基于國際化人才培養(yǎng)的流體力學(xué)英文課程教學(xué)改革與探索

張淑君 戴 昱

(河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院，南京 211100)

一、引言

在全面建設(shè)世界一流大學(xué)與一流學(xué)科背景下，我國與國外教育交流不斷擴大，堅持高等教育國際化辦學(xué)已在國內(nèi)眾多高校達成廣泛共識。其中招收和培養(yǎng)外國來華留學(xué)生是開展對外教育交流與合作,促進我國高等教育與國際接軌，提高國際競爭力的重要途徑[1-3]。河海大學(xué)是一所以水利為特色的綜合院校，也是我國培養(yǎng)來華留學(xué)生比較早比較集中的高校之一,早在1966年之前,已培養(yǎng)來華留學(xué)生近50名,包括本科生和研究生,當(dāng)時以亞洲學(xué)生,尤以越南留學(xué)生為主[4]。1990年，國家教委批準河海大學(xué)設(shè)立英語授課留學(xué)生碩士研究生專業(yè)水資源及水利工程專業(yè)，迄今為止已為100多個國家和地區(qū)培養(yǎng)了千余名博士、碩士與學(xué)士，開設(shè)了多門全英文授課課程。本文以留學(xué)研究生重要專業(yè)基礎(chǔ)課高等流體力學(xué)為例，探討分析國際化教育背景下的專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式，提高國際化人才培養(yǎng)質(zhì)量。

二、課程基本情況

流體力學(xué)作為水電、港航、水文及環(huán)境等水利相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課、學(xué)位課程，是多門后續(xù)課程的基礎(chǔ)，課程培養(yǎng)定位與目標為通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握流體運動的基本概念、基本原理和基本計算方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決水利工程中的實際流體力學(xué)問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程、從事工程技術(shù)和科學(xué)研究工作以及開拓新技術(shù)領(lǐng)域打下堅實的基礎(chǔ)。

隨著中國與“一帶一路”沿線國家的教育合作不斷加深，來華留學(xué)生規(guī)模持續(xù)擴大。目前招收來華留學(xué)生生源主要以亞、非、歐地區(qū)為主， “一帶一路”沿線國家學(xué)生數(shù)量增長明顯，高于各國留學(xué)生的平均增速。選修高等流體力學(xué)的留學(xué)生所學(xué)專業(yè)集中在水利水電工程、港口與航道工程、環(huán)境工程、農(nóng)田水利、力學(xué)及土木工程等相關(guān)方向。留學(xué)生來自不同國家，學(xué)生本身英語水平也不在一條起跑線上，來自英語母語國家的學(xué)生對英語教學(xué)內(nèi)容的聽力和理解力要超過非英語母語國家的學(xué)生。此外，不同國家課程體系或側(cè)重點也不完全一樣，基礎(chǔ)學(xué)業(yè)水平參差不齊，特別是學(xué)好流體力學(xué)的重要基礎(chǔ)如數(shù)學(xué)與物理等先修課程。這些都無形中增加了課程教學(xué)中的復(fù)雜性，使得針對性的課程教學(xué)改革更加迫切。

三、 教學(xué)改革與手段

(一)優(yōu)化教學(xué)團隊結(jié)構(gòu)

為了提高留學(xué)生全英文課程教學(xué)水平，任課教師的專業(yè)水平和英語能力是十分重要的前提條件和基礎(chǔ)。

教學(xué)團隊中所有主講教師均有海外研修或工作經(jīng)歷，英文流利易懂，教學(xué)能力強，對外教學(xué)經(jīng)驗豐富，教學(xué)特色鮮明。研究背景包括環(huán)境流體力學(xué)、計算流體力學(xué)及地下水流動等方向，知識結(jié)構(gòu)和研究方向都與本課程密切相關(guān)，構(gòu)成了流體力學(xué)主要覆蓋合理的知識結(jié)構(gòu)。教師隊伍年齡結(jié)構(gòu)合理，講師、副教授、教授各層面具備。學(xué)緣涵蓋以氣體和水各為特色的綜合院校，師資配備合理，主講、輔導(dǎo)分工明確。積極開展教研活動與對外交流學(xué)習(xí)，組織進行國內(nèi)外與課程建設(shè)相關(guān)的交流、研修?；钴S教學(xué)思想，編寫或選用優(yōu)秀的教材和參考資料，主持參與多層次的教學(xué)改革項目，促進整個教學(xué)團隊的教學(xué)水平。

(二)整合完善教學(xué)內(nèi)容

近些年來，一帶一路”沿線國家學(xué)生數(shù)量增長明顯。為進一步提高培養(yǎng)質(zhì)量，在實現(xiàn)課程原定培養(yǎng)定位與目標上，結(jié)合留學(xué)生人才培養(yǎng)需要在培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容上也必須做到與時俱進。高等流體力學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課，既要注重基礎(chǔ)性，為學(xué)生打下堅實寬廣的基礎(chǔ)，又要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷更新、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以使學(xué)生能學(xué)到更多、更新的知識，增加邏輯思維訓(xùn)練的內(nèi)容，包括一般性理論推演和一些基本定理的證明，去除或減少一些孤立陳舊的內(nèi)容，了解學(xué)科專業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)。

留學(xué)生來自不同國家，基礎(chǔ)學(xué)業(yè)水平參差不齊，因此在基礎(chǔ)內(nèi)容上，完善、細化流體性質(zhì)的理論特別是力學(xué)分析，同時適當(dāng)增加課程中經(jīng)常使用的數(shù)學(xué)方法、公式的補充。如流體力學(xué)本構(gòu)方程描述了應(yīng)力-應(yīng)變張量之間的關(guān)系，因此在內(nèi)容上增補矢量、張量的概念及其基本運算，控制方程的矢量及下標記法等，補充、鞏固學(xué)生的必備基礎(chǔ)知識，為后續(xù)內(nèi)容的引入打好基礎(chǔ)?！耙粠б宦贰毖鼐€國家、各地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展不平衡，水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也需要更多具有工程背景的專業(yè)人才。以水或液體為主要研究對象，在課程內(nèi)容選擇上強調(diào)“不可壓縮粘性流體”，因此適當(dāng)弱化、減少勢流理論部分內(nèi)容，注重、強化解決工程實際問題手段的培養(yǎng)。如實際河道中水流多處于紊流流態(tài)，因此增加了紊流基本理論、控制方程的內(nèi)容學(xué)習(xí)，結(jié)合實際工程提高解決實際問題的能力。另外，課程注重理論與實踐結(jié)合以及創(chuàng)新實際能力的培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度有利于學(xué)生打下堅實寬廣的理論基礎(chǔ)，掌握系統(tǒng)的專門知識，更能夠體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)發(fā)展的前沿，真正成為后續(xù)專業(yè)課程的良好基石。

(三)改進教學(xué)方法與手段

結(jié)合本課程的專業(yè)基礎(chǔ)課程特性和一帶一路”沿線國家留學(xué)生的特點，合理安排教學(xué)進度，每階段教學(xué)目標清晰，重點突出，形成了穩(wěn)定適用的教學(xué)方案，有利于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。改革教學(xué)模式及方法，結(jié)合生活實際或水利工程實例，以問題為導(dǎo)向，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探究之心，為教學(xué)內(nèi)容的引入、開展做好鋪墊。以問題貫穿知識點，組織學(xué)生討論，培養(yǎng)學(xué)生運用工程原理解決工程問題及團隊合作能力。例如在學(xué)習(xí)流體有旋與無旋定義時，首先通過地球繞著太陽運動時同時繞自己的軸發(fā)生轉(zhuǎn)動來解釋有旋運動，同時提出有旋運動與流線形狀之間的關(guān)系，啟發(fā)學(xué)生積極思考并在此基礎(chǔ)上介紹流體速度分解定理的局域性。

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力必須注重實踐環(huán)節(jié)。水力學(xué)及流體力學(xué)實驗室是國家級力學(xué)教學(xué)示范中心，提供了與教學(xué)內(nèi)容相配套的實驗平臺?？梢酝ㄟ^多媒體或?qū)嶒炇遥瑢⒘鲃蝇F(xiàn)象直觀生動地展示給學(xué)生，如通過一組流動演示儀，將水流流過收縮的喉管、圓柱繞流等過程，通過流線的變化、卡門渦街的產(chǎn)生等現(xiàn)象直觀地表現(xiàn)出來，便于學(xué)生掌握、鞏固所學(xué)的理論基礎(chǔ)知識。

不斷更新、完善教學(xué)手段，利用多媒體課件、視頻等加大教學(xué)信息量，使講課內(nèi)容更加形象、生動，有利于學(xué)生對課程深入理解。例如在學(xué)習(xí)繞流阻力時，通過煙氣繞過網(wǎng)球的教學(xué)視頻，觀察邊界層處于不同流態(tài)時分離點發(fā)生的位置，從而形象、直觀地解釋分離點越靠后部壓強阻力越小這一現(xiàn)象。充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，針對上課留學(xué)生人數(shù)小班化的特點，將一些知識點分解下去，學(xué)生通過查閱相關(guān)的輔助資源，在課堂上把自己對知識點的理解與同學(xué)及老師一起討論、學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生參與的積極性，如流體粘滯性在靜水和運動水流中的表現(xiàn)及其應(yīng)用等。

(四)建立多環(huán)節(jié)考核體系

課程考試改革是改善教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才、踐行素質(zhì)教育、評價和改進教學(xué)工作的基本途徑，而且有助于良好學(xué)風(fēng)和教風(fēng)的形成。由于留學(xué)生來自不同國家和地區(qū)，前期基礎(chǔ)相差較大，如果考核方式過于單一，就無法真正考察學(xué)生的進步程度以及對課程內(nèi)容的掌握程度[5-6]。因此，本課程加強課程考核環(huán)節(jié)改革，在注重平時作業(yè)的完成質(zhì)量及正確率的基礎(chǔ)上，在考試內(nèi)容上注重題目的靈活性和綜合性，培養(yǎng)學(xué)生自主推理和判斷能力；在考試方法上，采用 “開卷”、“閉卷”或?qū)憽罢n程學(xué)習(xí)報告” 多種形式，做到過程性與結(jié)果性多環(huán)節(jié)考核相結(jié)合，科學(xué)確定課堂問答、學(xué)術(shù)論文、調(diào)研報告、作業(yè)測評、階段性測試等過程考核比重，真正做到以考促教，提升來華留學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)語與討論

結(jié)合留學(xué)生全英文課程特點，以高等流體力學(xué)為例，在教師隊伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容整合、教學(xué)方法與手段及考核方式等方面論證了進一步提高留學(xué)生培養(yǎng)能力的一些相關(guān)舉措。教學(xué)團隊中的教師有合理的知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)，具有海外經(jīng)歷或有豐富的對外教學(xué)工作經(jīng)驗。選用優(yōu)秀教材，課程內(nèi)容設(shè)計符合留學(xué)生培養(yǎng)目標和特點。結(jié)合生活實際或水利工程實例，重視探究性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，以問題為導(dǎo)向深入學(xué)習(xí)研究理論知識。多元化考核體系，注重教學(xué)過程管理，結(jié)合平時成績、隨堂測驗及期末考試對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進行評定等。使得課程的教學(xué)質(zhì)量有了大幅度的提升，帶動了學(xué)校留學(xué)生的培養(yǎng)能力，進一步推動了高等教育國際化的進程。