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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
发布时间:2024年04月22日 11:00 点击: 231 发布:

留学硕士生高等岩土力学课教学实践与探讨

以安徽理工大学为例

 宁 

安徽理工大学矿业工程学院 安徽淮南 232001

 

[摘 ] 随着我国交通土建领域取得的成就和"一带一路"战略的推进,留学生来华攻读土木相关专业研究生的比例逐年增加。作为土木工程专业的学科基础课程,全英文高等岩土力学课程的教学需要依据不同国家和地区学生的专业基础情况,在不断的实践中进行思考、调整和改革。基于三年留学生授课经验,针对留学生群体的特点,从教学方法和手段、教学考核与评价以及课程思政等方面进行了分析和总结,对高等岩土力学课程教学的不断优化和改进提出了建议。

[关键词] 留学硕士生;全英文教学;土木工程专业

[基金项目] 2018年安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金“机器学习技术在地下岩柱稳定性预测的应用”(11696)

 

[作者简介] 李宁(1987-),男,江苏徐州人,工学博士,安徽理工大学矿业工程学院讲师,硕士生导师,主要从事岩石力学方面的研究。

[中图分类号] G643; TU45   [文献标识码] A

一、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”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[1]高等教育规模的不断发展,使得国外留学生来华深造土建相关专业的人数大幅增加,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”国家的建设源源不断地输送素质优良的国际化专业人才。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。因此,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。开展留学研究生的课程教学改革是非常必要[2]

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[3]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的建议;薛维培等[4]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[5]采取问卷-实践-反馈的研究方式“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[6]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方面提供参考。

二、课程简介

高等岩土力学课程是我校土木工程专业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高。其中涉及到相关的理论、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。

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《Introduction to Rock Mechanics》、Evert Hoek编著的《Practical Rock Engineering》以及Karl Terzaghi编著的《Soil Mechanics in Engineering Practice》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。

1 课程内容及课时分配

内容

学时

Introduction: Development of geotechnical mechanics

2

Rock mass classification

2

Rock mass properties

4

Stress in rock and soil

2

Reliability analysis in geotechnical engineering

4

Permeability and seepage of soil

4

Numerical analysis method

2

Application in slope

4

Application in foundation

4

Application in tunnel

4

Presentation for students

4

 

三、教学方法和手段的探讨

1. 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。相比较本科生,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参杂其中。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201920202021学生,大致分为两个类别:一类为本科阶段在国内接受高等教育,硕士阶段依旧选择在国内深造;另一为在本国接受的本科或者等同于本科阶段的教育,硕士阶段选择来国内深造。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的章节,会对岩体力学概念和公式、岩体的分级以及隧道工程有关的背景知识等进行简单的回顾,做一些板书进行提示。从上课的经验可以看出: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的非常牢固,而有些却非常陌生,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这些学生交流,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。

2、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,他们积极性能够极大程度的调动起来。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他们科研学习中的基本技能。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,留给学生们充分互动和讨论。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了大致的了解,也碰撞出了思想的火花为以后的科研选题拓宽了思路

3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,对外文期刊进行阅读几乎无障碍。因此,本门课程在第一次课就会将本课程有关的英文期刊介绍给学生,并演示具体文献的搜索方法,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外文文献,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。

4、课后知识扩展环节

笔者所在学校和学院经常性会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,对本课程涉及到的很多力学实验内容并不熟悉,试验仪器的操作步骤也比较生疏,且本课程也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的实验过程相结合,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。

、教学考核和评价手段的探讨

本课程期末考试成绩占60%,平时成绩占30%,课堂展示占10%。期末考试主要以开卷为主。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察同时也会设置一些开放的题目,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都较强,上课提问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,最终笔者根据学生的评价结合自己的课堂记录给出最终的分数。

、课程思政元素探讨

本课程授课学生都来自一带一路沿线国家,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向学生展示我国港珠澳大桥及秦岭终南山隧道等标志工程,同时也展示一些学校所在城市的标志建筑,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大国的建造水平,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,一方面使留学生了解本专业最新的研究成果,另一方面也有利于留学生培养对中国的感情和友谊,为我国一带一路的建设增添一份国际力量。

、小结及展望

随着我国一带一路建设的不断深化和高学历研究生人才需求,留学研究生人数会越来越多,留学生研究生教育的课程设置及改革很有必要。本文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。研究成果可以一带一路留学研究生专业课程改革提供一些经验参考。

参考文献

[1] 刘林,杨娜.土木工程专业核心课程英语教学实践与总结[J].高等建筑教育,2021,30(01):88-95.

[2] 张云莲,文献民.土木工程专业课程全英文教学探讨[J].高等建筑教育,2013,22(4):59-62.

[3] 宋卫康,张浩.在华留学生土力学课程教学实践与探讨——以郑州大学为例[J].教育教学论坛,2019(24):130-133.

[4] 薛维培,经纬,马芹永.留学生课程线上教学改革探索与实践——以Modern Civil Engineering Materials课程为例[J].长春师范大学学报,2020,39(11):148-151.

[5] 孔德泉,胡志平,王启耀,柴少波,刘钦,张亚国.“一带一路”背景下留学生课程教学的实践与探讨——以《高等土力学》为例[J].水利与建筑工程学报,2021,19(05):175-179.

[6] 王倩楠,童芸芸.留学生土木工程材料课程线上线下混合式教学模式探索[J].科技风,2021(17):50-52.

Teaching practice and discussion of Advanced geotechnical mechanics courses for international master students—taking Anhui University of Science and Technology as an example

Ning Li

School of Mining Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui Province 232001

Abstract: With the achievements made in the field of transportation and civil engineering in China and the promotion of the "the Belt and Road" strategy, the proportion of international students for postgraduate studies in civil engineering has increased year by year. As a fundamental course for major in civil engineering, the teaching of Advanced geotechnical mechanics course in English needs to be thought, adjusted and reformed in continuous practical teaching with the consideration of the professional conditions of students in different countries and regions. Based on the author's three-year teaching experience for international students, this paper summarizes the teaching methods, evaluation and ideological and political education according to the characteristics of the international students. Suggestions on the optimizations and improvements for this course are also proposed.

Key words: International master student; Teaching in English; Major in civil engineering

 

 

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