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2022年第36期·留学硕士生“高等岩土力学”课程教学实践与探讨——以安徽理工大学为例

来源:教育教学论坛 2023/6/19 14:55:34

[出处] 教育教学论坛_2022年第36期

李 宁

(安徽理工大学 矿业工程学院,安徽 淮南 232001)

引言

近十年来,中国在交通土建领域取得了举世瞩目的成就,国际影响力和地位得到显著提升。随着“一带一路”倡议建设的推进,越来越多的中资企业赴海外投资基础设施建设。高等教育规模的不断发展,使得国外来华深造土建相关专业的留学生人数大幅增加,特别是硕士和博士留学生的比例逐年提高。高等院校是土木工程专业的人才储备库。留学研究生教育可以为“一带一路”建设沿线国家的建设源源不断地培养高素质国际化专业人才,而留学毕业生质量也成为我国高等教育国际化的重要体现。提高来华留学研究生的培养水平,扩大我国研究生教育的国际影响力,使得我国在国际人才竞争中占据优势地位,是高等学校研究生教育的重大课题。因此,开展留学研究生的课程教学改革是非常必要的。

对于留学生土木工程相关专业课程,很多专家和学者在教学实践上进行了探索。宋卫康等在土力学全英教学实践的基础上,从控制生源质量、加强预科教育、教材编写、教学方式改革、多元化考核等方面提出了一系列建议;薛维培等从线上教学课程考核方式、网络教学平台应用、线上教学课程内容建设三大方面提出了土木工程材料留学生线上教学改革措施;孔德泉等采取“问卷—实践—反馈”的研究方式,对“一带一路”留学生“高等土力学”教学中存在的问题进行了分析;王倩楠等针对当前背景下部分留学生滞留海外,线下授课难以开展的现状,对“土木工程材料”课程线上线下混合式教学模式进行了初步探索。以上文献从线上和线下等角度对不同的土木工程专业课程进行了分析和探索,提出了很多课程改革的合理化建议,然而对于具体的“高等岩土力学”课程来说,针对留学生特点的差异化教学及课程思政等环节还亟待研究。

本文拟通过笔者近些年来的留学硕士生课程教学实践,针对课程内容、学生特点及思政要求,提出了一系列教学过程中的思考和建议,以期为提高留学生“高等岩土力学”课程教学质量提供参考。

一、课程简介

“高等岩土力学”课程是我校土木工程专业为留学硕士生所开设的一门专业学科基础课程,共36学时。其前期修读课程有材料力学、弹塑性力学、土力学、岩石力学、工程地质学、隧道工程及边坡工程等。具体的课程内容包括岩体的分类及性质、岩石和土的应力、岩土工程的可靠性分析、岩土的渗透性及渗流、数值模拟方法、边坡工程的应用、基础工程的应用及隧道工程的应用等内容,课时分配如表1所示。主要目的是让学生进一步系统地掌握岩石和土的物理力学性质,提高学生分析、计算和解决岩土工程实践问题的基本技能。本课程采用全英文教学,对教师语言能力要求较高,其中涉及的理论、计算和实践内容丰富,推导过程复杂。因此,授课教师均由具有海外留学经历的博士担任。

表1 课程内容及课时分配

由于留学生汉语基础存在差异,无法采用国内通用教材进行授课。因此本课程以Richard E.Goodman 编著的、Evert Hoek 编著的及Karl Terzaghi编著的几本经典的英文岩石力学和土力学教材为基础,结合几位相关课程任课教师多年来的研究成果,并考虑教学实际情况,为学生编制了专题形式的课程讲义。讲义也在几年的教学实践中不断进行修订,融入最新岩土领域的研究成果。

二、教学方法和手段的探讨

(一)差异化教学

由于本专业每届留学生人数较少,通常在教学实践过程中以小班教学为主。相较于本科生,研究生课程更多的是对岩石和土的专题内容讲解,按照隧道、边坡、基础等应用内容进行划分。各专题涉及的内容广泛,前期修读和其他专业课程知识掺杂其中。因此,留学生专业基础知识的差异从一定程度上决定了本门课程的实际效果。笔者所带的2019级、2020级及2021级学生,大致可分为两个类别:一类为本科阶段在中国接受高等教育,硕士阶段依旧选择在中国深造;另一类为在自己国家接受本科或者等同于本科阶段的教育,硕士阶段选择来中国深造。在实际的教学中,笔者会依照教学大纲首先简单讲述本专题所用到的相关理论和计算公式等知识。比如在讲述隧道变形章节,会对岩体力学概念和公式、岩体的分级及隧道工程有关的背景知识等进行简单回顾,做一些板书进行提示。从授课的经验可以看出:第一类学生基本上能够记得本科阶段学过的专业知识,而第二类学生有些掌握得非常牢固,有些却非常陌生,反映了不同国家之间本科阶段教育的差异。针对以上情况,笔者会在上课前多和学生交流,让不同基础的学生之间多进行问题讨论,通过基础好的学生帮扶基础差的学生,达到更好的上课效果。

(二)课堂展示环节

由于小班教学人数一般不超过10人,因此笔者也尝试在教学中让学生根据自己感兴趣的知识做相关的课件来进行课堂展示。留学生一般很乐于展示自己的特长,他们的积极性也能够极大程度地调动起来。研究生课程设置的目的就是为接下来几年的科学研究做知识储备,课件的制作同样也培养了研究生科研学习的基本技能。在实际的课堂展示环节,笔者给学生充足的时间进行课件的讲解,让他们对所讲的主题能够畅所欲言。同时在展示过后会有提问环节,留给学生充足的互动和讨论时间。通过这样的展示和提问,每位学生都能够对岩土工程最新的研究方向有大致的了解,也碰撞出了思想的火花,为以后的科研选题拓宽了思路。

(三)自学环节

由于本门课程内容较多,课时紧凑,部分内容会留给学生作为课后自学。对于研究生阶段,特别是留学研究生来说,最重要的就是要熟悉英文文献检索的方法。留学生普遍英文较好,对英文期刊进行阅读几乎无障碍。因此,本门课程在第一次课时就将本课程有关的英文期刊介绍给学生,并演示具体的文献搜索方法,拓宽学生获取知识的途径。在后期作业中会布置一些专题相关的文献阅读任务,让学生能够自己搜索相关英文文献,理解其中的文章组织结构,分析主要观点和方法,为以后撰写科研论文打下基础。

(四)课后知识扩展环节

笔者所在学校和学院会经常性组织留学生学术论坛。在本课程的教学过程中,让学生基于课上的PPT展示内容参加各类学术论坛,同其他专业留学生进行更多的交流。以参加学术论坛为契机,对各自的科研成果进行积累,争取能够在国内外学术会议上展示自己的研究。同时,笔者会鼓励学生课后多参与导师开展的科研项目及具体实验。很多学生由于专业基础的差异,对本课程涉及的很多力学实验内容并不熟悉,对试验仪器的操作步骤也比较生疏,且本课程不包括实验部分的教学。因此,学生通过参与导师具体的项目试验研究,可以使他们将理论知识和具体实验过程相结合,加深对本课程理论知识的理解,进一步激发他们的学习热情。

三、教学考核和评价手段的探讨

本课程的考核组成为期末考试成绩占60%,平时成绩占30%,课堂展示占10%。由于本课程重点在于专题内容的讲解,通过岩土力学相关理论知识的储备分析和解决实际的工程问题。因此,期末考试主要以开卷为主,更多的是通过岩土工程案例,对学生分析和解决问题的能力进行考查。同时也会设置一些开放性题目,让学生通过所学知识进行思维发散,培养学生科学研究的兴趣。在三年的期末考试过程中,大部分学生对于开放的题目都持肯定态度,反映了本门课程考试的形式是学生所接受的。平时成绩则主要包含课后的作业和课上的表现。留学生的求知欲一般较强,教师上课提问时都会非常积极踊跃的回答,因此平时成绩一般都会取得较高的分数。对于课堂展示环节的考核,学生会对每位完成展示的同学进行评价,最终教师根据学生的评价并结合课堂记录给出最终的分数。

四、课程思政元素探讨

本课程授课学生均来自“一带一路”建设沿线国家,其文化背景存在差异。从一定角度来说,留学生不仅是土木学科专业知识的传承者,也是我国与其他国家之间文化和友谊的传播者。因此,留学生课程思政的设置既是立德树人,也是培养友谊。通过思政环节,讲好中国速度和中国建设的故事,对于土木工程相关专业,留学生课程的思政环节应通过工程实例展现我国土木工程设施建设的世界领先水平。比如在本课程隧道专题的讲授过程中,笔者通过一些视频和文字自豪地向学生展示我国港珠澳大桥及秦岭终南山隧道等标志性工程,同时也展示一些学校所在城市的标志性建筑,如笔者所在城市的洞山双线公路隧道等。通过这些展示,让学生既能通过视频感受到我国的建造水平,又能通过身边的实例感受到城市发展的快速步伐。在留学生教育中结合专业知识开展课程思政建设,一方面能使留学生了解本专业最新的研究成果;另一方面也有利于培养留学生对中国的感情和友谊,为我国“一带一路”建设增添一份国际力量。

结语

随着我国“一带一路”建设的不断深化和高学历研究生人才的需求,留学研究生人数会越来越多,留学研究生教育的课程设置及改革很有必要。本文以“高等岩土力学”课程为例,总结了前期的教学实践,特别是从留学生个人的专业基础、知识储备等角度分析了差异化教学和课堂展示等特色环节,分享了本课程教学考核和评价的方式,探讨了土木工程留学生专业课程进行课程思政的方式,提出了本课程在实践过程中的体会。研究成果可以为“一带一路”建设留学研究生专业课程改革提供一些经验参考。


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