新时代高校创新创业教育和专业教育融合的路径探究

［摘 要］ “振动力学”是力学的重要组成部分，是一门工程背景较强，涉及先修课程知识架构较广，紧跟学科前沿的专业基础课程。“振动力学”双语课程教学是加强新工科建设、培养具备国际竞争力高素质复合型人才的重要途经。研究以苏州科技大学为例，简述在新工科背景下对工程力学专业学生开设“振动力学”双语课程的目的和意义，从学情分析、教材选用、教学措施、教学评价等方面，介绍了在教学过程中提高双语教学质量等方面采取的具体措施和反馈，总结经验，并反思不足以便改进。

［关键词］ 振动力学；双语教学；新工科；工程力学

［基金项目］ 2021年度江苏省力学教育教学研究课题“新工科背景下力学专业实习类课程思政探索与实践”

［作者简介］ 翟相华（1988—），女，江苏泰州人，博士，苏州科技大学土木工程学院讲师，主要从事分析力学、动力学与控制研究；鲍四元（1980—），男，安徽六安人，博士，苏州科技大学土木工程学院副教授，主要从事分数阶问题、谱几何法研究；沈 峰（1984—），男，河南洛阳人，博士，苏州科技大学土木工程学院副教授，主要从事工程力学教学、近场动力学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）13-0000-04 ［收稿日期］ 2022-11-24

2017年2月，高等工程教育发展战略研讨会在复旦大学召开，对新时期工程人才培养进行了热烈讨论，正式提出“新工科”概念，共同探讨了新工科的内涵特征、新工科建设与发展的路径选择，并达成共识。新工科人才培养模式树立了工程教育的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系，建立先发优势，培养工程实践能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才；树立了新工科教育教学改革方向，涉及到课程体系和教学内容改革、教育教学方式改革、课堂教学与课外学习的关系、通识教育与专业教育的关系等重要方面。其中，双语课程教学是提高学生综合素质，增强科技文章的阅读、表达和应用能力，拓宽学生国际视野，培养国际化卓越工程人才，加强新工科建设的重要途经［1-2］。

笔者所在院校依托教育部卓越工程师教育培养计划，为加快建设和发展新工科，加强研究和改革实践，积极发挥地方高校对区域经济发展和产业转型升级的支撑作用。工程力学专业自创办以来一直注重发挥土建学科优势，构建并成功实践“力学+土木”应用型工程力学专业人才培养模式，实现工程力学与土建行业紧密结合，形成了数学力学基础扎实、专业口径宽广、行业背景突出的专业特色。随时代的变化和要求与时俱进，抓住历史机遇实现工科教育的创新与变革。笔者所在院校工程力学专业基于新工科人才培养理念，在修订2018级本科人才培养方案时，明确新工科教育教学改革方向，借鉴“国际工程教育”理念，优化人才培养模式，充分布局新工科人才所必备的知识、能力、素质需求等，努力实现跨越式发展。

一、开设“振动力学”双语教学的必要性

“振动力学”是力学的重要组成部分，是一门工程背景较强，涉及先修课程知识架构较广，紧跟学科前沿的专业基础课程。在我国高等工程教育中，力学、航空、航天、机械、动力、交通、土木等专业普遍开设以“振动力学”为核心内容的相关课程［1-3］。工程力学专业选择“振动力学”课程实行双语教学是合适的原因为：一是学生已修“高等数学”“理论力学”“材料力学”和“结构力学”等先修课程，并且大多数学生已经通过国家四六级英语测试，具有一定的专业基础和英语基础；二是该课程专业知识承上启下，衔接自然，涉及大量的数学和力学学科专业英文术语；三是双语课程选用国外教材，借鉴国外教材优点，感受国外教材发现问题、分析问题、解决问题的过程，例题和习题紧密契合工程实际案例，锻炼学生科技文献查阅、阅读、表达和应用能力，为学生开阔视野，为迅速接触学科前沿动态奠定坚实的基础。

二、双语教学的实施

（一）学情分析

苏州科技大学“振动力学”课程是工程力学专业的专业基础课，开设时间为本科三年级春季学期。开设“振动力学”双语课程，考虑到双语课程教学的特点及学生的接受度，将学时由原48学时（含6实验学时）增至56学时（含6实验学时），学分由原3学分增至3.5学分，教学节奏适当放慢，保证教学效果。

开课前对学生进行学情调查，主要包括国家英语四六级的通过情况，高等数学及先修主干力学课程的学习情况。调查结果显示：国家英语四级通过率80%，国家英语六级通过率31%，大部分学生具备基本的英语理解能力，个别学生在英语学习上有困难。对于英语学习困难的学生进行一对一谈话，抚平抵触情绪，增强学生信心，课后给予更多关心与指导。

（二）教材选用

为鼓励学生接受并喜爱双语教学带来的乐趣，笔者选用英文教材和中文教材相结合的方式进行教学。上课使用英文原版教材，中文教材留给学生课后自主阅读。英文教材选用的是国际较为传统的教材，由William T. Thomson， Marie Dillon Dahleh主编的Theory of Vibration with Applications （Fifth Edition），教材中以线性振动为主，按单自由度、两自由度、多自由度、连续体叙述，也包括非线性振动和随机振动等内容。该教材由简单的振动问题出发，由浅入深，叙述清晰、内容丰富，例题和习题与工程实际相结合，在北美被众多大学采用。陈立群［4］教授在文献中总结了许多国外振动教材的内容和特点。中文版教材选用刘延柱教授等主编的《振动力学（第3版）》，该教材是国内众多高校采用的经典教材之一。同时，推荐给学生的慕课资源是上海交通大学蔡国平教授主讲的“振动力学”课程，也是选用的该中文版教材，为学生课后的巩固复习和自主学习提供更直接的资源，减轻学生负担。选用的中文版教材不是原版英文教材的翻译版本，可以让学生对比学习，避免专看中文书籍，并且能让学生深刻体会中西方教材行文和思维模式的差异。

另外，笔者还参考了其他国际经典教材作为教辅，如Timoshenko等主编的Vibration Problems in Engineering （Fifth Edition），Daniel J.Inman主编的Engineering Vibration （Fourth Edition），用多媒体课件、课堂板书及课堂授课语言的英文表述。结合新工科人才培养要求，开展双语课程重点还是力学专业知识的教授，注重英语的工具性，不能只考虑英文要求，顾此失彼，这也违背了双语教学的初衷。教师在授课时，需要充分考虑双语教学的特点，宗旨是要培养学生能够应用振动力学的基本理论和分析方法，去解决工程振动问题的能力；培养学生的动手能力及正确分析问题和解决问题的能力，培养辩证唯物主义的世界观和方法论，为从事科学研究和工程服务打下坚实基础；提高学生素质，增强专业英语或科技英语的应用能力，为后续科学研究和国际交流奠定基础。

“振动力学”课程对于新工科人才的科学素养和创新能力的培养影响甚大。当今新技术、新产业和新经济的快速发展，工程实际问题要求也越来越精确化，物理、化学、生物等领域涌现出与力学学科交叉的新兴问题亟待解决，这也是新工科人才培养面临的挑战。笔者在授课过程中，还参考了胡海岩教授主编的《机械振动基础》和《振动力学——研究性教程》教材，结合科研前沿动态，从科学问题角度出发，触发学生探索未知的好奇心，增强学生对振动力学问题的新鲜感，渗透振动力学的科学美，培养学生的创新能力。

（三）教学措施

我国在早期实行“振动力学”双语课程教学实践由浅入深，由点及面，比如由小班教学开始，选择英文较好的部分学生进行试点，一步步实践探讨［5］。新工科背景下，开设双语课程是机遇，更是挑战。笔者所在院校工程力学专业目前每届学生数在60人左右，学生本身知识结构存在一定的差异。双语的专业课程和公共英文课程有区别，面对一门新的专业课程，又是双语课程，学生第一次接触，对未知的境况有些许恐慌。那么，如何在短时间内，让学生形成对双语课程的初步印象，消除学生对英文专业课程的畏难心理，激发学生主动探索学习的内驱力，是双语教学至关重要的教学环节。

教师引导下的课前预习，是本课程顺利开展至关重要的第一步。在授课之前，提前给学生发送基础的学术英文词汇和常用数学英文表达，让学生进行预习。在第一次授课时，从学生熟悉的力学符号表示开始，引出一系列力学英文表述，例如力学符号或力学符号下标的表示，通常是英文关键词的首字母，如（force），（moment），（gravity），（velocity），（acceleration），（N：normal），（S： shear），（a： absolute），（e： entrainment［6］），（r： relative），（b： binormal），（t： tangent）等。列举本课程涉及的基本方程或公式，例如等，在学生预习过“常用数学英文表达”后，请学生用英文朗读。这样学生会在最短的时间内增强信心，也能够对以往所学习到的专业术语表达恍然大悟，理解更深刻。根据课程内容，在班级QQ群中分阶段发送新的英文词汇，让学生预习并翻译，课后作业除了布置习题以外，请学生再次提交翻译过的英文词汇，比如spring， revolutions，学生自主翻译时会出错，在对比中学习过程中，加深印象。

本课程采用英文版教材，多媒体课件制作也为英文版，板书也用英文表达，上课语言中英文结合授课，简单的基础知识用英文描述，授课例题学生读题并解释，再用中文解释强化。多媒体课件设计过程中，通过高亮专业英文词汇文本颜色，从多方位给学生直观英文感触，为后续的学习夯实基础，如此积少成多、耳熟能详，从而达到双语教学的目的。

“振动力学”涉及先修课程知识广泛，综合性强，每次授课前提醒学生复习本次课程涉及的数学和力学基础知识，注重基本问题的引入衔接，例如线性常微分方程的解法和解的形式、行列式和矩阵的相关运算、动力学方程的建立、材料力学梁的位移等。相比纯中文授课，学生需要对学过的知识和英文表述同时做出反应，因此，有目标的预习，帮助学生节省反应时间，大大降低视听难度，可以更快速、更轻松的掌握新知识点。

新工科培养理念同时注重提高学生学习兴趣和参与度，注重学习效果和能力培养，对于双语课程，面临课时不足的问题，那么将课堂教学和课外学习作为互为补充的两个部分，也是保证教学效果的重要措施。本课程向学生推荐若干优秀的慕课资源和媒体微信公众号，如上海交通大学蔡国平教授讲授的“振动力学”慕课课程，“声振之家”“中国振动工程学会”等，共享优质教学资源，关注振动研究领域新动态，学生可实时将所学知识与科学前沿相结合，对课程学习保持新鲜和好奇［9］，深刻感受学有所用，理论联系实际，激发学生创新能力［10］，提升专业素养，引导学术启蒙。

（四）教学评价

本课程考试是英文试卷，可以使用电子词典，鼓励英文作答。辅以过程性评价，包括平时作业、课堂表现、平时小测验及实验课成绩。作业需要学生抄写原题，用英文作答，平时多练习巩固；课堂表现可以提高学生课堂参与度，锻炼英语能力；2～3次随堂小测验，不仅可以检查学习效果，并且可以提前体会英文试题，增强学生信心。

学生评价调查反馈，教师引导下的课前预习极大程度上增强信心，上课效率提高；共享的慕课资源和媒体公众号，让学生深刻体会所学知识有着重要的实际应用，不再是纯理论学习，并且拓展和贯通专业知识和人文情怀；双语教学效果好，对人才培养国际化需求有很大的帮助。

结语

新工科多学科交叉融合的内涵和特征，要求课程改革是有组织的、系统的设计，包括设计课程体系、审视培养方案、组织教学内容、更新教学方法、完善评价机制等方面。新工科专业的培养目标更注重提高学生的学习兴趣、学习参与度、学习效果和能力培养。

教师可以通过教学形式设计和教学内容的组织方面提高学生的学习兴趣；通过研究性学习、专题研讨式、小组合作学习、挑战性学习等方式提高学生学习的参与度；通过共享优质在线教育资源，实施混合式教学方式等提高教学效果；通过以能力为导向的教学设计并辅以过程性评价提高学生的多种能力。