将工程教育融入力学课程教学之中

将工程教育融入力学课程教学之中
关键词：工程教育；教育模式；力学课程；广义工程；创新
一、将工程教育落实到力学课程教学中
在力学课程中实施工程教育不是指简单地对工程知识的传授，也不是
单纯指对工程人才的培养。

它应该是科学知识、科学思想、科学方法、科
学精神综合形成的一个体系。

在这个意义上，构建力学课程工程教育平台，就是用与教学内容相关的实际问题作为载体，让学生在教师的和指导下有
目的、相对独立地进行探索研究，从而促进学生思维水平的发展，提高学
生运用知识解决实际问题的能力，并从中感悟到科学研究的基本策略和方法，得到科学的熏陶，从而培养工程专业学生将理论知识应用到实践中解
决实际问题的实践能力。

（一）力学课程对工程教育的内在价值，即力学知识对学生工程启迪
方面的作用
通过力学课程认识工程问题。

以力学基础课程为载体，认识工程，并
不断更新力学与工程的认知，通过以下环节：①生活中的力学与工程；②
生产实践中的力学与工程；③重大领域中的力学与工程；④重大事故中的
力学与工程问题。

如上海“倒楼事故”的原因就是一个力学问题。

将这些
概念和理论通过课程教育学生，这样学生们的实践能力就可以在今后的解
决复杂问题的过程中发挥重要的作用。

（二）提出工程问题，构建工程问题库
左铁镛院士表示：“对工程教育而言，现代工程学已进入‘社会工程’时代，未来工程师面临的挑战将主要来自‘非工程’方面。

工程教育要建
立‘大工程’的概念，引导受教育者正确认识和对待专业技术、人与自然
的关系、人与社会的关系以及自身发展、社会发展等问题。

”因此，应利用课程优势构建“广义工程”系统。

（三）力学课程的外在价值，即指力学知识系统对于社会生活的实用功能
二、营造适宜学生工程教育的实践环境
以创新实验为载体，让学生进行提炼、建模、测试、分析等科学研究过程。

在实验教学计划中，增加丰富的实践项目，利用课堂和学习场所、实验室使计划具有活泼的、实践的、团队的特色。

及时与外界沟通，通过广泛评估与评价不断改进计划。

注重学生的团队精神培养，在实验中锻炼学生的交流沟通和协调合作能力，培养学生的团队意识；在教学资源允许条件下，鼓励本科生提前进入实验室，强化学生的工程实践能力和创新能力。

（一）根据创新能力培养规律，建立分层次合理的实验课程体系
（二）改进实验内容，立足课程内涵建设培养学生创新能力
改革实验课程的内容，关键是要反映学科研究的最新进展，并符合培养卓越工程师计划的要求。

在实验课程体系内，各门力学实验课程以实际训练的培养为指导，在教学中要重新审视传统的实验内容和实验方法，在保证基础性实验的前提下，减少验证性实验，增加设计性、探究性实验。

对于实验课程体系中的不同层次的实验课程，分别提出相应的基础性、设计性、探究性实验比例，如在第一层次，以基础性实验为主，而在第三层次，则以设计性、探究性、综合性实验为主。

实验按照内容分成：①规范化操作训练实验，主要让学生掌握必要的实验操作技能，培养学生一丝不苟的工作作风和严谨的科学态度；②探究性实验，进一步对实验中碰到的
实验现象从理论的高度加以认识，如在实验中要求学生对实验采用的方法、实验过程、实验线路和实验目的等方面去思考；③设计性实验，主要拓宽
学生实验思路，提高学生解决实际问题的能力，并且使实验教学内容更贴
近学科发展和其他领域的需要。

在探究性、设计性实验的教学过程中，强
调教学方法从传统的以教师为主的模式转变为学生为主的模式，教师的作
用更多地体现在科学研究方法的指导上，更好地促进学生开展自主学习、
研究性学习，激发学生的学习兴趣和激情。

三、实践大学本科“全程实践教育”的新模式
在力学课程教育的背景下，学生深入到工程实际，将工程设计作为一
个高于理论与实践的创新环节，从力学基础课程、力学基础实验、科研和
工程项目毕业设计等环节强化工程教育，力学教育贯穿于工程教育的全过程，提高了学生的技术创新能力。

（一）开展课外科研与科技竞赛等活动，激发学生创新思维的原动力引导优秀的学生参与科研项目和课外科技制作活动。

在开放实验室的
条件完善后，学生的课外活动可以利用开放实验室的有利条件，扩大参加
课外科研活动的学生数。

鼓励有兴趣的高年级学生积极参加“全国大学生
力学实验竞赛”、全国“周培源大学生力学竞赛”及学生课外科研基金等
活动。

（二）解决工程问题
学生如何将课堂上获取的理论知识应用到实践中解决实际问题是新世
纪工程师所面临的一个挑战。

力学基础课程对学生建模能力、工程设计的
培养，是其他课程及各种形式的工程实践环节所不能替代的。

通过问题的
提出、猜想、假设、建模，并通过制订计划与设定研究问题，进行实验与
收集证据，分析与论证，评估、交流与合作，最后通过答辩会，交流论证
学生分析、解决问题的办法。

工程教育项目是“我国创新型工程科技人才培养研究”及“质量工程”项目的重要内容。

随着世界形势和国家政治、经济及社会环境的变化，工
程教育也必须随之进行相应的调整与，以满足国家对卓越工程师人才的需要。

因此，需要搭建一个平台，进一步探究工程改革的动力，理清工程改
革的主要内容，交流工程教育改革的做法和经验，以达到推动国内高等工
程教育改革、培养创新人才、提高教育教学质量的目的。