工程力学国家一流本科专业综合改革与实践——以郑州大学工程力学专业为例.pdf

收稿时间 2023-01-18基金项目 河南省高等教育教学改革研究与实践项目重点项目“新工科 建设背景下工程力学专业实践教学体系建设与改革研究”（2021SJGLX053）；“双一流建设背景下基于慕课的力学系列课程混合式教学创新与实践”（2021SJGLX055）；郑州大学教学改革研究与实践项目“工程力学国家一流本科专业人才培养模式综合改革与实践”（2021ZZUJGLX048）、“人工智能+力学 新工科建设改革与实践”；河南省高等教育教学改革研究与实践项目“助力新工科打造面向全省工科专业的基础力学 金课”（2019SJGLX192）。作者简介 王利霞，（1969），女，河南人，博士，教授，研究方向为高聚物成型及模具设计中的力学问题。通信作者：刘艳萍（1986），女，河南人，博士，副教授，研究方向为材料结构与性能关系、相变材料制备与性能。摘要 在“新工科”建设需求和“双一流”建设背景下，为适应人才培养的新需求，结合国家一流本科专业建设要求，把本校工程力学专业办出特色，是将其建设成省内领先、国内具有影响力的专业的关键。文章对国内多所高校工程力学本科专业进行了调研，根据专业特点及发展趋势，明确了培养目标和定位，从人才培养模式、课程体系建设、师资队伍建设、管理和保障体系等方面进行综合改革，并在本校工程力学专业进行实践，旨在提高工程力学专业建设水平和人才培养质量。关键词 工程力学专业；专业建设；教学改革；培养模式；创新能力中图分类号 G64 文献标识码 A 文章编号 2095-3437（2023）08-0018-032023年4月April，2023University Education2019年教育部办公厅印发了 关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知，旨在加快建设高水平本科教育，推进教育现代化。专业是人才培养的基本单元，是建设高水平本科教育、培养一流人才的根本1，因此，高等学校人才培养要把握好一流专业建设的内涵，坚持“以本为本”、推进“四个回归”，结合“新工科”建设需求和“双万计划”，努力建设特色鲜明的国家一流本科专业，为国家和区域经济建设培养高质量人才。郑州大学工程力学专业 1979 年首次招生，2010 年获批国家级高等学校特色专业建设点，2021年获批第二批国家一流本科专业建设点。力学学科拥有力学一级学科博士学位授权点和一级学科硕士学位授权点、力学博士后科研流动站，具有本科硕士博士完整的人才培养体系，本科生每年招生规模150人，多年来为国家输送了大批优秀力学人才。为了更好地提升本科专业建设水平，提高人才培养质量，本教学团队以人才培养为中心，以师资队伍建设为根本，以课程建设为基础，以教学改革为动力，以提升办学条件为保障，通过专创融合、产学协同，培养学生的创新实践能力和综合素质，构建基础和专业知识、能力和综合素质并重的人才培养模式，建设“金专”“金课”“金师”“金教材”，有计划地推动工程力学专业的建设和发展。一、改革内容（一一）突出人才培养目标特色突出人才培养目标特色，精准人才培养定位精准人才培养定位基于力学学科的工程基础地位，以国家一流专业建设标准为准则，面向国家和中原经济区建设，针对重大工程和关键核心技术问题，在健全人才培养机制、优化教学资源、加强实践创新能力培养等方面持续进行改革探索，在强调扎实的力学理论知识和实验技能、工程结构设计和计算分析能力的基础上，加强实践创新能力、国际视野和综合素质的培养，注重多学科知识的交叉与融合，培养德智体美劳全面发展，具有扎实力学基础理论、实践技能、创新能力和国际视野，同时具有健全人格、能力全面的高级复合型力学人才。（二二）改革人才培养体系改革人才培养体系，加强以学生为中心的人才加强以学生为中心的人才培养模式建设培养模式建设根据当前教育新形势对高等学校人才培养的需求，更新教育理念，完善课程体系，加强以学生为中心的人才培养模式建设，以提升学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。1.打造一流课程引领的一流课程体系和教学模式课程是人才培养的核心要素，打造并上好“金课”是建好“金专”的基础。对标国际国内一流大学的工程力学专业，考虑课程体系对毕业目标的支撑，并以2018版工程力学国家一流本科专业综合改革与实践以郑州大学工程力学专业为例王利霞刘艳萍李晓玉刘雯雯郑州大学力学与安全工程学院，河南郑州45000118普通高等学校本科专业类教学质量国家标准（力学）为依据，设置符合时代发展要求、具有专业特色的课程体系，优化理论知识体系，构建结构合理、体系完善、特色鲜明的工程力学专业课程体系。充分发挥力学基础学科优势，从教学内容组织、教学设计、教学方法和评价等方面进行研究与改革。对学科、专业中蕴含的思政元素进行深入挖掘，构建科学合理的授课内容、课程思政体系，并建设力学相关的通识课程作为素质拓展资源，逐步建设力学专业基础、专业核心和通识课程系列慕课资源和思政示范教学资源库。以推进力学本科教育“四个回归”为根本任务，基于力学系列慕课开展线上线下混合式教学和融合式教学，开辟智能教育新途径，将力学系列课程打造成为具有高阶性、创新性和挑战度的“金课”。教材是人才培养的主要“剧本”，要写好“金教材”。根据当前教育新形势，与线上慕课资源互为补充，建立新形态、立体化教材，写好“剧本”上好“金课”，逐步形成力学系列新形态教材。2.以师资队伍建设为核心资源，为一流专业建设提供决定力量教师是人才培养的决定力量，因此要培养锻造“金师”。教师是立教之本、兴教之源。做好新时代教育工作，前提就是要有一支数量充足、结构合理、素质优良的教师队伍2。因此，要进一步完善政策制度，激励教师投入本科教学，将高层次人才配备到本科教学中。加强课程教学团队负责人选拔培养，加强专业教师队伍建设，加大教师在职培养力度，激励教师进行教学业务能力和教育教学改革研究水平的提升，打造一支具有过硬的教育教学能力并具有改革创新精神的教学团队。（三三）以一流的教学管理为保障以一流的教学管理为保障，建立一流人才培养建立一流人才培养机制机制以一流专业建设标准为准则，改革和完善教学过程质量监控机制，建立有效的持续改进机制和毕业生跟踪反馈机制。对各主要教学环节提出明确的质量目标要求，形成质量监控、反馈和持续改进的有效机制，提升教学质量，保证毕业要求的达成，并不断促进本专业的改革和发展。工程力学专业教学质量监控体系如图1所示。为全面达成一流专业建设标准，随着工程力学专业各个教学环节的改革，对质量监控体系和人才培养持续改进机制提出新的要求，需要结合人才培养方案的改革进一步进行相应的修订和完善。（四四）构建创新实践教学体系构建创新实践教学体系，加强科技创新能力培养加强科技创新能力培养1.构建“厚基础、重实践、强创新”的工程力学专业特色实践教学体系为了构建符合当前人才需求的特色实践教学资源，依据重视基础理论、强化实践技能、培养创新精神、提升综合素质的理念，以培养学生实践创新能力为目标，以实验和技能训练为基础，强化工程训练和专业训练，并将科研训练和社会实践作为延伸，构建目标明确的“基础专业综合创新”的层次递进的实践教学体系。对实践课程和环节进行优化，并建立相应的实践教学资源，按层次循序渐进地开展实践教学活动。2.充分利用学科平台优势，紧密联系企业，加强特色实践教学资源建设高等学校学生创新能力的培养与实践，是当前人才培养的最终目标，也是实施创新驱动发展的必然要求。郑州大学力学学科拥有河南省力学实验教学示范中心、国家级国际联合研究中心、省级实验室和产学合作实践平台，具有很好的实践教学平台基础。在开设满足实践教学要求的课内实验、实验课程的基础上，充分发挥平台优势，将所有平台向本科生开放，通过开设开放性实验项目、创新创业训练项目或引导学生参与教师的科研项目，培养学生的工程实践能力、创新能力和国际化视野；与校外企业合作，建立校企联合实践教学基地、产学合作协同育人平台等。二、改革方法和手段围绕郑州大学一流大学建设目标，积极对标国内外一流大学力学专业，找差距、定目标，努力提升专业建设水平，构建基础和专业知识、能力和综合素质并重的人才培养体系。（一一）围绕以学生为中心的理念围绕以学生为中心的理念，修订工程力学专业修订工程力学专业培养目标和毕业要求培养目标和毕业要求根据毕业要求的内涵，确定学生毕业对知识和能力的具体要求，并兼顾学生考研、出国和就业等不同需求，使学生的综合素质和能力得以全面和持续发展3-4。将毕业要求逐条分解成若干分项指标点，使每项指标点有35门课支撑，以保证本专业课程体系教学内容对毕图1工程力学专业教学质量监控体系质量标准各教学环节的过程组织教学效果教师教学质量评测教学过程检查及资料归档专业培养方案教学计划的制订、运行和评估专业建设课程建设教材建设师资队伍建设实验室建设实习基地建设等规划考评、检查结果的统计分析及整改建议建设规划的执行专业教学评估办学定位、办学思路改进与提高教学质量的信息汇总课程考核与总结毕业设计（论文）质量情况学生道德文化和心理素质情况毕业生和用人单位的反馈专家督导听课领导听课信息员反馈学生评教教授听课教学日历执行期中期末检查日常辅助检查19业要求的全覆盖，并在国家一流专业建设中逐步完善和实施。（二二）优化课程体系和教学资源优化课程体系和教学资源以国家重大战略发展需求背景下力学基础教育目标为指引，梳理基础力学课程、核心力学课程及专业拓展课程知识体系。针对当前总学时减少的情况，不削减基础力学学时，夯实力学基础，保证授课深度。对于核心力学课程，由于课程较多，根据教育部 工程力学专业规范 对课程知识点的要求，梳理建立合理的核心力学课程体系。以国家级、省级一流课程建设为目标，基于现有力学系列课程慕课资源，建立课程的高阶性教学目标，利用多元化教学方法和手段5，将力学主干课程打造成具有高阶性、创新性、挑战度的力学系列一流课程；以材料力学 省级“十四五”规划教材建设为示范，建设慕课资源和教材结合的力学系列新形态立体化教材；并将思政教育贯穿教育教学全过程，着力落实课程思政全覆盖。加强专创融合与产学协同育人，鼓励教师科研反哺教学；建立校企深度合作、产学融合的合作机制，与热心教育的企业加强合作。例如，工程力学专业与百度公司合作，建立“郑州大学百度人工智能工程应用创新实验室”，依托该创新实验室，形成“AI+力学”创新教育模式，为“新工科”培养“AI+力学”的新型复合人才。（三三）加强教师队伍建设加强教师队伍建设围绕专业建设目标，建立教学团队，实现师资的结构优化。为每位青年教师配备导师，制订三年培养计划，开展师德师风教育与教学能力培训，通过岗前培训、助课、定期考核、上岗前试讲、跟踪反馈等措施，提升青年教师教学能力；强化课程教学团队的作用，定期召开教学工作会议、进行教学方法和教学改革研讨；充分发挥教学督导委员会作用，并落实互听课、互评课制度，提升教学质量和教学水平。学院投入专项经费支持教师进行课程建设和教学改革研究、参加教学会议、发表教改论文、出版教材等，激励和引导教师投入教学改革与创新。鼓励和支持广大教师参加各级教学创新大赛，以赛促教，通过比赛促进教师深入思考、切实带动教学创新。通过校企合作、产学合作聘请各类实践经验丰富、专业技能一流的工程技术人员充实实践教师队伍。（四四）完善学院教学质量保障体系和持续改进机制完善学院教学质量保障体系和持续改进机制目前工程力学专业是在校院两级教学管理下，按照图1的教学质量监控体系运行。根据目前制度运行情况及反馈，进一步完善学院教学管理制度，并在此基础上进一步完善教学质量监控体系，加强过程管理、校内教学过程监控和毕业生及用人单位的调查反馈，构建适合工程力学人才培养模式的质量监控信息反馈机制。加强对运行记录、检查记录、检查结果的分析、反馈和持续改进，促进教学质量监督和改进的良性循环。（五五）强化学生创新能力培养强化学生创新能力培养通过构建“宽口径、多层次”实践教育体系，培养学生的实践创新能力。同时，鼓励教师结合自己的科研项目和大学生创新创业训练计划项目，对学生进行科研训练和创新能力培养。另外，学院成立专门的学生创新竞赛指导教师小组，指导学生参加学科竞赛和科技创新大赛，以赛促学，多种途径培养学生的创新实践能力。三、改革成效2年来，郑州大学工程力学专业以培养具有创新能力和国际视野的高级力学人才为目标，秉承“厚基础、强实践、重创新、适应广”的培养理念，结合中原经济区装备制造、基础建设、新型材料等支柱产业的需求，精准人才培养定位，完善人才培养方案和课程体系，建成了结构完整、脉络清晰、比例科学、成效显著的“通识课涵盖广基础课扎根深专业课结构精拓展课布局准”的课程体系，并构建了“基础实验专业实验工程训练工程创新”逐层渐进的实践教学体系。课程建设和师资队伍建设都取得很好的成效，2年来，获批国家级一流本科课程1门，省级一流本科课程、省精品在线课程9门次，省部级教改项目6项、省级教学成果奖等成果类奖项5项，获国家级教学创新大赛三等奖2项，省级教学创新大赛特等奖3项、一等奖1项，获校级质量工程20余项。学生培养质量逐年提高，近2年，工程力学本科生获全国周培源力学竞赛、全国数学建模大赛、中国机器人大赛、“互联网+”大学生创新创业大赛、ICAN国际创新创业大赛等各类学科竞赛和科技创新竞赛奖项100余项，高水平论文和专利等成果不断涌现，学生创新能力提升明显，为行业和国内众多一流大学输送了大批优秀的力学人才。四、结束语专业是人才培养的基本单元，新时代高等教育对专业建设提出了新的要求，创新能力的培养，是当前人才培养的最终目标。文章针对郑州大学工程力学国家级一流本科专业建设，提出了人才培养模式综合改革内容及方法手段。以上好“金课”、锻造“金师”、写好“金教材”为基础建设好“金专”，以培养具有家国情怀及扎实力学基础理论、实践技能、创新能力和国际视野的高级复合型力学人才为专业建设目标对专业进行综合改革。经过2年的实践，取得了很好的成效。参考文献1 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