基于GPBL+CBL教学模式的材料力学课程教学改革

摘  要：基于目标问题的案例教学模式（GPBL+CBL）可以解决传统材料力学课程中存在的问题。传统的材料力学课程教学与工程实际相脱节，学生工程意识和解决问题的能力培养欠缺。GPBL+CBL教学模式将传统课堂进行翻转，形成以目标问题为导向，以工程案例为载体的能力培养教学模式。该文介绍实施GPBL+CBL的方法与举措。以材料力学课程的压杆稳定授课内容为例，介绍GPBL+CBL的具体实施过程。教学实践研究表明，GPBL+CBL可提高学生的课堂参与度，提升解决问题的能力，实现课程教学有效的教和促进学生有效的学。

关键词：GPBL教学模式；CBL教学模式；课程思政；材料力学；教学实践

中图分类号：G642.0       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）07-0147-04

Abstract： Through the goal problem based learning and case based learning（GPBL+CBL） to solve the problems existing in the traditional Material Mechanics course. The traditional teaching of Material Mechanics is out of touch with engineering practice which leads to students' lacking of the engineering awareness and problem-solving ability. The GPBL+CBL teaching model flips the traditional classroom， forming a goal problem-oriented and taking engineering cases as the carrier ability training teaching. This paper introduces the concrete teaching design and practice of GPBL+CBL. Taking the teaching content of stability of columns as an example， the specific process of GPBL+CBL was introduced. Through practical research， it is concluded that GPBL+CBL can improve students' classroom participation， cultivate students' ability to solve problems， achieve effective teaching of courses and effective learning of students.

Keywords： GPBL teaching mode; CBL teaching mode; ideological and political courses; Material Mechanics; teaching practice

材料力学课程是土木类与机械类专业本科阶段的专业基础理论课，课程的基本理论和方法可直接用于解决工程实际问题。传统的材料力学课程教学是以教师为中心，课堂教学内容重理论轻应用，课程教学与工程实际相脱节，工程意识和解决问题的能力培养欠缺[1]。因此，如何以学生为中心，将理论教学联系工程实际，培养学生的工程意识，提升解决问题的能力，实现课程教学有效的教和促进学生有效的学，是当前材料力学课程教学需要思考的问题。

GPBL+CBL教学模式是以学生为中心，以目标问题为导向，以案例为载体的创新型教学模式。材料力学教学团队将GPBL+CBL教学模式应用于教学中，让学生深度参与课堂，实现了对传统教学模式的突破。通过对该模式的教学实践，以期实现课程教学有效的教和促进学生有效的学，为提高材料力学课程教学效果提供参考。

一  GPBL+CBL教学模式与运行机制

（一）  GPBL+CBL教学模式的内涵

GPBL教学模式由广东石油化工学院创新提出，是一种以目标问题为导向的创新型教学模式，全称为“Goal Problem Based Learning”。GPBL教学模式要求教师以学生为中心，围绕教学目标设计五类目标问题，把目标素质要求、课程内容体系转化为目标问题体系，用目标问题来组织课程教学。该教学模式来源于对课程教学实践过程存在的若干问题的深刻认识和思考，能有效指导具体的教育教学实践，使教师的教学更具有针对性和精准性[2-4]。CBL教学模式是一种以学生为中心的教学模式，全称为“Case Based Learning”。CBL教学模式以案例为载体，理论联系实际。材料力学课程中应用CBL教学模式，将力学理论与工程实际有机结合，能够在工程案例分析中培养学生的工程意识和力学思维，逐步提升学生解决问题的能力，该模式在力学基础课程中的应用前景广泛[5-10]。

GPBL教学模式侧重于学生的自主学习，通过目标问题引导学生思考。学生通过对目标问题的思考、分析、讨论和交流，解决目标问题，提高学生应用知识和实践能力，为解决复杂工程问题打下坚实基础。CBL教学模式侧重于理论联系实际，通过工程案例引导学生思考。学生对案例进行分析和小组讨论，找出问题的正确解决办法，从而增强对理论的理解，提高将理论应用于实践，解决实际工程问题的能力。可见，GPBL教学模式与CBL教学模式存在较高的契合性。

GPBL+CBL教学模式将工程案例融入到目标问题中，在目标问题的解决中实现了理论与实践的有机结合。GPBL+CBL教学模式与传统教学模式相比，可以看出GPBL+CBL教学模式的优势。

首先，GPBL+CBL教学模式能够激发学生的学习兴趣。GPBL+CBL教学模式在课前布置目标问题和课前探究任务，学生在寻求答案和小组协作中获取知识，充分激发了学生的学习兴趣。学生要解决目标问题，完成课前探究任务，必须主动学习和思考，学习小组必须分工协作，查阅资料，整合知识去探究。在解决目标问题和完成课前探究任务的过程中，学生需要发散思维和深度思考，从而提高学生的思辨能力和协作能力。

其次，GPBL+CBL教学模式能够培养学生学习的主动性。GPBL+CBL教学模式以学生为中心，课前布置目标问题和课前探究任务。学生通过观看教学视频、小组讨论和查阅相关文献等方式解决目标问题和课前探究任务。在解决目标问题和完成课前探究任务的过程中，学生需要主动学习和探索，从而提高学生的学习能力和解决工程问题的能力。

最后，GPBL+CBL教学模式能够提高学生的参与感。GPBL+CBL教学模式是围绕教学目标设计目标问题，用目标问题来组织课程教学的过程。这种教学模式能够引发深度思考，学用知识和素质培养。这种教学模式有利于提高学生的课堂参与度，从而提高学生的获得感和综合能力。

（二）  GPBL+CBL教学模式的运行

GPBL+CBL教学模式是一种创新型教学模式，以目标问题的分析和解决来组织课程教学，可以有效地促进课程教学有效的教和学生学习有效的学，如图1所示。

GPBL+CBL教学模式在实践中主要呈现两种形态，在每种形态中，GPBL+CBL教学与教师讲授（Lecture）之间的主要有三种关系，分别如图2和图3所示。GPBL+CBL教学模式将课堂讲授与学生自学有机融合，在整个教学环节中融入多元化的学习方式，能有效促进学生综合能力的发展。

二  GPBL+CBL教学模式的教学实施

（一）  教学流程

材料力学教学团队基于翻转课堂构建了GPBL+CBL的六步教学法，学生带着问题自主学习和探究。学生在完成课前任务后，有准备地进入课堂，课中围绕目标问题组织教学，激发学生的学习兴趣，促进学生思考，实现参与式教学。课后学生带着拓展任务去学习和探究，如图4所示。

（二）  教学实践

以材料力学课程的核心内容压杆稳定为例，介绍GPBL+CBL教学模式的具体实施过程。

1  制定教学目标

课前依据学校、专业和课程目标，结合压杆稳定的授课内容制定教学目标，实现知识目标、能力目标和思政目标的有机结合，如图5所示。

2  设计目标问题

根据压杆稳定授课内容的教学目标，遵循学生学知识、应用知识、发展知识的规律，同时渗透课程思政元素。结合课程具体的教学内容，设计的五类目标问题如图6所示。工程案例分析融入到实践问题中，旨在培养学生的工程意识和力学思维，为解决复杂工程问题打下基础。

3  课前自主学习

课前教师利用教学QQ群推送目标问题，雨课堂智慧平台推送教学视频和预习课件，布置课前探究任务。通过目标问题和课前探究任务引导自学，引发学生思考，培养自主学习能力，见表1。

4  课中梳理理论

课中首先提出问题引发学生思考，通过压杆实验引出失稳的概念，利用压杆失稳的工程案例说明已有的强度知识在解决压杆问题上存在的局限性，从而引出学习压杆稳定内容的必要性和意义，明确学习目标。梳理和解决重点问题与难点问题，从宏观上建立对压杆稳定知识内容的整体认识，掌握其中蕴含的原理和本质。基于实践问题进行案例教学，培养学生的工程意识和力学思维，为解决复杂工程问题打下基础。课堂总结环节形成知识点脉络图，找到各知识点间的隐性联系，培养学生融会贯通和归纳总结的能力，见表2。

5  课后拓展提升

课后阶段教师在“雨课堂”智慧平台布置课后任务，学生思考拓展问题，小组完成拓展项目（综合案例分析）。教师推送拓展资料给学生，让学生了解压杆失稳的工程应用价值，培养学生的辩证思维，见表3。

三  结束语

材料力学教学团队对材料力学课程实施GPBL+CBL教学改革，发现GPBL+CBL教学可以促进学生有效学习，提高学习效果。

GPBL+CBL教学模式以学生为中心，通过课前布置目标问题和课前探究任务引导学生自主学习，学生对这种学习方式感兴趣，学习积极性高。GPBL+CBL教学模式下，教师不再是传统课堂中灌输知识的主体角色，而是设计目标问题引导学生学习，帮助学生建构知识体系，组织和引导整个学习过程。学生不再是被动的学习，而是在教师的引导下积极主动参与，深度思考，实现了参与式教学。

参考文献：

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