《工程力学》课程教学创新成果报告
摘要：传统的《工程力学》课程理论性强，实验与理论难以同步配套，理论与实践脱节，课程内容重推导轻应用，教学模式也较为单一，学生的主体地位不明显。针对以上问题，教学团队进行了全面的创新改革。将虚拟仿真、全息投影及3D打印等新技术引入课堂教学，解决理论与实践脱节的问题；以工程问题为牵引，重构课程的教学过程，使得课程以能力提升为导向；以学生为主体，通过线上线下混合式教学模式，开展翻转课堂活动，并利用网络信息平台建立全面的考核体系；将专业知识与思政元素有机结合，重新整合教学内容。《工程力学》的创新改革让各工科专业学生广泛受益，创新实践能力显著增强；课程平台成果丰富，社会影响力逐步提升；教学质量获同行高度认可，示范辐射作用日益明显
一、课程教学背景
1.课程背景
《工程力学》是机械、土木、材料等工科类专业的核心基础课，是学生获取知识、训练技能、启发思维、培养创新能力的重要环节。学生为工科大类大二的本科生，有一定的理论积累，思维活跃，有较强的求知欲。学生已经学习过大学物理等课程，有一定的数理基础，但对本课程的特性比较陌生。《工程力学》理论性强，较为抽象，尤其是公式推导枯燥，学生学习兴趣不大，排斥纯理论、空洞的说教。
2.教学痛点问题
1）理论与实践脱节，理论课与实验无法同步配套，无法体现理论知识的意义。
由于受到设备数量、学生人数以及排课顺序的影响，无法让配套的实验与理论课的进度同步，导致学生无法很好的将实验结果与理论知识相结合。
2）教学模式单一，学生主体地位不突出。传统的教学课堂以教师讲授式为主，课堂教学以单向的知识传递为主，与学生的互动局限为提问式，交流互动不足，很难调动学生主观学习的内驱力，学生在课堂上往往只是被动地接受知识，难以实现真正的教学相长。
3）教学内容重推导、轻应用，缺少解决实际问题的能力培养。课程内容偏理论，推导过程枯燥，学生解决实际工程问题的能力偏弱。教学过程中，学生通常难以理解复杂工程结构，更无法将复杂结构简化成力学模型并运用所学知识点解决问题。
二、教学创新理念
1.课程教学团队
《工程力学》课程教学团队是一支师德端正、业务过硬的教师队伍。近3年，分别获国家级、省级以及校级青教赛一等奖及二等奖，多次获得省级及校级教学成果奖，以及各类力学学科竞赛优秀指导教师。教学团队所在的XX大学XXXX中心拥有两个国家级平台，国家级实验教学示范中心、国家级虚拟仿真实验教学中心，更在2019年被中华总工会授予“全国工人先锋号”荣誉称号。
1）在课堂教学中引入新技术，解决理论与实践脱节的问题，实现课程的创新性。
2）采用实际工程问题牵引教学过程，引导学生自主解决实际问题，通过学科竞赛、小组竞赛等方式“以赛促学”，提升课程的挑战度。
3）引导学生自主探索知识，结合科研项目，培养学生创新科研的素质，体现课程的高阶性。
4）将对课程内容重新整合，将专业知识与思政元素有机融合，体现课程的思想性。
三、课程教学创新的措施与方法
1、采用了先进的技术手段，强化与提升教学效果，解决课堂教学中理论与实践脱节的问题，实现课程的创新性。
依托国家级虚拟仿真实验教学中心与国家级实验教学示范中心平台，教学团队在国内率先开展结合虚拟仿真实验的工程力学课程教学。通过构建逼真的实验操作环境和实验对象，使学生在开放、自主、交互的虚拟环境中开展髙效、安全且经济的实验，并通过观察和分析虚拟仿真的实验现象，再进行自主探索和分析，来构建课堂教学翻转环节的核心内容。让学生在虚拟仿真实验中观察探索，并引导学生自主提出大胆假设，让学生体验知识的发现过程。充分利用全息投影技术，展示复杂结构形式以及理论结构的工程应用情况；通过采用3D打印技术设计制作出工程力学课程的大量力学简化模型，加深学生的记忆和对力学简化的敏感度。
教学场地可根据当次课的教学内容及所学知识点的不同而转换。在多功能智慧教室进行虚拟仿真实验分析，自主探索研究；在多媒体教室，利用全息投影设备进行复杂结构或力学模型的3D投影显示，分析力学现象及其内在本质；在传统教室可进行习题课的讲解、对所学知识进行巩固加深。这种基于新型技术手段的工程力学教学手段获得了学生的一致好评，也实现了课程的创新性。
2、课程以工程问题为牵引，以能力提升为导向。构筑了“以赛促学、以研促学”的创新人才培养机制，提升课程的挑战度和高阶性。
在教学过程中，以工程实际问题牵引，不断引领学生自主逻辑分析、自主探索，利用所学知识自主解决问题。通过分组研讨工程问题，提升学生解决问题、理论结合实际的能力；以小组之间的竞赛、投票等方式，充分调动学生的积极性与探索性。教师精心组织，根据学生的讨论结果进行总结，引导培养并提升学生解决实际工程问题的能力。竞赛活动、课外科技活动，也是