新工科建设背景下应用型本科院校《工程力学》课程教学改革

摘要：随着新工科建设的深入推进，传统的工程教育模式已难以满足现代工程技术发展所需。作为工科专业的重要基础课程，《工程力学》的教学改革势在必行。传统的《工程力学》教学往往侧重于理论知识的传授，而忽视了对学生实践能力和创新能力的培养。但是在现代工程领域中，实践能力和创新思维是至关重要的。因此，本文旨在探讨在新工科建设背景下《工程力学》课程的教学改革策略，构建高质量教学课堂，以期提高学生的实践能力和创新思维。

关键词：新工科；应用型本科院校；《工程力学》；课程教学改革

引言

随着科技的飞速进步和产业结构的深刻变革，新工科建设已经成为我国高等教育发展的重要战略之一。新工科建设旨在培养学生的创新能力、实践能力和跨学科思维，以应对未来工业界的挑战和需求。在此背景下，应用型本科院校作为工程行业输出的重要基地，其《工程力学》课程的教学改革显得尤为重要。《工程力学》作为工程类专业的基础课程，对于学生掌握力学基本原理、解决工程实际问题具有重要意义。传统的《工程力学》教学模式往往注重理论知识的传授，忽视了与实践的结合，导致学生难以将所学知识应用于实际工程中。此外，教学方法单一、缺乏创新，也制约了学生创新思维和实践能力的发展。因此，本文旨在探讨新工科建设背景下应用型本科院校《工程力学》课程的教学改革。结合新工科建设的要求，提出一系列有针对性的教学改革措施。

一、新工科建设背景下应用型本科院校教学要求

（一）强化实践能力与创新能力培养

作为工科专业的重要基础课程，《工程力学》课程的教学改革应当紧扣这一核心目标，强化对学生实践能力和创新能力的培养。实践是创新的源泉，也是检验理论知识的最佳途径。因此，《工程力学》课程需要更加注重实践教学环节的设计与实施。通过实验、实训、项目等多样化的实践教学方式，让学生在亲身参与中深化对理论知识的理解，提高解决实际问题的能力。引入工程案例，让学生在分析、解决问题的过程中，锻炼自己的逻辑思维和创新能力[1]。

传统的《工程力学》教学往往注重理论公式的推导和计算，而缺乏对学生创新思维的激发。在教学内容上引入部分前沿的工程力学研究成果和工程应用案例，激发学生的好奇心和求知欲。在教学方法上，可以采用问题导向式教学、翻转课堂等创新性的教学方法，引导学生主动思考、积极探索，培养其创新能力和解决问题的能力。

（二）跨学科知识与综合能力的培养

新工科建设强调工程教育的综合性和跨学科性，要求培养学生的跨学科知识和综合能力。因此，《工程力学》课程也需要与其他相关课程进行有机融合，形成跨学科的知识体系。

在课程内容上，将《工程力学》与其他相关课程如材料力学、结构力学、机械设计等进行有机结合，让学生在学习过程中建立起完整的知识体系。引入物理学、数学等相关学科的知识，拓宽学生的知识视野，培养他们的跨学科思维能力[2]。

在教学方式上，通过综合性的教学活动如案例分析、团队项目等，让学生在解决实际问题的过程中，综合运用所学知识，提高解决问题的能力。

（三）适应产业发展与技术更新的需求

新工科建设要求工程教育紧密贴合产业发展需求，培养学生的实践能力和创新精神。《工程力学》课程需要及时更新教学内容，引入最新的工程技术和研究成果，以适应产业发展的需求。在教学内容上，关注工程力学领域的最新研究成果和工程应用案例，将其引入教学中，让学生了解最新的工程应用和发展趋势。关注新兴产业的发展动态，如新能源、智能制造等领域，将相关的力学问题引入教学中，培养学生的应用能力和创新意识。在教学方式上，加强与企业的合作，开展校企合作教学。与企业合作开展实践教学、实习实训等活动，让学生更好地了解工程实际和市场需求，提高他们的实践能力和就业竞争力。邀请企业专家来校举办讲座或指导实践教学，为学生提供更多的实践机会和就业渠道[3]。

二、《工程力学》教学模式现状

（一）教学内容过于理论化，与工程实践脱节

在当前《工程力学》教学模式中，教学内容往往过于理论化，与工程实践之间存在明显的脱节现象。教师通常侧重于力学的基本原理、公式推导和计算技巧等理论知识的传授，而忽视了将这些理论知识与实际工程应用相结合的重要性。这种过于理论化的教学方式导致学生难以理解力学知识在实际工程中的应用，难以形成直观的工程概念，更难以将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。学生在课堂上学习了大量的力学公式和原理，但在面对实际工程问题时，往往感到无从下手，不知道如何运用所学知识进行分析和解决。这种脱节现象不仅影响了学生对《工程力学》课程的兴趣和积极性，也制约了他们在未来职业生涯中的发展[4]。

（二）教学方法单一，缺乏创新

在当前《工程力学》教学中，教学方法通常较为单一，缺乏创新。传统的讲授式教学仍然是主流，教师在课堂上进行知识点的讲解和演示，而学生则被动地接受知识。这种单一的教学方法缺乏互动性和启发性，难以激发学生的学习兴趣和积极性。随着科技的进步和教育理念的更新，一些现代教学方法如项目式教学、案例教学、翻转课堂等逐渐兴起，并在其他学科中得到了广泛应用。目前在《工程力学》教学中的应用仍然较少，众多教师仍然固守传统的教学方式，缺乏对新教学方法的探索和实践。

（三）实践教学环节薄弱，缺乏足够的实验和实训机会

实践教学在《工程力学》教学中占据着举足轻重的地位。通过实验和实训，学生可以直观地理解和运用理论知识，从而培养解决实际问题的能力。当前众多高校在《工程力学》的实践教学中存在明显不足。

实验设备不足和场地有限是制约实践教学的重要因素。由于资金投入不足或管理不善，部分高校的实验室设备陈旧、数量有限，难以满足大量学生的实验需求。同时，实验场地的限制也影响了实验教学的开展，使部分实验难以进行或只能进行简化的版本。实验内容陈旧也是影响实践教学效果的问题之一。部分高校的实验教学内容长期未更新，与工程实际脱节，导致学生难以借助于实验真正了解和掌握力学在工程中的应用。此外，实验教学方法的单一性也限制了学生的实践能力和创新思维的发展[5]。

缺乏与企业合作开展实践教学的机制也是制约实践教学发展的瓶颈。企业是工程实践的重要场所，与企业的合作可以为学生提供更真实的工程环境和项目实践机会。目前众多高校与企业之间的合作机制尚不完善，导致实践教学难以与工程实际紧密结合。

（四）教学评价体系不完善，难以全面评估学生的学习效果

传统的以考试成绩为主要依据的评价方式过于注重知识的记忆和应试技巧，而忽视了对学生实践能力、创新能力和综合素质的评估。这种评价方式导致学生往往只关注于考试内容的学习，而忽视了对知识的深入理解和应用能力的培养。缺乏对教学过程的监控和反馈机制也是教学评价体系不完善的表现之一。教师难以了解学生的学习情况和需求，难以及时调整教学策略和方法。同时，学生也缺乏对自己学习情况的客观认识，难以发现自身存在的问题并进行针对性地改进。

三、新工科建设背景下《工程力学》课程教学改革策略

（一）更新教学内容，注重前沿知识与工程应用的融合

在新工科建设背景下，教学内容应紧密跟随工程领域的前沿动态，注重将最新的力学理论、技术和应用引入课堂。传统的《工程力学》教材往往侧重于基础理论和公式的推导，而缺乏与工程实践的结合。因此，教师应定期更新教材，将最新的研究成果和工程案例融入教学内容中，使学生能够及时了解和掌握工程力学领域的最新进展。加强工程应用案例的讲解，让学生明白力学知识在解决工程实际问题中的重要作用。这不仅能提高学生的学习兴趣，也能使他们更好地理解理论知识的实际应用。引入实际工程项目让学生参与分析和解决工程问题，可以培养他们的工程思维和实践能力，提高他们将理论知识转化为实际工程应用的能力。

此外，教师还可以邀请具有丰富工程实践经验的行业专家来校举办讲座或开设课程，将最新的工程实践经验和案例分享给学生，帮助他们更好地了解工程力学的实际应用和发展趋势。

（二）结合VR技术，引入现代教学手段

传统的教学方法已经难以满足新工科建设的需求，因此应积极探索和创新教学方法。现代科技手段，特别是虚拟现实（VR）技术，为《工程力学》课程教学提供了新的可能性和手段。

利用VR技术可以构建逼真的工程环境和场景，使学生身临其境地感受力学原理在实际工程中的应用。借助于VR技术，学生可以进入虚拟的工程项目中，观察力学现象、进行实验操作、分析工程问题等，从而提高他们的学习兴趣和实践能力。VR技术可以帮助学生突破时空限制，进行远程实验和实践。在传统实验中，学生可能由于实验条件限制而无法进行某些实验。而利用VR技术，学生可以在虚拟环境中进行实验操作，观察实验结果，从而弥补实验条件的不足。VR技术还可以与在线教学平台相结合，实现线上线下教学的无缝衔接。教师可以利用VR技术制作丰富的教学资源，如虚拟实验、虚拟项目等，并将其上传至在线教学平台供学生自主学习。学生可以在任何时间、任何地点采用VR设备进行学习，实现灵活多样的学习方式。

（三）强化实践教学，提升学生实践能力

实践教学在《工程力学》课程中占据至关重要的地位，对于提升学生的实践能力具有不可替代的作用。在新工科建设的背景下，强化实践教学显得尤为重要。

应加大对实践教学的投入，改善实践教学条件，确保学生能够获得充足的实践机会。这包括建立先进的实验室，购置先进的实验设备，为学生提供良好的实践环境。同时，也可以结合工程实际需求，设计具有针对性的实践项目，让学生在实践中深化对理论知识的理解。加强与企业合作，开展校企合作实践教学项目。企业是工程实践的重要场所，与企业的合作可以为学生提供真实的工程环境和项目实践机会。通过校企合作，学生可以参与到企业的工程项目中，了解工程实际问题的解决方案，提升他们的工程实践能力。

鼓励学生参与力学竞赛、科技创新等活动。这些活动不仅能够检验学生的实践能力和创新能力，也能够激发他们的学习兴趣和动力。参与这些活动，学生可以接触到更多的工程实际问题，锻炼其解决问题的能力；提升其综合素质。在实践教学的过程中，教师也应发挥积极的引导作用。教师应注重培养学生的实践能力和创新精神，鼓励学生勇于尝试、敢于创新。同时，教师也应注重与学生的沟通与交流，了解学生在实践中遇到的问题和困难，及时给予指导和帮助。

（四）构建多元化评价体系，全面评估学生学习效果

传统的以考试成绩为主的评价体系已经无法满足新工科建设背景下对学生学习效果全面评估的需求。因此，构建多元化评价体系显得尤为重要。除了传统的笔试成绩外，应将实验报告、项目设计、团队合作、口头报告等纳入评价体系中。这些形式可以更全面地反映学生在实践能力和创新能力方面的表现。例如，实验报告可以评估学生对实验原理和操作的掌握程度；项目设计可以考察学生的创新思维和解决问题的能力；团队合作则可以评价学生的沟通能力和协作精神。引入学生自评和互评机制，让学生参与到评价过程中来。学生自评可以帮助学生更好地认识自己的优点和不足，促进他们的自我反思和成长；互评则可以让学生相互学习、相互借鉴，提高评价的客观性和公正性。

此外，应重视过程性评价，关注学生在学习过程中的表现和进步。借助于定期的检查、反馈和指导，教师可以及时了解学生的学习情况，帮助他们解决遇到的问题，调整教学策略，确保教学质量。在构建多元化评价体系的过程中，教师应注重评价的公正性、客观性和科学性。同时，也应尊重学生的个体差异和多样性，采用灵活多样的评价方式和方法，以适应不同学生的学习特点和需求。

构建多元化评价体系可以更全面地评估学生的学习效果，发现他们的优点和不足，为他们提供更有针对性地指导和帮助。同时，也可以促进学生的学习兴趣和动力，提高他们的学习积极性和自主性。

结语

通过对应用型本科院校《工程力学》课程教学改革策略的探讨显现出，在新工科建设背景下，教学改革已经成为提升教学质量和培养学生能力的关键所在。教学改革中借助于更新教学内容、创新教学方法、强化实践教学环节、构建多元化评价体系以及加强师资队伍建设等一系列措施的实施，可以打造适合工程行业的教学模式，并且有效地提高学生的实践能力和创新精神。

参考文献：

[1]赵新涛.工程教育认证视角下的课程教学改革与达成评价——以“工程力学”为例[J].安徽建筑，2024，31（01）：100-102.

[2]王玲，汤萍，柴彩彩，等.职业本科工程力学课程建设研究与探索[J].教育信息化论坛，2024，（01）：45-47.

[3]李鑫，崔旭，马丽珠.应用型本科高校课程教学改革探索——以新工科背景下的“工程力学”为例[J].新课程教学（电子版），2023，（21）：185-186.

[4]翟诚，杨海庆，赵广臣，等.工程力学课程思政教学改革探索[J].中国教育技术装备，2023，（21）：98-100.

[5]蔡晓娜.基于OBE理念的工程力学在线开放课程教学改革与实践[J].教育信息化论坛，2023，（10）：24-26.