基于国际化人才培养的流体力学英文课程教学改革与探索

张淑君 戴 昱

(河海大学力学与材料学院，南京 211100)

一、引言

在全面建设世界一流大学与一流学科背景下，我国与国外教育交流不断扩大，坚持高等教育国际化办学已在国内众多高校达成广泛共识。其中招收和培养外国来华留学生是开展对外教育交流与合作,促进我国高等教育与国际接轨，提高国际竞争力的重要途径[1-3]。河海大学是一所以水利为特色的综合院校，也是我国培养来华留学生比较早比较集中的高校之一,早在1966年之前,已培养来华留学生近50名,包括本科生和研究生,当时以亚洲学生,尤以越南留学生为主[4]。1990年，国家教委批准河海大学设立英语授课留学生硕士研究生专业水资源及水利工程专业，迄今为止已为100多个国家和地区培养了千余名博士、硕士与学士，开设了多门全英文授课课程。本文以留学研究生重要专业基础课高等流体力学为例，探讨分析国际化教育背景下的专业基础课程的教学模式，提高国际化人才培养质量。

二、课程基本情况

流体力学作为水电、港航、水文及环境等水利相关专业基础课、学位课程，是多门后续课程的基础，课程培养定位与目标为通过各个教学环节，使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理和基本计算方法，培养学生分析和解决水利工程中的实际流体力学问题的能力，为学习后续课程、从事工程技术和科学研究工作以及开拓新技术领域打下坚实的基础。

随着中国与“一带一路”沿线国家的教育合作不断加深，来华留学生规模持续扩大。目前招收来华留学生生源主要以亚、非、欧地区为主， “一带一路”沿线国家学生数量增长明显，高于各国留学生的平均增速。选修高等流体力学的留学生所学专业集中在水利水电工程、港口与航道工程、环境工程、农田水利、力学及土木工程等相关方向。留学生来自不同国家，学生本身英语水平也不在一条起跑线上，来自英语母语国家的学生对英语教学内容的听力和理解力要超过非英语母语国家的学生。此外，不同国家课程体系或侧重点也不完全一样，基础学业水平参差不齐，特别是学好流体力学的重要基础如数学与物理等先修课程。这些都无形中增加了课程教学中的复杂性，使得针对性的课程教学改革更加迫切。

三、 教学改革与手段

(一)优化教学团队结构

为了提高留学生全英文课程教学水平，任课教师的专业水平和英语能力是十分重要的前提条件和基础。

教学团队中所有主讲教师均有海外研修或工作经历，英文流利易懂，教学能力强，对外教学经验丰富，教学特色鲜明。研究背景包括环境流体力学、计算流体力学及地下水流动等方向，知识结构和研究方向都与本课程密切相关，构成了流体力学主要覆盖合理的知识结构。教师队伍年龄结构合理，讲师、副教授、教授各层面具备。学缘涵盖以气体和水各为特色的综合院校，师资配备合理，主讲、辅导分工明确。积极开展教研活动与对外交流学习，组织进行国内外与课程建设相关的交流、研修。活跃教学思想，编写或选用优秀的教材和参考资料，主持参与多层次的教学改革项目，促进整个教学团队的教学水平。

(二)整合完善教学内容

近些年来，一带一路”沿线国家学生数量增长明显。为进一步提高培养质量，在实现课程原定培养定位与目标上，结合留学生人才培养需要在培养方案及教学内容上也必须做到与时俱进。高等流体力学作为专业基础课，既要注重基础性，为学生打下坚实宽广的基础，又要随着科学技术的发展，不断更新、优化教学内容，以使学生能学到更多、更新的知识，增加逻辑思维训练的内容，包括一般性理论推演和一些基本定理的证明，去除或减少一些孤立陈旧的内容，了解学科专业发展的最新动态。

留学生来自不同国家，基础学业水平参差不齐，因此在基础内容上，完善、细化流体性质的理论特别是力学分析，同时适当增加课程中经常使用的数学方法、公式的补充。如流体力学本构方程描述了应力-应变张量之间的关系，因此在内容上增补矢量、张量的概念及其基本运算，控制方程的矢量及下标记法等，补充、巩固学生的必备基础知识，为后续内容的引入打好基础。“一带一路”沿线国家、各地区基础设施发展不平衡，水利基础设施的建设也需要更多具有工程背景的专业人才。以水或液体为主要研究对象，在课程内容选择上强调“不可压缩粘性流体”，因此适当弱化、减少势流理论部分内容，注重、强化解决工程实际问题手段的培养。如实际河道中水流多处于紊流流态，因此增加了紊流基本理论、控制方程的内容学习，结合实际工程提高解决实际问题的能力。另外，课程注重理论与实践结合以及创新实际能力的培养，教学内容的深度和广度有利于学生打下坚实宽广的理论基础，掌握系统的专门知识，更能够体现学科专业发展的前沿，真正成为后续专业课程的良好基石。

(三)改进教学方法与手段

结合本课程的专业基础课程特性和一带一路”沿线国家留学生的特点，合理安排教学进度，每阶段教学目标清晰，重点突出，形成了稳定适用的教学方案，有利于学生对教学内容的理解和掌握。改革教学模式及方法，结合生活实际或水利工程实例，以问题为导向，引起学生的学习兴趣，激发学生的探究之心，为教学内容的引入、开展做好铺垫。以问题贯穿知识点，组织学生讨论，培养学生运用工程原理解决工程问题及团队合作能力。例如在学习流体有旋与无旋定义时，首先通过地球绕着太阳运动时同时绕自己的轴发生转动来解释有旋运动，同时提出有旋运动与流线形状之间的关系，启发学生积极思考并在此基础上介绍流体速度分解定理的局域性。

培养学生的创新精神和实践能力必须注重实践环节。水力学及流体力学实验室是国家级力学教学示范中心，提供了与教学内容相配套的实验平台。可以通过多媒体或实验室，将流动现象直观生动地展示给学生，如通过一组流动演示仪，将水流流过收缩的喉管、圆柱绕流等过程，通过流线的变化、卡门涡街的产生等现象直观地表现出来，便于学生掌握、巩固所学的理论基础知识。

不断更新、完善教学手段，利用多媒体课件、视频等加大教学信息量，使讲课内容更加形象、生动，有利于学生对课程深入理解。例如在学习绕流阻力时，通过烟气绕过网球的教学视频，观察边界层处于不同流态时分离点发生的位置，从而形象、直观地解释分离点越靠后部压强阻力越小这一现象。充分利用网络信息技术，针对上课留学生人数小班化的特点，将一些知识点分解下去，学生通过查阅相关的辅助资源，在课堂上把自己对知识点的理解与同学及老师一起讨论、学习，充分调动学生参与的积极性，如流体粘滞性在静水和运动水流中的表现及其应用等。

(四)建立多环节考核体系

课程考试改革是改善教学质量、培养创新型应用人才、践行素质教育、评价和改进教学工作的基本途径，而且有助于良好学风和教风的形成。由于留学生来自不同国家和地区，前期基础相差较大，如果考核方式过于单一，就无法真正考察学生的进步程度以及对课程内容的掌握程度[5-6]。因此，本课程加强课程考核环节改革，在注重平时作业的完成质量及正确率的基础上，在考试内容上注重题目的灵活性和综合性，培养学生自主推理和判断能力；在考试方法上，采用 “开卷”、“闭卷”或写“课程学习报告” 多种形式，做到过程性与结果性多环节考核相结合，科学确定课堂问答、学术论文、调研报告、作业测评、阶段性测试等过程考核比重，真正做到以考促教，提升来华留学质量。

四、结语与讨论

结合留学生全英文课程特点，以高等流体力学为例，在教师队伍建设、教学内容整合、教学方法与手段及考核方式等方面论证了进一步提高留学生培养能力的一些相关举措。教学团队中的教师有合理的知识结构、年龄结构和学缘结构，具有海外经历或有丰富的对外教学工作经验。选用优秀教材，课程内容设计符合留学生培养目标和特点。结合生活实际或水利工程实例，重视探究性学习、研究性学习，以问题为导向深入学习研究理论知识。多元化考核体系，注重教学过程管理，结合平时成绩、随堂测验及期末考试对学生学习效果进行评定等。使得课程的教学质量有了大幅度的提升，带动了学校留学生的培养能力，进一步推动了高等教育国际化的进程。