基于现代产业学院建设的《弹性力学》教学方法研究

夏光辉,韩婷婷,陈雷雨

（1.安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥；2. 安徽建筑大学 安徽省BIM 工程中心，安徽 合肥；3. 安徽建筑大学 安徽省装配式建筑研究院，安徽 合肥）

一 引言

中国制造业的发展亟须各种高素质应用型人才的支撑，当前传统的人才培养模式已经和社会需求脱节，造成了企业缺人才、大学生所学非所用的尴尬局面。让教育走出象牙塔，让企业走入学校，成为衔接培养与使用的纽带，高等教育才能更好地促进强国建设。2020 年7 月，教育部、工业和信息化部两部委联合发布了《现代产业学院建设指南（试行）》，再一次强调了“产教融合”[1]。设立现代产业学院，就是让高校和企业建立更深入更全面更融合的校企合作关系，就是要让教育适应产业发展，让一流专业真正服务于社会生产，让学生学到的知识很快应用在实践环节，真正做到“学为所用”。建设现代产业学院，紧密对接产业链、创新链的专业体系是基础，提高人才培养能力是核心，产教融合、科教融合是关键，建立高效协同的多元主体共建共管共享运行机制是保障[2-4]。

二 《弹性力学》在现代产业学院中面临的教学挑战

《弹性力学》是土木类专业一门重要的技术基础课。主要研究平面问题的基本理论和按直角坐标与极坐标求解平面问题的基本方法，重点介绍应力函数求解的逆解法和半逆解法；介绍平面问题基本方程在直角坐标和极坐标之间的变换公式，用极坐标求解受压圆环或圆管问题、圆孔应力集中、半平面体受集中力或分布力等经典问题。此外，也介绍了有限元方法。课程旨在使学生掌握弹性力学基本概念、基本原理和基本方法，熟悉经典问题的计算方法和解答，初步学会把工程问题转化为弹性力学模型，能求解简单的弹性力学问题，能使用提供的有限元程序分析平面问题，逐步增强综合分析和独立思考的能力。同时，培养学生具有开拓创新思维、严谨治学精神和社会责任感。在新的产教融合教学形式下，传统的《弹性力学》的教学方式也受到了一些挑战[5-7]。《弹性力学》传统教学方式如图1 所示。

《弹性力学》在现代产业学院中面临的问题如图2 所示。

图2 《弹性力学》在现代产业学院下教学的挑战

(一)《弹性力学》课程内容理论性强、概念抽象与产业发展现状距离较远，这些原因的存在降低了学生对产教融合式课堂教学的主动性，缺乏学习钻研兴趣。

( 二)《弹性力学》的主要分析方法是解析法，实际工程项目较少采用此类方法。解析法对高等数学的基本理论要求较高，可以系统增加学生的力学基础。但是目前《弹性力学》教学中的这种解析分析方法与实际工程项目中的问题较为脱离。

(三)《弹性力学》的授课教师需要双师型，现实中较缺乏此类型教师，导致产教融合教学难以保质保量完成。理论课程教学中, “双师型”教师不足,校企教师联合授课难以全覆盖，实现现代产业学院内涵式发展支撑不足，教学任务繁重。

三 基于现代产业学院建设的《弹性力学》教学方法

(一) 优化实践《弹性力学》课程“引导-实践-引导-实践”式教学方法

结合现代产业学院建设对教与学的新要求，传统教学方法已然不能满足产教融合的学习需求。如何在新形势下提高学习积极性和教学质量显得尤为重要[8]。结合《弹性力学》课程的教学设计与实践[9-11]，提出并优化实践“引导-实践-引导-实践”式教学方法。《弹性力学》“引导-实践-引导-实践”式教学方法，即围绕每一知识点,按照产业发展引导、实际工程案例实践、案例启发式引导、创新创业实践进行划分，在教学实施中遵循先工程，后数理，再力学的讲解顺序。工程背景可与材料力学知识点进行衔接；数理基础与高等数学、解析几何等数理课程衔接，实现知识点的迁移教学；最后利用力学原理构建《弹性力学》的基本理论。“引导-实践-引导-实践”式教学方法如图3 所示。

图3 基于产业学院建设的《弹性力学》引导-实践-引导-实践式教学方法

“引导- 实践- 引导- 实践”式教学法在于先将知识点分解为产业发展引导、实际工程案例实践、案例启发式引导、创新创业实践四个模块，依照先产业发展、再工程项目，随后数学模型，再推导力学及应用的讲解步骤进行教学。核心点及《弹性力学》的知识被分解优化理解，可与产业发展、实际工程、案例、创新创业等内容相关联，让学生在学习中感受知识有用论，更感觉到与自身发展密切相关。通过工程事故等反面教材的探讨分析，培养学生树立遵纪守法的职业道德，以及要有严谨、有责任及有担当的职业态度。同时，“引导-实践-引导-实践”教学法分析了四部分内容在教学中对学生不同思维能力的养成，即要有宏观的产业发展视野，微观的工程实践思维，更要培养出良好的创新创业思维[12-15]。

(二) 实施产教融合，积极探索《弹性力学》课程特色教学实践模式

将特色教研成果转化为特色教学内容，推进最新科研成果“进课堂”“进教材”，着力培养学生的实践创新精神。将我校主持编制的装配式建筑方面的标准、规范等引入课程建设中，转化为课程建设内容。依托装配式建筑复合保温墙板生产、安装虚拟仿真实验教学项目、安徽省BIM 工程中心、装配式建筑虚拟仿真实验教学中心、安徽省装配式建筑研究院等众多国家级省级实践项目和平台，实施“双导师”制下的实践教学模式，引导学生直接参与工程项目实践，在实践中运用《弹性力学》知识，锻炼学生的实践能力，整体思维能力。基于现代产业学院建设的《弹性力学》教学方法模块如下图4 所示。

图4 基于现代产业学院建设的《弹性力学》教学模块

（1）以实践成果为导向

《弹性力学》课程主要是使学生掌握《弹性力学》基本概念、基本原理和基本方法，熟悉经典问题的计算方法和解答，初步学会把工程问题转化为弹性力学模型，能求解简单的弹性力学问题，能使用提供的有限元程序分析平面问题，逐步增强综合分析和独立思考的能力。提出最后的结课要求，提交成果（创新创业实践报告），激发学生强烈的求知欲望。通过提交实践成果，学生很好地掌握了相关《弹性力学》的课程内容。

（2）以学生为中心

带领学生解决实际工程问题，并通过课程创新创业实践报告成果的提交，激发学生的学习兴趣，让学生主动地去学习。在教学过程中，教师应充分理解专业培养目标，通过“引导- 实践- 引导- 实践”式教学法提高学生自学能力，一切以学生发展为中心，不断提升课程教学质量，培养学习能力强、专业知识运用熟练、个人素养高的人才。“以学生为中心”，必然要求激发学生的主动性，让学生自主。“以学生为中心”，既是教育理念的变革，更是教育范式、教育模式革新。

（3）以课程思政建设为主线

课程思政是时代需求，也是人才培养的要求。根据《弹性力学》的课程特点，从力学史、力学美、辩证法、个人品格的维度例谈如何在《弹性力学》教学中实施思政教育，以力学史激发学习潜能、以力学美培养审美情怀、以辩证法思想传递哲学智慧、以品格磨炼铸造坚韧意志，塑造学生健全的价值观，并以德育促教学，促使学生进行深度学习，提高学习效果。

四 结语

第一，相较于烦琐的基础理论推导，《弹性力学》课程需要增加产业发展方面的内容，尤其是应增加和弹性力学相关的实际工程案例实践的知识，这不仅可为学生职业发展打下比较坚实的理论基础，而且还能为以后的就业工作打下良好的实践能力。

第二，核心要求为面向区域产业行业人才知识、能力及素质要求，“引导-实践-引导-实践”式教学将保证学校人才培养与企业人才岗位需求高度衔接，保证企业技能培养适应新理念、新知识和新技术等要求。

第三，过程评价与创新创业实践相结合。开展校企教师联合授课评价考核，实现产业学院内涵式发展，构建灵活弹性的发展性评价机制。