程玉蘭 劉勝 覃波 夏平 卿上樂

摘要：本文基于應(yīng)用型本科機(jī)械類專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)中遇到的問題，在成果導(dǎo)向理念的指導(dǎo)下對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，主要包括以“產(chǎn)出導(dǎo)向”為指引確定課程培養(yǎng)能力目標(biāo)、探索“基于能力培養(yǎng)”的課程體系建設(shè)、創(chuàng)建“特色教材+精品在線開放課程”的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、實(shí)施“基于能力培養(yǎng)”的教學(xué)方法改革、構(gòu)建以“過程考核”為核心的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)考核機(jī)制、建立“導(dǎo)師制、常規(guī)化”的學(xué)生課外活動(dòng)制度。這些改革措施有效破解了傳統(tǒng)力學(xué)課程教學(xué)中遇到的難題，為其他類型的課程教學(xué)改革提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：力學(xué);成果導(dǎo)向;能力培養(yǎng)

一、引言

1、問題的提出

人才是 21 世紀(jì)的核心競爭力。目前，我國正處在推進(jìn)“中國制造 2025”的關(guān)鍵時(shí)期，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是人才培養(yǎng)。工程教育專業(yè)認(rèn)證體系倡導(dǎo)成果導(dǎo)向（OBE）的基本理念，強(qiáng)調(diào)因需求定目標(biāo)，因目標(biāo)定課程體系。該理念以學(xué)生發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，確定培養(yǎng)目標(biāo);以學(xué)生的期望設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容;以是否有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)作為師資評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn);以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為評(píng)價(jià)的焦點(diǎn)。

傳統(tǒng)工程教育的課程體系是以學(xué)科為導(dǎo)向，教學(xué)模式傾向于解決靜止封閉的問題。學(xué)科導(dǎo)向的課程體系存在培養(yǎng)目標(biāo)不明確、畢業(yè)要求不能工程教育認(rèn)證的要求、理論脫離實(shí)際、創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)和考核方法單一等諸多問題。進(jìn)行課程體系改革，建立新型的能夠全面提升教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)優(yōu)秀人才的課程體系成為教育改革的關(guān)鍵問題之一。

與重點(diǎn)大學(xué)相比，地方應(yīng)用型本科院校起步較晚， 辦學(xué)實(shí)力相對(duì)較弱，地方政府投入有限，師資缺乏工程背景，課程建設(shè)滯后等，這些缺陷很大程度上影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。因此，引進(jìn)國際先進(jìn)的 OBE 教學(xué)理念，積極構(gòu)建符合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、具有鮮明地方特色的課程體系，對(duì)于地方院校實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重大意義。

2、研究和改革的必要性和可行性

力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，它來源于工程實(shí)踐，服務(wù)于工程實(shí)踐，在工程實(shí)踐中不斷發(fā)展。但在實(shí)際教學(xué)中，往往把它作為一門基礎(chǔ)課程，沒有擺正其位置，沒有發(fā)揮好力學(xué)課程在機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)中應(yīng)有的作用。因此，需要正本清源，從應(yīng)用型本科機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)的要求出發(fā)，明確力學(xué)課程的目標(biāo)和任務(wù)。另外，力學(xué)課程中含有許多抽象的概念、公理、公式、相當(dāng)數(shù)量的課后作業(yè)，學(xué)生普遍反映課程比較枯燥難學(xué)，學(xué)習(xí)興趣不高。課程中的教學(xué)實(shí)例、練習(xí)等與機(jī)械工程領(lǐng)域的問題結(jié)合不緊，理論與實(shí)踐脫節(jié)。此外，傳統(tǒng)的力學(xué)教材、課程資源、多媒體課件等大都以教師為主體，很少以學(xué)生為主體。在具體教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施中，也是以“教師為中心”，沒有關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)興趣如何、學(xué)習(xí)主動(dòng)性發(fā)揮得如何，學(xué)生學(xué)到了什么，培養(yǎng)了什么能力。針對(duì)上述問題，必須開展力學(xué)課程教學(xué)改革，明確目標(biāo)和任務(wù)，優(yōu)化課程內(nèi)容體系，改革教學(xué)模式、方法和手段，學(xué)以致用，達(dá)到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。

自 2006 年以來，我國開始推行全國工程教育專業(yè)認(rèn)證，十多年的實(shí)踐表明，實(shí)施工程教育專業(yè)認(rèn)證是新時(shí)期提高工程類人才質(zhì)量的重大舉措。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)“以人為本”的成果導(dǎo)向教育。OBE 被視為較先進(jìn)的教學(xué)理念，已有多年的理論與實(shí)踐探索，目前已形成較為完整的實(shí)踐模式，且已證明是高等教育變革的正確導(dǎo)向。

3、研究和改革所要解決的核心問題

本成果針對(duì)應(yīng)用型本科院校機(jī)械工程人才培養(yǎng)需求，以成果導(dǎo)向教育理念為引領(lǐng)，以力學(xué)課程為著力點(diǎn)，旨在破解傳統(tǒng)力學(xué)課程教學(xué)中的如下難題：

（1）課程培養(yǎng)目標(biāo)不明確：力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，它來源于工程實(shí)踐又服務(wù)于工程實(shí)踐。在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往過于強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)書本理論知識(shí)的掌握而忽視了培養(yǎng)學(xué)生從工程實(shí)際中提煉出力學(xué)問題、建立力學(xué)模型并求解的能力。

（2）課程體系不合理、教學(xué)方法單一：傳統(tǒng)教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的完整性，加之單一地講授大量抽象的力學(xué)概念、公理、公式，學(xué)生普遍反映課程比較枯燥難學(xué)。課程內(nèi)容、實(shí)例、練習(xí)等與機(jī)械工程領(lǐng)域的問題結(jié)合不緊，理論與實(shí)踐脫節(jié)。

（3）評(píng)價(jià)方式不科學(xué)：傳統(tǒng)教學(xué)中多關(guān)注學(xué)生學(xué)期末的考試成績，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程缺乏有效的評(píng)價(jià)，導(dǎo)致學(xué)生不注重過程學(xué)習(xí)，存在急功近利的突擊行為，不利于學(xué)生知識(shí)的掌握和能力的培養(yǎng)。

二、課程教學(xué)改革的主要舉措

本課程教學(xué)改革主要思路如下框圖：

（1）以“產(chǎn)出導(dǎo)向”為指引，確定課程培養(yǎng)能力目標(biāo)

采用調(diào)查研究法和歸納分析法，通過調(diào)查研究雇主、校友、教師、學(xué)生對(duì)機(jī)械類專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)能力、職業(yè)成就的預(yù)期;分析學(xué)校人才培養(yǎng)定位、服務(wù)面向，機(jī)械類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求，確定了力學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)。

（2）探索“基于能力培養(yǎng)”的課程體系建設(shè)

采用反向設(shè)計(jì)法優(yōu)化力學(xué)課程內(nèi)容體系。以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，以課程培養(yǎng)能力目標(biāo)實(shí)現(xiàn)為依據(jù)，每一個(gè)能力目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要哪些知識(shí)來做支撐，從而建構(gòu)課程內(nèi)容體系，再按照認(rèn)知、能力發(fā)展規(guī)律對(duì)內(nèi)容體系進(jìn)行優(yōu)化，按照層次化、模塊化來進(jìn)行組織。課程內(nèi)容采用模塊化教學(xué)，每個(gè)模塊都分別制定知識(shí)和素質(zhì)能力兩類兩級(jí)具體目標(biāo)、成果的具體形式以及相應(yīng)的教學(xué)策略，從而構(gòu)成了本課程的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)體系[1]。

按照課程邏輯將《理論力學(xué)》和《材料力學(xué)》分別整合為三個(gè)模塊?；驹瓌t是：以最終學(xué)習(xí)成果為起點(diǎn)“反向設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容，將高度抽象化的內(nèi)容具象化為與能力結(jié)構(gòu)相互映射的知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)，距成果目標(biāo)較遠(yuǎn)的內(nèi)容則果斷舍棄。通過這樣的方式，有效化解了力學(xué)課程內(nèi)容的高度理論性和課程目標(biāo)的實(shí)踐性要求之間的沖突。

（3）創(chuàng)建“特色教材+精品在線開放課程”的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源

將科研實(shí)踐、學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力提升和專業(yè)特色融入教材編寫，出版了特色教材多部。順應(yīng)時(shí)代潮流，將《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》校級(jí)精品課程升級(jí)改造為精品在線開放課程。便于教師結(jié)合手機(jī)APP“超星學(xué)習(xí)通”、“藍(lán)墨云班課”等軟件開展參與式、項(xiàng)目式、翻轉(zhuǎn)課堂等多種形式的教學(xué)，也為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了保障。

（4）實(shí)施“基于能力培養(yǎng)”的教學(xué)方法改革

以O(shè)BE為導(dǎo)向，以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，開展教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施。明確“以學(xué)生為中心”，在教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，體現(xiàn)出學(xué)生的首創(chuàng)精神[2]。通過創(chuàng)設(shè)機(jī)械工程問題情境、創(chuàng)設(shè)協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生有多種機(jī)會(huì)在不同的情境下去應(yīng)用他們所學(xué)的知識(shí)，讓學(xué)生根據(jù)自身行動(dòng)的反饋信息來形成對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)和解決實(shí)際問題的方案。主要采用超星泛雅平臺(tái)的“一平三端”技術(shù)[3]、“藍(lán)墨云班課”等信息化的教學(xué)手段實(shí)現(xiàn)了五個(gè)轉(zhuǎn)變，即從教師中心向?qū)W生中心轉(zhuǎn)變、從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂轉(zhuǎn)變、從封閉課堂向開放課堂轉(zhuǎn)變，從知識(shí)課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性

（5）構(gòu)建以“過程考核”為核心的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)考核機(jī)制

依據(jù)OBE教育理念，建立了以“過程考核”為核心的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)考核機(jī)制，強(qiáng)調(diào)全面、正確衡量學(xué)生課程學(xué)習(xí)收獲的長效、動(dòng)態(tài)的課程成績。根據(jù)我校學(xué)生課程成績?cè)u(píng)定的要求（卷面成績：平時(shí)成績 = 6：4），平時(shí)成績注重結(jié)合每個(gè)模塊的成果目標(biāo)進(jìn)行考核。利用精品在線開放課程資源，結(jié)合手機(jī)APP超星“學(xué)習(xí)通”，對(duì)學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)行量化處理，解決平時(shí)成績?cè)u(píng)定難的問題。

（6）建立“導(dǎo)師制、常規(guī)化”的學(xué)生課外活動(dòng)制度

鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)個(gè)人特長和興趣參加課外科技活動(dòng)，并選擇固定教師做指導(dǎo)，建立導(dǎo)師制。通過建立學(xué)生工作室、導(dǎo)師值班制等把學(xué)生科技活動(dòng)常態(tài)化。鼓勵(lì)并組織學(xué)生直接組隊(duì)參加力學(xué)競賽等課外科技活動(dòng)，同時(shí)將機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、工程訓(xùn)練綜合能力大賽的選題作為項(xiàng)目引入教學(xué)，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方法，學(xué)生自由組隊(duì)，對(duì)其中的力學(xué)問題進(jìn)行提煉和自由探索，最后進(jìn)行小組協(xié)商、討論、交流，完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

三、課程教學(xué)改革的實(shí)踐成效

力學(xué)課程理論性很強(qiáng)、抽象度很高。在傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生覺得課程枯燥難懂，實(shí)用性不強(qiáng)，說教過多，因而存在“平時(shí)不努力，考前記一記，考后全忘記”的功利性學(xué)習(xí)的問題，造成教學(xué)實(shí)效性不高，不能有效達(dá)成課程的教學(xué)目標(biāo)。自教學(xué)改革開展以來，學(xué)生到課率、抬頭率提高了，學(xué)生參與課堂的積極性有著較大提高。教學(xué)實(shí)效性的提高直觀反映在學(xué)生的學(xué)習(xí)成績上。改革之后，強(qiáng)調(diào)過程考核的考核方式對(duì)于學(xué)生來說考核難度有較大提高，學(xué)生無法考前突擊，需要參與學(xué)習(xí)的全過程。但項(xiàng)目組調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，課程學(xué)生不及格率反而大幅下降，平均成績較以前提高約10-20分左右，學(xué)生重修率大幅下降。

更重要的是，課程改革始終堅(jiān)持以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，因此每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都注意將抽象的理論轉(zhuǎn)化為學(xué)生應(yīng)該具備的能力和素質(zhì)，因此，學(xué)生收獲的不僅僅是理論知識(shí)，更重要的是學(xué)生的力學(xué)建模能力、利用力學(xué)知識(shí)處理實(shí)際問題的能力、團(tuán)隊(duì)競爭與合作等綜合素質(zhì)和能力都有明顯提高。

四、課程教學(xué)改革需要進(jìn)一步深化和完善之處

機(jī)械類本科生畢業(yè)后要服務(wù)社會(huì)，服務(wù)機(jī)械行業(yè)。為達(dá)到應(yīng)用型本科對(duì)人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合本校學(xué)生學(xué)習(xí)能力及教學(xué)條件，對(duì)機(jī)械類專業(yè)力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行改革與實(shí)踐，并取得顯著成效。但成果仍需進(jìn)一步深化和完善。

課程教學(xué)與工程實(shí)踐仍需進(jìn)一步緊密結(jié)合，學(xué)生綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)解決工程問題的能力仍需加強(qiáng)。力學(xué)課程是專業(yè)基礎(chǔ)課程，在教學(xué)改革中，為增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用能力，開設(shè)了理論力學(xué)和材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才素質(zhì)教育與能力提高方面承擔(dān)更多責(zé)任。它不僅是教與學(xué)的過程，更是體現(xiàn)在能力提高和人格塑造等方面。學(xué)生通過操作儀器設(shè)備，來觀察材料變形與破壞現(xiàn)象，完成數(shù)據(jù)處理及總結(jié)分析，加深理論知識(shí)的理解，一定程度地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的能力和解決工程實(shí)際問題的能力。但對(duì)于還沒學(xué)習(xí)專業(yè)課程，沒有足夠的專業(yè)素養(yǎng)，學(xué)生運(yùn)用力學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程技術(shù)問題能力較缺乏。力學(xué)課程教學(xué)仍需關(guān)注工程實(shí)踐，精心設(shè)計(jì)力學(xué)課程的教學(xué)過程，使學(xué)生熟練掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，進(jìn)而構(gòu)建系統(tǒng)的專業(yè)技能。

參考文獻(xiàn)：

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[2]程玉蘭、康穎安、夏平. ?提高學(xué)生對(duì)理論力學(xué)學(xué)習(xí)興趣的探索與實(shí)踐[J]. 新校園，2014，325：21-22.

[3]程玉蘭、夏平、卿上樂、魏克湘. 混合式教學(xué)，助推力學(xué)競賽[J]，新校園，2018，482：90-91.

作者簡介：程玉蘭（1981.4-），女，湖北襄陽人，講師，博士，研究方向：高等教育、高性能磁流變材料的制備及機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究。

基金項(xiàng)目：2018年湖南工程學(xué)院精品在線開放課程立項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目“材料力學(xué)”（項(xiàng)目編號(hào)：校教字【2018】79號(hào)），湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于專業(yè)認(rèn)證及國際教育理念的《材料成形檢測技術(shù)與控制》課程教學(xué)改革與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：湘教通【2018】436號(hào)）。