孫先念，夏冬生，王沛，姚征，劉楊

（大連海事大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，遼寧 大連）

我國(guó)高校的大類招生與培養(yǎng)改革旨在以“厚基礎(chǔ)，寬口徑”的原則來強(qiáng)化大學(xué)生的做人（人格素質(zhì)）和做事（職業(yè)能力）的基礎(chǔ)，并根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化為依據(jù)，以支柱產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為重點(diǎn)，突破單一學(xué)科式地專門設(shè)置模式，使大學(xué)畢業(yè)生具有更強(qiáng)的創(chuàng)新能力，并更好地適應(yīng)社會(huì)需求。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，除了在招生、專業(yè)引導(dǎo)與分流等管理環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整之外，還需要將本科課程體系模塊化為“全校通修課程+學(xué)科通修課程+專業(yè)發(fā)展課程+開放選修課程”等層次以適應(yīng)大類培養(yǎng)模式。在碩士研究生階段，由于研究生（特別是學(xué)術(shù)型碩士研究生）的專業(yè)性強(qiáng)，目前仍然以專業(yè)化培養(yǎng)模式為主。因此，如何有效銜接這兩個(gè)階段基于不同培養(yǎng)模式的課程體系，是研究生教育領(lǐng)域一個(gè)需要關(guān)注的問題。本文以復(fù)合材料力學(xué)研究生課程為例，在淺析大類招生背景下新本科生課程體系對(duì)研究生課程教學(xué)影響的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出碩士研究生專業(yè)課程漸進(jìn)式教學(xué)方法，為深化大類人才培養(yǎng)改革，提高研究生專業(yè)能力提供思路。

一 大類招生背景下的本科生課程體系對(duì)碩士研究生專業(yè)課程的主要影響

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年除軍事院校外的134所“雙一流”建設(shè)高校中，共有115所高校不同程度地實(shí)施了大類招生與專業(yè)分流，占比85.82%。其中，41所一流大學(xué)建設(shè)高校均實(shí)行大類招生與培養(yǎng)改革[1]。當(dāng)前，我國(guó)高校的大類招生與培養(yǎng)改革基本形成了以專業(yè)大類與試驗(yàn)班為載體的不同類型的學(xué)科方案和培養(yǎng)模式[2-4]。與專業(yè)化培養(yǎng)模式相比，大類招生倡導(dǎo)的是“厚基礎(chǔ)，寬口徑”的培養(yǎng)原則，與之相對(duì)應(yīng)的，本科生課程體系被劃分為“全校通修課程+學(xué)科通修課程+專業(yè)發(fā)展課程+開放選修課程”等多個(gè)層次。在這樣多層次的課程體系中，基礎(chǔ)通修課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)學(xué)時(shí)適當(dāng)增加，相應(yīng)的專業(yè)必修與選修課程則不得不相應(yīng)減少，而且，隨著大類招生與培養(yǎng)模式的不斷深入與發(fā)展，本科生課程體系中專業(yè)課程需要適用于更為寬泛的專業(yè)方向。這樣，對(duì)于單一具體專業(yè)方向來說，直接相關(guān)的本科專業(yè)課程在廣度與深度上被一定程度上弱化了。

對(duì)于研究生培養(yǎng)來說，尤其是學(xué)術(shù)型碩士研究生來說，當(dāng)前還是以專業(yè)化培養(yǎng)模式為主，同時(shí)，碩士研究生課程的高階性決定了其主要內(nèi)容是建立在廣泛扎實(shí)的本科專業(yè)必修與選修課程基礎(chǔ)之上的。然而，在本科大類培養(yǎng)模式下，由于其直接相關(guān)的專業(yè)知識(shí)在廣度與深度上的弱化，學(xué)生隨后在進(jìn)入具體的研究生專業(yè)學(xué)習(xí)時(shí)，普遍會(huì)感到學(xué)習(xí)吃力。事實(shí)上，在研究生課程開課初期，教師經(jīng)常要做的一件事情就是確認(rèn)學(xué)生是否具備本課程所需要的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。

在以往，因?qū)I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)不充分而感到學(xué)習(xí)吃力的情況主要發(fā)生在跨專業(yè)攻讀學(xué)位的研究生身上。然而近年來，由于大類培養(yǎng)模式的實(shí)施，這種現(xiàn)象甚至也會(huì)在本碩同專業(yè)或相近專業(yè)的研究生中出現(xiàn)。究其根源，就在于大類招生培養(yǎng)模式下的本科生課程體系與專業(yè)培養(yǎng)模式下的研究生課程體系之間的銜接存在一定程度上的脫節(jié)。尤為重要的是，近年來隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，研究生學(xué)習(xí)能力勢(shì)必會(huì)有所下降，這就使得兩個(gè)階段課程脫節(jié)問題愈發(fā)突出。要解決這一問題，一方面需要改進(jìn)研究生教材的編寫理念，另一方面，需要改進(jìn)教學(xué)方法來改善教學(xué)效果。只有這樣，才能使大類培養(yǎng)出來的“厚基礎(chǔ)”充分發(fā)揮其作用。

二 碩士研究生專業(yè)課程漸進(jìn)式教學(xué)方法

針對(duì)大類招生培養(yǎng)模式下的本科生課程體系與專業(yè)培養(yǎng)模式下的研究生課程之間的脫節(jié)問題，有必要在研究生課程中增加部分引導(dǎo)性論述，使學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)理解和掌握新的理論與分析方法，這就需要從研究生教材編寫與教學(xué)實(shí)施兩個(gè)主要環(huán)節(jié)出發(fā)，共同協(xié)作來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。

研究生課程一般會(huì)在講解一系列基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上來介紹相關(guān)領(lǐng)域最新成果和發(fā)展動(dòng)向，但由于面向的受眾對(duì)象起點(diǎn)高，所以對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的論述概括性強(qiáng)。事實(shí)上，研究生課程里的每一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)往往需要多門本科專業(yè)課程來支撐，如果沒有全面深入的專業(yè)學(xué)習(xí)，很難真正深入理解其核心內(nèi)容。這就要求在教材編寫時(shí)詳細(xì)闡明讀者（研究生）需要具備的專業(yè)理論基礎(chǔ)，并給出較為具體的專業(yè)基礎(chǔ)教材或參考文獻(xiàn)。同時(shí)，在講授相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之前，教師要基于本科課程基礎(chǔ)加以引導(dǎo)，通過漸進(jìn)式的過渡，使研究生能快速順利地理解和掌握知識(shí)點(diǎn)，從而深入了解專業(yè)前沿發(fā)展動(dòng)向。

三 復(fù)合材料力學(xué)課程特點(diǎn)

復(fù)合材料力學(xué)課程是固體力學(xué)的一個(gè)新興分支，以各向異性且多組分的發(fā)揮結(jié)構(gòu)功能為主的復(fù)合材料為研究對(duì)象，主要分析復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)在載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)。在前導(dǎo)的本科專業(yè)課程體系中，與結(jié)構(gòu)分析相關(guān)的課程則主要以各向同性的單一材料結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象。由此可見，兩個(gè)階段課程在研究對(duì)象上有著顯著的差別。由于是研究生課程，復(fù)合材料力學(xué)涉及了結(jié)構(gòu)分析的方方面面。具體來說，復(fù)合材料力學(xué)所涉及的僅僅與力學(xué)相關(guān)的本科專業(yè)課程就包括：理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、工程材料力學(xué)性能、實(shí)驗(yàn)力學(xué)、彈性力學(xué)、板殼力學(xué)、斷裂力學(xué)、結(jié)構(gòu)可靠性和有限元法等。對(duì)于這些課程，只有傳統(tǒng)的工程力學(xué)專業(yè)大學(xué)生才有可能學(xué)習(xí)其中的大部分內(nèi)容，對(duì)于大類培養(yǎng)的大部分工科專業(yè)學(xué)生來說，只會(huì)在本科期間學(xué)習(xí)其中部分內(nèi)容。顯然，在大類招生和培養(yǎng)的背景下，要求學(xué)生具備豐富的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)來學(xué)習(xí)復(fù)合材料力學(xué)是不現(xiàn)實(shí)的，教師在教學(xué)過程采用漸進(jìn)式教學(xué)方法是十分必要的。

四 復(fù)合材料力學(xué)課程漸進(jìn)式教學(xué)實(shí)踐

為了使研究生課程與本科相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)更好地銜接，通過設(shè)計(jì)連續(xù)進(jìn)階式的講解方案，選取合適的工程案例，采取由淺入深的漸進(jìn)式教學(xué)思路，使學(xué)生盡快理解和掌握現(xiàn)代復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析理論與設(shè)計(jì)方法。

復(fù)合材料力學(xué)課程在概述介紹復(fù)合材料基本概念之后，一般會(huì)學(xué)習(xí)各向異性彈性力學(xué)基礎(chǔ)[5]。對(duì)于學(xué)生來說，在學(xué)習(xí)材料力學(xué)時(shí)，比較熟悉基于楊氏模量和剪切模量的簡(jiǎn)單本構(gòu)關(guān)系，對(duì)廣義胡克定律有所了解；隨后通過彈性力學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已能夠初步應(yīng)用該定律。因此，在復(fù)合材料力學(xué)課程授課時(shí)，先基于各向同性材料回顧二維和三維胡克定律，然后再漸次引入橫觀各向同性、正交各向異性和一般各向異性材料的本構(gòu)關(guān)系，這樣學(xué)生就會(huì)深入理解本構(gòu)關(guān)系中的剛度系數(shù)與工程彈性模量之間關(guān)系。

在學(xué)習(xí)纖維增強(qiáng)層合板剛度分析時(shí)，可以先與學(xué)生一起研究?jī)煞N各向同性材料組合的復(fù)合梁的應(yīng)力應(yīng)變分析。這部分內(nèi)容可視為本科材料力學(xué)課程的升階版，對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說尤為熟悉。借鑒這部分力學(xué)分析思想，將一維的梁分析推廣到二維的板結(jié)構(gòu)分析，并引入正交各向異性的本構(gòu)關(guān)系，就可以要求學(xué)生自學(xué)層合板剛度分析理論，老師只需講解此部分理論在應(yīng)用過程中需要注意的問題就足夠了。這樣，不但調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自學(xué)能力，取得良好的教學(xué)效果，還保障了教學(xué)進(jìn)度。

在學(xué)習(xí)纖維增強(qiáng)單層板的強(qiáng)度理論時(shí)，需要強(qiáng)調(diào)基于許用應(yīng)變的強(qiáng)度分析理念。然而，大部分學(xué)生在本科專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)，很少接觸到兩種或兩種以上材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析問題，而且大部分學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的理解還局限于基于應(yīng)力的分析，所以很難通過概念介紹來深入理解許用應(yīng)變。針對(duì)這一問題，可以通過選取合適的工程案例開展?jié)u進(jìn)式教學(xué)。例如，在機(jī)械類和土木類兩類材料力學(xué)主要教材中，均選取了以等邊角鋼與短木柱組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)承受壓縮荷載的簡(jiǎn)單拉壓超靜定問題[6-7]，具體問題表述如下：

如圖1所示，橫截面為250mm×250mm的短木柱，用4根40mm×40mm×4mm的等邊角鋼加固，并承受壓力F。已知角鋼的許用應(yīng)力=160MPa，彈性模量Est=200GPa，木材的許用應(yīng)力為=12MPa，彈性模量EW=10GPa。試求許可荷載[F]。

圖1 軸向壓縮鋼木復(fù)合結(jié)構(gòu)

該復(fù)合結(jié)構(gòu)在此狀況下的失效是由結(jié)構(gòu)中的角鋼先發(fā)生破壞所導(dǎo)致。這是由于結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)關(guān)系要求兩種材料的壓縮量相同，壓應(yīng)變也相同，先達(dá)到許用應(yīng)變的材料必然先達(dá)到許用應(yīng)力。于是，將兩種材料許用應(yīng)力與彈性模量相比較，可以得到角鋼與木柱的許用應(yīng)變分別為：

比較上兩式，木柱的許用應(yīng)變大于角鋼，因此，無論如何改變角鋼與木柱的橫截面積比，一直是角鋼先達(dá)到許用應(yīng)變，這也是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中經(jīng)常使用許用應(yīng)變來評(píng)價(jià)材料間協(xié)調(diào)性的根本原因。

基于此工程案例，學(xué)生可以真正理解復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的內(nèi)涵—許用應(yīng)變，進(jìn)一步學(xué)習(xí)層合板強(qiáng)度理論就容易多了。值得指出的是，許用應(yīng)變的講解也是一個(gè)很好的課程思政案例結(jié)合點(diǎn)[8]。

由此可見，研究生的復(fù)合材料力學(xué)課程與諸多的本科專業(yè)基礎(chǔ)課程有著直接和間接的聯(lián)系，教師可以通過建立兩個(gè)階段課程之間的聯(lián)系，可以使學(xué)生更好理解復(fù)合材料分析理論，還可以引導(dǎo)學(xué)生提高自身的自學(xué)能力。

五 結(jié)語

研究生課程的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)往往需要多門本科專業(yè)課程來支撐。研究生教學(xué)在充分論證大類培養(yǎng)的學(xué)生所掌握的本科專業(yè)基礎(chǔ)上，從教材編寫到教學(xué)方案設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，通過設(shè)計(jì)連續(xù)進(jìn)階式的講解方案，選取合適的工程案例，開展由淺入深的漸進(jìn)式教學(xué)，這必然會(huì)提高研究生學(xué)習(xí)效率，取得更滿意的教學(xué)效果。