淺談“卓越工程師計(jì)劃”下工程力學(xué)及雙語教學(xué)的改革

張夏輝

【摘要】“卓越工程師計(jì)劃”是一項(xiàng)長遠(yuǎn)而艱巨的任務(wù)，是由工程教育大國邁向強(qiáng)國的必經(jīng)之路。21世紀(jì)面臨經(jīng)濟(jì)全球化，新型工程人才是有國際競爭力的“專業(yè)+外語”的復(fù)合型人才，因此雙語教學(xué)是未來高校發(fā)展的必然趨勢。工程力學(xué)是基礎(chǔ)學(xué)科，在“卓越計(jì)劃”教育中有重要的作用，也面臨著雙語教學(xué)改革的挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】卓越工程師計(jì)劃;雙語教學(xué);工程力學(xué);教育改革

“卓越工程師計(jì)劃”在時(shí)間節(jié)點(diǎn)上已接近尾聲，但教育改革不能戛然而止。高等教育在一個(gè)人的一生中扮演著重要的角色，是人一生中重要的分水嶺，一個(gè)人進(jìn)入大學(xué)以后，不僅僅要學(xué)習(xí)專業(yè)知識，更是來接受高等教育的。高等教育時(shí)期也是一個(gè)人的價(jià)值觀和世界觀形成的重要時(shí)期。因此，每一所高校在高等教育的改革中都承擔(dān)著重要的責(zé)任，高等教育要以走中國特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家、建設(shè)人才強(qiáng)國為共同目標(biāo)、終極目標(biāo)，培養(yǎng)一批“以德為先、能力為重、全面發(fā)展”，適應(yīng)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)全球化、具有國際競爭力的新型工程人才?？偟膩碚f，新型工程教育的最終目的是促進(jìn)國家發(fā)展，工業(yè)強(qiáng)則國強(qiáng)，因此教育不再單純地是指狹義的書本教育，必須與工業(yè)密切結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，即社會責(zé)任感、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、邏輯思維能力同步發(fā)展，才能成為一名具有社會責(zé)任感的新型國際化工程人才[1-3]。

針對雙語教學(xué)，早在2001年教育部就頒布了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，其中第八條指出：“積極推動使用英語等外語進(jìn)行教學(xué)，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，本科教育要?jiǎng)?chuàng)造條件使用英語等外語進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)?！庇?jì)劃實(shí)施近十八載，關(guān)于雙語教育的相關(guān)著作和論文取得了不少成果，但高校雙語教育的實(shí)施還沒有成為普遍現(xiàn)象，尤其是普通本科院校，實(shí)施雙語教學(xué)需要克服的困難較多;另一方面，雙語教學(xué)的相關(guān)教材著作稍顯匱乏。因此，雙語教學(xué)仍然是一項(xiàng)艱巨而長遠(yuǎn)的任務(wù)[4]。

工程力學(xué)是一門理論性和應(yīng)用性比較強(qiáng)、與工程技術(shù)聯(lián)系比較密切的基礎(chǔ)性學(xué)科，是諸多工科專業(yè)，例如機(jī)械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)專業(yè)課程的重要理論基礎(chǔ)[2]。工程力學(xué)由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分組成，或者由靜力學(xué)、材料力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)四部分組成，其內(nèi)容、概念和公式較多，理論性和推導(dǎo)性較強(qiáng)，對邏輯推導(dǎo)能力和數(shù)學(xué)計(jì)算能力有一定的要求。隨著“卓越計(jì)劃”的展開與實(shí)施以及社會對復(fù)合型人才的需求，以往的教學(xué)模式暴露出了一些不足之處，因此構(gòu)建工程力學(xué)的教學(xué)新模式具有必要性。

一、基于“卓越計(jì)劃”，改變機(jī)械性學(xué)習(xí)模式，重視推導(dǎo)過程，提高學(xué)生的自主思考能力

由于工程力學(xué)課程的特點(diǎn)，公式推導(dǎo)較多，現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)往往會忽略其推導(dǎo)過程，為了應(yīng)付考試，只是在考試前機(jī)械地記憶公式和知識點(diǎn)，導(dǎo)致的第一個(gè)結(jié)果是學(xué)生學(xué)習(xí)不注重課本，只復(fù)習(xí)重點(diǎn)，整個(gè)知識體系不能連貫起來;第二個(gè)結(jié)果是考試時(shí)不會靈活運(yùn)用知識，遇到和書上表述不一樣的知識點(diǎn)不會靈活貫通地應(yīng)用;第三個(gè)結(jié)果是考完試以后知識忘得較快，導(dǎo)致后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)比較困難，形成惡性循環(huán)。有一些老師倡導(dǎo)對非力學(xué)專業(yè)學(xué)生要減少公式的推導(dǎo)，著重其應(yīng)用。筆者認(rèn)為記住推導(dǎo)過程沒有必要，但是不能削弱公式和知識點(diǎn)的推導(dǎo)過程。應(yīng)用和推導(dǎo)是相輔相成的，了解推導(dǎo)過程是為了更好地應(yīng)用，在應(yīng)用中又促進(jìn)了對推導(dǎo)過程的理解，這樣相互促成，才會使運(yùn)用更靈活，記憶更深刻，同時(shí)也會鍛煉學(xué)生的思考能力與邏輯思維能力。同時(shí)，工程力學(xué)的理論分析方法、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證手段、計(jì)算機(jī)仿真方法非常值得在學(xué)習(xí)和研究其他工科類課程時(shí)加以借鑒。因此，倡導(dǎo)學(xué)生從教材踏踏實(shí)實(shí)學(xué)起，學(xué)會思考，把一本書從薄讀厚，再從厚讀薄。

二、基于“卓越計(jì)劃”，教師改變機(jī)械性授課模式，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，只有經(jīng)過深思熟慮的知識才能成為真知

機(jī)械性的授課模式是一字一句地講授知識點(diǎn)和強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，可能講授三遍，學(xué)生還是無法記住或者理解知識點(diǎn)，最根本的原因在于學(xué)生沒有獨(dú)立思考，認(rèn)為所有的推導(dǎo)過程都是理所應(yīng)當(dāng)?shù)?，沒有思考過為什么，記憶怎么可能會深刻。當(dāng)學(xué)生學(xué)會獨(dú)立思考一個(gè)問題時(shí)，有自己獨(dú)立看法的時(shí)候，說明這個(gè)問題已經(jīng)給他造成了困擾，這個(gè)時(shí)候教師再講授知識點(diǎn)解惑，學(xué)生會有一種豁然開朗的感覺，記憶自然比較深刻，也會達(dá)到舉一反三的效果。工程力學(xué)中有較多公式推導(dǎo)，如果單純機(jī)械性記憶，很容易混淆，所以在講授過程中應(yīng)該按照“提出問題—學(xué)生獨(dú)立思考—解惑”這樣的引導(dǎo)啟發(fā)式進(jìn)行教學(xué)，能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力，也更容易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

例如在講解運(yùn)動學(xué)部分時(shí)，純滾動是一種很常見的運(yùn)動，大多數(shù)學(xué)生在應(yīng)用時(shí)容易出錯(cuò)，究其原因，是缺乏深入思考導(dǎo)致印象不深刻，運(yùn)用不夠靈活。在講解之前，先提出問題：“什么是純滾動？汽車在平面上剎車時(shí)和正常行駛時(shí)，車輪哪種情況是純滾動？純滾動是輪繞圓心的圓周運(yùn)動嗎？輪心又做的是什么運(yùn)動？純滾動時(shí)輪上哪一點(diǎn)是瞬心？”

學(xué)生結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考：汽車正常行駛時(shí)，車輪的運(yùn)動才是純滾動;輪心距離地面的距離始終是半徑，所以輪心是直線運(yùn)動;輪心不是一個(gè)定點(diǎn)，因此輪不是圓周運(yùn)動，而是平面運(yùn)動;瞬心不是輪心，而是和地面接觸的點(diǎn)。經(jīng)過思考，學(xué)生會牢記車輪純滾動時(shí)，某一瞬時(shí)，車輪上所有點(diǎn)繞著輪與地面的接觸點(diǎn)C點(diǎn)做瞬時(shí)圓周運(yùn)動。這樣，改變機(jī)械性授課模式，采取引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)，使學(xué)生能夠獨(dú)立思考，才能使教學(xué)知識真正成為學(xué)生自己的知識。

三、基于“卓越計(jì)劃”，教材或者課件應(yīng)該多增加工程實(shí)例，與工業(yè)密切結(jié)合

工程力學(xué)理論性較強(qiáng)，比較抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中不易理解?！白吭接?jì)劃”中的戰(zhàn)略重點(diǎn)要求重視與工業(yè)界密切結(jié)合，因此在注重理論知識學(xué)習(xí)的同時(shí)，更要重視其應(yīng)用，學(xué)習(xí)的目的是更好地應(yīng)用，學(xué)而不用則廢。

例如在講解圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度問題時(shí)，先提出問題：“兩根受力、材料、長度相同，外徑一樣的實(shí)心軸和空心軸，誰的強(qiáng)度更高呢？”

學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)會覺得肯定是實(shí)心的強(qiáng)度更高。為什么呢？這就需要用圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件來解釋：，實(shí)心軸和空心軸的抗扭截面系數(shù)不同，，因此空心軸的最大應(yīng)力更大，更容易強(qiáng)度失效。

此時(shí)，再提出一個(gè)問題：“那上述結(jié)論是否能說明空心軸一定比實(shí)心軸強(qiáng)度高呢？為什么工程上很多都采用的是空心軸而不是實(shí)心軸？”與工程實(shí)際聯(lián)系起來，學(xué)生對圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的應(yīng)用有了較深的理解：雖然實(shí)心軸強(qiáng)度高，但是材料也用得多，不經(jīng)濟(jì)，因此必須在體積或者橫截面積相同時(shí)才可以比較強(qiáng)度。與工程實(shí)際聯(lián)系起來更有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)會更具有目的性和針對性。

四、針對一般院校，雙語教學(xué)的必要性及目前存在的困難和對策

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，各行業(yè)不僅僅需要專業(yè)型的人才，更需要的是具有國際競爭力的“專業(yè)+外語”的復(fù)合型人才，因此雙語教育是未來高校發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。普通本科院校學(xué)生外語基礎(chǔ)相對較差，教學(xué)資源等也稍顯匱乏等，因此一般雙語教學(xué)更具有必要性，但面臨的困難也更多。目前主要存在的困難及對策如下。

第一，要提高專業(yè)外語水平，就要提高學(xué)生對外語的重視。大多數(shù)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)以后，容易忽視外語的重要性，因此大學(xué)時(shí)期學(xué)生的外語水平也急劇下降。掌握一門外語是人生奮斗中的強(qiáng)大武器，這是高等教育必須給學(xué)生灌輸?shù)膶W(xué)習(xí)外語的態(tài)度。進(jìn)入大學(xué)，開始專業(yè)的學(xué)習(xí)，并不意味著外語學(xué)習(xí)的結(jié)束，必須將外語作為一門語言來學(xué)習(xí);反過來，雙語教學(xué)也是提高外語水平的一種強(qiáng)制性途徑。同時(shí)，在教學(xué)活動中占主導(dǎo)地位的教師更應(yīng)該注重提升自己的專業(yè)外語水平，才能更好地引導(dǎo)學(xué)生，發(fā)揮主導(dǎo)作用。

第二，目前，工程力學(xué)的雙語教學(xué)還沒有普及到一般本科院校。另外，高校的層次不同，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力存在差異，傳統(tǒng)的工程力學(xué)雙語教材并不適用于所有院校。因此，不同高校，尤其是處于雙語教學(xué)初級探索階段的高校需要花一定的時(shí)間和精力設(shè)計(jì)適合本校校情的稍簡單的課件或者講義，不能急于求成，踏踏實(shí)實(shí)穩(wěn)中求進(jìn)，循序漸進(jìn)實(shí)施雙語教學(xué)并逐步完善。

綜合來說，卓越工程師的培養(yǎng)，不是隨著“卓越計(jì)劃”的結(jié)束而終止，人才培養(yǎng)和教育改革是永無止境的。雙語教學(xué)是培養(yǎng)國際化人才的一條必經(jīng)之路和必然趨勢，每一所高校都必須為之奮斗。

【參考文獻(xiàn)】

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