面向農(nóng)林類高校國際留學(xué)生的理論力學(xué)教學(xué)改革研究＊

劉達(dá)列

（浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院，浙江 杭州 310000）

1 概述

隨著高校教育全球化和國際化進(jìn)程的加快，各農(nóng)林類高校也先后開設(shè)了多個(gè)專業(yè)的“國際班”。近年來國際留學(xué)生的人數(shù)有逐漸增多的趨勢，但農(nóng)林類高校的多數(shù)留學(xué)生基本沒有什么中文基礎(chǔ)，“國際班”的課程要求全英文授課，對老師和學(xué)生帶來了很大的挑戰(zhàn)[1]。理論力學(xué)這門基礎(chǔ)力學(xué)課程是工科專業(yè)學(xué)生十分重要的一門必修課，是否能夠掌握基礎(chǔ)力學(xué)的基本知識與理論將直接影響到學(xué)生后續(xù)力學(xué)課程和其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，因此有必要以我校機(jī)械專業(yè)《理論力學(xué)》教學(xué)為例，針對農(nóng)林類高校留學(xué)生特點(diǎn)，在教學(xué)過程中作出積極有效的探索。

2 理論力學(xué)教學(xué)的現(xiàn)存問題

我校機(jī)械專業(yè)國際留學(xué)生主要來自非洲各國，如贊比亞、埃塞俄比亞、尼日利亞、盧旺達(dá)等，理論力學(xué)教學(xué)實(shí)踐已開展3 個(gè)學(xué)期，共計(jì)學(xué)生約80 人。我校留學(xué)生教育發(fā)展迅速，但教學(xué)中仍存在著較多問題。首先目前各農(nóng)林類高校的國際班留學(xué)生多來自于經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展相對落后的非洲國家，所受教育背景不同，數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)參差不齊，許多先修課程缺失，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有限，且與國內(nèi)學(xué)生差距較大，對于所學(xué)知識感覺繁難；其次多數(shù)學(xué)生不購買教材和教輔資料，課堂學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)難以保證；學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，在課程初始學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué)知識時(shí)就因接受知識較困難而產(chǎn)生畏難情緒，對課程學(xué)習(xí)比較抵觸；留學(xué)生自學(xué)能力和獨(dú)立完成作業(yè)的能力較差，課后作業(yè)存在較嚴(yán)重的抄襲問題；絕大多數(shù)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)目的不明確，無法做到對理論力學(xué)知識的深入理解和掌握，對力學(xué)知識的實(shí)踐應(yīng)用知之甚少。

另外，我校外語授課師資力量短缺，導(dǎo)致課堂教學(xué)活動(dòng)的組織，各類研討活動(dòng)的開展都有困難。以往的教學(xué)大綱要求留學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容與國內(nèi)學(xué)生所學(xué)內(nèi)容完全一致，而留學(xué)生的理論基礎(chǔ)如數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)知識通常無法達(dá)到與國內(nèi)學(xué)生相同的水平，導(dǎo)致過往學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度難以按計(jì)劃完成。因此，有必要對留學(xué)生《理論力學(xué)》課程進(jìn)行積極有效的探索，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

3 理論力學(xué)教學(xué)改革的有效途徑

3.1 教學(xué)準(zhǔn)備工作的完善

目前的留學(xué)生課程基本上借鑒了國內(nèi)學(xué)生理論力學(xué)的教學(xué)方式，沒有突出國際班留學(xué)生的教學(xué)特色，因此必須要在教學(xué)準(zhǔn)備工作上進(jìn)行完善，體現(xiàn)留學(xué)生教學(xué)內(nèi)容的特殊性。首先教材的選用上要與通用教材有所甄別，在原有的教學(xué)大綱基礎(chǔ)上精簡優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。目前我校機(jī)械專業(yè)國際班采用的理論力學(xué)教材是獲授權(quán)影印出版的英文原版教材《Engineering Mechanics:Statics&Dynamics》，該教材是歐美體系教材，比較注重與工程實(shí)際的聯(lián)系[2]。而國內(nèi)教材體系更著重于理論模型的簡化，以及理論體系的歸納。歐美體系教材通常內(nèi)容非常詳盡和廣泛，聯(lián)系工程實(shí)際應(yīng)用也較深入，但對于國際班留學(xué)生來說內(nèi)容繁多，理解起來也比較吃力。若能結(jié)合歐美體系教材和國內(nèi)靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)三部分理論體系教材的優(yōu)點(diǎn)，簡化理論模型的推導(dǎo)過程，縮減高階力學(xué)內(nèi)容而著重于基礎(chǔ)知識，同時(shí)加強(qiáng)工程實(shí)例應(yīng)用實(shí)例的介紹。這種教材選用能針對國際留學(xué)生的理論基礎(chǔ)，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于留學(xué)生基礎(chǔ)較差，在使用現(xiàn)有教材的同時(shí)精簡難度較高的教學(xué)內(nèi)容如摩擦、動(dòng)量、動(dòng)量矩、動(dòng)能定理及動(dòng)力學(xué)綜合問題等，略去一些包含較高階力學(xué)知識的章節(jié)如慣性力、虛功原理和達(dá)朗貝爾原理等，使學(xué)生更容易理解?，F(xiàn)有課堂教學(xué)所用課件由下述兩部分組成,一是與原版教材《Engineering Mechanics:Statics&Dynamic》部分章節(jié)匹配的課件；二是由國內(nèi)《理論力學(xué)》（哈工大版）教材翻譯成英文的課件，相對留學(xué)生而言顯得內(nèi)容繁多且難度太大。精簡優(yōu)化后的教學(xué)課件將著重針對理論力學(xué)課程的重點(diǎn)基礎(chǔ)理論如力的概念和受力分析、平面一般力系的平衡及應(yīng)用問題、質(zhì)點(diǎn)和剛體的簡單運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用、動(dòng)力學(xué)基本定理及應(yīng)用等，課件涵蓋了基本知識、重點(diǎn)知識以及典型工程實(shí)例。在編寫課件PPT 之外還準(zhǔn)備了教輔材料如課堂測試，課后作業(yè)、錄制的教學(xué)視頻等，同時(shí)在教學(xué)過程中可結(jié)合最新的原版文獻(xiàn)不斷更新課件內(nèi)容，為后續(xù)的其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

此外，針對留學(xué)生基礎(chǔ)差的特點(diǎn)可在正式開課前開展學(xué)生的背景調(diào)查如力學(xué)基礎(chǔ)知識的問卷測試或調(diào)查等，包括數(shù)學(xué)向量的運(yùn)算、三角函數(shù)知識、力的概念、力系平衡的概念、運(yùn)動(dòng)學(xué)中的牛頓三大定律等。以往的調(diào)查結(jié)果顯示我校留學(xué)生數(shù)學(xué)和物理知識薄弱,在提前掌握學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)后，任課老師可以采取有效的針對措施，調(diào)整課程重點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)的有效性。

3.2 教學(xué)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新

理論力學(xué)是邏輯性強(qiáng)、高度抽象且具有嚴(yán)謹(jǐn)課程體系的學(xué)科,學(xué)生較難理解和掌握。目前國際班理論力學(xué)課程教學(xué)基本還是沿用傳統(tǒng)的理論力學(xué)課堂教學(xué)模式，學(xué)生只是被動(dòng)地接受所學(xué)的知識，課堂教學(xué)效果一般，因此急需進(jìn)行教學(xué)方法的改進(jìn)，探索采用討論式、啟發(fā)式的全新教學(xué)模式[3-4]。首先是通過課堂教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)的改進(jìn)，使學(xué)生能更主動(dòng)的進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。如靈活設(shè)置課堂問題和課堂測試，鼓勵(lì)學(xué)生在課堂隨時(shí)提問，實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師的積極互動(dòng)；注重課前預(yù)習(xí)，并設(shè)置預(yù)習(xí)內(nèi)容的提問環(huán)節(jié),有效督促學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度；在充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的前提下進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn)活動(dòng)，通過學(xué)生主講、學(xué)生討論等方式提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)效果；靈活開設(shè)專門的課程討論課，讓學(xué)生對一些重點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行分組討論，并由教師引導(dǎo)并深化討論，從而深入理解較為復(fù)雜的力學(xué)問題。在不斷嘗試和改進(jìn)這些教學(xué)措施后，留學(xué)生的教學(xué)效果有了較明顯的提高。

其次近幾年國際留學(xué)生的規(guī)模保持了穩(wěn)定的增長趨勢，使得原有的師資力量有所不足，因此有些高校也通過建設(shè)相關(guān)的課程網(wǎng)站來解決不斷增長的教學(xué)需求[5]。在充分調(diào)研后，理論力學(xué)的課程網(wǎng)站建設(shè)整合了各類教學(xué)資源，如講義、教學(xué)視頻、教學(xué)重點(diǎn)解析、課堂測試、課后作業(yè)、歷年試題以及工程實(shí)例等。這些資源既可以在課上直接采用，也可以方便學(xué)生在上課沒有理解的情況下在課外進(jìn)行自主觀看學(xué)習(xí)，達(dá)到鞏固知識和復(fù)習(xí)的目的。課程網(wǎng)站同時(shí)包含作業(yè)答疑和互動(dòng)模塊，利用題庫內(nèi)大量的學(xué)習(xí)資源隨機(jī)布置課后作業(yè),使得學(xué)生的作業(yè)有所區(qū)別,可以有效避免學(xué)生抄襲作業(yè)的不良習(xí)慣。另外學(xué)生利用互動(dòng)模塊進(jìn)行留言，教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生都可進(jìn)行快速討論和交流課程內(nèi)容。這樣可以在師資有限的情況下減少教師的重復(fù)工作量，同時(shí)提高教學(xué)效果。但課程網(wǎng)站建設(shè)也很難一蹴而就，其中包含了授課視頻錄制，作業(yè)和試題題庫建設(shè)、課件建設(shè)、以及軟硬件系統(tǒng)的支撐等，這需要其他教師和相關(guān)教學(xué)部門的大量輔助工作，同時(shí)還需要在今后的教學(xué)實(shí)踐過程中不斷改進(jìn)和完善網(wǎng)站內(nèi)容。

最后除了線上的互動(dòng)交流模塊以外還需配合線下的輔導(dǎo)答疑。留學(xué)生的自學(xué)能力通常較差，除了完善線上的課程答疑外，還有必要進(jìn)行每周1 到2 次的線下輔導(dǎo),對學(xué)生在課后復(fù)習(xí)和完成作業(yè)時(shí)遇到的問題進(jìn)行更深入的答疑。對一些在課堂表現(xiàn)中特別不積極的學(xué)生，可以強(qiáng)制安排他們?nèi)フn后答疑，進(jìn)行有效的督促和掌握學(xué)習(xí)情況，保證整體的教學(xué)效果。

3.3 考核方式的改革

力學(xué)課程本身就是和工程實(shí)際緊密相連的學(xué)科,強(qiáng)調(diào)如何將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際。而以往面向留學(xué)生的理論力學(xué)考核方式還是主要以期末成績?yōu)橹鳎C合平時(shí)表現(xiàn)來進(jìn)行評分。教師對于平時(shí)成績的評定一般都是通過考勤和課后作業(yè)完成情況來評定。傳統(tǒng)的一次期末閉卷考試的分?jǐn)?shù)就基本決定了學(xué)生的課程成績,使得大部分學(xué)生傾向于期末突擊復(fù)習(xí),但這種突擊非常不利于學(xué)生對力學(xué)知識的掌握和運(yùn)用，學(xué)生往往考過就忘，尤其是學(xué)習(xí)態(tài)度和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對較差的國際班留學(xué)生。傳統(tǒng)考核方式不能有效檢查學(xué)習(xí)效果，也不能體現(xiàn)本課程學(xué)以致用的特點(diǎn)，因此必須進(jìn)行改革,建立細(xì)致的考核制度以便隨時(shí)了解留學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。除期末考試外,我們針對留學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)結(jié)合了其他多種考核方式,如在靜力學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí),進(jìn)行開卷的期中考試來考查學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)理論的掌握程度；在平時(shí)課堂通過穿插小測試的方式迫使學(xué)生注重平時(shí)的學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)的進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)；在平時(shí)的作業(yè)中除了常規(guī)習(xí)題外,還注重結(jié)合工程實(shí)際，如添加一些需要編程來完成的計(jì)算題，以及需利用力學(xué)知識解決的小型設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從而提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)算軟件進(jìn)行解題、設(shè)計(jì)的力學(xué)能力。最終課程總成績由作業(yè)和出勤情況、課堂提問和表現(xiàn)分?jǐn)?shù)、期中考試分?jǐn)?shù)、課堂測驗(yàn)分?jǐn)?shù)、應(yīng)用能力分?jǐn)?shù)和期末考試分?jǐn)?shù)共同組成。最終考核結(jié)果可以更好的幫助教師不斷改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語

理論力學(xué)課程的教學(xué)改革是各類高校面向國際化教育的迫切要求，目前理論力學(xué)的教學(xué)方法、內(nèi)容及考核方式都還有待于進(jìn)一步探索和完善，今后應(yīng)針對農(nóng)林類高校留學(xué)生特點(diǎn)，堅(jiān)持以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，不斷完善教材建設(shè)、課程網(wǎng)站建設(shè)和教學(xué)方法改革，逐步建成高品質(zhì)的理論力學(xué)課程體系,吸引更多國際留學(xué)生來華求學(xué),同時(shí)積極參與全球教育市場的競爭,推進(jìn)農(nóng)林類高校的國際化進(jìn)程。