“小问题”讲好“大工程观”

来源:宣传部浏览次数:20发布时间:2018-03-21编辑:宣传部

■记者 汪泉



  机械学院王书亭教授近期正忙于《机械设计》课程教材的改版工作。在谈到新工业革命下“机械设计”课程建设的重要性时,他介绍,当今科学技术发展迅猛,对机械设计思想、方法和工具都提出了全新的挑战,机械设计课程教学应该与时俱进,将“以人为本、集成设计、仿真驱动”等新时代理念贯穿到面向新工科的创新人才培养过程中去。


  尽管和教学团队同事们撰写的新教材面世尚需时日,但在课堂教学中,王书亭已经将这些新理念付诸实践。他希望能及时将学科、业界最前沿的发展动态和理念带给学生,培养他们形成真正的“大工程观”,使他们的专业知识、创新能力和工程思维都能够得到全面的提升。


  经过大学前两年的学科及专业基础课程学习,从大三开始,工科学生将逐渐进入专业核心课程学习环节。王书亭说,“与同学们已经掌握的基础理论知识相比,实际工程问题要复杂得多,需要在他们过去多年形成的数学思维基础上,通过课程学习,引导他们尽快建立工程思维和分析、解决问题方法和能力”,为此,他在课堂上颇费苦心。




  在讲到“材料的极限应力”这一概念时,王书亭指着教室里投影仪的吊杆,以吊杆的强度为例引出了产品的失效问题,接着在黑板上画出了吊杆强度问题的物理模型,进而又将物理模型转换为数学模型,“只有上升到数学模型层次,问题才更有规律性、普适性和生命力”。接着,他用一幅应力曲线图讨论不同工况下极限应力确定的方法。“严格按照公式来计算材料的极限应力是没有问题的,但在实际工业设计中,通常不采用这么复杂繁琐的计算公式。”王书亭转过身,用粉笔在曲线图中勾划出来两条折线,“与曲线相比,这条折线指导下的设计,对工程设计来说,更简便、实用,更利于工程实践。”他进一步点出这个示意图背后更深层次的含义:“曲线代表的是严格的理论极限,但在工程中要根据多种影响因素予以修正。”


  从小学接触数学以来,学生多数时候习惯用数学思维来看待问题答案的唯一性。而在工程技术中,解决方案却是多样化的。“答案的多样性和设计过程的反复性,是学生们在工科专业学习中需要确立的一个观念。”王书亭希望用通俗、简明的语言,深入浅出地阐述书本中相关公式背后的原理,来帮助学生们树立“大工程观”。



  除了用生动的例子、独到的见解和扎实的专业讲解来启发学生,王书亭也凭儒雅的风采、细致入微的体贴来吸引他们。


  机械1401班的方舟说,“王老师是个讲究批评艺术的人。看到有学生上课开小差,他决不会劈头盖脸地点名道姓,而是用提问题、开玩笑等方式善意地提醒。”方舟觉得,这大概也是王书亭老师讲究实效的“工程思维”在生活中的一种具体体现吧。


  同班的李一卓则是因为王书亭的牵线搭桥对机械专业有了更深刻的理解,从而选择读研继续深造。在一次与王老师的课后闲聊中,他表露了自己想到实验室参与科研的念头。没过几天,王书亭就将他介绍到学院的高水平科研团队学习。在这里,李一卓看到了学长们充实丰富的学习生活,见识了大牛们的科研风采。由此也坚定了继续深耕专业的决心,“没有王老师的帮助,我对专业的理解还停留在比较肤浅的层次。”


  “为什么高档装备的螺栓要进口?”“为什么重要连接螺栓拧紧后还要回拧三分之一圈?”……在课堂里,王书亭结合一个个生活中具体的小问题,为学生们讲解机械工程中的“大观念”。为更好地贯彻这一理念,王书亭和教学团队的同事们仍然在探索。

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