卓越計劃與機制專業(yè)力學(xué)課程體系改革的若干問題研究

宋秋紅 袁軍亭 蘭雅梅 梁擁成

摘 要 本文主要是針對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的力學(xué)課程體系的調(diào)整，梳理總結(jié)了3年多教學(xué)實踐，聯(lián)系當前卓越工程師教育培養(yǎng)計劃這個重點工作，提出了實踐中出現(xiàn)若干問題的解決辦法及對策。為后面卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的全面推廣普及做好相應(yīng)的準備工作。

關(guān)鍵詞 機械設(shè)計制造及其自動化 卓越工程師教育培養(yǎng)計劃 力學(xué)課程 培養(yǎng)計劃

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

Research on Mechanics Course System Reform of Machine Design

and Manufacture & Automation Specialty Based on "The plan for

Educating and Training Outstanding Engineers "

SONG Qiuhong, YUAN Junting, LAN Yamei, LIANG Yongcheng

(Shanghai Ocean University, Shanghai 201306)

Abstract Based on the reform of mechanics course system, this paper reviews for more than 3 years of teaching practice, combined with the current "The Plan for Educating and Training Outstanding Engineers", and put forward some solutions and countermeasures to the problems appeared in practice. This article also prepared for the popularization of "The Plan for Educating and Training Outstanding Engineers" in our university.

Key words Machine Design and Manufacture & Automation Specialty; plan for educating and training outstanding engineers; mechanics course; training plan

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的教育改革重大項目，也是促進我國由工程教育大國轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ探逃龔妵闹卮笈e措。其目的就是要培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國的戰(zhàn)略服務(wù)。具體落實到我們工科院校的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，簡單地說，就是本科學(xué)生的3+1培養(yǎng)模式，即相當于3學(xué)年的理論教學(xué)加上1學(xué)年的實踐實習(xí)類教學(xué)。實踐學(xué)時數(shù)上升，理論教學(xué)時數(shù)肯定要作相應(yīng)地減少。雖然我們不是首批試點院校，但我們在學(xué)生力學(xué)課程體系的培養(yǎng)計劃、教學(xué)內(nèi)容、實習(xí)實踐環(huán)節(jié)等方面都做了大量的工作，力求為“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的全面鋪開，打好堅實的基礎(chǔ)。

早在2006年，經(jīng)過多次的上海市及外地有關(guān)高校的走訪調(diào)研后，我校的力學(xué)課程體系做了整體調(diào)整，原來機制專業(yè)的《理論力學(xué)》72學(xué)時、《材料力學(xué)》72學(xué)時兩門必修課程，學(xué)時全部改為48學(xué)時，增設(shè)《工程力學(xué)實驗》24學(xué)時獨立實驗必修課，同時針對不同的專業(yè)方向，開設(shè)《工程流體力學(xué)》32學(xué)時、《工程熱力學(xué)》32學(xué)時兩門選修課。 2006年確定培養(yǎng)計劃招生，2007年9月（大二）新力學(xué)課程體系將開始實施。教學(xué)實踐3年來，有得有失，現(xiàn)就某些問題，做一個分析總結(jié)。

1 強化力學(xué)實驗，提高了學(xué)生動手能力

增加的《工程力學(xué)實驗》獨立實驗課，實際就是把過去《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》課內(nèi)實驗都抽出來，組成一門新課，同時也刪剪掉了一些力學(xué)學(xué)時。這樣做的主要目的是，保證學(xué)生的實驗課時，強化實驗的作用，提高學(xué)生動手能力?，F(xiàn)在看來，這樣做也確實為卓越工程師培養(yǎng)計劃，做出了力學(xué)課程應(yīng)作的貢獻。但實踐中涉及到兩個問題，一個是必須有能夠支撐24學(xué)時的比較系統(tǒng)的力學(xué)實驗室，二是必須有3~4 名能夠主帶實驗課的力學(xué)教師。這兩點我們都不足，我校屬于老農(nóng)林院校，力學(xué)底子薄、基礎(chǔ)差，由于多年兩地辦學(xué)，力學(xué)實驗室一直沒有建設(shè)，就有兩臺上世紀70年代前的壞、舊萬能拉壓試驗機。結(jié)合學(xué)校的2006年一期財政撥款，搶時間初步建立了理論力學(xué)實驗機房、材料力學(xué)拉伸、扭轉(zhuǎn)、綜合實驗室。2007年因為學(xué)校整體搬遷，只用了一部分，2008年三個實驗室全部投入使用。開設(shè)理論力學(xué)3個實驗、材料力學(xué)7個實驗，基本確定了獨立實驗課的實驗內(nèi)容。同時大力培訓(xùn)現(xiàn)有力學(xué)教師，提高他們指導(dǎo)實驗的能力。力學(xué)教師很多確實不愿意帶實驗，喜歡拿一本書上講臺，這樣很輕松。學(xué)院和系里積極制定相應(yīng)引導(dǎo)政策，鼓勵教師們走進實驗室。我們共派出9人次分赴浙江大學(xué)工程力學(xué)實驗中心、中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)實驗中心、長春試驗機研究所接受實驗課程培訓(xùn)。經(jīng)過幾年的實驗課運轉(zhuǎn)，我們感到，獨立實驗課比力學(xué)理論課繁雜得多，必然要碰到儀器與課程內(nèi)容指導(dǎo)書是否相符，如何保證儀器的正常維護、正確使用，教師對儀器是否有足夠的熟悉程度等等。已經(jīng)上了4期了，問題仍然很多。要通過力學(xué)實驗，增加學(xué)生的實習(xí)實踐機會，提高學(xué)生的動手能力，指導(dǎo)教師的培養(yǎng)是當務(wù)之急，任重道遠！

2 力學(xué)課程的調(diào)整，產(chǎn)生了一些問題

《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》一直是機制專業(yè)的主干學(xué)科，它在機制專業(yè)全部的培養(yǎng)計劃中占據(jù)非常重要的地位。我們機制專業(yè)的2006培養(yǎng)計劃經(jīng)過2007、2008、2009三年的運行實踐，遇到一些問題，2010年初我們在回顧、反思、梳理、總結(jié)2006培養(yǎng)計劃的基礎(chǔ)上，制定了機制專業(yè)2010年培養(yǎng)計劃，針對2006年培養(yǎng)計劃的問題，對力學(xué)課程作了一定的修訂。

2006力學(xué)體系的調(diào)整，主要涉及理論課時的大幅減少，所以勢必影響原來力學(xué)課程結(jié)構(gòu)，力學(xué)課程的系統(tǒng)性、完整性都發(fā)生了變化。理力、材力都從原來的72學(xué)時改為48學(xué)時，我們力學(xué)教師專門做了多次討論，制定了新的教學(xué)大綱，具體教學(xué)內(nèi)容的變動，筆者曾在2009年力學(xué)論壇上作過陳述，這里不再重復(fù)了。主要問題有兩點：一是內(nèi)容的刪減導(dǎo)致學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實，直接影響后面一系列課程。我們知道，機制專業(yè)的專業(yè)主干基礎(chǔ)課程是機械制圖、理論力學(xué)、電子電工、材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計及課程設(shè)計，力學(xué)在其中的作用非常重要，尤其是理論力學(xué)課程，直接涉及到材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計的正常教學(xué)。如果理論力學(xué)刪減內(nèi)容過多，學(xué)生理論力學(xué)知識結(jié)構(gòu)過于松散，難成力學(xué)體系，確實嚴重影響后續(xù)課程的教學(xué)質(zhì)量。比如靜力學(xué)空間力系的力對軸之矩、運動學(xué)的科氏加速度、動力學(xué)的轉(zhuǎn)動慣量、達朗伯原理、虛位移原理等都屬于減課時后的邊緣內(nèi)容，但它們也屬于理論力學(xué)知識結(jié)構(gòu)體系中重要環(huán)節(jié)，有的后面直接應(yīng)用。教學(xué)實踐三年，后續(xù)課程的教學(xué)能夠顯現(xiàn)出學(xué)生基礎(chǔ)不牢的隱患，出現(xiàn)問題溯源追根，都或多或少與理論力學(xué)減內(nèi)容有直接關(guān)系。二是理論力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的不系統(tǒng)、不全面，導(dǎo)致一部分考研學(xué)生復(fù)習(xí)考試吃力，教師在業(yè)余時間輔導(dǎo)明顯有感覺?，F(xiàn)代社會上對學(xué)歷要求愈來愈高，學(xué)生考研比例逐年增加，這也是我們作為力學(xué)教師必須要考慮的問題。綜合上述問題，專業(yè)負責人和力學(xué)教師反復(fù)溝通商量，在大量刪減教學(xué)時數(shù)的背景下，在新修訂的2010年機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃中，最后還是決定把理論力學(xué)課時增加到56學(xué)時，目的很簡單，就是把減學(xué)時時的那些邊緣內(nèi)容進一步強化。

3 為配合卓越計劃的普及實施，我校力學(xué)體系進一步改革的設(shè)想

我們是普通高校的機制專業(yè)，師資、學(xué)生層次不是很高，卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的試點實踐還輪不上我們。但是經(jīng)過近幾年的教學(xué)實踐，確實感到我們自己的專業(yè)培養(yǎng)計劃與社會快速發(fā)展的要求有一些滯后，這個卓越計劃出臺的非常及時。雖然操作上有一定難度，但確實指明了我們教學(xué)改革的方向性問題。我們機制專業(yè)在2010年就開始進行這方面的準備工作，因為還涉及到的大量學(xué)時調(diào)整、小型化專業(yè)實驗室的建設(shè)，需要一段時間才能逐步調(diào)整到3+1的本科教學(xué)模式。其中力學(xué)教學(xué)體系也要逐步調(diào)整，主要是24學(xué)時的工程力學(xué)實驗這門獨立實驗課，是全部挪到4學(xué)年還是一部分學(xué)時挪到4學(xué)年；其次是實驗學(xué)時中還要適當增加力學(xué)模擬仿真內(nèi)容比重；再其次，考慮理論力學(xué)、材料力學(xué)轉(zhuǎn)變成多學(xué)時工程力學(xué)的可行性。因為通盤考慮機制專業(yè)的培養(yǎng)計劃調(diào)整到3+1模式，主要涉及變動是2、3學(xué)年課程，不可避免地牽涉到大二的所有力學(xué)課程。