面向国际化的理论力学英文课程体系建设初探

时间：2024-05-05

张娟　支希哲　高行山

摘要：在大学国际化趋势下，《理论力学》作为理工科院校的一门重要的技术基础课，其国际化建设面临一系列机遇和挑战。结合自身学习和教学实践，通过研究和对比，从师资培养、教材体系建设及课程网站建设三个方面给出了国际化进程中的理论力学课程体系建设的几点建议，并论述了其必要性和意义。

关键词：国际化；理论力学；教材体系；课程体系

中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0118-03

大学国际化是当前内地大学发展趋势。留学生教育是高等教育国际化不可或缺的一环，是衡量高校国际化程度的重要指标[1]。力学教育是高等工程教育的重要组成部分[2]，《理论力学》作为理工科院校的一门重要的技术基础课在各类理工科专业的课程设置中，是一门必修课，对提高学生的素质起着关键作用[3]。长期以来，西北工业大学理论力学汉语教学积累了丰富的教学资源，包括各类教材、教辅、多媒体课件、各类工程实例、动画素材库、习题集等，以及丰富的师资力量，包括省级教学名师，国家级力学教学团队，并在2004年建成了国家级理论力学精品课程。但是基于国际化的面向留学生的理论力学英语教学却相对比较薄弱，其主要原因从硬件上看，主要在于缺乏师资，缺少适合留学生教育又具有中国特点的英文教材以及其他辅助教学资料。

为了落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》[4]，教育部制定了留学中国计划[5]，至2020年，使我国成为亚洲最大的留学目的地国家，留学生规模达50万人次。据统计，2011年，共有来自194个国家和地区的292，611名各类来华留学人员，分布在内地660所高等院校、科研院所和其他教学机构中学习。近年来，来华留学生总人数、生源国家和地区数、中国接收留学生单位数及中国政府奖学金生人数四项均逐年创新高。表1给出了2013年卓越联盟高校与西安交通大学留学生人数。

从表1中可以看出，各高校2013年留学生人数已经达到相当规模，其中学历生的比例非常高。而且据其他统计显示，学位生人数近年来逐年上升。例如西安交通大学在2010年[6]，就有来自70个国家的各类留学生1268名，其中学历生938名；2013年留学生总人数达1994名，学历生人数已达1206。如此多的国际留学生来中国高校攻读学位，促使高校的教学应向着国际化方向迈进。因此建设面向国际留学生的理论力学英文课程体系是国际化教育的必然趋势和要求。

一、师资培养

教师的素质是决定教育水平的关键。实施教学改革的主力军是教师，英文理论力学教学更是如此。担任英文教学的教师，不但需要较高的英语水平，更需要丰富的教学经验、扎实的专业知识，具备用英语驾驭课堂教学的能力，能根据课堂反映，及时对教学重点和难点插入讲解。

对于青年师资的培养，首先教师应主动利用国家和学校的各种政策出国访学，一方面提高英语能力，另一方面熟悉国外教学体系。在外访学期间，教师应主动参与外方老师的课堂教学，积极与任课老师沟通，及时交流教学方法、多媒体技术、课程网站建设、学生作业、考试考核方法，以及课程设计和实验内容，以获得第一手的国外大学教学资料和课堂经验。并研究中外教材体系，发现不同，寻找差距，找出中外教材的优缺点，积极撰写英文讲义。国外求学经历和丰富的课堂实践是培养国际化师资的有效途径。

其次，学校应给青年教师提供更多出国深造的机会，以及充足的英文授课课时，以利于青年教师的锻炼和成长。国家留学基金委曾有过专门针对双语任课教师出国研修的访问学者项目。西北工业大学近年也一直在推广面向国际化教学的师资培养，每年向国外名校派遣教学骨干二十多名，研习英文教学法，要求回国后能够承担一门以上英文教学任务。经过几年的实践，取得了良好成效。西北工业大学目前已在多个学院开设了国际班，招收国际留学生，所有课程都用全英文授课，共开设全英文课程100多门，师资力量基本都是本校老师。另外充足的课时保障也是青年教师施教能力提高的基本条件，因此加强招生力度，吸引更多留学生来华留学是大学国际化的保障，同时也是国际化的目标之一。

另外，任课教师应主动提高授课能力，熟练掌握课程内容、难点重点，学会应对各种课堂状况，还要从学生的问题中学习提高，从各方面提高施教能力。国际留学生思维相当活跃，相比中国学生更喜欢提问。所以老师应做好充足的思想准备，以及全面的本课程知识，另外要掌握大量本课程常用英语词汇及工程术语，才能积极应对学生的各种提问。从另一方面说，教师向学生学习也是提交施教能力的一种有效手段。学生经常会提问，因为学生没有老师的很多基本知识，也就没有很多既定约束，因此学生的很多问题都是天马行空，千奇百怪，但是老师在回答学生问题时就必须思考怎样如何回答才能让学生心服口服，而这种思考过程是提高施教能力的强有力的手段。

二、理论力学英文教材体系建设

纵观常用的理论力学教材体系，一种是欧美体系，该教材体系将理论力学分为静力学和动力学两部分，一般开设两门课程。静力学部分主要讲述物体系的平衡和摩擦、重心、转动惯量等内容[7-9]，有的教材还将虚位移原理也加入静力学部分[7]。动力学部分主要分为质点动力学和刚体动力学[10-11]。主要讲述动力学普遍定理、碰撞以及质点的振动等，期间穿插着运动学的内容，没有将运动学部分单独拿出来。

一种是我国常用教材体系，将理论力学分为三部分——静力学、运动学和动力学。静力学部分和欧美体系基本相同，不同点在于欧美体系教材更注重与工程实际的联系，工程中常见的桁架结构以及分布力系的计算讨论的很多[7-9]。而我国教材体系注重模型研究，研究对象针对的是工程实际的简化模型。运动学部分不涉及力和功等因素，单纯从几何的观点来研究物体系的运动特征，如轨迹、速度、加速度，以及运动的合成与分解等，主要研究点的运动以及刚体和刚体系的运动。运动学是研究动力学的基础。动力学部分研究力与运动之间的关系。主要内容与欧美体系动力学的内容基本一致，但是去掉了运动学部分。endprint

另一种体系，是莫斯科航空学院的理论力学教材[12]，这本教材完全不是理论力学教师们心目中的前苏联教材[13]，不再是将理论力学分为静力学、运动学、动力学三部分，而是分为运动学和动力学两部分。课程整体的系统性比以前更强，更多地使用高等数学工具，纳入分析力学内容，课程内容覆盖面广，几乎包括了从事动力学研究的主要基础，严谨的数学推导将静力学和动力学紧密联系，静力学只是动力学的一种特殊情况。

还有一种体系是南京大学的理论力学教材，将理论力学分为质点力学、质点系力学、刚体力学和分析力学等，主要讲述动力学。静力学和运动学穿插其中简要讲解。该教材体系去掉了与大学物理力学部分的重合，更加专注于理论力学知识的讲解。

当然还有其他理论力学教材体系，在此不再一一赘述。比较这四种教材体系，欧美教材体系淡化了建模理论，与工程实际联系紧密，更注重实践性，淡化对公式的推导，理论性相对较弱，比较而言，更趋向于工程类课程，而非基础课程。莫斯科航空学院教材理论严谨，从数学的角度出发研究物体的平衡、约束、运动以及各运动状态之间的关系，同时囊括了天体力学基础知识、分析力学、刚体动力学、碰撞、振动甚至运动稳定性理论等。该教材体系要求有坚实的高等数学基础。相对而言更像一门基础课。而国内理论力学教学界已经超越了最初主要采用英美教材，随后借鉴苏联教材的发展初级阶段，逐渐形成具有自己风格和特色的教学传统[13-15]。国内最常用的三部分的《理论力学》课程体系课程的优势在于教学理论体系比较完整、系统性强，起点与数学、物理先修课配合较好，配套课件及其相应的素材库丰富，教材简明等。因此笔者认为静力学、运动学、动力学三部分的教材体系更趋向于我们对理论力学的定位，是一门专业基础课。

在国际化背景下建设英文教材体系就必须权衡各种教材体系的利弊，寻找适合我国高等教育国际化实际的教材体系。因为来华留学生大部分来自欠发达国家，学生基础知识（如数学和物理）较为欠缺，许多先修课程缺失。因此上面第三种莫斯科航空学院教材体系和第四种就不太适合作为我国国际化背景下的英文教材来使用，这种教材体系更适合国内重点高校的中国学生使用。欧美教材体系注重与工程的联系，简明易懂，但是将运动学与动力学糅合的讲述方法不太适合中国老师的教学习惯。另外没有运动学的铺垫，动力学内容对于国际留学生来说理解起来比较吃力。而我国常见的教材体系将理论力学分为三部分——静力学、运动学和动力学，教学内容由浅入深，步步深入，学生容易理解，经多年教学实践证明这种体系能够达到较好的教学效果。因此若能在我国传统三部分教材体系基础上吸取欧美教材的优点，淡化模型研究，简化理论推导，加强与工程实际的接轨，直接大量选取工程实例，加强理论与实际的联系，这种教材体系将比较适合我国留学生实际，有益于国际留学生对理论力学的理解，并提高学生的学习兴趣。

教材体系建设是理论力学课程建设的重中之重，充分研究比较各种教材体系，取长补短，建设适合中国留学生实际的教材体系将是一项长期而艰巨又需要不断改革创新的任务。

三、课程网站建设及附件建设

因为师资有限，而国际生的招生规模却在逐年增加，因此如何利用有限的教学资源解决不断增长的教学需求是一个迫切需要解决的问题。内容丰富、高效的课程网站建设可以极大地缓解这一矛盾。笔者在澳大利亚阿德莱德大学访学期间看到阿大的每位老师都有自己的课程网站。

课程网站主要包括这几大模块：（1）资源模块，应包括课堂实录、教师讲义、重点难点解析、常见问题解答、相关工程实例、历年考试题等；（2）作业系统；（3）互动模块。

资源模块应方便学生下载和在线观看。有些学生上课没有听明白，可以上网观看课堂实录，查看重点难点解析和其他资源，以帮助其复习。作业系统可以允许老师在题库中布置作业，学生在线提交作业，系统自动批改作业（当然这必然有题库建设问题，后面叙述）。互动模块允许学生留言，与老师和更多学生讨论其感兴趣的问题。这样少数老师就可以肩负更多的教学任务，极大地降低了老师的工作量。在很多国外高校，通常全校只有一位静力学老师和一位动力学老师，他们肩负着全校所有学生的理论力学课程，而课程网站是这种教学模式强有力的保障。

课程网站建设必然包含大量附件建设，例如多媒体课件建设、题库建设、硬件系统建设以及软件系统建设等。多媒体课件建设的重要性自不必说。题库建设应使系统包含海量题库，老师给出作业要求，系统自动给每位学生布置作业，每位学生的作业都不相同，系统自动批改，并给出成绩。这样可以避免学生抄袭作业，提升教学效果。要有课堂实录就必须加强硬件系统建设，为每位老师进行课堂实录，并及时上传至课程网站，方便学生下载和在线观看。另外需要教学管理部门为每位学生建立登陆账号，以方便学生登陆课程网站和教学管理，这对教学管理部门的软件建设也提出了要求。

一个使用方便、快捷高效的英文课程网站建设的完成将是国际化教学的一个标志性成果。

理论力学英文课程体系建设是工科高校面向国际化教育的迫切要求。因此我国高校要从师资培养、教材体系建设、课程网站建设等几个方面做起，充分利用自身具有的办学资源，立足学科优势和区域优势，精益求精，逐步建成高品质的英文理论力学课程体系，才能吸引更多国际留学生来华求学，推出对外有吸引力的学科专业品牌，积极参与国际国内教育市场的竞争，进而推进高校的国际化进程。

参考文献：

[1]吴军超.澳大利亚国立大学国际化的理念、实践及启示[J].中州大学学报，2012，29（4）：90-93.

[2]胡海岩.对力学教育的若干思考[J].力学与时间，2009，31（1）：70-72.

[3]陈立群.高等教育国际化与课程建设初探——以《理论力学》为例[J].教育教学论坛，2013，（9）：181-182.

[4]教育部.留学中国计划[DB/OL].2010-09.http：//www.gov.cn/zwgk/2010-09/28/content_1711971.htm.

[5]国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）[DB/OL].新华社，2010.

[6]周海燕，王黎明.全球教育背景下的外语教育政策及其启示——以美国与澳大利亚为例[J].外国教育研究，2012，39（9）：116-121.

[7]Hibbeler，R.C Engineering mechanics.Statics/-12th，Prentice Hall，2010.

[8]James L.Meriam，L. Glenn Kraige，Engineering Mechanics Statics-6th，John Wiley & Sons，2008.

[9]Dietmar Gross，Werner Hauger，Jorg Schroder，Wolfgang A.Wall，Nimal Rajapakse，Engineering Mechanics Statics springer，2009.

[10]Hibbeler，R. C Engineering mechanics，Dynamics Engineering mechanics. Statics/-12th，Prentice Hall，2010.

[11]James L. Meriam，L. Glenn Kraige，Engineering Mechanics Dynamics-7th，John Wiley & Sons，2012.