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《理论力学》全英文课程建设和教学实践中的思考

来源:教育教学论坛     2019-3-20 19:53:57      点击:

王芳 杜青海 崔维成

摘要:随着高等教育国际化的深入发展,上海市实施了“教育国际化工程行动计划”。在该计划的支持下,上海海洋大学结合学校学科建设的要求和发展目标,进行了留学生全英文授课课程的探索。《理论力学》作为高等院校工科专业的重要基础课程之一,是学校工程类专业国际化课程建设探索中的重点。本文就《理论力学》全英文课程建设和实施过程中的经验教训进行了归纳和总结,对提高全英文课程教学质量的关键进行了探索和思考,阐述了课程建设和实施中的重点举措,以期为国际化教学模式的发展提供一点参考。

关键词:理论力学;全英文教学;国际化教学模式;留学生

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)37-0215-03

一、引言

随着我国综合国力的提高,我国高等院校的教育质量也得到了快速的提升,国内院校对国外留学生的吸引力也越来越大,高等教育国际化发展的趋势愈发明显,这也进一步提升了中国院校在国际上的地位。为了适应高等教育国际化发展的需求,国内很多院校都进行了重点课程的全英文教学的探索,提出了诸多优秀的方案,但是教学可行性和效果仍存在较大的争议[1]。2014—2017年,上海海洋大学在上海市教委“高校外国留学生英语授课示范性课程”建设项目的支持下,进行了两轮《理论力学》全英课程教学的探索,课程主要针对工程专业的外国留学生,同时向全校相关专业本科生开放。

《理论力学》是工程专业的重要基础理论课程之一,在传统的中文教学中,该课程旨在教授学生对经典力学有系统的认识,并从更深更普遍的角度来理解力与机械运动的基本规律,掌握其在解决一些工程问题的方法。能够掌握理论力学的重要概念和原理,以及实际力学简化模型,是工程类专业学生在后续的力学如结构力学、计算力学等课程学习的基础,同时也是学生在就业之后解决各类工程实践问题的重要理论基础。在国内外院校工程类专业中,《理论力学》也是通用必修课,各国教材中涵盖的内容均以掌握经典理论和解决工程问题的方法为基本导向,因此,以《理论力学》为重点开展工科专业全英课程探索对推进高等教育国际化具有重要的意义。很多相关专业高校教师对此也进行了讨论[2-11]。

本课题组在《理论力学》全英文课程建设和实施过程中进行了授课模式、教材建设和网站建设等内容的探索,对探索过程中的经验教训进行了归纳和总结,并在本文中进行了阐述,以期为国际化教学模式的发展提供一点参考。

二、课程建设和实践经验

(一)注重合理选择教材,精练课程体系,引入现代分析方法

理论力学本身涵盖的内容较多,尤其对于全英文授课方式,若内容繁多而授课时间过于紧张,会严重影响学生的上课积极性和知识接受的效率,因此我们在课程内容上会做严格的筛选,保留理论力学经典理论和分析方法,避免不停地灌输而压缩学生学习和思考积极性的辅助教学时间。而对其他内容,不做深入阐述但做适当引导,可作为文献阅读进行课后讨论。同时,在教授学生掌握理论和分析方法的基础上,引入现代计算机数值分析方法的新思想,为后续相关课程的学习奠定基础。

我国各大高校在“理论力学”教学中所采用的教材,在教学实践的不断思考中,吸收了国际著名教材的精华,如马尔契夫的《理论力学》等,形成了逻辑严谨、通俗易懂、重点突出的特点,既注重理论陈述,又注重工程使用拓展,已经发展到比较成熟的阶段,這对本科阶段基础力学教育起到了重要的作用。而采用英文授课,要将理论力学中的定义、公理和推论都严谨清晰地阐释清楚,对中国的老师无疑是一个不小的挑战。借鉴国内成熟教学模式,同时合理精选一本国外的教材作为讲授重点,是全英文教学探索初期教材建设的一条捷径。本课题组在充分了解美国密歇根大学、澳大利亚塔斯马尼亚大学等国外高等院校《力学》、《土木专业经典力学》、《理论力学》等课程教材进行比较评价,确定了一套课上使用教材:Visile Szolgad所编写的《Theoretical Mechanics》,该书内容简约通俗,涵盖了理论力学的重点内容,但考虑到不够详尽广泛,同时为学生推荐了两套比较好的课外教材,为有能力的学生提供额外和拓展的辅导:1.R.C.Hibbeler,《Engineering Mechanics Statics (Twelfth edition)》,《Engineering Mechanics Dynamics (Twelfth edition)》,Prentice Hall,2010;2.Herbert Goldstein,《Classical Mechanics(3rd edition)》,Addison Wesley,2000。同时,在授课过程中,根据授课内容陆续推荐学生进行其他相关文献的阅读。

(二)注重互动式教学

《理论力学》会广泛渗透并应用于各个科学领域,就工科的一系列课程而言,无不以理论力学为基础,其本身是一门非常重要的基础课程,但是内容抽象,理论性强,且对于一门基础理论课程,枯燥的讲授很难提高学生的学习兴趣。《理论力学》中的许多模型与概念大多是由工程实际问题经过抽象简化而得到,因此在授课过程中,我们会注重互动式教学,注重课件制作,首先采用优秀的多媒体课件和网络资源以及力学现象演示视频等帮助学生很快地建立这些概念。同时授课与一些小专题讨论相结合,鼓励学生思考,启迪学生的创新思维,提高学生的学习兴趣和理解问题的能力,并通过一些经典问题和当前相关研究领域的前沿问题的分析和求解提高学生工程实践应用能力。例如,本课题组所在研究中为在国内率先进行全海深潜水器研究的科研单位之一,在潜水器研究过程中,涉及到诸多重要的力学问题需要解决,而许多问题的提出和思考与基础理论力学只是密切相关;同时,本轮《理论力学》全英文课程授课对象主要是海洋学院的留学生和国内本科生,而课题组的主要科研方向也是海洋技术的前沿方向,因此,在授课过程中,作者将潜水器研制过程中的力学问题与授课内容相结合,加深学生对概念和抽象方法的理解,提高了学生解决问题的能力,极大地增强了学生的学习兴趣,取得了良好的效果。例如在讲授摩擦的概念和特性时,以潜水器观察窗和窗座之间的配合设计过程为例加深学生对摩擦力特性的理解。进行于此同时,通过介绍前沿科学知识,正面引导学生积极思考将来的发展方向,有利于学生综合素质的培养。

(三)注重学生科技英文知识的积累和学习能力的提高

中国教师用英文对专业力学知识进行讲授,同时还要达到理论力学的教学目标,这对中国教师和学生的挑战主要来自于教师对力学概念和定理的英文表述、习题讲解的方式,以及学生对英文专业词汇的熟悉程度和理解能力。因此,在课程建设过程中,课题组要求授课老师熟练掌握专业词汇和公理定理的表达形式,并能够查找文献了解重点词汇的引入来源,以加深对词义的理解,提高自己的英文授课水平。例如,在复合运动中,牵连运动是一个极其重要的概念。在《术语杂谈》中,曾有学者就“牵连速度—英文是什么”进行了详细的来源上的介绍[12]。授课教师能够深入了解这些词汇的来源和通用表达方式,对提高授课质量具有重要的作用。在每堂课正式内容开始之前,首先列出重要的英文术语,帮助学生理解课堂内容、积累词汇和加深对所学知识记忆,都起到了积极的推动作用。随着课程内容的深入,学生对英文词汇不断积累,对英文表达更加熟悉,使用更加熟练,专注度也逐渐提高,授课和学习的配合度也有了提升。与此同时,引导学生课下积极阅读英文教材和课外辅导教材,做好课后的复习和预习工作,鼓励学生用英语交流,掌握英文表达方式,除了对本课程学习具有重要的作用,对提高学生在后续科研过程中的英文书写能力都具有一定的启发。从学生的反馈来看,取得了良好的效果。

(四)注重课件的制作和网上学习平台的建设

传统授课方式的一个弊端就是授课方式过于严肃刻板。随着多媒体工具的发展,枯燥的力学原理可以通过一些简易的动画进行演示,给学生一个直观的认识,同时配合日常生活中的实例,引导学生理解力学概念和定理的来源和可能的应用领域。通过这种方式,学生和老师之间的互动环节也变得生动有趣。除了注重课件的制作,课题组同时借助上海深渊科学工程技术研究中心的网站,开发了网上学习平台,将授课视频、授课大纲、课程重点、推荐阅读内容等上传至网站,并定期维护和更新。同时,老师和学生之间建立微信交流平台,及时了解学生对授课内容的掌握程度,解答学生的问题,并在交流平台上引导学生进行课前的预习和复习。这些辅助手段都提高了教学效果。

三、结束语

本文总结了“教育国际化工程行动计划”背景下,留学生全英课程建设和实践过程中的经验,介绍了课题组在合理选择教材、精练课程体系、加强互动式教学、加强课件制作和网络学习平台的具体实施过程和实施效果,以期为国际化教学模式的发展提供一点参考。在下一步的实施过程中,将继续关注新模式实施效果,改进教学模式,不断提高教学质量。

致谢:本文在上海高校外国留学生英语授课示范性课程建设项目的支持下完成并发表。同时感谢上海深渊科学工程技术研究中心在网络平台建设等工作上的支持。

参考文献:

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[11]李同杰,宛传平,李忠芳.应用型本科高校机械类专业《理论力学》课程教学改探索[J].赤峰学院学报(自然版),2016,32(24):206-207.

[12]朱照宣.牵连速度——英文是什么?[J].力学与实践,2007,29(5):96-96.


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