基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院建設的《彈性力學》教學方法研究

夏光輝,韓婷婷,陳雷雨

（1.安徽建筑大學 土木工程學院，安徽 合肥；2. 安徽建筑大學 安徽省BIM 工程中心，安徽 合肥；3. 安徽建筑大學 安徽省裝配式建筑研究院，安徽 合肥）

一 引言

中國制造業(yè)的發(fā)展亟須各種高素質(zhì)應用型人才的支撐，當前傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)和社會需求脫節(jié)，造成了企業(yè)缺人才、大學生所學非所用的尷尬局面。讓教育走出象牙塔，讓企業(yè)走入學校，成為銜接培養(yǎng)與使用的紐帶，高等教育才能更好地促進強國建設。2020 年7 月，教育部、工業(yè)和信息化部兩部委聯(lián)合發(fā)布了《現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院建設指南（試行）》，再一次強調(diào)了“產(chǎn)教融合”[1]。設立現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院，就是讓高校和企業(yè)建立更深入更全面更融合的校企合作關系，就是要讓教育適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展，讓一流專業(yè)真正服務于社會生產(chǎn)，讓學生學到的知識很快應用在實踐環(huán)節(jié)，真正做到“學為所用”。建設現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院，緊密對接產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的專業(yè)體系是基礎，提高人才培養(yǎng)能力是核心，產(chǎn)教融合、科教融合是關鍵，建立高效協(xié)同的多元主體共建共管共享運行機制是保障[2-4]。

二 《彈性力學》在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院中面臨的教學挑戰(zhàn)

《彈性力學》是土木類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎課。主要研究平面問題的基本理論和按直角坐標與極坐標求解平面問題的基本方法，重點介紹應力函數(shù)求解的逆解法和半逆解法；介紹平面問題基本方程在直角坐標和極坐標之間的變換公式，用極坐標求解受壓圓環(huán)或圓管問題、圓孔應力集中、半平面體受集中力或分布力等經(jīng)典問題。此外，也介紹了有限元方法。課程旨在使學生掌握彈性力學基本概念、基本原理和基本方法，熟悉經(jīng)典問題的計算方法和解答，初步學會把工程問題轉(zhuǎn)化為彈性力學模型，能求解簡單的彈性力學問題，能使用提供的有限元程序分析平面問題，逐步增強綜合分析和獨立思考的能力。同時，培養(yǎng)學生具有開拓創(chuàng)新思維、嚴謹治學精神和社會責任感。在新的產(chǎn)教融合教學形式下，傳統(tǒng)的《彈性力學》的教學方式也受到了一些挑戰(zhàn)[5-7]?！稄椥粤W》傳統(tǒng)教學方式如圖1 所示。

《彈性力學》在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院中面臨的問題如圖2 所示。

圖2 《彈性力學》在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院下教學的挑戰(zhàn)

(一)《彈性力學》課程內(nèi)容理論性強、概念抽象與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀距離較遠，這些原因的存在降低了學生對產(chǎn)教融合式課堂教學的主動性，缺乏學習鉆研興趣。

( 二)《彈性力學》的主要分析方法是解析法，實際工程項目較少采用此類方法。解析法對高等數(shù)學的基本理論要求較高，可以系統(tǒng)增加學生的力學基礎。但是目前《彈性力學》教學中的這種解析分析方法與實際工程項目中的問題較為脫離。

(三)《彈性力學》的授課教師需要雙師型，現(xiàn)實中較缺乏此類型教師，導致產(chǎn)教融合教學難以保質(zhì)保量完成。理論課程教學中, “雙師型”教師不足,校企教師聯(lián)合授課難以全覆蓋，實現(xiàn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院內(nèi)涵式發(fā)展支撐不足，教學任務繁重。

三 基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院建設的《彈性力學》教學方法

(一) 優(yōu)化實踐《彈性力學》課程“引導-實踐-引導-實踐”式教學方法

結(jié)合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院建設對教與學的新要求，傳統(tǒng)教學方法已然不能滿足產(chǎn)教融合的學習需求。如何在新形勢下提高學習積極性和教學質(zhì)量顯得尤為重要[8]。結(jié)合《彈性力學》課程的教學設計與實踐[9-11]，提出并優(yōu)化實踐“引導-實踐-引導-實踐”式教學方法?！稄椥粤W》“引導-實踐-引導-實踐”式教學方法，即圍繞每一知識點,按照產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導、實際工程案例實踐、案例啟發(fā)式引導、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐進行劃分，在教學實施中遵循先工程，后數(shù)理，再力學的講解順序。工程背景可與材料力學知識點進行銜接；數(shù)理基礎與高等數(shù)學、解析幾何等數(shù)理課程銜接，實現(xiàn)知識點的遷移教學；最后利用力學原理構(gòu)建《彈性力學》的基本理論?！耙龑?實踐-引導-實踐”式教學方法如圖3 所示。

圖3 基于產(chǎn)業(yè)學院建設的《彈性力學》引導-實踐-引導-實踐式教學方法

“引導- 實踐- 引導- 實踐”式教學法在于先將知識點分解為產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導、實際工程案例實踐、案例啟發(fā)式引導、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐四個模塊，依照先產(chǎn)業(yè)發(fā)展、再工程項目，隨后數(shù)學模型，再推導力學及應用的講解步驟進行教學。核心點及《彈性力學》的知識被分解優(yōu)化理解，可與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實際工程、案例、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等內(nèi)容相關聯(lián)，讓學生在學習中感受知識有用論，更感覺到與自身發(fā)展密切相關。通過工程事故等反面教材的探討分析，培養(yǎng)學生樹立遵紀守法的職業(yè)道德，以及要有嚴謹、有責任及有擔當?shù)穆殬I(yè)態(tài)度。同時，“引導-實踐-引導-實踐”教學法分析了四部分內(nèi)容在教學中對學生不同思維能力的養(yǎng)成，即要有宏觀的產(chǎn)業(yè)發(fā)展視野，微觀的工程實踐思維，更要培養(yǎng)出良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維[12-15]。

(二) 實施產(chǎn)教融合，積極探索《彈性力學》課程特色教學實踐模式

將特色教研成果轉(zhuǎn)化為特色教學內(nèi)容，推進最新科研成果“進課堂”“進教材”，著力培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新精神。將我校主持編制的裝配式建筑方面的標準、規(guī)范等引入課程建設中，轉(zhuǎn)化為課程建設內(nèi)容。依托裝配式建筑復合保溫墻板生產(chǎn)、安裝虛擬仿真實驗教學項目、安徽省BIM 工程中心、裝配式建筑虛擬仿真實驗教學中心、安徽省裝配式建筑研究院等眾多國家級省級實踐項目和平臺，實施“雙導師”制下的實踐教學模式，引導學生直接參與工程項目實踐，在實踐中運用《彈性力學》知識，鍛煉學生的實踐能力，整體思維能力?；诂F(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院建設的《彈性力學》教學方法模塊如下圖4 所示。

圖4 基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院建設的《彈性力學》教學模塊

（1）以實踐成果為導向

《彈性力學》課程主要是使學生掌握《彈性力學》基本概念、基本原理和基本方法，熟悉經(jīng)典問題的計算方法和解答，初步學會把工程問題轉(zhuǎn)化為彈性力學模型，能求解簡單的彈性力學問題，能使用提供的有限元程序分析平面問題，逐步增強綜合分析和獨立思考的能力。提出最后的結(jié)課要求，提交成果（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐報告），激發(fā)學生強烈的求知欲望。通過提交實踐成果，學生很好地掌握了相關《彈性力學》的課程內(nèi)容。

（2）以學生為中心

帶領學生解決實際工程問題，并通過課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐報告成果的提交，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生主動地去學習。在教學過程中，教師應充分理解專業(yè)培養(yǎng)目標，通過“引導- 實踐- 引導- 實踐”式教學法提高學生自學能力，一切以學生發(fā)展為中心，不斷提升課程教學質(zhì)量，培養(yǎng)學習能力強、專業(yè)知識運用熟練、個人素養(yǎng)高的人才?！耙詫W生為中心”，必然要求激發(fā)學生的主動性，讓學生自主?！耙詫W生為中心”，既是教育理念的變革，更是教育范式、教育模式革新。

（3）以課程思政建設為主線

課程思政是時代需求，也是人才培養(yǎng)的要求。根據(jù)《彈性力學》的課程特點，從力學史、力學美、辯證法、個人品格的維度例談如何在《彈性力學》教學中實施思政教育，以力學史激發(fā)學習潛能、以力學美培養(yǎng)審美情懷、以辯證法思想傳遞哲學智慧、以品格磨煉鑄造堅韌意志，塑造學生健全的價值觀，并以德育促教學，促使學生進行深度學習，提高學習效果。

四 結(jié)語

第一，相較于煩瑣的基礎理論推導，《彈性力學》課程需要增加產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的內(nèi)容，尤其是應增加和彈性力學相關的實際工程案例實踐的知識，這不僅可為學生職業(yè)發(fā)展打下比較堅實的理論基礎，而且還能為以后的就業(yè)工作打下良好的實踐能力。

第二，核心要求為面向區(qū)域產(chǎn)業(yè)行業(yè)人才知識、能力及素質(zhì)要求，“引導-實踐-引導-實踐”式教學將保證學校人才培養(yǎng)與企業(yè)人才崗位需求高度銜接，保證企業(yè)技能培養(yǎng)適應新理念、新知識和新技術(shù)等要求。

第三，過程評價與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐相結(jié)合。開展校企教師聯(lián)合授課評價考核，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)學院內(nèi)涵式發(fā)展，構(gòu)建靈活彈性的發(fā)展性評價機制。