民办高校工程力学课程改革探讨

龚梅，史肖蒙

（贵阳信息科技学院，贵州贵阳 550000）

民办高校作为国家教育体系的重要组成部分，发挥着积极的作用[1]：丰富了国家教育资源，为学生提供了更多的选择和继续深造的机会。民办高校的发展对于地方经济的发展起到了积极的推动作用，促进了就业机会的增加和地方经济的繁荣。整体上，民办高校的生源基础较弱是一个普遍存在的问题[2]。大多数民办高校以培养应用型人才为主。很多民办高校都开设有工程管理专业。工程力学作为一门工程管理专业的基础课程，课程特点包括理论性和逻辑性较强、概念和定理多而复杂、公式推导较抽象，传统的工程力学教学更加偏向学术化[3]，教学过程中注重理论知识和解题技巧，倾向于应试教育课程教学内容，缺乏与工程实际问题的联系[4]。结合工程实际和科技发展需要以及学生的学情改进教学内容和体系，是民办高校工程力学课程教学改革的重要方向。

本文结合应用型人才的培养目标、专业特点和生源特征，在民办高校工程力学教学改革方面进行了一些探索，提升了教学效果。

1 工程力学课程改革研究评述

1.1 国外研究现状

国外关于工程力学课程教学改革的研究较少。如2023 年，SHARMA[5]以不同难度的工程力学课程为例，提出了在MCQ 考试中避免学生猜测正确答案的一些技巧，提出了利用不同难度的MCQ 题库开展在线考试的建议。DADDYSMAN[6]调查了一名大学工程学教授在工程力学课程中首次实施基于项目/问题的教学有效性的比较，研究结果表明：为了与课程目标(简单来说更适合基于问题)保持一致,教授对项目式教学的初衷和实现方式调整为基于问题的教学形式。

1.2 国内研究现状

国内关于工程力学课程教学改革的研究较多，但基于民办高校的学情特点对工程力学课程教学改革的研究较少。2021 年，郎风超等[7]以内蒙古工业大学为例，分析了不同年级、不同专业学生的成绩分布情况、差异性以及学习过程中存在的问题，针对具体问题提出了相应的改进措施，为工程力学的学习和教学提供一些可借鉴的方法。2022年，姚轩等[8]以培养卓越工程人才为目的，从工程力学课程教学的现状出发，通过以例启思—以练固基—以赛促教—以产助研的教学步骤，使课内教学与课外教学有机结合，形成教学闭环，综合提升教学成效，为工程力学课程的教学改革实践提供新路径。周晓敏等[9]采用线上辅助线下模式，构建工程力学课程多元化教学模式，提升学生的课堂参与度，活跃课堂气氛，提升教学效果。2023 年，山美娟等[10]对各高等院校工程力学课程思政的成果进行总结与分析，提出工程力学课程思政建设中需要解决的关键问题，并对思政元素与课程内容的有机结合提出建议。袁丽等[11]等以工程力学课程为例，探索了基础课程思政育人效果提升方法，提出要充分体现授课对象的差异性，深度挖掘课程蕴含的思政元素，根据学科、专业、教材的不同，采取多种教学方式，对学生因材施教，实现价值塑造。纪锋等[12]分析了基于“互联网+”的工程力学课程教学优势，提出了课程教学策略，论述了教学反馈。

2 民办高校工程力学教学存在的问题

如何根据民办高校专业定位的方向，探索挖掘专业课程教学内容，制定新的教学方案，强化专业人才综合素质能力，提升学生核心竞争力，激发教师的责任感和使命感，是民办高校进行工程力学课程教学改革需要考虑的因素。

工程力学的课程特点：公式推导复杂、章节前后学习系统性及逻辑性强、概念理解抽象等。课程容易使物理、数学基础薄弱的学生感觉到枯燥，从而缺乏学习兴趣[13]，被动学习，导致教学效果欠佳，不利于提升学生的综合素质。进行工程力学课程改革，理论联系实际，丰富教学形式、创新教育元素，亟须探讨。

目前民办高校工程力学教学主要存在以下问题。

（1）民办高校学生基础薄弱。工程管理专业的招生以高考理科生为主，有少量文科生，学生基础相对薄弱，物理和数学基础较差，对理论课程学习特别是涉及计算的课程学习吃力，对公式的理解困难，对公式的灵活运用更困难。

（2）工程力学课程学时较少。民办高校以培养应用型人才为主，学校更注重实践类课程的开设，工程力学课程学时相对较少。但是基本教学内容不变，涵盖的内容较多，使教师在教学过程中需要将内容得安排更加紧凑。

（3）课程内容枯燥。课程内容理论性较强，公式繁多，逻辑性、连贯性强，前后知识点衔接性强，有的内容抽象，难以理解，学生学习起来枯燥，一旦对某一次课没有理解，很难学懂后续内容。

（4）教师教学方式和教学方法缺乏创新。民办高校教师教学任务繁重，对工程力学的授课习惯用“粉笔+黑板+多媒体”的传统形式[14]，教师没有足够的精力研究教学方法的创新。

（5）考核方法缺乏创新。目前，任课教师对工程力学课程通常采用试卷考试的方式检验学生的学习情况。试卷内容以教材中的基本理论知识为主，未能灵活地将课程的知识点和工程实际结合。

3 教学改革设计及措施

针对以上存在的问题，本文对工程力学进行了教学改革与实践，取了较好的效果。

3.1 学生基本学情及实际工程中存在的力学问题调研

工程力学课程开课前，笔者调查并搜集国内外课程教学的相关资料，与专家沟通教学改革方法，通过问卷调查的形式，了解学生的基础学情及往期学生课程学习中遇到的难点。问卷包括学生高中阶段的文理科生源、物理及数学学科的基础学情、往届学生课程学习中遇到的难点及建议、学生对该科目的感兴趣程度、本届学生对工程力学课程学习的建议等。另外，笔者还调研相关工程企业，搜集与工程力学课程相关的实际工程问题，根据实际案例对工程力学课程授课优化内容，总结经验。

3.2 工程力学教学改革措施

基于民办高校教学中存在的问题、工程力学开课前学生基础学情及实际工程中存在的力学问题，本文进行了如下教学改革实践。

3.2.1 将传统“复杂公式推导教学”改革为“漫画感性教学”

工程力学中理论公式多、推导复杂，学生要有一定的理论基础才能理解并运用公式，针对民办高校学生的基础学情，探索将推导过程复杂的力学公式采用漫画的形式呈现，让学生形成感性认识和理解，提高学生学习兴趣，提高课堂教学质量。如轴向拉（压）杆伸长量的计算公式：△L＝FNL/EA，该公式的推导涉及胡克定律、线应变、应力等诸多公式和概念，推导较为复杂，学生不易理解。改革后将该公式中的4 个因素轴力、原长、弹性模量、横截面积分解为4 个漫画人物，分析每个漫画人物对伸长量的影响，从而得到该公式，极大地提高了学生的学习兴趣和教学质量。

3.2.2 将传统问题式教学（设问—讲授—讨论—小结）改革为宏观问题导入教学

传统问题式教学一般由设问—讲授—讨论—小结4 个部分组成，这种教学方法要求教师讲授和学生参与相结合。

然而一般的问题式教学通常是教师以工程力学课程中的某个基本概念为基础，通过设问引发学生思考，教师讲授知识点，教师与学生、学生与学生讨论，最后对知识点进行总结。通过这种问题式教学，学生对单个概念的理解得以加深，但是对整个知识框架的理解不够深入，对力学分析背后的逻辑也不够清晰。

课程改革后，采用的问题教学从宏观角度进行设问，这种问题教学以教材知识体系为背景，例如在静力学部分，让学生思考“为什么要对构件进行受力分析？内力外力相互转换的原则是什么？平面（空间）各种类型力系的相同和不同之处是什么？平面（空间）各种类型力系简化的思考和分析方法的背后逻辑是什么？”

只有深入了解力学概念或研究方法背后的逻辑，学生才能达到举一反三的学习效果，同时为后续自学其他力学知识奠定基础。

3.2.3 将传统式章节式教学改革为工具式教学

传统的教学模式按照教材章节循序渐进，工程力学后期的内力计算中会融入受力分析、力的投影、力矩计算3 个知识点，难度较大，学生较难理解其计算方法及用途。改革后调整教学顺序，将受力分析、力的投影、力矩计算作为学习力学的3 个基本工具，在后续的应用中穿插使用3 个基本工具，让学生掌握基本工具的应用，为后续复杂内力的计算奠定坚实的基础。

3.2.4 将传统力学实验教学改革为先实践—再实验教学

传统的工程力学授课中许多理论都是通过实验得出的，改革后，教师可以先布置任务，让学生在生活和实习中观察力学现象，再观察实验现象，最后根据掌握的力学理论进行分析推导，由此得出结论。

3.2.5 将传统多媒体幻灯片板书教学改革为动画力学情景模拟教学

传统的力学授课通常以板书、多媒体的形式进行，学生理解难，教学改革后，教师对一些力学实验场景通过动画模拟的形式讲授，使得教学方式多样化，给学生营造了更为立体、全面、动态的学习情境，使得一些抽象的概念、理论变得直观明了，激发了学生学习的兴趣和积极性，也便于实施启发式教学，使课堂具有灵活性和多样性。

如铸铁、低碳钢的拉伸、压缩、弯曲实验是课程中的常规实验。利用多媒体技术，在学生进行相关实验后，将试件的变形和加载及变形曲线做成动画，能够形象地显示实验的全过程，同时便于与学生分析和讨论整个破坏过程中各阶段变形的典型特征，为后期进行强度、刚度的验算做好理论和实践铺垫。

3.2.6 将传统试卷考核评价模式改革为多元素创新考核模式

传统的力学考试评价主要为试卷形式，改革后，设计工程力学课程考核环节，研究创新教育元素在工程力学课程考核环节中的体现，构建新工科背景下的工程力学课程教学评价模式。

3.2.7 课程思政元素的有机融入

在课程改革中深度挖掘实践教学元素，将思政元素融入工程力学课程教学内容，优化教学设计环节。如讲解应力状态时，以赵州桥屹立1 500 年不倒进行爱国主义教育；讲解欧拉公式时，以欧拉的生平事迹引导学生要养成遇到困难不怕挫折的精神；讲解静力学时引导学生学习工匠精神。

4 结束语

本文结合民办本科院校学生的学情，对学生教学改革前后的课程学习情况进行比较分析，发现教改后学生的学习兴趣、知识掌握情况、对力学知识点的灵活应用能力、试卷考核成绩，均优于教改前。

通过对工程力学课程的教学，可以提高学生的逻辑思维能力、分析和解决实际问题能力，有利于提升学生的综合素质。目前，民办高校由于办学经费紧张、师资力量相对不稳定、学生基础相对薄弱等因素，工程力学教学还存在很多问题，教学改革应该分层次、分阶段地进行，不断总结经验，逐步完善，提高学生的学习积极性，改变学生对力学课程学习积极性不高的现象，引导学生在学习课程知识的基础上理解基础力学中各概念的关联性及用力学解决实际问题。