工程一线探力学真知,实验台前育创新英才
——船建学院工程力学系陈巨兵教书育人详细事迹
深耕实验教学二十七载,上海交通大学船建学院工程力学系教授、工程力学国家级实验教学示范中心主任陈巨兵,始终坚守育人初心,扎根力学实验教学一线深耕笃行。他牵头构建力学实验教学体系,覆盖全校工科生,以匠心打磨教学、以初心培育英才,推动交大实验力学教学成为全国标杆,先后斩获国家级教学成果二等奖、上海市教学成果一等奖、上海交通大学教学成果一等奖等多项殊荣,工程力学国家级实验教学示范中心也获评全国优秀建设典型案例。
一、创新力学实验教学体系,支撑全校工科人才培养
作为全校本科生力学实践教学的重要基地,工程力学国家级实验教学示范中心肩负着培养拔尖创新人才的重任。作为中心主任,陈巨兵全面负责力学实验教学课程体系及平台建设,针对不同基础学生、不同工科专业对力学教育的需求,打造出“分层次、模块化”的力学实验教学体系,每年支撑2000余名工科本科生学习,课程年均教学工作量达3万余人时,全方位助力全校工科专业人才培养。相关教学成果先后获国家级教学成果二等奖、上海市教学成果一等奖、校教学成果一等奖等。
“分层次”不是简单的难度分级,而是一条从基础到前沿的能力生长链。从与理论力学、材料力学同步的课程内实验,到独立设课的《工程力学实验》,再到面向工程力学专业的《实验固体力学》等高阶课程,直至毕业设计与课外科技创新活动,他让实验教学贯穿本科培养全过程,让不同专业、不同基础的学生都能在实验中找准成长方向。每年3万余人时的教学体量下,他亲自编写讲义、设计项目、调试仪器,常常为了一项新实验的参数在实验室坚守整日。
模块化实验体系涵盖演示、基本、综合、创新、挑战、虚拟六类实验,学生可按需选做,实现从“照着做”到“想着做”的能力与思维跃升,推动教学从“验证型”向“探究型”转变。其中,他在国内创新开设《力学创新实验》课程,在力学课程基础上,利用前沿科研项目拆解提炼出难度适宜的科研小课题,引入新材料、新能源、人工智能等前沿技术,开发出兼具创新性与趣味性的实验项目。课程全面采用项目式、研讨式教学,学生需要自行查阅文献、提炼科学问题、搭建实验系统、独立完成测试、撰写论文并公开答辩,完整体验“微科研”全过程。同时,为充分调动学生的积极性与学习兴趣,他开创了“挑战型”竞赛实验教学模式,以学生为主体、小组为单位、解决问题为目标、竞赛为驱动,学生独立设计实验方案,既要熟练掌握专业实验仪器设备的使用,又要结合理论知识综合分析并设计实验模型,同时运用数值仿真软件对实验数据进行深入分析。这一全方位的学习过程极大激发了学生的创新思维,并有效培养了学生的团队协作能力与问题解决能力。
二、打造精品教学项目,引领全国高校力学实验教学改革
陈巨兵深知,精品教学项目是推动实验教学改革的关键抓手。他不仅致力于完善校内教学体系,更注重将优质资源提炼为可推广、可复制的示范项目,辐射全国高校,引领力学实验教学的整体提升。
在教学实验设备与项目研发上,他自主研制了全场形貌测量系统、数字图像相关系统等20余套教学与工程两用设备,既支撑本校教学,又推广至北京航空航天大学、华南理工大学等多所高校。他首创的“电阻应变测量形心主惯性轴方法”,被包括29所985高校在内的50多所兄弟院校采纳为典型创新实验教学项目,在全国力学实验教学领域形成了显著的辐射效应。正是这些创新举措与模式,推动中心于2023年通过教育部验收并获评全国优秀建设典型案例(交大唯一),为全国力学实验教学改革提供了“交大方案”。
他的育人探索获得广泛关注,受邀接受中央电视台采访,分享小班化实验教学与拔尖人才培养经验。相关实践成果在《焦点访谈》“新专业、新趋势、新未来”专题中重点播出,经教育部新闻办、新华网等权威平台转载,为全国同行提供了可复制、可推广的改革样本。这些优质成果不仅服务教学,更延伸至科普育人领域,成为上海科技馆科普活动、校园开放日、中外学生实践体验的特色窗口,年均接待超500人次,还助力上海市中学物理教师暑期培训,让力学之美传递给更多青少年,实现了优质教学资源的全国辐射与共享。
三、践行科研育人理念,培育一流工程英才
“把科研做在工程一线,把案例带回教学课堂”,这是陈巨兵坚守的育人信条,更是他二十七载的行动践行。他长期深耕先进实验力学方法、技术与仪器研制,近五年主持国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、重点项目等国家级课题,核心成果荣获上海市科技进步一等奖。他始终将科研与育人深度融合,让科研成果成为育人沃土。
他将前沿测量技术与科研成果转化为教学内容,让实验教材、教学设备与时代发展同频共振。2024年,他主编的《工程力学实验教程(第2版)》正式出版,作为全校工科实验主干教材,他摒弃传统内容修补模式,将数字图像相关、投影云纹等航空航天、船舶领域先进测量技术融入其中,全面升级教材实用性与前沿性。同时,他牵头将航天、集成电路等国家重点领域科研成果转化为鲜活教学案例,带领青年教师提炼工程实践精髓,融入课程教学,让学生在课堂上触摸重大工程的力学脉搏,为探究式教学筑牢实践根基。这些科研反哺教学的实践,进一步夯实了项目式、研讨式课程的内涵,让学生的“微科研”训练有了更真实的工程背景。
在日常教学以外,他坚持带领学生深入工程一线,在国家重大任务中锤炼品格、增长才干。他先后带领30余名学生深度参与FY-3/4、GF-12等13颗重点型号卫星的刚度分析、热变形检测等关键任务。2020年除夕前夕,某型号卫星结构测试进入关键节点,他带领研究生连续两周坚守实验室,每日从早八点奋战至凌晨,亲自核验加载工况、逐帧判读数据,不放过任何细微异常。在实战攻坚中,学生不仅掌握了硬核专业技能,更深刻领悟了严谨务实的工程精神与“把论文写在祖国大地上”的使命担当,构建起“课堂探究-实验室训练-工程攻坚”的全链条创新人才培养模式。这一教学模式成效显著,近三年来,依托课程培养的本科生成功发表4篇高水平论文,斩获中国国际大学生创新设计大赛金奖,陈巨兵也获评优秀指导教师。
二十七载春华秋实,青丝染霜初心不改。从普通实验教师到国家级实验教学示范中心领航者,陈巨兵始终以匠心守初心,以实干担使命。他用分层体系铺就成长之路,用探究课堂点燃创新之火,用精品成果辐射全国教育,用工程实战培育栋梁之才,在力学实验教学的沃土上精耕不辍,以笃行致远的师者风范,培育一批又一批兼具扎实学识与工程素养的力学英才,为国家工程科技人才培养贡献着不竭力量。

