《固体力学核心贯通课》是我校面向培养拔尖创新领军人才的目标,首批开展课程内容和课程体系贯通融合改革的课程。课程将多门固体力学类核心基础课程加以整合,按照认知规律重塑课程体系,实现固体力学基础知识的融会贯通。通过6年的教学实践,为培养“力学基础扎实、创新能力优异、具备解决工程问题、实现关键技术突破、开拓新产业方向”的工程科学家奠定了坚实的固体力学基础。
课程向数理基础扎实的强基班和工程实验班学生讲授固体力学类核心基础课程,课程改革的主要内容包括:(1) 优化课程内容,贯通固体力学基础理论体系;(2) 加强理论联系实践,强化基础理论在工程实践中的应用;(3) 丰富教学形式,评价体系完整全面。
建设背景
2013年,北京理工大学成立了以徐特立学院,致力于拔尖创新人才培养,是我校人才培养的特区。在课程设置方面,徐特立学院突出理工融合,实施教学改革,要求力学专业开设固体力学类的核心贯通课。为此,ld体育官网力学系成立了固体力学核心贯通课教研组,确定了课程的整体建设方案。该方案针对固体力学核心基础课程体系的整体培养目标,从内容、方法和形式等方面,按照“学生中心、产出导向、持续改进”的理念,开展全面创新人才培养模式,将课程打造为固体力学基础课程群中的核心课程。课程对《弹性力学》、《材料力学》、《结构力学》等基固体力学基础和专业课程进行了深度整合,并增加了科研与工程实践环节,整合不同工程领域中的基础力学问题及工程实践课题,帮助学生进行力学问题的提炼、转化和建模工作的能力,培养了学生的创新能力和解决具体问题的能力。《材料与结构力学核心贯通课》于2016年第2学期首次面向“徐特立学院明精计划英才班机械类专业”开课。
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2020年开始,ld体育官网胡海岩院士牵头开展了面向未来工程科学家的培养模式的探索与实践研究,并依托ld体育官网飞行器设计专业和工程力学专业开设了工程科学实验班,以面向航空航天等领域培养拔尖创新人才为目标,注重提升课程的高阶性、创新性和挑战度,并建立“专业贯通以夯实基础、创新实践以塑造能力”符合人类认知规律的课程体系与教学模式。针对上述培养目标和要求,固体力学核心贯通课教研组在面向“徐特立学院明精计划英才班机械类专业”开设的《材料与结构力学核心贯通课》的基础上,针对课程内容和教学模式开展了进一步的设计和优化,并将课程名称修改为《固体力学核心贯通课》。改革内容包括进一步加强固体力学知识体系的贯通性和系统性,在固体力学理论部分补充板壳分析部分,为航空航天结构分析与设计专业课夯实固体力学基础,形成贯通体系。目前在课程教学体系的贯通方面已经取得良好效果,受到学生一致好评。目前该课程面向工程力学强基班和工程科学实验班开设,为专业核心课程。
依托项目
本课程建设依托北京理工大学强基计划工程力学专业及ld体育官网飞行器设计专业和工程力学专业开设的工程科学实验班。
特色创新
1、本课程的特色:
(1) 理论体系精炼。课程按照“由一般到特殊”的原则对基本力学理论加以整合,而对具体的工程应用则按照“由简单到复杂”的原则加以梳理,使学生易于从整体上把握现代工程力学基础理论体系的脉络。
(2) 实践技能扎实。本课程强调力学实验和数值模拟等具体技能的学习和掌握,为后续科研训练打下基础。
(3) 创新能力突出。课程增加自主实验设计和科研与工程实践训练环节,帮助学生从工程实践中精准提炼力学问题,建立适当力学模型并解决问题,全面培养了学生的创新能力和力学在工程实践中的应用能力。
(4) 思政教育深度融合。通过引入我国“两弹一星”元勋事迹,结合我国航天航空事业的蓬勃发展,培养学生胸怀家国、服务国家需求的责任感,及国家民族的自豪感。
2、课程创新点:
(1) 固体力学基础理论前后衔接贯通,课程体系框架完整,同时涵盖自主力学实验和科学研究实践等板块,面向“工程实验班”创新性培养模式,实现为工程力学和航空宇航专业方向的学生提供全面的工科基础固体力学知识体系;
(2) 大幅度提高实验实践学时比例,展示力学基础理论在工程实践中应用,同时突出基础理论对实践的指导价值,体现“由工致理、以理精工、理工融合”的教学理念,提高学生对力学学科方向的认同感。
教学成果
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课程获批2022年北京高校“优质本科课程”(专业课)
2020年在编配套教材入选工信部十四五规划教材
2018年课程通过了北京理工大学首批研究型课程认证,入选研究型课程优秀案例
课程的改革内容获第十五届北京理工大学优秀教育教学成果奖二等奖
课程对教学内容进行大胆革新,反响热烈,得到国内清华大学、北京大学等同行的广泛关注。在第三届力学专业本科教学和人才培养研讨会,西北工业大学力学拔尖创新人才培养与学科发展研讨会等会议做邀请报告
课程教学效果突出,深受学生好评,学生反馈:“对于力学这一学科有了新的认识!力学也是一个很有意思的方向!”,“讲课清晰,对授课形式有很高的见解”。
开课以来,学生累计216人次通过了该课程的学习,完成了67项课题实践研究,为培养面向国家重大需求和国际科技前沿的工程专业人才奠定了固体力学基础。
建设团队
该课程由北京理工大学ld体育官网固体力学教研室牵头建设,课程负责人刘刘,建设团队成员ld体育官网科研和教学管理负责人张凯,霍波;力学系固体力学教研室教学团队教师胡更开,周萧明,马沁巍,刘晓宁,王九令。