建筑類工科院校留學生基礎課程教學改革研究
——以大學物理為例

費學寧，李光旻，周建國

一、引言

近年來，隨著我國改革開放的不斷深入，經濟實力的不斷增強，民主化和法制化進程的提升以及國際地位的不斷提高，來華留學生的數量和質量顯著提高。[1][2]2016-2017年，中國繼續保持第三大留學國地位，接收來自世界各地的高等教育國際學生44.27萬人，同比增長11.4%。[3]據統計，到2020年，我國每年接收的來華留學生人數將超過50萬, 其中接受高等教育的留學生人數將達到15萬。學習者的層次由語言預備教育延伸到本科、碩士和博士各個層次的學歷教育，學科分布由語言類、中醫類、農學類等少數學科擴展到文、史、哲、政、經、法、理、工、農、醫等多個門類。[4]為此，如何提高外國留學生在華的教學質量已經成為國內各大高校留學生教育的熱點問題。[5][6]

天津城建大學的國際教育事業起步相對較晚，“十一五”末開始招收漢語授課的插班本科留學生。“十二五”期間，學校大力發展國際教育，加強全英文授課專業建設，留學生規模不斷擴大。截至目前，在校學歷留學生已達200余人，分別來自巴基斯坦、孟加拉、加納、埃塞俄比亞等21個國家，涉及10個“一帶一路”沿線國家；并且招生人數逐年增加，招生規模不斷擴大。

基礎課程教學在留學生培養過程中起著舉足輕重的作用。大學物理作為工科專業的一門必修課，是后續專業課程的基礎，對培養學生分析問題、解決問題的能力以及嚴肅認真、嚴謹踏實的科學素養具有重要意義。[7]據此，筆者針對當前建筑類工科院校留學生教育的現狀，結合所在院校留學生大學物理課程在教學模式、教學方法、教材建設等方面存在的問題，就如何提高工科院校留學生大學物理課程的教學質量做一探討，以期豐富留學生大學物理教學實踐，提高留學生大學物理教學效果。

二、建筑類工科院校留學生教育中存在的問題

(一)來華留學生群體特征復雜，生源和宗教信仰多樣化，語言、風俗習慣及思維方式各異[8]

1.留學生群體是一個具有多元文化的群體

目前，各高校招收的留學生人數少則幾十人，多達幾千人，國別數少則十來個，多達一百多個，這樣一個龐大生源群體，文化背景各不相同，生活方式和思維方式各異，個體差異很大。

2.語言文化障礙顯著

留學生來源多元化必然導致該群體來華后面臨融入中華文化這樣一個適應性問題，新生尤為明顯，面對新環境，陌生語言，不同生活習慣，留學生會表現出焦慮、壓抑、思鄉等癥狀，會出現學界所謂的“文化休克期”(Cultural shock)。此外，學生來華后語言能力各不相同，英語水平也參差不齊，交流存在障礙。

3.留學生居住位置和活動場所日趨分散化

由于多數高校留學生宿舍嚴重不足，且留學生學制較為靈活，校外住宿群體日漸龐大，這也直接導致留學生管理和服務更加復雜。

(二)受教育水平參差不齊，語言交流存在障礙，教學方法難以適應[9]

1.教育水平的差異

天津城建大學所招收的留學生大多來自東南亞及非洲等經濟欠發達國家(巴基斯坦、加納、孟加拉國、贊比亞、津巴布韋、幾內亞、尼日利亞、博茨瓦納)，經歷的教育體制也與我國不同。我校所招留學生雖具有高中學歷，但與國內高中生相比，他們在數學、物理等方面的基礎知識相對薄弱，在理論推導、公式計算等方面的能力明顯不足。2013年筆者曾做過一項問卷調查, 結果有50%的學生不了解一元二次方程的通解，超過80%的學生從來沒有聽說過微積分的概念，有70%左右的學生對矢量運算不熟悉, 甚至有一些來自幾內亞和博茨瓦納的同學對最基本的物質的密度都不了解。上述原因，在很大程度上制約了工科院校留學生教育基礎課程的教學。

2.語言交流的障礙

很多非洲同學的母語是法語，同時英語發音也帶有非常濃重的口音，同時教師的英語口語也有待提高。因此在授課教師和學生之間存在較大的語言交流障礙，影響教學效果。

3.教學方法難以適應

國內外教師教學方法上的差異也給留學生的學習帶來了不小的難度。在國外，課堂上學生的參與度很高，教師也廣泛采用聲像資料、討論、肢體語言等方式和手段，課后作業也多是小論文等形式。而在國內，課堂上多是以教師為主，學生的參與度相對較低，課后作業的形式基本上都是計算解題。這些不同導致了從小接受國外教育的留學生在聽課以及學習上難以適應。

三、 留學生大學物理教學的改革與實踐

在留學生教育教學過程中，應加強其能力素質的培養，提高其自立自理能力和跨文化交際能力，以便盡快渡過“文化休克期”，適應在華留學生活。[10]據此，針對建筑類工科院校留學生教育中存在的問題，結合筆者所在院校的具體特點，進行了如下的教學改革。

1.精選教學內容

作為工科院校重要基礎課的大學物理是研究物質的基本結構、基本運動形式、相互作用和轉化規律的學科，是其他自然科學和工程技術的基礎。大學物理所闡述的基本概念、基本思想、基本規律和基本方法不僅是學生學習后續專業課程的基礎，而且也是培養和提高學生的綜合素質和科技創新能力的重要基礎。[11]

天津城建大學土木工程專業招收的第一屆留學生中，90%以上已回國從事建筑與土木工程等相關專業工作，并成為業界骨干。因此，建筑類工科院校的留學生教育應培養具有國際化視野的工程師，而不是理論物理學家，大學物理課程教學應面向工程實踐，增加與實際生活相關的內容。例如，“剛體力學”是留學生大學物理第一學期的重點和難點。學生需要從質點的運動學和動力學這種思維狀態下轉變成剛體的運動，從平動轉變為轉動，而“剛體力學”部分也是土木工程的基礎，是理論力學的重要內容。因此，筆者對于這部分內容增加了一定的學時，著重進行了講解；同時通過多媒體動畫、演示實驗等方式讓學生可以直觀地感受剛體的物理學特征。這樣不僅增加了學生學習的興趣，也加深了學生對這部分知識的理解。

2.更新教學模式

日本學者青木昌彥將模塊定義為“可組成系統、具有某種確定獨立功能的半自律性子系統；可以通過標準化的界面結構，與其他功能的半自律性子系統按照一定的規則相互聯系而構成更加復雜的系統”。[12]模塊化的核心理念在于把較為復雜的系統解構為若干子系統，再通過子系統之間的聯系，對子系統進行再排列組合，從而形成更為復雜的系統的過程。將模塊化理論運用到留學生大學物理課程體系設計中，可以使中外合作辦學課程體系的組成更加具體化和清晰化，使中外合作辦學人才培養目標的實現有更明確的依歸。在模塊化的課程中，知識體系之間已無明確界限，是相通相融的以一定邏輯順序排列組合在一起構成項目或模塊系統。[13]

(1)模塊化的教學內容

經過分析，筆者發現大學物理課程的特質也非常適合模塊化教學。大學物理課程分兩個學期開設，共涉及兩大主要模塊：經典物理學和近代物理學。經典物理學包括力學、熱學、光學、電磁學、聲學；近代物理學包括量子力學和相對論。為此，筆者在留學生大學物理的課堂教學中改變了傳統的按教科書或教案順序講授的模式，而是將總體兩學期課程分為經典物理和近代物理兩大主模塊，在每個主模塊之下又分若干子模塊，每個子模塊通過不等課時進行安排。每課時圍繞一個核心概念，進行互動式教學。具體模塊見圖1：

圖1 大學物理課程模塊圖

教學實踐表明：留學生大學物理課程模塊化教學可以使學生更清晰地了解物理學在發展過程中內在的、清晰的脈絡和邏輯，留學生學習積極性明顯提高，課堂互動明顯增強，收到了很好的教學效果。

(2)互動式理論教學模式

在對大學物理課程進行模塊化設計之后，就需要采納與之匹配的教學方法。研究表明，一個人精力高度集中的時間為20～30分鐘，這說明教師一味地宣講，受眾走神是在所難免的。增加教師與學生的互動，促進注意力的集中，提高教學效果，是有效利用課堂時間的重要方法?；幽K不僅僅是提高學生的注意力，更重要的是可以了解學生的聽課反饋，幫助教師適時調整授課的節奏?；幽K的引入，主要是激發學生的課堂參與度，改變一貫的被動角色，讓思想活躍起來，從提問/回答，到小組討論，再到知識點的學生試講，再到熱點問題的師生、生生間的辯論，形成多元參與的課堂環境，增強課堂中探討、研究的分量，實現“自我完備”鍛煉。而研討可以加深對知識的理解，同時學生有機會與教師進行思想碰撞，有利于培養扎實的專業科研精神，提高教與學的效率。

經過一段時間的教學實踐，發現互動式教學模式使學生有更多機會進行交流討論，使學生的學習過程同時成為習得學習方法和理解知識的過程。問卷調查表明，86%的學生表示同學之間的討論學習氣氛輕松，可以與他人共享知識和經驗，熟悉不同思維方式，利于開闊思維?；邮浇虒W模式可以為學生營造一個獨立思考、自由探索、勇于創新的學習環境，使學生的合作能力、思維能力特別是創新能力得以發展。[14]

(3)模塊化的實踐教學模式

工科專業要求“應用科學和技術的原理，結合實際經驗來解決問題”，在大學物理實驗課程的教學中應該高度重視學生動手能力的培養，以不斷提高培養學生分析、解決問題能力。[15]條件允許的情況下，應在教學中將工程應用的實例，與課程的教學內容有機地結合，轉化為實踐性的教學任務，讓學生在實踐教學中感到所學知識的實用性。學生最為關注的是“學”與“用”兩者的關聯，實踐教學搭起的橋梁正可以溝通“學”與“用”。在課堂中，引入實踐模塊，有助于學生對課程定位的準確把握，增強課程的指向性，并逐步掌握應用技能。在課堂實踐模塊中設立的任務，亦成為課后學生進一步學習、探究的種子，有助于激發學生的學習興趣，變被動學習為主動學習，讓每一個學生都有機會成為一名獨立的研究者。

3.加強教材建設

教材是知識和方法的載體，是學生學習的基本向導，也是教師進行教學的基本工具，在整個教學過程中起著非常重要的作用。目前國內有很多優秀的大學物理雙語課教材，如Brooks/Cole Thomson Learning公司出版的《College physics》(Sixth Edition)，該書包含了大學物理的基本概念和原理，每章之后有回顧和總結，并附有討論練習和習題，同時配有講義及習題解答等補充學習資料，難度適中，是一本經典的大學物理教材。

在留學生大學物理教學過程中，考慮到土木工程等相關建筑類院校工科專業的要求，在參考諸多國內外原版教材的基礎上，自編了針對性更強的《College physics》教材。自編教材對大學物理的課程內容進行了一定的刪減和修改：全書共10章內容，分別為直線運動、力及牛頓定律、功和能、動量及動量定理、剛體力學、熱力學基礎、靜電場、直流電路、穩恒磁場和電磁場及電磁感應?？紤]到留學生受教育水平的差異，教材在介紹大學物理的基本概念和原理之前，增加了一定的數學微積分和物理學矢量運算的基礎知識，供學生在開始大學物理學習之前學習使用。此外，考慮到學生的專業背景，在動力學部分(包括力及牛頓定律、功和能、動量及動量定理)、剛體力學以及直流電流三部分加大了課時。選用自編的大學物理教材之后，留學生對大學物理課程的理解和認識逐漸深入，教學效果有了明顯改善。

4 .完善考核機制

傳統課堂教學中，平時成績只包括課堂隨機考核，然而，在課時壓縮、生師比例不斷增大的現狀下，考核抽樣相對縮小了頻數，影響了平時成績的客觀性；另一方面，在對學生學習心理的分析中發現，應試教育與“快餐文化”的共同影響，讓學生過度重視考試成績這個結果，而忽視了知識的獲得過程，因此要加強過程考核，注重對留學生平時學習過程的形成性評價，強化在這一過程中的能力培養。

對于留學生大學物理教學來說，考核機制也是非常重要的一環，既要有章可循，又要對具體情況進行具體分析。作為專業必修課程，留學生大學物理考核方式為平時成績與期末考試成績的總和。平時成績占30%，期末考試成績占70%；其中平時成績包括出勤(20%)以及課堂小測驗(10%)。這主要是由于留學生平時出勤情況不佳，且上課遲到的情況時有發生，加入平時成績的考核對留學生是一種約束。其中期末考試采取閉卷考試方式，試卷題目來源于大學物理各個教學模塊的典型例題及測試題目。經過教學改革實踐，學生課堂表現及考試習慣得到了明顯改善。筆者曾對13級至16級留學生大學物理期末成績進行了比較。其中大學物理課程的分值為留學生大學物理課程兩個學期的平均分，優秀率為期末考試成績80分以上占所有考生人數的比例。

圖2 2013-2016級留學生大學物理期末成績

由圖2可見，大學物理的期末成績呈現逐級增加的趨勢，由最初的49.95分升高至71.69分，分數提高了43.52%。同時，統計發現，優秀率由12.12%升高至27.24%，提高了124.75%。特別需要關注的是，大學物理課程期末考試的分數和優秀率并不是線性遞增的，兩個數據都在14級留學生處發生了明顯的提升，隨后兩組數據保持平穩。這主要是由于經過了一年的教學改革和探索，逐漸熟悉留學生的特點，同時對教學模式和教學方法進行了一定程度的調整和優化，從而使留學生大學物理教學質量得以提升。

四、結論

通過精選教學內容、更新教學模式、加強教材建設、完善考核機制，優化了留學生大學物理教學，教學質量顯著提高，教學效果明顯提升。在今后的教學實踐中，需要不斷提高留學生教育主體的綜合素養，依托優勢、特色學科，優化留學生教育目標，營造良好的留學生教育環境，完善留學生教育的媒介，開拓創新，因材施教，不斷提升留學生基礎課程的教育教學質量，助力教育國際化進程。