【摘" 要】 “工程力学”作为高校众多工科专业的必修课程,扮演着后续专业课的“开路先锋”角色,起着重要的奠基作用。该课程的特点是公式繁多、计算复杂,同时具有很强的系统性和逻辑性,但概念之间易混淆。鉴于民办高校学生基础知识相对薄弱,理解能力参差不齐,学习该课程时往往感到困难重重。文章以皖江工学院为例,深入剖析了当前民办高校在“工程力学”课程教学中普遍存在的问题,并立足学校应用型人才培养的目标,结合学生的实际特点,对民办高校“工程力学”课程的教学改革进行了初步探索。
【关键词】 民办高校;工程力学;教学改革
对高校中的众多工科类专业而言,无论是专业课程的学习还是实际工作的开展,都离不开对力学知识的广泛应用。其中,“工程力学”作为一门核心力学课程,其知识体系横跨土木、水利、机械等多个领域,为这些专业的学习奠定了坚实的基础。皖江工学院,作为一所以工科教育为主的应用型普通本科院校,其开设的水务工程、汽车服务工程等专业,均将“工程力学”视为必修课程。
在知识目标层面,本课程旨在使学生全面掌握静力学和材料力学的必要知识,为后续的杆件强度、刚度和稳定性计算提供坚实的理论基础。在能力目标方面,课程则注重以理论分析为基石,着力培养学生的逻辑思维能力、科学分析问题与解决问题的能力,以及在实际工程计算和应用中的实践能力。从素质目标的角度来看,本课程还致力于提高学生的学习和工作能力,强化其自主学习和终身学习的意识。通过训练,学生掌握自主学习的方法和技能,从而具备适应社会科技发展的能力。
然而,“工程力学”课程本身具有概念繁多、公式复杂、系统性和逻辑性强、计算量大等特点,且理论与实际联系紧密,这使得学生掌握起来存在一定的难度。尤其对民办高校而言,生源基础相对薄弱,而且部分学生甚至是文科背景,这无疑给“工程力学”课程的教学带来了更大的挑战。为了更好地实现教学目标、提高教学效果,有必要对当前“工程力学”课程教与学中存在的问题进行深入的分析和总结,并在此基础上提出切实可行的改革措施。
一、民办高校“工程力学”课程教学中存在的问题
基于近年来皖江工学院“工程力学”的教学实践,发现当前教学中存在以下显著的问题。
首先,学生基础薄弱是一个不容忽视的问题。“工程力学”作为专业基础课,对学生的数学、物理等基础知识有较高要求,同时对学生的计算能力和理解能力也提出了挑战。然而,民办高校学生在这方面的基础普遍较弱,尤其是对文科背景的学生,如工程管理和工程造价等专业的学生而言,学习这门系统性强、逻辑严密且涉及大量计算的理论课程无疑有难度。
其次,学生自主学习意识不强也是一大难题。除了学习基础较差外,民办高校的学生自主学习意识也相对薄弱。许多学生还停留在中学阶段的学习模式,需要教师的监督才能有效学习。此外,他们的自主学习能力也有待提高。
再者,课程学时少、任务重也是当前教学中的一个突出问题。民办高校以应用型人才培养为主,受培养目标和高等教育改革的影响,各专业力学类基础课程的学时数被大幅削减。以工程管理和工程造价专业为例,“工程力学”课程的总学时数已减少至48学时,相比之前减少了16个学时。然而,教学内容并未明显减少,这就导致教师不得不加快教学进度,给学生的学习带来了压力。
此外,“工程力学”课程内容本身也存在枯燥难懂的问题。该课程逻辑性强、系统性和连贯性紧密,概念繁多且容易混淆,不易被学生理解。如果学生未能掌握前面的知识点,将很难接受后续的内容,长此以往,还容易失去学习兴趣。
同时,教学方式单一也是当前教学中的一个不足之处。传统的板书与PPT课件相结合的教学方式以教师单方面输出为主,学生的参与度很低。如果教师的教学设计不合理,过度依赖PPT,很容易引起学生的反感,甚至产生厌学情绪。
最后,考核方式落后也是当前教学中需要关注的一个方面。传统的“工程力学”考核方式以期末卷面成绩为主,作业、考勤等平时成绩为辅。这种考核标准过于强调考试环节的重要性,而忽视了学习过程的重要性。这很容易导致学生上课不认真、作业抄袭应付、考试前“临时抱佛脚”的现象。同时,这种考核方式的分数具有偶然性,不利于学生实践和创新能力的培养,也不利于学生的身心健康发展和教学质量的提升。
二、民办高校“工程力学”教学改革措施
结合皖江工学院力学与工程材料教研室近年来的丰富授课经验,针对当前存在的问题,提出了以下改革措施:
(一)线上线下融合教学
鉴于“工程力学”课程课时紧张且任务繁重,教师应充分利用线上教学资源,实现线上线下相结合的教学模式。这种模式不仅强调了课前预习和课后复习的重要性,还有助于提高整体教学效果。
1. 课前预习
利用学习通等平台,教师根据教学进度设立章节学习任务点,并要求学生按时完成相关学习。这些任务点可以包括教师自制的知识点小视频,或是从慕课等网络资源中精选的力学类优质课程章节。通过课前预习,学生可以初步掌握理论公式,从而减少课堂教学中的公式推导时间,为基础知识讲解和实际应用腾出更多学时。同时,教师还能通过线上教学平台的反馈,了解学生的预习情况,既能督促学生预习,又能根据实际情况调整线下课堂教学内容。
2. 课中突出重点
在课前预习的基础上,教师在线下课堂中通过提问、课前小测验等方式,准确掌握学生对知识点的掌握情况,进而有针对性地突出重点和难点。教学以实例和问题为核心,采用理论分析、计算实证和归纳总结等方法,对疑难部分进行深入讲解,实现精讲多练。同时,增加讨论课,充分激发学生的主观能动性。
3. 课后复习巩固
“工程力学”课程内容丰富且连贯性强,若学生课后不及时复习巩固,已学知识点易遗忘,且会影响后续课程的学习。因此,每次课程结束后,教师都应对重要知识点进行复习和总结。以画剪力图和弯矩图为例,这是“工程力学”的重点和难点之一。教师在该部分内容教学结束后,可以总结并展示画法的关键步骤,帮助学生快速、准确地掌握这一技能。除了每次课程的复习总结,每章或者每篇学完也要进行相应内容的梳理,通过带领学生反复多次总结复习,加强学生对知识点的掌握。针对课后习题,即使教师在课堂上逐题讲解一遍往往也效果不佳,还占用了大量教学时间,如果将习题讲解以视频形式上传到线上教学平台,学生就可以反复观看学习,这对后期期末总复习也有很大帮助。同时,教师还可以借助线上教学平台与学生进行互动、交流,给学生答疑解惑的同时,有效建立良好的师生关系。
(二)实施问题引导教学
为了克服传统“灌输式”教学的局限性,在新工科背景下,教师应以学生为中心,转变教学思路与方法,使学生从被动学习转变为主动学习。问题引导教学便是一种有效的改革方式。教师可以从生活、工程实践或自然界中的力学问题入手,或在课前通过典型例题演算及简单教具演示,将问题直观地呈现给学生,激发他们的讨论与思考。这种方法能显著提升学生的学习主动性与积极性。例如,在讲解压杆稳定性概念时,教师可利用直尺作为教具,在课堂上进行受压演示,让学生亲眼观察直尺在受压过程中如何沿厚度方向弯曲,进而引出问题,使学生理解压杆的失稳方向与其截面形状的关联。
(三)融合竞赛与教学,以赛促改、以赛促教
力学竞赛作为大学生竞赛的重要组成部分,旨在考查学生灵活运用力学基础知识及分析和解决问题的能力。参与力学竞赛不仅能提升学生的创新能力和力学思维,还能培养他们不畏困难、勇于挑战的精神。为鼓励学生积极参与,教师应在竞赛前做好宣传工作,并将力学竞赛内容融入日常教学。通过精选历年力学竞赛中难度适中、趣味性强的试题作为课堂例题,加深学生对知识点的理解,同时消除他们对力学竞赛的畏惧心理,激发学习热情,增强参赛信心。此外,教师自身也应具备竞赛意识,积极参与各类教学竞赛,以不断提升自身的教学能力与水平。以皖江工学院为例,近年来,学校为激发教师教学热情、促进教学创新及提升业务技能,举办了年度教师教学技能大赛和“二十大精神进课堂”等赛事。教师通过参与技能竞赛,不仅能发现自身不足,还能借鉴和学习其他优秀教师的教学手段和方法,从而达到改进教学的目的。
(四)实现实验教学与理论教学的同步化
“工程力学”课程不仅涵盖理论教学,还包含实验教学环节。然而,在传统教学模式中,这两部分往往是分开进行的。以皖江工学院为例,由于多种因素,“工程力学”课程的理论教学通常先于实验教学展开。但值得注意的是,理论教学中的诸多公式与原理均源自实验,材料的力学性质也需通过实验来验证。这种教学模式下,教师只能在理论教学中对实验进行理论阐述,而学生则只能被动地接受这些理论知识,无法通过亲身参与实验过程形成直观认识,进而深化对实验的理解。同时,滞后的实验教学也无法对当前的理论学习起到有效的巩固和深化作用。因此,在课程安排中,应努力确保“工程力学”课程的理论教学与实验教学能够同步进行,以优化教学效果,提升学生的实践能力。
(五)根据学生需求开展针对性教学提升
近年来,皖江工学院的学生对学历的需求不断提高,选择考研深造的学生数量显著增加。这部分学生的学习需求已经超越了基础知识层面,他们更渴望在基础知识上进行拓展和拔高。然而,以往的工程力学课程教学往往过于关注学生是否能够通过考试,而忽视了考研学生的特殊需求。为了更好地满足这部分学生的学习需求,教师在未来的教学中可以借助线上教学平台,打造“提升模块”。教师通过补充考研所需而课堂上未涉及的教学内容,精讲考研试题,并布置具有挑战性的习题,让学生可以根据自己的实际需求进行选择性学习,从而实现个性化提升。
(六)思政教育的有机融入
在教学改革的进程中,课程思政的重要性不容忽视。教师应深入挖掘课程中的思政元素,巧妙地将思政教育融入“工程力学”的教学之中。例如,在讲解平面力系时,可以通过塔式起重机的倾覆问题,告诫学生做事要适度,过犹不及;在讲解材料力学的任务及基本概念时,结合近年来的工程案例,使学生深刻理解工程安全的重要性以及设计构件时应满足的条件,同时激发他们的学习热情,让他们认识到工程设计人员的社会责任、从业人员的职业伦理道德与担当;在讲解强度、刚度和稳定性计算时,则强调学生应合理选择构件的尺寸和材料,坚持“安全第一”的原则,并考虑经济性和环保性,尽量采用绿色环保的新材料,以此凸显科技发展在促进以人为本理念实现中的重要作用。
(七)优化考核方式
在教学改革的过程中,除了对教与学进行革新外,还需根据课程特点和学生实际情况对考核方式进行优化。为了减少传统考核方式带来的弊端,更好地实现应用型人才培养的目标,应进一步降低期末考试成绩的比重,将平时成绩提升至与期末考试成绩同等重要的地位。同时,在平时成绩的评定上,应打破传统的考勤和提问模式,结合线上教学增加章节小测验、线上互动参与情况、线上任务完成情况等多种考核指标,以全面、客观地评价学生的学习效果。
三、结语
本文以皖江工学院为例,从教学对象、课程特点、考核方式等方面出发,对目前民办高校“工程力学”课程教学中普遍存在的问题进行了分析,并提出了相应的改革措施。实践教学表明改革效果良好,有望为同类院校的教学提供参考。
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