应用型本科院校力学课程“一核二体三融四能”教学模式改革与实践

［摘 要］ 在新工科背景下，随着“以本为本”教学理念以及“强基计划”的提出，根据应用型人才培养要求，优化力学课程体系，开展力学课程改革，夯实力学基础，为培养专业知识宽厚扎实的创新型、应用型“新工科”人才，探索构建应用型本科院校力学课程“一核二体三融四能”教学模式。实践证明，该教学模式从思想政治修养、创新创业能力、解决工程问题的能力、力学思维能力等各方面全面提高了学生的综合素质，学生自主学习能力也得到了提升，同时为后续专业学习奠定了坚实的基础。

［关 键 词］ 应用型本科；力学课程；教学模式

［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2024）24-0０77-04

一、问题的提出

力学课程作为高等院校机械、水利、土木、航空等专业的重要专业基础课，具有较强的实用性和工程性，能够培养学生的逻辑思维能力、创新能力、解决工程问题的能力，在工程实践、科学研究、技术创新等方面发挥着不可替代的作用，被视为“新工科”核心课程。

“新工科”建设下对从业人员力学素养的需求不断增加，而随着课程体系不断改革，力学课程教学学时数逐渐减少，学生学习深度不够，力学课程成了学生望而却步的课程。力学学时的减少与从业人员对力学需求的提高成了当前高素质应用型人才培养中的突出矛盾，深化力学课程改革、转变力学课程教学模式已经成为“新工科”人才培养中亟待解决的问题。

部分学生力学概念薄弱，缺乏学习兴趣，产生心理上的排斥，觉得力学很难。现存的“填鸭式”“满堂灌”等传统理论教学与工程实践脱节，部分任课教师重专业轻基础，力学课程教学逐渐被弱化，教学效果不佳，学生难以学以致用。学生学习兴趣不高、不及格率居高不下已经成为困扰力学课程教学的突出问题。

探究新的力学课程教学模式，培养学生的逻辑思维能力、分析问题能力、解决问题能力，提高学生的专业素养，需要从教学内容、教学方法、教学模式、教学资源建设、评价体系改革等方面入手，推动力学课程教学质量的提升和人才培养模式的创新，为培养具有创新能力和实践能力的高素质人才提供有力支持。

二、力学课程教学模式改革所要解决的核心问题

1.克服传统固有教学内容枯燥、乏味、难学、难懂的缺点，探索构建“以学生为中心”的教学模式，在激发学生学习兴趣、培养学生创新精神和工程实践能力方面起到积极作用。

2.转变传统教学中学生的“演员”“观众”的被动学习角色为“导演”“制作人”的主动学习角色，推动力学课堂教学改革，探索线上线下混合式教学，建设多元化教学资源库，合理增加学生投入学习的时间，引导学生自主学习，提高学习参与度，提升课程教学质量。

3.缓解力学课程教学内容增多与授课学时减少的矛盾，结合学生个体之间的差异，构建“一般、核心”两级知识点体系和基于信息化教学平台的立体化教学体系，实现高效教学，对培养学生自学能力和主观能动性大有裨益。

4.扭转传统教学重知识传授、轻能力培养局面，以学科竞赛为纽带，建立力学“理论—实践—创新”三位一体的关联机制，开展专思创融合、科教创新，实现“新工科”高素质创新型、应用型力学人才培养目标。

三、“一核二体三融四能”教学模式的研究与实践

（一）“一核二体三融四能”教学模式的内涵

针对力学课程特点以及高素质创新型、应用型人才培养要求，依托一系列教学改革研究项目以及“一流课程”建设经验，构建了应用型本科院校力学课程“一核二体三融四能”教学模式。

“一核”是指坚持以学生为中心，以“产出导向”为指引，构建基于信息化教学平台的立体化教学体系和“一般、核心”两级知识体系，融合现代信息技术、课程思政、创新创业教育，培养学生认知能力、力学思维能力、专业应用能力、创新创业能力，解决“新工科”高素质创新型、应用型力学人才培养的核心问题。

“二体”是指依托在线开放课程、虚拟仿真实验、微信公众号等线上教学资源，以及省级创新创业教育中心和基地、学校力学实验中心等线下教学平台，以学科竞赛为纽带，集“理论教学—实践训练—创新拓展”于一体，构建基于信息化教学平台的力学课程立体化教学体系；根据学生个体差异，坚持成果导向、应用性、服务性原则，实现个性化教学、高效教学，构建“一般、核心”两级知识体系。

“三融”是指融合现代信息技术，开展线上线下混合式课程教学，动手实操与仿真实践有机结合，增加课堂多样性，丰富课堂形式，激发学生求知欲，提高学生探索积极性，引导学生自主学习；融合课程思政，深挖力学课程中蕴含的育人元素，将思政育人贯穿力学课程教学的全过程，使思政教育犹如盐溶于水而无痕，同时使课堂教学变得有滋有味，潜移默化中引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观；融合创新创业教育，基于科教融合、以赛促学的精益化人才培养核心思想，加强科学研究，开发综合性、创新性实验项目，培养创造性思维，强化学生实践中的创新性。

“四能”是指培养学生的认知能力和思想道德素养，引导学生了解力学知识在工程应用中的重要性，培养学生科学、严谨的态度，培养学生的职业自豪感与职业自信，使其树立职业责任感与使命感；培养学生的力学思维能力，使学生能够正确地认识事物，培养逻辑思维的严密性；培养学生的专业能力，为学生走上工作岗位解决各种工程实际问题奠定基础；提升学生的创新创业能力，激发探索知识、科学、技术的能动性。

（二）教育教学方案

1.多维度创新，建立科学的教学体系

立足社会和专业人才需求，利用现代信息化技术，结合科研项目、学科竞赛、创新创业等平台进行教学改革，运用先进的教学理念实现教学内容的创新、教学方法的创新、教学体系的创新，建立力学“理论—实践—创新”三位一体的关联机制，构建基于信息化教学平台的力学课程立体化教学体系，培养具有“敬业、精益、专注、创新”工匠精神的高素质应用技术型力学人才。

2.角色转换，定制“个性化”教学方案

基于OBE理念，考虑到每个学生的个体差异，制定多元化的评价方式，结合学科竞赛、创新创业、科学研究、资源建设等方面进行评价，使每个学生都能在自己擅长的领域发光发热，充分调动学生的学习积极性。缓解力学课程教学内容增多与授课学时减少的矛盾，结合学生个体之间的差异，构建“一般、核心”两级知识点体系，以学生期望达到的学习成果反向设计教学，教学过程中学生由“演员”或者“观众”转变为“导演”或者“制作人”，探索线上线下混合式教学，建设多元化教学资源库，合理增加学生投入学习的时间、引导学生自主学习，提高学习参与度，提升课程教学质量。使不同学习能力的学生通过不同方式达到甚至超过自己的预期目标，充分体现自我价值，提高自信心。

3.全方位育人，加强课程思政建设

充分挖掘与提炼力学课程中的育人元素，从课程内容、教学模式、评价方式等方面融入育人元素，将价值塑造、能力培养和知识传授融为一体，培养学生科学严谨的态度、吃苦耐劳的精神、协同合作的团队精神、高度的职业责任感与使命感以及创新创业能力，使学生通过力学课程的学习，增长见识，树立正确的“三观”，谨记肩负的光荣使命，增强学习动力，做到育才先育人、育人育才相统一。

4.充分调动学生的主观能动性，提高教学参与度

学生既是教学资源的受益者，又是参与建设者，要充分发动学生参与教学资源建设，提高教学参与度和学习积极性。充分利用超星平台、雨课堂、微信公众号等信息化教学手段，建立以学生为中心、多样化教学、多元化考核等教学模式，使学生由被动学习变为积极探索，提高学生学习的主动性和创造性。

5.紧扣创新型、应用型人才培养目标，培养学生四种能力

根据国家对创新型、应用型人才的要求，本成果致力于培养学生“四能”。通过工程案例、名人名事培养学生正确认知事物的能力；通过习题求解、演示实验、方法辩论等教学方法，充分发挥不同学生的个性化优势，培养学生的力学思维能力；通过仿真试验、验证性试验、设计试验，培养学生解决工程问题的能力；通过设计试验、论文的撰写、参与科研、创新创业的实践锻炼，充分发挥学生的灵活思维优势，培养学生的开拓创新能力。

（三）实施过程

1.分解教学目标，明确教学要求，强化教学管理

根据专业培养目标和力学学科特点，分解为知识、能力、素质目标，制定出实用、特色、混合要求，细化力学教学具体内容，指导力学课程教学内容、教学管理和教学保障，实现内容、管理和保障的精益求精，从而达到强应用、强技术的应用特色能力培养，如图1所示。

2.以赛促教，以做促学，科教融合与课程思政双轨并行

高校育人，德育为先，立德树人贵在知行合一。本团队根据学生的学习特点与各类竞赛现状，提出了以组织学生参加各类大赛为背景的“以赛促教，以做促学，科教融合与课程思政双轨并行”的教学理念，通过力学竞赛、结构设计大赛、创新创业大赛、大学生创新创业项目等充分激发学生的学习兴趣和创新能力，提高学生自主学习和解决问题的能力，从而提升学生自身就业竞争力，并将课程思政融入课程教学全过程（包括教学目标的设计、教学成果积累、课程考核机制、育人目标体系化等），形成了精益化力学人才培养模式，如图2所示。

3.多元素融合，创建力学课程“四维四阶”金课体系

团队经过多年的力学教学实践与探索，将微信公众号、计算机仿真软件、MOOC等新元素融入力学教学中，课堂教学与案例演示相结合，线上线下学习相结合，课本与实践相结合，现实与虚拟仿真相结合（如图3所示），穿插一些模拟动画，提高教学效果，激发学生学习的兴趣。同时通过实验课动手操作，亲身体验，激发学生对未知事物的探索兴趣，提高其理解能力与创新能力，逐步形成“四维四阶”金课体系（如表1所示），着重培养学生的“四种能力”，取得了良好的教学效果。

4.坚持“以学生为中心”，打造两级知识点体系

紧扣素质目标、能力目标、知识目标，坚持成果导向原则、实用性原则、服务专业和工程实践的原则，结合学生学习需求和学习的差异性，将教学内容分为“一般、核心”两级知识点体系，开展以“淘汰水课、打造金课”为目的的教学改革与实践。同时，针对不同层次的知识点分别采取基于学习产出的“N+1”考核与评价，并根据课程目标达成情况不断改进知识体系。

（四）实践成效

1.创新课程教学模式，提高课程建设内涵

改变了以往传统的单向输入教学模式，创新了力学课程的教学方法与教学组织方式，不仅使学生在教学中有获得感，而且更新了教师的教学理念，使教、学双方进入“教学相长”的良性状态。扭转了力学课程教学内容陈旧、脱离社会热点等状况，拓展了教学内容，丰富了教学资源，促使学生积极参与到课堂教学，对课程、教材及相关教学资源有一个全面、深入的理解与内化。

2.激发学生学习兴趣，提升学生应用能力

将自主学习贯穿整个教学过程，充分调动学生的学习主动性，使其主动参与到学习实践的过程中，以体验、享受学习过程，加深学生对理论知识的理解，提高学生的实践动手能力、应用能力和创新能力。近年来，我校学生力学学习氛围得到增强，力学学习成效明显，获得了省级力学竞赛奖励，实现了我省民办应用型本科院校在力学竞赛组织奖上零的突破。学生力学思维能力的加强，为学生在全国工程训练竞赛、省结构设计大赛、“互联网+”创新创业竞赛等学科竞赛和创新创业竞赛中取得优异成绩奠定了坚实的基础。

四、结论

通过在实践中不断总结和完善，团队凝练出一系列符合新建本科院校要求的理论成果。

1.针对力学课程和应用型本科院校特点，提出了“以学生为中心”的力学课程“一核二体三融四能”教学模式，建立了基于信息化教学平台的立体化教学体系、“一般、核心”两级知识体系，提出了“以赛促教，以做促学，教赛融合与课程思政双轨并行”的教学理念，形成了精益化人才培养模式的闭环学习认知体系，创建了多元素融合的力学课程“四维四阶”金课体系。根据学生个体差异，坚持成果导向、应用性、服务性原则，建立了两级知识体系，优化教学内容，有层次、递进式开展学生力学思维养成教育和创新创业教育，实现个性化教学、高效教学，在调动学生学习兴趣、培养创新精神和工程实践能力方面起到积极作用。

2.构建了立体化教学体系，发挥信息化教学优势，赛教融合、专思创融合、科教创新，“理论—实践—创新”为一体，调动学生学习的能动性，强化学生思想道德素养、力学思维、专业能力、创新创业能力的培养。

实践证明，本教学模式对指导“新工科”高素质创新型、应用型力学人才培养，c90c451f2152118dd2ccdc63d95ce827767685e3daefbbf3bf022f0123d3b275延伸教学平台、拓展办学资源、优化师资队伍、提升教学质量、培养团队合作精神、提高人才培养质量等方面均起到了很好的效果。

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◎编辑 郑晓燕