机电类专业《工程力学》课程教学改革探索与实践

2024-03-07广东轻工职业技术学院符双学

内江科技 2024年2期

◇广东轻工职业技术学院符双学

广州民航职业技术学院李家宇

基于《工程力学》课程的教学现状，本文从优化课程设计理念与思路、改革教学方法、改革考核方式等三个方面提出改革。以信息化教学为载体，构建“六维度”信息技术与教育学深度融合的体系，以项目驱动为主要教学模式，充分调动学生积极性，全面提升教学质量，提高学生的社会适应能力，并取得良好的教学效果。该课程的改革成效为相关专业基础课程的教学改革提供了一定的借鉴。

《工程力学》课程是机电类相关专业群的必修专业基础课程之一，是承接基础课和专业课之间的纽带和桥梁，同时也是该专业群的必修课程和主干课程。该课程基于机电类职业和工作过程，主要任务是向学生介绍静力学、材料力学等方面的基本内容，通过课堂教学、实验室教学等教学形式，使学生掌握工程力学的基本知识，为后续专业课作理论基础。本文将从机电维修典型工作岗位对力学知识的需求出发，结合机电专业建设的需求，探讨《工程力学》课程在教学内容、教学形式和考核方式方面的改革，并提出相应的改革举措。

1 教学现状

1.1 课程主要内容

目前各校采用的教材不尽相同，但主要教学内容相似，现以华中科技大学出版社《工程力学》（ISBN9787568028790）为例，课程内容分3篇，共16章，其中：第1篇是刚体静力学部分，包含5章，主要介绍静力学基本概念与受力分析，平面力系与平衡方程，空间力系与平衡方程等；第2篇是变形体静力学部分，包含7章，主要介绍轴向拉伸与压缩，剪切，扭转，弯曲，应力状态与强度理论，组合变形，压杆稳定等；第3篇是运动学和动力学部分，包含4章，主要介绍构件运动学基础，点的合成运动与刚体的平面运动，质点和刚体动力学基础，动静法与动能定理等。在授课过程中，不同专业对力学的要求的内容和深度略微有不同，需要根据具体要求调整相关教学内容。本课程在教学过程中，由于是基础课的缘故，相对而言比较枯燥，尤其对于物理基础不是很好的学生，学习起来有一定的难度。总的来说，本课程是高中物理内容中力学知识的延伸，学生普遍反映内容抽象和枯燥，学习的积极性和主动性不是很高。

1.2 教学形式

目前对于《工程力学》这门课程主要以课内讲授的形式进行授课，课时为理论与实践结合，以理论为主，在教学过程中穿插一些力学实验视频帮助同学们了解相关设备、材料的力学性能等。学生基本上是被动接受老师讲授的知识，而本门课程内容多，学时有限，老师在讲授的时候速度相对较快，对于力学基础较差的同学往往很难跟上老师的授课进度，对知识的系统性更是无从谈起，这就造成了该课程教与学“两张皮”的情况，教学效果很不理想。

1.3 考核方式

目前对于《工程力学》课程考核的方式主要是分平时成绩和期末成绩两块。一般来说，期末成绩占比70%，平时成绩占比30%。平时成绩主要由课堂表现、出勤率、作业情况、小测验等方面综合评定。期末考试主要是由判断、选择题加上少量计算应用题。这种考核方式势必会导致学生平时学习不认真，到了考试时候通过刷题、死记硬背，并没有真正注重知识的实用性，对知识的掌握很大程度上是一知半解，理论联系实际更是无从谈起，这严重背离了开设本门课程初衷，也没有达到开设该门课程的目的。

2 改革方式

2.1 优化课程设计理念与思路

基于“以培养职业能力为核心，以工作实践为主线，以项目为载体，用任务进行驱动”的设计理念，在教学过程中使用案例教学，任务化驱动的教学方法来设计课程内容的。先实践（案例），后理论，在案例分析中以点带面，带动理论的学习，以应用设计为切入点，注重学生动手能力的开发和培养。具体如下所示。

（1）实践教学的设计理念。①能力培养上，体现机电岗位的技能需求；②教学组织上，采用以学生为主体，以教师为导向；③教学方法上，采用教师导学，任务驱动，项目实施。

（2）理论教学的设计理念。①先实践（案例）后理论，先感性，后理性，符合学生的认知规律；②以实践（案例）带动理论的学习，将理论穿插于案例分析教学之中。

（3）课程的设计思路。①以机电企业岗位对技能的社会需求构建课程标准；②以企业项目来构建案例，并使之条理化、系统化；③引入课程思政，实现专业教学与思政教育的有机融合；④将构建的案例模块化，项目化，体现教、学、做的有机统一。

2.2 改革教学方法

a、引“思”入课，激发兴趣。

要做好立德树人的根本任务，就要把思想政治教育放在首位。在《工程力学》课程中引入思政元素，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。

（1）教育者先受教育，任课教师规范自己的言行举止，以身作则，不断地提高自己的思政素养。任课教师自身良好的道德修养对学生有着潜移默化的作用，会使学生对教师产生敬畏和依赖，使学生因“亲其师”而“信其道”，更有利于学生接受教师的思想教育[1]。

（2）在课程设计中，任课教师充分挖掘思政元素，授课中引入思政案例，穿插力学发展历史上的人物故事、科技发展等，用讲“力”故事的方法引导学生追根溯源，坚定其理想信念。只有将思政这把盐充分溶解在课堂教学中，才能让教学活动更有味道[2]。

（3）兴趣是最好的老师，每堂课必须找准一个工程上的实际力学切入点，然后由此展开分析，植入本堂课所要讲授的力学知识，由学生主动去寻找解决办法，激发学生解决实际工程问题的兴趣，提升其解决实际力学问题的能力。

b、积极引入信息化教学手段（如图1所示）。

图1 信息化教学

搜集诸多教学案例和视频，并成立了教学设计和课程建设小组，录制教学素材，包括网络教学资源（腾讯课程在线教学），微课，题库及全部ppt课件及案例等。让本门课程资源初具规模，类型多样、分布合理，教学设计、教学实施、过程记录、教学评价、自主学习等功能完备。主要从以下几个方面来实施。

（1）构建“通用泛性资源、专业课程资源、优质精品资源”三级资源体系，建成本课程的教育大资源。

（2）搭建包括精品课程平台、移动教学平台、虚拟仿真平台的统一的教学大平台，统一身份认证，实现教与学的一站式。

（3）创新线上线下混合教学模式、基于移动的无缝学习模式、基于5G+VR/AR/MR的实践学习模式，提高人才培养质量[3]。

（4）针对信息技术与教育教学“两张皮”的问题，构建基于大数据技术的“六维度”信息技术与课程教育教学深度融合体系，“六维度”信息技术与教育学深度融合的体系（如图2所示），精准找出教育教学与人才培养中存在的问题并采取针对性的措施，做到因材施教[4]。

图2 “六维度”信息技术与教育教学深度融合体系

c、项目驱动。

项目教学法本质就是激发学生创新性能力，培养学生解决综合实践能力。教师根据项目教学的要求，为学生布置相应的教学任务，项目教学活动的开展是以学生教学为中心，根据项目的要求安排学生融入相应的教学项目之中，并且在项目教学过程中出现的问题引导学生独立或者合作解决，达到提高发现问题和解决问题的能力[5]。

通常情况下，教师在项目教学的实践过程中起指导和引导作用，从设计项目结构出发、收集相关资料、项目教学流程安排以及项目落地，按照不同的项目，安排相应的学生独立完成该项目的工作任务，在教师的指导下，按照项目完成的情况和效果，对学生做出最后的学习评价。项目式教学结合当前的实际情况和教学形式，梳理课程的教学特点，并专门针对性的做了教学改进，完成了立体式的教学设计，能满足各种条件下的教学工作正常开展，同时有以下的教学特色与创新。

（1）采用现场教学和直播平台相结合的方式进行教学，使课程教学与当前流行的网红优点相融合，使学生从枯燥的力学计算和力学模型中走出来。

（2）采用在线平台进行讨论、头脑风暴解题，多元化的放飞学生的思考能力，保障线上线下学习的优质高效。

（3）课程采用大量的动态动画、视频资料，立体直观的演绎给学生，使同学们能够通过三维力学模型，深入的理解力学模型的结构特征，完全超越了传统教学的技术壁垒，让学生记忆深刻，更易掌握。

（4）在例题分析的时候，让学生更多的参与练习，学生边学边练，以学生为主导，对练习的结果进行及时的评判，肯定他们的成果，增加了学生的积极性。

（5）在老师讲解和学生练习后，应用仿真软件进行反向验证，理实一体，在听课中掌握内容，在练习中验证结果，进一步加深对理论知识的肯定，加深对自己练习结果的肯定，加深对知识点的掌握。

（6）每一堂课，都会对课堂内容进行提纲挈领的总结，串联知识树，形成知识点目录，一目了然，使学生能直观的了解本节课的知识点，便于课后去对照巩固和升华。

项目化教学具体实施如图3所示。