面向農林類高校國際留學生的理論力學教學改革研究＊

劉達列

（浙江農林大學工程學院，浙江 杭州 310000）

1 概述

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

2 理論力學教學的現存問題

我校機械專業國際留學生主要來自非洲各國，如贊比亞、埃塞俄比亞、尼日利亞、盧旺達等，理論力學教學實踐已開展3 個學期，共計學生約80 人。我校留學生教育發展迅速，但教學中仍存在著較多問題。首先目前各農林類高校的國際班留學生多來自于經濟和科技發展相對落后的非洲國家，所受教育背景不同，數學物理基礎參差不齊，許多先修課程缺失，學生的學習能力有限，且與國內學生差距較大，對于所學知識感覺繁難；其次多數學生不購買教材和教輔資料，課堂學習和課后復習難以保證；學生學習積極性不高，在課程初始學習基礎力學知識時就因接受知識較困難而產生畏難情緒，對課程學習比較抵觸；留學生自學能力和獨立完成作業的能力較差，課后作業存在較嚴重的抄襲問題；絕大多數學生平時學習目的不明確，無法做到對理論力學知識的深入理解和掌握，對力學知識的實踐應用知之甚少。

另外，我校外語授課師資力量短缺，導致課堂教學活動的組織，各類研討活動的開展都有困難。以往的教學大綱要求留學生的教學內容與國內學生所學內容完全一致，而留學生的理論基礎如數學和物理基礎知識通常無法達到與國內學生相同的水平，導致過往學期的教學內容和進度難以按計劃完成。因此，有必要對留學生《理論力學》課程進行積極有效的探索，改進教學內容和教學方法，培養學生的學習興趣，從而達到良好的教學效果。

3 理論力學教學改革的有效途徑

3.1 教學準備工作的完善

目前的留學生課程基本上借鑒了國內學生理論力學的教學方式，沒有突出國際班留學生的教學特色，因此必須要在教學準備工作上進行完善，體現留學生教學內容的特殊性。首先教材的選用上要與通用教材有所甄別，在原有的教學大綱基礎上精簡優化教學內容。目前我校機械專業國際班采用的理論力學教材是獲授權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，比較注重與工程實際的聯系[2]。而國內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容非常詳盡和廣泛，聯系工程實際應用也較深入，但對于國際班留學生來說內容繁多，理解起來也比較吃力。若能結合歐美體系教材和國內靜力學、運動學、動力學三部分理論體系教材的優點，簡化理論模型的推導過程，縮減高階力學內容而著重于基礎知識，同時加強工程實例應用實例的介紹。這種教材選用能針對國際留學生的理論基礎，有效提高學生的學習積極性。由于留學生基礎較差，在使用現有教材的同時精簡難度較高的教學內容如摩擦、動量、動量矩、動能定理及動力學綜合問題等，略去一些包含較高階力學知識的章節如慣性力、虛功原理和達朗貝爾原理等，使學生更容易理解。現有課堂教學所用課件由下述兩部分組成,一是與原版教材《Engineering Mechanics:Statics&Dynamic》部分章節匹配的課件；二是由國內《理論力學》（哈工大版）教材翻譯成英文的課件，相對留學生而言顯得內容繁多且難度太大。精簡優化后的教學課件將著重針對理論力學課程的重點基礎理論如力的概念和受力分析、平面一般力系的平衡及應用問題、質點和剛體的簡單運動及應用、動力學基本定理及應用等，課件涵蓋了基本知識、重點知識以及典型工程實例。在編寫課件PPT 之外還準備了教輔材料如課堂測試，課后作業、錄制的教學視頻等，同時在教學過程中可結合最新的原版文獻不斷更新課件內容，為后續的其他專業課程的學習打下基礎。

此外，針對留學生基礎差的特點可在正式開課前開展學生的背景調查如力學基礎知識的問卷測試或調查等，包括數學向量的運算、三角函數知識、力的概念、力系平衡的概念、運動學中的牛頓三大定律等。以往的調查結果顯示我校留學生數學和物理知識薄弱,在提前掌握學生的薄弱環節后，任課老師可以采取有效的針對措施，調整課程重點，提高學習的有效性。

3.2 教學方法的改進和創新

理論力學是邏輯性強、高度抽象且具有嚴謹課程體系的學科,學生較難理解和掌握。目前國際班理論力學課程教學基本還是沿用傳統的理論力學課堂教學模式，學生只是被動地接受所學的知識，課堂教學效果一般，因此急需進行教學方法的改進，探索采用討論式、啟發式的全新教學模式[3-4]。首先是通過課堂教學活動環節的改進，使學生能更主動的進行自主學習。如靈活設置課堂問題和課堂測試，鼓勵學生在課堂隨時提問，實現學生和教師的積極互動；注重課前預習，并設置預習內容的提問環節,有效督促學生的學習進度；在充分了解學生學習進度的前提下進行課堂翻轉活動，通過學生主講、學生討論等方式提高學生的主動學習效果；靈活開設專門的課程討論課，讓學生對一些重點章節內容進行分組討論，并由教師引導并深化討論，從而深入理解較為復雜的力學問題。在不斷嘗試和改進這些教學措施后，留學生的教學效果有了較明顯的提高。

其次近幾年國際留學生的規模保持了穩定的增長趨勢，使得原有的師資力量有所不足，因此有些高校也通過建設相關的課程網站來解決不斷增長的教學需求[5]。在充分調研后，理論力學的課程網站建設整合了各類教學資源，如講義、教學視頻、教學重點解析、課堂測試、課后作業、歷年試題以及工程實例等。這些資源既可以在課上直接采用，也可以方便學生在上課沒有理解的情況下在課外進行自主觀看學習，達到鞏固知識和復習的目的。課程網站同時包含作業答疑和互動模塊，利用題庫內大量的學習資源隨機布置課后作業,使得學生的作業有所區別,可以有效避免學生抄襲作業的不良習慣。另外學生利用互動模塊進行留言，教師與學生，學生與學生都可進行快速討論和交流課程內容。這樣可以在師資有限的情況下減少教師的重復工作量，同時提高教學效果。但課程網站建設也很難一蹴而就，其中包含了授課視頻錄制，作業和試題題庫建設、課件建設、以及軟硬件系統的支撐等，這需要其他教師和相關教學部門的大量輔助工作，同時還需要在今后的教學實踐過程中不斷改進和完善網站內容。

最后除了線上的互動交流模塊以外還需配合線下的輔導答疑。留學生的自學能力通常較差，除了完善線上的課程答疑外，還有必要進行每周1 到2 次的線下輔導,對學生在課后復習和完成作業時遇到的問題進行更深入的答疑。對一些在課堂表現中特別不積極的學生，可以強制安排他們去課后答疑，進行有效的督促和掌握學習情況，保證整體的教學效果。

3.3 考核方式的改革

力學課程本身就是和工程實際緊密相連的學科,強調如何將所學知識應用于實際。而以往面向留學生的理論力學考核方式還是主要以期末成績為主，綜合平時表現來進行評分。教師對于平時成績的評定一般都是通過考勤和課后作業完成情況來評定。傳統的一次期末閉卷考試的分數就基本決定了學生的課程成績,使得大部分學生傾向于期末突擊復習,但這種突擊非常不利于學生對力學知識的掌握和運用，學生往往考過就忘，尤其是學習態度和數學基礎相對較差的國際班留學生。傳統考核方式不能有效檢查學習效果，也不能體現本課程學以致用的特點，因此必須進行改革,建立細致的考核制度以便隨時了解留學生的學習動態。除期末考試外,我們針對留學生學習特點結合了其他多種考核方式,如在靜力學學習結束時,進行開卷的期中考試來考查學生基礎力學理論的掌握程度；在平時課堂通過穿插小測試的方式迫使學生注重平時的學習，鼓勵學生積極主動的進行系統復習；在平時的作業中除了常規習題外,還注重結合工程實際，如添加一些需要編程來完成的計算題，以及需利用力學知識解決的小型設計項目，從而提高學生運用數學計算軟件進行解題、設計的力學能力。最終課程總成績由作業和出勤情況、課堂提問和表現分數、期中考試分數、課堂測驗分數、應用能力分數和期末考試分數共同組成。最終考核結果可以更好的幫助教師不斷改進教學方法，提高教學質量。

4 結語

理論力學課程的教學改革是各類高校面向國際化教育的迫切要求，目前理論力學的教學方法、內容及考核方式都還有待于進一步探索和完善，今后應針對農林類高校留學生特點，堅持以學生為主體，教師為主導，不斷完善教材建設、課程網站建設和教學方法改革，逐步建成高品質的理論力學課程體系,吸引更多國際留學生來華求學,同時積極參與全球教育市場的競爭,推進農林類高校的國際化進程。