翟相華 鮑四元 沈峰

［摘 要］ “振動力學”是力學課程的重要組成部分，是一門工程背景較強，涉及先修課程知識架構(gòu)較廣，緊跟學科前沿的專業(yè)基礎課程?！罢駝恿W”雙語課程教學是加強新工科建設、培養(yǎng)具備國際競爭力高素質(zhì)復合型人才的重要途徑。研究以蘇州科技大學為例，簡述在新工科背景下對工程力學專業(yè)學生開設“振動力學”雙語課程的目的和意義，從學情分析、教材選用、教學措施、教學評價等方面，介紹了在教學過程中提高雙語教學質(zhì)量等方面采取的具體措施和反饋，總結(jié)經(jīng)驗，并反思不足，以便改進。

［關(guān)鍵詞］ 振動力學；雙語教學；新工科；工程力學

［基金項目］ 2021年度江蘇省力學教育教學研究課題“新工科背景下力學專業(yè)實習類課程思政探索與實踐”

［作者簡介］ 翟相華（1988—），女，江蘇泰州人，博士，蘇州科技大學土木工程學院講師，主要從事分析力學、動力學與控制研究；鮑四元（1980—），男，安徽六安人，博士，蘇州科技大學土木工程學院副教授，主要從事分數(shù)階問題、譜幾何法研究；沈 峰（1984—），男，河南洛陽人，博士，蘇州科技大學土木工程學院副教授，主要從事工程力學、近場動力學研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）10-0039-04［收稿日期］ 2022-11-24

2017年2月，高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會在復旦大學召開，與會專家對新時期的工程人才培養(yǎng)進行了熱烈討論，正式提出新工科的概念，共同探討了新工科的內(nèi)涵特征、新工科建設與發(fā)展的路徑選擇，并達成共識。新工科人才培養(yǎng)模式樹立了工程教育的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系，致力建立先發(fā)優(yōu)勢，培養(yǎng)工程實踐能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型人才；樹立了新工科教育教學改革方向，涉及課程體系和教學內(nèi)容改革、教育教學方式改革、課堂教學與課外學習的關(guān)系、通識教育與專業(yè)教育的關(guān)系等重要方面。其中，雙語課程教學是提高學生綜合素質(zhì)，增強科技文章的閱讀、表達和應用能力，拓寬學生國際視野，培養(yǎng)國際化卓越工程人才，加強新工科建設的重要途徑［1-2］。

筆者所在院校依托教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，為加快建設和發(fā)展新工科，加強研究和改革實踐，積極發(fā)揮地方高校對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的支撐作用。工程力學專業(yè)自創(chuàng)辦以來一直注重發(fā)揮土建學科優(yōu)勢，構(gòu)建并成功實踐“力學+土木”應用型工程力學專業(yè)人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)工程力學與土建行業(yè)緊密結(jié)合，形成了數(shù)學和力學基礎扎實、專業(yè)口徑寬廣、行業(yè)背景突出的專業(yè)特色。隨時代的變化和要求與時俱進，要抓住歷史機遇實現(xiàn)工科教育的創(chuàng)新與變革。筆者所在院校工程力學專業(yè)基于新工科人才培養(yǎng)理念，在修訂2018級本科人才培養(yǎng)方案時，明確新工科教育教學改革的方向，借鑒“國際工程教育”理念，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，充分考慮新工科人才所必須具備的知識、能力、素質(zhì)需求等，努力實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

一、開設“振動力學”雙語教學的必要性

“振動力學”是力學課程的重要組成部分，是一門工程背景較強、涉及先修課程知識架構(gòu)較廣、緊跟學科前沿的專業(yè)基礎課程。我國高校的力學、航空、航天、機械、動力、交通、土木等專業(yè)普遍開設了以振動力學為核心內(nèi)容的相關(guān)課程［1-3］。工程力學專業(yè)選擇“振動力學”課程實行雙語教學是合適的，原因如下：一是學生已修“高等數(shù)學”“理論力學”“材料力學”和“結(jié)構(gòu)力學”等先修課程，并且大多數(shù)學生已經(jīng)通過全國大學英語四、六級考試，具有一定的專業(yè)基礎和英語基礎；二是該課程專業(yè)知識承上啟下，銜接自然，涉及大量的數(shù)學和力學學科專業(yè)英文術(shù)語；三是雙語課程選用國外教材，借鑒國外教材優(yōu)點，感受國外教材發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程，例題和習題緊密契合工程實際案例，鍛煉學生科技文獻查找、閱讀、表達和應用的能力，為學生開闊視野、盡早接觸學科前沿動態(tài)奠定堅實的基礎。

二、雙語教學的實施

（一）學情分析

蘇州科技大學“振動力學”課程是工程力學專業(yè)的專業(yè)基礎課，開設時間為本科三年級春季學期。開設“振動力學”雙語課程，考慮到雙語課程教學的特點及學生的接受度，將學時由48學時（含6實驗學時）增至56學時（含6實驗學時），學分由3學分增至3.5學分，教學節(jié)奏適當放慢，保證教學效果。

開課前對學生進行學情調(diào)查，主要包括全國大學英語四、六級考試的通過情況，“高等數(shù)學”及先修主干力學課程的學習情況。調(diào)查結(jié)果顯示：全國大學英語四級考試的通過率為80%，全國大學英語六級考試的通過率為31%，大部分學生具備基本的英語理解能力，個別學生在英語學習上有困難。對于英語學習困難的學生進行一對一談話，撫平抵觸情緒，增強學生信心，課后給予更多關(guān)心與指導。

（二）教材選用

為鼓勵學生接受并喜愛雙語教學，筆者選用英文教材和中文教材相結(jié)合的方式進行教學。上課教學使用英文原版教材，中文教材供學生課后自主閱讀。陳立群教授［4］總結(jié)了許多國外振動力學教材的內(nèi)容和特點，為本課程的教材選擇提供了參考依據(jù)。英文教材選用的是國際上應用較為普遍的教材，由William T. Thomson和Marie Dillon Dahleh主編的Theory of Vibration with Applications （Fifth Edition），教材中以線性振動內(nèi)容為主，也包括非線性振動和隨機振動等內(nèi)容。該教材由簡單的振動問題出發(fā)，由淺入深，敘述清晰、內(nèi)容豐富，例題和習題與工程實際相結(jié)合，在北美被眾多大學采用。中文版教材選用劉延柱教授等主編的《振動力學》（第3版），該教材是國內(nèi)眾多高校采用的經(jīng)典教材之一。同時，推薦給學生的慕課資源是上海交通大學蔡國平教授主講的“振動力學”課程，也是選用上述的中文版教材，為學生課后的鞏固復習和自主學習提供更直接的教學資源，減輕學生負擔。另外，選用的中文版教材不是原版英文教材的翻譯版本，可以讓學生對比學習，避免學生只看中文書籍，并且能讓學生深刻體會中西方教材行文和思維模式的差異。最后，筆者還參考了其他國際經(jīng)典教材作為教輔，如Timoshenko等主編的Vibration Problems in Engineering （Fifth Edition），Daniel J.Inman主編的Engineering Vibration （Fourth Edition）。

結(jié)合新工科人才培養(yǎng)要求，開展雙語課程重點還是力學專業(yè)知識的教授，注重英語的工具性；不能只考慮英文要求，顧此失彼（這也違背了雙語教學的初衷）。教師在授課時，需要充分考慮雙語教學的特點，宗旨是要培養(yǎng)學生能夠應用振動力學的基本理論和分析方法，去解決工程振動問題的能力；培養(yǎng)學生的動手能力及正確分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)辯證唯物主義的世界觀和方法論，為從事科學研究和工程服務打下堅實基礎；提高學生素質(zhì)，增強專業(yè)英語或科技英語的應用能力，為后續(xù)科學研究和國際交流奠定基礎。

“振動力學”課程對于新工科人才的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)影響甚大。當今新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟的快速發(fā)展，工程實際問題要求也越來越精確化，物理、化學、生物等領(lǐng)域涌現(xiàn)出與力學學科交叉的新興問題亟待解決，這也是新工科人才培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)。筆者在授課過程中，還參考了胡海巖教授主編的《機械振動基礎》和《振動力學——研究性教程》這兩本教材，結(jié)合科研前沿動態(tài)，從科學問題的角度出發(fā)，觸發(fā)學生探索未知的好奇心，增強學生對振動力學問題的新鮮感，發(fā)現(xiàn)滲透振動力學的科學美，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

（三）教學措施

我國在早期實行“振動力學”雙語課程教學實踐時，由淺入深，由點及面，比如由小班教學開始，選擇英文較好的部分學生進行試點，一步步實踐探討［5-7］。在新工科背景下，開設雙語課程是機遇，更是挑戰(zhàn)。筆者所在院校工程力學專業(yè)目前每年級學生在60人左右，學生本身知識結(jié)構(gòu)存在一定的差異。專業(yè)課程的雙語教學和公共英文課程有區(qū)別，面對一門新的專業(yè)課程，又是雙語課程，學生第一次接觸，對未知的境況會有些許恐慌。那么，如何在短時間內(nèi)，讓學生形成對雙語課程的初步印象，消除學生對英文專業(yè)課程的畏難心理，激發(fā)學生主動探索學習的內(nèi)驅(qū)力，是雙語教學至關(guān)重要的教學環(huán)節(jié)。

學生在教師引導下進行課前預習，是本課程順利開展至關(guān)重要的第一步。在授課之前，教師提前給學生發(fā)送基礎的學術(shù)英文詞匯和常用數(shù)學英文表達，讓學生預習。在第一次授課時，從學生熟悉的力學符號表示開始，引出一系列力學英文表述，例如，力學符號或力學符號下標的表示，通常是英文關(guān)鍵詞的首字母，如（force）、（moment）、（gravity）、（velocity）、（acceleration）、FN（N：normal）、FS（S： shear）、va（a： absolute）、ve（e： entrainment［8］）、vr（r： relative）、eb（b： binormal）、et（t： tangent）等。隨后列舉本課程涉及的基本方程或公式，例如，

等，在學生預習過常用數(shù)學英文表達后，請學生開始用英文朗讀教材。這樣學生會在最短的時間內(nèi)增強信心，也能夠?qū)σ酝鶎W習到的專業(yè)術(shù)語表達恍然大悟，理解更深刻。根據(jù)課程內(nèi)容，在班級QQ群中分階段發(fā)送新的英文詞匯，讓學生預習并翻譯，課后作業(yè)除了布置習題以外，請學生提交自己翻譯的英文詞匯。學生自主翻譯時可能會出錯，這樣在對比學習的過程中，可以加深印象。

本課程采用英文版教材，多媒體課件制作也為英文版，板書也用英文表達，教師上課時采用中英文結(jié)合的方式授課，簡單的基礎知識用英文描述，學生讀例題并解釋，教師再用中文解釋強化。在多媒體課件設計過程中，通過高亮突出專業(yè)英文詞匯，從多方位給學生直觀的英文感觸，為后續(xù)的學習夯實基礎，如此積少成多、耳熟能詳，從而達到雙語教學的目的。

“振動力學”課程涉及的先修課程知識廣泛，綜合性強，每次授課前提醒學生復習本次課程涉及的數(shù)學和力學基礎知識，注重基本問題的引入銜接，例如，線性常微分方程的解法和解的形式、行列式和矩陣的相關(guān)運算、動力學方程的建立、材料力學梁的位移等。相比純中文授課，學生需要對學過的知識和英文表述同時做出反應，因此，有目標的預習，可以幫助學生節(jié)省反應時間，大大降低視聽難度，從而更快速、更輕松地掌握新知識點。

新工科培養(yǎng)理念同時注重提高學生的學習興趣和參與度，注重學習效果和能力的培養(yǎng)。對于雙語課程課時不足的問題，將課堂教學和課外學習作為互為補充的兩個部分，也是保證教學效果的重要措施。本課程向?qū)W生推薦一些優(yōu)秀的慕課資源和媒體微信公眾號，如上海交通大學蔡國平教授講授的“振動力學”慕課課程，“聲振之家”“中國振動工程學會”等公眾號。通過共享優(yōu)質(zhì)教學資源，關(guān)注振動研究領(lǐng)域新動態(tài)，學生可實時將所學知識與科學前沿相結(jié)合，對課程學習保持新鮮和好奇，深刻感受學有所用，理論聯(lián)系實際，激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，提升專業(yè)素養(yǎng)，引導學術(shù)啟蒙［9-10］。

（四）教學評價

本課程考試是英文試卷，考試時可以使用電子詞典，鼓勵學生英文作答。課程考核輔以過程性評價，包括平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、平時小測驗及實驗課成績。平時作業(yè)需要學生抄寫原題，用英文作答，以便多練習鞏固；課堂表現(xiàn)可以提高學生課堂參與度，鍛煉英語能力。2～3次隨堂小測驗，不僅可以檢查學習效果，還可以提前體會英文試題，增強學生信心。

通過學生評價調(diào)查反饋，教師引導下的課前預習極大程度上增強了學生的信心，上課效率提高；共享的慕課資源和媒體公眾號，讓學生深刻體會所學知識有著重要的實際應用，不再是純理論學習，并且拓展和貫通專業(yè)知識和人文情懷；雙語教學效果好，對人才培養(yǎng)國際化需求有很大的幫助。

結(jié)語

新工科多學科交叉融合的內(nèi)涵和特征，要求課程改革是有組織的，包括系統(tǒng)性的設計課程體系、審視培養(yǎng)方案、組織教學內(nèi)容、更新教學方法、完善評價機制等方面。新工科專業(yè)的培養(yǎng)目標更注重提高學生的學習興趣、學習參與度，注重學習效果和能力培養(yǎng)。

教師可以通過教學形式設計和教學內(nèi)容的組織方面提高學生的學習興趣；通過研究性學習、專題研討式、小組合作學習、挑戰(zhàn)性學習等方式提高學生學習的參與度；通過共享優(yōu)質(zhì)在線教育資源，實施混合式教學方式等提高教學效果；通過以能力為導向的教學設計并輔以過程性評價提高學生的多種能力。

在“振動力學”雙語教學中，高校仍需不斷嘗試和推進各項措施，加強新工科建設，以持續(xù)提高課程的教學質(zhì)量，從而提高學生的綜合素養(yǎng)和能力，培養(yǎng)具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型人才。

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Practice of Bilingual Course in Mechanics of Vibrations under the Background of Emerging Engineering Education and the Reflection： Taking Suzhou University of Science and Technology

as an Example

ZHAI Xiang-hua， BAO Si-yuan， SHEN Feng

（School of Civil Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou，

Jiangsu 215011， China）

Abstract： Mechanics of Vibrations which is an important part of mechanics is a basic professional course with strong engineering background， broad knowledge structure of the advanced courses， and close to the forefront of the discipline. The bilingual teaching of Mechanics of Vibrations is an important way to strengthen the construction of new engineering and cultivate high qualified， combinational talents with international competitiveness. Taking Suzhou University of Science and Technology as an example， the purpose and significance of offering the bilingual course of Mechanics of Vibrations to students majoring in engineering mechanics under the background of Emerging Engineering Education is described in this paper. From the aspects of learning situation analysis， textbook selection， teaching measures， teaching evaluation， etc.， the specific measures taken to improve the quality of bilingual teaching in the teaching process and the feedback are introduced， the experience， and reflection on the shortcomings for improvement are summarized.

Key words： Mechanics of Vibrations; bilingual teaching; Emerging Engineering; Engineering Mechanics