專(zhuān)業(yè)認(rèn)證視角下《彈性力學(xué)》課程教學(xué)質(zhì)量提升方法探究

王娟 黃樾 韓菊紅

摘要：基于工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的現(xiàn)狀，指出提升《彈性力學(xué)》課程教學(xué)質(zhì)量的必要性。從以學(xué)生為中心、以工程職業(yè)為導(dǎo)向、以持續(xù)改進(jìn)為動(dòng)力三大理念方面闡述了《彈性力學(xué)》的課程現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題。明確了改進(jìn)教材、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行教學(xué)、搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)、及時(shí)教學(xué)法的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證；彈性力學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）30-0145-02

自2005年起，我國(guó)開(kāi)始構(gòu)建工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證體系，并于2016年6月2日，國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)WA會(huì)議全票通過(guò)我國(guó)的轉(zhuǎn)正申請(qǐng)，中國(guó)成為WA第18個(gè)正式成員。成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員，意味我國(guó)高等工程教育向“國(guó)際化”邁出了重要一步，我國(guó)的工程學(xué)位和工程師資格將得到國(guó)際的認(rèn)可，這也為我國(guó)工科學(xué)生走向世界提供了一本通行證。

但是加入《華盛頓協(xié)議》只是走向國(guó)際化的第一步，基于《華盛頓協(xié)議》的理論，進(jìn)行課程改革，培養(yǎng)具有“就業(yè)力”的工科人才，這是未來(lái)的趨勢(shì)。本文基于工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的三大核心理論，對(duì)提升《彈性力學(xué)》課程質(zhì)量提出了自己的思考。

一、課程現(xiàn)狀及問(wèn)題

彈性力學(xué)是一般彈性體在外力作用下或由于溫度改變等原因所產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和位移。從數(shù)學(xué)上講，彈性力學(xué)問(wèn)題歸結(jié)為在邊界條件下求解微分方程組，屬于微分方程的邊值問(wèn)題。對(duì)于實(shí)際工程問(wèn)題，由于邊界條件、受力狀況的復(fù)雜性，往往難以求得理論的解答，基于微分方程組近似解有限元法，是計(jì)算復(fù)雜邊界條件、受力狀況的有力手段。彈性力學(xué)注重對(duì)一般力學(xué)問(wèn)題的理解，強(qiáng)調(diào)概念，拓寬視野，為解決復(fù)雜的工程力學(xué)問(wèn)題提供基礎(chǔ)理論準(zhǔn)備。

在工程教育認(rèn)證以學(xué)生為中心、以工程職業(yè)為導(dǎo)向、以持續(xù)改進(jìn)為動(dòng)力三大目標(biāo)的背景下，《彈性力學(xué)》課程還存在以下一些問(wèn)題：

1.工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證把“以學(xué)生為中心”作為目標(biāo)，即直接聯(lián)系工程類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，并憑借人才培養(yǎng)方案得以落地實(shí)施。目前大部分高校的人才培養(yǎng)計(jì)劃與實(shí)際課程教學(xué)的結(jié)合不夠緊密，教學(xué)內(nèi)容并不能讓學(xué)生達(dá)到培養(yǎng)方案的目標(biāo)。這需要我們繼續(xù)提升課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出同人才培養(yǎng)方案相匹配的學(xué)生。

2.工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證把“以工程職業(yè)為導(dǎo)向”作為目標(biāo)，即培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、解決工程問(wèn)題能力強(qiáng)、個(gè)人素養(yǎng)高的具有“就業(yè)力”的學(xué)生。《彈性力學(xué)》作為一門(mén)基礎(chǔ)課程，相較于理論力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)，其更注重理論知識(shí)，它與工程實(shí)際問(wèn)題結(jié)合得更加緊密。它的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了土木、水力、機(jī)械、材料等學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域。但是目前《彈性力學(xué)》的教學(xué)仍然以理論教學(xué)為主，著重于求解簡(jiǎn)單典型彈性力學(xué)的解析解，而忽略了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和運(yùn)用課程知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這就違背了“以工程職業(yè)為導(dǎo)向”的目標(biāo)。我們應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，啟發(fā)學(xué)生分析和解決工程中實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證把“以持續(xù)改進(jìn)為動(dòng)力”作為目標(biāo)，這要求我們的教學(xué)不斷與時(shí)俱進(jìn)。近些年來(lái)，彈性理論得到了較大的發(fā)展。隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)計(jì)算機(jī)程序尤其是有限元商業(yè)程序的開(kāi)發(fā)和廣泛使用，過(guò)去無(wú)法求解的很多彈性力學(xué)問(wèn)題現(xiàn)在都已經(jīng)可以比較快速地得到解答。但《彈性力學(xué)》教材和教學(xué)內(nèi)容并沒(méi)有相應(yīng)地改變，仍以傳統(tǒng)的線(xiàn)彈性理論和解析解的求解為主，基本概念較少，讓學(xué)生學(xué)習(xí)得一知半解，而且將大量篇幅應(yīng)用在煩瑣的公式推導(dǎo)上，極大地降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)質(zhì)量改進(jìn)教材，結(jié)合外部社會(huì)需求和內(nèi)部教學(xué)問(wèn)題完善課程教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、課程改進(jìn)方案

1.改進(jìn)教材。隨著彈性力學(xué)理論的發(fā)展以及工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的出現(xiàn)，彈性力學(xué)的教材也需要進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)。相較于煩瑣的理論推導(dǎo)，《彈性力學(xué)》課程需要增加彈性理論基礎(chǔ)知識(shí)方面的內(nèi)容，尤其是應(yīng)增加一部分連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和張量分析的初步知識(shí)，這不僅可為有限元軟件的使用打下比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且還能為以后的科研工作打下比較扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。另一方面，可以減少一些略顯過(guò)時(shí)的知識(shí)點(diǎn)，如復(fù)變函數(shù)解法、級(jí)數(shù)解法等。同時(shí)，實(shí)際應(yīng)用方面的內(nèi)容也必不可少，以增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力，提高其學(xué)習(xí)興趣。

2.提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)里不可能掌握彈性力學(xué)與有限元法龐大而復(fù)雜的理論，在《彈性力學(xué)》課程上所學(xué)習(xí)的只是入門(mén)知識(shí)。要想培養(yǎng)“以工程職業(yè)為導(dǎo)向”的學(xué)生，就要有意識(shí)地提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。一方面，在日常教學(xué)中向?qū)W生灌輸自主學(xué)習(xí)的觀念；另一方面，通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生主動(dòng)地去學(xué)習(xí)。

3.結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行教學(xué)。加入實(shí)際工程既有利于培養(yǎng)學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力，又能區(qū)別于枯燥的理論知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合具體真實(shí)的背景素材，引出相應(yīng)的基本概念，在此基礎(chǔ)上，建立物理模型，引導(dǎo)學(xué)生去解決問(wèn)題。在日常作業(yè)和最終考核中，也可以加入真實(shí)的素材背景。

4.搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。在現(xiàn)代社會(huì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)而課堂學(xué)時(shí)不夠的情況下，搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)就成了最佳的解決方案。一方面，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)可以提供學(xué)生互相交流的平臺(tái)，學(xué)生在網(wǎng)上既能學(xué)習(xí)，又可以通過(guò)指導(dǎo)他人來(lái)鞏固知識(shí)，老師也可以在網(wǎng)上解答學(xué)生的疑問(wèn)。另一方面，課堂上沒(méi)有時(shí)間教學(xué)的內(nèi)容，可以讓學(xué)生課下在網(wǎng)上完成。還可以在網(wǎng)上設(shè)置提高課程，提供給有興趣進(jìn)行更深入學(xué)習(xí)的同學(xué)。

5.及時(shí)教學(xué)法。及時(shí)教學(xué)是一種歸納教學(xué)方法。其基本含義是讓教師在課前了解學(xué)生的水平與需求，并根據(jù)了解的情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行安排。具體實(shí)施方案就是老師可以給學(xué)生布置預(yù)習(xí)習(xí)題，并讓學(xué)生在上課前將作業(yè)交給老師。老師通過(guò)作業(yè)情況了解學(xué)生的水平和問(wèn)題所在，從而在接下來(lái)的課堂中因材施教。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證理念，闡述了目前《彈性力學(xué)》教學(xué)所存在的問(wèn)題并提出了一些課程改進(jìn)的方法。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)充分理解專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)及時(shí)教學(xué)法、結(jié)合工程實(shí)際、提高學(xué)生自學(xué)能力等方法不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用熟練、個(gè)人素養(yǎng)高的人才。

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