基于行企需求的独立院校力学专业基础课改革

[摘 要]随着《教育部 国家发展改革委 财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》等纲领性文件的颁布，高等教育越来越强调应用型人才培养。对于三本独立院校来说，力学专业基础课程将处于一种新常态——“课时不断缩减，但课程内容和要求却基本不变”，因此笔者通过详细分析了力学专业的现状及发展趋势，得出如下结论：（1）必须结合行企需求研究力学基础课程改革的思路、方法与手段；（2）目标化教学是面向课堂教学、专业建设、行企需求最有效的力学专业基础课改革方式之一，并能有效将应用型人才培养与行企需求对接起来。

[关键词]力学专业课；课程改革；目标化教学；应用型独立院校

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）08-0062-03

力学专业基础课（理论力学、材料力学、结构力学、工程力学等）是工科院校非常重要的基础课，也是机械专业一门理论性很强的主干课程。随着《中国制造2025》《教育部 国家发展改革委 财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》等纲领性文件的颁布，高等教育目标发生了变革，越来越强调应用型人才的培养。对于应用型三本类院校来说，力学专业基础课教学目标、教学学时数有了很大的改变，传统的力学教学体系、教学内容、教学方法、考核方式等越来越不适应新的教育形势，为此许多力学教育工作者从很多方面就力学改革做了很多尝试。张淑琴[1]等人提出案例教学是实现材料力学理论指导实践的有效教学模式，并给出了材料力学教学案例的总体设计思路。乔燕[2]等人强调在力学教学过程中应激发学生学习兴趣、重视习题训练与复习总结和综合能力培养等。陈玉骥[3]等人提出结构力学课程内容建设与科学研究相结合、与实际工程相结合、与计算机技术相结合的原则。张敏[4]考虑独立学院生源实际情况，从教学内容、教学方法及考核方式等方面提出具体的改革措施和方法。李新领[5]等人提出必须对传统的工程力学课程体系、教学内容和课程结构进行重新整合和优化。尚慧琳[6]等人以“微课程”教育形式和学习方式对力学教育进行改革。吴立军[7]等人面向应用型人才培养，结合教学实践，提出了一些关于理论力学课程体系、教学手段、考核方法等方面改革的思路，并进行了改革试点。从上可知，目前的力学改革主要是从课程体系、内容、教学手段、考核方法等方面着手，而结合行企实际需求来研究力学基础课程改革的文献比较少见。本文从行业应用现状、企业实际工作需求、机械专业特点出发，详细分析了独立院校力学专业的现状及发展趋势，研究了新常态下力学专业课程的改革方向，并重点分析了目标化教学方式对力学专业课程改革的积极意义。

一、新常态下力学专业课程改革方向

（一）力学的行业应用现状

在目前就业方向中，对力学知识要求较高的领域主要为航空航天、汽车船舶、桥梁建筑等专业，岗位主要为结构强度设计岗。这些专业面对的研究对象具有“载荷复杂且识别困难、结构传力路径复杂、边界条件非线性因素较多”等特点。结构强度设计专业主要从事结构传力路径布置、强度计算及优化（CAE）、强度试验验证等工作，具体又可分为：静强度设计、动强度设计、疲劳强度计算等，现在又向“热环境下”的强度开展技术研究，是位于产品研发流程的上游。而应用三本类院校力学专业学生主要从事机械类产品制造工艺分析研究，这些机械类产品结构往往较为简单，传力路径较为单一，涉及的力学知识较为基础。以典型齿轮传动机构为例，涉及的力学知识主要有：传动轴的扭转强度及刚度、弯曲强度及刚度、齿面接触强度、连接键强度等，传力路径非常明确，结构强度计算分析较为简单。

（二）企业实际工作的需求

随着信息化与工业化的不断融合，企业中强度计算分析工作模式也不断发生变化。在以往的工作模式中，产品的研发是一个人工循环迭代求解的过程，也意味着产品强度计算报告也要一轮一轮更新计算、编写，这是一个浪费人力、物力的工作模式。随着信息化技术的发展，越来越多的强度计算工作通过强度计算辅助办公软件自动完成，诸如强度计算方法的选择、强度计算过程、强度计算结果处理等工作都被软件封装起来，这也会影响企业的招聘策略，即招聘少数研究型人才和大量应用型人才。研究型人才由重点本科院校的力学专业（诸如工程力学、固体力学、流体力学、空气动力学等）培养，主要从事强度计算方法的研究等，应用型人才主要负责结构建模、结构尺寸及材料特性等参数输入等对力学要求较低的简单工作。

（三）机械专业的特点

应用三本类院校力学专业学生从事机械类产品研发类工作的较少，主要是从事制造工艺分析研究，具体涉及工装夹具设计、加工质量分析、机械加工工艺流程分析及优化、装配工艺流程分析及优化、装备自动化升级改造等。涉及力學知识的主要体现在工装夹具及夹紧力计算等方面，根据机械设计手册计算即可。尤其是在目前的发展趋势中，制造业要向智能制造方向发展，更强调智能化，强调机电控一体化，而非传统机械结构力学分析。在这种趋势引导下，力学课程在机械制造领域的地位将会持续弱化，学生在力学学习过程中也将会选择力学课程中的某一课程模块学习，不需要对力学学得很深很全，更不需要追求力学知识体系的完整性。

随着国家积极引导部分地方普通本科高校向应用型转变，大力发展智能制造，行业、企业对力学基础课程的要求也会出现新变化，可以预见的是，三本类应用技术型大学机械工程等专业更加专注于机械制造工艺应用研究，更加深入与机电、电控、电气等专业的深度融合，这会是一种新常态。新常态下的力学专业课程改革不能再局限于课程体系、内容、教学手段、考核方法等方面，力学专业课程改革的方向必须要与行业应用现状、企业实际工作需求相契合，要置于行企应用背景下，传统的课程内容要提炼成模块、传统的重点难点要予以降低，与一本类院校要形成明显的层次差别。

二、目标化教学是新常态下力学专业课程改革的有效手段

行企对力学基础课程的新需求要求教师在力学专业课程改革中要重点研究目标化教学，与其他方式方法相比，目标化教学对新常态下力学专业课程改革的特别意义主要体现在有效培养学生软实力及对接企业工作模式、促进专业建设与发展、提高课堂教学效果等三方面。

（一）有效培养学生软实力，对接企业工作模式

企业都广泛地采用目标管理，工作的推进都靠工作目标、计划推动，对时间节点有着严格的要求。对于企业而言，通过目标管理，将企业全体员工一切工作都聚焦到企业目标上，并据此层层分解得到每一名员工的工作中，从而明确工作任务，强化工作责任。企业管理中非常忌讳员工对目标不清楚、理解不深刻甚至是模糊不清或错误。学生学习的目标有很多种，但强制性目标一般可分为两类：一是通过课程考试，顺利毕业；二是考研。而这种目标的强制性与企业里工作目标相比显得很弱，在企业中完不成任务基本上是无法生存的。这种巨大的差异导致学生对毕业后将要面对的工作目标、工作计划时间节点的概念几乎没有，而目标化教学可以缩短这种差异。

在課堂上采用目标化教学，能使得学生形成一种思考习惯——“下一堂课的学习目标是什么”，培养“为学习目标而学习”的思维模式，固化“课堂内外一切学习活动都是瞄准学习目标，目标以外的事情少做、不要做”的行为。如上所述，这恰恰就是企业要求员工必须具备的软能力。另一方面，企业也要不断发展进步才能在市场竞争中立于不败之地，为此也要求每一名员工要不断进步。除了参加企业不定期举行的培训以外，更多的是需要员工自我学习。而自我学习中的学什么、怎么学，就与课堂目标化教学相似，围绕工作目标学习，在工作实践中学习，这是促进“企业成功我成才”的正确途径。

（二）促进专业建设发展

黄功学[8]、杨卫华[9]等人指出，在职业院校专业建设中，专业应适应行业和区域经济发展、企业人才需求，特别注重专业课程与岗位结合，明确岗位目标，并按照岗位能力要求制订课程标准和教学内容。随着《教育部 国家发展改革委 财政部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》的颁布，上述职业院校专业建设原则也必然会推广应用到独立院校。以数字化设计与制造专业为例，在齿轮减速箱设计方向会涉及材料力学中的轴的弯曲、扭转复合强度计算，因而在材料力学“弯曲强度”教学中，建立起目标：“运用梁的弯曲强度计算公式校核轮轴的强度或设计轮轴的尺寸”；在“扭转强度”教学中，建立起目标：“运用梁的扭转强度计算公式校核轮轴的强度或设计轮轴的尺寸”等。同理，在搬运机器人、起重机械设计方向涉及拉压、弯曲、扭转强度计算，在冲压模具设计方向涉及塑性材料的力学性能相关知识，在3D打印方向涉及力学性能实验及计算，等等，都可以建立相应的教学目标。这样不仅可以使得学生聚焦到所要学习的知识点，更重要的是将所学知识与岗位要求对接起来，能够很好地落实专业建设要求。

（三）有效提高课堂教学效果

张敏[4]以天津大学仁爱学院为例指出，土木专业基础力学课程从144课时缩减到了112课时，机械专业基础力学课程从160课时减少到了128课时，但是课程的内容和要求却基本没变，这必然使得每节课的信息量大大增加，教学效果却大打折扣。这种现象在独立院校普遍存在，也是困扰力学教师的难点之一。能够比较好地解决此问题的方法就是采用目标化教学法，提高学习效率。

根据教育心理学[10]可知，学习动机是为激励学生个体进行和维持学习活动，并使行为围绕一定的学习目标进行的一种内在心理过程或内部心理状态。研究表明，一个不知道学习的具体目的和意义的学生，是很难充分发挥其学习的积极主动性的；而当他明确了学习的具体目的和意义之后，就会产生一种强烈的学习愿望，推动他积极主动地学习。所以，学习动机是影响教学效果的重要因素，而要想在相对较短的时间内掌握原有的课程内容，达到原有的课程要求，就必须充分激发出学生的动机，为此，教师在讲课前必须让学生明确学习的目标要求，以及教学内容在实践过程中的具体意义和在整体知识体系中所占的地位。相应的，力学课程教学的每一次课或每一个模块都必须提出具体的学习目标，使得整个课堂教学内容具有强烈的聚焦性，将学生的精力紧紧地吸附到学习目标上，这样才能显著提高课堂教学效果。

三、小结

十三五期间，智能制造、智能生产、智能装备等新领域将会获得更多的投入。同时，智能制造会急剧改变企业岗位设置和具体要求，进而会直接改变应用三本类院校的专业设置和课程内容，其中，机械专业力学基础课程将会处于不断地压缩课时、不断地朝行企实际应用靠拢的新常态中。在这样的新常态下，应用三本类院校力学专业基础课程改革不能仅仅局限在课程体系、内容、教学手段、考核方法等方面，而必须要结合行企实际需求来研究力学基础课程改革的思路、方法与手段，并要特别注重目标化教学对课堂教学、专业建设，对企业需求的积极意义。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张淑琴，程兆刚，郝万恒，等.材料力学教学中的案例设计[J].大学教育，2016（11）：165-170.

[2] 乔燕，孙传智.材料力学课程教学方法探索[J].大学教育，2016（8）：163-164.

[3] 陈玉骥，张玉红，魏陆顺，彭可可.地方院校结构力学课程建设的探索与实践[J].大学教育，2016（4）：160-162.

[4] 张敏.独立学院基础力学课程教学体系的建设与改革[J]. 大学教育，2016（3）：117-118.

[5] 李新领，张世芳，李纪刚，桑永英，周志男.《工程力学》教学中存在的问题及教学改革的探讨[J].当代教育实践与教学研究， 2016（3）：179-180.

[6] 尚慧琳.基于微课程的“理论力学”教学方法探索[J].大学教育，2015（3）：93～94.

[7] 吴立军， 王瑞金.面向应用型人才培养的理论力学改革与实践[J].浙江科技学院学报，2008（2）：134-135.

[8] 黄功学.基于校企合作的专业建设研究[J].中国职业技术教育，2013（20）：24-27.

[9] 杨卫华，张思源.关于校企合作引领专业建设的探索[J].河南教育（职成教），2016（1）：37-38.

[10] 谭顶良.高等教育心理学[M].南京：河海大学出版社， 2012：63-64.

[责任编辑：钟 岚]

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