应用型人才培养背景下力学课程教学改革与探索

纪锋 代康 尚志勇 黄霄

[摘           要]  在贯彻落实应用型人才培养理念的背景下，大学力学教师面临着新的机遇和挑战，教师要想提升力学教学质量，需要转变教学理念，创新教学方法。因此，针对应用型人才培养的需求，在力学课程分析现有教学问题后，提出工程力学理实一体化课程，采用BOPPPS模式对学生进行授课，同时采用工程案例教学和科研项目教学的新方法提升学生应用能力的教学改革建议。

[关    键   词]  力学;教学改革;理实一体化;BOPPPS教学模式;混合式教学

[中图分类号]  G642                   [文獻标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603（2022）03-0058-03

一、引言

作为工科专业的重要学科基础课程，力学课程（材料力学、工程力学、结构力学）的教学效果至关重要，将直接影响后续专业课程的学习[1]。在大学阶段，力学作为基础学科之一，本课程具有概念多、知识广、分析方法多、综合性和系统性较强等特点[2-3]。如何在有限的教学时间内，让学生掌握力学的知识，在学生的学习生涯中占据重要地位[4]。在贯彻落实应用型人才培养的理念背景下，大学力学教师面临着新的机遇和挑战，教师要想提升力学教学质量，需要转变教学理念，创新教学方法[5]。从力学教学现状来看，很多学生对力学知识缺乏学习兴趣，是因为教师使用的教学方法比较滞后，很难调动学生的学习积极性[6]。因此，在大学力学教学过程中，教师应注重提升教学质量。教师要转变教学理念，深入改革力学课堂教学模式，调整力学课程的教学方法，重视实验教学[7]。同时，教师要关注知识的延伸，并在丰富学生力学知识、提高学生知识应用能力、锻炼学生思维的基础上，实现应用型本科人才的培养。

二、教学现状分析

为了提高教学效果，了解学生对课堂教学的想法，以机制2020-A1和机制2020-A2班的96名学生为实践对象，进行问卷调查。

根据以上图表，结合学生的交流情况，对目前的教学现状进行分析。

（一）学生基础

大学力学既是学生刚接触的知识，又是学生学习其他学科的基础。由于力学学科以实验为基础，所以教师需要将理论与实践良好地结合起来，有效提高力学课堂教学的质量。但是，由于缺乏实验设备，很多高中学校不够重视实验教学，在这种情况下，教师不能有效组织实验教学，限制了学生动手操作的能力和分析解决问题的能力。部分学生力学基础薄弱，在学习中经常出错，并影响了学习的自信，导致自身对课程兴趣的丧失，在课程学习中抱有无所谓的学习态度，还有部分学生由于自身的性格内向，怯于和老师进行沟通交流。

（二）教师因素

大学力学课程内容主要从理论和实践方面对学生进行教育，教师单一化的教学方法很容易让学生陷入机械记忆和机械训练的困境，影响学生的积极性和主动性。传统的教学方式通常是把理论知识和实践操作部分分开，使学生不能及时将理论联系实践。部分任课教师在教授此门课程时，自身实验能力还不过关，或是对前沿知识和工程背景掌握不够全面，单纯讲授理论知识，这样是无法获得良好的教学效果的。

（三）教学内容存在局限

在大学力学课堂教学中，教材是教师组织教学的依据，若是教师的教学内容局限于课本，就会限制学生思维的发展。虽然教材是传递知识的载体，在教学中占据着非常重要的地位，需要教师重视，但是教师还要适当拓展、延伸教学内容，才能有效提升学生的知识应用能力，引导学生充分发挥想象力，探索更加宽广的未知世界。

（四）课堂组织形式

目前课堂组织结构形式单一，通常采用大班授课的方式，在大学力学课程中，学生掌握力学知识的程度和动手实践能力相差较大。从以往单纯的实验大班课教学的效果来看，教学效果不理想。调查问卷表明，大部分中等生期望改善教学方式，能进行讨论和习题辅导，甚至一对一的辅导。优等生也希望有更深入的讨论，了解学科前沿内容，进一步为其考研打下基础。

三、教学改进措施

（一）理实一体化课程建设

为有效利用有限学时，力学课程应根据人才培养方案精减教学内容，将最新的前沿力学知识融入教学，保证新增内容的先进性。为了打破理论课与实践课的界限，建立一个理实一体化的力学课程，将理论教学和实践教学相互交融，目的在于培养学生的认知能力与专业技能，使学生在实践过程中获得所学课本知识的新感悟，从而实现培养高素质应用型专门人才的目标。因此，探索理实一体化课程建设具有理论与实践双重意义。理实一体化课程通常指的是同时将理论与实践相互结合进行授课的实践课程，这种形式的课程不仅实现的是教学内容上的一体化，而且体现在教学组织的一体化、教学场所的一体化、授课教师的一体化与评价考核的一体化等方面，旨在通过在课堂中理论知识和实践技能的融合，培养学生在思想品德、职业素养、知识体系及动手实践等方面的综合能力。

（二）结合BOPPPS教学模式的线上线下混合式教学

就线上教学进行探索实践，构建了以直播平台（如超星直播平台、雨课堂、钉钉、腾讯会议等）替代传统教学的线下课堂，采用线上教学平台混合式教学新模式。BOPPPS教学模式被国内外众多高校采用，通过引入BOPPPS教学模式和线上线下混合式教学模式开展主题讨论、互评等环节，提高学生的思维能力、学习兴趣及表达能力等。综合多种教学资源，采用多种教学方法及手段，融传授知识、能力培养为一体的教学模式，实现纵向维度（课前、课中、课后）及横向维度（线上、线下）相结合的教学立体化设计。引入BOPPPS教学模式对课堂环节进行细化，有效地指导课堂教学的实施。也有助于学生参加校内科技文化节、大学生结构竞赛等创新计划项目。本科阶段力学课程的学习深度，也直接影响考研、科研和设计水平，为学生将来继续深造和就业打下坚实的基础。

（三）工程案例教学、分层次开展实验

教师应结合专业背景和教材章节内容，精心搜集相关工程案例，进行某些重要知识点的工程案例分析教学，同时，结合实验室现有设备，学生自拟与力学课程相关的选题。在进行基本型实验后，学生分组依次进行选题;引导学生自发地提出问题，如如何实验，包括利用何种实验原理、采用何种实验设备、如何进行具体实验操作、如何进行实验结果记录和计算。这一过程可体现力学实验的探索性和创新性，符合新工科背景下培养学生团队探索、研究及创新能力的需求。

（四）课堂讲授方式由单一转变为多元化

理论力学教学课堂中，要从单一的讲授转变为多元化教学模式。以前，采用单一的讲授方式来进行课堂教学，会让学生的学习主动性不强、教师的课堂教学效果不理想，这也不利于较好地实现教学、育人效果。也可以理解为：学生的创新意识薄弱，思维和思想都会在无形中被限制，所以，想要培养学生的创新能力是有必要从单一的课堂讲授向多元化教学模式转变过渡的，使课堂教学更具灵活性，使学生有机会在课堂中思考问题、分析问题、解决问题，学生通过探究、讨论、想象和总结等，产生学习力学的兴趣，这有利于创新意识的培养和创新能力的提高。为了让多元化教学模式产生更好的教学、育人效果，专业教师还可以匹配多媒体教学，在多媒体中穿插音乐和动画等来完成双重任务，旨在吸引学生的眼球、提高学生学习的注意力。与此同时，也可让学生的思考跟上教师的教学进度，降低抽象内容给学生造成的困扰。多媒体教学有自己的优点（可让抽象内容更形象化、直观化），因此，可让学生对学习内容掌握得更通透。值得一提的是，多媒体教学是具有灵活性的，也可以一边线上教学一边线下教学，可采用混合式教学，弥补传统教学的不足，学生在自己想学习的时候，可以随时随地学习，这样也就可以弥补传统教学对學生学习时间、空间的束缚，也同时打破对学生思维的约束，提高学生的学习兴趣和爱好，弥补传统教学对学生创新能力的压抑缺陷，课堂讲授方式由单一转变为多元化可让课堂教学朝向理想化状态发展。

四、结语

应用型人才培养背景下力学课程教学改革，为提高学生的学习兴趣、改革教学模式，教师要重视将理论与实验相结合，培养学生的动手能力。首先，在实验教学设计上，教师要考虑到学生的水平，实现教法为学法服务，使学生能够更好地理解力学实验知识;其次，在课堂教学中，教师应重视传授学习技巧，使学生在掌握知识的基础上，提升灵活应用知识的能力和解决工程实际问题的能力。

参考文献：

[1]张国芳，许剑轶，胡锋，等.专业基础课《材料物理化学》思政教改探索[J].广东化工，2021，48（12）：223-256.

[2]邓卫虎.新媒体环境下的中职思政课教学模式研究[J].现代职业教育，2021（26）：90-91.

[3]章芳芳.新工科背景下材料力学课程教学改革与实践[J].现代职业教育，2021（20）：52-53.

[4]陈廷.关于建筑工程类专业工程力学教学改革模式的思考[J].现代职业教育，2021（17）：224-225.

[5]吴珺华.“互联网+”背景下交通工程专业土力学教改探讨[J].教育教学论坛，2020（51）：193-195.

[6]纪锋，尚志勇.应用型本科理论力学课程混合式教学实践与探索[J].科技资讯，2020，18（30）：160-162.

[7]王世羽.建筑力学课程教改问题与突破机制分析[J].建材发展导向，2020，18（20）：37-39.

◎编辑 郑晓燕