于　敏，緱瑞賓，宛傳平，李忠芳，李同杰

(1.安徽科技學(xué)院 建筑學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100；2.安徽科技學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

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高水平應(yīng)用型地方大學(xué)力學(xué)課程改革探究*

于敏1，緱瑞賓2，宛傳平2，李忠芳2，李同杰2

(1.安徽科技學(xué)院 建筑學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100；2.安徽科技學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

針對(duì)“高水平應(yīng)用型”地方大學(xué)試點(diǎn)重點(diǎn)培養(yǎng)一線(xiàn)工作的工程技術(shù)人員的辦學(xué)特色，結(jié)合安徽科技學(xué)院的基本定位和力學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，對(duì)該學(xué)院目前工科專(zhuān)業(yè)力學(xué)課程體系和力學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和總結(jié)，指出了當(dāng)前力學(xué)類(lèi)課程實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問(wèn)題；并結(jié)合現(xiàn)有力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和未來(lái)5年力學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃，明確了新形勢(shì)下力學(xué)課程的基本定位，給出了今后力學(xué)課程教學(xué)模式改革的主要方式，提出了力學(xué)設(shè)備資源整合的建議和力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的設(shè)想。

高水平應(yīng)用型大學(xué)；力學(xué)；創(chuàng)新試驗(yàn)室；創(chuàng)新思維

安徽科技學(xué)院作為地方“高水平應(yīng)用型”的試點(diǎn)院校，堅(jiān)持為地方培養(yǎng)高素質(zhì)的一線(xiàn)工程技術(shù)人才，以具有“基礎(chǔ)厚、工程素質(zhì)高、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)”的一線(xiàn)工程技術(shù)人才為基本培養(yǎng)目標(biāo)，以把本學(xué)院建成一所皖北地區(qū)的“高水平應(yīng)用型大學(xué)”為基本發(fā)展戰(zhàn)略。要實(shí)現(xiàn)為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展源源不斷輸送大量高水平應(yīng)用型人才，必須調(diào)整課程定位，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式改革，堅(jiān)持把學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在教學(xué)工作的重要地位[1-2]；因此，實(shí)施“實(shí)踐教學(xué)一條線(xiàn)，實(shí)踐能力培養(yǎng)不斷線(xiàn)”[3-6]的實(shí)踐教學(xué)理念是實(shí)現(xiàn)高水平應(yīng)用型地方人才的有效途徑。

工科專(zhuān)業(yè)的力學(xué)課程作為本科生學(xué)習(xí)工程實(shí)際問(wèn)題的首批技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)于學(xué)生了解工程實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維意識(shí)，掌握解決工程問(wèn)題的基本方法以及培養(yǎng)工程創(chuàng)新意識(shí)具有關(guān)鍵作用，因此，工科力學(xué)課程是實(shí)施“實(shí)踐教學(xué)一條線(xiàn)，實(shí)踐能力培養(yǎng)不斷線(xiàn)”的首要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)一線(xiàn)工程技術(shù)人才的關(guān)鍵。由此可知，建立“力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”(開(kāi)放創(chuàng)新試驗(yàn)室)迫在眉睫。北京工業(yè)大學(xué)作為北京地區(qū)“211工程”的地方性大學(xué)，在力學(xué)開(kāi)放創(chuàng)新試驗(yàn)室建設(shè)方面起步最早，在地方工程技術(shù)人才的培養(yǎng)方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)[7-9]。北京工業(yè)大學(xué)開(kāi)設(shè)的力學(xué)創(chuàng)新試驗(yàn)中心以學(xué)生為本，把創(chuàng)新思維、創(chuàng)新潛能、創(chuàng)新能力、工程訓(xùn)練[10-11]和運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力作為工作重點(diǎn)，構(gòu)建了集教、學(xué)與實(shí)踐為一體的試驗(yàn)基地，體現(xiàn)了地方高校辦學(xué)特色。

針對(duì)本學(xué)院作為“高水平應(yīng)用型”地方大學(xué)建設(shè)的首批試點(diǎn)院校的辦學(xué)特色，對(duì)目前學(xué)校工科專(zhuān)業(yè)的力學(xué)課程體系的發(fā)展現(xiàn)狀、建設(shè)規(guī)劃及存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和總結(jié)，并對(duì)新形勢(shì)下力學(xué)課程的定位、教學(xué)模式的改革、力學(xué)設(shè)備資源的整合及力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)進(jìn)行系列探討。

1　當(dāng)前的力學(xué)課程體系與力學(xué)實(shí)驗(yàn)條件

1.1力學(xué)課程體系

理論力學(xué)作為高等學(xué)校工科專(zhuān)業(yè)，特別是機(jī)械、土木與航空航天等大類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，以學(xué)生掌握理論力學(xué)的基本概念和基本理論為基礎(chǔ)，讓學(xué)生掌握理論力學(xué)問(wèn)題經(jīng)典分析方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問(wèn)題的能力：具備對(duì)工程對(duì)象建立力學(xué)模型的能力；具備對(duì)這些力學(xué)模型進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析的能力；具備利用理論力學(xué)的基本概念判斷分析結(jié)果正確與否的能力。材料力學(xué)是在理論力學(xué)開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)上工科專(zhuān)業(yè)的另一門(mén)重要的基礎(chǔ)課，該課程以工程對(duì)象(變形體)為研究對(duì)象，研究其在不同變形條件下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性問(wèn)題，是分析判斷工程對(duì)象安全與否的重要理論依據(jù)和手段。工科專(zhuān)業(yè)的力學(xué)基礎(chǔ)課程一般由理論力學(xué)和材料力學(xué)這2門(mén)課程構(gòu)成。

本學(xué)院力學(xué)課程主要面向機(jī)械類(lèi)和規(guī)劃設(shè)計(jì)類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)，機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)主要包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、車(chē)輛工程、汽車(chē)服務(wù)工程、機(jī)械電子和機(jī)電技術(shù)教育等5個(gè)專(zhuān)業(yè)，開(kāi)設(shè)了理論力學(xué)和材料力學(xué)這2門(mén)力學(xué)課程。機(jī)電技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)的理論力學(xué)為40理論學(xué)時(shí)，材料力學(xué)為50學(xué)時(shí)(理論44學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí))；其余4個(gè)專(zhuān)業(yè)的理論力學(xué)和材料力學(xué)均為54學(xué)時(shí)，其中理論力學(xué)為純理論學(xué)時(shí)，材料力學(xué)含10個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。規(guī)劃設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)包括園林、風(fēng)景園林、景觀學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃和建筑學(xué)等5個(gè)專(zhuān)業(yè)，前3個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了36學(xué)時(shí)的工程力學(xué)(理論力學(xué)和材料力學(xué))，后2個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了54學(xué)時(shí)的建筑力學(xué)，這2門(mén)課程均為純理論學(xué)時(shí)。

本學(xué)院機(jī)械類(lèi)的5個(gè)專(zhuān)業(yè)共開(kāi)設(shè)2門(mén)力學(xué)課程，共108個(gè)學(xué)時(shí)(機(jī)電技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)90學(xué)時(shí))，力學(xué)基礎(chǔ)課程的設(shè)置與其他高校相同。其中，材料力學(xué)采用劉鴻文主編的教材，采用理論與實(shí)踐這2種教學(xué)方式。授課內(nèi)容涉及I冊(cè)的部分章節(jié)的44個(gè)理論學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)相對(duì)其他同類(lèi)高校偏少；6～10個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)全部為示范性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少創(chuàng)新試驗(yàn)環(huán)節(jié)。而對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，力學(xué)開(kāi)設(shè)學(xué)時(shí)更少，工程力學(xué)或建筑力學(xué)總學(xué)時(shí)僅為36或54學(xué)時(shí)，且沒(méi)有實(shí)踐環(huán)節(jié)。綜上可知，目前本學(xué)院的力學(xué)課程設(shè)置基本合理，但學(xué)時(shí)相對(duì)較少，且以純理論教學(xué)為主，缺少實(shí)踐環(huán)節(jié)，尤其缺少創(chuàng)新試驗(yàn)環(huán)節(jié)，力學(xué)教學(xué)與工程實(shí)踐脫節(jié)。

1.2力學(xué)實(shí)驗(yàn)條件

本學(xué)院力學(xué)實(shí)驗(yàn)條件較弱，力學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)相對(duì)落后，目前僅有2個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室：力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和電測(cè)實(shí)驗(yàn)室。力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室有拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)各1臺(tái)，主要承擔(dān)學(xué)生的拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)等3個(gè)示范性實(shí)驗(yàn)；電測(cè)實(shí)驗(yàn)室擁有15套綜合力學(xué)測(cè)試平臺(tái)，承擔(dān)純彎曲梁和等強(qiáng)度梁應(yīng)力分布的測(cè)定等2個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。隨著土木工程等一批新的工科專(zhuān)業(yè)的申報(bào)，已獲批采購(gòu)5臺(tái)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)機(jī)、5臺(tái)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)及若干臺(tái)靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量?jī)x，這將在很大程度上提高力學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)能力。

當(dāng)前最大的問(wèn)題是設(shè)備老舊，數(shù)量不足，且設(shè)備利用率較低，除了5個(gè)示范性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，其余時(shí)間均閑置，造成了設(shè)備的極大浪費(fèi)。現(xiàn)有力學(xué)設(shè)備資源放置不集中，沒(méi)有形成完善的力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

1.3力學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

理論力學(xué)和材料力學(xué)作為工科本科生了解工程問(wèn)題的核心技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)生步入工程領(lǐng)域的第一扇門(mén)，是培養(yǎng)學(xué)生工程思維和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，力學(xué)的實(shí)踐教學(xué)(尤其是學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)踐)應(yīng)是力學(xué)課程教學(xué)的重中之重。而當(dāng)前本學(xué)院力學(xué)課程的設(shè)置重理論，幾乎完全忽視了力學(xué)課程的工程實(shí)踐性，嚴(yán)重制約了學(xué)生工程應(yīng)用、工程思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這與培養(yǎng)高水平一線(xiàn)工程技術(shù)人才的基本要求是相矛盾的。目前主要存在如下問(wèn)題：1)課程定位不合理，未能反映出該學(xué)科的工程應(yīng)用性；2)教學(xué)模式單一，缺少實(shí)踐環(huán)節(jié)；3)力學(xué)設(shè)備資源利用率低，缺少一個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

2　新形勢(shì)下的力學(xué)課程體系改革

2.1力學(xué)課程定位

本學(xué)院作為地方性應(yīng)用型大學(xué)，力學(xué)課程的教學(xué)應(yīng)以“一個(gè)基礎(chǔ)、一個(gè)支撐、幾種能力”為定位，以掌握力學(xué)的基本概念和基本理論為基礎(chǔ)，以學(xué)會(huì)運(yùn)用力學(xué)理論分析工程問(wèn)題為支撐，以培養(yǎng)學(xué)生具備幾種能力為目標(biāo)，即：具備對(duì)工程對(duì)象建立力學(xué)模型的能力，具備對(duì)這些力學(xué)模型進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析的能力，具備利用力學(xué)基本理論對(duì)工程對(duì)象進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，具備對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)是否安全的判斷能力，具備提出合理的改進(jìn)措施的能力。

2.2教學(xué)模式調(diào)整

為適應(yīng)學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在“一個(gè)基礎(chǔ)、一個(gè)支撐、幾種能力”課程定位的基礎(chǔ)上，力學(xué)教學(xué)模式應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)行教學(xué)模式改革，突出力學(xué)課程的工程應(yīng)用特點(diǎn)，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)，并開(kāi)設(shè)力學(xué)創(chuàng)新試驗(yàn)。

力學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置可以借鑒北京工業(yè)大學(xué)的模式，采用常規(guī)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)等2種形式，由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證到試驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)基礎(chǔ)、一個(gè)支撐、幾種能力”的培養(yǎng)目標(biāo)。其中，常規(guī)力學(xué)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)讓學(xué)生直接驗(yàn)證力學(xué)課程中的基本理論，如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、等強(qiáng)度梁、純彎曲梁、E和μ測(cè)定等，該環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)同步進(jìn)行；工程設(shè)計(jì)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)則是在完成材料力學(xué)理論和常規(guī)力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)之后單獨(dú)開(kāi)設(shè)，以18～36個(gè)學(xué)時(shí)為宜(不包括課下學(xué)生自主學(xué)習(xí)課時(shí))，該類(lèi)試驗(yàn)以工程設(shè)備構(gòu)件為研究對(duì)象，如各種型材構(gòu)件、桁架結(jié)構(gòu)、機(jī)床設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)等，研究其受力構(gòu)件在工作時(shí)的應(yīng)力分布、強(qiáng)度和剛度問(wèn)題。該環(huán)節(jié)采取以學(xué)生為主導(dǎo)，老師參與的方式。設(shè)計(jì)型試驗(yàn)的選題、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及評(píng)價(jià)均由學(xué)生獨(dú)立完成，采用研究報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式進(jìn)行考核。

2.3力學(xué)資源整合與利用

力學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施需要完善的力學(xué)實(shí)驗(yàn)資源平臺(tái)，目前力學(xué)設(shè)備資源由機(jī)械工程學(xué)院管理，2個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室不在一起，力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室位于校外的工程訓(xùn)練中心，而電測(cè)實(shí)驗(yàn)室則位于校內(nèi)力行樓。而獲批的力學(xué)設(shè)備則在建筑學(xué)院，力學(xué)設(shè)備資源比較分散，對(duì)力學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施非常不利，因此，有必要對(duì)力學(xué)設(shè)備資源進(jìn)行整合，將所有的力學(xué)設(shè)備集中安排，建立一個(gè)完善的力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，負(fù)責(zé)全校工科專(zhuān)業(yè)的力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)。

力學(xué)設(shè)備資源不應(yīng)局限于力學(xué)設(shè)備，不同二級(jí)學(xué)院還應(yīng)以所擁有的工程設(shè)備為依托，如機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)依托本學(xué)院省級(jí)工程訓(xùn)練中心內(nèi)的大量機(jī)械加工設(shè)備，因?yàn)檫@些工程設(shè)備往往是力學(xué)課程的研究對(duì)象，它們包含了典型的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)問(wèn)題，因此，完全可以作為學(xué)生設(shè)計(jì)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)的取材對(duì)象。通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)研究其典型部件的受力特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生深度認(rèn)識(shí)機(jī)械加工設(shè)備是有益的，也可以為日后設(shè)計(jì)相關(guān)工程設(shè)備提供指導(dǎo)。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，可以得出如下結(jié)論。

1)力學(xué)課程是工科本科生了解工程問(wèn)題的第一道坎，是培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的關(guān)鍵，因此，要加深對(duì)力學(xué)課程重要性的認(rèn)識(shí)，對(duì)力學(xué)課程重新定位，以培養(yǎng)“一個(gè)基礎(chǔ)、一個(gè)支撐、幾種能力”為課程的基本目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)與本學(xué)院“高水平應(yīng)用型”地方大學(xué)辦學(xué)特色的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為培養(yǎng)高水平一線(xiàn)工程技術(shù)人才打開(kāi)第一扇門(mén)。

2)對(duì)力學(xué)課程教學(xué)模式進(jìn)行改革，打破純理論教學(xué)模式，合理增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，采用常規(guī)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)型力學(xué)實(shí)驗(yàn)等2種基本形式，設(shè)計(jì)型試驗(yàn)應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性，以驗(yàn)證學(xué)生力學(xué)基礎(chǔ)是否扎實(shí)，考察學(xué)生力學(xué)分析方法運(yùn)用是否得當(dāng)，驗(yàn)證學(xué)生的幾個(gè)工程能力是否具備。

3)積極進(jìn)行力學(xué)設(shè)備資源整合，建立力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，為力學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的開(kāi)展提供一個(gè)科研和工程訓(xùn)練平臺(tái)。

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[10] 安連鎖，王秀梅，楊紅霞，等.將工程訓(xùn)練中心建成大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的樂(lè)園[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27(3):1-4，18.

[11] 余壽文，李曼麗.培養(yǎng)21世紀(jì)的優(yōu)秀工程師[J].高等工程教育研究，2005(4):15-17.

*安徽科技學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目(X2014064)

安徽省教育廳重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2013zdjy129)

安徽科技學(xué)院教研振興重大項(xiàng)目(X2014021)

責(zé)任編輯鄭練

Discussion on the Reform of Mechanic Course of a Local High Level Applied College

YU Min1, GOU Ruibin2, WAN Chuanping2, LI Zhongfang2, LI Tongjie2

(1.College of Architecture, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China; 2.College of Mechanical Engineering, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China)

As a local high level application oriented university training front-line engineering and technical personnel, current situation and problems of mechanic courses in Anhui Science and Technology University are analyzed and discussed based both on the new school-running orientation and characteristic of the mechanics course. The main problems are found in the practice teaching of mechanics courses. Suggestions about new course orientation, teaching mode reform, the integration of mechanical resource and the establishment of mechanic experimental teaching center are proposed, respectively, according to the present mechanical experimental equipment and the next 5 years planning.

high level applied university, mechanics, innovation laboratory, creative thinking

G 642.0

A

于敏(1981-)，女，講師，主要從事規(guī)劃設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)力學(xué)課程教學(xué)與研究等方面的工作。

緱瑞賓

2016-02-22