基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)的《彈性力學(xué)》教學(xué)方法研究

夏光輝,韓婷婷,陳雷雨

（1.安徽建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，安徽 合肥；2. 安徽建筑大學(xué) 安徽省BIM 工程中心，安徽 合肥；3. 安徽建筑大學(xué) 安徽省裝配式建筑研究院，安徽 合肥）

一 引言

中國制造業(yè)的發(fā)展亟須各種高素質(zhì)應(yīng)用型人才的支撐，當(dāng)前傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)和社會需求脫節(jié)，造成了企業(yè)缺人才、大學(xué)生所學(xué)非所用的尷尬局面。讓教育走出象牙塔，讓企業(yè)走入學(xué)校，成為銜接培養(yǎng)與使用的紐帶，高等教育才能更好地促進(jìn)強(qiáng)國建設(shè)。2020 年7 月，教育部、工業(yè)和信息化部兩部委聯(lián)合發(fā)布了《現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)指南（試行）》，再一次強(qiáng)調(diào)了“產(chǎn)教融合”[1]。設(shè)立現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，就是讓高校和企業(yè)建立更深入更全面更融合的校企合作關(guān)系，就是要讓教育適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，讓一流專業(yè)真正服務(wù)于社會生產(chǎn)，讓學(xué)生學(xué)到的知識很快應(yīng)用在實(shí)踐環(huán)節(jié)，真正做到“學(xué)為所用”。建設(shè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，緊密對接產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的專業(yè)體系是基礎(chǔ)，提高人才培養(yǎng)能力是核心，產(chǎn)教融合、科教融合是關(guān)鍵，建立高效協(xié)同的多元主體共建共管共享運(yùn)行機(jī)制是保障[2-4]。

二 《彈性力學(xué)》在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院中面臨的教學(xué)挑戰(zhàn)

《彈性力學(xué)》是土木類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。主要研究平面問題的基本理論和按直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)求解平面問題的基本方法，重點(diǎn)介紹應(yīng)力函數(shù)求解的逆解法和半逆解法；介紹平面問題基本方程在直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)之間的變換公式，用極坐標(biāo)求解受壓圓環(huán)或圓管問題、圓孔應(yīng)力集中、半平面體受集中力或分布力等經(jīng)典問題。此外，也介紹了有限元方法。課程旨在使學(xué)生掌握彈性力學(xué)基本概念、基本原理和基本方法，熟悉經(jīng)典問題的計算方法和解答，初步學(xué)會把工程問題轉(zhuǎn)化為彈性力學(xué)模型，能求解簡單的彈性力學(xué)問題，能使用提供的有限元程序分析平面問題，逐步增強(qiáng)綜合分析和獨(dú)立思考的能力。同時，培養(yǎng)學(xué)生具有開拓創(chuàng)新思維、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)精神和社會責(zé)任感。在新的產(chǎn)教融合教學(xué)形式下，傳統(tǒng)的《彈性力學(xué)》的教學(xué)方式也受到了一些挑戰(zhàn)[5-7]?！稄椥粤W(xué)》傳統(tǒng)教學(xué)方式如圖1 所示。

《彈性力學(xué)》在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院中面臨的問題如圖2 所示。

圖2 《彈性力學(xué)》在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院下教學(xué)的挑戰(zhàn)

(一)《彈性力學(xué)》課程內(nèi)容理論性強(qiáng)、概念抽象與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀距離較遠(yuǎn)，這些原因的存在降低了學(xué)生對產(chǎn)教融合式課堂教學(xué)的主動性，缺乏學(xué)習(xí)鉆研興趣。

( 二)《彈性力學(xué)》的主要分析方法是解析法，實(shí)際工程項(xiàng)目較少采用此類方法。解析法對高等數(shù)學(xué)的基本理論要求較高，可以系統(tǒng)增加學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)。但是目前《彈性力學(xué)》教學(xué)中的這種解析分析方法與實(shí)際工程項(xiàng)目中的問題較為脫離。

(三)《彈性力學(xué)》的授課教師需要雙師型，現(xiàn)實(shí)中較缺乏此類型教師，導(dǎo)致產(chǎn)教融合教學(xué)難以保質(zhì)保量完成。理論課程教學(xué)中, “雙師型”教師不足,校企教師聯(lián)合授課難以全覆蓋，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院內(nèi)涵式發(fā)展支撐不足，教學(xué)任務(wù)繁重。

三 基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)的《彈性力學(xué)》教學(xué)方法

(一) 優(yōu)化實(shí)踐《彈性力學(xué)》課程“引導(dǎo)-實(shí)踐-引導(dǎo)-實(shí)踐”式教學(xué)方法

結(jié)合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)對教與學(xué)的新要求，傳統(tǒng)教學(xué)方法已然不能滿足產(chǎn)教融合的學(xué)習(xí)需求。如何在新形勢下提高學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要[8]。結(jié)合《彈性力學(xué)》課程的教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐[9-11]，提出并優(yōu)化實(shí)踐“引導(dǎo)-實(shí)踐-引導(dǎo)-實(shí)踐”式教學(xué)方法?！稄椥粤W(xué)》“引導(dǎo)-實(shí)踐-引導(dǎo)-實(shí)踐”式教學(xué)方法，即圍繞每一知識點(diǎn),按照產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導(dǎo)、實(shí)際工程案例實(shí)踐、案例啟發(fā)式引導(dǎo)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐進(jìn)行劃分，在教學(xué)實(shí)施中遵循先工程，后數(shù)理，再力學(xué)的講解順序。工程背景可與材料力學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行銜接；數(shù)理基礎(chǔ)與高等數(shù)學(xué)、解析幾何等數(shù)理課程銜接，實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的遷移教學(xué)；最后利用力學(xué)原理構(gòu)建《彈性力學(xué)》的基本理論?！耙龑?dǎo)-實(shí)踐-引導(dǎo)-實(shí)踐”式教學(xué)方法如圖3 所示。

圖3 基于產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)的《彈性力學(xué)》引導(dǎo)-實(shí)踐-引導(dǎo)-實(shí)踐式教學(xué)方法

“引導(dǎo)- 實(shí)踐- 引導(dǎo)- 實(shí)踐”式教學(xué)法在于先將知識點(diǎn)分解為產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導(dǎo)、實(shí)際工程案例實(shí)踐、案例啟發(fā)式引導(dǎo)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐四個模塊，依照先產(chǎn)業(yè)發(fā)展、再工程項(xiàng)目，隨后數(shù)學(xué)模型，再推導(dǎo)力學(xué)及應(yīng)用的講解步驟進(jìn)行教學(xué)。核心點(diǎn)及《彈性力學(xué)》的知識被分解優(yōu)化理解，可與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實(shí)際工程、案例、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受知識有用論，更感覺到與自身發(fā)展密切相關(guān)。通過工程事故等反面教材的探討分析，培養(yǎng)學(xué)生樹立遵紀(jì)守法的職業(yè)道德，以及要有嚴(yán)謹(jǐn)、有責(zé)任及有擔(dān)當(dāng)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度。同時，“引導(dǎo)-實(shí)踐-引導(dǎo)-實(shí)踐”教學(xué)法分析了四部分內(nèi)容在教學(xué)中對學(xué)生不同思維能力的養(yǎng)成，即要有宏觀的產(chǎn)業(yè)發(fā)展視野，微觀的工程實(shí)踐思維，更要培養(yǎng)出良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維[12-15]。

(二) 實(shí)施產(chǎn)教融合，積極探索《彈性力學(xué)》課程特色教學(xué)實(shí)踐模式

將特色教研成果轉(zhuǎn)化為特色教學(xué)內(nèi)容，推進(jìn)最新科研成果“進(jìn)課堂”“進(jìn)教材”，著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新精神。將我校主持編制的裝配式建筑方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等引入課程建設(shè)中，轉(zhuǎn)化為課程建設(shè)內(nèi)容。依托裝配式建筑復(fù)合保溫墻板生產(chǎn)、安裝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、安徽省BIM 工程中心、裝配式建筑虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、安徽省裝配式建筑研究院等眾多國家級省級實(shí)踐項(xiàng)目和平臺，實(shí)施“雙導(dǎo)師”制下的實(shí)踐教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生直接參與工程項(xiàng)目實(shí)踐，在實(shí)踐中運(yùn)用《彈性力學(xué)》知識，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，整體思維能力。基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)的《彈性力學(xué)》教學(xué)方法模塊如下圖4 所示。

圖4 基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè)的《彈性力學(xué)》教學(xué)模塊

（1）以實(shí)踐成果為導(dǎo)向

《彈性力學(xué)》課程主要是使學(xué)生掌握《彈性力學(xué)》基本概念、基本原理和基本方法，熟悉經(jīng)典問題的計算方法和解答，初步學(xué)會把工程問題轉(zhuǎn)化為彈性力學(xué)模型，能求解簡單的彈性力學(xué)問題，能使用提供的有限元程序分析平面問題，逐步增強(qiáng)綜合分析和獨(dú)立思考的能力。提出最后的結(jié)課要求，提交成果（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐報告），激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望。通過提交實(shí)踐成果，學(xué)生很好地掌握了相關(guān)《彈性力學(xué)》的課程內(nèi)容。

（2）以學(xué)生為中心

帶領(lǐng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題，并通過課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐報告成果的提交，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生主動地去學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分理解專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，通過“引導(dǎo)- 實(shí)踐- 引導(dǎo)- 實(shí)踐”式教學(xué)法提高學(xué)生自學(xué)能力，一切以學(xué)生發(fā)展為中心，不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、專業(yè)知識運(yùn)用熟練、個人素養(yǎng)高的人才?！耙詫W(xué)生為中心”，必然要求激發(fā)學(xué)生的主動性，讓學(xué)生自主?！耙詫W(xué)生為中心”，既是教育理念的變革，更是教育范式、教育模式革新。

（3）以課程思政建設(shè)為主線

課程思政是時代需求，也是人才培養(yǎng)的要求。根據(jù)《彈性力學(xué)》的課程特點(diǎn)，從力學(xué)史、力學(xué)美、辯證法、個人品格的維度例談如何在《彈性力學(xué)》教學(xué)中實(shí)施思政教育，以力學(xué)史激發(fā)學(xué)習(xí)潛能、以力學(xué)美培養(yǎng)審美情懷、以辯證法思想傳遞哲學(xué)智慧、以品格磨煉鑄造堅韌意志，塑造學(xué)生健全的價值觀，并以德育促教學(xué)，促使學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果。

四 結(jié)語

第一，相較于煩瑣的基礎(chǔ)理論推導(dǎo)，《彈性力學(xué)》課程需要增加產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的內(nèi)容，尤其是應(yīng)增加和彈性力學(xué)相關(guān)的實(shí)際工程案例實(shí)踐的知識，這不僅可為學(xué)生職業(yè)發(fā)展打下比較堅實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且還能為以后的就業(yè)工作打下良好的實(shí)踐能力。

第二，核心要求為面向區(qū)域產(chǎn)業(yè)行業(yè)人才知識、能力及素質(zhì)要求，“引導(dǎo)-實(shí)踐-引導(dǎo)-實(shí)踐”式教學(xué)將保證學(xué)校人才培養(yǎng)與企業(yè)人才崗位需求高度銜接，保證企業(yè)技能培養(yǎng)適應(yīng)新理念、新知識和新技術(shù)等要求。

第三，過程評價與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐相結(jié)合。開展校企教師聯(lián)合授課評價考核，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)學(xué)院內(nèi)涵式發(fā)展，構(gòu)建靈活彈性的發(fā)展性評價機(jī)制。