黃錫峰 張武 王運(yùn)明

摘?要：新工科建設(shè)是國(guó)家新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要戰(zhàn)略部署，為貫徹落實(shí)教育改革，實(shí)施“三二分段”教學(xué)，培養(yǎng)高技能人才?！肮こ塘W(xué)”是汽車類專業(yè)必不可少的一門基礎(chǔ)課程，這門課程與工程實(shí)際緊密結(jié)合，在教學(xué)過程中存在理論概念抽象、學(xué)生工程意識(shí)薄弱、理解能力有限、學(xué)生空間思維水平差異大、教學(xué)課時(shí)不足、學(xué)習(xí)興趣不大、知識(shí)點(diǎn)難度偏高等問題。通過分析“工程力學(xué)”“三二分段”教學(xué)改革的思路，進(jìn)行科學(xué)的課程教學(xué)設(shè)計(jì)，從教學(xué)方法、多種教學(xué)評(píng)價(jià)、授課著重點(diǎn)等方面進(jìn)行改革探索，通過理論知識(shí)與實(shí)際案例相結(jié)合的方式進(jìn)行課堂互動(dòng)反饋，將價(jià)值內(nèi)涵與課堂教學(xué)相融合，多種類課程內(nèi)容交叉融合，引入多元教學(xué)評(píng)價(jià)的“工程力學(xué)”多元化教學(xué)方式新模式，引導(dǎo)學(xué)生透徹理解知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將顯性教育與隱性教育相統(tǒng)一，幫助學(xué)生培養(yǎng)工程倫理意識(shí)、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力。

關(guān)鍵詞：三二分段；工程力學(xué)；教學(xué)方式；多元化教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642

隨著新的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇交匯而來，高校的工科專業(yè)建設(shè)需堅(jiān)持以質(zhì)量提升為重要目標(biāo)。新工科以塑造未來為理念，以培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型工程人才為驅(qū)動(dòng)，以支撐國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)。在新工科背景下，“工程力學(xué)”在實(shí)際應(yīng)用中具有基礎(chǔ)性和廣泛性。在“三二分段”教學(xué)中，“工程力學(xué)”是一門理論性強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)與承載能力的基礎(chǔ)學(xué)科，是汽車類專業(yè)學(xué)生必修課程之一［1］，其理論性強(qiáng)，邏輯嚴(yán)密而且抽象，與工程實(shí)際聯(lián)系緊密?！肮こ塘W(xué)”主要包括靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分內(nèi)容，該課程以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際計(jì)算和思考能力為目標(biāo)，著重于分析和解決實(shí)際問題的能力，特別是表達(dá)設(shè)計(jì)能力［2］。所以，如何保證“工程力學(xué)”課程優(yōu)秀的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果對(duì)于教師和學(xué)生都是非常重要的。該課程對(duì)汽車類專業(yè)學(xué)生人才的培養(yǎng)尤為重要，因?yàn)榱W(xué)課程的學(xué)習(xí)非常有助于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和一些重要專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的理解和提升，對(duì)學(xué)生在畢業(yè)后從事本專業(yè)的工作意義重大［3］。在以教學(xué)改革為核心的大方向下，學(xué)習(xí)“工程力學(xué)”的目的是為汽車行業(yè)培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的應(yīng)用型技術(shù)人才［4］。在“工程力學(xué)”課程教學(xué)中，學(xué)校應(yīng)進(jìn)一步確立“與企業(yè)對(duì)接，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)”的辦學(xué)宗旨，大力開發(fā)校本教材，實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”校企合作平臺(tái)，合作建立企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際案例庫，供學(xué)校和企業(yè)共享，在用人單位需求和就業(yè)市場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，以職業(yè)具體分類為初始點(diǎn)，對(duì)崗位能力和要求進(jìn)行具體分析，對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的具體專業(yè)能力培養(yǎng)要求重新定位，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到的都是最新的、最實(shí)用的技術(shù)。堅(jiān)持教育的信息化與信息化教育緊密結(jié)合的原則，努力提高“工程力學(xué)”學(xué)科教育水平［5］。

1?“工程力學(xué)”課程教學(xué)的普遍問題

1.1?課堂上的授課一般氛圍

關(guān)于工程力學(xué)的實(shí)際應(yīng)用案例非常多，但在專業(yè)培養(yǎng)體系中這門課程分配的學(xué)習(xí)課時(shí)卻十分有限。從教學(xué)的角度來說，該學(xué)科較為復(fù)雜和抽象，基本上授課內(nèi)容都是建立在理想化的力學(xué)模型上的，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中所看到的模型與實(shí)際的物體存在一定的差異，在理解上顯得模糊和粗淺。但該課程要解決的都是實(shí)際存在的問題，而課堂教學(xué)主要以教師為主體，故在“工程力學(xué)”這門課程中教師對(duì)于所講內(nèi)容的理解深度和該內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)面拓展的寬度，以及對(duì)該內(nèi)容的表述表達(dá)能力，對(duì)教師來說將會(huì)成為一種挑戰(zhàn)。在教學(xué)過程中，教師要重視培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教學(xué)的主體是教師，學(xué)生被動(dòng)接受，這種情況下強(qiáng)調(diào)的是課程內(nèi)容的輸出，對(duì)傳授知識(shí)的方式不夠重視。在技術(shù)不斷進(jìn)步、不斷革新的大背景下，教師能在課堂上生動(dòng)形象地表達(dá)出學(xué)習(xí)內(nèi)容，最好借助于實(shí)物或?qū)嵨锬Ｐ?，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生尋找問題，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生思考解決具體實(shí)際問題的方法。

1.2?學(xué)生知識(shí)水平參差不齊

在“三二分段”教學(xué)模式中，招生具有多樣性的特點(diǎn)，生源質(zhì)量具有較大差異，存在學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不牢、積極性不高，刻苦鉆研的精神不強(qiáng)等現(xiàn)象，學(xué)生的邏輯分析能力和空間想象思維也或多或少的存在一定差異，這也是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)這門課程的問題所在。由于“工程力學(xué)”課程理論性強(qiáng)，而教師大都是采用板書，或者制作PPT來進(jìn)行公式推導(dǎo)，這些授課方式要求學(xué)生具有一定的基礎(chǔ)，使得學(xué)生在課堂上表現(xiàn)不積極、不主動(dòng)，缺乏學(xué)習(xí)本課程的興趣，從而導(dǎo)致課程教學(xué)效果質(zhì)量較差。學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)水平較低，學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力不足，如何使課程基礎(chǔ)知識(shí)和能力水平具有一定差異的學(xué)生達(dá)到相同的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)是授課教師應(yīng)該關(guān)注和思考的問題。

1.3?學(xué)生課外學(xué)習(xí)的積極性

一般的高等院校以平時(shí)的作業(yè)、考勤和期末考試的成績(jī)作為“工程力學(xué)”這門課課程的考核標(biāo)準(zhǔn)，其中占比最大的是課程的期末考試成績(jī)。對(duì)于“工程力學(xué)”課程來說，其所需講授的知識(shí)內(nèi)容多，對(duì)學(xué)生理解運(yùn)用的要求也高，僅僅以考試的卷面成績(jī)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能科學(xué)地呈現(xiàn)對(duì)教學(xué)過程的評(píng)價(jià)，不能全面體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)這門課程知識(shí)點(diǎn)的掌握學(xué)習(xí)情況，也不足以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性以及學(xué)習(xí)的積極性。而很多力學(xué)的教師僅僅采用課堂時(shí)間學(xué)習(xí)，效率太低，課外學(xué)習(xí)也是非常重要的環(huán)節(jié)，但學(xué)生很難做到課外預(yù)習(xí)或者課外復(fù)習(xí)。

2?多元化教學(xué)方式改革與改進(jìn)

鑒于目前“工程力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題和狀況，筆者提出以引導(dǎo)學(xué)生思維為主，以例題精講、精準(zhǔn)練習(xí)為輔的教學(xué)模式。教師要精要地講、精煉地講、精彩地講，將教學(xué)的深度與實(shí)際的廣度進(jìn)行融合，給學(xué)生充分的思考時(shí)間和思維空間，并及時(shí)有效地利用先進(jìn)的科技手段來輔助教學(xué)，講解課程中的基本理論與應(yīng)用方法，使得學(xué)生對(duì)“工程力學(xué)”這門課的重點(diǎn)和難點(diǎn)有深刻的理解，在實(shí)際中的應(yīng)用有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)。學(xué)生多思、多練、多得，實(shí)現(xiàn)沉浸式地學(xué)習(xí)新知識(shí)?！肮こ塘W(xué)”這門課程由專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和達(dá)到的畢業(yè)要求制定課程目標(biāo)，通過對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、教學(xué)手段以及評(píng)價(jià)方式等進(jìn)行探索和實(shí)踐，經(jīng)過教學(xué)實(shí)施和考核評(píng)價(jià)，獲得課程評(píng)價(jià)與反饋，如下圖所示。

課程改進(jìn)流程圖

2.1?傳統(tǒng)板書教學(xué)與計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)簡(jiǎn)化模型展示相結(jié)合

計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)是多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)，圖形處理、模式識(shí)別與圖像顯示結(jié)合具有交互處理、動(dòng)畫、文本管理和聲音等功能，增加了過程演示，營(yíng)造了工程氛圍，彌補(bǔ)了學(xué)生實(shí)習(xí)、實(shí)踐不足等各方面的情況。計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)簡(jiǎn)化模型展示凸顯出語言無法比擬的優(yōu)越性，學(xué)生通過觀察，獲得直觀的感受，更易于理解。同時(shí)節(jié)省了大量的板書時(shí)間，既能充分地展示當(dāng)堂課的教學(xué)內(nèi)容，又能提高課堂的教學(xué)效率，有利于突出講解的邏輯性和連貫性，不僅豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，還有利于學(xué)生熟練掌握使用AutoCAD、SolidWorks等二維、三維軟件的使用技巧，提高學(xué)生繪制平面圖和三維建模的能力。初學(xué)者首先注重的應(yīng)該是分析能力培養(yǎng)，然后通過直觀產(chǎn)品模型展示充分理解“工程力學(xué)”中的理想模型情況和實(shí)際應(yīng)用模型情況，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。另外，學(xué)生在具備一定知識(shí)的基礎(chǔ)上，將二維、三維軟件的建模運(yùn)用引進(jìn)到“工程力學(xué)”的教學(xué)中，軟件應(yīng)用與理論知識(shí)相互融合的教學(xué)模式，有利于提升學(xué)生對(duì)繪圖軟件應(yīng)用技巧的掌握，提高制圖能力水平和專業(yè)水平。通過使用二維、三維軟件對(duì)零件進(jìn)行建模，對(duì)于物體具體的受力分析情況能夠給學(xué)生帶來直觀的感受和視覺沖擊，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力和理解能力，降低學(xué)生學(xué)習(xí)中所涉及知識(shí)點(diǎn)的難度，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)“工程力學(xué)”的興趣和動(dòng)力。

2.2?模塊化教學(xué)促進(jìn)學(xué)科的融合滲透

“工程力學(xué)”課程內(nèi)容主要包括兩個(gè)模塊，涵蓋了“理論力學(xué)”和“材料力學(xué)”兩門課程的內(nèi)容，這兩門課程又同時(shí)包含了力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和力學(xué)分析計(jì)算兩部分。在力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)模塊中，包含了繪制分析受力圖、已知力與未知力之間的關(guān)系，每個(gè)模塊內(nèi)容中包含有多個(gè)任務(wù)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在完成任務(wù)知識(shí)點(diǎn)過程中學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。比如平面力系的平衡、空間力系的平衡、桿件變形的基本形式，能夠?qū)?fù)雜的力分解成垂直方向的各分力，運(yùn)用內(nèi)力與外力之間的幾何關(guān)系求出最大應(yīng)力等，從而達(dá)成對(duì)“工程力學(xué)”課程中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和強(qiáng)化。在力學(xué)分析計(jì)算模塊中，鍛煉學(xué)生的計(jì)算能力，鞏固學(xué)生的高等數(shù)學(xué)知識(shí)。在以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)中，通過完成任務(wù)知識(shí)點(diǎn)，情景帶入方式下，學(xué)生在學(xué)會(huì)讀圖、理解題目的同時(shí)聯(lián)系實(shí)際物體模型，完成力的平衡、材料的強(qiáng)度和剛度方面的校驗(yàn)，進(jìn)一步熟悉工程材料的選擇等，實(shí)現(xiàn)了多門專業(yè)課程學(xué)科內(nèi)容之間融合和貫通，將學(xué)生所學(xué)各門課程內(nèi)容形成一個(gè)有機(jī)整體，不斷增強(qiáng)學(xué)生解決“工程力學(xué)”問題的能力和水平，進(jìn)一步增強(qiáng)和提高學(xué)生的工程意識(shí)和能力，實(shí)現(xiàn)汽車類專業(yè)學(xué)生人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)。

2.3?線上與線下教學(xué)互相融合

課程的建設(shè)必須結(jié)合汽車專業(yè)人才培養(yǎng)方案目標(biāo)和內(nèi)容。隨著多媒體的發(fā)展，授課方式幾乎也是多媒體或者多媒體與板書相結(jié)合的方式授課。學(xué)生通過在線學(xué)習(xí)課程能夠掌握學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，利用雨課堂以及慕課等平臺(tái)，對(duì)照教師所設(shè)定的學(xué)習(xí)要求和規(guī)定時(shí)間，完成相對(duì)應(yīng)的知識(shí)任務(wù)點(diǎn)；監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，即時(shí)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，包括即時(shí)的課堂檢測(cè)以及課后的單元作業(yè)與單元測(cè)驗(yàn)；利用智慧課堂進(jìn)行小組討論以及翻轉(zhuǎn)課堂。將“工程力學(xué)”的整體課堂分成四個(gè)部分，包括線上課堂、線下課堂、實(shí)驗(yàn)教學(xué)工程以及評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)，結(jié)合線上教育的優(yōu)勢(shì)以及線下教育的長(zhǎng)處，全方位探索“工程力學(xué)”特色化教育模式探索道路。首先，按照學(xué)習(xí)的進(jìn)度設(shè)置線上作業(yè)相關(guān)任務(wù)點(diǎn)，對(duì)線上作業(yè)的上交情況進(jìn)行跟蹤和檢測(cè)，分析并了解學(xué)習(xí)效果。其次，可以對(duì)“工程力學(xué)”進(jìn)行階段性的課后模擬測(cè)試，測(cè)試題目有填空題、選擇題、判斷題、受力分析題和計(jì)算題等題型，通常以主觀計(jì)算題目為主，以客觀選擇題、判斷題目為輔，全面檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過全過程考核方式，既有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也可以鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力，進(jìn)而提高教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣以及協(xié)作精神，提高教與學(xué)的效果。在學(xué)習(xí)“工程力學(xué)”這門課程中，通過提升學(xué)生對(duì)力學(xué)原理的理解和推理能力，在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮個(gè)人主動(dòng)性和積極性，實(shí)現(xiàn)新工科要求的高校人才培養(yǎng)質(zhì)量需求。

2.4?多種教學(xué)評(píng)價(jià)相結(jié)合

課程教學(xué)成果水平的評(píng)價(jià)應(yīng)該是全面而科學(xué)的，既要重結(jié)果，又要重過程。教學(xué)評(píng)價(jià)的指標(biāo)應(yīng)該是全面而客觀的，傳統(tǒng)的期末考試重在基礎(chǔ)知識(shí)的考查，忽略了解決實(shí)際問題的能力，因此注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和解決問題的能力的考查是期末考試改革的重點(diǎn)之一，如可以采取過程作業(yè)、小論文相結(jié)合的考查方式。全面的教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)應(yīng)該是多角度、多維度的，應(yīng)包括教師評(píng)價(jià)、組內(nèi)互相評(píng)價(jià)、學(xué)生個(gè)人自評(píng)等多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，準(zhǔn)確而又客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和實(shí)時(shí)效果。教師可以根據(jù)學(xué)生在某個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)處的學(xué)習(xí)狀況給出相應(yīng)的指導(dǎo)意見?！肮こ塘W(xué)”是一門包含了一定實(shí)驗(yàn)性的課程，為避免學(xué)生只交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不注重實(shí)驗(yàn)原理和操作過程，因此實(shí)驗(yàn)成績(jī)不能只重視結(jié)果，而應(yīng)是實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)和實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)的綜合成績(jī)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占總成績(jī)40%，而實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)占60%。這樣可以激發(fā)學(xué)生的操作熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。加強(qiáng)學(xué)生的縱向?qū)W習(xí)成果和質(zhì)量，要注重學(xué)生個(gè)體的差異性，通過全面而科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，可以最大限度地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也可以使教師更直觀地了解課程的教學(xué)效果，堅(jiān)持貫徹多維度的教學(xué)方法改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

結(jié)語

在汽車專業(yè)“三二分段”教學(xué)中，“工程力學(xué)”課程教學(xué)改革經(jīng)過數(shù)個(gè)學(xué)期的探索、構(gòu)建、更改，多維度教學(xué)的改革漸漸趨于完善，課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果提升明顯。基于對(duì)各種調(diào)查的分析，包括學(xué)生訪談、問卷調(diào)查、特定問題調(diào)查等方式，學(xué)生對(duì)“工程力學(xué)”課程教學(xué)改革普遍表示滿意，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性明顯提升，對(duì)于課程的多元化綜合考核成績(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià)頗高，最大限度地保護(hù)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性?！肮こ塘W(xué)”多元化教學(xué)方式改革任重而道遠(yuǎn)，“工程力學(xué)”課程教學(xué)的改革必須要結(jié)合課程的特點(diǎn)和實(shí)際需求進(jìn)行不斷的探索，與時(shí)俱進(jìn)，最終培養(yǎng)出創(chuàng)新型、實(shí)踐型的高素質(zhì)綜合型人才。

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基金項(xiàng)目：廣東省高職教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目：“三二分段”協(xié)同育人中《工程力學(xué)》教學(xué)改革探索和研究

作者簡(jiǎn)介：黃錫峰（1982—?），男，浙江寧波人，研究生，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)、材料加工。