面向應(yīng)用的力學(xué)專(zhuān)業(yè)教改創(chuàng)新與實(shí)踐

廖明進(jìn)++磨季云

摘要：介紹了我國(guó)力學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷史與力學(xué)專(zhuān)業(yè)教育的現(xiàn)狀；結(jié)合力學(xué)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，提出了面向應(yīng)用的力學(xué)專(zhuān)業(yè)教改方法并付諸實(shí)踐；總結(jié)了力學(xué)專(zhuān)業(yè)教改思路；針對(duì)目前所存在的問(wèn)題，提出力學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的系統(tǒng)性創(chuàng)新思路。

關(guān)鍵詞：面向應(yīng)用；力學(xué)；教改；創(chuàng)新實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）11-0126-02

一、我國(guó)力學(xué)教育現(xiàn)狀

力學(xué)是研究物質(zhì)宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)的學(xué)科，它與教學(xué)、物理、化學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)并列為自然科學(xué)的七大基礎(chǔ)學(xué)科。力學(xué)在現(xiàn)代工程技術(shù)中的地位是十分重要的，力學(xué)的許多研究成果往往引起一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)部門(mén)的誕生，或是對(duì)舊的產(chǎn)業(yè)部門(mén)產(chǎn)生革命性影響，如空氣動(dòng)力學(xué)中對(duì)機(jī)翼升力機(jī)理的成功研究，導(dǎo)致了近代航空業(yè)和飛機(jī)制造業(yè)的產(chǎn)生和興起；結(jié)構(gòu)力學(xué)的發(fā)展解決了對(duì)復(fù)雜性構(gòu)體定量精確的分析問(wèn)題。力學(xué)專(zhuān)業(yè)是為了培養(yǎng)從事力學(xué)方面理論研究與工程應(yīng)用研究設(shè)計(jì)的高級(jí)人才。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)理學(xué)類(lèi)理論與應(yīng)用力學(xué)專(zhuān)業(yè)點(diǎn)17個(gè)，工學(xué)類(lèi)的工程力學(xué)專(zhuān)業(yè)點(diǎn)64個(gè)，工程結(jié)構(gòu)分析專(zhuān)業(yè)點(diǎn)2個(gè)，力學(xué)專(zhuān)業(yè)總數(shù)達(dá)83個(gè)。我國(guó)高等學(xué)校在校學(xué)生超過(guò)500萬(wàn)，其中需要每年以力學(xué)課作為基礎(chǔ)課的理工學(xué)生近50萬(wàn)[1]?？傮w說(shuō)來(lái)，由于本專(zhuān)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)堅(jiān)持了基礎(chǔ)扎實(shí)與重視實(shí)踐的指導(dǎo)思想，力學(xué)人才在數(shù)理基礎(chǔ)、綜合素質(zhì)方面比國(guó)內(nèi)一般工科專(zhuān)業(yè)強(qiáng)，但與歐美特別是其一流大學(xué)相比，仍有差距。歐美頂尖的大學(xué)非常注意對(duì)大學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)的培養(yǎng)，相比之下，我國(guó)目前大多數(shù)高校的力學(xué)系，大學(xué)數(shù)學(xué)課一般只安排4學(xué)期（兩年），比上世紀(jì)50年代、60年代與80年代減少許多，使學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)與分析能力受到了較大的削弱。目前，由于與力學(xué)及應(yīng)用力學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)的行業(yè)快速發(fā)展，對(duì)專(zhuān)業(yè)人才需求漸旺，受此影響該專(zhuān)業(yè)的就業(yè)率普遍有上升的趨勢(shì)。但就人才培養(yǎng)而言，大學(xué)的人才供給并不能與市場(chǎng)需求完美對(duì)接，其中原因很多，一個(gè)很重要的方面就是教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)，這已是很多知名教育家、學(xué)者的共識(shí)，為此，如何進(jìn)行教育改革并取得成功關(guān)系到每一個(gè)學(xué)生的前途命運(yùn)，也是關(guān)系到國(guó)家興衰的重大課題。

二、力學(xué)專(zhuān)業(yè)教改的創(chuàng)新與實(shí)踐

1.教改面臨的問(wèn)題。力學(xué)專(zhuān)業(yè)是古老而又充滿(mǎn)活力的學(xué)科，其專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)不能一蹴而就，在具體實(shí)施教改思路時(shí)不免遇到難以克服的問(wèn)題。力學(xué)教師對(duì)力學(xué)課程學(xué)時(shí)的不斷壓縮、眾多學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃等問(wèn)題深感困惑。更加值得深思的是，用人單位對(duì)近年來(lái)高校畢業(yè)生的英語(yǔ)水平和計(jì)算機(jī)技能給予了肯定，但對(duì)其力學(xué)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握狀況和應(yīng)用能力評(píng)價(jià)不高。在新形勢(shì)下，如何既推進(jìn)大眾教育，又提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能知識(shí)，保持部分精英教育的特色，需要認(rèn)真研究解決[2]。

2.教改實(shí)踐。自所在工程力學(xué)系成立以來(lái)，一直以工程爆破方向作為專(zhuān)業(yè)教學(xué)重點(diǎn)，并以其獨(dú)有的專(zhuān)業(yè)特色而聞名。但十年前，2002年工程力學(xué)系正式開(kāi)始招收本科生，那時(shí)，工程力學(xué)系確實(shí)可以算的上是一個(gè)“照顧專(zhuān)業(yè)”，不但專(zhuān)業(yè)毫不知名，無(wú)人問(wèn)津，甚至很多生源都要靠其他專(zhuān)業(yè)調(diào)劑才能滿(mǎn)足。對(duì)于這樣一個(gè)專(zhuān)業(yè)而言，前進(jìn)的路上無(wú)疑布滿(mǎn)了各種荊棘。近十年來(lái)，在學(xué)院及工程力學(xué)系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和指導(dǎo)下，本著以學(xué)生為本的教學(xué)理念，在廣泛吸收借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)辦學(xué)理念的同時(shí)，堅(jiān)持科學(xué)的專(zhuān)業(yè)發(fā)展觀，不斷開(kāi)闊專(zhuān)業(yè)視野，一方面強(qiáng)調(diào)凝練本專(zhuān)業(yè)的教學(xué)特色，另一方面積極開(kāi)拓教學(xué)新領(lǐng)域?；趪?guó)家宏觀大發(fā)展的背景，全系教師集思廣益并提出以面向工程應(yīng)用為導(dǎo)向，開(kāi)設(shè)與工程應(yīng)用相關(guān)的課程的教改創(chuàng)新思路。在系領(lǐng)導(dǎo)的精心組織及全體教師的共同努力下，經(jīng)過(guò)近幾年的不斷探索與實(shí)踐，摸索出一條適合本專(zhuān)業(yè)不斷良性發(fā)展并取得積極成果的新路。學(xué)生培養(yǎng)的好不好、學(xué)生畢業(yè)后能不能找到工作、能不能找到理想工作是衡量一個(gè)專(zhuān)業(yè)辦的是否合格的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。要想讓工程力學(xué)這個(gè)專(zhuān)業(yè)得到社會(huì)的認(rèn)可，首先必須解決的是所有學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)問(wèn)題。而就業(yè)率的提高首先必須做到以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，市場(chǎng)需要什么樣的工程力學(xué)人才就培養(yǎng)什么樣的人。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，多年來(lái)本系與用人單位保持了密切的聯(lián)系和良好的溝通，了解用人單位對(duì)畢業(yè)生的意見(jiàn)和建議，然后根據(jù)用人單位意見(jiàn)，與系里老師一起對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行了多次修訂。2005年始，在系領(lǐng)導(dǎo)倡議及全體教師的共同努力下，在保持爆破特色的基礎(chǔ)上，增開(kāi)了鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、CAD在工程中的應(yīng)用等實(shí)踐性較強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的系列課程，為學(xué)生畢業(yè)后從事與結(jié)構(gòu)工程相關(guān)的工作做好知識(shí)儲(chǔ)備。此外，畢業(yè)設(shè)計(jì)作為本科教學(xué)非常重要的一課，是聯(lián)系大學(xué)學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐的一個(gè)重要紐帶，讓學(xué)生做好畢業(yè)論文，可以鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力以及動(dòng)手能力，對(duì)于提高學(xué)生自信心和工作能力十分重要。實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生就業(yè)技能的培養(yǎng)是非常直接、非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，一方面實(shí)踐能夠檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)到的知識(shí)，另一方面可以指導(dǎo)學(xué)生下一階段的學(xué)習(xí)。

自開(kāi)設(shè)面向工程應(yīng)用的課程以來(lái)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯提升，近年來(lái)畢業(yè)就業(yè)率及考研率不斷攀升。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，自2010年來(lái)，學(xué)生就業(yè)率均為100%，就業(yè)范圍遍及各類(lèi)工程企事業(yè)及機(jī)關(guān)單位，考研率最高達(dá)45%，遠(yuǎn)高于一般工科專(zhuān)業(yè)?；诹己玫牧W(xué)根底和寬口徑的人才培養(yǎng)理念，相關(guān)就業(yè)單位的回饋普遍反映畢業(yè)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)優(yōu)良，甚至有用人單位為爭(zhēng)取畢業(yè)生就業(yè)而提前預(yù)定，更有部分優(yōu)秀學(xué)生相繼步入中國(guó)科學(xué)院、大連理工大學(xué)、西安交大、武漢大學(xué)等知名院校深造學(xué)習(xí)。在現(xiàn)如今大學(xué)生就業(yè)難的大背景下，這一成績(jī)的取得可謂來(lái)之不易。

三、力學(xué)專(zhuān)業(yè)教育創(chuàng)新的思考

回顧近十年來(lái)的本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展歷程，在本系力學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)上，總結(jié)教改創(chuàng)新思路可歸納為以下幾點(diǎn)。

1.依據(jù)現(xiàn)代科技應(yīng)用新領(lǐng)域，探索新的交叉學(xué)科方向，以培養(yǎng)新的交叉型力學(xué)人才，如力學(xué)與生物科學(xué)的交叉、力學(xué)與納米科學(xué)的交叉等。[3]以我國(guó)的現(xiàn)階段國(guó)家建設(shè)發(fā)展需要為背景，結(jié)合工程實(shí)際和熱點(diǎn)問(wèn)題，發(fā)展復(fù)合型的力學(xué)專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)大工程需要的復(fù)合型力學(xué)人才。目前我系的教改正在這一設(shè)想的指引下穩(wěn)步推進(jìn)相關(guān)教學(xué)工作的開(kāi)展，實(shí)踐表明這一方案給學(xué)生帶來(lái)新的興趣點(diǎn)，學(xué)生就業(yè)和考研相比以往選擇余地較大，選擇方向靈活，對(duì)于學(xué)生個(gè)人的人生規(guī)劃和隨后的社會(huì)效益都益處多多，效果顯著。endprint

2.研究新形勢(shì)下的力學(xué)人才培養(yǎng)模式、課程體系及內(nèi)容，及人才培養(yǎng)質(zhì)量等問(wèn)題。鑒于教改的復(fù)雜性和時(shí)效性，涉及教學(xué)的方方面面，不是簡(jiǎn)單的某一門(mén)課或某一教師就能完成的，這需要大家的共同努力和積極探索，只有在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上穩(wěn)步推進(jìn)教改，才能逐步改變目前的被動(dòng)局面，讓學(xué)生學(xué)有所用，真正成為社會(huì)需要的人才。

3.教改系統(tǒng)性的創(chuàng)新思路。對(duì)于一個(gè)從事理工科的人而言，大學(xué)階段的學(xué)習(xí)重要性不言而喻。要一改以往灌輸式的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生真正滿(mǎn)懷激情與興趣地投入到學(xué)習(xí)中，讓力學(xué)在應(yīng)用中的魅力得以展現(xiàn)，我們所做的就不僅僅是某一點(diǎn)或者某一面的創(chuàng)新，而是教學(xué)中每一步、每一環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性創(chuàng)新，這需要全方位、全過(guò)程的綜合考量和全體教師的集體智慧。就以上面臨的實(shí)際問(wèn)題，初步總結(jié)幾點(diǎn)如下：①根據(jù)新的人才培養(yǎng)形勢(shì)和要求，組織全體教師、研究生定期舉辦學(xué)術(shù)論壇；結(jié)合各位教師的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，拓展專(zhuān)業(yè)視野，倡導(dǎo)力學(xué)專(zhuān)業(yè)各個(gè)分支的合作，進(jìn)一步完善與充實(shí)力學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)容量。目前本系的湖北省爆炸力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)展類(lèi)似論壇活動(dòng)，頗受研究生及專(zhuān)業(yè)教師歡迎。通過(guò)積極開(kāi)展這一活動(dòng)，不僅開(kāi)拓了學(xué)生視野，提高了他們對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步明確了他們將來(lái)的研究方向，而且對(duì)于以后個(gè)人發(fā)展有著積極的指導(dǎo)意義。②加強(qiáng)教材研討建設(shè)和精品課程建設(shè)，將創(chuàng)新人才培養(yǎng)提高到一個(gè)科學(xué)的水平上[4]。隨著時(shí)代的發(fā)展，在日新月異的今天教材內(nèi)容顯得陳舊，學(xué)生興趣自然不高。如何聯(lián)系實(shí)際編排既有科學(xué)理論又有實(shí)踐認(rèn)知的新教材，對(duì)現(xiàn)有的教材進(jìn)行深入的研討，真正將教材建設(shè)與專(zhuān)業(yè)需求結(jié)合起來(lái)，對(duì)于提高教學(xué)水平、加強(qiáng)學(xué)生工程素質(zhì)有著重大意義。③高度重視力學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)問(wèn)題。采用工程素質(zhì)訓(xùn)練方法[5]，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代工程素質(zhì)。在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法、學(xué)生作業(yè)、課程考核等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)上大膽創(chuàng)新，讓學(xué)生參與工程實(shí)踐學(xué)習(xí)，得到強(qiáng)有力的工程訓(xùn)練。具體可從以下幾方面思考：結(jié)合工程案例教學(xué)。通過(guò)列舉工程實(shí)例把力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的講解溶于工程背景之中，學(xué)生在學(xué)習(xí)力學(xué)時(shí)就會(huì)發(fā)生學(xué)習(xí)遷移，更容易加深對(duì)力學(xué)原理、基本概念、定理、公式推導(dǎo)、計(jì)算方法的掌握和理解；開(kāi)設(shè)工程模擬實(shí)驗(yàn)。這些模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)自工程實(shí)際，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)，使他們親身感受到用實(shí)驗(yàn)方法解決工程問(wèn)題的全過(guò)程，感受知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，養(yǎng)成科學(xué)精神和創(chuàng)新思維的良好習(xí)慣；引用工程課題作業(yè)?？梢园牙碚撜n教學(xué)和工程課題有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)一些綜合性大作業(yè)，要求有測(cè)試數(shù)據(jù)、分析處理、理論計(jì)算、結(jié)果對(duì)比，并從中找出具有規(guī)律性的東西，或有啟發(fā)性的結(jié)論。

四、結(jié)語(yǔ)

伴隨我國(guó)大眾化教育的深入，力學(xué)教育遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，同時(shí)也面臨著歷史性的機(jī)遇。談及力學(xué)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展與前景，如果每一個(gè)走出去的學(xué)生回首本科學(xué)習(xí)階段時(shí)心懷感恩，那才是我們力學(xué)專(zhuān)業(yè)教改的真正成功。這就需要我們一方面繼續(xù)穩(wěn)扎穩(wěn)打，另一方面又要不斷開(kāi)拓思路，緊跟時(shí)代的步伐才能有所作為，中國(guó)夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)需要我們共同的奮斗！

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