ISEC理念與“材料力學”教學改革融合方案研究

馬一江，宋向榮，吳 杰

（江蘇科技大學 船舶與海洋工程學院，江蘇 鎮江 212003）

引言

國際本科學術互認課程（以下簡稱ISEC項目），旨在通過引入國際化教學理念、先進的教學方法和科學的教學管理機制，培養一批優秀的國際化教學隊伍，促進我國高等教育事業的發展［1］。ISEC項目的教學理念包括通識教育理念、明辨性思維理念、雙語教學理念和過程性評價理念，目的是實現以學生為中心的核心教學理念［2］。

憑借新型的教學理念、先進的課程體系、豐富的教學模式、靈活的評價體系和科學人性化的管理方式，ISEC項目被越來越多的普通本科院校引進［3］。魏麗麗等［4］在ISEC項目教學本土化實踐研究的基礎上，闡述培養工科專業學生明辨性思維能力的培養方案，為ISEC項目在工科專業上的推廣提供參考和借鑒。王曉輝等［5］依據工科專業特點分析學生自主學習能力的形成過程和條件，提出工科專業學生自主學習能力培養策略，為培養國際化的創新型人才提供途徑。王藝璇等［2］基于ISEC項目教學理念，通過教學大綱、課程教學和學習評價的改革措施，實現新工科專業學生創新精神和實踐能力培養的核心目標。由于ISEC項目在國內推廣時間不長，部分教師對以學生為中心的教學理念研究不夠透徹，對過程性評價的操作不夠熟練，在實施過程中仍然存在很多問題。目前，ISEC項目在國內尚未在向“材料力學”課程中推廣。

近年來，國內普通高等院校在“材料力學”課程教學改革方面做了很多嘗試。路琴等［6］構建新的“材料力學”教學體系，改進教學手段和教學方法，完善實踐教學體系，調動學生積極性，實現教學質量和學生創新能力的顯著提升。王懷文等［7］基于卓越工程師培養目標，詳細闡述“材料力學”課程教學改革的實施方案。王勝永等［8］以工程實踐能力和創新意識為目標，探討強化工程認知、分層次實驗教學和課程論文三方面的教學改革措施。張宏偉［9］為適應機械類專業工程教育認證的需要，探索“材料力學”課程教學理論、教學內容、教學方法和教學手段等方面的改革措施。孔祥清等［10］結合工科類專業“材料力學”教學實踐，從教學內容、方法和手段等方面開展教學內容與科研項目結合的研究性教學模式實踐，著重培養學生的創新思維和工程實踐能力。楊曉峰等［11］將大量工程案例引入“材料力學”課堂，開展工程問題導向型“材料力學”課程教學方法改革與實踐。“材料力學”課程的教學改革取得了非常不錯的教學效果，也為培養創新型人才提供了參考和借鑒。

為了培養國際化、實踐型和創新型人才，本文將ISEC項目理念與“材料力學”課程教學改革相融合，提出一種“材料力學”課程的教學改革方案，適應以學生為中心的核心教學理念，突破以往的教學模式和方法，重點改進教學模式和評價體系，以期為培養學生自我反思能力、自主學習能力、獨立處理問題能力、創新實踐能力奠定堅實的基礎。

一、“材料力學”課程教學現狀

我校“材料力學”課程主要面向力學、船舶與海洋工程、能源與動力工程、機械工程、材料科學及環境工程等工科類本科專業。對于力學、船舶與海洋工程、能源與動力工程和機械工程等本科專業，“材料力學”課程的授課學時為64學時；對于材料科學和環境工程等本科專業，“材料力學”課程的授課學時則為48學時。我校“材料力學”課程的授課模式以引導式教學模式為主，即“課前預習—課堂講授—工程案例—課后復習”，存在各種問題和弊端。

（一）明辨性思維能力欠缺

由于“材料力學”課程內容較多、授課學時有限，教學內容以教材為主，且工程案例引入嚴重不足，導致學生學習理論知識與工程實際脫離，缺乏從復雜工程背景中抽象出力學模型和解決工程實際問題的能力。在現行的教學模式中，教師仍然占據主導地位，是知識的“權威”和“灌輸者”，容易忽略對學生思維能力的培養。長期被動地接受理論知識，會使學生看待工程問題單一、片面，理論知識付諸工程實踐的能力較弱，缺乏主動提出問題、分析問題和解決問題的能力，導致明辨性思維能力欠缺。

（二）課程教學反饋遲滯

現階段，我校“材料力學”課程以“課前預習—課堂講授—工程案例—課后復習”的引導式教學模式為主。教學反饋的形式相對單調，教師多通過課堂上師生間的互動、課堂延伸的課后答疑及章節作業的批改等方式了解學生的學習狀況，難以實現師生間信息的實時互通，教學反饋的時效長達1～2周。師生間信息實時互通渠道的缺失和交流渠道的不暢通，導致教師對全體學生學習狀況的掌控出現遲滯，授課教師難以第一時間掌握學生學習效果，并實時調整教學計劃和教學內容，教學效果遠沒有達到預期。

（三）課程評價方式單一

現階段，我校“材料力學”課程實行平時成績、實驗成績和期末成績相結合的終結性考核方式。其中，平時成績占總成績的20%，實驗成績占10%，期末成績占70%。現行的終結性考核方式過于重視期末考試成績，忽略對學生學習過程和平時學習狀況的考查，單一的考核方式造成學生考前突擊，放松對學習過程和平時學習的要求。對學生“材料力學”課程的整體學習效果的考核過于粗淺片面，不夠系統完善。

二、基于ISEC理念的教學改革方案

伴隨著我國高等院校教學改革的步伐，“材料力學”課程也需要在教學內容、教學方式及評價方式等方面進行一定的改革。本文基于ISEC項目理念，從課程內容、教學模式、評價體系和教改試點等方面，提出“材料力學”課程的教學改革方案。

（一）課程內容專題化

ISEC項目強調明辨性思維理念，著重激發學生學習的興趣，培養學生自主學習和自我反思的能力。要優化調整“材料力學”課程的教學大綱和教學設計，將大量的工程案例引入課堂，實現理論知識與工程案例有效融合，達到理論知識引導工程案例、工程案例指導工程實踐的目的。同時，以工程案例為導向對“材料力學”課程內容進行整體優化設計，打亂現有的章節布局，分別定義內力、應力、變形和穩定性四個專題，將《桿件軸向拉伸和壓縮》《扭轉變形》《彎曲變形》《組合變形及應力狀態》等相關章節內容向四個教學專題綜合調整優化，構建內力—應力—變形—穩定性的逐層遞進，實現“材料力學”課程內容專題化的目標。在工程案例的引導下，學生能夠自主學習理論知識、獨自解決工程問題、自我反思學習效果，養成主動性、創造性思考問題的行為習慣，顯著提高明辨性思維能力。“材料力學”課程內容的專題化，有利于提高課程內容的可讀性和趣味性，也為“材料力學”課程全過程評價體系的建設提供便利。

（二）構建反饋型教學模式

ISEC項目的核心教學理念是以學生為中心，著重強調學生是學習的主體，一切教學活動要以提高學生的學習效果為目的。以工程案例為導向，將大量的工程案例引入“材料力學”課堂教學，形成理論知識、工程案例、課堂實踐相融合的授課方式。為了實時了解學生的學習效果，需要在引導式教學模式的基礎上嵌入實時反饋機制，構建“理論知識—工程案例—課堂實踐—信息反饋”的反饋型教學模式。實時反饋機制需要借助“材料力學”慕課堂搭建師生信息實時互通系統，實現對學生學習進度和知識點掌握程度的實時監控。課堂實踐是師生信息實時互通系統的重要媒介，可以通過三種方式，即課前預習、課堂測試和課堂延伸測試，達到對學生每堂課學習效果實時監控的目的。同時，在專題后和期末分別嵌入專題測試和課程設計等，實現對學生“材料力學”課程學習的全程監控和實時反饋，以便于教師及時調整授課計劃，優化學生的學習效果。

（三）建設全過程評價體系

相比于終結性評價，ISEC項目強調過程性評價，著重關注學生在學習過程中的行為表現和情感態度。基于過程性評價理念，制訂過程性評價的考核方式，建立一套綜合、科學的“材料力學”課程全過程評價體系，即課堂考勤（10%）+課堂參與（20%）+專題測試（20%）+課程設計（20%）+期末考試（30%），提高課堂參與、專題測試和課程設計等過程性評價在總成績中的占比，顯著降低期末考試成績的占比。設定公開、明確、符合學生實際情況的“材料力學”課程評價目標，制訂科學、公平、透明的“材料力學”課程評價標準。優化“材料力學”課程教學大綱，借助“材料力學”慕課堂平臺，巧妙地將課前預習評價、課堂測試評價、課堂延伸評價、專題測試評價和課程設計評價等過程性評價方式嵌入“材料力學”教學計劃中。在確保過程性評價數據的信度和效度的基礎上，對學生“材料力學”課程學習進行全過程、全方位綜合評價，從而建立“材料力學”課程的全過程評價體系。

（四）“材料力學”課程教學改革試點

試點是“材料力學”課程教學改革的重要任務和重要方法。本文提出的“材料力學”課程教學改革方案需要在試點工作中探索渠道與路徑，總結經驗和教訓，積累可復制、可推廣的新經驗。基于雙語教學理念，選取我校船舶與海洋工程專業（中國-烏克蘭合作辦學）班級，作為本文“材料力學”課程教學改革方案的試點班級。根據試點班級的英語水平，合理設計“材料力學”課程雙語教學的推進計劃，從過渡式雙語教學逐步向完全雙語教學轉變。首先，在授課過程中，借助“材料力學”慕課堂全程監控“材料力學”課程雙語教學的開展情況，全程關注“材料力學”課程反饋型教學模式的推進情況，調研獲取不同時段學生對雙語教學和反饋型教學模式的適應狀況。其次，“材料力學”慕課堂平臺實時獲取學生過程性測試成績和評價，嚴格落實本文擬定的全過程評價體系。最后，總結和整理基于ISEC項目理念的“材料力學”課程教學改革方案的實施狀況、教學效果和推廣價值。

本文將ISEC項目理念與“材料力學”課程教學改革相融合，提出一種新型的、國際化的“材料力學”課程教學改革方案。編撰高質量、適用于雙語教學的“材料力學”課程教案和講稿，設置以工程案例為導向的專題化“材料力學”課程內容，提高課程的可讀性和趣味性，有助于激發學生自主學習的積極性；構建“材料力學”課程的反饋型教學模式，有助于授課教師在第一時間了解學生對知識的掌握程度，并且隨時調整教學進度，提高學生的學習效果；建立“材料力學”課程的全過程評價體系，更加綜合、更加全面、更加合理地評價學生的學習成果，從而實現對學生“材料力學”課程整個學習進度的全程監控。