论文部分内容阅读
摘要：我校各专业根据社会发展的需要，对力学系列课程的体系结构、教学内容组织方式、教学手段、实践教学等方面进行系统的改革实践，力求符合时代要求，提高学生对所学知识全面理解、综合运用的能力，形成合理的知识体系，培养具有时代特点的复合型人才。
关键词：水产工程；力学课程；教学改革
“水产工程类力学课程的改革与实践”项目于2001年4月立项，为此，土木工程学院成立了以院长为组长包括主管教学的副院长、教研室主任、实验室主任及教学骨干的课题组。课组成员基础理论雄厚、专业技能较强、改革思路清晰、教学经验丰富、具有较强的敬业精神及开拓意识，为该课题的顺利完成奠定坚实基础。经过学习、讨论及调研，确立本项目的指导思想、研究目标及技术线路，并本着边改革、边实践、边提高、边受益的原则，在教学中逐步实施推广，收到了良好效果，为专业人才培养质量的提高奠定了基础。
一、指导思想及技术路线
(一)指导思想
本项目根据加强基础，拓宽专业，更新专业内容，培养复合型专业人才的办学理念，结合现代工程技术发展对基础力学教学的新要求，注重应用能力、实践能力、创新精神及综合素质的培养，对水产工程类力学课程进行系统改革，开拓创新，突出特色，建立具有专业特色及时代特点的课程体系，帮助学生建立合理的知识结构，提高专业人才的培养质量，增强学生社会适应力及创业魄力，提高就业率。
(二)研究目标
通过改革建立科学的教学内容体系，引进先进的教学方法与手段，优化教学环境，改革实践教学，夯实学生的力学基础，提高工程应用能力，培养学生的创新精神和综合素质，加强师资队伍建设，切实提高教学水平，使我校水产工程类力学课程的整体水平达到国内同类院校的先进水平。
(三)技术路线
改革的技术路线为下图所示：
(四)研究对象
立项以来，我校水产土木类、机械类、海洋工程类、渔业环境类等本科生均是参加者，各类学生合计3000余人，受益面广，成效明显。
二、基本内容与主要成果
(一)背景与现状研究
科学技术的发展要求现代工程技术人员以广博的力学知识作为基础，构建合理知识结构，掌握先进科学技术，全面提高综合素质。我校以培养应用型技术人才为宗旨，将水产工程类力学系列课程作为学生必学的专业基础课，为其学习专业课程、掌握专业技能、提高综合素质打下坚实基础。
作为一般的普通院校，我校学生的数理基础及接受能力均不太理想，以往的教学中学生的力学概念模糊、力学基础薄弱、综合应用能力较差等问题比较突出；毕业后很难灵活应用力学知识对工程实际问题进行合理简化、综合分析与准确求解，很难将力学、结构、材料、计算机等多学科知识有机融合，进行综合运用。因此，必须对力学系列课程进行系统改革，力求符合时代要求，提高学生对所学知识全面理解、综合运用的能力，形成合理的知识体系，培养具有时代特点的复合型人才。
(二)项目的基本内容
1、教学内容改革
(1)满足社会需求和工程技术发展需要，尊重课程内在规律，整合教学内容
根据社会发展及工程实际需要，利用系列力学课程为学生打造坚实基础，构筑计算平台，优化知识结构，使基础理论与专业知识、课堂教学与工程实际顺利接轨，提高学生的综合素质，增强其社会适应力及就业竞争力。将系列课程分成：单科型、多科型及应用型力学类课程。
(2)满足新世纪人才培养模式的需要，建立课程平台
课组教师把课程的基础部分和新内容有机联系起来，形成新的课程体系结构，建立覆盖各种专业教学内容的“模块”教学平台。各专业可根据新世纪人才培养方案的实施，选择不同的平台。
(3)结合工程实际应用，符合教学内在规律，建立教学模块
根据改革要求，对有些传统的课程内容进行科学重组、有机揉合，形成了教学模块。材料力学利用“基本知识模块”及“新内容模块”进行教学；土力学围绕变形、强度、渗透稳定三大模块组合内容；结构力学课程形成一个基础(经典理论)、两座大厦(程序计算与定性分析)的教学模块。
2、教学方法改革
课组教师一直十分重视教学方法的改革与提高，以适应不同类型、不同内容、不同模块的教学需要。教学中运用问题教学法、发现式教学法、讨论式教学法、自学式教学法等方式，引导学生对力学原理的重要性与应用的思考，促进教学改革，提高教学质量。
通过开设专题讨论课，增设课程设计单独答辩环节等，培养学生学习兴趣，调动学生的学习主动性与积极性。
为适应现代化教学改革的发展，开设双语教学课程，以促进高等教育与国际现代化接轨。
进行教学管理改革，利用试题库使学生的平时训练和考试更加科学和规范；确立多种形式的考核方式，以训练学生灵活运用基础知识分析问题、解决问题的能力，鼓励学生有独创性的见解；调整成绩评定方法，促使学生注重实践环节，调动学习积极性。
3、教学手段改革
课组十分重视教学手段的改革，利用多媒体及网络教学资源进行教学，节省时间、提高效率、加大信息量，同时利用大量的动画图片和工程实例，形象、生动、有效地帮助学生理解和记忆所学的理论知识，达到了最佳效果。
完善基础力学类电子教案，提高了我校力学类课程适应现代化教学改革的能力；探索现代多媒体教学的最佳讲授方法，确保教学质量。
通过现代化教学手段的引进，保证教学改革任务的顺利完成；增加学生有关现代化手段普遍应用对当代工程技术领域发展重要性的认识；使学生充分认识到当代科学技术是多种学科与专业的有机结合，单独依靠某一门知识、某一项技术，无法正确地解决工程实际问题。
4、实践教学改革
新世纪人才培养要求实践教学环节既突出基本技能的训练，又重视创新能力的培养，以基本理论、基本技能为基础，突出现代特色、提高综合素质。在实践教学的改革中，注意处理好基础与现代的关系。根据现代工程技术要求力学实验既具有基础性，又能反映时代特征的特点，将实验教学分为基础型和新型实验(综合型、设计型、创新型实验)两类，巩固和丰富学生的理论认识，提高了学生的动手能力，有效调动学生学习的积极性及主动性。
基础型实验课注重课前预习及检查，加强教师对仪器设备原理和使用的介绍，取消实验操作过程的示范，以加强学生动手能力的培养。注意将基础实验与工程实际紧密联系，开拓学生的视野，加强对学生技能及应用能力的培养。
新型实验课的目的是巩固学生的力学概念，加强知识综合运用能力，突出知识延展性和思维主动性的培养，锻炼学生动手能力。要求学生自行查阅资料，推导实验原理，设计实验过程、方案，计算结果、分析误差，得出有意义的经验及结论。 对实验成绩实行科学评定和规范管理，充分检验学生的理论水平和实际操作等综合能力；改革实验报告和指导书，促进学生动手能力的培养和综合素质的提高。增加课内实习，增强学生对实际工程的感性认识，积累工程经验课程设计增加小型答辩，训练学生的分析与理解能力，巩固所学的知识，较好地提高了实践动手能力。
在课程设计、毕业设计以及科技创新等实践性教学环节中，将力学基础知识适时融入，既加深了学生对力学基础知识及其与专业知识联系的理解，又有效地帮助学生建立合理的知识结构，丰富其知识内涵，提高学生分析问题、解决问题的能力。
5、师资队伍建设适应了课程改革的需要
课程改革造就了一批学术水平高、专业基础扎实、综合能力强的师资队伍。通过人才引进在职培养等方式提高师资的整体水平。经过建设课组已成为一个多种力学及专业知识融合的优秀整体，学缘结构科学，适应了现代科学教育注重学科间交叉融合、优势互补、互相促进、整合提高的发展趋势；课组始终保持十分优秀的师资配置，保证高学历、高职称、高水平的教师坚持担任主要教学工作，以保证改革方案的顺利实施。教师先进的改革观念、丰富的教学阅历、扎实的理论功底、较强的科研能力、较高的学术水平和丰富的实践经验对提高教学质量、推进教学改革的深入、加强课程建设、促进人才培养等方面起到了显著作用。教改项目的实施，促进了系列课程的建设，<材料力学>课程被评为首批辽宁省级优秀课程及校级精品课程。2003年港口航道与海岸工程专业被批准为硕士点，工程力学学科被确立为校级重点建设学科。
三、创新点与特色
(一)完善课程内容体系结构，培养新型人才，适应社会需要
为满足当今社会及科技发展的需求，根据水产类学生的特点及专业培养要求，改革课程内容体系，培养学生的创新精神、实践能力及综合素质，为学生就业打好基础，增强社会竞争力及创业能力。设置力学类教学平台，以适应不同专业人才培养模式的需要；设置课程模块，以适应平台教学的需要；掌握教学主线，突出重点，优化教学内容；改革实验教学，设立综合型、设计型、创新型实验，加强知识综合运用能力，突出知识延展性和思维主动性培养，锻炼学生动手能力。
(二)改革教学方法与手段，建立立体化教学环境
引入多媒体及CAI等先进教学手段，改革教学方法，激发学生的学习兴趣和主动探索知识的热情，切实提高教学质量；积极进行教材改革，开发多媒体教学资料，形成了多媒体教材、文字教材、CAI网络教学资源等有机结合的立体化教学环境。
(三)创建素质与能力一体化培养模式，提高人才培养质量及社会竞争力
教学体系与内容的创新及工程意义的恰当引入，最大程度完成了力学基础知识与工程技术的有机融合，较好地培养了学生综合利用多学科理论解决实际工程问题的能力，提高了学生的培养质量及社会竞争力，为学生就业打下了良好的基础。
四、应用效果
(一)基础力学与专业知识、工程实际的紧密结合，有效地促进专业人才培养，改革效果明显
该项目通过力学基础知识与专业理论及工程实际的有机融合，加强了学生对力学基本理论的理解，建立合理的知识结构，提高了学生分析、解决实际工程问题的能力。各相关专业的后续课教师对力学系列课程改革后的效果均给予了较高的评价；本项目的改革思路与成果得到了校内外有关专家的一致认可；本项目在学校“新世纪教育教学改革经验交流会”上进行了经验介绍。基础力学课程的改革提高了专业人才培养的质量，毕业生的毕业答辩始终得到外请专家的肯定与好评；毕业生质量得到用人单位的认可。
(二)课程改革激发了学生参加科技活动和社会实践活动的积极性，学生的综合素质创业精神、创新积极性得到提高
力学类课程教学方法的改革、手段的更新、教学环境的改善充分调动了学生学习积极性，开阔了视野；全面扎实的力学理论与技能训练，极大地增强了学生的自信，激发了创造的欲望与热情。力学与建筑材料相结合的多科性综合型、创新型试验及在水力学课开出的综合型试验，巩固了学生的理论知识，有意识地加强学生对力学学科工程意义的认识，较好地培养了学生综合利用多学科知识解决实际问题的能力。
我院学生在“挑战杯”全国大学生科技作品大赛中，获国家三等奖、辽宁省特等奖，在大连市大学生结构设计大赛中获得团体二等奖；在校大学生学术作品大赛和科技创业比赛中获金奖、三等奖。目前学生正以高涨的热情投入到各类科技实践活动中，形成了创新培养的良性循环。
(三)理论与工程实际相结合，提高了学生的社会竞争力及就业率
系列力学课程的改革，培养了学生扎实的力学基础功底，同时，适时地引导和教育学生较早地参与各种社会实践活动，也极大地提高了学生的工程实践能力，为学生未来发展奠定了坚实基础。近几年，我院有相当数量的学生考取国内各大学的研究生，其力学类课程的考试均取得好成绩。各相关专业毕业生的力学理论基础及综合能力得到了社会的普遍认可，毕业生一次就业率连年较高，其中03届平均达98．6%,04届为100%。
(四)全面带动学科发展、课程建设与队伍的提高，形成连带效应
本项目的改革与实践，全面带动了力学类学科的建设和提升，促进了各专业的发展及整体水平的提高。本项改革在校新世纪教育教学改革经验交流会上做过经验介绍，促进了其他学科及专业的教学改革工作。改革实施以来，力学课程的教学质量不断提高，课组教师科研能力与学术水平也得到不同程度的提高，教学改革的成果以不同的形式得到巩固。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
关键词：水产工程；力学课程；教学改革
“水产工程类力学课程的改革与实践”项目于2001年4月立项，为此，土木工程学院成立了以院长为组长包括主管教学的副院长、教研室主任、实验室主任及教学骨干的课题组。课组成员基础理论雄厚、专业技能较强、改革思路清晰、教学经验丰富、具有较强的敬业精神及开拓意识，为该课题的顺利完成奠定坚实基础。经过学习、讨论及调研，确立本项目的指导思想、研究目标及技术线路，并本着边改革、边实践、边提高、边受益的原则，在教学中逐步实施推广，收到了良好效果，为专业人才培养质量的提高奠定了基础。
一、指导思想及技术路线
(一)指导思想
本项目根据加强基础，拓宽专业，更新专业内容，培养复合型专业人才的办学理念，结合现代工程技术发展对基础力学教学的新要求，注重应用能力、实践能力、创新精神及综合素质的培养，对水产工程类力学课程进行系统改革，开拓创新，突出特色，建立具有专业特色及时代特点的课程体系，帮助学生建立合理的知识结构，提高专业人才的培养质量，增强学生社会适应力及创业魄力，提高就业率。
(二)研究目标
通过改革建立科学的教学内容体系，引进先进的教学方法与手段，优化教学环境，改革实践教学，夯实学生的力学基础，提高工程应用能力，培养学生的创新精神和综合素质，加强师资队伍建设，切实提高教学水平，使我校水产工程类力学课程的整体水平达到国内同类院校的先进水平。
(三)技术路线
改革的技术路线为下图所示：
(四)研究对象
立项以来，我校水产土木类、机械类、海洋工程类、渔业环境类等本科生均是参加者，各类学生合计3000余人，受益面广，成效明显。
二、基本内容与主要成果
(一)背景与现状研究
科学技术的发展要求现代工程技术人员以广博的力学知识作为基础，构建合理知识结构，掌握先进科学技术，全面提高综合素质。我校以培养应用型技术人才为宗旨，将水产工程类力学系列课程作为学生必学的专业基础课，为其学习专业课程、掌握专业技能、提高综合素质打下坚实基础。
作为一般的普通院校，我校学生的数理基础及接受能力均不太理想，以往的教学中学生的力学概念模糊、力学基础薄弱、综合应用能力较差等问题比较突出；毕业后很难灵活应用力学知识对工程实际问题进行合理简化、综合分析与准确求解，很难将力学、结构、材料、计算机等多学科知识有机融合，进行综合运用。因此，必须对力学系列课程进行系统改革，力求符合时代要求，提高学生对所学知识全面理解、综合运用的能力，形成合理的知识体系，培养具有时代特点的复合型人才。
(二)项目的基本内容
1、教学内容改革
(1)满足社会需求和工程技术发展需要，尊重课程内在规律，整合教学内容
根据社会发展及工程实际需要，利用系列力学课程为学生打造坚实基础，构筑计算平台，优化知识结构，使基础理论与专业知识、课堂教学与工程实际顺利接轨，提高学生的综合素质，增强其社会适应力及就业竞争力。将系列课程分成：单科型、多科型及应用型力学类课程。
(2)满足新世纪人才培养模式的需要，建立课程平台
课组教师把课程的基础部分和新内容有机联系起来，形成新的课程体系结构，建立覆盖各种专业教学内容的“模块”教学平台。各专业可根据新世纪人才培养方案的实施，选择不同的平台。
(3)结合工程实际应用，符合教学内在规律，建立教学模块
根据改革要求，对有些传统的课程内容进行科学重组、有机揉合，形成了教学模块。材料力学利用“基本知识模块”及“新内容模块”进行教学；土力学围绕变形、强度、渗透稳定三大模块组合内容；结构力学课程形成一个基础(经典理论)、两座大厦(程序计算与定性分析)的教学模块。
2、教学方法改革
课组教师一直十分重视教学方法的改革与提高，以适应不同类型、不同内容、不同模块的教学需要。教学中运用问题教学法、发现式教学法、讨论式教学法、自学式教学法等方式，引导学生对力学原理的重要性与应用的思考，促进教学改革，提高教学质量。
通过开设专题讨论课，增设课程设计单独答辩环节等，培养学生学习兴趣，调动学生的学习主动性与积极性。
为适应现代化教学改革的发展，开设双语教学课程，以促进高等教育与国际现代化接轨。
进行教学管理改革，利用试题库使学生的平时训练和考试更加科学和规范；确立多种形式的考核方式，以训练学生灵活运用基础知识分析问题、解决问题的能力，鼓励学生有独创性的见解；调整成绩评定方法，促使学生注重实践环节，调动学习积极性。
3、教学手段改革
课组十分重视教学手段的改革，利用多媒体及网络教学资源进行教学，节省时间、提高效率、加大信息量，同时利用大量的动画图片和工程实例，形象、生动、有效地帮助学生理解和记忆所学的理论知识，达到了最佳效果。
完善基础力学类电子教案，提高了我校力学类课程适应现代化教学改革的能力；探索现代多媒体教学的最佳讲授方法，确保教学质量。
通过现代化教学手段的引进，保证教学改革任务的顺利完成；增加学生有关现代化手段普遍应用对当代工程技术领域发展重要性的认识；使学生充分认识到当代科学技术是多种学科与专业的有机结合，单独依靠某一门知识、某一项技术，无法正确地解决工程实际问题。
4、实践教学改革
新世纪人才培养要求实践教学环节既突出基本技能的训练，又重视创新能力的培养，以基本理论、基本技能为基础，突出现代特色、提高综合素质。在实践教学的改革中，注意处理好基础与现代的关系。根据现代工程技术要求力学实验既具有基础性，又能反映时代特征的特点，将实验教学分为基础型和新型实验(综合型、设计型、创新型实验)两类，巩固和丰富学生的理论认识，提高了学生的动手能力，有效调动学生学习的积极性及主动性。
基础型实验课注重课前预习及检查，加强教师对仪器设备原理和使用的介绍，取消实验操作过程的示范，以加强学生动手能力的培养。注意将基础实验与工程实际紧密联系，开拓学生的视野，加强对学生技能及应用能力的培养。
新型实验课的目的是巩固学生的力学概念，加强知识综合运用能力，突出知识延展性和思维主动性的培养，锻炼学生动手能力。要求学生自行查阅资料，推导实验原理，设计实验过程、方案，计算结果、分析误差，得出有意义的经验及结论。 对实验成绩实行科学评定和规范管理，充分检验学生的理论水平和实际操作等综合能力；改革实验报告和指导书，促进学生动手能力的培养和综合素质的提高。增加课内实习，增强学生对实际工程的感性认识，积累工程经验课程设计增加小型答辩，训练学生的分析与理解能力，巩固所学的知识，较好地提高了实践动手能力。
在课程设计、毕业设计以及科技创新等实践性教学环节中，将力学基础知识适时融入，既加深了学生对力学基础知识及其与专业知识联系的理解，又有效地帮助学生建立合理的知识结构，丰富其知识内涵，提高学生分析问题、解决问题的能力。
5、师资队伍建设适应了课程改革的需要
课程改革造就了一批学术水平高、专业基础扎实、综合能力强的师资队伍。通过人才引进在职培养等方式提高师资的整体水平。经过建设课组已成为一个多种力学及专业知识融合的优秀整体，学缘结构科学，适应了现代科学教育注重学科间交叉融合、优势互补、互相促进、整合提高的发展趋势；课组始终保持十分优秀的师资配置，保证高学历、高职称、高水平的教师坚持担任主要教学工作，以保证改革方案的顺利实施。教师先进的改革观念、丰富的教学阅历、扎实的理论功底、较强的科研能力、较高的学术水平和丰富的实践经验对提高教学质量、推进教学改革的深入、加强课程建设、促进人才培养等方面起到了显著作用。教改项目的实施，促进了系列课程的建设，<材料力学>课程被评为首批辽宁省级优秀课程及校级精品课程。2003年港口航道与海岸工程专业被批准为硕士点，工程力学学科被确立为校级重点建设学科。
三、创新点与特色
(一)完善课程内容体系结构，培养新型人才，适应社会需要
为满足当今社会及科技发展的需求，根据水产类学生的特点及专业培养要求，改革课程内容体系，培养学生的创新精神、实践能力及综合素质，为学生就业打好基础，增强社会竞争力及创业能力。设置力学类教学平台，以适应不同专业人才培养模式的需要；设置课程模块，以适应平台教学的需要；掌握教学主线，突出重点，优化教学内容；改革实验教学，设立综合型、设计型、创新型实验，加强知识综合运用能力，突出知识延展性和思维主动性培养，锻炼学生动手能力。
(二)改革教学方法与手段，建立立体化教学环境
引入多媒体及CAI等先进教学手段，改革教学方法，激发学生的学习兴趣和主动探索知识的热情，切实提高教学质量；积极进行教材改革，开发多媒体教学资料，形成了多媒体教材、文字教材、CAI网络教学资源等有机结合的立体化教学环境。
(三)创建素质与能力一体化培养模式，提高人才培养质量及社会竞争力
教学体系与内容的创新及工程意义的恰当引入，最大程度完成了力学基础知识与工程技术的有机融合，较好地培养了学生综合利用多学科理论解决实际工程问题的能力，提高了学生的培养质量及社会竞争力，为学生就业打下了良好的基础。
四、应用效果
(一)基础力学与专业知识、工程实际的紧密结合，有效地促进专业人才培养，改革效果明显
该项目通过力学基础知识与专业理论及工程实际的有机融合，加强了学生对力学基本理论的理解，建立合理的知识结构，提高了学生分析、解决实际工程问题的能力。各相关专业的后续课教师对力学系列课程改革后的效果均给予了较高的评价；本项目的改革思路与成果得到了校内外有关专家的一致认可；本项目在学校“新世纪教育教学改革经验交流会”上进行了经验介绍。基础力学课程的改革提高了专业人才培养的质量，毕业生的毕业答辩始终得到外请专家的肯定与好评；毕业生质量得到用人单位的认可。
(二)课程改革激发了学生参加科技活动和社会实践活动的积极性，学生的综合素质创业精神、创新积极性得到提高
力学类课程教学方法的改革、手段的更新、教学环境的改善充分调动了学生学习积极性，开阔了视野；全面扎实的力学理论与技能训练，极大地增强了学生的自信，激发了创造的欲望与热情。力学与建筑材料相结合的多科性综合型、创新型试验及在水力学课开出的综合型试验，巩固了学生的理论知识，有意识地加强学生对力学学科工程意义的认识，较好地培养了学生综合利用多学科知识解决实际问题的能力。
我院学生在“挑战杯”全国大学生科技作品大赛中，获国家三等奖、辽宁省特等奖，在大连市大学生结构设计大赛中获得团体二等奖；在校大学生学术作品大赛和科技创业比赛中获金奖、三等奖。目前学生正以高涨的热情投入到各类科技实践活动中，形成了创新培养的良性循环。
(三)理论与工程实际相结合，提高了学生的社会竞争力及就业率
系列力学课程的改革，培养了学生扎实的力学基础功底，同时，适时地引导和教育学生较早地参与各种社会实践活动，也极大地提高了学生的工程实践能力，为学生未来发展奠定了坚实基础。近几年，我院有相当数量的学生考取国内各大学的研究生，其力学类课程的考试均取得好成绩。各相关专业毕业生的力学理论基础及综合能力得到了社会的普遍认可，毕业生一次就业率连年较高，其中03届平均达98．6%,04届为100%。
(四)全面带动学科发展、课程建设与队伍的提高，形成连带效应
本项目的改革与实践，全面带动了力学类学科的建设和提升，促进了各专业的发展及整体水平的提高。本项改革在校新世纪教育教学改革经验交流会上做过经验介绍，促进了其他学科及专业的教学改革工作。改革实施以来，力学课程的教学质量不断提高，课组教师科研能力与学术水平也得到不同程度的提高，教学改革的成果以不同的形式得到巩固。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”