卓越计划与机制专业力学课程体系改革的若干问题研究

宋秋红 袁军亭 兰雅梅 梁拥成

摘 要 本文主要是针对机械设计制造及其自动化专业的力学课程体系的调整，梳理总结了3年多教学实践，联系当前卓越工程师教育培养计划这个重点工作，提出了实践中出现若干问题的解决办法及对策。为后面卓越工程师教育培养计划的全面推广普及做好相应的准备工作。

关键词 机械设计制造及其自动化 卓越工程师教育培养计划 力学课程 培养计划

中图分类号：G420 文献标识码：A

Research on Mechanics Course System Reform of Machine Design

and Manufacture & Automation Specialty Based on "The plan for

Educating and Training Outstanding Engineers "

SONG Qiuhong, YUAN Junting, LAN Yamei, LIANG Yongcheng

(Shanghai Ocean University, Shanghai 201306)

Abstract Based on the reform of mechanics course system, this paper reviews for more than 3 years of teaching practice, combined with the current "The Plan for Educating and Training Outstanding Engineers", and put forward some solutions and countermeasures to the problems appeared in practice. This article also prepared for the popularization of "The Plan for Educating and Training Outstanding Engineers" in our university.

Key words Machine Design and Manufacture & Automation Specialty; plan for educating and training outstanding engineers; mechanics course; training plan

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的教育改革重大项目，也是促进我国由工程教育大国转变为工程教育强国的重大举措。其目的就是要培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家和人才强国的战略服务。具体落实到我们工科院校的机械设计制造及其自动化专业，简单地说，就是本科学生的3+1培养模式，即相当于3学年的理论教学加上1学年的实践实习类教学。实践学时数上升，理论教学时数肯定要作相应地减少。虽然我们不是首批试点院校，但我们在学生力学课程体系的培养计划、教学内容、实习实践环节等方面都做了大量的工作，力求为“卓越工程师培养计划”的全面铺开，打好坚实的基础。

早在2006年，经过多次的上海市及外地有关高校的走访调研后，我校的力学课程体系做了整体调整，原来机制专业的《理论力学》72学时、《材料力学》72学时两门必修课程，学时全部改为48学时，增设《工程力学实验》24学时独立实验必修课，同时针对不同的专业方向，开设《工程流体力学》32学时、《工程热力学》32学时两门选修课。 2006年确定培养计划招生，2007年9月（大二）新力学课程体系将开始实施。教学实践3年来，有得有失，现就某些问题，做一个分析总结。

1 强化力学实验，提高了学生动手能力

增加的《工程力学实验》独立实验课，实际就是把过去《理论力学》、《材料力学》课内实验都抽出来，组成一门新课，同时也删剪掉了一些力学学时。这样做的主要目的是，保证学生的实验课时，强化实验的作用，提高学生动手能力。现在看来，这样做也确实为卓越工程师培养计划，做出了力学课程应作的贡献。但实践中涉及到两个问题，一个是必须有能够支撑24学时的比较系统的力学实验室，二是必须有3~4 名能够主带实验课的力学教师。这两点我们都不足，我校属于老农林院校，力学底子薄、基础差，由于多年两地办学，力学实验室一直没有建设，就有两台上世纪70年代前的坏、旧万能拉压试验机。结合学校的2006年一期财政拨款，抢时间初步建立了理论力学实验机房、材料力学拉伸、扭转、综合实验室。2007年因为学校整体搬迁，只用了一部分，2008年三个实验室全部投入使用。开设理论力学3个实验、材料力学7个实验，基本确定了独立实验课的实验内容。同时大力培训现有力学教师，提高他们指导实验的能力。力学教师很多确实不愿意带实验，喜欢拿一本书上讲台，这样很轻松。学院和系里积极制定相应引导政策，鼓励教师们走进实验室。我们共派出9人次分赴浙江大学工程力学实验中心、中国矿业大学力学实验中心、长春试验机研究所接受实验课程培训。经过几年的实验课运转，我们感到，独立实验课比力学理论课繁杂得多，必然要碰到仪器与课程内容指导书是否相符，如何保证仪器的正常维护、正确使用，教师对仪器是否有足够的熟悉程度等等。已经上了4期了，问题仍然很多。要通过力学实验，增加学生的实习实践机会，提高学生的动手能力，指导教师的培养是当务之急，任重道远！

2 力学课程的调整，产生了一些问题

《理论力学》、《材料力学》一直是机制专业的主干学科，它在机制专业全部的培养计划中占据非常重要的地位。我们机制专业的2006培养计划经过2007、2008、2009三年的运行实践，遇到一些问题，2010年初我们在回顾、反思、梳理、总结2006培养计划的基础上，制定了机制专业2010年培养计划，针对2006年培养计划的问题，对力学课程作了一定的修订。

2006力学体系的调整，主要涉及理论课时的大幅减少，所以势必影响原来力学课程结构，力学课程的系统性、完整性都发生了变化。理力、材力都从原来的72学时改为48学时，我们力学教师专门做了多次讨论，制定了新的教学大纲，具体教学内容的变动，笔者曾在2009年力学论坛上作过陈述，这里不再重复了。主要问题有两点：一是内容的删减导致学生力学基础不够扎实，直接影响后面一系列课程。我们知道，机制专业的专业主干基础课程是机械制图、理论力学、电子电工、材料力学、机械原理、机械设计及课程设计，力学在其中的作用非常重要，尤其是理论力学课程，直接涉及到材料力学、机械原理、机械设计的正常教学。如果理论力学删减内容过多，学生理论力学知识结构过于松散，难成力学体系，确实严重影响后续课程的教学质量。比如静力学空间力系的力对轴之矩、运动学的科氏加速度、动力学的转动惯量、达朗伯原理、虚位移原理等都属于减课时后的边缘内容，但它们也属于理论力学知识结构体系中重要环节，有的后面直接应用。教学实践三年，后续课程的教学能够显现出学生基础不牢的隐患，出现问题溯源追根，都或多或少与理论力学减内容有直接关系。二是理论力学教学内容的不系统、不全面，导致一部分考研学生复习考试吃力，教师在业余时间辅导明显有感觉。现代社会上对学历要求愈来愈高，学生考研比例逐年增加，这也是我们作为力学教师必须要考虑的问题。综合上述问题，专业负责人和力学教师反复沟通商量，在大量删减教学时数的背景下，在新修订的2010年机械设计制造及其自动化专业培养计划中，最后还是决定把理论力学课时增加到56学时，目的很简单，就是把减学时时的那些边缘内容进一步强化。

3 为配合卓越计划的普及实施，我校力学体系进一步改革的设想

我们是普通高校的机制专业，师资、学生层次不是很高，卓越工程师教育培养计划的试点实践还轮不上我们。但是经过近几年的教学实践，确实感到我们自己的专业培养计划与社会快速发展的要求有一些滞后，这个卓越计划出台的非常及时。虽然操作上有一定难度，但确实指明了我们教学改革的方向性问题。我们机制专业在2010年就开始进行这方面的准备工作，因为还涉及到的大量学时调整、小型化专业实验室的建设，需要一段时间才能逐步调整到3+1的本科教学模式。其中力学教学体系也要逐步调整，主要是24学时的工程力学实验这门独立实验课，是全部挪到4学年还是一部分学时挪到4学年；其次是实验学时中还要适当增加力学模拟仿真内容比重；再其次，考虑理论力学、材料力学转变成多学时工程力学的可行性。因为通盘考虑机制专业的培养计划调整到3+1模式，主要涉及变动是2、3学年课程，不可避免地牵涉到大二的所有力学课程。