基于行企需求的獨立院校力學專業基礎課改革

馬常亮+劉艷+楊立

[摘 要]隨著《教育部 國家發展改革委 財政部關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》等綱領性文件的頒布，高等教育越來越強調應用型人才培養。對于三本獨立院校來說，力學專業基礎課程將處于一種新常態——“課時不斷縮減，但課程內容和要求卻基本不變”，因此筆者通過詳細分析了力學專業的現狀及發展趨勢，得出如下結論：（1）必須結合行企需求研究力學基礎課程改革的思路、方法與手段；（2）目標化教學是面向課堂教學、專業建設、行企需求最有效的力學專業基礎課改革方式之一，并能有效將應用型人才培養與行企需求對接起來。

[關鍵詞]力學專業課；課程改革；目標化教學；應用型獨立院校

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）08-0062-03

力學專業基礎課（理論力學、材料力學、結構力學、工程力學等）是工科院校非常重要的基礎課，也是機械專業一門理論性很強的主干課程。隨著《中國制造2025》《教育部 國家發展改革委 財政部關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》等綱領性文件的頒布，高等教育目標發生了變革，越來越強調應用型人才的培養。對于應用型三本類院校來說，力學專業基礎課教學目標、教學學時數有了很大的改變，傳統的力學教學體系、教學內容、教學方法、考核方式等越來越不適應新的教育形勢，為此許多力學教育工作者從很多方面就力學改革做了很多嘗試。張淑琴[1]等人提出案例教學是實現材料力學理論指導實踐的有效教學模式，并給出了材料力學教學案例的總體設計思路。喬燕[2]等人強調在力學教學過程中應激發學生學習興趣、重視習題訓練與復習總結和綜合能力培養等。陳玉驥[3]等人提出結構力學課程內容建設與科學研究相結合、與實際工程相結合、與計算機技術相結合的原則。張敏[4]考慮獨立學院生源實際情況，從教學內容、教學方法及考核方式等方面提出具體的改革措施和方法。李新領[5]等人提出必須對傳統的工程力學課程體系、教學內容和課程結構進行重新整合和優化。尚慧琳[6]等人以“微課程”教育形式和學習方式對力學教育進行改革。吳立軍[7]等人面向應用型人才培養，結合教學實踐，提出了一些關于理論力學課程體系、教學手段、考核方法等方面改革的思路，并進行了改革試點。從上可知，目前的力學改革主要是從課程體系、內容、教學手段、考核方法等方面著手，而結合行企實際需求來研究力學基礎課程改革的文獻比較少見。本文從行業應用現狀、企業實際工作需求、機械專業特點出發，詳細分析了獨立院校力學專業的現狀及發展趨勢，研究了新常態下力學專業課程的改革方向，并重點分析了目標化教學方式對力學專業課程改革的積極意義。

一、新常態下力學專業課程改革方向

（一）力學的行業應用現狀

在目前就業方向中，對力學知識要求較高的領域主要為航空航天、汽車船舶、橋梁建筑等專業，崗位主要為結構強度設計崗。這些專業面對的研究對象具有“載荷復雜且識別困難、結構傳力路徑復雜、邊界條件非線性因素較多”等特點。結構強度設計專業主要從事結構傳力路徑布置、強度計算及優化（CAE）、強度試驗驗證等工作，具體又可分為：靜強度設計、動強度設計、疲勞強度計算等，現在又向“熱環境下”的強度開展技術研究，是位于產品研發流程的上游。而應用三本類院校力學專業學生主要從事機械類產品制造工藝分析研究，這些機械類產品結構往往較為簡單，傳力路徑較為單一，涉及的力學知識較為基礎。以典型齒輪傳動機構為例，涉及的力學知識主要有：傳動軸的扭轉強度及剛度、彎曲強度及剛度、齒面接觸強度、連接鍵強度等，傳力路徑非常明確，結構強度計算分析較為簡單。

（二）企業實際工作的需求

隨著信息化與工業化的不斷融合，企業中強度計算分析工作模式也不斷發生變化。在以往的工作模式中，產品的研發是一個人工循環迭代求解的過程，也意味著產品強度計算報告也要一輪一輪更新計算、編寫，這是一個浪費人力、物力的工作模式。隨著信息化技術的發展，越來越多的強度計算工作通過強度計算輔助辦公軟件自動完成，諸如強度計算方法的選擇、強度計算過程、強度計算結果處理等工作都被軟件封裝起來，這也會影響企業的招聘策略，即招聘少數研究型人才和大量應用型人才。研究型人才由重點本科院校的力學專業（諸如工程力學、固體力學、流體力學、空氣動力學等）培養，主要從事強度計算方法的研究等，應用型人才主要負責結構建模、結構尺寸及材料特性等參數輸入等對力學要求較低的簡單工作。

（三）機械專業的特點

應用三本類院校力學專業學生從事機械類產品研發類工作的較少，主要是從事制造工藝分析研究，具體涉及工裝夾具設計、加工質量分析、機械加工工藝流程分析及優化、裝配工藝流程分析及優化、裝備自動化升級改造等。涉及力學知識的主要體現在工裝夾具及夾緊力計算等方面，根據機械設計手冊計算即可。尤其是在目前的發展趨勢中，制造業要向智能制造方向發展，更強調智能化，強調機電控一體化，而非傳統機械結構力學分析。在這種趨勢引導下，力學課程在機械制造領域的地位將會持續弱化，學生在力學學習過程中也將會選擇力學課程中的某一課程模塊學習，不需要對力學學得很深很全，更不需要追求力學知識體系的完整性。

隨著國家積極引導部分地方普通本科高校向應用型轉變，大力發展智能制造，行業、企業對力學基礎課程的要求也會出現新變化，可以預見的是，三本類應用技術型大學機械工程等專業更加專注于機械制造工藝應用研究，更加深入與機電、電控、電氣等專業的深度融合，這會是一種新常態。新常態下的力學專業課程改革不能再局限于課程體系、內容、教學手段、考核方法等方面，力學專業課程改革的方向必須要與行業應用現狀、企業實際工作需求相契合，要置于行企應用背景下，傳統的課程內容要提煉成模塊、傳統的重點難點要予以降低，與一本類院校要形成明顯的層次差別。

二、目標化教學是新常態下力學專業課程改革的有效手段endprint

行企對力學基礎課程的新需求要求教師在力學專業課程改革中要重點研究目標化教學，與其他方式方法相比，目標化教學對新常態下力學專業課程改革的特別意義主要體現在有效培養學生軟實力及對接企業工作模式、促進專業建設與發展、提高課堂教學效果等三方面。

（一）有效培養學生軟實力，對接企業工作模式

企業都廣泛地采用目標管理，工作的推進都靠工作目標、計劃推動，對時間節點有著嚴格的要求。對于企業而言，通過目標管理，將企業全體員工一切工作都聚焦到企業目標上，并據此層層分解得到每一名員工的工作中，從而明確工作任務，強化工作責任。企業管理中非常忌諱員工對目標不清楚、理解不深刻甚至是模糊不清或錯誤。學生學習的目標有很多種，但強制性目標一般可分為兩類：一是通過課程考試，順利畢業；二是考研。而這種目標的強制性與企業里工作目標相比顯得很弱，在企業中完不成任務基本上是無法生存的。這種巨大的差異導致學生對畢業后將要面對的工作目標、工作計劃時間節點的概念幾乎沒有，而目標化教學可以縮短這種差異。

在課堂上采用目標化教學，能使得學生形成一種思考習慣——“下一堂課的學習目標是什么”，培養“為學習目標而學習”的思維模式，固化“課堂內外一切學習活動都是瞄準學習目標，目標以外的事情少做、不要做”的行為。如上所述，這恰恰就是企業要求員工必須具備的軟能力。另一方面，企業也要不斷發展進步才能在市場競爭中立于不敗之地，為此也要求每一名員工要不斷進步。除了參加企業不定期舉行的培訓以外，更多的是需要員工自我學習。而自我學習中的學什么、怎么學，就與課堂目標化教學相似，圍繞工作目標學習，在工作實踐中學習，這是促進“企業成功我成才”的正確途徑。

（二）促進專業建設發展

黃功學[8]、楊衛華[9]等人指出，在職業院校專業建設中，專業應適應行業和區域經濟發展、企業人才需求，特別注重專業課程與崗位結合，明確崗位目標，并按照崗位能力要求制訂課程標準和教學內容。隨著《教育部 國家發展改革委 財政部關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》的頒布，上述職業院校專業建設原則也必然會推廣應用到獨立院校。以數字化設計與制造專業為例，在齒輪減速箱設計方向會涉及材料力學中的軸的彎曲、扭轉復合強度計算，因而在材料力學“彎曲強度”教學中，建立起目標：“運用梁的彎曲強度計算公式校核輪軸的強度或設計輪軸的尺寸”；在“扭轉強度”教學中，建立起目標：“運用梁的扭轉強度計算公式校核輪軸的強度或設計輪軸的尺寸”等。同理，在搬運機器人、起重機械設計方向涉及拉壓、彎曲、扭轉強度計算，在沖壓模具設計方向涉及塑性材料的力學性能相關知識，在3D打印方向涉及力學性能實驗及計算，等等，都可以建立相應的教學目標。這樣不僅可以使得學生聚焦到所要學習的知識點，更重要的是將所學知識與崗位要求對接起來，能夠很好地落實專業建設要求。

（三）有效提高課堂教學效果

張敏[4]以天津大學仁愛學院為例指出，土木專業基礎力學課程從144課時縮減到了112課時，機械專業基礎力學課程從160課時減少到了128課時，但是課程的內容和要求卻基本沒變，這必然使得每節課的信息量大大增加，教學效果卻大打折扣。這種現象在獨立院校普遍存在，也是困擾力學教師的難點之一。能夠比較好地解決此問題的方法就是采用目標化教學法，提高學習效率。

根據教育心理學[10]可知，學習動機是為激勵學生個體進行和維持學習活動，并使行為圍繞一定的學習目標進行的一種內在心理過程或內部心理狀態。研究表明，一個不知道學習的具體目的和意義的學生，是很難充分發揮其學習的積極主動性的；而當他明確了學習的具體目的和意義之后，就會產生一種強烈的學習愿望，推動他積極主動地學習。所以，學習動機是影響教學效果的重要因素，而要想在相對較短的時間內掌握原有的課程內容，達到原有的課程要求，就必須充分激發出學生的動機，為此，教師在講課前必須讓學生明確學習的目標要求，以及教學內容在實踐過程中的具體意義和在整體知識體系中所占的地位。相應的，力學課程教學的每一次課或每一個模塊都必須提出具體的學習目標，使得整個課堂教學內容具有強烈的聚焦性，將學生的精力緊緊地吸附到學習目標上，這樣才能顯著提高課堂教學效果。

三、小結

十三五期間，智能制造、智能生產、智能裝備等新領域將會獲得更多的投入。同時，智能制造會急劇改變企業崗位設置和具體要求，進而會直接改變應用三本類院校的專業設置和課程內容，其中，機械專業力學基礎課程將會處于不斷地壓縮課時、不斷地朝行企實際應用靠攏的新常態中。在這樣的新常態下，應用三本類院校力學專業基礎課程改革不能僅僅局限在課程體系、內容、教學手段、考核方法等方面，而必須要結合行企實際需求來研究力學基礎課程改革的思路、方法與手段，并要特別注重目標化教學對課堂教學、專業建設，對企業需求的積極意義。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張淑琴，程兆剛，郝萬恒，等.材料力學教學中的案例設計[J].大學教育，2016（11）：165-170.

[2] 喬燕，孫傳智.材料力學課程教學方法探索[J].大學教育，2016（8）：163-164.

[3] 陳玉驥，張玉紅，魏陸順，彭可可.地方院校結構力學課程建設的探索與實踐[J].大學教育，2016（4）：160-162.

[4] 張敏.獨立學院基礎力學課程教學體系的建設與改革[J]. 大學教育，2016（3）：117-118.

[5] 李新領，張世芳，李紀剛，桑永英，周志男.《工程力學》教學中存在的問題及教學改革的探討[J].當代教育實踐與教學研究， 2016（3）：179-180.

[6] 尚慧琳.基于微課程的“理論力學”教學方法探索[J].大學教育，2015（3）：93～94.

[7] 吳立軍， 王瑞金.面向應用型人才培養的理論力學改革與實踐[J].浙江科技學院學報，2008（2）：134-135.

[8] 黃功學.基于校企合作的專業建設研究[J].中國職業技術教育，2013（20）：24-27.

[9] 楊衛華，張思源.關于校企合作引領專業建設的探索[J].河南教育（職成教），2016（1）：37-38.

[10] 譚頂良.高等教育心理學[M].南京：河海大學出版社， 2012：63-64.

[責任編輯：鐘 嵐]endprint