新時代高校創新創業教育和專業教育融合的路徑探究

李美會 朱易

［摘 要］ “振動力學”是力學的重要組成部分，是一門工程背景較強，涉及先修課程知識架構較廣，緊跟學科前沿的專業基礎課程。“振動力學”雙語課程教學是加強新工科建設、培養具備國際競爭力高素質復合型人才的重要途經。研究以蘇州科技大學為例，簡述在新工科背景下對工程力學專業學生開設“振動力學”雙語課程的目的和意義，從學情分析、教材選用、教學措施、教學評價等方面，介紹了在教學過程中提高雙語教學質量等方面采取的具體措施和反饋，總結經驗，并反思不足以便改進。

［關鍵詞］ 振動力學；雙語教學；新工科；工程力學

［基金項目］2021年度江蘇省力學教育教學研究課題“新工科背景下力學專業實習類課程思政探索與實踐”

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

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

2017年2月，高等工程教育發展戰略研討會在復旦大學召開，對新時期工程人才培養進行了熱烈討論，正式提出“新工科”概念，共同探討了新工科的內涵特征、新工科建設與發展的路徑選擇，并達成共識。新工科人才培養模式樹立了工程教育的新理念、新結構、新模式、新質量和新體系，建立先發優勢，培養工程實踐能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才；樹立了新工科教育教學改革方向，涉及到課程體系和教學內容改革、教育教學方式改革、課堂教學與課外學習的關系、通識教育與專業教育的關系等重要方面。其中，雙語課程教學是提高學生綜合素質，增強科技文章的閱讀、表達和應用能力，拓寬學生國際視野，培養國際化卓越工程人才，加強新工科建設的重要途經［1-2］。

筆者所在院校依托教育部卓越工程師教育培養計劃，為加快建設和發展新工科，加強研究和改革實踐，積極發揮地方高校對區域經濟發展和產業轉型升級的支撐作用。工程力學專業自創辦以來一直注重發揮土建學科優勢，構建并成功實踐“力學+土木”應用型工程力學專業人才培養模式，實現工程力學與土建行業緊密結合，形成了數學力學基礎扎實、專業口徑寬廣、行業背景突出的專業特色。隨時代的變化和要求與時俱進，抓住歷史機遇實現工科教育的創新與變革。筆者所在院校工程力學專業基于新工科人才培養理念，在修訂2018級本科人才培養方案時，明確新工科教育教學改革方向，借鑒“國際工程教育”理念，優化人才培養模式，充分布局新工科人才所必備的知識、能力、素質需求等，努力實現跨越式發展。

一、開設“振動力學”雙語教學的必要性

“振動力學”是力學的重要組成部分，是一門工程背景較強，涉及先修課程知識架構較廣，緊跟學科前沿的專業基礎課程。在我國高等工程教育中，力學、航空、航天、機械、動力、交通、土木等專業普遍開設以“振動力學”為核心內容的相關課程［1-3］。工程力學專業選擇“振動力學”課程實行雙語教學是合適的原因為：一是學生已修“高等數學”“理論力學”“材料力學”和“結構力學”等先修課程，并且大多數學生已經通過國家四六級英語測試，具有一定的專業基礎和英語基礎；二是該課程專業知識承上啟下，銜接自然，涉及大量的數學和力學學科專業英文術語；三是雙語課程選用國外教材，借鑒國外教材優點，感受國外教材發現問題、分析問題、解決問題的過程，例題和習題緊密契合工程實際案例，鍛煉學生科技文獻查閱、閱讀、表達和應用能力，為學生開闊視野，為迅速接觸學科前沿動態奠定堅實的基礎。

二、雙語教學的實施

（一）學情分析

蘇州科技大學“振動力學”課程是工程力學專業的專業基礎課，開設時間為本科三年級春季學期。開設“振動力學”雙語課程，考慮到雙語課程教學的特點及學生的接受度，將學時由原48學時（含6實驗學時）增至56學時（含6實驗學時），學分由原3學分增至3.5學分，教學節奏適當放慢，保證教學效果。

開課前對學生進行學情調查，主要包括國家英語四六級的通過情況，高等數學及先修主干力學課程的學習情況。調查結果顯示：國家英語四級通過率80%，國家英語六級通過率31%，大部分學生具備基本的英語理解能力，個別學生在英語學習上有困難。對于英語學習困難的學生進行一對一談話，撫平抵觸情緒，增強學生信心，課后給予更多關心與指導。

（二）教材選用

為鼓勵學生接受并喜愛雙語教學帶來的樂趣，筆者選用英文教材和中文教材相結合的方式進行教學。上課使用英文原版教材，中文教材留給學生課后自主閱讀。英文教材選用的是國際較為傳統的教材，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、連續體敘述，也包括非線性振動和隨機振動等內容。該教材由簡單的振動問題出發，由淺入深，敘述清晰、內容豐富，例題和習題與工程實際相結合，在北美被眾多大學采用。陳立群［4］教授在文獻中總結了許多國外振動教材的內容和特點。中文版教材選用劉延柱教授等主編的《振動力學（第3版）》，該教材是國內眾多高校采用的經典教材之一。同時，推薦給學生的慕課資源是上海交通大學蔡國平教授主講的“振動力學”課程，也是選用的該中文版教材，為學生課后的鞏固復習和自主學習提供更直接的資源，減輕學生負擔。選用的中文版教材不是原版英文教材的翻譯版本，可以讓學生對比學習，避免專看中文書籍，并且能讓學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。結合新工科人才培養要求，開展雙語課程重點還是力學專業知識的教授，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的初衷。教師在授課時，需要充分考慮雙語教學的特點，宗旨是要培養學生能夠應用振動力學的基本理論和分析方法，去解決工程振動問題的能力；培養學生的動手能力及正確分析問題和解決問題的能力，培養辯證唯物主義的世界觀和方法論，為從事科學研究和工程服務打下堅實基礎；提高學生素質，增強專業英語或科技英語的應用能力，為后續科學研究和國際交流奠定基礎。

“振動力學”課程對于新工科人才的科學素養和創新能力的培養影響甚大。當今新技術、新產業和新經濟的快速發展，工程實際問題要求也越來越精確化，物理、化學、生物等領域涌現出與力學學科交叉的新興問題亟待解決，這也是新工科人才培養面臨的挑戰。筆者在授課過程中，還參考了胡海巖教授主編的《機械振動基礎》和《振動力學——研究性教程》教材，結合科研前沿動態，從科學問題角度出發，觸發學生探索未知的好奇心，增強學生對振動力學問題的新鮮感，滲透振動力學的科學美，培養學生的創新能力。

（三）教學措施

我國在早期實行“振動力學”雙語課程教學實踐由淺入深，由點及面，比如由小班教學開始，選擇英文較好的部分學生進行試點，一步步實踐探討［5］。新工科背景下，開設雙語課程是機遇，更是挑戰。筆者所在院校工程力學專業目前每屆學生數在60人左右，學生本身知識結構存在一定的差異。雙語的專業課程和公共英文課程有區別，面對一門新的專業課程，又是雙語課程，學生第一次接觸，對未知的境況有些許恐慌。那么，如何在短時間內，讓學生形成對雙語課程的初步印象，消除學生對英文專業課程的畏難心理，激發學生主動探索學習的內驅力，是雙語教學至關重要的教學環節。

教師引導下的課前預習，是本課程順利開展至關重要的第一步。在授課之前，提前給學生發送基礎的學術英文詞匯和常用數學英文表達，讓學生進行預習。在第一次授課時，從學生熟悉的力學符號表示開始，引出一系列力學英文表述，例如力學符號或力學符號下標的表示，通常是英文關鍵詞的首字母，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，在學生預習過“常用數學英文表達”后，請學生用英文朗讀。這樣學生會在最短的時間內增強信心，也能夠對以往所學習到的專業術語表達恍然大悟，理解更深刻。根據課程內容，在班級QQ群中分階段發送新的英文詞匯，讓學生預習并翻譯，課后作業除了布置習題以外，請學生再次提交翻譯過的英文詞匯，比如spring， revolutions，學生自主翻譯時會出錯，在對比中學習過程中，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，上課語言中英文結合授課，簡單的基礎知識用英文描述，授課例題學生讀題并解釋，再用中文解釋強化。多媒體課件設計過程中，通過高亮專業英文詞匯文本顏色，從多方位給學生直觀英文感觸，為后續的學習夯實基礎，如此積少成多、耳熟能詳，從而達到雙語教學的目的。

“振動力學”涉及先修課程知識廣泛，綜合性強，每次授課前提醒學生復習本次課程涉及的數學和力學基礎知識，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運算、動力學方程的建立、材料力學梁的位移等。相比純中文授課，學生需要對學過的知識和英文表述同時做出反應，因此，有目標的預習，幫助學生節省反應時間，大大降低視聽難度，可以更快速、更輕松的掌握新知識點。

新工科培養理念同時注重提高學生學習興趣和參與度，注重學習效果和能力培養，對于雙語課程，面臨課時不足的問題，那么將課堂教學和課外學習作為互為補充的兩個部分，也是保證教學效果的重要措施。本課程向學生推薦若干優秀的慕課資源和媒體微信公眾號，如上海交通大學蔡國平教授講授的“振動力學”慕課課程，“聲振之家”“中國振動工程學會”等，共享優質教學資源，關注振動研究領域新動態，學生可實時將所學知識與科學前沿相結合，對課程學習保持新鮮和好奇［9］，深刻感受學有所用，理論聯系實際，激發學生創新能力［10］，提升專業素養，引導學術啟蒙。

（四）教學評價

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、課堂表現、平時小測驗及實驗課成績。作業需要學生抄寫原題，用英文作答，平時多練習鞏固；課堂表現可以提高學生課堂參與度，鍛煉英語能力；2～3次隨堂小測驗，不僅可以檢查學習效果，并且可以提前體會英文試題，增強學生信心。

學生評價調查反饋，教師引導下的課前預習極大程度上增強信心，上課效率提高；共享的慕課資源和媒體公眾號，讓學生深刻體會所學知識有著重要的實際應用，不再是純理論學習，并且拓展和貫通專業知識和人文情懷；雙語教學效果好，對人才培養國際化需求有很大的幫助。

結語

新工科多學科交叉融合的內涵和特征，要求課程改革是有組織的、系統的設計，包括設計課程體系、審視培養方案、組織教學內容、更新教學方法、完善評價機制等方面。新工科專業的培養目標更注重提高學生的學習興趣、學習參與度、學習效果和能力培養。

教師可以通過教學形式設計和教學內容的組織方面提高學生的學習興趣；通過研究性學習、專題研討式、小組合作學習、挑戰性學習等方式提高學生學習的參與度；通過共享優質在線教育資源，實施混合式教學方式等提高教學效果；通過以能力為導向的教學設計并輔以過程性評價提高學生的多種能力。

筆者在“振動力學”雙語教學中仍需不斷嘗試和推進各項措施，加強新工科建設，以持續提高課程的教學質量，從而提高學生的綜合素養和能力，培養具備國際競爭力高素質復合型人才。

參考文獻

［1］王海，王軍鋒，康燦，等.新工科背景下《傳熱學》雙語課程教學探索與實踐［J］.科技資訊，2022，20（1）：189-192.

［2］袁軍亭，宋秋紅，蘭雅梅，等.工程力學課程雙語教學的實踐與探索［J］. 中國現代教育裝備，2010（11）：59-61.

［3］蔡國平.振動力學課程教學改革的幾點思考［J］.教育教學論壇，2010（35）： 221-222.

［4］丁虎，陳立群.本科生振動力學課程教學探索與建設［J］.教育教學論壇，2020（34）：267-268.

［5］劉麗麗，李東平.振動力學課程教學改革與實踐探討［J］.力學與實踐，2014，36（5）：667-672.

［6］陳立群.國外振動新教材的內容和特點［J］.力學與實踐，2009，31（1）：79-83.

［7］陳立群.振動力學雙語教學實踐與思考［J］.力學與實踐，2004，26（3）：75-77.

［8］朱照宣.牽連速度：英文是什么？［J］.力學與實踐，2007，29（5）：96.

［9］劉習軍， 張素俠.關于振動力學教學中的趣味性與科學性［J］.力學與實踐，2012，34（5）：63-66.

［10］李海艷，李延強，于衛霞，等.基于創新能力培養的“振動力學”課程教學改革探索［J］.科技風，2022（10）：119-121.

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