摘 要:本研究基于多名学者对理论力学课程教学的研究,分析了中俄合作办学相关专业理论力学课程在学习效果、工程应用、价值引领、考核评价等方面存在的问题,并对比了中俄理论力学课程在教学大纲、教材教法、培养理念、考核评价等方面的差异,秉承“中俄融通、学生中心、结果导向、匠心培养”的理念,依据江苏师范大学中俄合作办学相关专业理论力学课程的教学实践,提出了“五融合”的创新举措,取得了“五提高”的教学成效。
关键词:中俄合作办学;理论力学课程;创新教学;结果导向
理论力学是工科中一门重要的基础课,主要讲授物体受力分析方法、力系的简化方法、受力物体平衡条件、质点、质点系、刚体机械运动的基本规律和研究方法。通过学习该课程,学生能掌握解决工程问题所需的力学基本知识,培养对工程问题进行合理建模并求解、运用力学知识解决复杂工程问题的能力,为以后结合其他知识解决复杂工程问题打下基础。
基于理论力学课程对工科的重要性及不同专业对课程要求的差异性,多年来,许多一线教师对理论力学课程的教学方法和教学内容开展了深入的研究和探索。随着互联网的发展,理论力学课程教师开展了线上教学及线上线下混合式教学的实践探索。赵玉萍探索了基于慕课的“互联网+智能+理论力学”线上教学模式,崔红光探索了理论力学线上线下混合式教学模式,张娟探索了一种将线下课堂、在线课堂、翻转课堂融合的理论力学教学方法,冯晶晶提出融合新媒体的理论力学课程改革模式,何开棘探索了计算机软件与理论力学课堂教学相结合的教学方法,贾有从教学内容、教学方法和电子资源合理利用三个方面对理论力学课程进行改革,王芳开展了理论力学全英文课程建设研究。
当前,培养中国特色社会主义合格建设者和可靠接班人离不开具有高素质、高政治站位的工程技术人才,离不开课程思政这一落实立德树人根本任务的重要抓手。在理论力学课程思政教学方面,郑少鹏介绍了刚体运动学在航空航天领域的发展历史,展示了国家科技的飞速发展,激发了学生的爱国情怀,从而将思政教育与理论力学相结合;曹树谦围绕如何将理论力学和课程思政相结合总结了自己的经验——要有较强的思政育人意识、合适的思政教育方法、充分的思政资源准备。
以上研究主要针对普通工科专业开展理论力学课程教学改革。对于中外合作办学而言,其办学初心是引进优质教学资源、培养具有国际视野的复合型人才。俄罗斯是工科高等教育强国,近年,随着“一带一路”倡议的全面实施,中俄教育领域的合作方兴未艾。笔者主要针对江苏师范大学中俄合作办学相关专业理论力学课程在学习效果、工程应用、价值引领、考核评价等方面存在的问题,实施“五融合”创新举措,并取得了“五提高”的初步成效。
一、中俄合作办学相关专业理论力学课程教学存在的问题
中俄合作办学一般采用“2+2”“3+1”“4+0”等人才培养模式。以江苏师范大学中俄学院机械设计制造及其自动化专业“2+2”培养模式为例,学生前两年在江苏师范大学学习专业基础课程及俄语课程,后两年根据个人学业规划选择是否赴俄学习。该专业开设的理论力学课程设定为48学时,占3学分,一般在大一第二学期开设。近年,既懂专业又懂俄语的国际化复合型人才需求日益强烈,该专业有不少学生选择后两年赴俄学习。为使俄语零起点的学生打下较好的俄语基础并在大二顺利通过俄语四级考试,该专业在大一每周开设近20节俄语课程。学生前两年既要学习专业基础课程,又要学习俄语课程,功课紧、压力大,不能科学分配专业课程与俄语课程学习时间,在一定程度上影响了学习效果。同时,理论力学课程教学与学习均存在一些问题,如教材内容与中俄合作办学相关专业学习要求的契合度不够,课程理论性强、公式多、学生学习效果难以保证,教学内容与工程实际联系不够紧密,课程与思政的融合度不高、核心价值引领不够,课程考核评价方式单一。
二、解决问题的方法及创新举措
(一)深入分析中俄理论力学课程大纲及教材的异同
中方理论力学课程大纲一般只列出理论授课及实验教学的学时分配,而俄方理论力学课程大纲列出的教学形式比较多样。以俄罗斯圣彼得堡彼得大帝理工大学机械设计制造专业的理论力学课程为例,其教学形式包括讲解、实验课、课堂讨论、自主学习等。
俄方理论力学相关教材编写得很详细,通俗易懂。比如,在介绍各种约束及约束反力时,除了介绍柔性约束、光滑面约束、铰链约束、固定端支座、轴承、二力杆等,还介绍定向支座、滑块等中方教材中约束内容不常介绍的知识点。又比如,在证明动系做定轴转动时点的加速度合成定理时,要用到止动规则(详见李顺才编写的中俄双语版《理论力学教程》),相比中方教材上的推导,俄方教材上这部分内容的讲解非常便于本科生理解和接受。再比如,在点的合成运动中,当牵连和相对都是转动运动时,俄方教材针对绕两个相交轴的转动、绕两个同向平行轴的轉动、绕两个反向平行轴的转动(角速度不同)、绕两个反向平行轴的转动(角速度相同)的速度分析进行了较详细的介绍,而中方教材很少介绍这部分内容。实际上对于机械类相关专业的学生来说,这部分内容非常重要。
在物理量单位的书写方面,中方一般用国际单位制的英文字母表示,而俄方还是用俄语字母及他们的规定来表示。
(二)创新举措
笔者提出的中俄合作办学相关专业理论力学课程“五融合”教学创新实践具体包括:融合专业知识与俄语语言,编写理论力学中俄双语教材并制作相关课件,改革教学内容,提高学生融会贯通知识的能力;融合线上、线下教学模式,开设中俄双语理论力学在线开放课程,便于学生查漏补缺,提高学习效果;充分挖掘思政元素,将其融入专业教学的各个环节,培养学生严谨细致的作风与分析工程问题的能力,培养学生的工匠精神养成意识;融合中俄人才培养理念,改革课程考核评价标准,采用“1+2+X”多元考核评价方法,提高学生的综合素质;融合专业师资与俄语师资,组队挖掘双语教学资源,提高教师的学科交叉实践能力。
1.融合专业知识与俄语语言,编写理论力学中俄双语教材并制作相关课件
可以引进俄方优质力学教材资源,组织专业教师与俄语教师一起对引进的教材资源进行翻译、归纳、重组、增删,同时,吸收国内教材的优质内容,编写理论力学中俄双语教材并制作相关课件。教材中的章节标题、重要概念、定理及知识点要用俄语、中文进行对照,俄语讲解在前,中文翻译在后。要引用俄方教材中的经典例题,同时添加大量与机械工程相关的图片及计算题。
除了正常教学用的中文课件,笔者还专门制作了专业词汇音频教学课件,并为专业词汇的俄语讲解部分进行配音。
2.融合线上、线下教学模式,开设中俄双语理论力学在线开放课程
笔者开设的中俄双语理论力学SPOC课程在爱课程平台上线两个周期后转为江苏省在线开放课程。内容包括:单元课件(中俄双语)、专业词汇中俄双语讲解视频、专业内容讲解视频、单元作业、单元测验、单元讨论、考试。学生遇到不懂的知识点,可以重复观看网上教学视频,结合单元测验巩固所学知识。课程共计24个单元,每个单元都安排了单元作业、单元测验与单元讨论,最后安排一次线上考试和线下考试。每次测验可进行2次,作业采用互评方式。线上成绩评定方式为:线上考试占50%,单元作业占30%,单元测验占15%,单元讨论占5%。课程总成绩构成为:期末试卷成绩占50%,线上成绩占45%,课堂表现占5%。
3.将思政元素融入专业教学的各个环节,如盐入水
要着力培养学生严谨细致的工匠精神和科学的运动观,引导学生用发展的观点看待人生过程。在课堂及作业等环节,始终要求学生在画受力图、速度矢量图、加速度矢量图时做到规范、严谨,画完后要检查,以防多画、漏画,从而培养学生的工匠精神。可根据用不同的参考系描述同一物体的运动时结果不同,让学生学会换位思考,引导学生形成科学的运动观、正确的人生观与价值观。
鉴于理论力学公式多、理论性强,书中例题和工程实际联系不够紧密,教师在备课时要精心准备工程素材,结合每一章的知识点,按照“一个大事件(或大事故)、二个小分析(或小计算)、三位科学家或发明家”的原则,充分发掘工程与生活实例、工程事故、古今代表性人物等,提高学生的学习兴趣,引导学生热爱中华优秀传统文化,培养学生分析问题与解决问题的能力。
4.融合中俄人才培养理念,改革课程考核评价标准
要了解中俄人才培养关键要素的差异。中方主要采用“宽口径”通识培养体系,俄方主要采用“窄口径”精专培养体系,两种人才培养体系存在较大差异。要融合办学理念,以结果为导向,改革课程考核评价方法。可以采用“口试+笔试+小报告(小论文或小试验)”的方法,考查学生的综合能力,科学构建多元化质量保障体系。
5.融合专业师资与俄语师资
通过融合专业师资与俄语师资,组队编写中俄双语教材,制作中俄双语课件,录制俄语音频等,打造一支双语教师队伍,提高教师的学科交叉实践能力。
三、教学成效与推广应用
(一)“语专”融合度有所提高
将专业知识与俄语语言融合,改革教材内容,编写理论力学中俄双语教材,制作中俄双语课件,可以减少学生专门学习俄语的耗时,提高学生融会贯通知识的能力。
(二)线上、线下教学融合度有所提高
通过融合线下课堂与线上多种过程性考核方式,可以让学生查漏补缺,提高学习效果,为后续专业课程的学习打下较好的基础。
(三)思政与专业融合度有所提高
通过融合思政元素与专业知识,培养了学生严谨细致的工作作风与分析工程问题的能力,增强了学生的工匠精神养成意识。基于“课程承载思政、思政寓于课程”的理念,充分发掘理论力学课程中的思政元素,能激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。笔者通过讲座形式,指导学院专业教师在课程思政教学中推广应用思政元素挖掘方法,同时指导本科生开展课程思政讨论,达到了较好的育人效果。
(四)中俄考核评价方法融合度有所提高
融合中俄考核评价方法,加强过程性考核,能缓解学生期末考试压力,提高学生学习效果。
俄方的课程考核评价特别重视面试、研讨及小报告(论文)。笔者结合江苏师范大学学生的学情,将理论力学课程总成绩计算方法设定为:期末试卷成绩占50%,线上成绩占45%,课堂表现(包括回答教师随堂提问情况及口头表达等)占5%。这样能提高学生的学习兴趣,也能让学生在赴俄学习前掌握相应的学习方法。
(五)专业师资与俄语师资融合度有所提高
目前,专业师资与俄语师资的融合已带动其他专业教师与俄语教师合作编写《电路分析》《产品设计速写》《市场营销学》《工业产品设计手绘技法与案例解析》等一系列中俄双语教材。专业教师通过引入并学习俄方优质教育资源,拓展了专业视野;俄语教师通过翻译专业书籍并与中俄双方专业教师反复交流,了解了一些专业术语,对“专业+俄语”融通中俄工科人才的培养起到了有力的推动作用。
近年,笔者编写了省重点立项建设的中俄双语教材,录制了专业词汇的俄语音频,组建了“专业+俄语”学科交叉的课程建设团队,基于大学慕课平台开设了中俄双语理论力学开放课程,设计的理论力学课程教学取得了一定成效,有力地推动了国际化工科人才的培养。在以后的教学中,笔者要充分利用课堂教学主渠道,完善课程思政案例库,建设省级课程思政精品课程,同时提高课程教学的高阶性、创新性、挑战度,实现“知识+能力+素质”的高效培养。
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责编:瀚 海
基金项目:教育部第二批新工科研究与实践项目“面向中俄语言国家的融通工科人才联合培养模式研究与实践”(编号:E-GCCRC20200306);江苏省高等教育改革研究重点课题“中俄合作办学机构拔尖创新人才培养模式的探索与实践”(编号:2019JSJG026);2021年度江苏省现代教育技术研究一般课题“专业知识与俄语语言深度融合的网络课程建设研究与实践”(编号:2021-R-9158)
作者简介:李顺才(1969— ),女,江苏师范大学教授,研究方向为工程力学教学及高等教育国际化管理。