金曉清　龔詩雨　方周玉　陳楠　蔣志楨

［摘 要］隨著高校教學(xué)改革的不斷深入，探索適用于新工科教育背景下的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)手段等已成為工程力學(xué)教學(xué)改革的熱點。文章基于學(xué)生視角，以重慶大學(xué)航空航天學(xué)院為例，首先介紹已實施的工程力學(xué)教學(xué)改革措施及其成效，包括優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)設(shè)置、深化專業(yè)理論知識與工程實際領(lǐng)域的結(jié)合、引入信息化教學(xué)手段、采用多元化的成績評定方式；接著探討目前工程力學(xué)教學(xué)中存在的問題；最后提出了優(yōu)化教學(xué)方法與模式、搭建導(dǎo)師與學(xué)生間溝通的橋梁、深化雙語教學(xué)等工程力學(xué)教學(xué)改革建議。

［關(guān)鍵詞］學(xué)生視角；工程力學(xué)；教學(xué)改革

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）04-0127-03

一、問題的提出

工程力學(xué)是一門研究物體機械運動以及物體承載能力的基礎(chǔ)科學(xué)，為工科類院校重要的技術(shù)基礎(chǔ)課之一，其理論性與系統(tǒng)性強、邏輯嚴(yán)密、比較抽象，但與工程實際具有密切的聯(lián)系[1]。工程力學(xué)對于學(xué)生對力學(xué)及數(shù)理相關(guān)專業(yè)知識的掌握與實驗技能等都有非常高的要求，也給院校的課程設(shè)置以及教學(xué)方法提出了不少挑戰(zhàn)。讓學(xué)生更好地掌握工程力學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)知識并能將其熟練地運用在工程實際領(lǐng)域中，成為工程力學(xué)教學(xué)改革的目標(biāo)。馬萬征等基于宏觀角度，在新工科背景下，提出了一系列符合專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的工程力學(xué)教學(xué)改革舉措[2]。劉新柱等以大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)，通過對工程力學(xué)教學(xué)質(zhì)量的分析探討，從多個方面提出了工程力學(xué)教學(xué)改革的新路徑[3]。夏平等從直接面向工科人才市場和生產(chǎn)一線的高級工程應(yīng)用型技術(shù)人才這一視角出發(fā)，對工程力學(xué)與工程實踐相結(jié)合方面進行了深入的研究，并提出了應(yīng)用型本科院校工程力學(xué)課程教學(xué)改革的方案[4]。然而，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息化逐漸成為各行業(yè)改革的重點目標(biāo)，信息技術(shù)更是成為現(xiàn)代化教學(xué)中不可或缺的工具，尤其被廣泛應(yīng)用于工程力學(xué)教學(xué)，為工程力學(xué)教學(xué)帶來了全新的教學(xué)內(nèi)容和形式，這樣的教學(xué)方式不僅可以更好地提高學(xué)生對工程力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，還可以取得更好的教學(xué)效果[5]。

綜上，已有文獻對工程力學(xué)教學(xué)改革的探討大多是基于教師或管理者視角進行，而本文將從學(xué)生這一受教育者的視角，基于重慶大學(xué)航空航天學(xué)院工程力學(xué)專業(yè)的教學(xué)模式和已實施的教改方法，對工程力學(xué)教學(xué)改革這一問題進行分析與探討，為工程力學(xué)教學(xué)改革的實施提供一定建議。學(xué)生作為教學(xué)改革的直接作用對象，能夠直觀地體會到教學(xué)改革帶來的影響并對其做出相應(yīng)的反應(yīng)與思考，以此角度對工程力學(xué)教學(xué)改革進行剖析與展望具有真實性與及時性，對工程力學(xué)教學(xué)改革工作具有重要意義。

二、已實施的工程力學(xué)教學(xué)改革措施及其成效

重慶大學(xué)航空航天學(xué)院（以下簡稱學(xué)院）對工程力學(xué)教學(xué)改革做出不斷努力與嘗試，以探索出更易于學(xué)生接受的教學(xué)模式。

（一）優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)設(shè)置

教育改革到深處是教學(xué)，到難處是課程。課程結(jié)構(gòu)設(shè)置的合理性對學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)化的知識體系有著顯著影響。多年以來，學(xué)院相關(guān)負責(zé)人不斷地對工程力學(xué)專業(yè)的教學(xué)大綱進行調(diào)整并優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)設(shè)置，使專業(yè)課程與相關(guān)數(shù)理知識在整個學(xué)習(xí)過程中銜接得更為緊密自然，促進教學(xué)更加規(guī)范化、更加系統(tǒng)化，這樣可以盡量避免某一門課程所需的知識在后面的課程中才能學(xué)到的情況。工程力學(xué)專業(yè)的課程量整體較多，并且難度較大，學(xué)院在此基礎(chǔ)上盡量優(yōu)化每一學(xué)期的課程分配，進而減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，以達到更好的學(xué)習(xí)效果。工程力學(xué)專業(yè)要求學(xué)生具有一定的編程能力以及Abaqus等商業(yè)軟件的應(yīng)用能力，因此學(xué)院為學(xué)生設(shè)置了相應(yīng)的通識課程與培訓(xùn)課程，以供學(xué)生根據(jù)個人興趣與能力來選擇與學(xué)習(xí)，這樣不僅能達到讓學(xué)生在基礎(chǔ)知識與專業(yè)技能方面同步發(fā)展的目的，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）深化專業(yè)理論知識與工程實際領(lǐng)域的結(jié)合

工程力學(xué)專業(yè)不僅注重專業(yè)知識在工程實際領(lǐng)域中的應(yīng)用，還強調(diào)運用相關(guān)力學(xué)知識解決在各工程應(yīng)用領(lǐng)域中遇到的力學(xué)相關(guān)問題。學(xué)院為了更好地達到這一目標(biāo)，在課程教學(xué)過程中除了注重培養(yǎng)學(xué)生運用力學(xué)知識解決實際問題的能力，還加入了許多實踐導(dǎo)向性的任務(wù)考核。例如，在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中，教師指導(dǎo)學(xué)生搭建張拉整體，讓他們切實感受其中的力學(xué)原理，進而深化他們對結(jié)構(gòu)力學(xué)等相關(guān)知識的認(rèn)識與理解；在結(jié)構(gòu)分析軟件應(yīng)用課程中，教師讓學(xué)生選擇生活中感興趣的力學(xué)現(xiàn)象或所學(xué)知識中的力學(xué)問題并利用有限元軟件進行分析討論，一方面鍛煉學(xué)生使用相關(guān)商業(yè)軟件的技能，另一方面使學(xué)生對力學(xué)問題中的力學(xué)原理有更直觀更深入的理解。特別是大四年級的力學(xué)綜合實驗課程，要求學(xué)生自行購買或制造材料，利用所學(xué)的力學(xué)知識搭建一座橋梁，在盡量減重的要求下滿足橋梁尺寸、強度等要求，這樣做實際上是對學(xué)生綜合運用專業(yè)知識解決實際問題的能力進行系統(tǒng)性的考核。這些不同形式的考核都體現(xiàn)了學(xué)院對于深化專業(yè)理論知識與實踐相結(jié)合這一教學(xué)改革目標(biāo)的不斷嘗試與努力。學(xué)生不僅在課堂上通過聽教師講授的方式學(xué)習(xí)到了理論知識，還通過自主動手實踐的方式更好地吸收了相關(guān)知識并掌握了一定的應(yīng)用方法，這為未來學(xué)生投身科研或進行相關(guān)工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

（三）引入信息化教學(xué)手段

根據(jù)教育部相關(guān)文件精神，高校應(yīng)適應(yīng)信息化條件下知識獲取方式和傳授方式、教和學(xué)關(guān)系等發(fā)生革命性變化的要求，深化信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。為此，學(xué)院投入建設(shè)了虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，使學(xué)生可以隨時隨地在線訪問虛擬仿真實驗教學(xué)平臺進行機翼裝配、載荷配置的相關(guān)實驗與計算，同時學(xué)院也在不斷開發(fā)新的虛擬仿真實驗供學(xué)生采用?，F(xiàn)代信息技術(shù)融入實驗教學(xué)項目后，不僅拓展了實驗教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，延伸了實驗教學(xué)的時間和空間，還提升了實驗教學(xué)的質(zhì)量和水平[6]。除此之外，學(xué)院的部分教師還將Sakai 等學(xué)習(xí)平臺融入教學(xué)中，在線發(fā)布作業(yè)并提前告知學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，使學(xué)生可以方便快捷地獲取教師提供的PPT、課程拓展資料等進行線下自主學(xué)習(xí)。在這些平臺上，學(xué)生不受時間與地點的限制，可以在平臺討論區(qū)就教學(xué)內(nèi)容等方面與同學(xué)、老師進行交流討論，同時教師也能及時收集到學(xué)生對課堂教學(xué)的反饋信息，以便及時做出相應(yīng)的調(diào)整。

（四）采用多元化的成績評定方式

改革教學(xué)方法需要同步改進傳統(tǒng)的考核方式，輔以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向的綜合性考核方法。學(xué)院采取多層次多維度的考核與成績評定方式，對學(xué)生專業(yè)基本概念、基本知識掌握情況通過書面考試的形式進行考核，而學(xué)生的基礎(chǔ)力學(xué)實驗?zāi)芰t通過實驗過程與實驗報告來體現(xiàn)。然而，對于運用工程力學(xué)知識解決實際工程領(lǐng)域問題的能力，很難采用考試的形式進行考核，只能通過與工程實際領(lǐng)域相關(guān)的課程設(shè)計項目進行考核。期末成績評定采取平時成績與考核成績相結(jié)合的方式，一方面實現(xiàn)了對學(xué)生不同專業(yè)能力的針對性考核，另一方面通過多樣化的考核方式不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新探索能力，還強調(diào)了學(xué)生對所學(xué)知識的熟練掌握與應(yīng)用。

三、學(xué)生視角下目前工程力學(xué)教學(xué)中存在的問題

（一）部分課程課時設(shè)置較少

工程力學(xué)是一門理論性相對較強的基礎(chǔ)學(xué)科，同時要求學(xué)生有較高的綜合素質(zhì)能力和實驗基礎(chǔ)知識水平，然而在實際教學(xué)過程中，往往存在教學(xué)內(nèi)容較多而課時較少的問題。比如彈性力學(xué)、流體力學(xué)等課程，這些課程教學(xué)內(nèi)容概念抽象，推導(dǎo)過程繁雜，容易導(dǎo)致學(xué)生對課程內(nèi)容產(chǎn)生抵觸心理，這對教師的教學(xué)能力與學(xué)生的接受能力都是較大的考驗。而這些課程的課時卻在逐漸縮減，這使得教師不得不在一定程度上壓縮與減少教學(xué)內(nèi)容，有時在教學(xué)過程中需要為完成既定的教學(xué)內(nèi)容而匆忙趕課，很難顧及學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的反饋情況，部分學(xué)生也會在這種較快的教學(xué)進度中承擔(dān)較大的學(xué)習(xí)壓力，容易產(chǎn)生抵觸等負面情緒，這為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)知識學(xué)習(xí)帶來了一定的阻礙。據(jù)學(xué)生反饋，過少的課時與較快的教學(xué)進度使得他們對流體力學(xué)、振動力學(xué)等課程中的部分內(nèi)容并沒有完全理解，還需要教師做進一步的講解。這也表明對于難度較大的專業(yè)課程知識，僅僅依靠學(xué)生自學(xué)會造成學(xué)習(xí)效率不高的現(xiàn)象，需要教師進行一定程度的指導(dǎo)與點撥。

（二）課堂教學(xué)模式單一化

工程力學(xué)專業(yè)課程涉及較多專業(yè)基礎(chǔ)概念與復(fù)雜的推導(dǎo)過程，內(nèi)容比較枯燥。而對于這些課程的教學(xué)，教師大多利用多媒體設(shè)備對課件進行演示，或采用傳統(tǒng)的板書講解方式，教學(xué)內(nèi)容比較枯燥乏味，對信息化技術(shù)的應(yīng)用方式也比較單一，學(xué)生大多數(shù)時候是被動地接受知識，較少主動地去思考。如果教師的授課內(nèi)容缺乏吸引力，學(xué)生不能主動參與課堂，就會導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，教學(xué)效率不高，教學(xué)質(zhì)量也無法得到提高。部分學(xué)生認(rèn)為只要記住了主要知識就可以通過考核，不需要再進行深入的理解運用，導(dǎo)致學(xué)習(xí)之后無法結(jié)合工程實際進行應(yīng)用，無法靈活地應(yīng)用專業(yè)理論知識進行實踐。

（三）學(xué)生創(chuàng)新實踐能力不足

創(chuàng)新實踐能力是學(xué)生參與科研或投身相關(guān)工作必不可少的能力素質(zhì)，而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的有效方式之一是讓學(xué)生在掌握一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時盡早地去了解相關(guān)科研工作并運用已有的知識進行探索與研究，如參加相關(guān)的技能競賽或科研訓(xùn)練等。學(xué)院為此在大一年級便為學(xué)生配備了一對多的學(xué)業(yè)導(dǎo)師，一方面對學(xué)生進行學(xué)業(yè)方面的指導(dǎo)，另一方面給學(xué)生提供了解科研、參與科研的渠道。但由于前兩學(xué)年學(xué)生在學(xué)院新校區(qū)學(xué)習(xí)與生活，導(dǎo)師也有較重的科研任務(wù)，并且學(xué)業(yè)導(dǎo)師與學(xué)生間的聯(lián)系缺乏具體活動或任務(wù)作為支撐，導(dǎo)致部分學(xué)生缺乏與學(xué)業(yè)導(dǎo)師的及時溝通交流，學(xué)業(yè)導(dǎo)師的配備并沒有取得預(yù)期的成效。此外，部分學(xué)生對于相關(guān)技能競賽或科研訓(xùn)練缺乏一定了解，參與積極性不高，導(dǎo)致他們的理論學(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用出現(xiàn)一定程度的脫節(jié)，這需要學(xué)院對學(xué)生進行一定的宣傳與指導(dǎo)。

四、學(xué)生視角下工程力學(xué)教學(xué)改革建議

（一）優(yōu)化教學(xué)方法與模式

由于課時限制，對于彈性力學(xué)、流體力學(xué)等教學(xué)任務(wù)量大、學(xué)習(xí)難度大的課程，為了更好地達到教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生更好地吸收教學(xué)內(nèi)容，建議采用分段式的教學(xué)方法，即將課程教學(xué)分為課前布置、課中設(shè)計、課后鞏固、實踐運用四個環(huán)節(jié)。

教師可以在課前充分利用信息化教學(xué)平臺，給學(xué)生安排一些開放性的課前預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生在探索過程中自行了解一些教學(xué)相關(guān)內(nèi)容。通過課前預(yù)習(xí)，可以讓學(xué)生主動提前學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生不再覺得課堂教學(xué)枯燥乏味。課中階段進行一定的設(shè)計，如采用互動式、設(shè)問式及歸納總結(jié)式的方法，增加學(xué)生的參與感。在具體的教學(xué)過程中可以加入帶有實驗特征的仿真模擬系統(tǒng)操作，讓學(xué)生將抽象的問題通過具體方式呈現(xiàn)出來，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課后，教師通過布置課程作業(yè)的形式，讓學(xué)生對所學(xué)的知識進行及時消化與鞏固，同時利用信息化教學(xué)平臺提前告知學(xué)生課程內(nèi)容，并將上課時使用的課件與資料上傳到教學(xué)平臺。另外，還可以充分利用MOOC等信息化教學(xué)平臺，讓學(xué)生能夠隨時隨地在線學(xué)習(xí)，對自己還沒有掌握的知識點進行重點復(fù)習(xí)。在實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，教師可以通過布置一些具有實踐意義的課題或任務(wù)，鍛煉學(xué)生熟練運用所學(xué)理論知識的能力?？偟膩碚f，通過這樣的教學(xué)模式可以使教師充分利用課上與課下的時間，在有限的課時內(nèi)更好地完成教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)。

（二）搭建學(xué)業(yè)導(dǎo)師與學(xué)生間溝通的橋梁

為使學(xué)生更好地了解專業(yè)情況與科研方法，學(xué)院應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)業(yè)導(dǎo)師的積極作用。第一，堅持為學(xué)生分配學(xué)業(yè)導(dǎo)師，為學(xué)生搭建與學(xué)業(yè)導(dǎo)師溝通交流的橋梁。如定期讓不同的學(xué)業(yè)導(dǎo)師為學(xué)生舉辦專業(yè)講座與交流會，通過這樣的活動使學(xué)生對導(dǎo)師的科研情況有一定了解、對科研方法有一定認(rèn)識，同時增加學(xué)業(yè)導(dǎo)師與學(xué)生的交流機會，在交流分享中培養(yǎng)學(xué)生對科研的興趣。第二，可以要求學(xué)生每學(xué)年在學(xué)業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成一項合理的探索研究任務(wù)，并讓導(dǎo)師針對學(xué)生的研究情況給出評價與建議，加強學(xué)生與導(dǎo)師之間的聯(lián)系?？偟膩碚f，通過這樣的方式可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，充分利用現(xiàn)有資源發(fā)揮學(xué)業(yè)導(dǎo)師制度的教學(xué)優(yōu)勢，增強學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，讓他們不僅僅追求通過考試。

（三）適應(yīng)社會需求，深化雙語教學(xué)

為適應(yīng)經(jīng)濟全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，高等學(xué)校本科教育應(yīng)適當(dāng)引用國外好的英語教材并適當(dāng)使用英語進行公共課和專業(yè)課教學(xué)[7]。學(xué)院為大四年級學(xué)生開設(shè)了專業(yè)英語相關(guān)課程，旨在讓學(xué)生具備一定的專業(yè)英語素養(yǎng)。在教學(xué)活動中，學(xué)生有時需要檢索和閱讀專業(yè)英文文獻，如果專業(yè)英語教學(xué)缺失，就會使學(xué)生在這一方面較為被動。如果將專業(yè)英語的授課學(xué)期向前調(diào)整，就能讓學(xué)生盡早地學(xué)習(xí)專業(yè)英語。此外，學(xué)生在大一大二年級通過大學(xué)英語課程的學(xué)習(xí)，具備了一定的英語素養(yǎng)，而且工程力學(xué)專業(yè)課程涉及的專業(yè)詞匯重復(fù)率較高，學(xué)生較易接受，因此在教學(xué)中比較容易引用雙語教材和開展雙語教學(xué)。同時，在工程力學(xué)專業(yè)課程教學(xué)中開展雙語教學(xué)，還可以起到從基礎(chǔ)英語到專業(yè)英語的橋梁紐帶作用。

五、總結(jié)

基于教育者視角思考教學(xué)改革具有宏觀性的指導(dǎo)意義，而基于學(xué)生視角對教學(xué)改革進行反饋與建議同樣具有重要意義。優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)設(shè)置、深化理論結(jié)合實際、引入信息化教學(xué)手段、拓展成績評定方式等舉措在人才培養(yǎng)方面的成效十分顯著，但同時也仍然存在有待解決的問題。未來筆者將繼續(xù)在優(yōu)化課堂教學(xué)模式、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力、拓展學(xué)生國際化視野等方面做出努力，探索出更優(yōu)更高效的人才培養(yǎng)方案。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 郎風(fēng)超，劉佳偉，姜愛峰.工程力學(xué)教學(xué)改革探討[J].科技風(fēng)，2021（1）：65-66.

[2］ 馬萬征，李忠芳，馬月芹.新工科背景下符合專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的《工程力學(xué)》教學(xué)改革的研究[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（46）：91-93.

[3］ 劉新柱，王冬，潘佳卉.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)的工程力學(xué)教學(xué)改革與實踐[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2014（1）：39-40.

[4］ 夏平，毛文貴，卿上樂.應(yīng)用型本科工程力學(xué)課程教學(xué)改革研究[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，20（1）：101-103.

[5］ 郭勇.信息化背景下的工程力學(xué)教學(xué)改革措施[J].高教學(xué)刊，2019（14）：124-126.

[6］ 時連君，時慧喆.一流學(xué)科建設(shè)背景下的實驗教學(xué)改革探索[J].實驗室科學(xué)，2019，22（6）：113-115.

[7］ 陳建國，王秀敏，向琳，等.信息安全技術(shù)課程雙語教學(xué)的探索與研究[J].計算機教育，2016（3）：81-84.

［責(zé)任編輯：周侯辰］