劉寶良 孫立紅 鄧 慧 吳云鵬

(黑龍江科技學(xué)院，黑龍江哈爾濱150027)

提高工程力學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的研究

劉寶良 孫立紅 鄧 慧 吳云鵬

(黑龍江科技學(xué)院，黑龍江哈爾濱150027)

工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)生主要從事與機(jī)械、土建、材料、能源、交通、航天航空、船舶和礦業(yè)等工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的工作，是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中必不可少的專業(yè)技術(shù)人才之一。這一專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，也會(huì)影響到理工科相關(guān)專業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。本文主要從培養(yǎng)方案、培養(yǎng)方法等方面闡述工程力學(xué)專業(yè)如何提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

工程力學(xué);工程能力;培養(yǎng)方案;學(xué)生培養(yǎng)

力學(xué)是基礎(chǔ)學(xué)科，它所闡明的規(guī)律帶有普遍性，是絕大多數(shù)技術(shù)學(xué)科、工程學(xué)科和其他基礎(chǔ)學(xué)科的基礎(chǔ)。力學(xué)又是技術(shù)學(xué)科，在絕大多數(shù)工程技術(shù)領(lǐng)域中出現(xiàn)的關(guān)鍵問題，需要力學(xué)來解決。力學(xué)按照研究對(duì)象分為固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)與力學(xué)基礎(chǔ)三個(gè)分支。不同的工程技術(shù)領(lǐng)域中需要力學(xué)解決的關(guān)鍵問題，往往綜合了固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)與力學(xué)基礎(chǔ)的兩個(gè)方面或三個(gè)方面的特點(diǎn)，這類力學(xué)領(lǐng)域統(tǒng)稱工程力學(xué)。工程力學(xué)專業(yè)可以服務(wù)于各工程領(lǐng)域，主要有機(jī)械、汽車、土木工程、海洋、運(yùn)輸業(yè)等。我國建設(shè)創(chuàng)新型國家的要求，使各種企業(yè)逐漸加大研發(fā)力度，以創(chuàng)新求生存，使工程力學(xué)專業(yè)得到了一個(gè)較大的發(fā)展空間，社會(huì)需求不斷擴(kuò)大。從全國來看，力學(xué)專業(yè)就業(yè)主要有兩部分，一部分是讀研，屬于研究型人才;另一部分為工程型人才，主要從事機(jī)械、土建、材料、能源、交通、航天航空、船舶、水利、礦業(yè)等工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的工作。

工程力學(xué)專業(yè)國內(nèi)各高校本科生招生人數(shù)基本上穩(wěn)定在1～3個(gè)自然班30～90人之間，從招生的分?jǐn)?shù)上分析，國內(nèi)力學(xué)專業(yè)的招生分?jǐn)?shù)均處于各高校中等偏下水平。為了培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的應(yīng)用型人才，本文將主要從培養(yǎng)方案和方法兩個(gè)方面，探討如何提高工程力學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一、精心制定本科培養(yǎng)方案，明確培養(yǎng)目標(biāo)

本科專業(yè)的培養(yǎng)方案是本科生教育的第一個(gè)也是貫穿整個(gè)本科階段始終的重要文件，是學(xué)生認(rèn)識(shí)專業(yè)，明確未來發(fā)展方向，規(guī)劃學(xué)習(xí)目標(biāo)的指導(dǎo)性文件。培養(yǎng)方案制訂得是否科學(xué)，直接影響到學(xué)生的培養(yǎng)，因此應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)論證，在廣泛的調(diào)研基礎(chǔ)上，對(duì)原培養(yǎng)方案中存在的問題有針對(duì)性地加以解決，制訂出科學(xué)、合理及特色鮮明的專業(yè)人才培養(yǎng)方案。

1.以市場需求為導(dǎo)向，不斷完善人才培養(yǎng)方案

在培養(yǎng)方案制訂或修訂之前，要積極選派工程力學(xué)專業(yè)建設(shè)的負(fù)責(zé)人及骨干教師參加相關(guān)會(huì)議，進(jìn)行專題交流和探討，并與國內(nèi)對(duì)應(yīng)企業(yè)群相關(guān)人士保持聯(lián)系，根據(jù)學(xué)科發(fā)展需要和社會(huì)需求進(jìn)行課程設(shè)置、課程建設(shè)、師資隊(duì)伍培養(yǎng)、課程內(nèi)容體系改革。了解國內(nèi)同類院校工程力學(xué)專業(yè)建設(shè)情況，開闊專業(yè)建設(shè)思路，明確工程力學(xué)專業(yè)的辦學(xué)思想。

2.要有明確的專業(yè)方向

國內(nèi)各高校力學(xué)專業(yè)(工學(xué)類)主要涉及機(jī)械、土建、材料、能源、交通、航空航天、船舶、水利、礦業(yè)等工程技術(shù)領(lǐng)域。各校的工程力學(xué)專業(yè)均有明確的方向，以航空航天工程、船舶軍工工程、油田工程、礦業(yè)工程等為背景依托，各自體現(xiàn)了專業(yè)的特色方向，使得工程力學(xué)專業(yè)以工程背景為依托，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，同時(shí)為地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)和行業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)人才。

3.要有明確的專業(yè)定位

對(duì)于專業(yè)的定位，首先應(yīng)該明確培養(yǎng)模式和目標(biāo)。我國的工程力學(xué)專業(yè)培養(yǎng)模式大致可分為四類:即理科力學(xué)專業(yè)、工科力學(xué)專業(yè)的研究型、工科力學(xué)專業(yè)的結(jié)合型和工科力學(xué)專業(yè)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程型。工程力學(xué)專業(yè)接近于工科力學(xué)專業(yè)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程型，應(yīng)是培養(yǎng)具有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)、力學(xué)、工程基礎(chǔ)，掌握工程力學(xué)的計(jì)算、分析方法和某一專業(yè)基本技能的應(yīng)用型人才。這就不僅要求注重力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng)，還要注重力學(xué)在工程中的應(yīng)用，為畢業(yè)生的就業(yè)及擇業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。

4.要有明確的服務(wù)對(duì)象

工程力學(xué)專業(yè)建設(shè)應(yīng)立足本地區(qū)，把自身的發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)緊密聯(lián)系起來，依托本區(qū)域的支柱產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，制定適度超前的培養(yǎng)目標(biāo)，準(zhǔn)確定位培養(yǎng)層次和培養(yǎng)目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，按照工程力學(xué)現(xiàn)有的兩個(gè)研究方向，面向機(jī)械、土建、材料、礦業(yè)工程、工程力學(xué)軟件應(yīng)用等領(lǐng)域從事科研、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、教學(xué)和管理等方面的工作。

二、按照人才培養(yǎng)方案要求，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

按照工程力學(xué)專業(yè)的規(guī)范要求，工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)室由電測應(yīng)力分析，光測應(yīng)力分析，振動(dòng)測量，流體力學(xué)測量技術(shù)四個(gè)部分組成。

1.電測應(yīng)力分析試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

購置電測綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)及相應(yīng)應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變儀、記錄儀等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)材料彈性模量、泊松比和切變模量G測定及實(shí)驗(yàn)原理等，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)采集、處理及實(shí)驗(yàn)誤差分析等。

2.軸類構(gòu)件剛性分析、應(yīng)力分析測試試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

購置SNP系列扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)、光彈儀等設(shè)備，可進(jìn)行各種軸類、桿類的動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱循環(huán)和非對(duì)稱循環(huán)等疲勞試驗(yàn);在試驗(yàn)臺(tái)最大扭矩、扭角范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛性、強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)計(jì)算機(jī)按設(shè)定的參數(shù)控制試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行，可顯示和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖形。各類復(fù)雜構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變分析試驗(yàn)，為工程力學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)提供了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)保障。

3.振動(dòng)信號(hào)檢測、分析測試試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

購置聲發(fā)射儀、全數(shù)字超聲波探傷儀、噪聲分析儀等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可進(jìn)行工程振動(dòng)信號(hào)檢測、分析測試實(shí)驗(yàn)，以提高教學(xué)和科研水平。

4.流體力學(xué)基礎(chǔ)試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

購置流體力學(xué)綜合試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行流體力學(xué)基礎(chǔ)試驗(yàn)，主要包括雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程實(shí)驗(yàn)、沿程阻力實(shí)驗(yàn)、局部阻力實(shí)驗(yàn)、文丘里流量計(jì)測定流量系數(shù)的實(shí)驗(yàn)、孔板流量計(jì)測定流量系數(shù)的實(shí)驗(yàn)、畢托管測定流速方法實(shí)驗(yàn)，以提高流體力學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)水平。

5.根據(jù)專業(yè)特色方向，進(jìn)行專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)平臺(tái)建設(shè)

為體現(xiàn)專業(yè)特色和專業(yè)人才培養(yǎng)方向，在滿足本科教學(xué)基本要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)需求，設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，如專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)室、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)室、素質(zhì)教育活動(dòng)基地等，同時(shí)還要為教師搭建科研平臺(tái)，為教師科研提供實(shí)驗(yàn)條件，形成科學(xué)、開放、共享的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制，在滿足本校教學(xué)需要的同時(shí)，也向外校學(xué)生開放，實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源的共享。

三、積極進(jìn)行教學(xué)改革，提高專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量

1.引入案例、力學(xué)建模及綜合設(shè)計(jì)

為增強(qiáng)學(xué)生分析、研究、解決問題的能力，在教學(xué)過程中適當(dāng)引入專題、綜合設(shè)計(jì)課堂。根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，結(jié)合具體工程實(shí)例，具體問題、具體分析，如彩虹橋倒塌原因分析，上海楊浦大橋橋面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析，典型工程實(shí)例(由于疲勞強(qiáng)度原因引起的破壞現(xiàn)象分析等)專題，并要求學(xué)生利用所學(xué)力學(xué)理論，自行設(shè)計(jì)分析實(shí)際存在的具體問題。

2.引入現(xiàn)代教育技術(shù)手段

力學(xué)課程是理論性較強(qiáng)、概念較抽象的課程，利用多媒體等現(xiàn)代教育技術(shù)手段可以克服傳統(tǒng)教學(xué)方法的許多弊端，把文字、聲音和視頻圖像有機(jī)地結(jié)合在一起，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)習(xí)變得更加有趣，以吸引學(xué)生的注意力、調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力。一些高校將計(jì)算機(jī)輔助分析的教學(xué)與實(shí)踐內(nèi)容引入力學(xué)課程中，把現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算技術(shù)引入力學(xué)課程教學(xué)，用計(jì)算機(jī)求解力學(xué)問題，甚至在實(shí)驗(yàn)中還實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)模擬仿真實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。

3.積極開展科技活動(dòng)，以科研促進(jìn)教學(xué)

教師學(xué)術(shù)水平的高低直接影響著學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，如果教師能在教學(xué)課堂上適當(dāng)引入一些自己在科研活動(dòng)中的具體實(shí)例，用所講授的力學(xué)理論進(jìn)行剖析，與學(xué)生進(jìn)行相互交流，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研意識(shí)都會(huì)起到積極作用。

四、主要改革措施

為落實(shí)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，使人才培養(yǎng)質(zhì)量得到提高，我們采取了一系列改革措施。

1.實(shí)施本科生導(dǎo)師制培養(yǎng)

從國內(nèi)工程力學(xué)專業(yè)招生總體情況來看，一般各校每屆招收1～2個(gè)自然班，大約60人。由于人數(shù)少，可以實(shí)現(xiàn)本科生的導(dǎo)師制培養(yǎng)。通過對(duì)我校三屆畢業(yè)生的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在大一、大二階段就非常關(guān)注專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容及其應(yīng)用、未來發(fā)展的可能方向，以及畢業(yè)去向等等。由于工程力學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)與其他工科專業(yè)也有明顯的不同，其他工科專業(yè)都有較為明顯的工程背景，有十分確定的工程對(duì)象，而力學(xué)專業(yè)恰恰沒有，研究的是工程領(lǐng)域共性力學(xué)問題，使學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)比較模糊。

針對(duì)存在問題，從大一新生一入學(xué)就實(shí)行本科生導(dǎo)師制培養(yǎng)。導(dǎo)師為每位學(xué)生制訂詳細(xì)的個(gè)性化培養(yǎng)規(guī)劃。讓學(xué)生提前了解專業(yè)，會(huì)激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的熱愛，有利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.實(shí)施考研專項(xiàng)指導(dǎo)

從教育部高等學(xué)校力學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2004年發(fā)布的力學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究中發(fā)布的信息來看，考研學(xué)生的比例平均水平在40%以上，占就業(yè)的一大部分，這也源于力學(xué)專業(yè)歸屬于基礎(chǔ)學(xué)科，加之力學(xué)專業(yè)學(xué)生主要在高校和研究所等科研單位工作，而目前本科生幾乎不能進(jìn)入到這樣的單位工作，所以工程力學(xué)專業(yè)的考研率一直處在各學(xué)科的前列，應(yīng)把考研作為專項(xiàng)課題進(jìn)行研究，由專業(yè)教研室負(fù)責(zé)統(tǒng)一安排，由本科生的導(dǎo)師具體指導(dǎo)，落實(shí)到人，對(duì)入學(xué)就有考研意向的學(xué)生由導(dǎo)師做出具體的培養(yǎng)規(guī)劃，向?qū)W生介紹本專業(yè)的考研情況、基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)及專業(yè)課學(xué)習(xí)應(yīng)該如何把握，同時(shí)把此項(xiàng)工作也作為本科生導(dǎo)師制培養(yǎng)的一部分重要內(nèi)容進(jìn)行考核。

3.強(qiáng)化核心基礎(chǔ)課程

根據(jù)工程力學(xué)專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)的要求，確定了理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、振動(dòng)力學(xué)、計(jì)算力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)和流體力學(xué)等八門課程為工程力學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，并要求從學(xué)時(shí)、講授內(nèi)容上予以保障。在此基礎(chǔ)上，拓展專業(yè)方向課程，形成專業(yè)特色和專業(yè)方向。

4.采取主輔雙專業(yè)培養(yǎng)模式

調(diào)查表明，各高校的改革在很大程度上是針對(duì)專業(yè)性極強(qiáng)的老牌專業(yè)，基礎(chǔ)學(xué)科的專業(yè)人才培養(yǎng)雖有一定程度上的改革，但卻存在以下問題:

一是基礎(chǔ)學(xué)科的專業(yè)陷入就業(yè)難、招生難的困境;二是一些院校基礎(chǔ)學(xué)科的專業(yè)采取依托專業(yè)方向進(jìn)行培養(yǎng)，但往往依托的專業(yè)方向課不成體系，不能支撐依托的專業(yè);三是靠依托專業(yè)就業(yè)的學(xué)生，在工作中需重新學(xué)習(xí)新的專業(yè)課，邊工作、變學(xué)習(xí)、邊轉(zhuǎn)專業(yè)。

針對(duì)基礎(chǔ)專業(yè)人才培養(yǎng)，從根本上解決依托專業(yè)課不成體系、一知半解的困境;鼓勵(lì)學(xué)生通過采取“主專業(yè)+輔專業(yè)”雙專業(yè)培養(yǎng)新模式，在輔修專業(yè)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)階段實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型，適應(yīng)工作的需要，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)的核心競爭力，同時(shí)豐富相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提高就業(yè)能力。

5.實(shí)行“3+1”培養(yǎng)模式

為加強(qiáng)學(xué)生校外實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐教學(xué)工作，全面提高教育質(zhì)量，企業(yè)與高校進(jìn)行校企合作，實(shí)現(xiàn)“3+1”培養(yǎng)模式，強(qiáng)化工程實(shí)訓(xùn)，是培養(yǎng)應(yīng)用型高等工程技術(shù)人才的有效途徑。

［1］劉人懷.我國力學(xué)專業(yè)教育現(xiàn)狀與思考［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2007(1):30－32.

［2］肖黎，屈文忠.工程力學(xué)專業(yè)的辦學(xué)特色與改革創(chuàng)新［J］.理工高教研究，2008，27(3):93 －95.

［3］陳玉驥，黃方林.工程力學(xué)專業(yè)建設(shè)實(shí)踐［J］.長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2004，5(4):52－54.

［4］羅敏，李治淼.工程力學(xué)專業(yè)課程體系初探［J］.中國電力教育，2009(19):15－17.

Research on Improving Talent Training Quality of the Engineering Mechanics Specialty

Liu Baoliang，Sun Lihong，Deng Hui，Wu Yunpeng
(Heilongjiang Institute of Science and Technology，Harbin Heilongjiang 150027)

Engineering mechanics specialty mainly engaged in mechanics，civil engineering，materials，energy，transportation，aerospace，ship，and mining engineering technology in the field of work，which is one of the supporting professions in our country.The paper states how to promote the quality of talent cultivation from the talent training scheme，the quality of personnel training method and so on.

engineering mechanics，engineering capability，training program，students training

C969

A

1672-3805(2012)03-0045-04

2012－01－10

黑龍江省教育廳規(guī)劃課題“特色應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)體系下基礎(chǔ)課教學(xué)改革的探索與實(shí)踐”(編號(hào):GBC1211108);黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃研究課題“應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下素質(zhì)創(chuàng)新實(shí)踐能力在力學(xué)系列課程中的應(yīng)用研究”(編號(hào):HGJXH C110880)

劉寶良(1974－)，男，黑龍江齊齊哈爾人，黑龍江科技學(xué)院理學(xué)院副教授，工學(xué)博士;研究方向:線彈性材料斷裂力學(xué)