新時代高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和專業(yè)教育融合的路徑探究

李美會 朱易

［摘 要］ “振動力學(xué)”是力學(xué)的重要組成部分，是一門工程背景較強(qiáng)，涉及先修課程知識架構(gòu)較廣，緊跟學(xué)科前沿的專業(yè)基礎(chǔ)課程?！罢駝恿W(xué)”雙語課程教學(xué)是加強(qiáng)新工科建設(shè)、培養(yǎng)具備國際競爭力高素質(zhì)復(fù)合型人才的重要途經(jīng)。研究以蘇州科技大學(xué)為例，簡述在新工科背景下對工程力學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)“振動力學(xué)”雙語課程的目的和意義，從學(xué)情分析、教材選用、教學(xué)措施、教學(xué)評價等方面，介紹了在教學(xué)過程中提高雙語教學(xué)質(zhì)量等方面采取的具體措施和反饋，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并反思不足以便改進(jìn)。

［關(guān)鍵詞］ 振動力學(xué)；雙語教學(xué)；新工科；工程力學(xué)

［基金項(xiàng)目］2021年度江蘇省力學(xué)教育教學(xué)研究課題“新工科背景下力學(xué)專業(yè)實(shí)習(xí)類課程思政探索與實(shí)踐”

［作者簡介］ 翟相華（1988—），女，江蘇泰州人，博士，蘇州科技大學(xué)土木工程學(xué)院講師，主要從事分析力學(xué)、動力學(xué)與控制研究；鮑四元（1980—），男，安徽六安人，博士，蘇州科技大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事分?jǐn)?shù)階問題、譜幾何法研究；沈 峰（1984—），男，河南洛陽人，博士，蘇州科技大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，主要從事工程力學(xué)教學(xué)、近場動力學(xué)研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）13-0000-04［收稿日期］ 2022-11-24

2017年2月，高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會在復(fù)旦大學(xué)召開，對新時期工程人才培養(yǎng)進(jìn)行了熱烈討論，正式提出“新工科”概念，共同探討了新工科的內(nèi)涵特征、新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑選擇，并達(dá)成共識。新工科人才培養(yǎng)模式樹立了工程教育的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系，建立先發(fā)優(yōu)勢，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型人才；樹立了新工科教育教學(xué)改革方向，涉及到課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革、教育教學(xué)方式改革、課堂教學(xué)與課外學(xué)習(xí)的關(guān)系、通識教育與專業(yè)教育的關(guān)系等重要方面。其中，雙語課程教學(xué)是提高學(xué)生綜合素質(zhì)，增強(qiáng)科技文章的閱讀、表達(dá)和應(yīng)用能力，拓寬學(xué)生國際視野，培養(yǎng)國際化卓越工程人才，加強(qiáng)新工科建設(shè)的重要途經(jīng)［1-2］。

筆者所在院校依托教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，為加快建設(shè)和發(fā)展新工科，加強(qiáng)研究和改革實(shí)踐，積極發(fā)揮地方高校對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的支撐作用。工程力學(xué)專業(yè)自創(chuàng)辦以來一直注重發(fā)揮土建學(xué)科優(yōu)勢，構(gòu)建并成功實(shí)踐“力學(xué)+土木”應(yīng)用型工程力學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)工程力學(xué)與土建行業(yè)緊密結(jié)合，形成了數(shù)學(xué)力學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)、專業(yè)口徑寬廣、行業(yè)背景突出的專業(yè)特色。隨時代的變化和要求與時俱進(jìn)，抓住歷史機(jī)遇實(shí)現(xiàn)工科教育的創(chuàng)新與變革。筆者所在院校工程力學(xué)專業(yè)基于新工科人才培養(yǎng)理念，在修訂2018級本科人才培養(yǎng)方案時，明確新工科教育教學(xué)改革方向，借鑒“國際工程教育”理念，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，充分布局新工科人才所必備的知識、能力、素質(zhì)需求等，努力實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

一、開設(shè)“振動力學(xué)”雙語教學(xué)的必要性

“振動力學(xué)”是力學(xué)的重要組成部分，是一門工程背景較強(qiáng)，涉及先修課程知識架構(gòu)較廣，緊跟學(xué)科前沿的專業(yè)基礎(chǔ)課程。在我國高等工程教育中，力學(xué)、航空、航天、機(jī)械、動力、交通、土木等專業(yè)普遍開設(shè)以“振動力學(xué)”為核心內(nèi)容的相關(guān)課程［1-3］。工程力學(xué)專業(yè)選擇“振動力學(xué)”課程實(shí)行雙語教學(xué)是合適的原因?yàn)椋阂皇菍W(xué)生已修“高等數(shù)學(xué)”“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”和“結(jié)構(gòu)力學(xué)”等先修課程，并且大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)通過國家四六級英語測試，具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)和英語基礎(chǔ)；二是該課程專業(yè)知識承上啟下，銜接自然，涉及大量的數(shù)學(xué)和力學(xué)學(xué)科專業(yè)英文術(shù)語；三是雙語課程選用國外教材，借鑒國外教材優(yōu)點(diǎn)，感受國外教材發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程，例題和習(xí)題緊密契合工程實(shí)際案例，鍛煉學(xué)生科技文獻(xiàn)查閱、閱讀、表達(dá)和應(yīng)用能力，為學(xué)生開闊視野，為迅速接觸學(xué)科前沿動態(tài)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

二、雙語教學(xué)的實(shí)施

（一）學(xué)情分析

蘇州科技大學(xué)“振動力學(xué)”課程是工程力學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，開設(shè)時間為本科三年級春季學(xué)期。開設(shè)“振動力學(xué)”雙語課程，考慮到雙語課程教學(xué)的特點(diǎn)及學(xué)生的接受度，將學(xué)時由原48學(xué)時（含6實(shí)驗(yàn)學(xué)時）增至56學(xué)時（含6實(shí)驗(yàn)學(xué)時），學(xué)分由原3學(xué)分增至3.5學(xué)分，教學(xué)節(jié)奏適當(dāng)放慢，保證教學(xué)效果。

開課前對學(xué)生進(jìn)行學(xué)情調(diào)查，主要包括國家英語四六級的通過情況，高等數(shù)學(xué)及先修主干力學(xué)課程的學(xué)習(xí)情況。調(diào)查結(jié)果顯示：國家英語四級通過率80%，國家英語六級通過率31%，大部分學(xué)生具備基本的英語理解能力，個別學(xué)生在英語學(xué)習(xí)上有困難。對于英語學(xué)習(xí)困難的學(xué)生進(jìn)行一對一談話，撫平抵觸情緒，增強(qiáng)學(xué)生信心，課后給予更多關(guān)心與指導(dǎo)。

（二）教材選用

為鼓勵學(xué)生接受并喜愛雙語教學(xué)帶來的樂趣，筆者選用英文教材和中文教材相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。上課使用英文原版教材，中文教材留給學(xué)生課后自主閱讀。英文教材選用的是國際較為傳統(tǒng)的教材，由William T. Thomson， Marie Dillon Dahleh主編的Theory of Vibration with Applications （Fifth Edition），教材中以線性振動為主，按單自由度、兩自由度、多自由度、連續(xù)體敘述，也包括非線性振動和隨機(jī)振動等內(nèi)容。該教材由簡單的振動問題出發(fā)，由淺入深，敘述清晰、內(nèi)容豐富，例題和習(xí)題與工程實(shí)際相結(jié)合，在北美被眾多大學(xué)采用。陳立群［4］教授在文獻(xiàn)中總結(jié)了許多國外振動教材的內(nèi)容和特點(diǎn)。中文版教材選用劉延柱教授等主編的《振動力學(xué)（第3版）》，該教材是國內(nèi)眾多高校采用的經(jīng)典教材之一。同時，推薦給學(xué)生的慕課資源是上海交通大學(xué)蔡國平教授主講的“振動力學(xué)”課程，也是選用的該中文版教材，為學(xué)生課后的鞏固復(fù)習(xí)和自主學(xué)習(xí)提供更直接的資源，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。選用的中文版教材不是原版英文教材的翻譯版本，可以讓學(xué)生對比學(xué)習(xí)，避免?？粗形臅⑶夷茏寣W(xué)生深刻體會中西方教材行文和思維模式的差異。

另外，筆者還參考了其他國際經(jīng)典教材作為教輔，如Timoshenko等主編的Vibration Problems in Engineering （Fifth Edition），Daniel J.Inman主編的Engineering Vibration （Fourth Edition），用多媒體課件、課堂板書及課堂授課語言的英文表述。結(jié)合新工科人才培養(yǎng)要求，開展雙語課程重點(diǎn)還是力學(xué)專業(yè)知識的教授，注重英語的工具性，不能只考慮英文要求，顧此失彼，這也違背了雙語教學(xué)的初衷。教師在授課時，需要充分考慮雙語教學(xué)的特點(diǎn)，宗旨是要培養(yǎng)學(xué)生能夠應(yīng)用振動力學(xué)的基本理論和分析方法，去解決工程振動問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及正確分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)辯證唯物主義的世界觀和方法論，為從事科學(xué)研究和工程服務(wù)打下堅實(shí)基礎(chǔ)；提高學(xué)生素質(zhì)，增強(qiáng)專業(yè)英語或科技英語的應(yīng)用能力，為后續(xù)科學(xué)研究和國際交流奠定基礎(chǔ)。

“振動力學(xué)”課程對于新工科人才的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)影響甚大。當(dāng)今新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程實(shí)際問題要求也越來越精確化，物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域涌現(xiàn)出與力學(xué)學(xué)科交叉的新興問題亟待解決，這也是新工科人才培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)。筆者在授課過程中，還參考了胡海巖教授主編的《機(jī)械振動基礎(chǔ)》和《振動力學(xué)——研究性教程》教材，結(jié)合科研前沿動態(tài)，從科學(xué)問題角度出發(fā)，觸發(fā)學(xué)生探索未知的好奇心，增強(qiáng)學(xué)生對振動力學(xué)問題的新鮮感，滲透振動力學(xué)的科學(xué)美，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（三）教學(xué)措施

我國在早期實(shí)行“振動力學(xué)”雙語課程教學(xué)實(shí)踐由淺入深，由點(diǎn)及面，比如由小班教學(xué)開始，選擇英文較好的部分學(xué)生進(jìn)行試點(diǎn)，一步步實(shí)踐探討［5］。新工科背景下，開設(shè)雙語課程是機(jī)遇，更是挑戰(zhàn)。筆者所在院校工程力學(xué)專業(yè)目前每屆學(xué)生數(shù)在60人左右，學(xué)生本身知識結(jié)構(gòu)存在一定的差異。雙語的專業(yè)課程和公共英文課程有區(qū)別，面對一門新的專業(yè)課程，又是雙語課程，學(xué)生第一次接觸，對未知的境況有些許恐慌。那么，如何在短時間內(nèi)，讓學(xué)生形成對雙語課程的初步印象，消除學(xué)生對英文專業(yè)課程的畏難心理，激發(fā)學(xué)生主動探索學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，是雙語教學(xué)至關(guān)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。

教師引導(dǎo)下的課前預(yù)習(xí)，是本課程順利開展至關(guān)重要的第一步。在授課之前，提前給學(xué)生發(fā)送基礎(chǔ)的學(xué)術(shù)英文詞匯和常用數(shù)學(xué)英文表達(dá)，讓學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。在第一次授課時，從學(xué)生熟悉的力學(xué)符號表示開始，引出一系列力學(xué)英文表述，例如力學(xué)符號或力學(xué)符號下標(biāo)的表示，通常是英文關(guān)鍵詞的首字母，如（force），（moment），（gravity），（velocity），（acceleration），（N：normal），（S： shear），（a： absolute），（e： entrainment［6］），（r： relative），（b： binormal），（t： tangent）等。列舉本課程涉及的基本方程或公式，例如等，在學(xué)生預(yù)習(xí)過“常用數(shù)學(xué)英文表達(dá)”后，請學(xué)生用英文朗讀。這樣學(xué)生會在最短的時間內(nèi)增強(qiáng)信心，也能夠?qū)σ酝鶎W(xué)習(xí)到的專業(yè)術(shù)語表達(dá)恍然大悟，理解更深刻。根據(jù)課程內(nèi)容，在班級QQ群中分階段發(fā)送新的英文詞匯，讓學(xué)生預(yù)習(xí)并翻譯，課后作業(yè)除了布置習(xí)題以外，請學(xué)生再次提交翻譯過的英文詞匯，比如spring， revolutions，學(xué)生自主翻譯時會出錯，在對比中學(xué)習(xí)過程中，加深印象。

本課程采用英文版教材，多媒體課件制作也為英文版，板書也用英文表達(dá)，上課語言中英文結(jié)合授課，簡單的基礎(chǔ)知識用英文描述，授課例題學(xué)生讀題并解釋，再用中文解釋強(qiáng)化。多媒體課件設(shè)計過程中，通過高亮專業(yè)英文詞匯文本顏色，從多方位給學(xué)生直觀英文感觸，為后續(xù)的學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)，如此積少成多、耳熟能詳，從而達(dá)到雙語教學(xué)的目的。

“振動力學(xué)”涉及先修課程知識廣泛，綜合性強(qiáng)，每次授課前提醒學(xué)生復(fù)習(xí)本次課程涉及的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)知識，注重基本問題的引入銜接，例如線性常微分方程的解法和解的形式、行列式和矩陣的相關(guān)運(yùn)算、動力學(xué)方程的建立、材料力學(xué)梁的位移等。相比純中文授課，學(xué)生需要對學(xué)過的知識和英文表述同時做出反應(yīng)，因此，有目標(biāo)的預(yù)習(xí)，幫助學(xué)生節(jié)省反應(yīng)時間，大大降低視聽難度，可以更快速、更輕松的掌握新知識點(diǎn)。

新工科培養(yǎng)理念同時注重提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與度，注重學(xué)習(xí)效果和能力培養(yǎng)，對于雙語課程，面臨課時不足的問題，那么將課堂教學(xué)和課外學(xué)習(xí)作為互為補(bǔ)充的兩個部分，也是保證教學(xué)效果的重要措施。本課程向?qū)W生推薦若干優(yōu)秀的慕課資源和媒體微信公眾號，如上海交通大學(xué)蔡國平教授講授的“振動力學(xué)”慕課課程，“聲振之家”“中國振動工程學(xué)會”等，共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，關(guān)注振動研究領(lǐng)域新動態(tài)，學(xué)生可實(shí)時將所學(xué)知識與科學(xué)前沿相結(jié)合，對課程學(xué)習(xí)保持新鮮和好奇［9］，深刻感受學(xué)有所用，理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力［10］，提升專業(yè)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)術(shù)啟蒙。

（四）教學(xué)評價

本課程考試是英文試卷，可以使用電子詞典，鼓勵英文作答。輔以過程性評價，包括平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、平時小測驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)課成績。作業(yè)需要學(xué)生抄寫原題，用英文作答，平時多練習(xí)鞏固；課堂表現(xiàn)可以提高學(xué)生課堂參與度，鍛煉英語能力；2～3次隨堂小測驗(yàn)，不僅可以檢查學(xué)習(xí)效果，并且可以提前體會英文試題，增強(qiáng)學(xué)生信心。

學(xué)生評價調(diào)查反饋，教師引導(dǎo)下的課前預(yù)習(xí)極大程度上增強(qiáng)信心，上課效率提高；共享的慕課資源和媒體公眾號，讓學(xué)生深刻體會所學(xué)知識有著重要的實(shí)際應(yīng)用，不再是純理論學(xué)習(xí)，并且拓展和貫通專業(yè)知識和人文情懷；雙語教學(xué)效果好，對人才培養(yǎng)國際化需求有很大的幫助。

結(jié)語

新工科多學(xué)科交叉融合的內(nèi)涵和特征，要求課程改革是有組織的、系統(tǒng)的設(shè)計，包括設(shè)計課程體系、審視培養(yǎng)方案、組織教學(xué)內(nèi)容、更新教學(xué)方法、完善評價機(jī)制等方面。新工科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)更注重提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)參與度、學(xué)習(xí)效果和能力培養(yǎng)。

教師可以通過教學(xué)形式設(shè)計和教學(xué)內(nèi)容的組織方面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過研究性學(xué)習(xí)、專題研討式、小組合作學(xué)習(xí)、挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)等方式提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度；通過共享優(yōu)質(zhì)在線教育資源，實(shí)施混合式教學(xué)方式等提高教學(xué)效果；通過以能力為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計并輔以過程性評價提高學(xué)生的多種能力。

筆者在“振動力學(xué)”雙語教學(xué)中仍需不斷嘗試和推進(jìn)各項(xiàng)措施，加強(qiáng)新工科建設(shè)，以持續(xù)提高課程的教學(xué)質(zhì)量，從而提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和能力，培養(yǎng)具備國際競爭力高素質(zhì)復(fù)合型人才。

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Abstract： Mechanics of Vibrations is an important part of mechanics. Its a basic professional course with strong engineering background， broad knowledge structure of the advanced courses， and close to the forefront of the discipline. The bilingual teaching of Mechanics of Vibrations is an important way to strengthen the construction of new engineering and cultivate high qualified， combinational talents with international competitiveness. Taking Suzhou University of Science and Technology as an example， this paper describes the purpose and significance of offering the bilingual course of Mechanics of Vibrations to students majoring in engineering mechanics under the background of new engineering. From the aspects of learning situation analysis， textbook selection， teaching measures， teaching evaluation， etc.， this paper introduces the specific measures and feedback taken to improve the quality of bilingual teaching in the teaching process， summarizes the experience， and reflects on the shortcomings for improvement.

Key words： Mechanics of Vibrations; bilingual Teaching; New Engineering; Engineering Mechanics