淺談基于CDIO理念的《理論力學(xué)》教學(xué)改革新思路

丁智+李丹薇+張世民

【摘要】基于CDIO工程培養(yǎng)理念，結(jié)合土木工程人才培養(yǎng)目標(biāo)，借鑒先進(jìn)的教學(xué)模式，積極開展教學(xué)方法與考核方式改革。對《理論力學(xué)》課堂教學(xué)改革方法進(jìn)行了探索，提出了《理論力學(xué)》教學(xué)改革新思路。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)創(chuàng)新理論力學(xué)CDIO項(xiàng)目在國內(nèi)外所有高校的土木工程專業(yè)課程設(shè)置中，《理論力學(xué)》都是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程學(xué)習(xí)效果的好壞將直接影響到學(xué)生對材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析和計(jì)算能力，從而影響到許多后續(xù)設(shè)計(jì)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果，故該課程的學(xué)習(xí)效果也是影響土木工程系學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的重要因素之一。浙江大學(xué)城市學(xué)院土木工程專業(yè)是教育部首批CDIO工程教育試點(diǎn)專業(yè)之一，為本課程CDIO工程教育理念的探索和嘗試提供指導(dǎo)和保障。本文從CDIO教學(xué)理論出發(fā)，探討了《理論力學(xué)》教學(xué)改革新思路。

一、課程建設(shè)目標(biāo)與思路

土木工程專業(yè)目標(biāo)是培養(yǎng)思維活躍、專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、具有相當(dāng)?shù)耐聊竟こ烫厣?、一定的?chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、吃苦耐勞、善于溝通和協(xié)作的“應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型”高素質(zhì)本科人才?；诖?，筆者制定了如下改革思路：

1.培養(yǎng)學(xué)生具有良好的力學(xué)理論基礎(chǔ)，掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系的平衡和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及研究方法，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用這些理論和方法去分析和解決問題，并為學(xué)習(xí)有關(guān)的后繼課程（材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等）準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)。

2.在教學(xué)課堂中以知識(shí)探索的形式進(jìn)行內(nèi)容講授，以學(xué)生認(rèn)知規(guī)律組織教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)鉆研和思考的習(xí)慣，最終目的是讓學(xué)生形成自我學(xué)習(xí)和自我創(chuàng)新的思維方式。

3.讓學(xué)生對融入到CDIO理念教學(xué)課堂中，學(xué)生可主動(dòng)進(jìn)行構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，將課堂理論學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)工程綜合能力。

4.讓本課程逐漸具備標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化及多元化的特色，最終體現(xiàn)課程內(nèi)容的實(shí)踐性、先進(jìn)性與新穎性。

二、課程改革方案

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)工程能力。這一工程培養(yǎng)理念始終貫穿在課程的教學(xué)中，根據(jù)《理論力學(xué)》的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，注重學(xué)生基本力學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和訓(xùn)練，課改方案如下：

1.保留有效的傳統(tǒng)教學(xué)手段與方法，輔以多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。板書授課與模型演示及多媒體授課相結(jié)合，鑒于理論力學(xué)的特點(diǎn)，板書授課仍是首選方法，使學(xué)生對基本概念和分析方法、過程有較深刻的印象，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了理論力學(xué)中動(dòng)手分析和畫受力圖的重要性。相比多媒體演示，板書授課可更好地幫助學(xué)生理解概念和方法。另一方面，教學(xué)方法上注重教師講授和學(xué)生討論、演講相結(jié)合的互動(dòng)模式。同時(shí)不定期展開理論力學(xué)CDIO項(xiàng)目，并讓學(xué)生進(jìn)行口頭演講和匯報(bào)。

2.工程實(shí)踐、科研和教學(xué)相結(jié)合，以工程促教學(xué)，以科研促教學(xué)。鼓勵(lì)和支持教師提高自身工程能力，將更多的工程實(shí)例引入教學(xué)中，如展示不同約束形式在工程中的具體實(shí)例，真實(shí)工程的具體計(jì)算、設(shè)計(jì)過程和結(jié)果分析等，加深學(xué)生對力學(xué)的理解；同時(shí)，教師適當(dāng)?shù)貙⒘W(xué)和工程領(lǐng)域的一些最新研究進(jìn)展和成果引入教學(xué)，展示工程中遇到的力學(xué)問題和研究、計(jì)算現(xiàn)狀，有助于學(xué)生了解學(xué)習(xí)的必要性。

3.遵循CDIO工程教育理念，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)，培養(yǎng)工程能力。通過設(shè)計(jì)多個(gè)小項(xiàng)目并結(jié)合大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽，使學(xué)生在構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)的過程中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)學(xué)習(xí)，深刻理解力學(xué)的基本概念和方法，培養(yǎng)工程能力。

4.完善作業(yè)機(jī)制，提倡個(gè)性化，考試改革注重主動(dòng)學(xué)習(xí)。豐富和完善題庫，提倡學(xué)生根據(jù)自身情況，在滿足最低量的前提下，依據(jù)題庫自主選擇作業(yè)，一人一作業(yè)，最大限度地避免了抄襲，也激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性。教師根據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況，給出建議和意見，將作業(yè)對教學(xué)的作用最大化。以閉卷考試為主，試題更加注重學(xué)生對基本概念的理解和掌握。最后的總評分?jǐn)?shù)中，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)成果（如演示報(bào)告，作業(yè)，計(jì)算程序的應(yīng)用與分析等）的比例，使考核更加全面。

三、結(jié)語

將CDIO理念融入《理論力學(xué)》課堂教學(xué)，對教師自身教學(xué)能力將有更高的要求，必將進(jìn)一步鼓勵(lì)和支持教師下企業(yè)鍛煉，培養(yǎng)教師的工程能力，并整理和收集更多的與本課程相關(guān)的科研成果，以科研促進(jìn)教學(xué)。另外，遵循CDIO工程教育理念，通過設(shè)計(jì)多個(gè)小項(xiàng)目，使學(xué)生在構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)的過程中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)學(xué)習(xí)，深刻理解力學(xué)的基本概念和方法，培養(yǎng)工程能力，形成特色課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊峰.基于CDIO的《理論力學(xué)》教學(xué)改革探索[J].教育界，2015，（11）：108.

[2]車金如，齊暉，馬永政.基于CDIO理念的TM-CDIO理論力學(xué)教學(xué)改革的探索[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，（02）：74-78.

本文系2015年浙江省課堂教學(xué)改革項(xiàng)目（Kg2015510）、浙江大學(xué)城市學(xué)院第七期重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（CD1401）。endprint