［摘 要］ 探討了板殼力學課程的創(chuàng)新建設(shè)與改革，旨在提升課程質(zhì)量，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的工程技術(shù)和科學研究能力。“板殼力學”作為力學專業(yè)必修課，對學生的綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。針對學生學習難度大、興趣不高的問題，提出通過引入案例教學、小組討論、項目驅(qū)動等多樣化教學方式，增強學生學習動力和應用能力。詳細介紹了教學資源建設(shè)，包括課程思政資源、網(wǎng)絡平臺、課程講義、考評體系的更新與提升。特別強調(diào)了利用視頻課件、在線資源等方式，解決教材更新滯后和習題資源缺乏的問題。同時，通過增設(shè)論文課程、加強信息技術(shù)應用和國際化資源共享，構(gòu)建新的考評體系，激發(fā)學生的學習熱情，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和跨學科能力。

［關(guān)鍵詞］ 板殼力學；教學創(chuàng)新；課程設(shè)計；人才培養(yǎng)

［基金項目］ 2023年度大連理工大學教育教學改革項目“板殼力學課程教學資源建設(shè)”（YB2023071）

［作者簡介］ 張曉鵬（1985—），男，遼寧大連人，博士，大連理工大學力學與航空航天學院副教授，主要從事結(jié)構(gòu)優(yōu)化和板殼力學研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2025）09-0056-04 ［收稿日期］ 2024-03-18

一、課程建設(shè)背景

“板殼力學”是力學專業(yè)本科生的重要必修課程，不僅是對前期已修課程如“材料力學”“彈性力學”“振動力學”等知識的深化，更是連接理論與實踐、基礎(chǔ)與高級知識的橋梁課程。作為力學領(lǐng)域的核心科目，“板殼力學”的學習對于培養(yǎng)學生的綜合能力，尤其是在工程技術(shù)和科學研究方面的應用能力，起著至關(guān)重要的作用。課程不僅要求學生掌握堅實的理論基礎(chǔ)，還要求學生能夠?qū)⒗碚撝R應用于實際問題的解決之中，這對于學生來說既是挑戰(zhàn)也是機遇。

“板殼力學”課程的內(nèi)容廣泛而深奧，從理論推導到問題求解，既包含了大量的數(shù)學運算，也涉及復雜的物理概念和力學原理。這就要求學生不僅要具備良好的數(shù)學和物理基礎(chǔ)，還要能夠進行邏輯推理和抽象思維，以更好地理解課程內(nèi)容并解決實際問題。為幫助學生克服學習中的困難，“板殼力學”的教學方法也在不斷地探索和創(chuàng)新之中。

面對學生學習積極性不足、興趣不高的現(xiàn)狀，課程教學需要采取更加靈活多樣的教學手段，如引入案例教學、小組討論、項目驅(qū)動等教學模式，使學生能夠在實踐中學習和應用板殼力學的知識。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，“板殼力學”課程的教學內(nèi)容和方法也應不斷更新，緊跟科技發(fā)展的步伐。通過整合新的科研成果和工程案例，將前沿科技成果融入教學，不僅能夠增強學生對“板殼力學”課程重要性的認識，還可以提升其解決復雜工程問題的能力。同時，注重培養(yǎng)學生的跨學科能力，鼓勵學生在學習“板殼力學”的同時，結(jié)合其他學科的知識進行創(chuàng)新設(shè)計和研究，成為具有廣闊視野和創(chuàng)新思維的復合型人才［1］。

目前，結(jié)合實際教育教學經(jīng)驗，“板殼力學”教學中面臨的教學痛點主要包括：（1）“板殼力學”課程教學與本科生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)難以融合；（2）傳統(tǒng)課堂教學中解題方法教學和力學思維能力培養(yǎng)難以適應；（3）本科生重理論水平輕實踐能力和善循規(guī)蹈矩疏革故創(chuàng)新的矛盾。此外，因為授課年級為高年級學生，部分學生開始準備考研、工作等，難以專心學習，“板殼力學”課程涉及大量長篇幅理論分析與公式推導，單純知識講授容易使學生注意力難以集中，對于“板殼力學”這門系統(tǒng)性和抽象性較強的課程而言，學生在學習的過程中逐漸開始接觸到復雜的邏輯推導，往往會感覺枯燥，失去自信和學習興趣。因此，針對上述痛點問題，開展系統(tǒng)化的“板殼力學”課程資源建設(shè)十分必要。

二、創(chuàng)新課程內(nèi)容

將新的教學理念和教學手段應用于“板殼力學”課程的教學資源建設(shè)有望解決上述問題［2］。例如，2015年起，清華大學航空航天學院的高云峰教授講授的“理論力學”課程也以MOOC的形式在學堂在線免費開放［3］，學生可下載相應的App在手機上在線學習，改變了以教師為主導的傳統(tǒng)課堂教學，增加了許多互動型教學［4］。麻省理工學院和哈佛大學共同開發(fā)了在線學習平臺edX，涵蓋了物理學和力學領(lǐng)域的課程知識，在“理論力學”課程教學方面增設(shè)了相關(guān)內(nèi)容，將校內(nèi)教育和在線教育結(jié)合，主要的學習方式有課程視頻、測驗、論壇、書籍期刊、實時視頻反饋交流等，是校內(nèi)課程很好的補充材料［5］。以上所述的力學課程教學資源建設(shè)的實踐探索，實現(xiàn)了較好的教學效果，學生的積極性得到了一定的提高，能夠有效地加深對課程知識的理解、把握，更好地運用課程知識解決問題。

將一系列的教學方式并結(jié)合新興技術(shù)，對“板殼力學”課程中的思政資源、網(wǎng)絡平臺建設(shè)、課程講義建設(shè)、考評體系與資源建設(shè)等方面，進行全面的“板殼力學”課程教學資源的提升，采取有效的方法引導并激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的愛力學、愛校的情懷。

從課程思政資源建設(shè)、網(wǎng)絡平臺資源建設(shè)、課程講義建設(shè)、考評體系建設(shè)等方面，全面提升課程資源，從而達到教學效果的全面提升。本項目主要建設(shè)內(nèi)容如圖1所示。

（一）“板殼力學”課程思政建設(shè)

全面建設(shè)課程思政資源，并完成視頻資料、文檔資料、PPT資料整理。結(jié)合“板殼力學”課程內(nèi)容與特點，從力學史話、家國情懷等方面進行課程思政建設(shè)，共總結(jié)整理課程思政案例61例，其中薄板解析算法部分21例，薄板近似算法14例，薄板振動屈曲10例，殼體理論16例。

（二）“板殼力學”課程網(wǎng)絡平臺資源建設(shè)

從視頻課件資源、在線教學資源、課程習題庫資源三個方面進行網(wǎng)絡平臺資源建設(shè)，如圖2所示。

1.視頻課件資源建設(shè)：（1）基于超星學習通平臺，項目團隊聯(lián)合錄制板殼課程視頻資源，定時發(fā)布于超星平臺，方便學生反復觀看，增強學習效果；（2）結(jié)合“板殼力學”解析學習內(nèi)容，建設(shè)基于Abaqus、HyperWorks平臺的板殼有限元分析視頻教學資源作為選學內(nèi)容，幫助學生實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。

2.在線教學資源建設(shè)：（1）參考河海大學目前國內(nèi)唯一的“板殼力學”課程在線學習資源進行資料整理，發(fā)布在百度網(wǎng)盤等線上資源庫，作為課程輔助學習資料；（2）整理、翻譯麻省理工學院公開課程中板殼力學的相關(guān)資料，統(tǒng)一保存至百度網(wǎng)盤數(shù)據(jù)庫，為學有余力的學生提供額外的學習資料。

3.課程習題庫資源建設(shè)：（1）針對“板殼力學”課程可用習題稀缺的困境，查閱國內(nèi)外主要的教材和參考書籍資料，整理一套用于學習的“板殼力學”課程習題資料，并基于超星學習平臺發(fā)布相關(guān)習題；（2）選取部分習題組建不對學生公開的板殼力學習題庫和考試資源庫。

（三）“板殼力學”課程講義建設(shè)

針對目前“板殼力學”課程的教材陳舊、第一版教材為1978年出版，且近20年國內(nèi)已無新的板殼力學相關(guān)教材出版的現(xiàn)狀，根據(jù)目前板書和PPT教學相結(jié)合，課程內(nèi)容擴容、調(diào)整，需要進一步建設(shè)課程的講義資源，課程針對目前“板殼力學”教材陳舊的問題，建設(shè)部分章節(jié)的板殼課程可自編講義，講義內(nèi)容如圖3所示。

1.半逆法與疊加法相關(guān)講義內(nèi)容擴容。現(xiàn)有教材中關(guān)于半逆法的相關(guān)介紹過于簡短，其中需要參考《板殼力學》上冊內(nèi)容或數(shù)學物理方程內(nèi)容進行理解，給學生學習帶來不便，本項目計劃重點面向Levy法完整推導、疊加法步驟、板殼力學內(nèi)容中涉及的常微分方程解法等內(nèi)容建設(shè)特色講義。

2.薄板變分原理相關(guān)講義編制?，F(xiàn)有教材中關(guān)于薄板變分原理的介紹過于簡單，需要學生自主查閱資料，增加了學生學習難度。本項目計劃搜集整理相關(guān)資料，形成面向板殼力學應用的變分法介紹，給出變分法的完整介紹，詳細闡述勢能與余能原理與板殼力學的結(jié)合。

3.板殼有限元部分講義。目前“板殼力學”課程的教材主要介紹已經(jīng)不常用的差分法，本項目計劃刪除板殼結(jié)構(gòu)差分法等目前不常用的計算方法，增加新增《板殼結(jié)構(gòu)有限元方法》章節(jié)（預計3～4學時），完成課件制作和內(nèi)部自編講義撰寫。

4.板殼結(jié)構(gòu)工程實用算法。為加強學生理論聯(lián)系實際的能力，增加“提高薄板穩(wěn)定性”相關(guān)章節(jié)的介紹（預計2學時）和“當代板殼結(jié)構(gòu)力學分析進展”專題講座（預計2學時），介紹加筋板近似算法，參考《薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計》等相關(guān)資料完成課件制作和自編講義撰寫。

（四）考評體系與資源建設(shè)

在教學中采用App實時統(tǒng)計學生到課情況，增加課程論文環(huán)節(jié)，以板殼力學經(jīng)典或前沿知識為題，撰寫科技小論文，在教學中加大信息化力度，開展國際化教育資源共享，發(fā)展遠程教學與多媒體教學。利用好精品課程網(wǎng)絡教育平臺，如慕課網(wǎng)、網(wǎng)易公開課等。借助相關(guān)的計算機軟件計算和模擬研究板殼力學問題，將理論學習與實踐探索相結(jié)合，提高力學課程教育教學的質(zhì)量，具體舉措如下：（1）利用超星App，實時定位簽到，精準實現(xiàn)平時成績管理；（2）加大信息化力度，搜集國外共享板殼課程資源并加工整理，搭建網(wǎng)絡云盤學習資料庫：（3）增加課程論文環(huán)節(jié)，以板殼力學經(jīng)典或前沿知識為題，撰寫科技小論文，提高學生科技寫作能力；（4）針對特定問題，采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式請學生上臺講解，激發(fā)學生學習興趣，給予參與學生獎勵分數(shù)。

結(jié)語

根據(jù)時代需求，建設(shè)“板殼力學”課程電子資源和特色講義，增加實用型的板殼力學有限元內(nèi)容，激發(fā)學生學習興趣；通過力學故事引入，增設(shè)“板殼力學”課程思政資源庫，尤其是結(jié)合大連理工大學力學優(yōu)良傳統(tǒng)，介紹我校力學學科的光輝事跡，增強學生愛專業(yè)、愛學校的情懷，特別針對保研、考研年級，提高本校吸引力。

通過動態(tài)調(diào)整課程內(nèi)容、結(jié)合學科前沿，建設(shè)“板殼力學”課程中缺失的思政資源、網(wǎng)絡平臺資源、課程講義資源、考評資源，充分調(diào)動課程中學生積極性，達到更好的教學效果。這些創(chuàng)新舉措不僅有助于解決當前教學中面臨的關(guān)鍵問題，也能夠培養(yǎng)學生系統(tǒng)思考和創(chuàng)新解決復雜工程問題的能力。通過理論與實踐的有機結(jié)合，引導學生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿骱蛻弥R，真正實現(xiàn)從“學會”到“會學”的轉(zhuǎn)變，為培養(yǎng)符合新時代需求的高素質(zhì)力學人才奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

［1］鄭泉水.清華錢班模式底層邏輯的腦科學和心理學基礎(chǔ)［J］.教育家，2021（47）：22-24.

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［5］胡葆華.基于提高學生學習興趣的工程力學教學方法初探［J］.建材與裝飾，2019（14）：211-212.

Abstract： This paper discusses the innovative construction and reform of the course of Plate and Shell Mechanics， aiming at improving the quality of the course， stimulating students’ interest in learning， and cultivating students’ engineering technology and scientific research ability. As a required course for mechanics major， Plate and Shell Mechanics is very important for the cultivation of students’ comprehensive ability. In the face of students’ difficulty in learning and low interest， this paper proposes to enhance students’ learning motivation and application ability by introducing diversified teaching methods such as case teaching， group discussion and project driving. The article introduces the construction of teaching resources in detail， including the updating and upgrading of curriculum ideology and politics resources， network platform， course handouts and evaluation system. In particular， it emphasizes the use of video courseware， online resources and other ways to solve the problem of lagging update of teaching materials and lack of exercise resources. At the same time， through the demand of course papers， strengthening the application of information technology and international resource sharing， the construction of a new evaluation system， students’ enthusiasm for learning is stimulated and their innovative thinking and interdisciplinary ability are developed.