桑永英 胡敏英 王澤河 李新領(lǐng) 王會(huì)強(qiáng)

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 河北·保定 071000）

在2018年召開(kāi)的新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上，陳寶生部長(zhǎng)第一次提出了“金課”概念，對(duì)大學(xué)生要有效增負(fù)，號(hào)召教師真正的把“水課”轉(zhuǎn)變成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。隨即教育部專門(mén)印發(fā)了《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》，提出各高校要全面梳理各門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰“水課”、打造“金課”，切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量①。為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，作為機(jī)械類專業(yè)三大力學(xué)之一的《理論力學(xué)》課程在教學(xué)內(nèi)容和方法上必須進(jìn)行改革。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，人才的培養(yǎng)取決于課程建設(shè)的水平②。《理論力學(xué)》課程在機(jī)械類專業(yè)中是一門(mén)理論性較強(qiáng)的技術(shù)課，也是后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。我們應(yīng)該借此機(jī)會(huì)，針對(duì)目前《理論力學(xué)》在課程建設(shè)中存在的問(wèn)題，以金課建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為要求，積極探索理論力學(xué)教學(xué)改革方法和改進(jìn)措施，增加《理論力學(xué)》教學(xué)的“含金量”，切實(shí)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 金課的內(nèi)涵和特征

“金課”可以歸結(jié)為“兩性一度”：高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的課。

其一，高階性。就是知識(shí)、能力、素質(zhì)有機(jī)融合，是要培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維。在課程設(shè)計(jì)中，我們首先要確定教學(xué)目標(biāo)，然后確定教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)。高階性的教學(xué)目標(biāo)才能讓課程達(dá)到“金課”的要求。

其二，創(chuàng)新性。是指課程內(nèi)容要反映前沿性和時(shí)代性，教學(xué)形式呈現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化。課程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合以學(xué)生為中心的課程教學(xué)改革方向，注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)志趣和潛能，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。在今天，老師們可以充分將信息技術(shù)與教育教學(xué)融合，課程應(yīng)用與課程服務(wù)相融通以適合在線學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂以及線上線下混合式拓展性學(xué)習(xí)。有針對(duì)性地解決當(dāng)前教育教學(xué)中存在的問(wèn)題，充分利用和發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)，各教學(xué)環(huán)節(jié)充分、有效，滿足學(xué)生的在線學(xué)習(xí)的訴求，不是傳統(tǒng)課堂的簡(jiǎn)單翻版。

其三，挑戰(zhàn)度。金課”相對(duì)于“水課”而言，就是對(duì)學(xué)生的考核要求提高了，不是在課堂中輕松學(xué)習(xí)就可以“混學(xué)分”的課程。而是課程有一定難度，考試有一定的挑戰(zhàn)度，而這個(gè)挑戰(zhàn)度的設(shè)計(jì)并非故意“刁難”學(xué)生，而是針對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的目標(biāo)分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的考核要求及題目。

要打造《理論力學(xué)》金課，應(yīng)該充分重視課堂教學(xué)這一主陣地，利用好有限學(xué)時(shí)，努力營(yíng)造好的課堂教學(xué)氛圍，始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)做到豐富授課形式和授課內(nèi)容，合理運(yùn)用好現(xiàn)代信息技術(shù)手段，比如雨課堂、學(xué)習(xí)通等線上教學(xué)平臺(tái)，落實(shí)《理論力學(xué)》課程的金課建設(shè)。

2 《理論力學(xué)》課程背景

2.1 課程性質(zhì)和特點(diǎn)

《理論力學(xué)》是研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)及物體間相互機(jī)械作用的一般規(guī)律的學(xué)科，理論性較強(qiáng)。該課程的任務(wù)是使學(xué)生初步學(xué)會(huì)應(yīng)用力學(xué)基本理論和基本方法來(lái)分析和計(jì)算從工程實(shí)際中簡(jiǎn)化出來(lái)的力學(xué)模型，從而掌握解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、抽象化能力、數(shù)字計(jì)算能力等科學(xué)素質(zhì)，為后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前課程知識(shí)體系如圖1所示。

2.2 課程存在問(wèn)題

理論力學(xué)對(duì)于很多學(xué)生來(lái)講是一門(mén)比較枯燥和難懂的課程，在同學(xué)們的印象中是比較難學(xué)的一門(mén)課程，其中比較突出的問(wèn)題包含以下幾個(gè)方面。

（1）該課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，比較難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（2）學(xué)生的學(xué)習(xí)處于被動(dòng)的模式，學(xué)生課堂參與度不夠，師生交流不足，以至于問(wèn)題越積越多，導(dǎo)致課堂教學(xué)質(zhì)量不高。

（3）課后作業(yè)練習(xí)少，大多數(shù)學(xué)生僅限于完成教師在課堂上布置的習(xí)題，導(dǎo)致考試成績(jī)不是很理想。

（4）課本上例題大部分具有工程背景，但同時(shí)缺乏與實(shí)際工程相結(jié)合，因此大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)是如何應(yīng)對(duì)考試，導(dǎo)致知識(shí)面狹窄。

3 《理論力學(xué)》教學(xué)改革與實(shí)踐

針對(duì)當(dāng)前理論力學(xué)課程存在問(wèn)題，以金課建設(shè)為目標(biāo)，為了提高理論力學(xué)課程含金量，提高教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)過(guò)程中提出以下教學(xué)改革的探索。

3.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

對(duì)于教學(xué)的傳統(tǒng)觀念是“教師把知識(shí)傳授給學(xué)生的過(guò)程”，這個(gè)過(guò)程是以教為中心，以老師為主體。這種單向的灌輸式教學(xué)模式其實(shí)偏離了教學(xué)的本質(zhì)的。那么教學(xué)的本質(zhì)是什么？簡(jiǎn)單地說(shuō)就是“教學(xué)生學(xué)”，教學(xué)生“樂(lè)學(xué)、會(huì)學(xué)、學(xué)會(huì)”工程認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，要以學(xué)生接受教育后所取得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，進(jìn)行能力導(dǎo)向教育，因此教師的教學(xué)理念要以教師的“教”為中心向以學(xué)生的“學(xué)”為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)思考問(wèn)題，充分發(fā)揮學(xué)在學(xué)習(xí)中的自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性。

圖1：理論力學(xué)知識(shí)體系

圖2：《理論力學(xué)》混合式教學(xué)改革與實(shí)踐設(shè)計(jì)

3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

由于課程本身難度較高，在目前64個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)過(guò)程中不可能完成靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)所有知識(shí)的學(xué)習(xí)，不但是對(duì)任課教師如何把握講課速度與深度是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，更不能確保學(xué)生能夠?qū)W會(huì)、理解并應(yīng)用理論力學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)。因此，在課程內(nèi)容方面要盡量做到優(yōu)化。

（1）講重點(diǎn)，少重復(fù)。比如對(duì)于靜力學(xué)部分的受力分析、摩擦和動(dòng)力學(xué)部分機(jī)械能守恒等知識(shí)，與物理課程重復(fù)較多的知識(shí)點(diǎn)，在課程中盡量避開(kāi)不講或者少講，而是重點(diǎn)講解理論力學(xué)體系下的知識(shí)內(nèi)容。

（2）重應(yīng)用，少推導(dǎo)。理論力學(xué)中定理多，公式多，不可能在有限的課堂學(xué)時(shí)內(nèi)把全部公式推導(dǎo)出來(lái)，比如在點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)這一章節(jié)，在講解三種運(yùn)動(dòng)的概念和加速度合成定理時(shí)，可以重點(diǎn)講解定理在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，減少繁瑣公式的推導(dǎo)過(guò)程，讓學(xué)生在解決工程案例過(guò)程中學(xué)到知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)該可以達(dá)到事半功倍效果。

3.3 轉(zhuǎn)變教學(xué)模式

課程內(nèi)容不應(yīng)該僅僅局限在教材上，要充分利用線上慕課視頻、國(guó)家在線仿真平臺(tái)等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。課程設(shè)計(jì)也不僅僅只包含PPT和板書(shū)，要充分利用動(dòng)畫(huà)、視頻、聲音、文字等傳播媒介，這種線上線下混合式教學(xué)模式，使得教師可以全程“干預(yù)”學(xué)生學(xué)習(xí)的全過(guò)程。以章節(jié)為基本單位列出學(xué)生應(yīng)掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)方式，以及課堂組織方式（如大班課程、小班討論等）。具體實(shí)施路徑如圖2所示。

3.3.1 課前發(fā)布

教師根據(jù)《理論力學(xué)》知識(shí)體系將課程分成靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三個(gè)系統(tǒng)教學(xué)模塊。靜力學(xué)研究的是物體平衡時(shí)所受的力應(yīng)該滿足的條件，還研究物體受力的分析方法及力系簡(jiǎn)化，但是沒(méi)有討論如果受到的力系平衡的話，剛體或者剛體系統(tǒng)將有什么樣的運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)學(xué)僅僅從幾何的角度來(lái)研究點(diǎn)或剛體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，比如軌跡、速度、加速度，而沒(méi)有研究引起運(yùn)動(dòng)的原因；動(dòng)力學(xué)是把運(yùn)動(dòng)和它受到的力聯(lián)系起來(lái)，研究運(yùn)動(dòng)和受力之間的關(guān)系。所以三大模塊內(nèi)容互相關(guān)聯(lián)，有機(jī)結(jié)合。對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)可以借助網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)的MOOC資源或者教師自己錄制相關(guān)視頻，便于學(xué)生重復(fù)觀看和學(xué)習(xí)。教學(xué)設(shè)計(jì)方面，教師在課前進(jìn)行任務(wù)布置，提出問(wèn)題和任務(wù)，讓學(xué)生帶著任務(wù)、有目的的進(jìn)行預(yù)習(xí)，它是線上學(xué)習(xí)的引擎。對(duì)于學(xué)生而言，在課前先了解學(xué)習(xí)目標(biāo)，了解學(xué)習(xí)中需要解決的問(wèn)題并思考解決的方法，為線下課堂教學(xué)埋設(shè)學(xué)習(xí)需求。

3.3.2 課中實(shí)施

設(shè)置點(diǎn)名簽到系統(tǒng)，管理學(xué)生出勤信息，節(jié)約原先點(diǎn)名所浪費(fèi)的時(shí)間。在課堂教學(xué)中，在關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)置問(wèn)題搶答、必答等環(huán)節(jié)，如：靜力學(xué)中主矢、合力、摩擦角、摩擦自鎖的概念及應(yīng)用、空間任意力系四種簡(jiǎn)化結(jié)果分析；運(yùn)動(dòng)學(xué)中剛體的平移和剛體的平面運(yùn)動(dòng)的區(qū)分、牽連運(yùn)動(dòng)和牽連點(diǎn)的定義、剛體平面運(yùn)動(dòng)中求速度的方法以及各自的優(yōu)點(diǎn)；動(dòng)力學(xué)中剛體在不同運(yùn)動(dòng)形式下的動(dòng)量矩、動(dòng)能、慣性力的計(jì)算等，讓學(xué)生真正參與到教學(xué)環(huán)境中來(lái)，成為課堂教學(xué)的中心。同時(shí)根據(jù)平臺(tái)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析結(jié)果，將學(xué)生沒(méi)有掌握或掌握得不理想的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

3.3.3 課后鞏固

理論力學(xué)概念聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，但題目難解。老師在學(xué)習(xí)通平臺(tái)上布置課后作業(yè)，學(xué)生可以通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)在線上交流，協(xié)同完成任務(wù)，并可以發(fā)布問(wèn)題貼。教師可以在線答疑，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地教學(xué)，解決原先時(shí)間和空間上的不便，同時(shí)通過(guò)學(xué)生作業(yè)情況掌握本節(jié)課授課效果，以便實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和難易程度。

3.3.4 課程考核及評(píng)價(jià)

原課程規(guī)范中，理論力學(xué)的平時(shí)成績(jī)只占20%，期末測(cè)試成績(jī)占80%，其中平時(shí)成績(jī)是由課堂點(diǎn)名和隨堂作業(yè)組成，這種評(píng)價(jià)和考核形式非常注重期末考試。線上線下混合教學(xué)模式，教師可以根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況、課堂參與度、課下任務(wù)完成情況以及平臺(tái)活躍度等課程教學(xué)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的考查，來(lái)客觀評(píng)價(jià)平時(shí)成績(jī)，注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，減少以期末閉卷考試為主單一決定學(xué)生期末成績(jī)的弊端，使得學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)更加的多元化、合理化，有利于學(xué)生不斷調(diào)整學(xué)習(xí)態(tài)度，提高自我學(xué)習(xí)能力和自覺(jué)性。

3.3.5 教學(xué)活動(dòng)延伸與拓展

教師通過(guò)學(xué)生在平臺(tái)上的綜合反饋，可以對(duì)學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)和強(qiáng)化，解決他們學(xué)習(xí)中實(shí)際存在的困難。還可以挑選出優(yōu)秀的學(xué)生，進(jìn)行課外提升。由于理論力學(xué)是很多高校機(jī)械專業(yè)的考研課程，對(duì)于這部分同學(xué)而言，需要對(duì)課堂內(nèi)容的深度和廣度進(jìn)行提升。同時(shí)鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生積極參加力學(xué)競(jìng)賽和其他創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，提升邏輯思維以及綜合解決科學(xué)問(wèn)題的能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

在新工科建設(shè)的思想指導(dǎo)下，《理論力學(xué)》課程構(gòu)建“以學(xué)生為中心”線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；以課前自學(xué)、課堂討論、課后復(fù)習(xí)的方式使得學(xué)生從傳統(tǒng)的聽(tīng)取變?yōu)橹鲃?dòng)汲取和掌握課程知識(shí)，有效提高分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題的能力；增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)。《理論力學(xué)》課程改革是一個(gè)持續(xù)的探索過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中要不斷的更新教學(xué)理念，不斷進(jìn)行教與學(xué)的改革實(shí)踐，打造“兩性一度”的《理論力學(xué)》課程，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

注釋

① https：//www.sohu.com/a/280162124_657974

② http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/moe_745/201811/t20181129_361868.html