面向应用型本科高校理论力学一流课程探索与实践

2021-10-27杨权权朱为国

现代制造技术与装备 2021年9期

杨权权李芸朱为国

（淮阴工学院江苏省先进制造技术重点实验室，淮安 223003）

理论力学主要研究物体机械运动的一般规律，是许多工科生的专业基础课，在全国诸多高校都有开设。根据学校办学定位，开课高校主要分为研究型和应用型两类。研究型大学和应用型高校人才培养目标存在明显差异，对理论力学课程要求也各有侧重。当前研究型大学理论力学课程建设成果丰富。在2019年教育部公布的首批国家级一流本科课程名单中，理论力学共获批11门，其中研究型大学占10门，应用型高校1门。应用型高校理论力学一流课程建设相对落后、成效不佳，因此建设适于应用型人才培养的理论力学一流课程迫在眉睫[1-2]。

应用型高校理论力学课程教学主要面临以下几个问题。首先，课程理论性强、内容抽象。应用型高校学生容易感觉枯燥乏味，学习积极性不高，部分学生有厌学情绪[3]。其次，理论力学作为一门重要的专业基础课，需要有效支撑应用型人才培养的相关毕业要求和培养目标，因此课程如何在“理论知识”传授过程中培养“应用能力”值得深入探究。最后，课程作为一门传统经典的力学课程，如何在新时代背景下开展立德树人教育，培养应用型高校学生的家国情怀、科学精神与人文素养，是当前力学教学领域讨论的热点问题之一[4]。

1 课程改革理念与思路

面对上述学情挑战，课程改革坚持以学生为中心，秉持“面向工程、强化基础、提升能力、塑造价值”的教学理念，致力于开启学生的内在潜力，调动学生学习的主观能动性，从教学内容、教学手段和教学评价3个方面进行整体系统规划，统筹推进改革创新，让学生忙起来、课堂活起来、课程优起来。改革思路如图1所示。

图1 面向应用型高校理论力学一流课程改革思路

2 课程改革的方法与途径

2.1 优化教学内容，让课程质量优起来

围绕学生应用能力培养，课程在教学内容中构建系列工程实际案例。静力学构建包括轴承（径向、导向、止推等）约束、车床主轴受力分析、减速箱约束反力以及千斤顶自锁原理等内容；运动学构建包括对牛头刨床、行星轮系、曲柄连杆、偏心轮摇杆以及四连杆等机构的运动分析；动力学构建包括对传动轴系、凸轮导板、离心浇注装置、撞击试验机以及水轮机转轮等的动力学分析。通过系列工程案例，推进理论知识与工程实际相结合，强化工程概念，培养学生观察、分析、实证并解决相关工程问题的能力。

为激发学生学习兴趣，课程围绕关键章节核心知识点，建立丰富有趣的日常生活实例，包括体操运动中旋空翻动作的动力学原理、杂技中持续转动的陀螺、客车坐后排比前排易晕车的原因、笔尖上发现的行星、爬绳比赛以及舰载机弹射动力学等。通过丰富有趣的故事实例吸引学生注意力，引发学生思考，让学生在学中思、思中学，提高学习效果。

为促进学生家国情怀、科学精神的养成，课程要不断丰富思政元素的案例库，在教学内容中介绍力学史上发生的相关科学争论，如比萨斜塔实验、太阳中心说和地球中心说的争论、牛顿和莱布尼兹在微积分发现权上的争论等，以培养学生大胆质疑、追求真理、实事求是的科学精神。同时，结合钱学森、周培源等中国力学家报效祖国的感人故事，引导学生发扬艰苦奋斗精神，厚植爱国主义情怀。

2.2 丰富教学手段，让课堂活起来

以提升教学效果为目的，大力推进现代信息技术与教学深度融合，融入信息化手段。利用超星网络教学平台，建立校内小规模限制性在线课程（Small Private Online Course，SPOC）资源，针对部分教学内容开展混合式教学。课堂结合超星学习通平台，开展投票、问卷、讨论、填空等学习互动，打破课堂的沉默状态。通过网络教学平台共享图文并茂的视频、动画等资料，让学生直观了解机械运动过程，使抽象的理论形象化、可视化，加深学生对概念的理解，提升学习成效。

在教学组织方面，不断细化课堂设计，增加师生互动和生生互动，开展问题导向式学习。一方面，将教学内容中的工程案例或是生活实例以问题形式抛出，引发学生思考，让学生带着问题学习；另一方面，组织小组讨论，以学生为主体，让学生自觉、主动地探索，通过共同讨论解决问题。

2.3 完善教学评价，让学生忙起来

课程教学期间分别以“力学科学家故事分享”和“学术论文文献阅读汇报”为主题，将学生分组，让其课后收集资料，并准备PPT在课堂交流汇报。课程结束后，要求每位学生提交关于课程章节内容的思维导图开放式作业，让学生加深对课程整体知识框架的认识。将2次阶段汇报和1次开放式作业作为过程考核，占课程总成绩的20%，以激发学生对课外学习的兴趣。课程成绩还包括平时成绩和期末考试成绩。其中：平时成绩占比30%，重点考核学生对每节课知识点的认知和掌握程度；期末成绩占比50%，主要考核学生对课程核心知识点的理解和运用知识解决相关工程问题的能力。将过程性和终结性考核相结合构建多元化评价方式，科学“增负”，提升课程学习的挑战度，让学生忙起来。