工程专业认证背景下“材料力学性能”课程教学改革探究

裴魏魏　李源作　刘明达

摘    要：“材料力学性能”是材料学与工程学等专业学生必修的基础课程，也是工程专业认证的必修课程。在教学过程中，“材料力学性能”课程内容、教学方法是有效落实工程专业认证的方法和途径。以工程专业认证标准为考量，对“材料力学性能”课程教学改革进行探究，通过探讨工程专业认证背景下课程教学的现实诉求，进而确定课程改革的标准，提出以工程专业认证为背景的“材料力学性能”课程改革思路，为“材料力学性能”课程教学改革提供更为有效的方法和途径。

关键词：“材料力学性能”课程；专业认证；教学改革

中图分类号：G640      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2023）05-0022-03

“材料力学性能”课程主要是为学生讲解材料在外力和环境的作用下所体现出来的力学特点，是材料在应用过程中经常会遇到的问题，因此，“材料力学性能”是材科科学与工程专业学生必修的重要课程，更是学生获得工程专业认证的必修课[1]。“材料力学性能”课程教学的好坏直接关系到学生专业认证的成败，可见，课程内在结构与工程专业认证间有着十分紧密的联系。“材料力学性能”课程作为基础性学科在培养专业型人才中起到了重要的作用，而课程教学改革则是提高教学水平、培养学生能力的核心环节。

一、工程专业认证下“材料力学性能”课程内容建设的现实诉求

（一）核心：“材料力学性能”课程改革内容

以学生为核心、以培养目标为宗旨的工程教育专业认证对教学内容、师资情况、学校条件等都提出了严格的要求[2]。具体来看，材料力学类课程改革的内容应围绕工程教育专业认证的理念进行，从“培养什么样的人”转变为“培养具备何种能力的人”，以实现“材料力学性能”课程培养的全面化和专业化[3]。从这一角度看，工程专业认证从另一方面展现了材料力学教学内容与课程间的关系，二者不应是简单的对应关系，而应是相互印证、包含的关系。换句话说，“材料力学性能”課程的教学改革要以工程专业认证为核心展开。其课程的改革内容也应以工程专业认证为核心，围绕课程完成的质量，不但要在课程内容上加以丰富，还要实现基本的教学目标。

（二）同一化：“材料力学性能”课程建设克服瓶颈

我国工程专业认证对毕业学生都有相同的标准和要求，学生的培养内容、方法、要求都基本相同，高校“材料力学性能”课程的培养方案和教学体系也大同小异，可见，“材料力学性能”课程内容的同一化已经成为亟须解决的问题[4]。不同高校在课程体系、方法、标准上都存在同一化，但由于课程内容受到不同高校的教学条件、师资力量、学生水平等方面的影响，教学质量会有一定的差异。尽管部分高校引用了高水平的材料力学教材，但受其他方面条件的限制，教学效果也不理想。因此，“材料力学性能”课程建设是克服工程专业认证同一化最有效的方法。通过课程建设可以为工程专业认证起到更强有力的支撑，向着专业需求的方向发展，在课程实践过程中不断调整，建构高质量、高水平的“材料力学性能”课程教学内容。

（三）协同共生：“材料力学性能”课程建设与专业认证关系

工程专业认证背景下的“材料力学性能”课程改革是培养工程专业人才的有效途径，二者是相辅相成、相互促进的关系[5]。完善的课程内容是实现工程专业认证的驱动力，工程专业认证是“材料力学性能”课程内容的最终目标。课程内容的改革对于提高学生的专业能力起到了至关重要的作用，对学生工程专业认证有着重要的影响。材料力学类课程质量是影响人才培养的重要因素，工程专业认证是材料力学类课程的外在体现。在教学实践过程中，只有找到正确的方向，才可以为“材料力学性能”课程教学改革提供“能量”，也只有以工程专业认证为目标，“材料力学性能”课程教学改革才可以满足社会的需求。

二、工程专业认证下“材料力学性能”课程改革的考量标准

我国的材料力学类课程教学有明确的要求，学生需要掌握与专业相关的知识、技能与素养，通过相关的专业认证。基于目的导向的课程内容设计可以帮助学生有更清晰、更明确的学习目标。“材料力学性能”课程教学改革的考量标准可以为课程的改革提供强有力的参考依据，也为改革指明了方向。

（一）“材料力学性能”课程的维度标准

1.思想维度：终身学习与创新发展

数字时代，终身学习是被认可的发展理念，也为知识价值赋予了新的意义。“材料力学性能”课程改革为当下的工程学者找到了更恰当的发展之路，通过工程专业认证实现个人的全面发展，建立终身学习意识，实现创新发展[6]。首先，思想维度是社会个体建立起终身学习意识的重要层面。“材料力学性能”课程的改革不但有利于学生知识的获得，还可以在课程中融入对学生创新性思维的培养。其次，该课程的创新性有利于学生思维意识的形成。因此，“材料力学性能”课程教学改革要以教学内容为主，根据考量标准为学生提供有内容、有价值的课程知识。

2.知识维度：学科前沿与学科交叉

工程专业认证作为新时代工业发展的重要内容，是解决工程问题的关键。工程专业认证对“材料力学性能”课程也提出了新的要求，不但要更替陈旧的教学内容，跟随学科前沿设置课程教学内容，为学生提供更丰富的知识，还要突破现有的学科壁垒，实现“材料力学性能”课程内容的综合化，涉及更多工程方面的知识[7]。因此，“材料力学性能”课程改革内容的标准来源应更为广泛，首先，要时刻关注相关的工程成果，及时对成果进行转化。其次，学科内容的改革还要注意与工程实践相结合，改变传统学科的结构，融入交叉知识，丰富课程内容。

（二）“材料力学性能”课程知识体系建设标准

1.实践体系：知识与工作环境

工程專业需要实践来解决专业问题。实践活动的完成需要系统的专业知识的学习和实践的过程，学生需要具备把所学知识转变为实践的能力，从而解决具体问题[8]。因此，在“材料力学性能”课程教学过程中，教师除了专业知识的教学外，还要加入围绕某一特定的工程问题进行解决的教学内容，通过实践教学满足学生知识和技能的转化。另外，还要加入工作情景结合专业教学内容，把工程活动中需要的知识细分，以“润物细无声”的方式影响学生，完成课程内容与实践相结合的教学。

“材料力学性能”课程的教学内容要注意与实践的结合，要尽可能地在原有课程的基础上丰富课程内容，全面提高学生的实践能力[9]。“材料力学性能”课程实践可以帮助学生了解各种材料的性能与制造工艺等情况，有效帮助学生在工程实践中了解各种材料的特点，根据工程的需要选择适合的材料。材料内容的理论学习应与实践相结合。由于理论课程的学习较为枯燥，教师在教学的过程中还要注意运用合适的教学方法，让学生对力学性能有全面的了解，为后续更深入地学习打下良好的基础。值得注意的是，工程专业认证下的材料力学专业本身就是实践性较强的学科，其学科知识体系建设要注意理论与实践的结合，真正做到理论融入实践，让学生在实践中消化理论知识。

2.综合体系：工程与伦理知识

人类工程活动过程中对社会环境的影响日益凸显，有必要在课程中融入与专业相关的文化教育，如环境、法律、伦理等知识。通过多元化知识体系培养出的多学科背景下的工程专业人才才是社会所需要的人才[10]。首先，“材料力学性能”课程需要以人的需要为主，在课程教学过程中满足学生多方面的需要，进而满足社会需求。其次，“材料力学性能”课程中需要体现与其相关的伦理方面的知识和内容。任何职业都需要从职业标准、职业道德出发，只有具备一定的伦理道德才能在施工过程中考虑到人的安全。

材料力学性能是一门综合性较强的学科，学生除了学习课程的基本内容，还要了解工程活动是人们改善社会环境的手段，因此，教师要把伦理道德引入到课程中，使学生认识到在选择材料、运用材料的过程中除了考虑材料各方面的性能以外，还要注意材质的选择，从而不会违背社会伦理，做一名合格的工程人。因此，对工程专业认证背景下的“材料力学性能”课程的教学研究，不只是要做到学科知识的学习与实践，还要注重职业道德的培养，课程改革建设标准也要从这一点出发，培养全面、合格的人才。

三、工程专业认证下“材料力学性能”课程改革思路

“材料力学性能”课程改革需要以工程专业认证为背景，以扎实基础、拓展专业为原则，提出专业认证背景下“材料力学性能”课程的改革思路。

（一）优化教学内容，知识与素质教育并重

1.调整课程内容

“材料力学性能”课程是工程材料运用的重要课程之一，需要在原有的课程基础上丰富教学内容，增加“材料力学性能通论”课程的内容[11]。“材料力学性能通论”课程可以帮助学生更清晰地了解材料的产生、发展、成分、结构、制造工艺、性能等内容，帮助学生了解材料的特点，在不同的工程中恰当地选择适合的材料。另外，材料内容的学习较为枯燥，教师在教学过程中还要注意运用合适的教学方法，提高学生的学习兴趣，让学生对力学性能有全面的了解，为后续更深入地学习打下良好的基础。

2.教学内容的优化

在“材料力学性能”课程教学内容方面，要注意以材料的力学性能为主，融入材料的内容，从多角度优化“材料力学性能”的教学内容[12]。首先，掌握不同材料的区别和联系。如金属、高分子、陶瓷材料的联系和区别，根据不同材料的硬度和特质判断其应用范围。其次，让学生学习材料的互补特质，了解现代材料的发展方向。例如，陶瓷硬度高，可以应用于更耐磨的场合。通过优化课程内容，强化学生对材料的认识，启发学生的思维，提高学生的专业认知能力。

3.知识素质教育

随着社会的发展，各学科呈现出交叉的特点，各学科知识相互渗透，已经是不可避免的趋势[13]。“材料力学性能”课程的改革不但要注重材料基础知识的教学还要注意学生素质的教育。首先，在课程改革的过程中融入材料力学科学家的治学精神，激发学生的爱国热情及创新思维。其次，“材料力学性能”课程的教学要注意与实践相结合，帮助学生将理论知识转化为实践。

（二）重视基础学科，融入实践创新

1.学科知识与发展相结合

以往的“材料力学性能”课程多注重专业知识的教学，较少关注学科的发展方向。“材料力学性能”课程建设要在教学的过程中结合学科的发展融入新的教学内容，帮助学生了解专业课程的发展方向[14]。例如，教师可以在教学过程中加入纳米材料、纳米线，以及相关的力学性能理论，让学生了解专业知识的学习需要及学科发展前沿。

2.实践创新能力的融入

工程专业认证背景下“材料力学性能”课程的改革需要融入实践和创新能力。实践课程可以帮助学生最大程度地把理论知识转化为实践应用能力[15]。该课程的教学目标是使学生具备相关的专业知识，解决在工程中遇到的实际问题。另外，除了专业课程外，还要选择与专业课程相关的选修课程，拓展学生的知识视野，激发学生的创新意识。

综上所述，工程专业认证背景下“材料力学性能”课程改革过程中要注意通过开放的、互动的方式提高学生的创新能力和综合素质，掌握专业技能方法，为学生未来从事相关工作打下坚实基础。“材料力学性能”课程的教学改革，要以伦理道德为标准，培养学生运用理论知识进行实践的能力，真正做到人才的全面化培养，实现全面育人的培养目标。“材料力学性能”课程的改革需要教师、学生、学校的共同努力，更重要的是如何更好地在现有教学体制基础上寻找一条更适合学生长远发展的途径。

参考文献：

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[11]  王吉会，刘家臣，郑俊萍，等.“材料力学性能”课程的教学改革与实践[J].高等工程教育研究，2005（增刊）：79-81；85.

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[13]  郝亚暾.碳纤维/玄武岩纤维/聚丙烯复合材料力学性能的研究[J].化学推进剂与高分子材料，2022，20（2）：60-63.

[14]  李敏，李依伦，陈伟民.材料力学冲击问题中结构参数影响的讨论[J].力学与实践，2022，44（4）：935-940.

[15]  孙景行，叶贵川.基于材料力学的矿用让压构件分析计算[C]//北京力学会第二十八届学术年会论文集（下），2022：445-447.

编辑 丁俊玲