李霄琳 彭帅英

培养多元化、创新型卓越工程人才是高等工程教育在新历史时期的重要目标，是我国各高校正在积极探索的课题。在国外，德国采用“双元制”办学，校企深度合作，共同开展工程教育。美国强调“回归工程”的理念，要求工程教育要回归到工程实践这个出发点，不断更新和调整教育范式、培养目标、课程设置、教学模式以及教育理念，进而满足产业界发展对工程人才的需求。法国注重保持与工程界的密切联系，在工程人才培养目标、培养过程、科学研究、人员交流等方面，注重与工业企业的良性互动[1]。在我国，2017年2 月以后，教育部基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求提出了“新工科”。先后形成了“复旦共识”“天大行动”以及“北京指南”，努力探索领先全球工程教育的中国模式和中国经验[2]。

材料力学课程作为一门面向机械类、土木类、交通类、材料类等工科类本科生开设的专业基础必修课，是工科学生接触到的最早涉及工程问题的专业技术基础课程，具有理论性强、知识点抽象、与工程实践联系紧密等特点。承担着培养学生逻辑思维、力学建模和解决复杂工程问题能力的任务和目标，是为学生日后专业课程的学习和未来工作学习打下坚实基础的课程，对“大国工匠”和高层次工科人才培养起着举足轻重的地位和作用。

但过往的材料力学课堂教学多采用大班上课形式，课堂内容重经典、轻现代，教学方法重理论、轻实践，造成的结果是低阶、陈旧、灌输、封闭和不用心的“水课”蔓延，使人才培养离既定目标渐行渐远，导致学生被动接受知识，主动性学习不足，缺乏运用所学知识发现问题解决问题的能力，缺乏创新意识，创新能力不足。因此如何在夯实学生力学理论的基础上培养他们的工程思维和创新能力，激发学生的学习动力和专业志趣，实施材料力学课程的教学改革已经是迫在眉睫的事情。

近几年，徐锋等[3]通过重组材料力学知识模块，利用多维度素材建设、“教与学”模式转变以及多指标综合评价等手段，打造“教学相长、内外联动、上下融合、虚实结合”的材料力学金课；周晓敏等[4]将ANSYS 软件引入材料力学的课堂教学中，不仅可以加深学生对各类力学概念的理解，而且可以激发学生的学习兴趣和创新性思维，有助于工程应用型人才的培养；杨晓峰等[5]开展了工程问题导向型材料力学教学法改革与实践。以工程问题为实例重点介绍应用基本原理解决问题的思想与方法。

我校建设工程学院材料力学教研组立足工程创新人才观，对材料力学课程进行了一系列深入改革，建立了一套以学生为主体，以教师为主导，以传授知识为中心，以解决问题为目的，以创新实践为特点，以立德树人为根本的课堂；坚持“力学理论与操作实践相结合”“力学知识与工程案例相结合”培养具有工程素养与创新精神的卓越工程人才。

1 设计与实践结合

苏霍姆林斯基指出：“学生的厌学、精神不振等问题，都是由于没有看到自己的力量与才能所造成的。”为此以“产出”为导向，组织课堂活动、搭建交流平台。即由学习产品（创作作品、实验报告、解决方案……）为固着点组织教学活动，让学生在搜集、探究、展示、反馈的过程中建构知识、启迪思维、提升智慧、养育人格，并通过获得成果激发学生学习的内部动机，让学习者体验到知识收获的成就感与解决问题的实践智慧。

在材料力学课程中设计了结构设计力学实践活动，让学生使用发放的指定材料，利用材料力学知识设计并制作一些简单结构。针对土木类专业的同学可以参照结构设计竞赛题目要求学生设计并制作一个大跨的屋盖结构或简单的桥梁结构等，针对其他专业的同学可以参照周培源力学竞赛题目要求同学设计并制作悬臂结构等，由此为学生提供理论结合实践的平台，同时能在较低经济成本的前提下，为学生理论-实践-再理论-再实践的循序深化提供案例。启发学生在实践过程中产生新知识、新技能以及概念性框架。培养学生创新能力、团队合作能力，深化学生理论理解，同时赋予了学习过程一定的竞争性，符合“95 后”“00 后”的学习习惯，提高了学生学习材料力学课程的动力和兴趣。

2 理论与工程结合

目前材料力学课堂教学多以理论讲授为主，致使课程理论知识和工程实际脱节，为此采用案例教学法，加强学生对抽象概念的理解，真正体会到材料力学的魅力及其重要性，帮助学生树立工程实践意识和质量安全意识。

案例教学法的关键是对案例素材的挖掘和整理，依据教学内容和知识点，选择更贴近工程实际的案例。比如在弯曲应力一章中和同学们一起讨论为什么双杠的标准尺寸是总长3.5 m，外悬臂60 cm？为什么世博会挪威馆的支撑梁设计成变截面梁？在应力集中内容的讲解中通过介绍易拉罐顶部的刻痕，包装袋上的缺口和切缝处的应力集中现象，启发同学思考生活中应力集中的例子。在讲授压杆稳定性内容时，选取“2008 年我国南方雪灾导致的输电塔倒塌事件”作为案例，引导学生从材料的低温冷脆、导线冷缩产生的温度应力、覆冰导致杆件内力变化等方面分析高压线塔倒塌的原因。从“理论→模型→工程→模型→理论→计算”的循环路径中帮助学生掌握材料力学与工程问题之间的关系，培养学生的工程思维和解决实际复杂工程问题的能力。

3 结语

材料力学的课程改革是一个持续的探索过程，旨在通过设计与实践的结合启发学生在实践过程中产生新知识、创造新方法，培养学生从认知到实践再到创新，逐步深入锻炼学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。通过理论与工程的结合培养学生分析问题解决问题的能力，为学生搭建力学理论知识与工程实际之间的桥梁，使学生们可以直观的了解材料力学理论的实际工程应用。由此打造“两性一度”的材料力学课程。