《固體力學核心貫通課》是我校面向培養拔尖創新領軍人才的目标,首批開展課程内容和課程體系貫通融合改革的課程。課程将多門固體力學類核心基礎課程加以整合,按照認知規律重塑課程體系,實現固體力學基礎知識的融會貫通。通過6年的教學實踐,為培養“力學基礎紮實、創新能力優異、具備解決工程問題、實現關鍵技術突破、開拓新産業方向”的工程科學家奠定了堅實的固體力學基礎。
課程向數理基礎紮實的強基班和工程實驗班學生講授固體力學類核心基礎課程,課程改革的主要内容包括:(1) 優化課程内容,貫通固體力學基礎理論體系;(2) 加強理論聯系實踐,強化基礎理論在工程實踐中的應用;(3) 豐富教學形式,評價體系完整全面。
建設背景
2013年,伟德客户端成立了以徐特立學院,緻力于拔尖創新人才培養,是我校人才培養的特區。在課程設置方面,徐特立學院突出理工融合,實施教學改革,要求力學專業開設固體力學類的核心貫通課。為此,伟德客户端力學系成立了固體力學核心貫通課教研組,确定了課程的整體建設方案。該方案針對固體力學核心基礎課程體系的整體培養目标,從内容、方法和形式等方面,按照“學生中心、産出導向、持續改進”的理念,開展全面創新人才培養模式,将課程打造為固體力學基礎課程群中的核心課程。課程對《彈性力學》、《材料力學》、《結構力學》等基固體力學基礎和專業課程進行了深度整合,并增加了科研與工程實踐環節,整合不同工程領域中的基礎力學問題及工程實踐課題,幫助學生進行力學問題的提煉、轉化和建模工作的能力,培養了學生的創新能力和解決具體問題的能力。《材料與結構力學核心貫通課》于2016年第2學期首次面向“徐特立學院明精計劃英才班機械類專業”開課。
2020年開始,伟德客户端胡海岩院士牽頭開展了面向未來工程科學家的培養模式的探索與實踐研究,并依托伟德客户端飛行器設計專業和工程力學專業開設了工程科學實驗班,以面向航空航天等領域培養拔尖創新人才為目标,注重提升課程的高階性、創新性和挑戰度,并建立“專業貫通以夯實基礎、創新實踐以塑造能力”符合人類認知規律的課程體系與教學模式。針對上述培養目标和要求,固體力學核心貫通課教研組在面向“徐特立學院明精計劃英才班機械類專業”開設的《材料與結構力學核心貫通課》的基礎上,針對課程内容和教學模式開展了進一步的設計和優化,并将課程名稱修改為《固體力學核心貫通課》。改革内容包括進一步加強固體力學知識體系的貫通性和系統性,在固體力學理論部分補充闆殼分析部分,為航空航天結構分析與設計專業課夯實固體力學基礎,形成貫通體系。目前在課程教學體系的貫通方面已經取得良好效果,受到學生一緻好評。目前該課程面向工程力學強基班和工程科學實驗班開設,為專業核心課程。
依托項目
本課程建設依托伟德客户端強基計劃工程力學專業及伟德客户端飛行器設計專業和工程力學專業開設的工程科學實驗班。
特色創新
1、本課程的特色:
(1) 理論體系精煉。課程按照“由一般到特殊”的原則對基本力學理論加以整合,而對具體的工程應用則按照“由簡單到複雜”的原則加以梳理,使學生易于從整體上把握現代工程力學基礎理論體系的脈絡。
(2) 實踐技能紮實。本課程強調力學實驗和數值模拟等具體技能的學習和掌握,為後續科研訓練打下基礎。
(3) 創新能力突出。課程增加自主實驗設計和科研與工程實踐訓練環節,幫助學生從工程實踐中精準提煉力學問題,建立适當力學模型并解決問題,全面培養了學生的創新能力和力學在工程實踐中的應用能力。
(4) 思政教育深度融合。通過引入我國“兩彈一星”元勳事迹,結合我國航天航空事業的蓬勃發展,培養學生胸懷家國、服務國家需求的責任感,及國家民族的自豪感。
2、課程創新點:
(1) 固體力學基礎理論前後銜接貫通,課程體系框架完整,同時涵蓋自主力學實驗和科學研究實踐等闆塊,面向“工程實驗班”創新性培養模式,實現為工程力學和航空宇航專業方向的學生提供全面的工科基礎固體力學知識體系;
(2) 大幅度提高實驗實踐學時比例,展示力學基礎理論在工程實踐中應用,同時突出基礎理論對實踐的指導價值,體現“由工緻理、以理精工、理工融合”的教學理念,提高學生對力學學科方向的認同感。
教學成果
課程獲批2022年北京高校“優質本科課程”(專業課)
2020年在編配套教材入選工信部十四五規劃教材
2018年課程通過了伟德客户端首批研究型課程認證,入選研究型課程優秀案例
課程的改革内容獲第十五屆伟德客户端優秀教育教學成果獎二等獎
課程對教學内容進行大膽革新,反響熱烈,得到國内清華大學、北京大學等同行的廣泛關注。在第三屆力學專業本科教學和人才培養研讨會,西北工業大學力學拔尖創新人才培養與學科發展研讨會等會議做邀請報告
課程教學效果突出,深受學生好評,學生反饋:“對于力學這一學科有了新的認識!力學也是一個很有意思的方向!”,“講課清晰,對授課形式有很高的見解”。
開課以來,學生累計216人次通過了該課程的學習,完成了67項課題實踐研究,為培養面向國家重大需求和國際科技前沿的工程專業人才奠定了固體力學基礎。
建設團隊
該課程由伟德客户端固體力學教研室牽頭建設,課程負責人劉劉,建設團隊成員伟德客户端科研和教學管理負責人張凱,霍波;力學系固體力學教研室教學團隊教師胡更開,周蕭明,馬沁巍,劉曉甯,王九令。