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  • 高水平力學教師團隊建設與本科生創新能力培養互動模式及實踐(2009年度二等獎)

    發布時間:2011-06-09   字體大小T|T

    蘭州大學力學專業創辦于1959年,先后培養出中國工程院院士劉人懷教授,國家杰出青年科學基金獲得者鄭曉靜、周又和、寧建國教授等一批杰出人才。進入新世紀以來,面臨生源不穩定、教師隊伍衰減且補充難度大等一系列難題,本項目組經過十年的不懈努力,探索出了一條在西部欠發達地區實現高水平教師團隊建設與高素質專業人才培養的互動模式和路子。主要成果如下:

    (1)以科學研究為先導,堅持教學與科研相結合,立足教師隊伍的自身培養與能力提高實現了高水平教師隊伍建設,解決了隊伍流失所帶來的核心難題,極大地促進了本學科人才培養、學科建設和科學研究的發展;

    (2)從力學學科的知識結構體系和科學研究的認知規律入手,改革教學體系,加強實驗教學、實踐和互動環節,激發學生的求知欲,培養學生的科學精神和社會責任感,形成了本科生教學質量提高和創新能力培養的特色模式;

    (3)以國家精品課程建設及各教學環節質量管理為切入點,通過加強學生基本技能訓練和實踐環節,促進了學生全面素質與能力的提高;

    (4)以學科建設和研究平臺建設為突破口,改善人才培養的軟、硬件條件,為高水平人才培養提供物質保障,進而有力地促進了本科生教學質量的提高。

    成果應用:

    在本科生教學中貫穿科學精神、責任感和創新能力的培養,實現教學與科研的良性互動是現代高等教育的發展趨勢。本成果是第一完成人于1999年開始主持力學系工作以來在本科生教學改革與探索中的總結,也是所有主要完成人在蘭州大學理論與應用力學高水平教師隊伍建設和本科生創新性人才培養過程與長期實踐中發展并逐步成熟起來的人才培養模式的有益探索。

    (1)該教學成果體現在,一方面在培養有創新能力和獨立研究能力的高水平教師隊伍上取得顯著成績,另一方面在創新性人才培養模式上大膽探索,產生了積極的社會影響,特別是為西部地區輸送了大量高層次的教學和科研人才。本學科兩位學科帶頭人、國家杰出青年基金獲得者周又和(同時也是教育部長江學者獎勵計劃特聘教授)、鄭曉靜教授身體力行,長期從事在教學和科研第一線并關注青年教師的培養和成長,指導他們更快脫穎而出。2000年以來,畢業留校的青年教師武建軍、黃寧、王省哲、高原文、謝莉、周俊等,其中4人先后入選教育部新世紀優秀人才,6人主持有國家自然科學基金項目,3人晉升為教授,3人先后獲中國力學學會優秀教師獎。青年骨干教師的成長和高水平隊伍的建設,促使該團隊在繼2006年獲教育部長江學者創新團隊后于2008年入選國家級教學團隊。與此同時,周又和教授還于2000年獲寶鋼教育基金會“全國高等學校優秀教師特等獎”、2005年獲中國科協授予的“西部開發突出貢獻獎”,2006年獲中國教科文衛體工會授予的“全國師德標兵”稱號,2008年獲國家“高等學校教學名師獎”等。此外,這一教學成果在長期實踐中為國家特別是西部的經濟建設培養出了大量的專業人才,其中不少人已成為本學科領域的學術骨干和帶頭人,并受到社會認可和所在單位的好評。

    (2)促進學生創新能力的提高并取得了良好的效果,調動了學生的專業學習興趣和積極性,而且部分學生在校期間就能發表論文,進入研究后表現出較強的創新意識和能力。近些年來,本專業學生的學習興趣和積極性明顯提高,學生熱愛專業。從2000年前后申請轉其他專業的學生較多,到近4年來學生很少提出轉專業,而且每年都有2~4名從校內其他專業如生物、信息和土木專業轉入到本專業學習。此外學生的能力顯著提高,近3年內,有3名本科生獨立完成的2篇學術論文發表在《蘭州大學學報(自然科學版)》上,7名本科生獲得各類獎項9項,其中2項為全國大學生數學建模競賽甘肅賽區特等獎及全國一等獎和全國二等獎、2項為第五、六屆全國周培源大學生力學競賽甘肅賽區一等獎和特等獎等。本專業升研率由2000年前的15%上升到近三年的60%左右,位于學校前列,其中一部分優秀學生獲得免試推薦資格留在本學科點繼續深造,一部分免試推薦或考入國內著名學府如清華、西交大、中科大、復旦、大連理工大學和中科院力學所、中科院物理數學研究所等就讀研究生。一些學生的本科畢業論文已發表在《蘭州大學學報》、《固體力學學報》等刊物上;許多學生在進入研究生階段不久就展示出強勁的后勁,在進入研究生僅一年內的研究論文就在Appl. Phys. Lett. 和Int. J. Solid and Struct.等國際權威專業學術期刊上發表。本科畢業生茍曉凡進入博士生階段完成的超導磁懸浮動力特性的研究論文年發表在國際學術期刊IEEE Applied Superconductivity上后,于2008年被IEEE 超導委員會國際學術組織授予該學術期刊2007年度所發表論文的最佳貢獻論文獎(即Van Duzer Prizer, 論文的3位作者:茍曉凡、鄭曉靜、周又和),這是該學術組織首次授予中國學者的學術獎勵,也是首次授予非電工電子領域學者的獎勵。

    (3)創新性人才培養模式的實踐促進了精品課程和教材的建設并產生了積極影響。成果第一完成人主持的《理論力學》課程于2007年先后入選為甘肅省和國家精品課程,并針對該課程現有教材的內容和體系中存在的問題進行了全面更新,完成新編教材(55萬字)并已在本科生中使用兩屆,獲得了良好效果。周又和教授還就本項目的主要成果在2008年舉行的教育部力學專業教學指導分委員會組織的“力學教育與人才培養”研討會上作特邀報告、并以“關于《理論力學》教材的若干思考”為題于2008年在南京召開的全國力學教學論壇上作邀請分組報告(該報告形成的論文在2009年第1期《力學與實踐》期刊上發表)。該論文指出了目前《理論力學》教材中的體系劃分、基本概念、推理證明和反映現代科學研究發展等內容中存在問題,闡述了適應高水平人才培養的相應教材建設思路等,得到了同行學術界的關注,收到良好反應。另外,由王省哲教授主編的《計算力學》教材已被國內一些高校選用,產生了良好反響,目前該教材正在進行再版。

    (4)有力地推動了蘭州大學力學學科的科學研究水平和學科建設,并獲得一系列可喜成效。由于地處西部欠發達地區,蘭州大學力學學科的研究生和教師只能主要由本學科自身培養。通過本項目的實施,在解決高水平本科生培養質量的基礎上,有力地保證并促進了本學科的科學研究和學科建設。在科學研究方面,本項目執行期間本學科執行國家重點基礎研究發展規劃項目(即973項目)共4項(其中主持一級課題3項、二級課題1項),主持國家杰出青年科學基金3項(含B類1項),主持國防科工委的國防重點基礎研究項目1項,主持國家自然科學基金重點項目1項、參加1項,主持多項國家自然科學基金面上項目和青年科學基金項目以及教育部其它基金項目。出版學術專著2部,發表SCI收錄學術論文150余篇。獨立完成的“電磁固體材料結構非線性力學”科研項目于2005年獲教育部提名國家自然科學一等獎(完成人:周又和、鄭曉靜、王省哲、高原文、王記增、李世榮、武建軍),參與完成的“中國北方沙漠化過程及防治研究”科研項目于2006年獲甘肅省科技進步一等獎、于2007年獲國家科技進步二等獎(第二完成單位,鄭曉靜為第二完成人,周又和為第七完成人),獨立完成的“電磁固體材料結構多場耦合非線性力學行為的理論研究”科研項目于2008年獲國家自然科學二等獎(完成人:鄭曉靜、周又和)。在學科建設方面,力學博士后科研流動站于2004年被批準設立,2005年新增工程力學博士點,2005年力學一級學科被批準為甘肅省重點學科、新增力學一級學科碩士點,2007年固體力學被批準為國家級重點學科。從2003年開始,本學科被列入國家211工程二期的學科建設(建設經費1400萬元)和國家985工程二期的特色學科建設方向(建設經費110萬元)。目前,學科建設已進入211工程的三期建設(獨立立項,建設經費700萬元),并已列入985工程三期的獨立建設項目計劃(預算經費為3000萬元)。

    (5)本項目研究成果已在新建的土木工程與力學學院得到實施和推廣,并在相關的學科建設和科研平臺建設等方面取得顯著成效。在該學院,地質工程專業的教師從2005年建院初期的科研經費150萬元上升到2008年的400余萬元,該學科帶頭人諶文武教授于2006年獲寶鋼教育基金會全國高校優秀教師獎,并入選蘭州大學首屆“學生最喜愛的十大優秀教師”;土木工程專業的“防災減災工程及防護工程”碩士點也在2005年獲得批準設立。通過加強力學基礎和工程實踐的教學,土木工程專業第二屆本科畢業生中就有3人被校外該學科中國工程院院士和長江學者錄取為研究生,使土木工程專業的人才培養受到同行的認可。與此同時,以力學學科為主要支撐,充分發揮了力學、地質工程和土木工程三個學科的優勢互補和合作,學院于2005年成功申報西部災害與環境力學教育部重點實驗室并獲得批準。這些成效既是本項目研究成果的應用成效,又為本項目的進一步實施提供了更好的條件及發展空間。(6)本項目研究成果的教師隊伍建設和本科生創新性教學模式與實踐的經驗在校內、省內以及兄弟院校進行多次交流,得到了認可和推廣,產生了較大的示范和輻射作用。本項成果的教學和科研有機結合和互動以及高水平隊伍建設和高質量人才培養的成功經驗多次在蘭州大學“質量工程”交流大會上進行匯報和交流,并為校內如數學、大氣等學科和專業在教學改革和人才培養模式探索上所借鑒,產生了積極成效。本教學成果的一些具體措施與做法如大學生科研訓練與創新計劃、青年教師指導計劃等也被學校教務處采用并在校內推廣。自2000年以來,本學科每年均接受有來自如蘭州理工大學、蘭州交通大學等省內高校和國內其他高校的許多青年教師進修或攻讀研究生學位,在他們完成學業返回本校后也同時將本學科的教學理念和經驗帶回了所在的院、系并加以借鑒和推廣。例如,在本學科點于2003年獲得博士學位回到蘭州理工大學工作的李世榮教授目前為該校理學院院長,其積極推廣本學科教學和科研相結合的理念以及本學科人培養模式上的經驗,成績斐然,近些年該校理學院力學系教師先后獲得3項國家自然科學基金,改變了以前單純教學較少開展科研的一些傳統做法,同時也促進了教學質量的提高,不少學生考上了國內“985”和“211”高校攻讀研究生學位等;又如2001年的本科畢業生趙憲峰同學在周又和教授指導下于2004年碩士畢業后到蘭州交通大學任教,于2006年開始擔任該校工程力學系副主任主管全校的力學教學工作,借鑒本學科的成功經驗或采納多種措施,注重教學和科研并重等,獲得學校和師生的好評。在國內,山東科技大學理學院力學系主任王育平教授在籌辦理論與應用力學專業期間,于2006年、2007年多次主動和本學科力學系主任王省哲教授聯系和前來我院考察、交流和借鑒辦學經驗,并招取了本專業2007屆碩士畢業生馮元慧同學為其力學系的教師,以便更好的采用本學科長期以來在力學專業人才培養上形成的特色和經驗。此外,項目所取得的成果,得到了暨南大學原校長、教育部力學教育指導委員會主任劉人懷院士以及北京大學、西安交通大學、中國科技大學、北京航空航天大學、天津大學、中山大學等高校專家的肯定和積極評價,認為“針對我國西部欠發達地區力學專業本科生教育所面臨的困難,……建成了一支教學科研相結合的高水平教師團隊,并形成了一套培養有創新潛能的力學本科生教學體系和模式……”。近些年,本學科每年有邀請來自全國著名高校或者來校參觀交流的力學專家和學者20余人次,他們均對本學科在教師團隊建設和人才培養特色模式在科學研究、實驗室建設、科研平臺建設等方面所產生的顯著成效予以了肯定和很高評價,獲得了積極反響。

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