浅谈“卓越工程师计划”下工程力学及双语教学的改革

张夏辉

【摘要】“卓越工程师计划”是一项长远而艰巨的任务，是由工程教育大国迈向强国的必经之路。21世纪面临经济全球化，新型工程人才是有国际竞争力的“专业+外语”的复合型人才，因此双语教学是未来高校发展的必然趋势。工程力学是基础学科，在“卓越计划”教育中有重要的作用，也面临着双语教学改革的挑战。

【关键词】卓越工程师计划;双语教学;工程力学;教育改革

“卓越工程师计划”在时间节点上已接近尾声，但教育改革不能戛然而止。高等教育在一个人的一生中扮演着重要的角色，是人一生中重要的分水岭，一个人进入大学以后，不仅仅要学习专业知识，更是来接受高等教育的。高等教育时期也是一个人的价值观和世界观形成的重要时期。因此，每一所高校在高等教育的改革中都承担着重要的责任，高等教育要以走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人才强国为共同目标、终极目标，培养一批“以德为先、能力为重、全面发展”，适应21世纪经济全球化、具有国际竞争力的新型工程人才。总的来说，新型工程教育的最终目的是促进国家发展，工业强则国强，因此教育不再单纯地是指狭义的书本教育，必须与工业密切结合，培养学生的综合素质，即社会责任感、学习能力、创新能力、逻辑思维能力同步发展，才能成为一名具有社会责任感的新型国际化工程人才[1-3]。

針对双语教学，早在2001年教育部就颁布了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，其中第八条指出：“积极推动使用英语等外语进行教学，为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。”计划实施近十八载，关于双语教育的相关著作和论文取得了不少成果，但高校双语教育的实施还没有成为普遍现象，尤其是普通本科院校，实施双语教学需要克服的困难较多;另一方面，双语教学的相关教材著作稍显匮乏。因此，双语教学仍然是一项艰巨而长远的任务[4]。

工程力学是一门理论性和应用性比较强、与工程技术联系比较密切的基础性学科，是诸多工科专业，例如机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等专业的专业基础课程，是后续专业课程的重要理论基础[2]。工程力学由理论力学和材料力学两部分组成，或者由静力学、材料力学、运动学、动力学四部分组成，其内容、概念和公式较多，理论性和推导性较强，对逻辑推导能力和数学计算能力有一定的要求。随着“卓越计划”的展开与实施以及社会对复合型人才的需求，以往的教学模式暴露出了一些不足之处，因此构建工程力学的教学新模式具有必要性。

一、基于“卓越计划”，改变机械性学习模式，重视推导过程，提高学生的自主思考能力

由于工程力学课程的特点，公式推导较多，现在学生的学习往往会忽略其推导过程，为了应付考试，只是在考试前机械地记忆公式和知识点，导致的第一个结果是学生学习不注重课本，只复习重点，整个知识体系不能连贯起来;第二个结果是考试时不会灵活运用知识，遇到和书上表述不一样的知识点不会灵活贯通地应用;第三个结果是考完试以后知识忘得较快，导致后续的专业课学习比较困难，形成恶性循环。有一些老师倡导对非力学专业学生要减少公式的推导，着重其应用。笔者认为记住推导过程没有必要，但是不能削弱公式和知识点的推导过程。应用和推导是相辅相成的，了解推导过程是为了更好地应用，在应用中又促进了对推导过程的理解，这样相互促成，才会使运用更灵活，记忆更深刻，同时也会锻炼学生的思考能力与逻辑思维能力。同时，工程力学的理论分析方法、实验验证手段、计算机仿真方法非常值得在学习和研究其他工科类课程时加以借鉴。因此，倡导学生从教材踏踏实实学起，学会思考，把一本书从薄读厚，再从厚读薄。

二、基于“卓越计划”，教师改变机械性授课模式，进行启发式教学，只有经过深思熟虑的知识才能成为真知

机械性的授课模式是一字一句地讲授知识点和强调重点，可能讲授三遍，学生还是无法记住或者理解知识点，最根本的原因在于学生没有独立思考，认为所有的推导过程都是理所应当的，没有思考过为什么，记忆怎么可能会深刻。当学生学会独立思考一个问题时，有自己独立看法的时候，说明这个问题已经给他造成了困扰，这个时候教师再讲授知识点解惑，学生会有一种豁然开朗的感觉，记忆自然比较深刻，也会达到举一反三的效果。工程力学中有较多公式推导，如果单纯机械性记忆，很容易混淆，所以在讲授过程中应该按照“提出问题—学生独立思考—解惑”这样的引导启发式进行教学，能培养学生独立解决问题的能力，也更容易激发学生的创新能力。

例如在讲解运动学部分时，纯滚动是一种很常见的运动，大多数学生在应用时容易出错，究其原因，是缺乏深入思考导致印象不深刻，运用不够灵活。在讲解之前，先提出问题：“什么是纯滚动？汽车在平面上刹车时和正常行驶时，车轮哪种情况是纯滚动？纯滚动是轮绕圆心的圆周运动吗？轮心又做的是什么运动？纯滚动时轮上哪一点是瞬心？”

学生结合经验进行思考：汽车正常行驶时，车轮的运动才是纯滚动;轮心距离地面的距离始终是半径，所以轮心是直线运动;轮心不是一个定点，因此轮不是圆周运动，而是平面运动;瞬心不是轮心，而是和地面接触的点。经过思考，学生会牢记车轮纯滚动时，某一瞬时，车轮上所有点绕着轮与地面的接触点C点做瞬时圆周运动。这样，改变机械性授课模式，采取引导启发式教学，使学生能够独立思考，才能使教学知识真正成为学生自己的知识。

三、基于“卓越计划”，教材或者课件应该多增加工程实例，与工业密切结合

工程力学理论性较强，比较抽象，学生学习过程中不易理解。“卓越计划”中的战略重点要求重视与工业界密切结合，因此在注重理论知识学习的同时，更要重视其应用，学习的目的是更好地应用，学而不用则废。

例如在讲解圆轴扭转的强度问题时，先提出问题：“两根受力、材料、长度相同，外径一样的实心轴和空心轴，谁的强度更高呢？”

学生根据经验会觉得肯定是实心的强度更高。为什么呢？这就需要用圆轴扭转强度条件来解释：，实心轴和空心轴的抗扭截面系数不同，，因此空心轴的最大应力更大，更容易强度失效。

此时，再提出一个问题：“那上述结论是否能说明空心轴一定比实心轴强度高呢？为什么工程上很多都采用的是空心轴而不是实心轴？”与工程实际联系起来，学生对圆轴扭转强度的应用有了较深的理解：虽然实心轴强度高，但是材料也用得多，不经济，因此必须在体积或者横截面积相同时才可以比较强度。与工程实际联系起来更有助于激发学生的学习兴趣和创新思维能力，学生的学习会更具有目的性和针对性。

四、針对一般院校，双语教学的必要性及目前存在的困难和对策

随着经济全球化的发展，各行业不仅仅需要专业型的人才，更需要的是具有国际竞争力的“专业+外语”的复合型人才，因此双语教育是未来高校发展的一个必然趋势。普通本科院校学生外语基础相对较差，教学资源等也稍显匮乏等，因此一般双语教学更具有必要性，但面临的困难也更多。目前主要存在的困难及对策如下。

第一，要提高专业外语水平，就要提高学生对外语的重视。大多数学生进入大学以后，容易忽视外语的重要性，因此大学时期学生的外语水平也急剧下降。掌握一门外语是人生奋斗中的强大武器，这是高等教育必须给学生灌输的学习外语的态度。进入大学，开始专业的学习，并不意味着外语学习的结束，必须将外语作为一门语言来学习;反过来，双语教学也是提高外语水平的一种强制性途径。同时，在教学活动中占主导地位的教师更应该注重提升自己的专业外语水平，才能更好地引导学生，发挥主导作用。

第二，目前，工程力学的双语教学还没有普及到一般本科院校。另外，高校的层次不同，学生的学习能力存在差异，传统的工程力学双语教材并不适用于所有院校。因此，不同高校，尤其是处于双语教学初级探索阶段的高校需要花一定的时间和精力设计适合本校校情的稍简单的课件或者讲义，不能急于求成，踏踏实实稳中求进，循序渐进实施双语教学并逐步完善。

综合来说，卓越工程师的培养，不是随着“卓越计划”的结束而终止，人才培养和教育改革是永无止境的。双语教学是培养国际化人才的一条必经之路和必然趋势，每一所高校都必须为之奋斗。

【参考文献】

[1]朱正伟，李茂国.实施卓越工程师教育培养计划2.0的思考[J].高等工程教育研究，2018（01）：46-53.

[2]王海静，王斐斐，薛世峰.卓越计划背景下工程力学研究性教学的探索与实践[J].课程教育研究（新教师教学），2015（29）：24，27.

[3]王延遐，马驰骋，刘露，等.面向卓越工程师培养的力学课程案例式教学[J].教育研究前沿（中英文版），2018（01）：48-52.

[4]李东东.工程力学双语教学的实践与思考[J].英语广场，2016（04）：146-137.