土木工程專業留學生全英文《材料力學》課程教學改革探討

羅祺 羅淳圓 羅鳳華 柳軍劍

“十三五”時期，按照全面深化教育改革的總體部署，教育對外開放領域著力加大制度建設和體制機制創新力度，來華留學聚焦提高質量。教育部先后出臺《學校招收和培養國際學生管理辦法》《來華留學生高等教育質量規范（試行）》《中國政府獎學金工作管理辦法》，規范高校接受國際學生的資格條件，來華留學質量規范與監管體系不斷完善，來華留學生結構不斷優化。“十三五”時期來華留學生人數穩定增加，但增速有所放緩，截止至2019年底我國高校在校留學生有33.1萬人，比上年增長2.56萬人。隨著我國教育對外開放工作的不斷推進，來華留學生規模得到了長足發展，“十三五”期間我國高等教育留學生招生人數逐年增長，截止至2019年底留學生招生人數為17.26萬人，同比增長0.88萬人。

一、留學生全英文材料力學課程教學現狀

（一）我校留學生總體發展趨勢

隨著近幾年“一帶一路”的進一步深入實施，我國與沿線國家在人文領域的合作和教育政策的溝通日益頻繁，深化擴大教育雙向開放，構建了多層次、多渠道教育交流機制。重慶交通大學（下文中稱我校）對教育國際化十分重視，自2011年起成立國際學院，主要承擔來華學歷教育留學生管理與服務、國際學生非學歷教育及培訓項目管理與服務等工作。

近年我校留學生人數大幅增長，留學生規模不斷擴大，已突破400人次。目前學校擁有從漢語進修、本科、碩士、博士和博士后全建制的留學生學歷培養層次，開設了工商管理碩士、國際經濟與貿易、旅游管理、土木工程、機械設計制造等5個全英文授課專業，以及專門招收外國留學生的漢語國際教育本科專業。外國留學生的教育、發展程度和水平是一個國家繁榮昌盛、文明進步的標志之一，它不但促進國際交往，而且還在傳播我國文化和價值觀念、擴大我國影響、提高我國的軟實力、增強我國的國際地位和聲譽等方面有著重大意義和深遠影響。也是高校“雙一流”計劃重要任務，成為衡量高校發展水平的重要指標。因此，全英文專業課程的提質增效勢在必行。

（二）留學生課程現狀問題分析

材料力學系列課程是我校12個專業的重要專業基礎課程，是聯系專業課和基礎課的橋梁，與生產及工程實際有著非常密切的關系。全英文材料力學課程是針對我校大學二年級下學期的土木專業國際留學生開設的專業基礎必修課程，課程教學課時40學時，實驗課時8學時，合計4.0學分。我校材料力學系列課程由土木工程學院力學系教學團隊承擔，經過幾代人的積累和探索建設，材料力學課程得以形成課堂“多媒體+板書”教學，輔以線下和網絡輔導答疑相結合的教學方式。但是針對全英文材料力學課程，仍存在以下幾個問題。

1.全英文材料力學教學大綱、內容和目標需統一

目前我校全英文材料力學并無統一教材，存在教材選取困難的問題。一般任課老師會采取歐美工程專業本科教育的常用教材，課時數遠低于中文材料力學的課時數。從教學內容上而言，全英文教學內容與中文教學內容的教學重點存在較大不同：英文教材中對剛架結構不做要求，但組合桿件和薄壁桿件的剪切應力、剪流分布是教學重點，而中文教材桿件再橫向荷載的剪切應力和剪流不作為教學重點，剛架結構的彎矩圖和變形分析是教學重點;英文教材對固體力學中重要的能量法教學內容安排較少，層次不高，有礙學生后續學習有限元分析方法。總而言之，英文材料力學和中文材料力學之間的教學大綱、內容和目標的不一致性一方面會對留學生系統學習造成影響，另一方面，也影響了授課老師教學連續性，從而在一定程度上降低了教學質量。

2.全英文專業授課師資力量需加強

隨著我國留學生人數的不斷增長，對相應的師資也提出更高的要求。目前而言，全英文授課專業教師師資力量存在明顯不足。首先，授課老師應當充分了解學生所在國的文化背景，以及擁有英文環境聽課/授課的經歷，但實際情況是有的教師缺少國外學習和生活的經歷，造成了課堂教學溝通不暢。其次，一些有豐富經驗的老教師英文能力有限，無法勝任全英文教學職責。最后，盡管目前年輕教師英文水平相對較高，部分老師擁有國外留學的經歷，但是缺乏教學經驗。因此，授課團隊不穩定，教師積極性不高以及后備師資欠缺嚴重制約著全英文課程的質量。

3.實踐教學需更有針對性

目前我校全英文材料力學安排8學時的實驗課程，以常見的力學試驗（例如：韌性材料、脆性材料、桿件在復雜荷載下的變形以及壓桿穩定性試驗），配合實驗指導手冊加以實施，要求學生提交英文實驗報告和討論。形式略顯枯燥單一，也未能針對性的聯合政府、企業、社會機構實現“跨界”資源整合，建立適合留學生的深度合作校外實訓基地。

4.全英文課程教學模式需多元化

2020年上半年，新冠疫情席卷全球，在全世界范圍內造成了嚴重的災難。疫情防控期間各國都采取了嚴格的出入境控制和人員隔離政策，國際學生流動受到了非常大的影響，跨國人員往來呈現斷崖式下降。疫情之下，教育國際化面臨著嚴峻挑戰，來華留學生的教育問題也成為迫切需要解決的關鍵。就我校而言，自疫情以來部分留學生由于所在國家防疫規定，未能如期歸校上課，只能通過線上遠程上課形式參與課堂，這對我校留學生課程實施提出了新的挑戰。就后疫情時代我校留學生授課模式，在線資源建設、考核方式以及管理模式等都亟需調整以達到提高留學生教學質量和管理水平等目標。

上述客觀存在的短板嚴重制約著我校留學生英文授課質量，重慶市2019年來華留學英語授課品牌課程評選中，全市共計15門課程入選，我校并無課程入選。因此，本次教改立足現有基礎，加強材料力學自身特色挖掘、豐富教學手段，以期提升留學生對《材料力學》的知識理解水平和興趣，實現對該課程進行提質增效，打造全英文材料力學品牌課程。

二、土木工程全英文《材料力學》課程教學改革思路

（一）已有研究基礎

針對《材料力學》全英文授課以及留學生教育已經積累了一定的前期工作基礎：

1.形成了力學專業相關的課程體系和專業知識結構

材料力學系列課程是我校土木類、茅路、茅橋、力學類、水利類、機械類、港越、隧越、水越、地質、交工、船舶等12個專業的重要專業基礎課，擁有多年授課基礎。近年來，每年有近70個教學班，約2000余名學生主修《材料力學》系列課程。我校材料力學系列課程由土木工程學院力學系教學團隊承擔，經過幾代人的積累與探索建設，材料力學系列課程現主要采取課堂“多媒體+板書”教學，輔以線下和網絡輔導答疑等相結合的教學方式。

2.網絡智能工具在教學中的革新

隨著MOOC、微課、學習通、雨課堂等教學理念以及網絡智慧工具在教學改革中的應用，材料力學課程也相應的建立了多媒體課件、教學動畫與視頻、重點、難點剖析教案、習題庫等，內容涵蓋力學、橋梁、隧道、地質、水利、港航等多個專業的特點及其對材料力學的需求。并初步建立在線教學資源（學習通），包括：習題庫、材料力學輔導答疑網絡平臺以及“材料力學自主測試網絡平臺”等，提供“測試學習”和“自主學習”兩大網絡化學習模式。

3.重慶交通大學豐富的教學實踐平臺

重慶交通大學力學專業依托的平臺有省部共建山區橋梁與隧道工程國家重點實驗室、重慶市結構實驗室重點實驗室、交通土建工程材料國家地方聯合工程實驗室等國家級和省部級教學實踐平臺，并且還擁有道路工程實驗室、力學實驗室、材料試驗中心、隧道及軌道實驗室等教學平臺，形成了一整套力學及相關學科的工程實驗課程教學方法。

綜上所述，留學生全英文課程改革面臨新冠疫情和國際上一些逆全球化影響帶來的嚴峻挑戰，堅定“四個自信”，深信挑戰與機遇并存，在變局中開創新局。立足夯實我校留學生專業課程基礎知識、整合豐富教育資源、拓展多元化教育手段，對全英文《材料力學》課程進行提質增效。當下，線上線下融合教育已不是高校應對突發狀況的短期行為，而是長期甚至未來主流的教育顛覆式革命，成為提升高校國際化水平的新起點。推進留學生教育的提質增效，提升高校留學生人才培養質量，做強“留學中國”品牌，最終助力“一帶一路”教育共同體蓬勃發展。

（二）教學改革的方法及思路

針對土木工程專業《材料力學》全英文課程教學改革的問題，項目擬緊密圍繞力學專業學科，夯實基礎知識，提高專業水平，做到四個三：“三統一”、“三支持”、“三針對”和“三結合”，豐富教學手段、結合線上線下手段建立長久有效的多元學習新模式，解決問題目標包括：

1.全英文材料力學教學大綱、內容和目標需統一

組建力學系教學團隊和國際學院團隊相結合的討論小組，就材料力學專業知識以及留學生授課特點進行合作探討。根據我校留學生生源水平、學科特色等自身條件制定合理的教學大綱、內容和目標，做到以下三點統一：

全英文教學和中文教學大綱統一;全英文教學和中文教學內容統一;全英文教學和中文教學課后習題、階段性測試題庫統一。

2.全英文專業授課師資力量需加強

切實提升全英文專業授課師資力量，應當從下面三個方面做到三支持：

學校政策支持;人才引進支持;英文培訓支持。

宣傳鼓勵教師承擔全英文專業課授課任務，有針對性地組織英文授課培訓/教學語法培訓等，加大對現有全英文授課教師的培養，創造海外交流學習培訓機會，提高教學能力和業務水平。其次，鼓勵教師參加有關留學生教育的學術會議，邀請國外專家開展講座。最后，從校級戰略層面加強引入具有海外留學背景的優秀教師，建立國際化師資隊伍。

3.實踐教學需更有針對性

打造更有針對性的教學實踐，應做到三針對：

新興前沿實驗

引入新興前沿實驗演示模塊，豐富教學實踐中的實驗環節。隨著虛擬VR以及仿真技術的不斷革新，可以有效利用我國在新興科技中的優勢，將材料力學實驗與虛擬仿真技術“有機結合”。利用可穿戴設備操縱虛擬材料力學實驗，如：在有限的時間內開展不同材料在不同荷載之下的力學實驗模擬，以此提升學生的學習興趣。

專業實訓基地

依托土木工程以及力學系重點打造的實訓基地，有針對性地安排留學生進行例如“有限元模擬”等力學相關實訓

多元實習基地

針對性地聯合政府、企業、社會機構實現“跨界”資源整合，建立適合留學生的深度合作校外實習基地。

4.全英文課程教學模式需多元化

線上教育已經不是各學校應對突發狀況的短期行為，而是一場長期的教學顛覆式革命。因此探索全英文課程教學模式的多元化應做到三結合：

線上線下融合課程;輔導答疑討論區;力學工程應用講座。

傳統教學和線上學習在課堂內外有機結合的途徑，利用線上學習的優越性并與傳統課堂教學形成有效互補，充分整合和發揮教學各方的主動性和創造性，從而實現較以往傳統課堂教學更為滿意的教學效果。

利用學習通或雨課堂等線上教學平臺，建設課程資源主要包括：教案、課件，網上練習題庫、階段測驗（測試學習）和輔導答疑討論區、力學在工程中的應用講座（課堂延伸學習）等。

本研究成果將應用于我校留學生專業課的教學過程，“材料力學全英文課程”以引導留學生“自我導向”型學習、建立對應知識點的教學視頻、知識點解析，難點分析等，使得后疫情時代留學生能夠通過多元化教學模式開展“自主學習”，對我校留學生專業課程進行提質增效，旨在培養能夠投身“一帶一路”建設的專業型人才。

【基金項目：重慶交通大學教育教學改革研究項目（項目編號：2103057）。】

（羅祺，講師，工學博士，重慶交通大學。）