ISEC理念融合的材料力学教改方案研究

马一江，宋向荣，吴  杰 

江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003

[摘  要]随着高等教育国际化的发展，ISEC项目新型的教学理念、先进的课程体系、多样的教学方法和人性化的管理模式，被国内越来越多的高等院校所引进。本文以《材料力学》课程为中心，将ISEC项目理念与《材料力学》教学改革相融合，从教学内容、教学模式、评价体系和教学试点等方面提出一种新型的、国际化的《材料力学》教学改革方案，为ISEC项目的引进积累可复制、可推广的经验。

[关键词]ISEC项目；材料力学；教学改革；明辨性思维；

[基金项目] 2021年  江苏省教育厅 江苏省高等教育教学改革研究课题 基于ISEC项目理念的《材料力学》课程教学改革方案探索与实践 项目编号：2021JSJG362 。

[作者简介] 马一江（1989-），男，汉族，江苏徐州，工学博士学位，江苏科技大学船舶与海洋工程学院，讲师，研究方向是损伤结构动力学；宋向荣（1975-），男，汉族，江苏泰州，工学硕士学位，江苏科技大学船舶与海洋工程学院工程力学系主任，副教授，研究方向是复合材料振动力学；吴杰（1983-），男，籍贯江苏泰州，工学博士学位，江苏科技大学船舶与海洋工程学院，讲师，研究方向是旋翼动力学。

[中图分类号]  G642.0    [文献标识码] A    

1 引言

国际本科学术互认课程，International Scholarly Exchange Curriculum (Undergraduate)，简称ISEC项目，旨在通过引入国际化教学理念、先进的教学方法和科学的教学管理机制，培养一批优秀的国际化教学队伍，促进我国高等教育事业的发展[1]。ISEC项目的教学理念包括通识教育理念、明辨性思维理念、双语教学理念和过程性评价理念，目的是实现“以学生为中心”的核心教学理念[2]。

凭借新型的教学理念、先进的课程体系、丰富的教学模式、灵活的评价体系和科学人性化的管理方式，ISEC项目被越来越多的普通本科院校引进[3]。魏丽丽等[4]在ISEC项目教学本土化实践研究的基础上，阐述培养工科专业学生明辨性思维能力的培养方案，为ISEC项目在工科专业上的推广提供参考借鉴。王晓辉等[5]依据工科专业特点分析学生自主学习能力的形成过程和条件，提出工科专业学生自主学习能力培养策略，为培养国际化的创新型人才提供一种途径。王艺璇等[6]基于ISEC项目教学理念，通过教学大纲、课程教学和学习评价的改革措施，实现新工科专业学生创新精神和实践能力培养的核心目标。由于ISEC项目在国内推广时间不长，师生对“以学生为中心”的教学理念研究不够透彻，对过程性评价的量规操作不够熟练，在实施过程中仍然存在很多问题。目前， ISEC项目在国内还没有向《材料力学》课程进行推广。

近年来，国内普通高等院校在《材料力学》课程教学改革方面做了很多尝试。路琴等[7]构建新的《材料力学》教学体系，调动学生积极性，改进教学手段和教学方法，完善实践教学体系，实现教学质量和学生创新能力的显著提升。王怀文等[8]基于卓越工程师培养目标，详细阐述《材料力学》课程教学改革的实施方案。王胜永等[9]以工程实践能力和创新意识为目标，探讨强化工程认知、分层次实验教学和课程论文三方面的教学改革措施。张宏伟[10]为适应机械类专业工程教育认证的需要，探索《材料力学》课程教学理论、教学内容、教学方法和教学手段等方面的改革措施。孔祥清等[11]结合工科类专业《材料力学》教学实践，从教学内容、方法和手段等方面开展教学内容与科研项目结合的研究性教学模式实践，着重培养学生的创新思维和工程实践能力。杨晓峰等[12]将大量工程案例引入《材料力学》课堂，开展工程问题导向型《材料力学》课程教学方法改革与实践。《材料力学》课程的教学改革取得了非常不错的教学效果，也为培养创新性人才提供了参考借鉴。

为了培养国际化、实践型和创新型人才，本文将ISEC项目理念与《材料力学》课程教学改革相融合，提出一种《材料力学》课程的教学改革方案。适应 “以学生为中心”的核心教学理念，突破以往的教学模式和方法，重点改进教学模式和评价体系，以期望为培养学生自我反思能力、自主学习能力、独立处理问题能力、和创新实践能力奠定坚实的基础。

2. 《材料力学》教学现状

我校《材料力学》课程主要面向力学、船舶与海洋工程、能源与动力工程、机械工程、材料科学以及环境工程等工科类本科专业。对于力学、船舶与海洋工程、能源与动力工程和机械工程等本科专业，《材料力学》课程的授课学时为64学时；对于材料科学和环境工程等本科专业，授课学时则减为48学时。我校《材料力学》课程的授课模式以引导式教学模式为主，即“课前预习-课堂讲授-工程案例-课后复习”的教学模式，可以极大地调动学生自主学习的积极性，提升学生的学习效果，但是仍然存在各种问题和弊端。

2.1明辨性思维能力欠缺

《材料力学》课程内容较多，由于授课学时有限，教学内容以教材为主，且工程案例引入严重不足，导致学生在接受理论知识的同时与工程实际脱离，缺乏从复杂工程背景中抽象出力学模型和解决工程实际问题的能力。在现行的教学模式中，教师仍然占据主导地位，教师仍然是知识的权威者和灌输者，忽略对学生思维能力的培养。长期被动的接受理论知识，学生看待工程问题单一、片面，理论知识付诸工程实践的能力较弱，缺乏主动提出问题、分析问题和解决问题的能力，导致普遍的明辨性思维能力欠缺。

2.2 课程教学反馈迟滞

现阶段，我校《材料力学》课程以“课前预习-课堂讲授-工程案例-课后复习”的引导式教学模式为主。教学反馈的形式相对单调，通过课堂上师生间的互动、课堂延伸的课后答疑以及章节作业的批改等方式了解学生的学习状况，无法实现师生间信息的实时互通，教学反馈的时效长达一到两周。师生间信息实时互通渠道的缺失和交流通道的不畅通，导致教师对全体学生学习状况的掌控出现迟滞。授课教师无法第一时间掌握学生学习效果，并实时调整教学计划和教学内容，教学效果远没有达到预期。

2.3 课程评价体系单一

现阶段，我校《材料力学》课程的考核方式是平时成绩、实验成绩和期末成绩相结合的终结性考核方式。平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占10%，期末成绩占70%。现行的终结性考核方式过于重视期末考试成绩，忽略对学生学习过程和平时学习状况的考察。过于单一的考核方式容易让学生养成考前突击的错误意识，放松对学习过程和平时学习的要求。同时，学生对《材料力学》课程考核方式会产生错误的认识，导致对学生《材料力学》课程的整体学习效果的考核过于粗浅片面，不够系统完善。

3. ISEC理念融合的教学改革方案

伴随着我国高等院校教学改革的步伐，《材料力学》课程也需要在教学内容、教学方式以及评价方式等方面进行一定的改革。本文基于ISEC项目理念，从课程内容、教学模式、评价体系和教改试点等方面，提出一种《材料力学》课程的教学改革方案。本文的研究重点主要有以下几方面：

3.1 《材料力学》专题化课程内容优化

ISEC项目强调明辨性思维理念，着重于激发学生学习的兴趣，培养学生自主学习和自我反思的能力。优化调整《材料力学》课程的教学大纲和教学设计，将大量的工程案例引入课堂，实现理论知识与工程案例有效融合，达到理论知识引导工程案例-工程案例指导工程实践的目的。同时，以工程案例为导向对《材料力学》课程内容进行整体地优化设计，打乱现有的章节布局。分别定义内力、应力、变形和稳定性四个专题，将杆件轴向拉伸和压缩、扭转变形、弯曲变形、组合变形及应力状态等相关章节内容向四个教学专题综合地调整优化，完成四个专题内容从内力-应力-变形-稳定性的逐层递进模式，实现《材料力学》课程内容专题化的目标。在工程案例的引导下，学生自主学习理论知识、独自解决工程问题、自我反思学习效果，养成主动性、创造性思考问题的行为习惯，学生的明辨性思维能力显著提高。《材料力学》课程内容的专题化，提高课程内容的可读性和趣味性，也为《材料力学》课程全过程评价体系的建设提供便利。

3.2 《材料力学》反馈型教学模式开展

ISEC项目的核心教学理念是以学生为中心，着重强调学生是学习的主体，一切教学活动要以提高学生的学习效果为目的。以工程案例为导向，将大量的工程案例引入《材料力学》课堂教学，形成理论知识-工程案例-课堂实践相融合的授课方式。为了实时了解学生的学习效果，需要在引导式教学模式的基础上嵌入实时反馈机制，构建“理论知识-工程案例-课堂实践-信息反馈”的反馈型教学模式。实时反馈机制需要借助《材料力学》慕课堂来搭建师生信息实时互通系统，实现对学生学习进度和对知识点的掌握程度的实时监控。课堂实践是师生信息实时互通系统的重要媒介，可以通过三种方式实现，即课前预习、课堂测试和课堂延伸测试，通过课堂实践达到对学生每堂课学习效果实时监控的目的。同时在专题后和期末分别嵌入专题测试和课程设计等，实现对学生《材料力学》课程学习的全程监控和实时反馈，及时调整授课计划以达到学生学习效果的最优化。

3.3 《材料力学》全过程评价体系建设

相比于终结性评价，ISEC项目强调过程性评价，着重关注学生在学习过程中的行为表现和情感态度。基于过程性评价理念，制定过程性评价的考核方式，建立一套综合的、科学的《材料力学》课程全过程评价体系，即课堂考勤（10%）+课堂参与（20%）+专题测试（20%）+课程设计（20%）+期末考试（30%），提高了课堂参与、专题测试和课程设计等过程性评价在总成绩中的占比，显著降低了期末考试成绩的比重。设定公开、明确、符合学生实际情况的《材料力学》课程评价目标，制定科学、公平、透明的《材料力学》课程评价标准。优化《材料力学》课程教学大纲，借助《材料力学》慕课堂平台，巧妙地将课前预习评价、课堂测试评价、课堂延伸评价、专题测试评价和课程设计评价等过程性评价方式嵌入《材料力学》教学计划中。在确保过程性评价数据的信度和效度基础上，实现对学生《材料力学》课程学习全过程的全方位综合评价，从而建立《材料力学》课程的全过程评价体系。

3.4 《材料力学》课程教学改革试点

试点是《材料力学》课程教学改革的重要任务和重要方法。本文提出的《材料力学》课程教学改革方案需要在试点工作中探索渠道，路径、总结经验和教训，积累可复制、可推广的新经验。基于双语教学理念，选取我校船舶与海洋工程专业（中国-乌克兰合作办学）班级，作为本文《材料力学》课程教学改革方案的试点班级。根据试点班级的英语水平，合理设计《材料力学》课程双语教学的推进计划，从过渡式双语教学逐步向完全双语教学转变。在授课过程中，借助《材料力学》慕课堂全程监控学生对《材料力学》课程双语教学的开展情况，全程关注《材料力学》课程反馈型教学模式的推进情况，调研获取不同时段学生对双语教学和反馈型教学模式的适应状况。《材料力学》慕课堂平台实时获取学生过程性测试成绩和评价，严格落实本文拟定的全过程评价体系。总结和整理ISEC项目理念《材料力学》课程教学改革方案的实施状况、教学效果和推广价值。

4. 结语

本文将ISEC项目理念与《材料力学》课程教学改革相融合，提出一种新型的、国际化的《材料力学》课程教学改革方案。编撰高质量、适用于双语教学的《材料力学》课程教案和讲稿，设置以工程案例为导向的专题化《材料力学》课程内容，提高课程的可读性和趣味性，有助于激发学生自主学习的积极性；构建《材料力学》课程的反馈型教学模式，授课教师可以第一时间了解学生对知识的掌握程度，并且随时调整教学进度，有助于提高学生的学习效果；建立《材料力学》课程的全过程评价体系，更加综合、更加全面、更加合理地评价学生的学习成果，从而实现对学生《材料力学》课程整个学习进度的全程监控。

[参考文献]

[1] 张全友. ISEC项目中的通识教育反思——以许昌学院中外合作办学为例[J]. 文教资料, 2012(20):140-141.

[2] 王艺璇, 滕洪辉, 汤茜,等. 面向新工科的ISEC项目课程教学实践探索[J]. 安顺学院学报, 2020, v.22;No.110(02):131-135.

[3] 巨肖. ISEC教学理念及其教学实践研究[D]. 内蒙古师范大学.

[4] 魏丽丽, 郭楠, 王晓辉,等. ISEC项目启示下工科学生明辨性思维能力的培养[J]. 赤峰学院学报(自然科学版), 2017(20):32-33.

[5] 王晓辉, 刘清荣, 张蓉,等. ISEC项目启示下:工科学生主动学习能力的培养[J]. 赤峰学院学报(自然科学版), 2017, 03(v.34;No.134):196-197.

[6] 王艺璇, 滕洪辉, 汤茜,等. 面向新工科的ISEC项目课程教学实践探索[J]. 安顺学院学报, 2020, v.22;No.110(02):131-135.

[7] 路琴, 刘平. 基于创新型人才培养的材料力学教学改革探讨[J]. 高校实验室工作研究, 2017, 000(003):10-12.

[8] 王怀文、计宏伟、张晓川. 卓越工程师计划下工科专业材料力学课程教学改革[J]. 中国冶金教育, 2020, No.201(06):47-48+53.

[9] 王胜永, 赵红. 卓越工程师培养计划下的材料力学课程教学改革实践[J]. 河南教育:高教版, 2016, 134(06):109-111.

[10] 张宏伟. 工程教育认证下机械类专业材料力学教学改革初探[J]. 西部素质教育, 2017, 3(015):165-166.

[11] 孔祥清, 曲艳东, 李韧,等. 材料力学课程教学改革与实践探讨[J]. 实验技术与管理, 2017(02): 174-178.

[12] 杨晓峰, 杨晓峰, 刘全,等. 工程问题导向型材料力学教学法改革与实践1)[J]. 力学与实践, 2018, 40(4): 442-445.

Exploration on teaching reform scheme of mechanics of materials based on the integration of ISEC project ideas

Ma Yijiang, Tian Ali, Song Xiangrong, Wu Jie, Ren Peng

School of ship and ocean engineering, Jiangsu University of science and technology, Zhenjiang, Jiangsu 212003

Abstract: with the development of internationalization of higher education, the new teaching concept, advanced curriculum system, various teaching methods and humanized management mode of ISEC project have been introduced by more and more colleges and universities in China. Focusing on the course of mechanics of materials, this paper integrates the concept of ISEC project with the teaching reform of mechanics of materials, and puts forward a new and international teaching reform scheme of mechanics of materials from the aspects of teaching content, teaching mode, evaluation system and teaching pilot, so as to accumulate replicable and popularized experience for the introduction of ISEC project.

Key words: ISEC project; Mechanics of materials; reform in education; Discerning thinking;