以在学校、在课堂，教师就要不断培养学生的实践能力。另外，实践能力的培养可以是多样化的，例如“结构力学”这门课，可以带学生参观认识结构，可以带学生自己练习解决结构问题的方法，以习题、作业、讨论、现场等形式，无论以哪种形式，只要学生在这个过程中能明白和理解知识点，并能够自我解决问题即可。

结语

应用型本科人才培养的核心内容是课程，培养依据是专业人才培养方案，围绕中心是学生，参与者是教师，所以做好应用型本科新工科建设培养时代新人，要从培养方案、课程内容、学生实情、教师专业水平等多方面共同入手考虑改进措施。本文分析了“结构力学”课程存在的问题，在新工科建设大背景下探索课程改革的几点思路，为提高“结构力学”课程教学质量，增强我校学生对此课程的理解与掌握，提升课程的实用性，增强学生的分析能力、计算能力、判断能力、自学能力寻找方法，为应用型本科土木工程专业其他课程教学改革提供了新思路和参考。

参考文献：

［1］陈亮，王芊，谢小林，等.以计算机模拟引导“材料科学与工程基础”课程的多元化教学探索［J］.南昌航空大学学报（自然科学版），2020（04）：9196.

［2］孙跃枝，冯进智.人工智能装备在化学教育教学中的运用研究12［J］.化学工程与装备，2021（06）：274275+31.

［3］郑淑娟，刘楷安，许兰贵，等.“液压与气压传动”课程思政的教学实践与探索［J］.科技与创新，2021（21）：2021+26.

［4］赵胜男，石宏岩，王春林，等.基于OBE理念的教学大纲设计实践——以能源与环境概论课程为例［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2022，38（06）：108112.

［5］郭文水.某高校教学计划管理系统的分析与设计［J］.山东工业技术，2016（03）：188.

作者简介：李宝元（1992— ），男，汉族，甘肃武威人，硕士研究生，讲师，主讲结构力学课程。

*通讯作者：张灵通（1988— ），男，汉族，河南柘城人，硕士研究生，副教授，主讲混凝土结构设计课程。