工程專業認證背景下“材料力學性能”課程教學改革探究

裴魏魏　李源作　劉明達

摘? ? 要：“材料力學性能”是材料學與工程學等專業學生必修的基礎課程，也是工程專業認證的必修課程。在教學過程中，“材料力學性能”課程內容、教學方法是有效落實工程專業認證的方法和途徑。以工程專業認證標準為考量，對“材料力學性能”課程教學改革進行探究，通過探討工程專業認證背景下課程教學的現實訴求，進而確定課程改革的標準，提出以工程專業認證為背景的“材料力學性能”課程改革思路，為“材料力學性能”課程教學改革提供更為有效的方法和途徑。

關鍵詞：“材料力學性能”課程；專業認證；教學改革

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2023）05-0022-03

“材料力學性能”課程主要是為學生講解材料在外力和環境的作用下所體現出來的力學特點，是材料在應用過程中經常會遇到的問題，因此，“材料力學性能”是材科科學與工程專業學生必修的重要課程，更是學生獲得工程專業認證的必修課[1]。“材料力學性能”課程教學的好壞直接關系到學生專業認證的成敗，可見，課程內在結構與工程專業認證間有著十分緊密的聯系。“材料力學性能”課程作為基礎性學科在培養專業型人才中起到了重要的作用，而課程教學改革則是提高教學水平、培養學生能力的核心環節。

一、工程專業認證下“材料力學性能”課程內容建設的現實訴求

（一）核心：“材料力學性能”課程改革內容

以學生為核心、以培養目標為宗旨的工程教育專業認證對教學內容、師資情況、學校條件等都提出了嚴格的要求[2]。具體來看，材料力學類課程改革的內容應圍繞工程教育專業認證的理念進行，從“培養什么樣的人”轉變為“培養具備何種能力的人”，以實現“材料力學性能”課程培養的全面化和專業化[3]。從這一角度看，工程專業認證從另一方面展現了材料力學教學內容與課程間的關系，二者不應是簡單的對應關系，而應是相互印證、包含的關系。換句話說，“材料力學性能”課程的教學改革要以工程專業認證為核心展開。其課程的改革內容也應以工程專業認證為核心，圍繞課程完成的質量，不但要在課程內容上加以豐富，還要實現基本的教學目標。

（二）同一化：“材料力學性能”課程建設克服瓶頸

我國工程專業認證對畢業學生都有相同的標準和要求，學生的培養內容、方法、要求都基本相同，高校“材料力學性能”課程的培養方案和教學體系也大同小異，可見，“材料力學性能”課程內容的同一化已經成為亟須解決的問題[4]。不同高校在課程體系、方法、標準上都存在同一化，但由于課程內容受到不同高校的教學條件、師資力量、學生水平等方面的影響，教學質量會有一定的差異。盡管部分高校引用了高水平的材料力學教材，但受其他方面條件的限制，教學效果也不理想。因此，“材料力學性能”課程建設是克服工程專業認證同一化最有效的方法。通過課程建設可以為工程專業認證起到更強有力的支撐，向著專業需求的方向發展，在課程實踐過程中不斷調整，建構高質量、高水平的“材料力學性能”課程教學內容。

（三）協同共生：“材料力學性能”課程建設與專業認證關系

工程專業認證背景下的“材料力學性能”課程改革是培養工程專業人才的有效途徑，二者是相輔相成、相互促進的關系[5]。完善的課程內容是實現工程專業認證的驅動力，工程專業認證是“材料力學性能”課程內容的最終目標。課程內容的改革對于提高學生的專業能力起到了至關重要的作用，對學生工程專業認證有著重要的影響。材料力學類課程質量是影響人才培養的重要因素，工程專業認證是材料力學類課程的外在體現。在教學實踐過程中，只有找到正確的方向，才可以為“材料力學性能”課程教學改革提供“能量”，也只有以工程專業認證為目標，“材料力學性能”課程教學改革才可以滿足社會的需求。

二、工程專業認證下“材料力學性能”課程改革的考量標準

我國的材料力學類課程教學有明確的要求，學生需要掌握與專業相關的知識、技能與素養，通過相關的專業認證。基于目的導向的課程內容設計可以幫助學生有更清晰、更明確的學習目標。“材料力學性能”課程教學改革的考量標準可以為課程的改革提供強有力的參考依據，也為改革指明了方向。

（一）“材料力學性能”課程的維度標準

1.思想維度：終身學習與創新發展

數字時代，終身學習是被認可的發展理念，也為知識價值賦予了新的意義。“材料力學性能”課程改革為當下的工程學者找到了更恰當的發展之路，通過工程專業認證實現個人的全面發展，建立終身學習意識，實現創新發展[6]。首先，思想維度是社會個體建立起終身學習意識的重要層面。“材料力學性能”課程的改革不但有利于學生知識的獲得，還可以在課程中融入對學生創新性思維的培養。其次，該課程的創新性有利于學生思維意識的形成。因此，“材料力學性能”課程教學改革要以教學內容為主，根據考量標準為學生提供有內容、有價值的課程知識。

2.知識維度：學科前沿與學科交叉

工程專業認證作為新時代工業發展的重要內容，是解決工程問題的關鍵。工程專業認證對“材料力學性能”課程也提出了新的要求，不但要更替陳舊的教學內容，跟隨學科前沿設置課程教學內容，為學生提供更豐富的知識，還要突破現有的學科壁壘，實現“材料力學性能”課程內容的綜合化，涉及更多工程方面的知識[7]。因此，“材料力學性能”課程改革內容的標準來源應更為廣泛，首先，要時刻關注相關的工程成果，及時對成果進行轉化。其次，學科內容的改革還要注意與工程實踐相結合，改變傳統學科的結構，融入交叉知識，豐富課程內容。

（二）“材料力學性能”課程知識體系建設標準

1.實踐體系：知識與工作環境

工程專業需要實踐來解決專業問題。實踐活動的完成需要系統的專業知識的學習和實踐的過程，學生需要具備把所學知識轉變為實踐的能力，從而解決具體問題[8]。因此，在“材料力學性能”課程教學過程中，教師除了專業知識的教學外，還要加入圍繞某一特定的工程問題進行解決的教學內容，通過實踐教學滿足學生知識和技能的轉化。另外，還要加入工作情景結合專業教學內容，把工程活動中需要的知識細分，以“潤物細無聲”的方式影響學生，完成課程內容與實踐相結合的教學。

“材料力學性能”課程的教學內容要注意與實踐的結合，要盡可能地在原有課程的基礎上豐富課程內容，全面提高學生的實踐能力[9]。“材料力學性能”課程實踐可以幫助學生了解各種材料的性能與制造工藝等情況，有效幫助學生在工程實踐中了解各種材料的特點，根據工程的需要選擇適合的材料。材料內容的理論學習應與實踐相結合。由于理論課程的學習較為枯燥，教師在教學的過程中還要注意運用合適的教學方法，讓學生對力學性能有全面的了解，為后續更深入地學習打下良好的基礎。值得注意的是，工程專業認證下的材料力學專業本身就是實踐性較強的學科，其學科知識體系建設要注意理論與實踐的結合，真正做到理論融入實踐，讓學生在實踐中消化理論知識。

2.綜合體系：工程與倫理知識

人類工程活動過程中對社會環境的影響日益凸顯，有必要在課程中融入與專業相關的文化教育，如環境、法律、倫理等知識。通過多元化知識體系培養出的多學科背景下的工程專業人才才是社會所需要的人才[10]。首先，“材料力學性能”課程需要以人的需要為主，在課程教學過程中滿足學生多方面的需要，進而滿足社會需求。其次，“材料力學性能”課程中需要體現與其相關的倫理方面的知識和內容。任何職業都需要從職業標準、職業道德出發，只有具備一定的倫理道德才能在施工過程中考慮到人的安全。

材料力學性能是一門綜合性較強的學科，學生除了學習課程的基本內容，還要了解工程活動是人們改善社會環境的手段，因此，教師要把倫理道德引入到課程中，使學生認識到在選擇材料、運用材料的過程中除了考慮材料各方面的性能以外，還要注意材質的選擇，從而不會違背社會倫理，做一名合格的工程人。因此，對工程專業認證背景下的“材料力學性能”課程的教學研究，不只是要做到學科知識的學習與實踐，還要注重職業道德的培養，課程改革建設標準也要從這一點出發，培養全面、合格的人才。

三、工程專業認證下“材料力學性能”課程改革思路

“材料力學性能”課程改革需要以工程專業認證為背景，以扎實基礎、拓展專業為原則，提出專業認證背景下“材料力學性能”課程的改革思路。

（一）優化教學內容，知識與素質教育并重

1.調整課程內容

“材料力學性能”課程是工程材料運用的重要課程之一，需要在原有的課程基礎上豐富教學內容，增加“材料力學性能通論”課程的內容[11]。“材料力學性能通論”課程可以幫助學生更清晰地了解材料的產生、發展、成分、結構、制造工藝、性能等內容，幫助學生了解材料的特點，在不同的工程中恰當地選擇適合的材料。另外，材料內容的學習較為枯燥，教師在教學過程中還要注意運用合適的教學方法，提高學生的學習興趣，讓學生對力學性能有全面的了解，為后續更深入地學習打下良好的基礎。

2.教學內容的優化

在“材料力學性能”課程教學內容方面，要注意以材料的力學性能為主，融入材料的內容，從多角度優化“材料力學性能”的教學內容[12]。首先，掌握不同材料的區別和聯系。如金屬、高分子、陶瓷材料的聯系和區別，根據不同材料的硬度和特質判斷其應用范圍。其次，讓學生學習材料的互補特質，了解現代材料的發展方向。例如，陶瓷硬度高，可以應用于更耐磨的場合。通過優化課程內容，強化學生對材料的認識，啟發學生的思維，提高學生的專業認知能力。

3.知識素質教育

隨著社會的發展，各學科呈現出交叉的特點，各學科知識相互滲透，已經是不可避免的趨勢[13]。“材料力學性能”課程的改革不但要注重材料基礎知識的教學還要注意學生素質的教育。首先，在課程改革的過程中融入材料力學科學家的治學精神，激發學生的愛國熱情及創新思維。其次，“材料力學性能”課程的教學要注意與實踐相結合，幫助學生將理論知識轉化為實踐。

（二）重視基礎學科，融入實踐創新

1.學科知識與發展相結合

以往的“材料力學性能”課程多注重專業知識的教學，較少關注學科的發展方向。“材料力學性能”課程建設要在教學的過程中結合學科的發展融入新的教學內容，幫助學生了解專業課程的發展方向[14]。例如，教師可以在教學過程中加入納米材料、納米線，以及相關的力學性能理論，讓學生了解專業知識的學習需要及學科發展前沿。

2.實踐創新能力的融入

工程專業認證背景下“材料力學性能”課程的改革需要融入實踐和創新能力。實踐課程可以幫助學生最大程度地把理論知識轉化為實踐應用能力[15]。該課程的教學目標是使學生具備相關的專業知識，解決在工程中遇到的實際問題。另外，除了專業課程外，還要選擇與專業課程相關的選修課程，拓展學生的知識視野，激發學生的創新意識。

綜上所述，工程專業認證背景下“材料力學性能”課程改革過程中要注意通過開放的、互動的方式提高學生的創新能力和綜合素質，掌握專業技能方法，為學生未來從事相關工作打下堅實基礎。“材料力學性能”課程的教學改革，要以倫理道德為標準，培養學生運用理論知識進行實踐的能力，真正做到人才的全面化培養，實現全面育人的培養目標。“材料力學性能”課程的改革需要教師、學生、學校的共同努力，更重要的是如何更好地在現有教學體制基礎上尋找一條更適合學生長遠發展的途徑。

參考文獻：

[1]? 趙漢卿，邸可新，胡明，等.新工科背景下“材料力學性能”課程思政的探索[J].廣州化工，2022，50（4）：174-176.

[2]? 王占軍，劉錦軒，王聰，等.科學史視角下的“基因工程”課程思政探索與實踐[J].微生物學通報，2022，49（2）：829-840.

[3]? 林健.工程教育的信息化[J].高等工程教育研究，2022（1）：1-10.

[4]? 莫偉，封金鵬，楊金林，等.新工科建設背景下“粉體工程”課程教學改革探索[J].廣西大學學報（自然科學版），2021，46（5）：1404-1408.

[5]? 徐敬堯，周小麗.工程教育專業認證背景下材料力學性能實驗課程教學改革與實踐[J].教育觀察，2021，10（34）：87-89；93.

[6]? 林健，衣芳青.面向未來的工程倫理教育[J].高等工程教育研究，2021（5）：1-11.

[7]? 段芳，陳明清，羅靜.工程教育專業認證視角下“高分子材料研究方法”課程教學改革與探索[J].高分子通報，2021（7）：85-89.

[8]? 朱磊，趙宇龍，陳輝，等.材料力學性能基礎實驗課的教學改革研究[J].教育教學論壇，2019（6）：106-107.

[9]? 劉川，王儉辛，田立輝，等.面向專業特點的材料力學性能課程教學改革[J].廣州化工，2017，45（23）：184-185.

[10]? 羅劍平，董明會，薛紜，等.材料力學課程教學方法改革探討[J].白城師范學院學報，2012，26（3）：110-112.

[11]? 王吉會，劉家臣，鄭俊萍，等.“材料力學性能”課程的教學改革與實踐[J].高等工程教育研究，2005（增刊）：79-81；85.

[12]? 楊曉華.材料科學專業課教學方法改革探析[J].福州大學學報（哲學社會科學版），2001（增刊）：56-58.

[13]? 郝亞暾.碳纖維/玄武巖纖維/聚丙烯復合材料力學性能的研究[J].化學推進劑與高分子材料，2022，20（2）：60-63.

[14]? 李敏，李依倫，陳偉民.材料力學沖擊問題中結構參數影響的討論[J].力學與實踐，2022，44（4）：935-940.

[15]? 孫景行，葉貴川.基于材料力學的礦用讓壓構件分析計算[C]//北京力學會第二十八屆學術年會論文集（下），2022：445-447.

編輯 丁俊玲