高水平应用型地方大学力学课程改革探究*

于　敏，缑瑞宾，宛传平，李忠芳，李同杰

(1.安徽科技学院 建筑学院，安徽 凤阳 233100；2.安徽科技学院 机械工程学院，安徽 凤阳 233100)



高水平应用型地方大学力学课程改革探究*

于敏1，缑瑞宾2，宛传平2，李忠芳2，李同杰2

(1.安徽科技学院 建筑学院，安徽 凤阳 233100；2.安徽科技学院 机械工程学院，安徽 凤阳 233100)

针对“高水平应用型”地方大学试点重点培养一线工作的工程技术人员的办学特色，结合安徽科技学院的基本定位和力学学科特点，对该学院目前工科专业力学课程体系和力学实验条件的现状进行了分析和总结，指出了当前力学类课程实践教学中存在的主要问题；并结合现有力学实验设备和未来5年力学实验室规划，明确了新形势下力学课程的基本定位，给出了今后力学课程教学模式改革的主要方式，提出了力学设备资源整合的建议和力学实验教学中心建设的设想。

高水平应用型大学；力学；创新试验室；创新思维

安徽科技学院作为地方“高水平应用型”的试点院校，坚持为地方培养高素质的一线工程技术人才，以具有“基础厚、工程素质高、创新意识强”的一线工程技术人才为基本培养目标，以把本学院建成一所皖北地区的“高水平应用型大学”为基本发展战略。要实现为地方经济发展源源不断输送大量高水平应用型人才，必须调整课程定位，转变教学模式改革，坚持把学生实践能力和创新能力的培养放在教学工作的重要地位[1-2]；因此，实施“实践教学一条线，实践能力培养不断线”[3-6]的实践教学理念是实现高水平应用型地方人才的有效途径。

工科专业的力学课程作为本科生学习工程实际问题的首批技术基础课，对于学生了解工程实际问题，培养学生的工程思维意识，掌握解决工程问题的基本方法以及培养工程创新意识具有关键作用，因此，工科力学课程是实施“实践教学一条线，实践能力培养不断线”的首要环节，是培养一线工程技术人才的关键。由此可知，建立“力学实验教学中心”(开放创新试验室)迫在眉睫。北京工业大学作为北京地区“211工程”的地方性大学，在力学开放创新试验室建设方面起步最早，在地方工程技术人才的培养方面积累了宝贵经验[7-9]。北京工业大学开设的力学创新试验中心以学生为本，把创新思维、创新潜能、创新能力、工程训练[10-11]和运用现代科学技术解决工程实际问题的能力作为工作重点，构建了集教、学与实践为一体的试验基地，体现了地方高校办学特色。

针对本学院作为“高水平应用型”地方大学建设的首批试点院校的办学特色，对目前学校工科专业的力学课程体系的发展现状、建设规划及存在的问题进行分析和总结，并对新形势下力学课程的定位、教学模式的改革、力学设备资源的整合及力学实验教学中心的建设进行系列探讨。

1　当前的力学课程体系与力学实验条件

1.1力学课程体系

理论力学作为高等学校工科专业，特别是机械、土木与航空航天等大类专业的一门重要的技术基础课，以学生掌握理论力学的基本概念和基本理论为基础，让学生掌握理论力学问题经典分析方法，旨在培养学生分析和解决工程问题的能力：具备对工程对象建立力学模型的能力；具备对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学分析的能力；具备利用理论力学的基本概念判断分析结果正确与否的能力。材料力学是在理论力学开设基础上工科专业的另一门重要的基础课，该课程以工程对象(变形体)为研究对象，研究其在不同变形条件下的强度、刚度及稳定性问题，是分析判断工程对象安全与否的重要理论依据和手段。工科专业的力学基础课程一般由理论力学和材料力学这2门课程构成。

本学院力学课程主要面向机械类和规划设计类工科专业，机械类专业主要包括机械设计制造及其自动化、车辆工程、汽车服务工程、机械电子和机电技术教育等5个专业，开设了理论力学和材料力学这2门力学课程。机电技术教育专业的理论力学为40理论学时，材料力学为50学时(理论44学时+实验6学时)；其余4个专业的理论力学和材料力学均为54学时，其中理论力学为纯理论学时，材料力学含10个实验学时。规划设计类专业包括园林、风景园林、景观学、城乡规划和建筑学等5个专业，前3个专业开设了36学时的工程力学(理论力学和材料力学)，后2个专业开设了54学时的建筑力学，这2门课程均为纯理论学时。

本学院机械类的5个专业共开设2门力学课程，共108个学时(机电技术教育专业90学时)，力学基础课程的设置与其他高校相同。其中，材料力学采用刘鸿文主编的教材，采用理论与实践这2种教学方式。授课内容涉及I册的部分章节的44个理论学时，学时相对其他同类高校偏少；6～10个实验学时全部为示范性和验证性实验，缺少创新试验环节。而对于规划设计类专业，力学开设学时更少，工程力学或建筑力学总学时仅为36或54学时，且没有实践环节。综上可知，目前本学院的力学课程设置基本合理，但学时相对较少，且以纯理论教学为主，缺少实践环节，尤其缺少创新试验环节，力学教学与工程实践脱节。

1.2力学实验条件

本学院力学实验条件较弱，力学实验室建设相对落后，目前仅有2个力学实验室：力学基础实验室和电测实验室。力学基础实验室有拉伸、压缩和扭转试验机各1台，主要承担学生的拉伸、压缩和扭转等3个示范性实验；电测实验室拥有15套综合力学测试平台，承担纯弯曲梁和等强度梁应力分布的测定等2个验证性实验。随着土木工程等一批新的工科专业的申报，已获批采购5台静态拉伸试验机、5台扭转试验机及若干台静态应变测量仪，这将在很大程度上提高力学课程的实践教学能力。

当前最大的问题是设备老旧，数量不足，且设备利用率较低，除了5个示范性和验证性实验教学任务，其余时间均闲置，造成了设备的极大浪费。现有力学设备资源放置不集中，没有形成完善的力学实验教学平台。

1.3力学教学中存在的问题

理论力学和材料力学作为工科本科生了解工程问题的核心技术基础课，是学生步入工程领域的第一扇门，是培养学生工程思维和创新能力的关键环节，因此，力学的实践教学(尤其是学生自主创新实践)应是力学课程教学的重中之重。而当前本学院力学课程的设置重理论，几乎完全忽视了力学课程的工程实践性，严重制约了学生工程应用、工程思维与创新能力的培养，这与培养高水平一线工程技术人才的基本要求是相矛盾的。目前主要存在如下问题：1)课程定位不合理，未能反映出该学科的工程应用性；2)教学模式单一，缺少实践环节；3)力学设备资源利用率低，缺少一个力学实验教学平台。

2　新形势下的力学课程体系改革

2.1力学课程定位

本学院作为地方性应用型大学，力学课程的教学应以“一个基础、一个支撑、几种能力”为定位，以掌握力学的基本概念和基本理论为基础，以学会运用力学理论分析工程问题为支撑，以培养学生具备几种能力为目标，即：具备对工程对象建立力学模型的能力，具备对这些力学模型进行静力学、运动学和动力学分析的能力，具备利用力学基本理论对工程对象进行结构设计的能力，具备对其运行状态是否安全的判断能力，具备提出合理的改进措施的能力。

2.2教学模式调整

为适应学校应用型人才培养目标，在“一个基础、一个支撑、几种能力”课程定位的基础上，力学教学模式应与时俱进，进行教学模式改革，突出力学课程的工程应用特点，增加实践环节的学时，并开设力学创新试验。

力学实践环节的设置可以借鉴北京工业大学的模式，采用常规力学实验和工程设计型力学实验等2种形式，由实验验证到试验设计，实现“一个基础、一个支撑、几种能力”的培养目标。其中，常规力学实验以验证性实验为主，通过实验环节让学生直接验证力学课程中的基本理论，如拉伸、压缩、扭转、等强度梁、纯弯曲梁、E和μ测定等，该环节与理论环节同步进行；工程设计型力学实验则是在完成材料力学理论和常规力学实验环节之后单独开设，以18～36个学时为宜(不包括课下学生自主学习课时)，该类试验以工程设备构件为研究对象，如各种型材构件、桁架结构、机床设备和生产线等，研究其受力构件在工作时的应力分布、强度和刚度问题。该环节采取以学生为主导，老师参与的方式。设计型试验的选题、实验方案设计、实验实施、实验结果分析及评价均由学生独立完成，采用研究报告和现场答辩的方式进行考核。

2.3力学资源整合与利用

力学实践环节的实施需要完善的力学实验资源平台，目前力学设备资源由机械工程学院管理，2个力学实验室不在一起，力学基础实验室位于校外的工程训练中心，而电测实验室则位于校内力行楼。而获批的力学设备则在建筑学院，力学设备资源比较分散，对力学实践环节的实施非常不利，因此，有必要对力学设备资源进行整合，将所有的力学设备集中安排，建立一个完善的力学实验教学中心，负责全校工科专业的力学课程实验。

力学设备资源不应局限于力学设备，不同二级学院还应以所拥有的工程设备为依托，如机械类专业应依托本学院省级工程训练中心内的大量机械加工设备，因为这些工程设备往往是力学课程的研究对象，它们包含了典型的运动学、动力学和静力学问题，因此，完全可以作为学生设计型力学实验的取材对象。通过自主实验研究其典型部件的受力特点，对学生深度认识机械加工设备是有益的，也可以为日后设计相关工程设备提供指导。

3　结语

通过上述分析，可以得出如下结论。

1)力学课程是工科本科生了解工程问题的第一道坎，是培养应用型工程技术人才的关键，因此，要加深对力学课程重要性的认识，对力学课程重新定位，以培养“一个基础、一个支撑、几种能力”为课程的基本目标，实现与本学院“高水平应用型”地方大学办学特色的协调统一，为培养高水平一线工程技术人才打开第一扇门。

2)对力学课程教学模式进行改革，打破纯理论教学模式，合理增加实践教学环节，采用常规力学实验和工程设计型力学实验等2种基本形式，设计型试验应充分发挥学生的自主能动性，以验证学生力学基础是否扎实，考察学生力学分析方法运用是否得当，验证学生的几个工程能力是否具备。

3)积极进行力学设备资源整合，建立力学实验教学中心，为力学实践环节的开展提供一个科研和工程训练平台。

[1] 程静. 地方工科院校教育教学改革探索[M].北京:北京工业大学出版社,2002.

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[11] 余寿文，李曼丽.培养21世纪的优秀工程师[J].高等工程教育研究，2005(4):15-17.

*安徽科技学院教学研究项目(X2014064)

安徽省教育厅重大教学改革研究项目(2013zdjy129)

安徽科技学院教研振兴重大项目(X2014021)

责任编辑郑练

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，讲师，主要从事规划设计类专业力学课程教学与研究等方面的工作。

缑瑞宾

2016-02-22