科技鎮(zhèn)長團視角下材料力學教學改革的探討

丁懷平

摘?要：材料力學是高等院校面向工科專業(yè)開設的一門基礎課程，傳統(tǒng)的教學方法多以理論講授為主，學生創(chuàng)新思維和工程實踐能力不足。“科技鎮(zhèn)長團”是江蘇省人才服務基層、促進“政產(chǎn)學研用”協(xié)同合作的創(chuàng)新舉措。本文從科技鎮(zhèn)長團視角對“產(chǎn)教融合、校企一體”材料力學教學新方法進行研究和探討，通過課程教育理念改變、教學方式改革、考核方式改革等措施，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，提高學生獨立發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題、方案驗證的工程實踐能力。

關鍵詞：科技鎮(zhèn)長團；材料力學；教學改革；產(chǎn)教融合

中圖分類號：TB?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.07.084

材料力學作為固體力學的一個分支，是兵器、機械、材料、土木、力學等工科類專業(yè)的基礎課程，應用性較強，與工程實際聯(lián)系密切。材料力學主要研究桿件結構的強度、剛度和穩(wěn)定性問題，為設計既經(jīng)濟又安全的構件提供必要的理論基礎。材料力學內容繁雜、概念和公式較多，傳統(tǒng)的教學多以理論講授為主，易形成灌輸式“水課”，忽略了學生創(chuàng)新思維和工程實踐能力的培養(yǎng)。

“科技鎮(zhèn)長團”是2008年以來江蘇省委、省政府推動科技管理工作重心下移，打通科教資源與縣域經(jīng)濟發(fā)展“隔膜”的重要舉措，是助力科技自立自強、產(chǎn)業(yè)自主可控的迫切需要，是整合人才資源、發(fā)揮聚變效應的內在要求。作為科技人才服務地方發(fā)展的橋梁，科技鎮(zhèn)長團在促進“政產(chǎn)學研用”、推動企業(yè)科技創(chuàng)新、深化校地產(chǎn)學研合作、產(chǎn)教融合和人才培養(yǎng)等方面取得了豐碩成果。筆者在校工作期間承擔材料力學課程教學任務，2022年8月起，經(jīng)校地推薦，任江蘇省第十五批科技鎮(zhèn)長團成員，掛職期間積極與企業(yè)“拉家?！?，精準對接，聚焦企業(yè)“卡脖子”技術需求，充分整合科學技術資源，為駐地企業(yè)排憂解難。

在與駐地企業(yè)交流過程中，筆者發(fā)現(xiàn)科技型企業(yè)除了對高精尖技術需求迫切，對基礎學科人才、創(chuàng)新型人才和工程實踐型人才需求更為迫切。一位企業(yè)技術副總在提及機械技術人才需求時指出工程實際中應用最多的就是材料力學和機械設計兩門課程的理論知識。反觀目前材料力學課程教學，單純地灌輸書本理論內容，這種方式已遠不能涵蓋工程實際問題對力學知識的需求。本文擬從科技鎮(zhèn)長團視角對“產(chǎn)教融合、校企一體”材料力學教學新方法進行研究和探討，通過課程教育理念改變、教學方式改革、考核方式改革等措施，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，提高學生獨立發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題、方案驗證的工程實踐能力。

1?課程教育理念改變

科技鎮(zhèn)長團作為校地企溝通的橋梁紐帶，深化校地產(chǎn)學研合作、產(chǎn)教融合和人才培養(yǎng)是每位團員的重要工作。政產(chǎn)學研用要求高校的人才培養(yǎng)能更加適應社會企業(yè)的需求，以高素質的專業(yè)人才來完成對行業(yè)內的轉型需求，在人才產(chǎn)出的同時引進社會專業(yè)人才對高校的人才庫進行充實。這就要求高校老師需要主動改變傳統(tǒng)觀念上的自身角色定位：（1）加強課程思政理念建設。以南京理工大學國防特色為依托，將軍工文化建設融入到材料力學課程教學中，實現(xiàn)軍工文化教育對當代大學生軍工精神、國防觀念等的價值引導，進一步弘揚軍工文化中所體現(xiàn)出的愛國精神、革命主義精神等。（2）培養(yǎng)目標轉變。材料力學教師授課過程中應該以產(chǎn)業(yè)需求為導向，注重培養(yǎng)工科學生動手能力、創(chuàng)新能力，而不是單純的理論知識灌輸。（3）產(chǎn)業(yè)需求調研。教師需要走出校園，通過多種渠道了解產(chǎn)業(yè)需求，才能實現(xiàn)針對性教學，只有教師與企業(yè)建立良好的合作關系，才能實現(xiàn)課堂走進企業(yè)，直觀的為學生講解工程實際問題。（4）分專業(yè)差異化教學。新的教學計劃中，材料力學課堂教學學時有所縮減，材料力學教師需要了解不同專業(yè)學生對材料力學理論知識需求的側重點，實行差異化教學。

2?課程教學方式改革

材料力學課程定位不應僅是一門基礎理論課程，應是定位成一個解決工程實際問題的理論工具，所以材料力學課程的教學應與實際工程問題緊密聯(lián)系起來?！爱a(chǎn)教融合、校企一體”是高等院校為提高人才培養(yǎng)質量而與企業(yè)開展的深度合作，即把產(chǎn)業(yè)與教學密切結合起來，相互促進，將學校改型成為集科學研究、科技服務和人才培養(yǎng)為一體的新型教學科研機構?？萍兼?zhèn)長團團員擔負深化校地政產(chǎn)學研用合作的橋梁紐帶使命，結合自身工作實際，促進高校人才培養(yǎng)質量，是每位團員的工作重點。

從解決產(chǎn)業(yè)實際工程問題的角度出發(fā)，筆者認為材料力學教學方式可以進行以下形式的改革：（1）企業(yè)老師進課堂。引入企業(yè)資深研發(fā)人員參與到材料力學課堂教學環(huán)節(jié)，由企業(yè)人員梳理工程案例，段性地走進課堂與學生分享產(chǎn)業(yè)工程實例。比如在材料力學軸向拉壓、溫度應力章節(jié)內容講述完成后，邀請鋼鐵企業(yè)資深工程師介紹高溫作業(yè)環(huán)境下設備的熱-機耦合應力、應變分析與結構優(yōu)化設計研究。（2）高校學生出校門。依靠課堂教學進行封閉式教育不利于學生創(chuàng)新意識與解決問題能力的培養(yǎng)，鼓勵學生走出校門，走出課堂，去企業(yè)中直觀地接觸、感知企業(yè)遇到的力學問題，才能深刻認識到材料力學在工程實際中的應用前景。（3）手工制作賽進課堂。單純的理論知識學習對當代大學生的人才培養(yǎng)這一定位是有所欠缺的，可以引入周培源杯力學競賽制作賽題目等進課堂，讓學生主動開發(fā)創(chuàng)新思維，寓學于練，寓練于做，培養(yǎng)學生將所學習的力學理論創(chuàng)新性的應用到結構設計中去，開發(fā)思維的同時也加強學生動手能力的培養(yǎng)。（4）工程分析軟件進課堂。在材料力學課堂中引入工程力學問題分析軟件ANSYS、ADAMS等，以復雜工程算例作為教學素材，對學生進行分組別訓練，增強教學互動性和靈活性的同時，幫助學生更好地理解材料力學基礎理論知識，建立力學問題工程化的概念，加強學生團隊協(xié)作意識的培養(yǎng)。

3?課程考核方式改革

當前，學校材料力學課程的考核方式為期末考試卷面分和平時分，占比分別為70%和30%，其中，期末考試多偏重于考核基本理論、公式的套用，平時分主要指學生到課情況與課后作業(yè)完成情況。這種傳統(tǒng)的考核方式不利于激發(fā)學生學習該門課程的興趣，且教學過程不利于監(jiān)管，大班教學情況下，班級人數(shù)多達130人左右，任課老師對每一期課后作業(yè)的完成情況難以做到認真、科學的考核。另外，筆者認為，學習是學生的本職工作，以學生到課情況統(tǒng)計作為平時分的給分依據(jù)也不具合理性。筆者認為材料力學課程的考核方式可以根據(jù)上述的教學方式改革進行一定的調整。

首先，調高平時分比例，平時分形式多樣化。將教學過程中的工程實例軟件分析的分組完成情況、手工制作的分組完成情況、個人或小組與企業(yè)技術人員的互動交流情況等計入課程考核平時分。培養(yǎng)學生競爭意識的同時，多樣化的平時分形式有利于學生充分發(fā)掘自身優(yōu)勢，為個人以后的發(fā)展精確找準定位。其次，期末考試試卷應減少基本公式套用類的試題，增加開放性工程實際類試題，重點考查學生利用現(xiàn)有知識儲備，去獨立發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題、方案驗證的能力。最后，設置工程分析軟件操作類附加題，學生自由選擇是否進行附加題測試，附加題由學生在機房獨立完成。這種組合式的考核方式，可以全面激發(fā)學生對材料力學課程的興趣，更可以創(chuàng)新的培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

4?結論

材料力學作為工科學生的一門重要基礎課程，其教學方法的改革是在教學過程中不斷探討、逐步完善的過程。本文結合材料力學課程特點與科技鎮(zhèn)長團推動校地合作、校企合作的工作特色，從產(chǎn)業(yè)應用和人才培養(yǎng)角度，針對課程教育理念、教學方式和考核方式等，提出了一些材料力學課程的教學改革措施，旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，提高學生工程實踐能力。措施的具體實施和完善將在后續(xù)的教學工作和科技鎮(zhèn)長團工作中進一步進行研判、論證。

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