土木工程專業留學生《鋼結構設計原理》多維培養模式探究

楊 俊 張 洪 辛景舟 黃 博 嚴仁章

（重慶交通大學山區橋梁及隧道工程國家重點實驗室土木工程學院 重慶 400074）

1 研究背景

隨著“一帶一路”國家倡議的實施，我國對外交流合作日益頻繁，特別是土木工程領域，海外項目增多，迫切需要具有扎實基礎和國際視野的土木工程專業高級人才。此外，隨著我國高等教育水平提高及各級教育主管部門相關獎學金政策的扶持，來華深造的國際留學生數量呈逐年增加的趨，勢愈來愈多國際留學生選擇到中國學習深造，目前我校留學生人數大幅增長，針對性地研究適合土木工程專業留學生的系列課程勢在必行。

《鋼結構設計原理》作為土木工程的一門專業基礎課程，對構建留學生設計理論體系具有重要作用，學好這門課程，將養成“理論+實踐+創新”的設計思維。對于中國學生，本門課程主要講授鋼結構基本構件的受力性能及設計方法，培養學生進行構件設計的基本技能，并為學習后續課程和畢業設計打下基礎。本課程是一門理論性與實踐性并重的課程，將學生從數學、力學等理論性較強的課程引入實踐性課程的學習，起承前啟后的重要作用。而對于留學生，其基礎相對薄弱，通過教學發現當前全英文教學目標與學生興趣不一致、教學與考核方式存在諸多問題。

一方面，土木工程專業留學生畢業后，多數會作為工程技術領域的從業人員，這些留學生未來的工作內容，將與自身國家的技術標準體系密切相關，而中國本土學生學習的土木工程專業知識，是基于中國相關標準，以本課程所涉及內容為例，不同國家所采用的鋼結構設計規范，除了基本力學理論，其他設計方法存在較大差異，目前中文課程是針對我國技術標準設置的教學內容，留學生畢業后將其應用于自身國家解決實際問題時可能存在困難；另一方面，結合目前學校招收留學生生源和實際上課情況看，多數來華留學生所在國家的教育水平相對落后，基礎知識功底往往較為薄弱，前序課程如《理論力學》《材料力學》《結構力學》基礎不扎實，上《鋼結構設計原理》這門課程較為吃力，如果不加考慮仍依照我國學生基礎知識水平安排授課內容，往往是教師“填鴨式”教育，而留學生聽完就忘，通常難以達到預期的學習效果。

因此，本次初探提出了立足夯實基礎知識、拓展專業水平、面向應用豐富案例教學、借助網絡技術建立課堂內外學習新模式和課程設計及考核評價方面的改革以期提升留學生對《鋼結構設計原理》的知識理解水平，達到學以致用的效果。

2 土木工程留學生教育研究現狀

近年來，隨著來華留學生數量不斷增長，出現了越來越多與“留學生教育”相關的研究點，形成了龐大的研究網絡，“留學生教育”的研究在多個學科內研究也發展迅猛，目前已深入到中國語言文學，法學等多個學科，并衍生出多個交叉學科主題，以下是歸納出留學生教育在多個滲透學科及對應的研究主題，以“留學生+教育”在知網上搜索，可以獲取相關論文22204篇。從目前留學生教育相關研究成果可以看出，目前留學生教育在中國遍地開花，相關的教育研究也在緊鑼密鼓的開展。然而，在中國知網，我們以“土木工程+留學生”，“鋼結構+留學生”為檢索詞，發現研究文章較少，前者只有55篇，后者只有6篇，分別占留學生教育研究論文的0.25%和0.03%。

對全英文課程留學生教育教學改革研究的內容和研究趨勢進行分析，發現主要研究都分布于來華留學生管理、語言類、教育類等社科屬性學科研究，留學生教育方面研究多集中于對外漢語、中國文化差異、中華文化等，而針對工科，特別是土木工程相關學科的留學生教育方面研究較為單一。

對現有《鋼結構設計原理》留學生課程方面的改革創新，長沙理工大學馬亞飛[1]進行了系列嘗試，針對本科留學生鋼結構設計課程體系，結合所在學校留學生的學習特點，對留學生教材選用、教學方法多樣性、課時優化、考核評價方法、實踐教學等方面存在的問題進行了分析，具體建議包括：

（1）組織編寫合適的教材，在綜合國內外現有規范的基礎上，編寫適合的校本教材；

（2）教學方式多樣化，“引進海外”+“本土出海”兩種方式結合，提高教師教學水平；

（3）改革課程考核方式，鼓勵留學生上課期間活躍氛圍，分組布置任務；

（4）增強教學實踐，優化課時數量，在基礎理論課學時之外，安排適當的實操環節。

增加教學實踐為核心的課程改革，為進一步提高留學生教學質量提供了一定基礎。遼寧石油化工大學石油天然氣工程學院的付春等[2]在授課實際過程中，也發現了留學生學習缺乏主動性、基礎知識較為薄弱等問題，提出了建議：

（1）建立校內外培訓機構、提高教師英文授課水平；

（2）英文教材建設；

（3）教學內容優化，淡化公式推導；

（4）教學方法革新；

（5）改革考核評價體系。

在以上諸多方法中，教學方法的革新頗為重要。留學生從小的培養模式和中國本土學生不同，教師可以將傳統的講授式教學變為啟發式教學，對于留學生進取、創新精神的培養很有幫助。在對具體鋼結構構造、工藝等講解時，可以結合工程現場，加工工廠的參觀學習，加深留學生的理解，對平面書籍上的文字圖片，轉化為實體感官體驗，構造工藝等一目了然。

另外在課程資源整合方面，幾位教師也給出了自己的見解。四川大學王志宇等[3]強調了立足基礎拓展專業水平、面向應用豐富案例教學、借助網絡技術建立課堂內外的全過程學習方法。哈爾濱工業大學牛爽等[4]對留學研究生教學進行的課程改革也有借鑒意義，將原本的鋼結構相關知識重新梳理，首先介紹典型鋼結構工程案例，對該門課程有個總體認識；然后對世界范圍內主要的鋼結構設計相關規范進行闡述，使學生有設計依據規范設計的基本思路；隨后對設計的基本方法——極限狀態法進行解釋，給出可靠度等設計基本理念；最后才回歸到鋼結構力學上的相關知識概念，講解典型的受彎構件、受壓構件、螺栓和焊接連接設計計算等，讓留學生有一個由淺入深的學習階梯感。

3 多維培養模式初探

教研組在教授留學生的過程中，也積累了部分教學經驗，留學生較為喜歡實踐類的案例教學，對基礎知識學習興趣不夠濃厚，將網絡互動教學、試驗實操教學和案例設計教學結合起來，將學習過程中重要的資源，在線上發布，學生可以做到課后有材料可復習，有材料可學習。

在師生互動方面，通過APP軟件端發布一些任務，讓學生以競賽的方式，看誰最先設計出合理的鋼結構、計算出鋼結構的受力性能，這樣的手段更能激發出學生學習的興趣，布置線上互動討論話題、分享學科相關材料、線上提交作業等，對課堂上表現好的學生，予以計分獎勵。

4 結語

綜上相關研究成果可以看出，對于工科，特別是土木工程留學生教育相關研究比較欠缺，通過教改項目的研究，在分析留學生在學習鋼結構設計原理課程現存問題的基礎上，針對當前現實全英文教學目標與學生興趣不一致、教學與考核方式矛盾的問題，提出了基于夯實基礎、專業拓展、面向案例、借助網絡、現場實踐的多維培養新模式。

可想而知，未來“一帶一路”沿線國家將會有更多的基礎設施建設，也會吸引更多學生到號稱“基建狂魔”的中國學習土木工程，所以通過這門土木工程專業課新型培養模式的研究，進而對土木類留學生的培養模式和教育方法進行研究和改進，具有重大的意義和推廣應用價值。