基于科研資源向教學資源轉化的飛行器結構力學的本科教育研究與實踐

摘 要： 作者結合大連理工大學航空航天學院飛行器結構力學本科課程的長期教學經驗，分析了課程中教學存在的問題，以及國內外的解決辦法，并根據學院特點進行教育改革：優化教學內容，加強科研教學環節，改革傳統的教學手段，強化工程實踐意識，取得了不錯的教學效果。

關鍵詞： 飛行器結構力學 資源轉移 教改

1.存在的問題

飛行器結構力學主要是研究工程結構受力和傳力的規律，以及如何進行結構優化的學科。飛行器結構力學本科教育的主要任務是促使學生在學習理論力學和材料力學的基礎上進一步掌握各種結構的計算原理與方法的能力，為學習專業課程與進行結構設計和科學研究打下堅實基礎[1]。目前，學生掌握飛行器結構力學理論知識不深入，運用不熟練，解決實際問題能力差。此外，課堂教育與學生工作后的實際應用飛行器結構力學知識的能力嚴重脫節[2]。針對上述問題，國內外教育者先后采取了不同的教改方法，強化本科飛行器結構力學課程的教學效果[3]。例如哈爾濱工業大學[4]、西北工業大學[5]和北京航空航天大學[6]等院校采取課堂授課與實驗室參觀相結合的辦法，使學生從枯燥的公式中走出來，更直觀、更直接地面對飛行器，面對飛行器構件及其工程問題，或者是安排學生到航天工業部門或企業去實地參觀和學習。但是學生所做的實驗通常是上世紀六七十年代的原理實驗課程，這些實驗課程不能與時俱進地跟蹤學科發展前沿[7]。相比國內教育者，國外飛行器結構力學方面的教學研究更早地發現了學生在枯燥的理論學習過程中，往往會失去對航天學科的熱愛，喪失對飛行器研發的熱情。因此，國外教育者很早就開始了教學改革，并且取得了不錯的成果。例如斯坦福大學航空系采用理論教學與科研相互結合的方法，學期結束后安排學生進行適當的科研活動。但是，由于理論學習和科研實習分隔時間較長，導致學生學習效果不佳。

2.教改策略

我們總結前期的教學經驗，分析存在的問題及原因，通過廣泛調研兄弟院校的教學方法，并結合我校的實際情況，利用航空航天學院自身的優勢，依托工業裝備結構分析國家重點實驗室的資源，在飛行器結構力學授課過程中，重點將科研資源向教育資源轉化，并且改變傳統的授課方式，介紹最新的科研成果，使學生領悟最基本的理論和原理，更好地掌握飛行器結構力學中的知識，拓展知識面，高效吸收知識。此外，適當給本科生布置簡單的科研任務，使得學生在實驗室獨立解決科研問題的同時，提高對飛行器結構力學的理解和運用能力。

3.教改實踐

我們的教改實踐是通過培養學生掌握創新性思維方式方法，構建理論與實踐相結合、學習與創新相結合的新型人才培養模式，強化飛行器結構力學的教學效果。

（1）優化教學內容

選擇教學內容時，我們的原則是少而精，在教學大綱中明確規定了解、熟悉、掌握的內容，在滿足后續課程順利進行的前提下，結合航空航天工程的實際需要，將部分理論較深、計算公式較繁瑣、用較少學時很難講清楚的內容作為學生了解的內容，只作簡單介紹；對于要求學生熟悉的內容，只要基本原理清楚、會運用、會計算就可以；對于要求學生熟練掌握的內容則加強訓練，不但要概念清楚，還要會分析，能靈活應用和熟練計算。

（2）加強科研教學環節

通過給學生布置適當的任務，使得學生能自己計算各種飛行器結構中的力學問題。通過對具體結構模型的制作、計算、承載力實驗、整理、分析等環節的訓練，把理論和實踐緊密結合起來，培養學生的創新思維、力學知識的綜合應用能力和動手能力。此外，介紹一些最新的科研成果，這不但更新了教學內容，而且擴大了學生的知識面。

（3）改革傳統的教學手段

通過分析研究找出適合章節，并精心制作多媒體課件講解相關內容，把多媒體輔助教學與傳統教學有機地結合。這樣不但減少了教師在講課過程中板書的體力勞動，而且提高了學生接受知識的效率。

（4）強化工程實踐意識

利用課余時間安排學生在實驗室設計和制作飛行器結構件，使學生從工程中提煉結構力學問題，并逐步學會如何用理論解決工程中的實際問題。嚴格要求學生，使其樹立嚴謹的科學作風和認真的學習態度。

我們總結前期的教學經驗，分析教學中存在的問題和原因，通過廣泛調研兄弟院校的教學方法，并結合我校的實際情況進行飛行器結構力學教學改革。通過采用優化教學內容、加強科研教學環節、改革傳統的教學手段和強化工程實踐意識等方法取得了不錯的教學效果。

參考文獻：

[1]李運澤.大學工科專業課程教學研一體化教改思路的調研.理工高教研究，2010，29（2）：127，130.

[2]姜澄宇，王潤孝.實施新世紀教改工程探索創新人才培養模式.人才，2007，10：56-58.

[3]周晚林.改革力學課程提高學生工程素質.理工高教研究，2006，25（1）：76-78.

[4]王彥明.培養低年級本科生研究型學習能力的實踐探索.當代教育科學，2010，15：52-53.

[5]姚利民，康雯.大學研究性教學現狀與原因分析.中國大學教學，2009，（1）：19-23.

[6]劉贊英，王嵐，朱靜然，張瑜，張艷紅.國外大學研究性教學經驗及其啟示.河北科技大學學報（社會科學版），2007，7（1）：68-76.

[7]劉寶存.美國研究型大學基于問題的學習模式.中國高教研究，2004，10：60-62.

本文章由大連理工大學教學改革基金項目《基于科研資源向教學資源轉化的飛行器結構力學的本科教育研究與實踐，MS201308》資助。