ISEC理念在“材料力学”教学改革中的应用探讨

马一江 陈国平 宋向荣 吴杰 任鹏

[摘 要] 随着ISEC项目在国内高等院校的开展，该文将ISEC教学理念融入到“材料力学”课程的教学改革中去。ISEC项目把传统的教学理念与国际化教学理念有机结合，构建全新的“理论知识—实践—工程实例—信息反馈”教学模式;调整课程设置，优化教学设计，加强教师队伍建设，为“材料力学”ISEC教学改革建设提供一点参考意见和借鉴建议。

[关键词] ISEC教学理念;材料力学;教学改革

[作者简介] 马一江，就职于江苏科技大学船舶与海洋工程学院;陈国平，就职于南京航空航天大学航空宇航学院。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）23-0177-03    [收稿日期] 2020-02-02

一、引言

国际本科学术互认课程[International Scholarly Exchange Curriculum （Undergraduate）]，即ISEC项目[1]，是国家留学基金管理委员会东方国际交流中心针对国内本科院校提供的系列教育国际化支持方案的启動项目。ISEC项目旨在通过引入国际化教学理念、教学方法和教学管理机制，培养一批优秀的具有国际化视野的教师队伍，促进我国高等教育事业的发展。ISEC项目的实施能够促进国际化课程、国际化师资以及国际化教育资源的快速融合，也为国内合作院校搭建了一个全方位推进教育国际化工作的平台。

1638年，意大利科学家伽利略发表了《关于力学和局部运动的两门新科学的对话和数学证明》，标志着材料力学开始形成一门独立学科[2]。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。“材料力学”课程一般是机械工程、土木工程、船舶工程、航空航天工程以及其他相关理工科专业的高等教育必修课程，在修读“材料力学”课程之前一般要求学生先修读“高等数学”和“理论力学”。“材料力学”课程的教学任务要求学生掌握材料在外力作用下的破坏规律，为受力构件提供强度、刚度和稳定性计算的理论基础条件，并解决结构设计安全可靠与经济合理的矛盾。通过对“材料力学”课程的学习，使得学生掌握材料力学的基本概念、基本理论和基本方法，为后续课程的学习打下良好的力学基础，也为工程中结构件的选用和设计提供理论帮助。基于ISEC教学理念，本文结合“材料力学”课程的教学内容、教学方法以及考核方式，对新工科背景下“材料力学”课程的教学改革进行探讨。

二、材料力学的教学现状

笔者所在学校的材料力学课程作为基础课，主要面向力学、船舶与海洋工程、能源与动力工程、机械工程、材料科学以及环境工程等相关本科专业。根据不同本科专业的特点，“材料力学”课程授课学时不同，并且“材料力学”课程教学大纲也并不相同。对于力学、船舶与海洋工程、能源与动力工程和机械工程等相关本科专业，“材料力学”课程的授课学时为64学时;而对于材料科学和环境工程等相关本科专业，授课的学时则减为48学时。现阶段，在“材料力学”课程授课过程中，普遍存在以下几个问题亟待解决：

（一）授课方式过于僵化[3]

在传统的大学课堂中，教学模式以“教师讲、学生听”为主，学生受到的是消极的灌输式、填鸭式的教学。作为知识的传授者，高校教师一直扮演着教学主体的角色，而学生只是一味地被动接受知识。本校“材料力学”课程主要以课堂灌输和讲述为主，在授课过程中师生间缺乏有效互动，同时学生间的讨论也较少。在课堂上教师很难及时发现学生的接受知识情况，导致学生在学习上碰到的问题留置到课堂之外，很难得到有效解决。现阶段，在授课过程中授课教师采用PPT和板书相结合的方式，希望能够增加师生间的互动交流，强化课堂训练的效果，使得学生在课堂上暴露学习问题并及时得到解决。但是由于种种原因，现阶段的授课方式也没有达到各方的预期。部分专业教学课时缩减，教学内容多以教材为主以及工程案例引入不足，导致学生在接受理论知识的同时与工程实际脱离，缺乏从复杂工程背景中抽象出力学模型的能力、应用材料力学知识解决工程实际问题的能力。

（二）学生学习主观能动性不强[4]

从力学分类上来说，材料力学属于固体力学的一个分支。首先，在内容上“材料力学”课程包含很多力学新概念，例如应力集度、轴向拉伸和压缩、扭转和弯曲等等，也包含公式推导，例如轴向拉压应力推导、扭转切应力推导以及弯曲应力推导等等，同时还包含轴力图、扭矩图、弯矩图和剪力图等的绘制。“材料力学”课程本身内容较多、理论深度较大，加之上述教学模式的缺陷，导致学生在学习过程中的积极性不高、学习效果不佳。其次，由于授课学时有限，授课过程中很少介绍工程实例力学模型的抽象过程，使得理论知识与工程案例脱节，给学生造成材料力学没有用的假象[5]。同时，“材料力学”教学内容将课程知识割裂成互不相连的几个部分，导致学生对“材料力学”课程学习的主观能动性不高，使得学生很难理解和应用相关知识解决工程实际问题。

（三）考核方式较为单一[6]

目前，本校“材料力学”课程的考核方式是平时成绩、实验成绩和期末成绩相结合的综合考核形式。平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的10%，期末成绩占总成绩的70%。考察学生的学习效果，现行的考核方式过于重视期末考试成绩，忽略了对学生平时学习状况的考察。学生容易放松平时学习的要求，产生错误的认识：只要期末考试及格了，平时成绩无所谓。学生有这样的学习态度，与教师的授课方式和课程考核方式有直接关系。因此，我们希望通过对课程考核方式的优化，有效遏制学生通过期末突击就能通过课程考核的现象发生。

三、ISEC理念对“材料力学”教学改革的探索

与传统教学理念不同，ISEC项目的核心教学理念是以学生为中心，主要包括：以学生的学习为中心、重视学生的学习效果、促进学生的发展。ISEC项目把传统的教学理念与国际化教学理念有机结合，强调教师和学生在教学活动地位和身份的转变，改变传统的教学方法和评价方法，体现学生的主体地位，发挥学生主动学习的积极性。

调整课程设置，根据ISEC教学理念，“材料力学”课程内容的设置需要适当地专题化或者模块化。在每个教学专题或模块中的每次课程内设置评价方法和评价标准，同时在每个教学专题或者模块明确教学目标、教学内容、教学方法以及考评方式，使得授课教师可以第一时间掌握学生对知识的掌握程度，以及随时调整教学进度。ISEC教学理念更加强调过程式评价，通过过程式评价建立更加综合、更加全面、更加合理的评价系统。我们根据每个教学专题或者模块的考核结果，增加对学生整个学习进程的过程式评价。对学生的过程式评价主要包括：课堂表现、课堂测验、课后作业、课程设计、期末考试等等，每种考核方式都是根据每个教学专题或者模块的教学内容设计的。针对不同的知识点，需要设计不同的考核方式来评价学生的掌握程度，从而实现对学生整个学习进度的过程式考核。

优化教学设计，授课教师的教学设计必须紧紧围绕以学生为中心的理念。教师根据不同的课堂主题设计不同的教学活动和互动环节，例如小组讨论、角色扮演、小组辩论等等。教学课堂多以启发式教学方式展开，即“理论知识—实践—工程实例—信息反馈”。希望能够引导学生主动思考问题—提出问题—解决问题，结合课题研究和案例分析，将学生的思维引入到工程实际问题中来。激发学生主动融入课堂的积极性，培养学生独立思考解决工程问题的能力。合理设计实践和工程实例部分，在向学生教授理论知识的同时，还要求学生能够融会贯通，将理论知识和工程实例相结合，灵活地运用抽象的理论知识去解决工程实际问题。然后在课后时间布置习题或者课题设计，将学生对课堂知识的掌握情况反馈给教师，根据学生对知识融会贯通的程度对学生的学习进行评价。

加强教师队伍建设，作为教书育人的直接实施者，教师的地位举足轻重。首先，ISEC项目要求授课教师通过专业的English Media Instruction培训。在课程开始之前，根据授课内容和进度编排编写《材料力学课程英语词汇进度表》，让学生在课前能够熟记课堂内容涉及的力学生词。同时根据课程的进度，授课教师适当控制讲课深度和语速，引导学生逐步适应双语授课。基于ISEC教学理念，“材料力学”课程要求授课教师要具有扎实的力学基础知识和广泛的专业知识，了解力学学科的学科前沿和发展方向，培养学生缜密的逻辑思维能力。同时，为了更好地监控学生的学习过程，授课教师需要坚持以学生为中心，对学生认真负责，通过更强的责任心和更科学的监管理念来实现对学生学习状况的实时追踪。最重要的是，为了更好实践ISEC教学理念，要求我们组建结构合理、特点鲜明且传承性强的教学团队。通过开展统一备课等活动使得教学团队对教学内容能更全面的掌握，同时不定期地开展教学观摩和教学研讨活动，加强教学团队的内部交流，使得团队成员的联系更加紧密、更加通畅，实现教学效果的成效显著和教学团队的健康成长。

四、结语

根据ISEC教学理念，本文简要地介绍了“材料力学”课程教学改革方面的意见和建议，还有很多需要进一步斟酌和修改的方面。引入ISEC项目的主要目是提高学生学习的主观能动性，使学生融入到“材料力学”课堂，达到共同学习、终生学习的目的。“材料力学”ISEC教学改革不是该课程唯一的教改方案，教改也不是一蹴而就的。希望，本文的粗略见解能够为“材料力学”ISEC教学改革建设提供一点意见和建议。

参考文献

[1]张全友.ISEC项目中的通识教育反思——以许昌学院中外合作办学为例[J].文教资料，2012（20）：140-141.

[2]Galilei G.Dialogues concerning two new sciences[M].Dover，1914.

[3]庞伟秀.基于ISEC理念的理论力学教改研究[J].阴山学刊（自然科学版）（1）.

[4]赵艳玲，齐春燕，樊永军.ISEC教学理念下植物學教学改革几点思考[J].阴山学刊（自然科学版）（1）：84.

[5]杨虹，李昕.理论力学和材料力学教改探讨[J].建材高教理论与实践，2001（02）：96-97.

[6]史春雪，庞佑霞.理工科理论力学教学中的教改方案探讨[J].教育现代化，v.5（14）：72-73.

Discussion on the Application of ISEC Ideas in the Teaching Reform of Mechanics of Materials

MA Yi-jiang1，CHEN Guo-ping2，SONG Xiang-rong1，WU Jie1，REN Peng1

（1.Institute of Marine Engineering，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China;2.Aerospace Institute，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）

Abstract：With the development of the ISEC project in the domestic colleges and universities，this paper integrates the ISEC teaching concept into the teaching reform of the Mechanics of Materials course.The ISEC project organically combines the traditional teaching idea with the international teaching idea，constructs the brand-new teaching model of "theoretical knowledge-practice-engineering case-information feedback "，adjusts the curriculum，optimizes the teaching design，strengthens the teacher team construction，and provides some opinions and suggestions for the construction of ISEC teaching reform in Mechanics of Materials.

Key words：ISEC teaching concept;Mechanics of Materials;teaching reform