蔡俊清,劉 娟
(陜西機電職業(yè)技術(shù)學院,陜西 寶雞721001)
《工程力學》是很多工科類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎課程,既具有基礎性,又具有很強的工程應用性,在機械、建筑、交通運輸、材料學、航空航天及日常生活等領域均有廣泛的應用。該課程旨在培養(yǎng)學生掌握抽象化能力、邏輯思維能力、計算能力以及利用工程力學的基本理論和方法,去分析和解決一些簡單的工程實際問題的能力。然而在實際授課過程中發(fā)現(xiàn),學生普遍認為該課程過于抽象,較難理解,與專業(yè)“無關(guān)”,從而導致學習積極性不高,教學效果不理想。針對于此,在教育部倡導課程教學改革的背景下,以陜西機電職業(yè)技術(shù)學院(以下簡稱“我院”)為例,在汽車類專業(yè)《工程力學》課程教學開展中,嘗試了一些新方法、新手段、新模式。
《工程力學》在我院汽車類專業(yè)中屬于專業(yè)基礎課程,開設學期為第三學期,其前導課程為《高等數(shù)學》上下冊,汽車機械基礎,通過《工程力學》的教學,實現(xiàn)基礎理論向?qū)I(yè)技能的過渡和轉(zhuǎn)化,后續(xù)對接人才培養(yǎng)方案中專業(yè)拓展學習領域和綜合實訓學習領域的多門課程。因此,課程改革的重點就在于《工程力學》與前導專業(yè)基礎課和后續(xù)專業(yè)課程的對接與融合,要讓學生深刻理解力學問題貫穿專業(yè)始終、而不是與專業(yè)無關(guān)。
《工程力學》包含靜力學、材料力學、運動學及動力學四部分內(nèi)容[1],其中靜力學和材料力學與專業(yè)聯(lián)系緊密,而運動學與動力學理論性極強,偏向于物理學。為此,教研室小組成員共同修訂了《工程力學》課程標準,結(jié)合專業(yè)特點和學生學情對教學內(nèi)容作了調(diào)整,刪減了運動學及動力學內(nèi)容,把教學重點放在靜力學和材料力學。貫徹簡化推導、注重應用的教學理念。具體教學內(nèi)容見表1。課程學時52 學時,每周4 課時。
表1 《工程力學》教學內(nèi)容及學時分配
由于學生層次不同(目前我院有三年制、五年制高職),在制定教學目標時,充分考慮學生的接受能力,制定以下三個層面的教學目標:①知識目標層面:建立準確的力學基本概念,熟悉基本原理和基本方法。②能力目標層面:掌握基本的力學平衡計算能力;桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性分析能力。③素質(zhì)目標層面:培養(yǎng)學生將力學模型與汽車工程實例相結(jié)合的能力?;诖耍诿恳粋€教學任務中具體實施時,引導學生認知實現(xiàn)由基本原理——力學模型——工程實例的過渡。
應用現(xiàn)代信息化教學手段,充分利用網(wǎng)絡平臺。每節(jié)課采用課前、課中、課后三步走的流程。課前教師通過云課堂發(fā)布學習任務,學生提前預習,教師根據(jù)學生預習反饋及時調(diào)整教學方法。課中教師靈活采用多種方法手段,例如課件、微課視頻、測驗、小組PK、頭腦風暴等,將抽象理論與工程實際相結(jié)合,引導學生實現(xiàn)知識進階,并將學生課堂學習過程記錄于云課堂,作為過程性考核的依據(jù)。課后布置相應練習題及小組實踐任務,加強鞏固。從而幫助學生逐步養(yǎng)成主動學習、合作學習的習慣,實現(xiàn)理論知識經(jīng)課堂轉(zhuǎn)化應用于工程實踐的教學目標。
傳統(tǒng)的《工程力學》考核以期末卷面成績?yōu)橹?。但這種模式下學生容易在考前生背硬記,只是為了考過而突擊性學習。考慮到學生終身學習能力的培養(yǎng),真正把工程力學知識應用于專業(yè)實踐。我們將考核滲入整個課程的始終??己朔绞綖椤斑^程性考核”+“終結(jié)性考核”,即從開課到結(jié)課的整個教學過程中,由職教云“課前”、“課中”、“課后”所記錄的數(shù)據(jù):課程資源學習、答題記錄、師生互評、作業(yè)提交、課堂測驗等,生成基于學生學習行為的反饋數(shù)據(jù),最終以上課出勤5%、課堂表現(xiàn)10%、任務完成15%、日常測驗10%的過程成績加上和期末考試60%的卷面成績共同形成最終的成績。同時嘗試建立力學模型任務庫,選擇與專業(yè)緊密結(jié)合的工程問題與力學結(jié)合形成任務單,要求小組獨立完成。下一階段我們考慮將任務庫作為課程考核項目的一部分,豐富考試形式,激發(fā)學生能動性。
構(gòu)建信息化教學平臺,將課堂學習的部分內(nèi)容轉(zhuǎn)移至線上,克服了教學時間和空間的局限性。以筆者目前所使用的智慧職教云課堂為例,通過在職教云中建立《工程力學》課程,在該課程下組建教學班級,進行線上課程設計,將授課所需課件、文檔、視圖資料等上傳至相應章節(jié),并建立試題庫及作業(yè)庫。學生加入班級后,可隨時進行線上學習。平臺會自動記錄學生的學習痕跡并進行統(tǒng)計分析,結(jié)合前述“過程性考核”要求,有助于督促學生自主學習。但該平臺的建立需耗費一定的物力財力,需校方給予大力支持。
筆者所授《工程力學》授課對象為我院汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)學生,在教學內(nèi)容方面,將力學知識點與汽車知識相結(jié)合,聯(lián)系專業(yè)實際進行教學。例如:講解約束與約束力時,在明確幾種常見約束及其產(chǎn)生的約束力特點后,找出汽車上存在的相同約束,比如發(fā)動機皮帶輪上的約束力符合柔性體約束的力學模型;在講解物體間相互作用力時,分析汽車輪胎與地面之間的摩擦力;講解力矩與力偶矩時,結(jié)合車輪如何產(chǎn)生制動力引入汽車制動時的地面制動力、制動器制動力與地面附著力之間的關(guān)系;講解軸向拉伸變形時,結(jié)合低碳鋼拉伸時的應力應變圖,讓學生明白汽車各部分金屬材料在選材時關(guān)注的力學性能有哪些;講解圓軸扭轉(zhuǎn)問題時,先討論工程中的扭轉(zhuǎn)實例,比如扭螺絲、電動機的驅(qū)動軸等。這樣將力學知識與汽車知識融為一體,有助于學生真正理解力學在工程實際中如何應用,也培養(yǎng)了學生的專業(yè)興趣。
思想政治教育是所有課程的內(nèi)在要求和基礎,在專業(yè)教學中融入課程思政是現(xiàn)代職業(yè)教育的一項重要任務。力學本身就是一門古老的學科,它與馬克思主義哲學有著天然的內(nèi)在聯(lián)系,《工程力學》中有很多知識點,都可以用來支持思政教學[2]。筆者在授課過程中,在每節(jié)課的課前設置了2 分鐘的今日分享環(huán)節(jié),與學生共同學習力學、汽車、制造業(yè)、教育等方面的新知識、新理念,激發(fā)學生的愛國熱情。
通過《工程力學》課程教學,學生能夠掌握基本的力學分析方法,提升邏輯思維與創(chuàng)新思維能力,培養(yǎng)了學生的工程意識、質(zhì)量意識與社會責任意識,教師進一步加強了自身專業(yè)水平。而這種良性循環(huán)的實現(xiàn)需要建立一定的評價機制,幫助師生不斷反思和進步。筆者在教學中,構(gòu)建了師生互評、生生互評、線上線下結(jié)合評價的評價機制。每完成一堂課的教學任務,師生共同進行一次面對面線下評價,同時,師生可通過職教云課后環(huán)節(jié),通過提問、答疑、討論等形式對課后任務實施中遇到的問題再次進行線上互評。由此更好地完成教學目標。
以上便是以陜西機電職業(yè)技術(shù)學院為例,將《工程力學》與專業(yè)教學相融合進行課程教學改革的一些經(jīng)驗和實踐,《工程力學》教學質(zhì)量的提高,還需不斷更新教育理念和教學手段,不斷探索。