科技镇长团视角下材料力学教学改革的探讨

丁怀平

摘 要：材料力学是高等院校面向工科专业开设的一门基础课程，传统的教学方法多以理论讲授为主，学生创新思维和工程实践能力不足。“科技镇长团”是江苏省人才服务基层、促进“政产学研用”协同合作的创新举措。本文从科技镇长团视角对“产教融合、校企一体”材料力学教学新方法进行研究和探讨，通过课程教育理念改变、教学方式改革、考核方式改革等措施，培养学生创新思维，提高学生独立发现问题、提出问题、解决问题、方案验证的工程实践能力。

关键词：科技镇长团；材料力学；教学改革；产教融合

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.07.084

材料力学作为固体力学的一个分支，是兵器、机械、材料、土木、力学等工科类专业的基础课程，应用性较强，与工程实际联系密切。材料力学主要研究杆件结构的强度、刚度和稳定性问题，为设计既经济又安全的构件提供必要的理论基础。材料力学内容繁杂、概念和公式较多，传统的教学多以理论讲授为主，易形成灌输式“水课”，忽略了学生创新思维和工程实践能力的培养。

“科技镇长团”是2008年以来江苏省委、省政府推动科技管理工作重心下移，打通科教资源与县域经济发展“隔膜”的重要举措，是助力科技自立自强、产业自主可控的迫切需要，是整合人才资源、发挥聚变效应的内在要求。作为科技人才服务地方发展的桥梁，科技镇长团在促进“政产学研用”、推动企业科技创新、深化校地产学研合作、产教融合和人才培养等方面取得了丰硕成果。笔者在校工作期间承担材料力学课程教学任务，2022年8月起，经校地推荐，任江苏省第十五批科技镇长团成员，挂职期间积极与企业“拉家常”，精准对接，聚焦企业“卡脖子”技术需求，充分整合科学技术资源，为驻地企业排忧解难。

在与驻地企业交流过程中，笔者发现科技型企业除了对高精尖技术需求迫切，对基础学科人才、创新型人才和工程实践型人才需求更为迫切。一位企业技术副总在提及机械技术人才需求时指出工程实际中应用最多的就是材料力学和机械设计两门课程的理论知识。反观目前材料力学课程教学，单纯地灌输书本理论内容，这种方式已远不能涵盖工程实际问题对力学知识的需求。本文拟从科技镇长团视角对“产教融合、校企一体”材料力学教学新方法进行研究和探讨，通过课程教育理念改变、教学方式改革、考核方式改革等措施，培养学生创新思维，提高学生独立发现问题、提出问题、解决问题、方案验证的工程实践能力。

1 课程教育理念改变

科技镇长团作为校地企沟通的桥梁纽带，深化校地产学研合作、产教融合和人才培养是每位团员的重要工作。政产学研用要求高校的人才培养能更加适应社会企业的需求，以高素质的专业人才来完成对行业内的转型需求，在人才产出的同时引进社會专业人才对高校的人才库进行充实。这就要求高校老师需要主动改变传统观念上的自身角色定位：（1）加强课程思政理念建设。以南京理工大学国防特色为依托，将军工文化建设融入到材料力学课程教学中，实现军工文化教育对当代大学生军工精神、国防观念等的价值引导，进一步弘扬军工文化中所体现出的爱国精神、革命主义精神等。（2）培养目标转变。材料力学教师授课过程中应该以产业需求为导向，注重培养工科学生动手能力、创新能力，而不是单纯的理论知识灌输。（3）产业需求调研。教师需要走出校园，通过多种渠道了解产业需求，才能实现针对性教学，只有教师与企业建立良好的合作关系，才能实现课堂走进企业，直观的为学生讲解工程实际问题。（4）分专业差异化教学。新的教学计划中，材料力学课堂教学学时有所缩减，材料力学教师需要了解不同专业学生对材料力学理论知识需求的侧重点，实行差异化教学。

2 课程教学方式改革

材料力学课程定位不应仅是一门基础理论课程，应是定位成一个解决工程实际问题的理论工具，所以材料力学课程的教学应与实际工程问题紧密联系起来。“产教融合、校企一体”是高等院校为提高人才培养质量而与企业开展的深度合作，即把产业与教学密切结合起来，相互促进，将学校改型成为集科学研究、科技服务和人才培养为一体的新型教学科研机构。科技镇长团团员担负深化校地政产学研用合作的桥梁纽带使命，结合自身工作实际，促进高校人才培养质量，是每位团员的工作重点。

从解决产业实际工程问题的角度出发，笔者认为材料力学教学方式可以进行以下形式的改革：（1）企业老师进课堂。引入企业资深研发人员参与到材料力学课堂教学环节，由企业人员梳理工程案例，段性地走进课堂与学生分享产业工程实例。比如在材料力学轴向拉压、温度应力章节内容讲述完成后，邀请钢铁企业资深工程师介绍高温作业环境下设备的热-机耦合应力、应变分析与结构优化设计研究。（2）高校学生出校门。依靠课堂教学进行封闭式教育不利于学生创新意识与解决问题能力的培养，鼓励学生走出校门，走出课堂，去企业中直观地接触、感知企业遇到的力学问题，才能深刻认识到材料力学在工程实际中的应用前景。（3）手工制作赛进课堂。单纯的理论知识学习对当代大学生的人才培养这一定位是有所欠缺的，可以引入周培源杯力学竞赛制作赛题目等进课堂，让学生主动开发创新思维，寓学于练，寓练于做，培养学生将所学习的力学理论创新性的应用到结构设计中去，开发思维的同时也加强学生动手能力的培养。（4）工程分析软件进课堂。在材料力学课堂中引入工程力学问题分析软件ANSYS、ADAMS等，以复杂工程算例作为教学素材，对学生进行分组别训练，增强教学互动性和灵活性的同时，帮助学生更好地理解材料力学基础理论知识，建立力学问题工程化的概念，加强学生团队协作意识的培养。

3 课程考核方式改革

当前，学校材料力学课程的考核方式为期末考试卷面分和平时分，占比分别为70%和30%，其中，期末考试多偏重于考核基本理论、公式的套用，平时分主要指学生到课情况与课后作业完成情况。这种传统的考核方式不利于激发学生学习该门课程的兴趣，且教学过程不利于监管，大班教学情况下，班级人数多达130人左右，任课老师对每一期课后作业的完成情况难以做到认真、科学的考核。另外，笔者认为，学习是学生的本职工作，以学生到课情况统计作为平时分的给分依据也不具合理性。笔者认为材料力学课程的考核方式可以根据上述的教学方式改革进行一定的调整。

首先，调高平时分比例，平时分形式多样化。将教学过程中的工程实例软件分析的分组完成情况、手工制作的分组完成情况、个人或小组与企业技术人员的互动交流情况等计入课程考核平时分。培养学生竞争意识的同时，多样化的平时分形式有利于学生充分发掘自身优势，为个人以后的发展精确找准定位。其次，期末考试试卷应减少基本公式套用类的试题，增加开放性工程实际类试题，重点考查学生利用现有知识储备，去独立发现问题、提出问题、解决问题、方案验证的能力。最后，设置工程分析软件操作类附加题，学生自由选择是否进行附加题测试，附加题由学生在机房独立完成。这种组合式的考核方式，可以全面激发学生对材料力学课程的兴趣，更可以创新的培养学生的工程实践能力。

4 结论

材料力学作为工科学生的一门重要基础课程，其教学方法的改革是在教学过程中不断探讨、逐步完善的过程。本文结合材料力学课程特点与科技镇长团推动校地合作、校企合作的工作特色，从产业应用和人才培养角度，针对课程教育理念、教学方式和考核方式等，提出了一些材料力学课程的教学改革措施，旨在培养学生创新思维，提高学生工程实践能力。措施的具体实施和完善将在后续的教学工作和科技镇长团工作中进一步进行研判、论证。

参考文献

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