新工科背景下应用型本科院校材料力学课程教学模式改革与探索
张作合 康春霞 王玉琢 周利军 李浩宇
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

张作合 康春霞 王玉琢 周利军 李浩宇,. 新工科背景下应用型本科院校材料力学课程教学模式改革与探索[J]. 新材料,2025.2. DOI:10.12721/ccn.2025.159920.
摘要: 新工科背景下,应用型大学理论课程的传统教学模式难以满足当前应用型人才的培养需求,存在课程教学模式与学情不符、教学内容与企业需求失配、知识点与前沿问题脱轨等问题,导致大学生课堂参与度不足,接收理论知识困难,无法有效地做到学以致用。因此,该文以材料力学为例,开展理论课程的问题分析和改进,探索了新工科背景下针对应用型大学理论课程的创新教学模式,取得了较好的教学效果,为应用型大学其他理论课程建设提供借鉴。
关键词: 理论课程;材料力学;新工科;教学改革
DOI:10.12721/ccn.2025.159920
基金资助:黑龙江省教育科学规划2023年度重点课题“新工科背景下地方本科院校应用型工程人才培养模式构建研究”研究成果(GJB1423230);绥化学院2022年教育教学改革研究项目“OBE理念下地方本科院校校企协同应用型人才培养模式研究”研究成果(JY2022005)

目前,我国已进入新工科建设的关键期,应用型大学需要根据自身办学目标探索特色教学途径,进行新工科的建设[1]。新工科背景下亟须对应用型大学理论课程进行教学体系改革,采取理论课程与实践相结合的方式培养学生的知识运用能力,探索新工科背景下针对应用型大学理论课程的教学新模式。材料力学作为水利、土木等工科专业的重要理论基础课程,对学生整体知识体系的构建起到奠基性影响[2]。本文以绥化学院开设的材料力学为例,对应用型大学理论课程现存的问题进行分析,并提出解决策略,为应用型大学的其他理论课程建设提供改革思路和借鉴。

1材料力学理论课程存在问题

1.1产教融合型教材的建设不充分

应用型大学通常选用经典理论书籍作为教材,采用与研究型大学相同的教学方法,但忽视学情的差异,知识点推导复杂,学生接受知识困难,降低学习兴趣。教材工程背景欠缺,与应用型大学相匹配的产教融合型教材建设不充分,难以得到理想的教学保障。

1.2教师主导课堂,学生参与度不足

理论基础课程由教师主导课堂,采用“灌输式”的讲授和理论推导,课堂的实践验证环节设计不足或缺失,难以形成以学生为中心的教学模式,导致学生主动参与度不足,被动接受不利于应用型大学学生对知识的掌握和运用。

1.3教师主导课堂,学生参与度不足

教师工程背景的缺失导致经典理论知识与工程问题的结合不紧密,教师的科研背景与科研能力决定了授课知识的拓展深度,理论知识与工程实践和科技前沿的结合不足,不利于学生实践能力、科研能力的培养。

2课程改革策略与实践

目前,多学科交叉、学科融合成为学科发展的趋势,对学生的理论知识掌握和运用能力提出了更高的要求。本教学团队结合常州工学院定位和新工科建设要求,以土木工程专业和城市地下空间工程专业学生为授课对象,进行了材料力学课程建设教学和改革,其建设策略主要为以下三个方面:

2.1结合“两性一度”,实行“改教材、建团队”,为教学改革构筑双保险

课程建设的保障是教材和教师。应用型大学的教材选择和建设要具有产教融合背景且符合学情,知识点要明确易懂,知识框架要清晰易用。本课程组以经典材料力学教材为基础,进行知识点重组形成教学讲义,进一步形成产教融合型教材。知识点重组打破原有章节设定,将相同受力形式下构件的力学问题整合为同一个章节,逻辑清晰且明确知识点与工程背景的对应关系。其中“轴向拉伸与压缩”和“压杆稳定”整合为第二章,“截面的几何性质”调整到第三章,“弯曲内力与变形”整合为第五章节。每章节梳理成章节目标、知识点详解、解题框架与步骤、工程应用四个部分,各章节知识点按照“强度、刚度、稳定性”的顺序展开,做到重点突出、难点易懂,加强了知识点与工程背景的结合,便于课程思政的开展,同时减轻学生知识消化负担。重组讲义符合应用型大学的培养目标,并考虑了学生职业发展和专业未来规划。课程建设的另一保障为合理的教学团队构成,本课程团队进行了以下四个方面的建设:(1)注重“双师双能型”教师的培养,青年教师通过累计半年以上的校企联合培养才可进行课堂授课,保证青年教师具有足够的工程实践背景,便于产教结合的实现。(2)授课教师的科研方向与课程内容相互契合,保证课程内容具备一定的工程前瞻性,以研辅教,保障课程内容与未来产业的结合,从而达到课程引领的目的。(3)重视将产业教授引入教学团队,提供实时工程案例,打造“校企联合”优势互补式教学团队,以产辅教,产教结合。

2.2基于学以致用,形成“双中心、两主导”的课堂模式

课堂秉持“以知识点为核心,以学生为中心”“学生主导课堂,教师主导知识点”的思想,形成了“双中心、两主导”的教学模式。开展理论课程实践化教学的有效措施是提升学生课堂的参与度,进而调动学生的积极性和求知欲。在教学环节中提升学生参与环节的占比,鼓励学生在实践中发掘问题。学生在做实验中发现问题、探索问题并解决问题。通过边做边学的方式,将理论课程的知识点搬到实际案例中讲解,打破理论课程中教师作为灌输者的模式,将灌输者转为引导者,提升学生的参与度,调动学生的积极性,培养学生团队协作、表达沟通与理论运用能力,以“实操+讲授”相结合的方法开展了新形势课堂。

2.3围绕应用型人才培养目标,形成产教融合、研教结合的“两辅助”教学模式

应用型大学理论课堂实用性的关键点是产教融合,为培养“学以致用”的综合素质人才,需要解决好知识点“有何用”的问题,其答案在于理论知识与工程实践和前沿研究的有机衔接。实践型课堂形式与传统课程的融入在一定程度上锻炼了学生的知识运用能力,但真实工程案例的认知仍须加强,因此在改革课程中增设案例分析。工程案例与课程知识点高度匹配,引导学生以教材知识为基础,以工程实践问题为导向,提升学生对材料理论的认知和运用能力,避免学生会学但不会用。同时融入职业精神和工匠精神的思政元素,提高学生的综合素质。应用型大学理论课堂前瞻性的关键点是教研结合,脱离科研一线的教学难以满足当今新型材料和新结构的实际应用。在本课堂教学过程中,搭配大创项目、科研项目、学生竞赛等实现多元化辅助教学,建立多元化的理论知识实践化环境。通过科研项目反哺教学过程,辅助学生探索能力和拓展能力的培养,锻炼学生以经典知识为基础,拓展解决新问题的能力,促使学生形成一定的前沿知识储备,有助于开阔学生视野,从而围绕应用型人才培养目标,形成产教融合、研教结合的“两辅助”式教学模式。

3结束语

通过课程创新改革,我们合理地构建了学生积极参与的理论与实践相结合的应用型人才培养课堂模式,其核心以教材知识体系为框架,打破教师“垄断式”课堂教学,提高实验教学、模型教学环节占比,激发学生自主探索能力、合作学习能力以及解决问题能力。从实验、模型中探索教材知识,辅以教师讲解,以理论指导实践、实践反哺理论的方法进行知识的传授,兼顾产教融合和产研结合,由抽象的理论讲解转向特定工程环境中的模型复现和理论推演,加强课程思政建设,整个课堂教学过程形成了知识、能力和素质的综合培养,坚持教师、教材、教学环节和学生的有机融合,取得了较好的教学和学习效果,为其他应用型大学理论课程建设提供借鉴。

参考文献

[1]张建德,陈行,吴宗魁.“新工科”背景下应用型高校跨学科课程构建路径研究[J]. 工业和信息化教育,2023(8):50-53.

[2]顾国庆,蔡中兵,佘斌,等.新工科背景下应用型高校基础力学课程教学改革[J]. 高教学刊,2021(9):149-152,156.

作者简介:张作合(1988-),男,博士,副教授,主要从事水利教育与科研工作。

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。