［摘 要］“四新”建設(shè)強(qiáng)調(diào)知識、科技的融合，大力推動人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，支撐和引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。在此背景下，文章結(jié)合彈性力學(xué)教育發(fā)展現(xiàn)狀，提出在人才培養(yǎng)方面不僅要運(yùn)用好科技手段，培養(yǎng)學(xué)生成為復(fù)合型的國際化人才，更要與企業(yè)等協(xié)同育人，將更多的社會資源轉(zhuǎn)化為育人資源，優(yōu)化實(shí)踐育人環(huán)境條件，培養(yǎng)國家戰(zhàn)略需要和產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的人才。同時，針對彈性力學(xué)課程進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，主要包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面的改革，突出學(xué)生應(yīng)用能力的提升，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，使他們能夠更好地應(yīng)對社會需求和發(fā)展變化。

［關(guān)鍵詞］彈性力學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；“四新”

［中圖分類號］G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）15-0052-05

2021年4月，習(xí)近平總書記在清華大學(xué)考察時強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科“四新”建設(shè)?！八男隆苯ㄔO(shè)強(qiáng)調(diào)知識的融合、科技的融入，大力推動人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，支撐和引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。在此背景下，學(xué)校在人才培養(yǎng)方面不僅要運(yùn)用好科技手段，培養(yǎng)學(xué)生成為復(fù)合型的國際化人才，更要同政府、行業(yè)、企業(yè)、國際組織等協(xié)同育人，將更多的社會資源轉(zhuǎn)化為育人資源，優(yōu)化實(shí)踐育人環(huán)境條件，促進(jìn)高?？萍汲晒霓D(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)國家戰(zhàn)略需要和產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的人才。

面對世界“新科技革命”競爭態(tài)勢，我國高等工程教育界面臨空前的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國以往的教學(xué)模式一般是“以教師為中心”，也就是以改善教師的知識傳授技能為出發(fā)點(diǎn)，使教師的課堂知識傳授效率進(jìn)一步提高。國內(nèi)大多數(shù)高校教師發(fā)展中心教學(xué)技能培訓(xùn)的主要目的，就是幫助在專業(yè)上有學(xué)術(shù)成就的教師掌握授課技巧，使教師能夠在課堂上把教材里的知識通俗易懂地講出來，幫助學(xué)生理解和掌握，從而完成知識傳授的任務(wù)。許多教師針對不同力學(xué)的課程已經(jīng)開展了相應(yīng)的教學(xué)改革。如周在進(jìn)[1]針對大學(xué)物理的教學(xué)現(xiàn)狀探討了課程教學(xué)的改革和實(shí)踐；陰冬勝等[2]在“四新”建設(shè)背景下，分析了新形勢下高校人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀；趙耀等[3]以“四新”建設(shè)為背景，對大學(xué)英語課程思政建設(shè)改革進(jìn)行了探索；向琳麗[4] 以“三高四新”為背景，探討了高校思政教育工作；樓文娟等[5]針對浙江大學(xué)彈性力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等進(jìn)行了改革和實(shí)踐；王力東等[6]從材料力學(xué)教學(xué)出發(fā)，根據(jù)“三高四新”對土木工程人才培養(yǎng)提出的要求，對課程內(nèi)容進(jìn)行了改革。但是至今為止，針對本科彈性力學(xué)課程內(nèi)容建設(shè)的相關(guān)研究仍較少。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)在我國較早地開展了固體力學(xué)教學(xué)方法的研究和應(yīng)用，在此期間承擔(dān)了與工程結(jié)構(gòu)分析相關(guān)的許多課題，并取得了輝煌的成績，在國內(nèi)外有著很大的影響。在總結(jié)研究工作成就和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，趙書山教授帶領(lǐng)團(tuán)隊率先在哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科教學(xué)中開設(shè)了彈性力學(xué)課程，使哈爾濱工業(yè)大學(xué)成為國內(nèi)較早開設(shè)此課程的高校之一，并廣泛傳播其基礎(chǔ)知識。哈爾濱工業(yè)大學(xué)是一所多學(xué)科、開放式、研究型的國家重點(diǎn)大學(xué)，以培養(yǎng)研究型人才為主。彈性力學(xué)課程目標(biāo)是使學(xué)生掌握力學(xué)和計算數(shù)學(xué)的基本概念、原理和方法，使學(xué)生能夠正確利用力學(xué)和數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)理論，解決簡單的工程力學(xué)的實(shí)際問題，評定結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。所以說，彈性力學(xué)課程是一門與工程實(shí)際聯(lián)系緊密的課程。目前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的彈性力學(xué)課程還采用以傳統(tǒng)教師講授為主的教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容理論性較強(qiáng)，導(dǎo)致學(xué)生將彈性力學(xué)中的數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于工程實(shí)際的能力較差、教學(xué)內(nèi)容過于數(shù)學(xué)理論化、學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣不濃，同時也錯失了培養(yǎng)學(xué)生動手能力的機(jī)會。所以，有必要對彈性力學(xué)課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面進(jìn)行改革，以適應(yīng)國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要。

為貫徹育人的核心教學(xué)理念，本文對彈性力學(xué)教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了研究和實(shí)踐，具體包括對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面進(jìn)行改革，開展“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，以適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。

一、 研究內(nèi)容

（一）課程內(nèi)容改革

作為力學(xué)相關(guān)專業(yè)本科階段最“高級”的一門課，彈性力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容改革需要根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)要求，結(jié)合實(shí)際工程問題，多加入一些實(shí)例。同時，由于過去計算機(jī)水平及模擬手段的限制，傳統(tǒng)課程理論敘述過多且缺少靈活的、更具有工程意義的數(shù)值模擬。因此，本課程將講解包括有限元、有限差分的基本理論及數(shù)值實(shí)現(xiàn)等知識，通過實(shí)踐讓學(xué)生學(xué)會求解彈性力學(xué)問題。為了反映新興材料的力學(xué)和數(shù)學(xué)問題，課題組在最近幾年的本科生彈性力學(xué)課程中，不斷結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)，對課程內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，不僅包含彈性力學(xué)等核心課程的基礎(chǔ)理論與基本概念，同時兼顧近十幾年來彈性力學(xué)計算方法研究的最新進(jìn)展，使得哈工大彈性力學(xué)課程教學(xué)一直緊跟固體力學(xué)科學(xué)研究發(fā)展的步伐，與時俱進(jìn)，不斷為課程教學(xué)增添活力。

（二）教學(xué)方法改革

高?！八男隆苯ㄔO(shè)已在思想、技術(shù)、結(jié)果上體現(xiàn)了先進(jìn)性，也適應(yīng)了國家構(gòu)建新發(fā)展格局的需要。彈性力學(xué)為了適應(yīng)現(xiàn)代教育下的人才培養(yǎng)需求，需要對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。同時，隨著計算機(jī)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的飛速發(fā)展，科學(xué)工程計算在自然科學(xué)、社會科學(xué)和工程技術(shù)等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是解決諸如熱學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)等問題的重要手段。將最新的數(shù)值計算方法加入課程的教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，充分體現(xiàn)了彈性力學(xué)課程的高階性和研究性。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本掌握了彈性力學(xué)的基本知識、方法及其原理，培養(yǎng)了分析、判斷、計算和實(shí)驗(yàn)的能力，基本具備了應(yīng)用計算機(jī)從事科學(xué)和工程計算的能力，為繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。

（三）教學(xué)手段改革

彈性力學(xué)課程具有涉及數(shù)學(xué)理論多、教學(xué)內(nèi)容多、課程學(xué)時少等特點(diǎn)，因此，為了能在有限的時間內(nèi)使學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容，教師要在教學(xué)手段上進(jìn)行改革。此外，在期末考核方面，因?yàn)檎n程學(xué)習(xí)中有大量的數(shù)學(xué)公式，學(xué)生很難全部記憶和理解，所以課程的考試試題也應(yīng)該相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。學(xué)生不需要準(zhǔn)確記憶任何數(shù)學(xué)表達(dá)式，即可完成本課程的考試。試題中附有基本公式表，且近1/3的題目是學(xué)生須在理解相關(guān)基本概念的基礎(chǔ)上，利用必要的文字、公式推導(dǎo)、圖表或舉例等靈活發(fā)揮的問答題，同時還要提高平時成績的比重。

二、具體實(shí)施計劃

隨著時代的發(fā)展，社會對人才的需求也不斷變化。哈爾濱工業(yè)大學(xué)彈性力學(xué)課題組始終以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、建設(shè)國際一流學(xué)科為己任，對彈性力學(xué)課程進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，主要包括課程內(nèi)容改革、教學(xué)方法改革、教學(xué)手段改革等。

（一）教學(xué)內(nèi)容改革

內(nèi)容是課程的重要載體。彈性力學(xué)主要研究彈性體因受外力作用或溫度改變等而發(fā)生的應(yīng)力、形變和位移等問題。它是對復(fù)雜、大型工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)密和精確的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析必備的基礎(chǔ)理論，是塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)、有限元、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等力學(xué)專業(yè)課的先修課程，對于畢業(yè)設(shè)計階段乃至后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中解決航空航天、土木、機(jī)械、能源、交通等各領(lǐng)域中更復(fù)雜的相關(guān)力學(xué)問題（如彈性動力學(xué)、非線性彈性體、粘彈性體、各向異性和非均勻彈性體力學(xué)、熱彈性、水彈性和氣動彈性力學(xué)等）也是必不可少的。課程目標(biāo)要求具體如下。

課程目標(biāo)1：理解和掌握彈性力學(xué)的基本理論（基本概念、基本方程和基本解法）以及一些問題的基本解答方法，包括三大基本方程（平衡微分方程、幾何方程和物理方程）、相容方程、圣維南原理的應(yīng)用、逆解法和半逆解法、應(yīng)力函數(shù)、位移函數(shù)等，具備對簡單平面和空間彈性體進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變和位移計算以及求解薄板小撓度彎曲問題的知識基礎(chǔ)。

課程目標(biāo)2：通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生通過彈性體應(yīng)力、應(yīng)變和位移等知識來進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及求解的綜合能力，并善于應(yīng)用這些理論和方法解決工程實(shí)際問題，同時為后續(xù)課程打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

從課程目標(biāo)中不難看出，一方面課程內(nèi)容強(qiáng)化了教育部發(fā)布的《關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》中提出的新工科的定位；另一方面對各項內(nèi)容實(shí)施的類型進(jìn)行了規(guī)定，“彈性力學(xué)基本理論和基本方程”為必修必學(xué)，“有限元和有限差分方法”為必修選學(xué)，這就為新時代彈性力學(xué)課程教學(xué)在內(nèi)容方面的改革明確了方向。

（二） 教學(xué)方法改革

教學(xué)方法是為達(dá)到教學(xué)目的而組織的一種有秩序的教師工作方式和學(xué)生活動方式的總和。蘇聯(lián)教學(xué)論專家斯卡特金主編的《中學(xué)教學(xué)論——當(dāng)代數(shù)學(xué)論的幾個問題》一書將教學(xué)方法定義為：教學(xué)方法是教師為組織學(xué)生的認(rèn)識活動和實(shí)踐活動，以及確保學(xué)生掌握教育內(nèi)容而進(jìn)行的一系列有目的的行動。不管任何教學(xué)方法，都主要由教師、學(xué)生、知識和載體四種要素組成，這四種要素的變化及有機(jī)結(jié)合，演變出多種多樣的教學(xué)方法。

1.談話教學(xué)方法

談話教學(xué)方法是在教學(xué)過程中，教師根據(jù)學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)提問學(xué)生，激發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生對所提出問題得出結(jié)論，從而使學(xué)生獲得知識的一種教學(xué)方法。其主要包括：（1） 疑問法，在教學(xué)中以不肯定的口氣提出問題，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題所在，讓學(xué)生自由回答。（2） 引導(dǎo)法，啟發(fā)學(xué)生對問題進(jìn)行深入思考，并提出合理的解決方法。所留問題要能激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的能力，促進(jìn)其對知識深刻系統(tǒng)的理解，進(jìn)一步促進(jìn)知識的概括化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的水平。（3）反問法，針對具體的問題，教師不給予直接的回答，而是根據(jù)問題反問學(xué)生與該問題有關(guān)聯(lián)的問題，從而使學(xué)生能夠理解彈性力學(xué)中一些比較難懂的概念和理論。（4）提問法，“思維始于問題與驚奇”，提問可以更好地啟發(fā)學(xué)生的思維。在課堂教學(xué)中，教師可根據(jù)實(shí)際教學(xué)情境提出問題，使學(xué)生能集中精力，積極思考并回答問題。

2.課堂討論教學(xué)方法

針對課程內(nèi)容中的重點(diǎn)問題或疑難問題，讓學(xué)生在獨(dú)立鉆研的基礎(chǔ)上共同進(jìn)行討論，最后得出正確結(jié)論。本課程討論在全班范圍內(nèi)進(jìn)行。討論教學(xué)法包括如下步驟：

（1） 準(zhǔn)備階段。針對彈性力學(xué)課程的重點(diǎn)內(nèi)容，布置討論題目，如在極坐標(biāo)系下彈性力學(xué)基本方程的推導(dǎo)過程中，如何利用直角坐標(biāo)系下的解答直接推導(dǎo)出來？

（2）討論階段。教師擔(dān)任主持人，針對具體的內(nèi)容和討論的目的，積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)言，使討論不冷場和不跑題，鼓勵學(xué)生積極地表述自己的觀點(diǎn)。在討論中應(yīng)尊重所有人的意見，不給出對或者錯的評價，使參加者處于一種愉快自由的氛圍。在組織討論中，常用“誰還有不同的意見？”“這位同學(xué)回答得對嗎？”等問題“牽引”學(xué)生的思路、逐步逼近問題的重點(diǎn)。

（3）總結(jié)階段。根據(jù)討論的情況和教學(xué)目的進(jìn)行總結(jié)，明確問題的正確答案，糾正錯誤的思想與觀念，對于表現(xiàn)突出的學(xué)生（準(zhǔn)備充分、發(fā)言踴躍、思路清晰、思考問題方法新穎、認(rèn)識問題深刻、表達(dá)能力強(qiáng)等）應(yīng)給予一定的表揚(yáng)。教師要充分利用討論課，讓知識來源于學(xué)生，又回歸于學(xué)生，利用學(xué)生的思路教育學(xué)生，利用學(xué)生的語言教育學(xué)生，這樣能更好地發(fā)揮討論課的“多功能”作用。

3.六課型單元教學(xué)方法

六課型單元教學(xué)方法主要包括以下內(nèi)容：

（1）自學(xué)課：針對學(xué)校整體課程學(xué)時減少但彈性力學(xué)課程內(nèi)容比較多的情況，要求學(xué)生按照教師擬定的自學(xué)提綱進(jìn)行獨(dú)立思考，從而基本掌握特定的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（2）啟發(fā)課：解決學(xué)生在自學(xué)課中難以獨(dú)自解決的共性問題。

（3）復(fù)習(xí)課：解決全班學(xué)生通過自學(xué)課和啟發(fā)課仍未解決的問題，并在此基礎(chǔ)上，將所學(xué)單元的知識系統(tǒng)化，使學(xué)生掌握最基本的理論和概念。

（4）作業(yè)課：學(xué)生通過完成一定量的精選作業(yè)，使所學(xué)的新知識具體化，形成與新知識相關(guān)聯(lián)的新技術(shù)。

（5）改錯課：課下選取典型彈性力學(xué)習(xí)題并且要求學(xué)生互相批改作業(yè)，如果有學(xué)生做錯了作業(yè)，分析做錯的原因并改正錯誤，正確理解新知識和掌握新技能。

（6）小結(jié)課：學(xué)生通過作業(yè)和改錯兩個課型，使知識和技能進(jìn)一步概括化、系統(tǒng)化。

（三）教學(xué)手段改革

黨的二十大報告強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會、學(xué)習(xí)型大國。教育部辦公廳印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動方案》明確提出，要推進(jìn)“數(shù)字化賦能教學(xué)質(zhì)量提升”行動，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建數(shù)字化背景下的新型教學(xué)模式，助力提高教學(xué)效率與質(zhì)量。彈性力學(xué)課程具體教學(xué)手段如下。

1.課堂講授采用計算機(jī)輔助教學(xué)

開展融于教學(xué)全過程的計算機(jī)伴隨式教學(xué)。數(shù)字技術(shù)賦能使得數(shù)據(jù)獲取更加方便、類型更為多樣、加工更為深入、應(yīng)用更為及時，有助于教學(xué)實(shí)施。注意融課前、課中、課后于一體，借助數(shù)字技術(shù)進(jìn)行全過程教學(xué)：課前了解學(xué)情，課中把握教學(xué)進(jìn)程，課后檢測目標(biāo)達(dá)成情況。

2.采用參與式教學(xué)

充分的互動能促使學(xué)生高度投入與深度參與教學(xué)過程，促進(jìn)學(xué)生高階思維、團(tuán)隊協(xié)作能力、社會情感等的發(fā)展。充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)拓展時空的優(yōu)勢，豐富合作學(xué)習(xí)的途徑，引導(dǎo)學(xué)生通過獨(dú)立思考、充分表達(dá)、相互包容、溝通交流的途徑深化內(nèi)容理解、發(fā)展合作能力；促進(jìn)師生交流與生生互動，提升學(xué)生的參與水平，發(fā)展學(xué)生分析、評價、反思、創(chuàng)造等高階思維能力。

總之，高?？梢猿浞掷脭?shù)字技術(shù)在拓展教學(xué)時間與空間、提供學(xué)習(xí)資源與工具、增進(jìn)學(xué)生體驗(yàn)與互動、支持?jǐn)?shù)據(jù)采集與運(yùn)用等方面的優(yōu)勢，從體現(xiàn)教育公平、發(fā)展核心素養(yǎng)、深化學(xué)習(xí)體驗(yàn)、增進(jìn)互動交流、保護(hù)身心健康、促進(jìn)個性發(fā)展等方面著手，通過提煉具體的實(shí)施路徑與策略，開展由點(diǎn)到面的實(shí)踐，開發(fā)可復(fù)制推廣的工具，推動課程教學(xué)改革深化發(fā)展。

三、課程考核的方式方法

本課程突出過程性考核，將綜合能力和人格養(yǎng)成作為評價的重要內(nèi)容，改變以往以試卷評價（考試成績）為主的單一形式，將平時的小測驗(yàn)、作業(yè)跟蹤、個別質(zhì)疑答疑、典型習(xí)題例題剖析等與期末考試相結(jié)合，建立多元化評價學(xué)生的機(jī)制，注重學(xué)生知識、能力、人格的協(xié)調(diào)發(fā)展。總評成績=期末考試成績+過程考核成績，如表1所示。

四、結(jié)論

在“四新”建設(shè)背景下，本文通過對彈性力學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行改革，明確了課程研究的重要性和必要性。首先，本課程適當(dāng)引入更具有工程意義的數(shù)值模擬，因此，本課程將講解有限元、有限差分的基本理論及數(shù)值實(shí)現(xiàn)等知識，通過實(shí)踐讓學(xué)生能夠求解彈性力學(xué)問題；不斷結(jié)合國內(nèi)外最新前沿發(fā)展動態(tài)，對課程內(nèi)容進(jìn)行了創(chuàng)新和實(shí)踐，更系統(tǒng)全面地架構(gòu)了知識體系，顯著豐富了課程的信息量和學(xué)術(shù)內(nèi)涵，提高了課程的實(shí)用性，橫向拓展了課程的廣度及學(xué)生的知識面。其次，通過談話教學(xué)方法、課堂討論教學(xué)方法、六課型單元教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生全面而有個性地發(fā)展。最后，突出過程性考核，將綜合能力和人格養(yǎng)成作為評價的重要內(nèi)容，建立多元化評價學(xué)生的機(jī)制，注重學(xué)生知識、能力、人格的協(xié)調(diào)發(fā)展。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1］ 周在進(jìn).“四新”背景下大學(xué)物理教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技視界，2021（33）：57-58.

[2］ 陰冬勝，劉志靜，張鋒.“四新”背景下綜合性大學(xué)跨學(xué)科復(fù)合型人才培養(yǎng)路徑研究[J].當(dāng)代教研論叢，2023，9（1）：85-88.

[3］ 趙耀，高芳.“四新”背景下大學(xué)英語課程思政建設(shè)教學(xué)改革實(shí)踐與探索[J].成才，2023（2）：119-120.

[4］ 向琳麗.“三高四新”背景下高校思政課程的構(gòu)建研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2023，22（12）：235-236.

[5］ 樓文娟，梁洪超，楊驪先.《彈性力學(xué)》課程教學(xué)改革探析[J].高教論壇，2015（7）：40-44.

[6］ 王力東，郝海霞，彭旭龍，等.“三高四新”背景下土木工程專業(yè)《材料力學(xué)》教學(xué)改革探索[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2022，5（16）：8-10.

［責(zé)任編輯：劉鳳華］