工程專業(yè)認證背景下“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革探究

裴魏魏　李源作　劉明達

摘? ? 要：“材料力學(xué)性能”是材料學(xué)與工程學(xué)等專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，也是工程專業(yè)認證的必修課程。在教學(xué)過程中，“材料力學(xué)性能”課程內(nèi)容、教學(xué)方法是有效落實工程專業(yè)認證的方法和途徑。以工程專業(yè)認證標準為考量，對“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革進行探究，通過探討工程專業(yè)認證背景下課程教學(xué)的現(xiàn)實訴求，進而確定課程改革的標準，提出以工程專業(yè)認證為背景的“材料力學(xué)性能”課程改革思路，為“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革提供更為有效的方法和途徑。

關(guān)鍵詞：“材料力學(xué)性能”課程；專業(yè)認證；教學(xué)改革

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2023）05-0022-03

“材料力學(xué)性能”課程主要是為學(xué)生講解材料在外力和環(huán)境的作用下所體現(xiàn)出來的力學(xué)特點，是材料在應(yīng)用過程中經(jīng)常會遇到的問題，因此，“材料力學(xué)性能”是材科科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生必修的重要課程，更是學(xué)生獲得工程專業(yè)認證的必修課[1]?！安牧狭W(xué)性能”課程教學(xué)的好壞直接關(guān)系到學(xué)生專業(yè)認證的成敗，可見，課程內(nèi)在結(jié)構(gòu)與工程專業(yè)認證間有著十分緊密的聯(lián)系。“材料力學(xué)性能”課程作為基礎(chǔ)性學(xué)科在培養(yǎng)專業(yè)型人才中起到了重要的作用，而課程教學(xué)改革則是提高教學(xué)水平、培養(yǎng)學(xué)生能力的核心環(huán)節(jié)。

一、工程專業(yè)認證下“材料力學(xué)性能”課程內(nèi)容建設(shè)的現(xiàn)實訴求

（一）核心：“材料力學(xué)性能”課程改革內(nèi)容

以學(xué)生為核心、以培養(yǎng)目標為宗旨的工程教育專業(yè)認證對教學(xué)內(nèi)容、師資情況、學(xué)校條件等都提出了嚴格的要求[2]。具體來看，材料力學(xué)類課程改革的內(nèi)容應(yīng)圍繞工程教育專業(yè)認證的理念進行，從“培養(yǎng)什么樣的人”轉(zhuǎn)變?yōu)椤芭囵B(yǎng)具備何種能力的人”，以實現(xiàn)“材料力學(xué)性能”課程培養(yǎng)的全面化和專業(yè)化[3]。從這一角度看，工程專業(yè)認證從另一方面展現(xiàn)了材料力學(xué)教學(xué)內(nèi)容與課程間的關(guān)系，二者不應(yīng)是簡單的對應(yīng)關(guān)系，而應(yīng)是相互印證、包含的關(guān)系。換句話說，“材料力學(xué)性能”課程的教學(xué)改革要以工程專業(yè)認證為核心展開。其課程的改革內(nèi)容也應(yīng)以工程專業(yè)認證為核心，圍繞課程完成的質(zhì)量，不但要在課程內(nèi)容上加以豐富，還要實現(xiàn)基本的教學(xué)目標。

（二）同一化：“材料力學(xué)性能”課程建設(shè)克服瓶頸

我國工程專業(yè)認證對畢業(yè)學(xué)生都有相同的標準和要求，學(xué)生的培養(yǎng)內(nèi)容、方法、要求都基本相同，高?！安牧狭W(xué)性能”課程的培養(yǎng)方案和教學(xué)體系也大同小異，可見，“材料力學(xué)性能”課程內(nèi)容的同一化已經(jīng)成為亟須解決的問題[4]。不同高校在課程體系、方法、標準上都存在同一化，但由于課程內(nèi)容受到不同高校的教學(xué)條件、師資力量、學(xué)生水平等方面的影響，教學(xué)質(zhì)量會有一定的差異。盡管部分高校引用了高水平的材料力學(xué)教材，但受其他方面條件的限制，教學(xué)效果也不理想。因此，“材料力學(xué)性能”課程建設(shè)是克服工程專業(yè)認證同一化最有效的方法。通過課程建設(shè)可以為工程專業(yè)認證起到更強有力的支撐，向著專業(yè)需求的方向發(fā)展，在課程實踐過程中不斷調(diào)整，建構(gòu)高質(zhì)量、高水平的“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)內(nèi)容。

（三）協(xié)同共生：“材料力學(xué)性能”課程建設(shè)與專業(yè)認證關(guān)系

工程專業(yè)認證背景下的“材料力學(xué)性能”課程改革是培養(yǎng)工程專業(yè)人才的有效途徑，二者是相輔相成、相互促進的關(guān)系[5]。完善的課程內(nèi)容是實現(xiàn)工程專業(yè)認證的驅(qū)動力，工程專業(yè)認證是“材料力學(xué)性能”課程內(nèi)容的最終目標。課程內(nèi)容的改革對于提高學(xué)生的專業(yè)能力起到了至關(guān)重要的作用，對學(xué)生工程專業(yè)認證有著重要的影響。材料力學(xué)類課程質(zhì)量是影響人才培養(yǎng)的重要因素，工程專業(yè)認證是材料力學(xué)類課程的外在體現(xiàn)。在教學(xué)實踐過程中，只有找到正確的方向，才可以為“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革提供“能量”，也只有以工程專業(yè)認證為目標，“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革才可以滿足社會的需求。

二、工程專業(yè)認證下“材料力學(xué)性能”課程改革的考量標準

我國的材料力學(xué)類課程教學(xué)有明確的要求，學(xué)生需要掌握與專業(yè)相關(guān)的知識、技能與素養(yǎng)，通過相關(guān)的專業(yè)認證?；谀康膶?dǎo)向的課程內(nèi)容設(shè)計可以幫助學(xué)生有更清晰、更明確的學(xué)習(xí)目標?！安牧狭W(xué)性能”課程教學(xué)改革的考量標準可以為課程的改革提供強有力的參考依據(jù)，也為改革指明了方向。

（一）“材料力學(xué)性能”課程的維度標準

1.思想維度：終身學(xué)習(xí)與創(chuàng)新發(fā)展

數(shù)字時代，終身學(xué)習(xí)是被認可的發(fā)展理念，也為知識價值賦予了新的意義。“材料力學(xué)性能”課程改革為當(dāng)下的工程學(xué)者找到了更恰當(dāng)?shù)陌l(fā)展之路，通過工程專業(yè)認證實現(xiàn)個人的全面發(fā)展，建立終身學(xué)習(xí)意識，實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展[6]。首先，思想維度是社會個體建立起終身學(xué)習(xí)意識的重要層面?！安牧狭W(xué)性能”課程的改革不但有利于學(xué)生知識的獲得，還可以在課程中融入對學(xué)生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。其次，該課程的創(chuàng)新性有利于學(xué)生思維意識的形成。因此，“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)改革要以教學(xué)內(nèi)容為主，根據(jù)考量標準為學(xué)生提供有內(nèi)容、有價值的課程知識。

2.知識維度：學(xué)科前沿與學(xué)科交叉

工程專業(yè)認證作為新時代工業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，是解決工程問題的關(guān)鍵。工程專業(yè)認證對“材料力學(xué)性能”課程也提出了新的要求，不但要更替陳舊的教學(xué)內(nèi)容，跟隨學(xué)科前沿設(shè)置課程教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供更豐富的知識，還要突破現(xiàn)有的學(xué)科壁壘，實現(xiàn)“材料力學(xué)性能”課程內(nèi)容的綜合化，涉及更多工程方面的知識[7]。因此，“材料力學(xué)性能”課程改革內(nèi)容的標準來源應(yīng)更為廣泛，首先，要時刻關(guān)注相關(guān)的工程成果，及時對成果進行轉(zhuǎn)化。其次，學(xué)科內(nèi)容的改革還要注意與工程實踐相結(jié)合，改變傳統(tǒng)學(xué)科的結(jié)構(gòu)，融入交叉知識，豐富課程內(nèi)容。

（二）“材料力學(xué)性能”課程知識體系建設(shè)標準

1.實踐體系：知識與工作環(huán)境

工程專業(yè)需要實踐來解決專業(yè)問題。實踐活動的完成需要系統(tǒng)的專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和實踐的過程，學(xué)生需要具備把所學(xué)知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`的能力，從而解決具體問題[8]。因此，在“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)過程中，教師除了專業(yè)知識的教學(xué)外，還要加入圍繞某一特定的工程問題進行解決的教學(xué)內(nèi)容，通過實踐教學(xué)滿足學(xué)生知識和技能的轉(zhuǎn)化。另外，還要加入工作情景結(jié)合專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，把工程活動中需要的知識細分，以“潤物細無聲”的方式影響學(xué)生，完成課程內(nèi)容與實踐相結(jié)合的教學(xué)。

“材料力學(xué)性能”課程的教學(xué)內(nèi)容要注意與實踐的結(jié)合，要盡可能地在原有課程的基礎(chǔ)上豐富課程內(nèi)容，全面提高學(xué)生的實踐能力[9]?！安牧狭W(xué)性能”課程實踐可以幫助學(xué)生了解各種材料的性能與制造工藝等情況，有效幫助學(xué)生在工程實踐中了解各種材料的特點，根據(jù)工程的需要選擇適合的材料。材料內(nèi)容的理論學(xué)習(xí)應(yīng)與實踐相結(jié)合。由于理論課程的學(xué)習(xí)較為枯燥，教師在教學(xué)的過程中還要注意運用合適的教學(xué)方法，讓學(xué)生對力學(xué)性能有全面的了解，為后續(xù)更深入地學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。值得注意的是，工程專業(yè)認證下的材料力學(xué)專業(yè)本身就是實踐性較強的學(xué)科，其學(xué)科知識體系建設(shè)要注意理論與實踐的結(jié)合，真正做到理論融入實踐，讓學(xué)生在實踐中消化理論知識。

2.綜合體系：工程與倫理知識

人類工程活動過程中對社會環(huán)境的影響日益凸顯，有必要在課程中融入與專業(yè)相關(guān)的文化教育，如環(huán)境、法律、倫理等知識。通過多元化知識體系培養(yǎng)出的多學(xué)科背景下的工程專業(yè)人才才是社會所需要的人才[10]。首先，“材料力學(xué)性能”課程需要以人的需要為主，在課程教學(xué)過程中滿足學(xué)生多方面的需要，進而滿足社會需求。其次，“材料力學(xué)性能”課程中需要體現(xiàn)與其相關(guān)的倫理方面的知識和內(nèi)容。任何職業(yè)都需要從職業(yè)標準、職業(yè)道德出發(fā)，只有具備一定的倫理道德才能在施工過程中考慮到人的安全。

材料力學(xué)性能是一門綜合性較強的學(xué)科，學(xué)生除了學(xué)習(xí)課程的基本內(nèi)容，還要了解工程活動是人們改善社會環(huán)境的手段，因此，教師要把倫理道德引入到課程中，使學(xué)生認識到在選擇材料、運用材料的過程中除了考慮材料各方面的性能以外，還要注意材質(zhì)的選擇，從而不會違背社會倫理，做一名合格的工程人。因此，對工程專業(yè)認證背景下的“材料力學(xué)性能”課程的教學(xué)研究，不只是要做到學(xué)科知識的學(xué)習(xí)與實踐，還要注重職業(yè)道德的培養(yǎng)，課程改革建設(shè)標準也要從這一點出發(fā)，培養(yǎng)全面、合格的人才。

三、工程專業(yè)認證下“材料力學(xué)性能”課程改革思路

“材料力學(xué)性能”課程改革需要以工程專業(yè)認證為背景，以扎實基礎(chǔ)、拓展專業(yè)為原則，提出專業(yè)認證背景下“材料力學(xué)性能”課程的改革思路。

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，知識與素質(zhì)教育并重

1.調(diào)整課程內(nèi)容

“材料力學(xué)性能”課程是工程材料運用的重要課程之一，需要在原有的課程基礎(chǔ)上豐富教學(xué)內(nèi)容，增加“材料力學(xué)性能通論”課程的內(nèi)容[11]?！安牧狭W(xué)性能通論”課程可以幫助學(xué)生更清晰地了解材料的產(chǎn)生、發(fā)展、成分、結(jié)構(gòu)、制造工藝、性能等內(nèi)容，幫助學(xué)生了解材料的特點，在不同的工程中恰當(dāng)?shù)剡x擇適合的材料。另外，材料內(nèi)容的學(xué)習(xí)較為枯燥，教師在教學(xué)過程中還要注意運用合適的教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生對力學(xué)性能有全面的了解，為后續(xù)更深入地學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

在“材料力學(xué)性能”課程教學(xué)內(nèi)容方面，要注意以材料的力學(xué)性能為主，融入材料的內(nèi)容，從多角度優(yōu)化“材料力學(xué)性能”的教學(xué)內(nèi)容[12]。首先，掌握不同材料的區(qū)別和聯(lián)系。如金屬、高分子、陶瓷材料的聯(lián)系和區(qū)別，根據(jù)不同材料的硬度和特質(zhì)判斷其應(yīng)用范圍。其次，讓學(xué)生學(xué)習(xí)材料的互補特質(zhì)，了解現(xiàn)代材料的發(fā)展方向。例如，陶瓷硬度高，可以應(yīng)用于更耐磨的場合。通過優(yōu)化課程內(nèi)容，強化學(xué)生對材料的認識，啟發(fā)學(xué)生的思維，提高學(xué)生的專業(yè)認知能力。

3.知識素質(zhì)教育

隨著社會的發(fā)展，各學(xué)科呈現(xiàn)出交叉的特點，各學(xué)科知識相互滲透，已經(jīng)是不可避免的趨勢[13]?！安牧狭W(xué)性能”課程的改革不但要注重材料基礎(chǔ)知識的教學(xué)還要注意學(xué)生素質(zhì)的教育。首先，在課程改革的過程中融入材料力學(xué)科學(xué)家的治學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情及創(chuàng)新思維。其次，“材料力學(xué)性能”課程的教學(xué)要注意與實踐相結(jié)合，幫助學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐。

（二）重視基礎(chǔ)學(xué)科，融入實踐創(chuàng)新

1.學(xué)科知識與發(fā)展相結(jié)合

以往的“材料力學(xué)性能”課程多注重專業(yè)知識的教學(xué)，較少關(guān)注學(xué)科的發(fā)展方向?！安牧狭W(xué)性能”課程建設(shè)要在教學(xué)的過程中結(jié)合學(xué)科的發(fā)展融入新的教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生了解專業(yè)課程的發(fā)展方向[14]。例如，教師可以在教學(xué)過程中加入納米材料、納米線，以及相關(guān)的力學(xué)性能理論，讓學(xué)生了解專業(yè)知識的學(xué)習(xí)需要及學(xué)科發(fā)展前沿。

2.實踐創(chuàng)新能力的融入

工程專業(yè)認證背景下“材料力學(xué)性能”課程的改革需要融入實踐和創(chuàng)新能力。實踐課程可以幫助學(xué)生最大程度地把理論知識轉(zhuǎn)化為實踐應(yīng)用能力[15]。該課程的教學(xué)目標是使學(xué)生具備相關(guān)的專業(yè)知識，解決在工程中遇到的實際問題。另外，除了專業(yè)課程外，還要選擇與專業(yè)課程相關(guān)的選修課程，拓展學(xué)生的知識視野，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

綜上所述，工程專業(yè)認證背景下“材料力學(xué)性能”課程改革過程中要注意通過開放的、互動的方式提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，掌握專業(yè)技能方法，為學(xué)生未來從事相關(guān)工作打下堅實基礎(chǔ)?！安牧狭W(xué)性能”課程的教學(xué)改革，要以倫理道德為標準，培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識進行實踐的能力，真正做到人才的全面化培養(yǎng)，實現(xiàn)全面育人的培養(yǎng)目標。“材料力學(xué)性能”課程的改革需要教師、學(xué)生、學(xué)校的共同努力，更重要的是如何更好地在現(xiàn)有教學(xué)體制基礎(chǔ)上尋找一條更適合學(xué)生長遠發(fā)展的途徑。

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編輯 丁俊玲