基于應用型人才培養要求下的材料力學課程實施與思考

宋森楠

摘 要：結合應用型人才的培養目標，以車輛工程專業為例，探討材料力學課程的教學改革方案，包括整合教學內容;加強理論知識與專業背景結合;豐富教學手段等措施，嘗試提高學生的專業素養，培養企業所需要的高素質專業人才。

關鍵詞：材料力學 應用型人才 車輛工程 教學改革

Implementation and Thinking of Material Mechanics Course Based on the Requirements of Application-oriented Talent Training

——Take the Vehicle Engineering Profession as an example

Song Sennan

Abstract：Combining the training goals of applied talents， taking the vehicle engineering major as an example， the article discusses the teaching reform plan of the material mechanics course， including integrating teaching content to strengthen the combination of theoretical knowledge and professional background， enriching teaching methods and other measures so as to improve students' majors accomplishment， and cultivate the high-quality professionals needed by the enterprise.

Key words：material mechanics， applied talents， vehicle engineering， teaching reform

1 前言

近年來，國家對于高素質應用型人才的需求越來越迫切，培養應用型人才，大學教育起著至關重要的作用，關鍵在于要將理論課程與實際應用聯系起來，以行業需求為導向，重視學生工程應用能力的培養。在“中國制造2025”重大戰略實施過程，作為工業支柱的汽車產業的轉型發展，必將越來越受到重視。過去30年中國的汽車產業獲得了持續高速的發展，汽車產銷量常年居世界第一，然而在汽車市場跨步發展的背后，我國的汽車研發能力卻有所欠缺，汽車企業普遍缺乏高素質、具備創新能力、掌握核心技能的應用型汽車專業人才。而車輛工程專業專門培養從事與汽車有關的設計開發、生產制造、試驗檢測、應用研究、技術服務、經營銷售和管理等方面的工作，具有較強實踐能力和創新能力的高級專門人才，因此高校車輛工程專業的課程建設對于培養我國自己的高素質汽車人才具有重要意義。

材料力學的任務是為設計一個滿足強度、剛度、穩定性且經濟又安全的結構提供必要的理論基礎和計算方法，是工程設計專業人才的基礎課程，是所有結構設計所必須遵循的基礎，是車輛工程專業知識體系中至關重要的一環，目前，傳統的材料力學課程授課方式已越來越不適應國家對于新型工科專業人才的要求，亟需從教學方法和教學內容兩方面進行改革，因此本文以材料力學課程作為切入點，探討基于應用型人才培養模式下的課程改革措施。

2 傳統教學過程存在問題

2.1 理論知識與專業的關聯度不夠

由于材料力學是專業基礎課程，大多為理論知識以及公式推導，如果按照課本內容照本宣科的講解，無法很好的激起學生的學習興趣;此外，教科書上的案例一般為工程建筑結構，沒有體現與車輛工程本專業的相關內容。而由于課程內容較多，課時較為緊湊，如果按照傳統的教學進度，教師在規定課時內僅能將課本要求的理論知識講解完畢，沒有多余時間再去幫學生將理論知識與專業相關背景聯系起來。以上可能促使車輛工程專業的學生意識不到本門課程在本專業知識體系中的重大基礎作用，降低學習興趣，不利于應用型人才培養。

2.2 單一的教學方法不足以支撐學生全方位能力的培養

材料力學課程內容繁多，包括大量的概念、理論、公式等，學生主動學習的積極性較差，自學的難度較大，因此授課教師在教學過程中仍以傳統的講授為主，老舊的教學方法，落后的教學手段，單一的教學模式，只能對知識進行抽象、刻板的描述，無法讓學生直觀的進行感受，雖然設置了8個學時的實驗環節，也只是對書本理論內容的實驗驗證，不涉及實際相關，因此不利于培養學生理論聯系實際，分析問題解決問題及創新的能力。

3 教學改革措施

3.1 作為教學指導內容，教學大綱僅僅是規定一個教學的大致范圍，并沒有規定教學的細節和具體授課方法。教材本質上還是教學過程的參考資料，而非全部，因此教師在授課時應加入自己對課程的理解和體會，有的放矢，適應社會需求和學生需求的發展。這就要求教師為學生搭建本專業知識體系架構圖，讓學生清楚本門課程在專業知識系統中所起的作用，清楚所需達到的課程目標，同時在保持原有課本知識體系的基礎上，更加合理的利用有限的課時，采用“基礎知識—工程實例—專業問題應用”的階段式教學方法，一切以實用為出發點，對課本教學內容進行簡化整合，深入挖掘重點有用的知識并加以豐富，例如，對拉壓、剪切、扭轉、彎曲變形和壓桿穩定的內容進行深入講解，并引入大量相關工程實例，讓學生對重點內容理解透徹，記憶深刻;對于其余內容，則簡單講解，要求學生以了解為主。

總之，課程內容整合就是以學生的需求為依據、以教師的個人技能和教學方法為手段、教師對教學大綱的理解為指導、以課本原有的知識系統為基礎，對教學內容進行二次配置、二次改造、二次優化，形成始于教材、高于教材的課堂效果。上述改革目的是為了讓學生在有限的課時內實實在在的掌握真正有用的知識，使其具備一定的分析計算能力，教師授課應基于教材，但不拘泥于教材。

3.2 加強理論與專業關聯度，以車輛工程專業為例，在每次講解完課本基礎知識后，將其引申至車輛零部件的設計，同時在講解例題時，減少與本專業無關的題目內容，增加與汽車零件設計相關的例題，提升學生對本專業以及本課程的認知度，盡早在讓學生開始接觸汽車零部件設計規則和計算方法。同時，增加2-4個課時的實踐環節，具體內容是：組織學生現場對一輛汽車上的零部件進行分析，讓學生自由選擇汽車上的任何部件，對其進行受力分析和強度校核，最后每人完成一份簡單的分析報告，并納入期末總成績考核。實踐不同于實驗，不預設過程和結果，充分發揮學生的主觀能動性，自己主動將知識與實際進行結合，使學生在學習過程中得到收獲感和體驗感，切實提高解決問題的能力，在這個過程中，老師僅僅起到組織和引導的輔助作用，將學習的主動權交給學生，體現了以學生為主體的教學理念。

3.3 豐富教學手段，為了更直觀地呈現教學內容，幫助學生掌握基礎理論知識的同時了解目前先進的結構分析方法，引入Hyperworks、ANSYS等先進的有限元分析軟件，并在課堂上演示如何利用有限分析軟件對汽車零部件進行簡單的強度和剛度校核，包括零件三維模型建立、模型受力分析、施加載荷及約束、提交計算得到零件應力及應變數據、強度剛度校核等過程，以便學生了解汽車制造行業正在使用的分析方法，提前實現學生能力與企業需求的對接，致力于培養應用型人才;同時，利用現代信息技術，采用“互聯網+”教學手段，開展線上線下混合教學模式，開展學生自評與互評，在線答疑解惑，加強課下交流，并將學生線上學習表現納入期末總評，本課程傳統的考核方式為“平時30%+期末考試70%”的方法，其中平時成績一般包括出勤率、課后作業等等。這種考核方式普遍使得學生有短期應付的方法，包括抄作業，考前突擊等，無法促使學生的學習過程貫穿始終不利于高校培養應用型工科人才的目標。而通過線上測試學習等手段，每個章節結束后根據為學生量身定制測試題目，限時完成才能得到成績，最終成績為每次測試成績累積而成，此外在討論區中提出一些常見的生活中的現象或實際的工程案例，引發學生思考及討論，將每位學生的參與積極程度也作為成績的一部分，學生的這些平時成績和平時表現也將納入最后的考核中，可比較全面地考查學生對知識的掌握情況采用期末多目標綜合評定模式，多方位評價學生表現，同時通過多樣化的學習模式提高學生的學習積極性，讓學生不僅僅為了期末考試而學習，是為了提高能力和收獲知識而學習。

3.4 在教學過程中，注重培養學生的高階能力，要不停地提出問題，引發學生思考和想象，在潛移默化中培養其創造力和思考能力。組織學生參加學科競賽，鍛煉創新能力。學科競賽是提高學生綜合能力，特別是創新應用能力最有效的途徑之一，學生在參賽與備賽過程中會充分發揮自己所掌握的專業知識，從原有的被動學習逐漸轉變成主動學習，在這個過程中，應用能力大幅提高，在開放式的競賽規則指引下，充分發揮想象力，并將其付諸實踐，這是創新型人才所必須經歷的階段，鼓勵學生參與學科競賽，使學生具備創新與應用的各項機能，在日后從事研發類工作時，能跟企業無縫對接，迅速適應企業需求。作為教師，在此過程中應將自身定位成一個引導者和支持者，給予學生充分的自主權。

4 總結

本文針對材料力學傳統教學模式的不足之處提出了幾點改進意見，主要包括：對知識體系進行精簡整合，讓學生在有限的時間內掌握真正有用的知識;通過理論知識和專業背景的結合講解，并增加實踐環節，充分發揮學生的主觀能動性，切實提高每位學生的解決問題的能力;采用多種教學手段，包括課堂演示先進工程分析軟件、開展“互聯網+”線上線下混合教學等措施，形成多方位評價體系，激發學生持續學習的興趣;鼓勵學生參與學科競賽，提升創新能力和思考能力，使學生真正具備企業所需要的專業技能，提升學生的學習興趣，為汽車行業培養高素質應用型人才，本文所述課程改革方案可以較好的解決傳統材料力學課程教學面臨的問題，充分發揮教師的主導作用，充分激發學生的主觀能動性。本課題的研究意義在于。

1、增加課程思政內容可以幫助學生樹立正確的三觀，堅定其認真學習的態度，培養其嚴謹的科學態度和扎實的工匠精神。

2、強調應用型人才培養關鍵在于“應用”兩字，可以提高學生解決實際問題的能力。

3、有助于調動學生學習積極性，認識到本課程在整個學習體系中的重要地位。

基金項目：2021年寧波工程學院高教研究課題（基金編號：2021NGGJA15）。

參考文獻：

[1]劉新柱，王冬，潘佳卉.基于創新能力培養目標的工程力學教學改革與實踐[J].黑龍江教育，2014（1）：39-40.

[2]楊春生，孫琴，吳偉.創新型工程應用本科人培養新模式探索[J].江蘇高教，2010（1）：82-84.

[3]陳飛昕，李緯華，劉鈺賢.移動互聯網環境下“工程力學”教學模式探索[J].無線互聯科技，2018，15（15）：90- 92.

[4]郭空明.對高校工程力學課程的多方位思考[J].教育教學論壇，2016（37）：195- 196.

[5]鄧鵬. 應用型本科院校電類專業創新型人才培養實踐教學體系研究[J].輕工科技，2021，8（37）：186-187.

[6]許馳，陳慶章. 課堂教學內容重構的原則與方法[J].高等工程教育研究，2018（4）：137-143.