交叉学科的力学研究生创新能力培养
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摘要：随着力学与土木、交通、材料、冶金等学科的交叉融合，力学研究生需掌握不同领域的科研技能。以提高跨学科研究能力与国际视野为目标，改革课程体系，拓展研究学科领域，鼓励国内外学术交流和项目协作。通过多学科协作和国内外学术交流等多个层面的教学改革，探索力学思维-学科交叉-国际视野培养思路。
关键词：力学专业研究生；计算仿真；创新能力；交叉学科；教学改革
高校力学专业面临诸多现实问题，如大类招生后很少有人主动了解与学习力学专业，或者认为力学就是物理学的一部分，导致力学毕业生就业困难与招生难，等等[1-2]。为了发挥力学尤其是计算力学的研究优势，进而解决就业问题，很多高校将力学专业与飞行器设计、机械工程、土木工程等专业归类到同一学院。力学学科与其它学科的交叉融合推动新学科的形成和发展，不断丰富多学科研究内容和方法。因此，培养力学研究生创新研究能力，关乎工业建设与科研工作水平，也影响着工科类学科的发展水平。
本校秉承钢铁品质，大力促进多学科发展。力学学科源于2002年设立的工程力学本科专业，2006年获硕士学位授予权，2011年设楚天学者岗，2013年获爆炸动力学二级学科博士学位授予权，2018年获力学一级学科硕士学位授予权。力学专业研究生的培养目标是为力学学科和相关学科（机械、土木、车辆、船舶、交通、能源工程、材料科学等）培养具有解决理论和实际问题能力的人才。力学研究生创新能力培养方面，尚存在以下主要问题。
（一）教学方式单一力学研究生要求课程修读23个学分，教学方式以课堂讲授为主。经过考察，发现国外高校除了少量理论必修课程之外，还提供了丰富的选修课程，如力学模型与数值模拟、岩石弹塑性力学、岩土力学与支护理论等[3]；并且压缩了教师课堂讲授时间，留给学生课后查阅文献和以小组讨论的形式收获知识。相对而言，中国高等院校力学部分课程陈旧，讲授知识的课程多，涉及技能的课程和课堂讨论时间少，涉及相关学科交叉的内容也较少。
（二）跨学科研究能力不足力学研究生大多围绕爆炸理论及应用、矿山工程力学、材料力学性能测试与工程结构计算仿真等研究方向展开，不论是毕业论文还是发表的论文、专利，主要集中在工程力学二级学科方向，涉及知识面较窄，项目也较少于兄弟学院。因此，部分研究生对其它学科的学习和研究工作较少，对社会需求的适应能力弱。同时，对工程应用领域的转变缺少经验，影响职业发展和进一步深造[4]。
（三）国际视野与合作交流缺乏国外高校通常将力学研究生归类到机械，土木，航天等大类专业中培养，本校在机械工程、电子信息工程和网络工程领域与国外合作办学，学校一级博士点招收有国外学生。然而，力学硕士培养过程国际交流合作少，国内交流也不多，主要的合作交流均是参加学术会议及发表少量英文学术论文。力学研究生对力学研究前沿领域了解不足，英文学术能力薄弱。
二、创新能力提高措施
力学专业是基础学科，必须依托学科交叉不断创新，追赶行业潮流[5-6]。
（一）加大课程改革力度通过引进国内外优秀力学相关教材，优化课程体系。针对非力学本科生源，开设补修课程。通过网络方式，为研究生在线答疑。在高等有限元、弹塑性力学和力学数值软件等课程中，重视和发挥课程设计的作用。培养学生合理的力学建模能力、求解力学问题能力，通过让研究生制作课程设计书并在课堂上作口头报告，多角度对研究生课程设计质量做出综合评议。此外，借助已有实验室平台，开展验证性实验，针对课程中本构模型与经验公式，开展力学理论分析和实际结果的对比验证，从而提高研究生实验力学验证能力。
（二）拓宽学科研究领域首先，加强导师队伍自身建设。研究生导师是研究生培养第一责任人，力学研究生导师应该具有跨学科研究能力，以及多学科研究视野。其次，基于本系教师博士毕业专业涵盖了力学、矿业工程、土木工程、水利工程、航海工程等，开展研究团队建设。在团队内部积极开展研讨，听取研究生科研报告与成果交流，这种多专业背景下的共同指导对于培养研究生跨学科思维能力有很大的帮助。第三，部分导师利用本校资源，与其他学院课题组进行项目合作、实验外包等，开展多学科合作并共同发表学术论文。通过不同专业研究生之间的合作交流，让研究生切身体会力学的重要性，加强了跨学科创新能力。校企合作在创新能力培养方面也发挥了重要作用，与中铁港航集团共建实验室，在本校是首创，其设备在国内是一流的。本学科已与中铁港航、保利新联等多家大型企业建立了稳定的研究生实训实习基地。通过实习实训，下沉到项目现场，实现了科研与工程实践的紧密联系，解决工程中的科技问题。
（三）召开学术会议与合作交流采取多种激励措施，鼓励研究生多发表会议论文和国内外同行交流合作。实际上，国外并未单独开办力学专业，大部分力学专业研究人员融合在机械、航空航天、土建等学院，因此，与国外同行的交流尤为重要，最便利的途径就是参加学术会议。为了激励研究生生参加学术会议，采取了多种资助形式，如实施了“研究生国际学术交流学习计划”，选品学兼优具有良好英语沟通能力的研究生赴国外游学，资助研究生参加国际学术会议等费用。建立国外专家来学院为研究生做专题报告制度，研究生须参加6次以上学术活动，记1学分。每次参加学术活动应有书面记录，做学术报告应有书面材料。通过以上举措，将研究生视野扩展到学科领域前沿，培养了学术思维创新能力。在导师的指导和科研项目引导下，研究生积极与中科院岩土所、安全环保研究院及武汉其它高校开展交流与合作。聘请正高级工程师作为研究生导师，结合企业的需求与时俱进，及时调整研究工作重心，培养了研究生的适应能力。
参考文献：
[1]楚海建，宋丽芬.刍议大类招生形势下力学专业怎么办？[J].力学与实践，2019，41（4）：470-474.
[2]戴宏亮，唐亚利，李素华，等.高校力学研究生培养模式探析[J].当代教育理论与实践.2015，7（12）：94-96.
[3]彭宇.国内外大学力学学科硕士研究生课程体系比较[J].教育现代化，2015（7）：44-48.
[4]李春生，王璠，李彦文，等.基于多专业生源的力学研究生培养的探讨[J].实验室科学，2011，14（4）：203-205.
[5]戴宏亮，唐亚利，余艳红，等.力学专业研究生培养质量保障新体系的构建[J].当代教育理论与实践，2016，8（10）：116-118.
[6]张立松，闫相祯，杨秀娟.提高工程力学专业研究生创新能力的探究[J].教育教学论坛，2012（26）：178-179.
作者：曾国伟 蔡路军 李欣宇 吴亮 单位：武汉科技大学