基于应用型人才培养要求下的材料力学课程实施与思考

宋森楠

摘 要：结合应用型人才的培养目标，以车辆工程专业为例，探讨材料力学课程的教学改革方案，包括整合教学内容;加强理论知识与专业背景结合;丰富教学手段等措施，尝试提高学生的专业素养，培养企业所需要的高素质专业人才。

关键词：材料力学 应用型人才 车辆工程 教学改革

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

近年来，国家对于高素质应用型人才的需求越来越迫切，培养应用型人才，大学教育起着至关重要的作用，关键在于要将理论课程与实际应用联系起来，以行业需求为导向，重视学生工程应用能力的培养。在“中国制造2025”重大战略实施过程，作为工业支柱的汽车产业的转型发展，必将越来越受到重视。过去30年中国的汽车产业获得了持续高速的发展，汽车产销量常年居世界第一，然而在汽车市场跨步发展的背后，我国的汽车研发能力却有所欠缺，汽车企业普遍缺乏高素质、具备创新能力、掌握核心技能的应用型汽车专业人才。而车辆工程专业专门培养从事与汽车有关的设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务、经营销售和管理等方面的工作，具有较强实践能力和创新能力的高级专门人才，因此高校车辆工程专业的课程建设对于培养我国自己的高素质汽车人才具有重要意义。

材料力学的任务是为设计一个满足强度、刚度、稳定性且经济又安全的结构提供必要的理论基础和计算方法，是工程设计专业人才的基础课程，是所有结构设计所必须遵循的基础，是车辆工程专业知识体系中至关重要的一环，目前，传统的材料力学课程授课方式已越来越不适应国家对于新型工科专业人才的要求，亟需从教学方法和教学内容两方面进行改革，因此本文以材料力学课程作为切入点，探讨基于应用型人才培养模式下的课程改革措施。

2 传统教学过程存在问题

2.1 理论知识与专业的关联度不够

由于材料力学是专业基础课程，大多为理论知识以及公式推导，如果按照课本内容照本宣科的讲解，无法很好的激起学生的学习兴趣;此外，教科书上的案例一般为工程建筑结构，没有体现与车辆工程本专业的相关内容。而由于课程内容较多，课时较为紧凑，如果按照传统的教学进度，教师在规定课时内仅能将课本要求的理论知识讲解完毕，没有多余时间再去帮学生将理论知识与专业相关背景联系起来。以上可能促使车辆工程专业的学生意识不到本门课程在本专业知识体系中的重大基础作用，降低学习兴趣，不利于应用型人才培养。

2.2 单一的教学方法不足以支撑学生全方位能力的培养

材料力学课程内容繁多，包括大量的概念、理论、公式等，学生主动学习的积极性较差，自学的难度较大，因此授课教师在教学过程中仍以传统的讲授为主，老旧的教学方法，落后的教学手段，单一的教学模式，只能对知识进行抽象、刻板的描述，无法让学生直观的进行感受，虽然设置了8个学时的实验环节，也只是对书本理论内容的实验验证，不涉及实际相关，因此不利于培养学生理论联系实际，分析问题解决问题及创新的能力。

3 教学改革措施

3.1 作为教学指导内容，教学大纲仅仅是规定一个教学的大致范围，并没有规定教学的细节和具体授课方法。教材本质上还是教学过程的参考资料，而非全部，因此教师在授课时应加入自己对课程的理解和体会，有的放矢，适应社会需求和学生需求的发展。这就要求教师为学生搭建本专业知识体系架构图，让学生清楚本门课程在专业知识系统中所起的作用，清楚所需达到的课程目标，同时在保持原有课本知识体系的基础上，更加合理的利用有限的课时，采用“基础知识—工程实例—专业问题应用”的阶段式教学方法，一切以实用为出发点，对课本教学内容进行简化整合，深入挖掘重点有用的知识并加以丰富，例如，对拉压、剪切、扭转、弯曲变形和压杆稳定的内容进行深入講解，并引入大量相关工程实例，让学生对重点内容理解透彻，记忆深刻;对于其余内容，则简单讲解，要求学生以了解为主。

总之，课程内容整合就是以学生的需求为依据、以教师的个人技能和教学方法为手段、教师对教学大纲的理解为指导、以课本原有的知识系统为基础，对教学内容进行二次配置、二次改造、二次优化，形成始于教材、高于教材的课堂效果。上述改革目的是为了让学生在有限的课时内实实在在的掌握真正有用的知识，使其具备一定的分析计算能力，教师授课应基于教材，但不拘泥于教材。

3.2 加强理论与专业关联度，以车辆工程专业为例，在每次讲解完课本基础知识后，将其引申至车辆零部件的设计，同时在讲解例题时，减少与本专业无关的题目内容，增加与汽车零件设计相关的例题，提升学生对本专业以及本课程的认知度，尽早在让学生开始接触汽车零部件设计规则和计算方法。同时，增加2-4个课时的实践环节，具体内容是：组织学生现场对一辆汽车上的零部件进行分析，让学生自由选择汽车上的任何部件，对其进行受力分析和强度校核，最后每人完成一份简单的分析报告，并纳入期末总成绩考核。实践不同于实验，不预设过程和结果，充分发挥学生的主观能动性，自己主动将知识与实际进行结合，使学生在学习过程中得到收获感和体验感，切实提高解决问题的能力，在这个过程中，老师仅仅起到组织和引导的辅助作用，将学习的主动权交给学生，体现了以学生为主体的教学理念。

3.3 丰富教学手段，为了更直观地呈现教学内容，帮助学生掌握基础理论知识的同时了解目前先进的结构分析方法，引入Hyperworks、ANSYS等先进的有限元分析软件，并在课堂上演示如何利用有限分析软件对汽车零部件进行简单的强度和刚度校核，包括零件三维模型建立、模型受力分析、施加载荷及约束、提交计算得到零件应力及应变数据、强度刚度校核等过程，以便学生了解汽车制造行业正在使用的分析方法，提前实现学生能力与企业需求的对接，致力于培养应用型人才;同时，利用现代信息技术，采用“互联网+”教学手段，开展线上线下混合教学模式，开展学生自评与互评，在线答疑解惑，加强课下交流，并将学生线上学习表现纳入期末总评，本课程传统的考核方式为“平时30%+期末考试70%”的方法，其中平时成绩一般包括出勤率、课后作业等等。这种考核方式普遍使得学生有短期应付的方法，包括抄作业，考前突击等，无法促使学生的学习过程贯穿始终不利于高校培养应用型工科人才的目标。而通过线上测试学习等手段，每个章节结束后根据为学生量身定制测试题目，限时完成才能得到成绩，最终成绩为每次测试成绩累积而成，此外在讨论区中提出一些常见的生活中的现象或实际的工程案例，引发学生思考及讨论，将每位学生的参与积极程度也作为成绩的一部分，学生的这些平时成绩和平时表现也将纳入最后的考核中，可比较全面地考查学生对知识的掌握情况采用期末多目标综合评定模式，多方位评价学生表现，同时通过多样化的学习模式提高学生的学习积极性，让学生不仅仅为了期末考试而学习，是为了提高能力和收获知识而学习。

3.4 在教学过程中，注重培养学生的高阶能力，要不停地提出问题，引发学生思考和想象，在潜移默化中培养其创造力和思考能力。组织学生参加学科竞赛，锻炼创新能力。学科竞赛是提高学生综合能力，特别是创新应用能力最有效的途径之一，学生在参赛与备赛过程中会充分发挥自己所掌握的专业知识，从原有的被动学习逐渐转变成主动学习，在这个过程中，应用能力大幅提高，在开放式的竞赛规则指引下，充分发挥想象力，并将其付诸实践，这是创新型人才所必须经历的阶段，鼓励学生参与学科竞赛，使学生具備创新与应用的各项机能，在日后从事研发类工作时，能跟企业无缝对接，迅速适应企业需求。作为教师，在此过程中应将自身定位成一个引导者和支持者，给予学生充分的自主权。

4 总结

本文针对材料力学传统教学模式的不足之处提出了几点改进意见，主要包括：对知识体系进行精简整合，让学生在有限的时间内掌握真正有用的知识;通过理论知识和专业背景的结合讲解，并增加实践环节，充分发挥学生的主观能动性，切实提高每位学生的解决问题的能力;采用多种教学手段，包括课堂演示先进工程分析软件、开展“互联网+”线上线下混合教学等措施，形成多方位评价体系，激发学生持续学习的兴趣;鼓励学生参与学科竞赛，提升创新能力和思考能力，使学生真正具备企业所需要的专业技能，提升学生的学习兴趣，为汽车行业培养高素质应用型人才，本文所述课程改革方案可以较好的解决传统材料力学课程教学面临的问题，充分发挥教师的主导作用，充分激发学生的主观能动性。本课题的研究意义在于。

1、增加课程思政内容可以帮助学生树立正确的三观，坚定其认真学习的态度，培养其严谨的科学态度和扎实的工匠精神。

2、强调应用型人才培养关键在于“应用”两字，可以提高学生解决实际问题的能力。

3、有助于调动学生学习积极性，认识到本课程在整个学习体系中的重要地位。

基金项目：2021年宁波工程学院高教研究课题（基金编号：2021NGGJA15）。

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