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高水平力学教师团队建设与本科生创新能力培养互动模式及实践(2009年度二等奖)

【来源:教务处 | 发布日期: | 作者: 】     【选择字号:

兰州大学力学专业创办于1959年,先后培养出中国工程院院士刘人怀教授,国家杰出青年科学基金获得者郑晓静、周又和、宁建国教授等一批杰出人才。进入新世纪以来,面临生源不稳定、教师队伍衰减且补充难度大等一系列难题,本项目组经过十年的不懈努力,探索出了一条在西部欠发达地区实现高水平教师团队建设与高素质专业人才培养的互动模式和路子。主要成果如下:

(1)以科学研究为先导,坚持教学与科研相结合,立足教师队伍的自身培养与能力提高实现了高水平教师队伍建设,解决了队伍流失所带来的核心难题,极大地促进了本学科人才培养、学科建设和科学研究的发展;

(2)从力学学科的知识结构体系和科学研究的认知规律入手,改革教学体系,加强实验教学、实践和互动环节,激发学生的求知欲,培养学生的科学精神和社会责任感,形成了本科生教学质量提高和创新能力培养的特色模式;

(3)以国家精品课程建设及各教学环节质量管理为切入点,通过加强学生基本技能训练和实践环节,促进了学生全面素质与能力的提高;

(4)以学科建设和研究平台建设为突破口,改善人才培养的软、硬件条件,为高水平人才培养提供物质保障,进而有力地促进了本科生教学质量的提高。

成果应用:

在本科生教学中贯穿科学精神、责任感和创新能力的培养,实现教学与科研的良性互动是现代高等教育的发展趋势。本成果是第一完成人于1999年开始主持力学系工作以来在本科生教学改革与探索中的总结,也是所有主要完成人在兰州大学理论与应用力学高水平教师队伍建设和本科生创新性人才培养过程与长期实践中发展并逐步成熟起来的人才培养模式的有益探索。

(1)该教学成果体现在,一方面在培养有创新能力和独立研究能力的高水平教师队伍上取得显著成绩,另一方面在创新性人才培养模式上大胆探索,产生了积极的社会影响,特别是为西部地区输送了大量高层次的教学和科研人才。本学科两位学科带头人、国家杰出青年基金获得者周又和(同时也是教育部长江学者奖励计划特聘教授)、郑晓静教授身体力行,长期从事在教学和科研第一线并关注青年教师的培养和成长,指导他们更快脱颖而出。2000年以来,毕业留校的青年教师武建军、黄宁、王省哲、高原文、谢莉、周俊等,其中4人先后入选教育部新世纪优秀人才,6人主持有国家自然科学基金项目,3人晋升为教授,3人先后获中国力学学会优秀教师奖。青年骨干教师的成长和高水平队伍的建设,促使该团队在继2006年获教育部长江学者创新团队后于2008年入选国家级教学团队。与此同时,周又和教授还于2000年获宝钢教育基金会“全国高等学校优秀教师特等奖”、2005年获中国科协授予的“西部开发突出贡献奖”,2006年获中国教科文卫体工会授予的“全国师德标兵”称号,2008年获国家“高等学校教学名师奖”等。此外,这一教学成果在长期实践中为国家特别是西部的经济建设培养出了大量的专业人才,其中不少人已成为本学科领域的学术骨干和带头人,并受到社会认可和所在单位的好评。

(2)促进学生创新能力的提高并取得了良好的效果,调动了学生的专业学习兴趣和积极性,而且部分学生在校期间就能发表论文,进入研究后表现出较强的创新意识和能力。近些年来,本专业学生的学习兴趣和积极性明显提高,学生热爱专业。从2000年前后申请转其他专业的学生较多,到近4年来学生很少提出转专业,而且每年都有2~4名从校内其他专业如生物、信息和土木专业转入到本专业学习。此外学生的能力显著提高,近3年内,有3名本科生独立完成的2篇学术论文发表在《兰州大学学报(自然科学版)》上,7名本科生获得各类奖项9项,其中2项为全国大学生数学建模竞赛甘肃赛区特等奖及全国一等奖和全国二等奖、2项为第五、六届全国周培源大学生力学竞赛甘肃赛区一等奖和特等奖等。本专业升研率由2000年前的15%上升到近三年的60%左右,位于学校前列,其中一部分优秀学生获得免试推荐资格留在本学科点继续深造,一部分免试推荐或考入国内著名学府如清华、西交大、中科大、复旦、大连理工大学和中科院力学所、中科院物理数学研究所等就读研究生。一些学生的本科毕业论文已发表在《兰州大学学报》、《固体力学学报》等刊物上;许多学生在进入研究生阶段不久就展示出强劲的后劲,在进入研究生仅一年内的研究论文就在Appl. Phys. Lett. 和Int. J. Solid and Struct.等国际权威专业学术期刊上发表。本科毕业生苟晓凡进入博士生阶段完成的超导磁悬浮动力特性的研究论文年发表在国际学术期刊IEEE Applied Superconductivity上后,于2008年被IEEE 超导委员会国际学术组织授予该学术期刊2007年度所发表论文的最佳贡献论文奖(即Van Duzer Prizer, 论文的3位作者:苟晓凡、郑晓静、周又和),这是该学术组织首次授予中国学者的学术奖励,也是首次授予非电工电子领域学者的奖励。

(3)创新性人才培养模式的实践促进了精品课程和教材的建设并产生了积极影响。成果第一完成人主持的《理论力学》课程于2007年先后入选为甘肃省和国家精品课程,并针对该课程现有教材的内容和体系中存在的问题进行了全面更新,完成新编教材(55万字)并已在本科生中使用两届,获得了良好效果。周又和教授还就本项目的主要成果在2008年举行的教育部力学专业教学指导分委员会组织的“力学教育与人才培养”研讨会上作特邀报告、并以“关于《理论力学》教材的若干思考”为题于2008年在南京召开的全国力学教学论坛上作邀请分组报告(该报告形成的论文在2009年第1期《力学与实践》期刊上发表)。该论文指出了目前《理论力学》教材中的体系划分、基本概念、推理证明和反映现代科学研究发展等内容中存在问题,阐述了适应高水平人才培养的相应教材建设思路等,得到了同行学术界的关注,收到良好反应。另外,由王省哲教授主编的《计算力学》教材已被国内一些高校选用,产生了良好反响,目前该教材正在进行再版。

(4)有力地推动了兰州大学力学学科的科学研究水平和学科建设,并获得一系列可喜成效。由于地处西部欠发达地区,兰州大学力学学科的研究生和教师只能主要由本学科自身培养。通过本项目的实施,在解决高水平本科生培养质量的基础上,有力地保证并促进了本学科的科学研究和学科建设。在科学研究方面,本项目执行期间本学科执行国家重点基础研究发展规划项目(即973项目)共4项(其中主持一级课题3项、二级课题1项),主持国家杰出青年科学基金3项(含B类1项),主持国防科工委的国防重点基础研究项目1项,主持国家自然科学基金重点项目1项、参加1项,主持多项国家自然科学基金面上项目和青年科学基金项目以及教育部其它基金项目。出版学术专著2部,发表SCI收录学术论文150余篇。独立完成的“电磁固体材料结构非线性力学”科研项目于2005年获教育部提名国家自然科学一等奖(完成人:周又和、郑晓静、王省哲、高原文、王记增、李世荣、武建军),参与完成的“中国北方沙漠化过程及防治研究”科研项目于2006年获甘肃省科技进步一等奖、于2007年获国家科技进步二等奖(第二完成单位,郑晓静为第二完成人,周又和为第七完成人),独立完成的“电磁固体材料结构多场耦合非线性力学行为的理论研究”科研项目于2008年获国家自然科学二等奖(完成人:郑晓静、周又和)。在学科建设方面,力学博士后科研流动站于2004年被批准设立,2005年新增工程力学博士点,2005年力学一级学科被批准为甘肃省重点学科、新增力学一级学科硕士点,2007年固体力学被批准为国家级重点学科。从2003年开始,本学科被列入国家211工程二期的学科建设(建设经费1400万元)和国家985工程二期的特色学科建设方向(建设经费110万元)。目前,学科建设已进入211工程的三期建设(独立立项,建设经费700万元),并已列入985工程三期的独立建设项目计划(预算经费为3000万元)。

(5)本项目研究成果已在新建的土木工程与力学学院得到实施和推广,并在相关的学科建设和科研平台建设等方面取得显著成效。在该学院,地质工程专业的教师从2005年建院初期的科研经费150万元上升到2008年的400余万元,该学科带头人谌文武教授于2006年获宝钢教育基金会全国高校优秀教师奖,并入选兰州大学首届“学生最喜爱的十大优秀教师”;土木工程专业的“防灾减灾工程及防护工程”硕士点也在2005年获得批准设立。通过加强力学基础和工程实践的教学,土木工程专业第二届本科毕业生中就有3人被校外该学科中国工程院院士和长江学者录取为研究生,使土木工程专业的人才培养受到同行的认可。与此同时,以力学学科为主要支撑,充分发挥了力学、地质工程和土木工程三个学科的优势互补和合作,学院于2005年成功申报西部灾害与环境力学教育部重点实验室并获得批准。这些成效既是本项目研究成果的应用成效,又为本项目的进一步实施提供了更好的条件及发展空间。(6)本项目研究成果的教师队伍建设和本科生创新性教学模式与实践的经验在校内、省内以及兄弟院校进行多次交流,得到了认可和推广,产生了较大的示范和辐射作用。本项成果的教学和科研有机结合和互动以及高水平队伍建设和高质量人才培养的成功经验多次在兰州大学“质量工程”交流大会上进行汇报和交流,并为校内如数学、大气等学科和专业在教学改革和人才培养模式探索上所借鉴,产生了积极成效。本教学成果的一些具体措施与做法如大学生科研训练与创新计划、青年教师指导计划等也被学校教务处采用并在校内推广。自2000年以来,本学科每年均接受有来自如兰州理工大学、兰州交通大学等省内高校和国内其他高校的许多青年教师进修或攻读研究生学位,在他们完成学业返回本校后也同时将本学科的教学理念和经验带回了所在的院、系并加以借鉴和推广。例如,在本学科点于2003年获得博士学位回到兰州理工大学工作的李世荣教授目前为该校理学院院长,其积极推广本学科教学和科研相结合的理念以及本学科人培养模式上的经验,成绩斐然,近些年该校理学院力学系教师先后获得3项国家自然科学基金,改变了以前单纯教学较少开展科研的一些传统做法,同时也促进了教学质量的提高,不少学生考上了国内“985”和“211”高校攻读研究生学位等;又如2001年的本科毕业生赵宪峰同学在周又和教授指导下于2004年硕士毕业后到兰州交通大学任教,于2006年开始担任该校工程力学系副主任主管全校的力学教学工作,借鉴本学科的成功经验或采纳多种措施,注重教学和科研并重等,获得学校和师生的好评。在国内,山东科技大学理学院力学系主任王育平教授在筹办理论与应用力学专业期间,于2006年、2007年多次主动和本学科力学系主任王省哲教授联系和前来我院考察、交流和借鉴办学经验,并招取了本专业2007届硕士毕业生冯元慧同学为其力学系的教师,以便更好的采用本学科长期以来在力学专业人才培养上形成的特色和经验。此外,项目所取得的成果,得到了暨南大学原校长、教育部力学教育指导委员会主任刘人怀院士以及北京大学、西安交通大学、中国科技大学、北京航空航天大学、天津大学、中山大学等高校专家的肯定和积极评价,认为“针对我国西部欠发达地区力学专业本科生教育所面临的困难,……建成了一支教学科研相结合的高水平教师团队,并形成了一套培养有创新潜能的力学本科生教学体系和模式……”。近些年,本学科每年有邀请来自全国著名高校或者来校参观交流的力学专家和学者20余人次,他们均对本学科在教师团队建设和人才培养特色模式在科学研究、实验室建设、科研平台建设等方面所产生的显著成效予以了肯定和很高评价,获得了积极反响。

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