摘要：针对提高全日制专业学位硕士研究生应用能力的培养目标，在弹塑性力学课程的教学内容、教学方法、考核评价等方面进行了总体设计和教学实践，其中体现了实用性和综合性；运用团队合作学习和案例教学激发了学生整体的学习主动性，提高了课程的教学效果。
关键词：应用能力；全日制专业学位硕士研究生；力学课程；教学实践
作者简介：徐鹏（1969-），男，山西永济人，中北大学理学院副院长，教授。（山西 太原 030051）
基金项目：本文系山西省研究生教育改革研究课题（课题编号：2010—2013）的研究成果。
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0092-02
随着我国经济社会的快速发展，迫切需要大批具有创新能力、创业能力和实践能力的高层次专门人才。教育部在2009年3月19日和2009年9月29日先后发文，对全日制硕士专业学位研究生的培养和招生工作提出了若干意见。2010年7月公布的《国家中长期教育改革和发展纲要（2010-2020年）》中提出“重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模，加快发展专业学位研究生教育”。专业学位的目的是培养具有扎实理论基础，并适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专门人才。因此，如何在专业硕士研究生培养过程中体现应用型目标，强化应用型目标，最终培养出符合国家经济社会发展需要的应用型人才是全日制专业学位硕士研究生培养的关键。[1，2]
课程教学体现了专业学位研究生教育培养能力与知识要素的特质，[3]课程教学作为研究生教育的主要培养形式之一，在全日制专业学位研究生教育中起着重要的作用。如何发挥专业学位研究生教育课程教学的作用，国内同行在各自领域开展了积极的尝试。[4，5]本文在山西省研究生教育改革研究课题支持下，针对机械类和近机械类全日制专业学位研究生开展了弹塑性力学课程教学改革，在提高学生力学知识应用能力方面进行了有益的探索。
一、课程教学在全日制专业学位研究生应用能力培养中的重要作用
专业学位研究生的内涵和培养目标决定了其应具有较强的实践意识和应用能力，但全日制专业学位研究生大都是应届毕业生或近一两年毕业的学生，缺乏工程经验，动手实践能力弱，对工程实际问题的综合分析能力不强，对工程技术了解不深入、不全面。但他们也有优势：刚从本科阶段过来，对大学的理论知识印象还比较深刻，求知欲比较强，更容易接受新的知识。另外相对于工程硕士集中授课教学模式而言，全日制专业学位研究生有较充足的时间接受课程教学。所以，在机械类全日制专业学位研究生培养过程中，应注重课程教学的作用，对课程内容、教学方法、考核方法等环节进行总体设计，使学生在掌握力学基本理论和方法的同时，提高其力学知识的应用能力，为后续课程学习、实践能力培养以及职业生涯奠定良好的基础。
二、力学应用能力培养的课程教学设计
弹塑性力学课程作为机械类和近机械类工科专业学位硕士研究生的必修课程，在学生知识结构中占有极其重要的地位。而国内高校对全日制专业学位研究生培养模式还处于摸索阶段，目前还没有合适的弹塑性力学教材。全日制专业学位研究生的培养目标决定其课程教学应强调应用能力的培养，教学的主要目的是让学生弄明白“是什么”、“有什么用”，重点突出实用性和综合性，不强调理论系统性和分析性，不要求学生对每个知识点都明白“为什么”。所以在教学过程中，需要教师根据学生的基础和专业需求对教学内容、教学方式、考核方法等进行总体设计，以在有限的学时内达到最佳的教学效果。
所以，在弹塑性力学教学内容方面，大幅缩减了理论公式推导所占的学时，增加了有限元软件应用的内容，以提高学生应用力学知识分析工程实际问题的能力。在教学方式上重视运用团队学习，在完成必要的课后作业基础上，以学习小组为单位适当开展案例教学，以培养学生的团队协作精神。在考核方法上，注重平时考核，把平时成绩比例加大到50%。
三、力学应用能力培养的初步实践
1.基于应用能力培养的教学内容设置
以中北大学（以下简称“我校”）2011级研究生为例，选学弹塑性力学课程的专业学位研究生共36人，其中有15人只学过少学时的工程力学。鉴于部分学生力学基础比较薄弱这一现实和课程的教学目的，总数40学时的弹塑性力学课程学时分配如下，4学时是理论力学和材料力学基础知识回顾，应力和应变状态分析为6学时，弹塑性本构关系为6学时，弹塑性平面问题、极坐标问题为8学时。有限元理论与软件应用10学时，案例教学4学时，学生汇报和评价2学时。在主要理论知识点的讲授方法上进行了仔细斟酌。对应力平衡方程部分，只讲授在三维情况下从物体中取微元和列六个平衡方程的思路，具体推导过程不讲解。在应变分析部分，只讲授应变位移关系式的推导思路，给出三维问题的几何方程，然后通过一个例子由位移求解应变分量。在增量理论部分，只列出增量理论本构方程，重点讲清楚每个符号的力学含义，然后通过一个典型例题讲解增量理论的应用。在弹塑性平面问题、极坐标问题部分，重点详细讲解如何利用半逆解法分析简支梁的弹塑性弯曲，而对厚壁圆筒和小孔应力集中等内容，只讲授如何根据边界条件确定个应力分量中的待定系数。
在有限元部分，结合一些欧美教材的经验，将有限元理论和有限元商业软件ANSYS穿插讲解。先给出有限元分析的一般理论，然后通过具体的例子详细说明了有限元分析的基本过程与各种计算环节，最后针对具体的问题说明了如何使用ANSYS求解。理论部分是通过最小势能原理和里兹法的学习，直接讲授三角形单元公式的推导过程，通过一个典型例题学习单元刚度矩阵、总体刚度矩阵的形成过程、节点位移求解、单元应变以及应力的求解等，使学生对有限元处理问题的思路有一个全局了解。在ANSYS软件部分，从前处理、求解、后处理三个模块入手，选择以下经典内容讲解：简支梁均布载荷作用下的弹塑性模拟、厚壁圆筒受内外压下弹塑性模拟、小孔应力集中模拟等，每个问题都将材料力学、弹塑性力学的理论解答和数值模拟结果进行比较，分析误差产生的原因，提高学生应用力学知识综合分析问题的能力，同时使学生明白任何理论和方法都不是完美无缺的，从而养成求真求实的科学精神。
2.基于团队合作学习的教学方法的运用
“独学而无友，则孤陋而寡闻。”两千年前我国古典教育名著《学记》就论述了合作在学习中的作用。学习团队是合作学习的基本单位，合理的分组是保证合作学习顺利开展的前提。目前我校是把同一个专业或者同一个导师且研究方向相近的学生混合编组构建学习团队，每个组4～6人。组长作为学习团队的组织者尽量不由教师指定，而由小组内部推选产生，这样便于开展工作。结合弹塑性力学教学过程的特点，团队合作学习任务主要包括两方面内容：一方面是合作学习，包括知识模块总结、课前讨论、课堂回答问题等；另一方面是力学建模与分析案例教学。具体实践过程如下：
（1）课前预习讨论。每次下课时把下一次授课内容、关键知识点和需要回答的问题布置下去，要求学生做好课前预习，针对难点进行小组讨论。
（2）课堂回答问题。每次上课针对上次布置的问题进行课堂提问，鼓励学生主动回答问题。如果被提问学生不能正确回答问题，可以采取组内求助方式获得本小组其他学生的帮助，每个学生回答问题的成绩将作为本小组的成绩。
（3）知识模块总结。要求学生在学习相应章节后提交知识模块总结，组长还需要在小组讨论基础上把本组的主要问题和建议进行总结，教师根据模块总结的质量给予百分制评分。
在教学方式上尝试采用案例教学。教学案例来自于已毕业研究生的论文，具体分析如何应用力学知识把一个工程问题提炼为力学模型，如何利用有限元软件获得其数值模拟解。一般是先将素材提供给每个小组，鼓励学生自己提炼教学案例，然后一起讨论其中的共性问题。为了提高学生的力学知识应用能力，在教学过程中设计了力学建模与分析报告，即每组学生自主完成教学案例的全过程。强调从学生自己专业的工程实际自主选择问题并提炼力学模型，并需要以小组的形式合作研究完成，最后提交PPT报告。报告的陈述和评价由学生来完成，每个组推选一个同学上讲台使用PPT讲解汇报。另外每个组安排一位同学作为评委，同时对每个组的汇报进行全程摄像和拍照。影像资料可提供给每组学生留作纪念，最后把各组的评分表交回教师作为最终成绩的一部分。
3.灵活制订课程考核评价方法
为了保证绝大多数学生参与其中并且受益，教学中实践了相应的考核评价方法，加大平时成绩的比重到50%，将平时教学的过程监控和期末考试成绩相结合。期末理论考试占总成绩的50%，通过传统的题型（填空题、简答题、计算题）考核学生对基础知识的掌握程度。平时成绩通过团队合作学习效果来考核评价，把课堂回答问题、知识模块总结、力学建模与分析报告每个组的平均分值作为本组每一个学生的平均得分。
四、结束语
提高应用能力是全日制专业学位研究生培养的主要目标，而课程教学在其中起着不可或缺的作用。只有在各门课程的教学过程中都贯彻应用能力培养这一主线，在专业硕士研究生培养过程中体现应用型目标，强化应用型目标，才能最终培养出符合需要的应用型高层次专门人才。
参考文献：
[1]黄宝印.我国专业学位研究生教育发展的新时代[J].学位与研究生教育，2010，（10）：1-7.
[2]高文波.全日制硕士专业学位研究生教育探析[J].中国电力教育，2010，（36）：59-61.
[3]张兰.专业学位研究生教育课程教学若干问题探讨[D].上海：复旦大学，2011.
[3]崔丽，梅燕，顾长石.专业学位硕士研究生课程建设的探索[J].教育教学论坛，2013，（11）：224-225.
[5]朱泰英.技术应用型专业学位研究生数学教学实践研究[J].中国电力教育，2013，（4）：49-50
（责任编辑：王意琴）