張艷華 張功學(xué) 李建軍 高羨明

（陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 陜西·西安 710021）

0 引言

“教無定法、教必有法、貴在得法。”課有常而教法無常，良好的教學(xué)方法，可以發(fā)揮教學(xué)智慧、教學(xué)相長(zhǎng)。我校基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)為省級(jí)基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)教師在多年的教學(xué)改革和實(shí)踐過程中，秉承著“傳—幫—帶”和“老—中—青”結(jié)合的教學(xué)傳統(tǒng)，在“守好一段渠，種好責(zé)任田”的同時(shí)，也取得了豐碩的教學(xué)成果，并逐漸形成了基于5“yu”的創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)。

1 5“yu”的緣起

在我校，《工程力學(xué)》是面向輕化工大類本科生二年級(jí)上學(xué)期開設(shè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課。對(duì)輕化工大類的定位和培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)能夠從事輕化工程及相關(guān)領(lǐng)域的寬口徑、復(fù)合型高級(jí)應(yīng)用技術(shù)人才。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，分析了學(xué)習(xí)過程中存在的有利學(xué)情和不利學(xué)情。其中不利學(xué)情中，學(xué)時(shí)少，學(xué)生多，學(xué)生專業(yè)復(fù)雜多樣不容忽視。古人有云“授人以魚不如授人以漁”，但是對(duì)于當(dāng)代大學(xué)生，僅有“魚、漁”已經(jīng)不能滿足他們的需求，尤其是情感和精神層面。所以在魚、漁的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程思政，形成了現(xiàn)在的5“yu”，即：破“愚”，有“魚”，授“漁”，身“欲”和心“愉”創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，如圖1所示。下面以少學(xué)時(shí)《工程力學(xué)》為例進(jìn)行詳細(xì)闡述。

圖1：5“yu”簡(jiǎn)介

2 5“yu”的探索與實(shí)踐

2.1 破“愚”

基于力學(xué)兩大特征：（1）向深度挖掘的探索性，它不斷尋找形形色色的交互作用機(jī)制；（2）力學(xué)的凝聚性連接性，作為一座橫跨理工的橋梁，它不斷地再出發(fā)，去連接基礎(chǔ)與應(yīng)用之間的道道鴻溝。此外，力學(xué)發(fā)展本身就是一個(gè)辯證思維的過程，力學(xué)在工程中的作用和地位可概括為：力學(xué)退后一步是數(shù)學(xué)，前進(jìn)一步機(jī)械，左顧是物理，右盼是材料，綜合應(yīng)用是工程，應(yīng)用到極致是藝術(shù)。圖2所示為梁彎曲正應(yīng)力分析示例。

圖2：力學(xué)的橋梁作用示例

學(xué)生需要學(xué)習(xí)，作為師者的我們也不例外，基礎(chǔ)力學(xué)團(tuán)隊(duì)注重教師培養(yǎng)，老中青結(jié)合，互幫互學(xué)互助，一直踐行著“傳幫帶”的優(yōu)秀教學(xué)傳統(tǒng)。其中，年輕教師在助學(xué)，信息技術(shù)支持和服務(wù)方面做了大量工作。

2.2 有“魚”

基于破“愚”的鋪墊，使學(xué)習(xí)者看到“宇宙之大，粒子之小，力學(xué)無處不在”，并同時(shí)堅(jiān)信自己的專業(yè)中，課程中均有“肥魚”“大魚”可抓。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生不僅可以掌握本課程的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)一定的計(jì)算能力，對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生提升創(chuàng)新能力。

2.3 授“漁”

在授“漁”層面上主要是針對(duì)教學(xué)內(nèi)容、課程建設(shè)、研究方法和教、學(xué)法上。

2.3.1 整合教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)行學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合各種新型媒體和手段，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類重組，基礎(chǔ)部分的積累性學(xué)習(xí)以師授為主，同類問題的反思性認(rèn)知以生學(xué)為主，綜合性的探索性整合以師生共商為主，如圖3所示。該過程體現(xiàn)了學(xué)習(xí)中的三個(gè)不同層面，即知識(shí)理解、應(yīng)用分析和綜合評(píng)鑒。其中后兩者屬于較高層次的思考。

圖3：教學(xué)內(nèi)容的整合

2.3.2 完善課程建設(shè)

在先前建設(shè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、精品課程建設(shè)、精品資源共享課和通識(shí)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)在線課程建設(shè)，其中工程力學(xué)在線課程已于去年在中國(guó)大學(xué)MOOC上線。

2.3.3 注重研究方法

對(duì)于基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，除知識(shí)點(diǎn)外，還應(yīng)注重研究方法。比如，在靜力學(xué)篇，世界是立體的，而我們學(xué)習(xí)的主題卻基于平面，那是因?yàn)?，我們發(fā)現(xiàn)不管是工程界還是生活中，很多東西都具有對(duì)稱性，因此，我們就能找到他的對(duì)稱面，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化分析。此外，對(duì)于材料力學(xué)部分，我們研究對(duì)象是基于桿件，小到住行，大到國(guó)之重器，哪怕是落月成功的嫦娥5號(hào)身上，都能發(fā)現(xiàn)桿件纖瘦的身影。這就是我們提煉出的力學(xué)模型，外表簡(jiǎn)單，內(nèi)心卻豐富多彩，它是我們結(jié)構(gòu)的骨架，主要承受拉、壓、剪、扭、彎等變形。上述也恰恰說明了我們力學(xué)源于生活、源于實(shí)踐的特性。

2.3.4 注重教、學(xué)法

在教法和學(xué)法上，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，信息技術(shù)融入到課堂后，不管是教師教學(xué)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，還是課堂形態(tài)都有了很大的變化。具體創(chuàng)新點(diǎn)結(jié)合案例進(jìn)行說明。

（1）在學(xué)習(xí)提高梁彎曲強(qiáng)度時(shí)，利用分組實(shí)踐進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，通過一張A4紙和兩盒粉筆的故事，演繹提高梁承載能力的主要措施整個(gè)過程，如圖4(a)所示。學(xué)生是臺(tái)前，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，老師為幕后，揭示本質(zhì)。運(yùn)用明辨性思維+追問的形式啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題、解決問題以及評(píng)價(jià)問題。

圖4：實(shí)踐操作

（2）在學(xué)習(xí)軸向拉壓桿的強(qiáng)度條件時(shí)，利用項(xiàng)目教學(xué)法，通過設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的小型起重機(jī)為例，由實(shí)物引發(fā)，到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，到力學(xué)模型，并結(jié)合數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度出發(fā)進(jìn)行計(jì)算分析，從而引出利用強(qiáng)度條件主要解決的三大類工程問題，如圖5所示。

（3）在學(xué)習(xí)壓桿穩(wěn)定部分，通過自制教具進(jìn)行課堂實(shí)踐，在理論推導(dǎo)前，先進(jìn)行科學(xué)的猜測(cè)，該過程更加注重研究問題的思路和方法。此外，除實(shí)驗(yàn)課外，我們還加強(qiáng)實(shí)踐操作，而實(shí)踐結(jié)果往往超乎學(xué)生的想象。最讓同學(xué)們驚訝的是一張薄薄A4紙卷的紙筒，竟然可以承受20余瓶礦泉水的重量，如圖4(b)所示

此外，授課過程中深挖案例，古今中外結(jié)合，從魁北克橋梁的垮塌到中國(guó)大跨度橋梁的代表港珠澳大橋，說明偶然中的必然性，揭示事物的認(rèn)知規(guī)律和發(fā)展規(guī)律等。

2.4 身“欲”

在身“欲”層面，在學(xué)生還未養(yǎng)成良好的主動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)習(xí)慣之前，我們利用信息技術(shù)等多種手段，讓學(xué)生先動(dòng)起來，忙起來，這主要體現(xiàn)在課前、課中和課后。（1）課前，學(xué)生通過完成線上任務(wù)進(jìn)行預(yù)習(xí)；（2）課中，主要是互動(dòng)交流，利用在線答題、投稿、彈幕等鞏固重點(diǎn)，學(xué)練結(jié)合并及時(shí)檢測(cè)和掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)；（3）課后，主要是進(jìn)行交流和答疑等，提供服務(wù)支持，包括學(xué)生課程學(xué)習(xí)結(jié)束后有進(jìn)一步的需要。

2.5 心“愉”

心“愉”層面，可以說體現(xiàn)的是過程性的評(píng)價(jià)。不同階段，心愉的感受是不一樣的，按時(shí)間關(guān)系遠(yuǎn)近可以分成這樣的五個(gè)層次，即立刻、馬上、后續(xù)、將來、未來。立刻是反饋是在學(xué)習(xí)進(jìn)行中，比如今天我在課堂上小露了一手，成功又自信，又或者，不知所措時(shí)，老師的會(huì)心一笑。馬上是順利完成課程考核。我們主要用的是學(xué)習(xí)通和雨課堂兩者結(jié)合的方式。但是課程考核的結(jié)束不是學(xué)習(xí)的終結(jié)，往往新一篇章的開啟?；谇笆龅膶W(xué)習(xí)和扎實(shí)功底，在后續(xù)設(shè)計(jì)，專業(yè)課程中乃至各大賽事中，因?yàn)楦罟?，不斷取得傲人的成?jī)，以至于乃至不久的將來，畢業(yè)時(shí)收到心儀的offer或是遙遠(yuǎn)的未來，成為行業(yè)的精英，服務(wù)社會(huì)，都與今天的努力分不開。

3 結(jié)束語

總的來說，基于5“yu”創(chuàng)新緊緊圍繞這三點(diǎn)，人、文、術(shù)。人是育人，文是內(nèi)容，術(shù)是技術(shù)等，在以學(xué)生為中心的情況下，融入課程思政，牢記教書育人，力爭(zhēng)德才兼?zhèn)洌蝗诤袭?dāng)下信息技術(shù)，重組課程內(nèi)容，線上線下結(jié)合，多種手段并用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)為主，教師導(dǎo)為主，注重學(xué)習(xí)過程。該創(chuàng)新設(shè)計(jì)雖以《工程力學(xué)》為例，但對(duì)其它學(xué)科亦具有借鑒意義。