工程力学D双语课程的教改探索

陈章华

[摘要]工程力学双语教学的开展不但能提高学生的专业英语水平，有助于参与国际交流，还能够为学生提供科学研究的基本训练并接触学科前沿。本文结合工程力学双语教学实践，对双语教学的教学理念、教学方法、教学模式、教材建设等方面作了多方面尝试和研究，为进一步开展好工程力学双语教学进行了有益的探索。

[关键词]工程力学 双语教学 教学理念 科技实践活动

一、双语课程的教学理念

21世纪大学所培养的学生应当具有的三种基本能力，即：（1）获取知识的能力；（2）与具有不同文化背景的人进行沟通和团队工作的能力；（3）使用外语进行工作和交流的能力。双语教学是我国教育国际化的一种有效方法。通过开展双语教学，可以促进我们的教育与国际教育理念接轨，培养学生用英语思考、解决专业问题的能力，开阔其视野，提高综合素质，为运用外语进行学术交流打下基础。同时也将西方的教学模式、教学理念渗透到我国传统的高等教育之中，促进我国高等教育的改革和国际化进程。目前，国内已经有一批工程力学双语教改的探究报道[1-4]。

实施双语课程教学模式改革，首先教材应当采用原滋原味国外原版教材（通常是英文教材），其优点是在语法、研究问题方法论、内容的宽度与广度上都更为国际化。另外国外原版教材内容丰富，图文并茂、形式生动，索引、主题词的设计以及编排体例以探究式为主，从具体问题入手可读性强等优点非常受学生欢迎。不但可以使学生能够在更高起点上进行专业知识的学习，学到最新学科前沿知识，而且有利于学校借鉴国外现代教学理念，先进的教学方法和手段，触及到新的教育思想，逐步建立和形成与国际接轨的人才培养新体系。

其次，双语教学应当以英语专业词汇学习作为重点。双语教学的根本目的就在于使学生真正领会与世界同步的现代科学知识。双语教学可以使学生接触到学科的科学词汇和基本概念，为学生准确理解和深入领会课程内容提供了一个有效的途径。例如：在力学课程中最常用的概念“受力图”其英语对应词汇是“free body diagram”。类似的，中文教材的“温度应力”应当翻译为“thermal stress”而不能望文生义，直译为“temperature stress”。经过比较系统的学习，有助于学生加深对专业英文概念的理解，提高专业学习质量。就我国现阶段学生的英语能力而言，实施双语教学模式，在课程教学环节中，还是尽量采用中英两种语言交叉进行为妥，而作业练习和考试均采用英语的一种教学方法。

另外，使用双语教学的目的就是培养学生的创新精神，加强学生的解决工程实际问题能力，提高学生的英语修养和运用英语进行专业研究表述与交流的能力。工程力学双语教学要强调为学生创造了科学实践活动的平台，然后使用英语进行学术交流和沟通的机会。工程力学本身是工科学生很重要的一门技术基础课。该课程既需要良好的数学基础，又与工程实际有紧密的联系，课程内容既为后续课程奠定良好的力学基础，又可直接应用于工程计算。因而在工程力学课程中开展探究性的科研实践活动，在培养学生良好的科学素质、工程能力及创新能力等方面都具有明显的作用。

二、双语教学模式改革

长期以来，工程力学的教学模式单一，即：课堂讲授-作业-规定的验证性实验。学习内容和方法比较单调。然而，在材料、热能、冶金和机械等专业领域有大量的非杆系复杂受力问题，学生在后续课程学习或科研工作中遇到此类问题时，基本无从下手。另外，传统实验主要内容基本属于金属材料的破坏实验。学生观察各种现象并测量材料力学指标，虽然可以增加对材料性质的感性认识，但是学到的新知识少，需要思考的内容少。

本课程的教学模式改革的目的在于推进研究型教学，具体方式是要求同学在规定时间内以及可以完成工作的前提下，以科研工作的形式展开。同学自愿分组，分别选定探究性质的材料力学题目，内容将渋及文献综述，方案确定，数值模拟和动手制备试样到完成试验等环节。目标是把学生被动的学习变为主动学习，给学生留出充分的创造性思维空间，锻炼学生动手能力，训练学生科学的观察、思考及总结的方法，并从中学到课本以外的知识，提高学生的综合素质。

三、教学改革实施方法

教与学，听课与作业，考试与实践性课题都是教学工作的重要环节。作业和实验报告必须采用全英文书写。学生的实践性课题的内容覆盖工程力学基本知识点，使用钢铁、有机玻璃、黄铜、铝合金、PVC、塑料、人工复合材料、混凝土等材料来完成拉伸，压缩，弯曲，扭转和冲击等项实验。这些材料的机械性质各有差异，力学相应的规律也不同，有些是目前工程上越来越多使用的新材料，目前使用的大部分材力教材没有详细介绍。事先不讲实验中的现象，学生不知道实验的结果，学生在教师的指导下自主实验，自己观察各种现象、采集处理实验数据。预先给同学补充有限元的基本概念与使用方法，然后学生自主完成数值模拟工作，最后写出研究报告。由于在课堂教学时已经交代了所需的知识点，学生通过文献检索已对研究内容有了基本认识，在实验室里，由老师监督安全，可以较好完成实践动手的环节。学生普遍对此实验很有兴趣。在使用有限元程序时，要求学生熟练掌握软件系统的有关操作内容，如图形界面、操作过程、功能块等。其次结合软件的教学穿插介绍相关的力学知识和有限元基本理论， 但讲解以形象化、结论化为主，舍弃大的理论推导过程，然后结合实际工程间题，提出计算分析的一般步骤，建立合理的计算模型，实现有效的有限元模拟。

在研究报告撰写中，即有写作格式要求，也给学生留下思考的空间。学生通过分工查找资料和讨论，能够对实验现象和计算结果做出比较正确的解释。从提交的研究报告看，图文并茂，内容详尽。学生接触到较丰富的试验和计算内容，采用这种授课模式，学生处于主动学习状态，学习的积极性高，学到的知识扎实。通过此教学改革实施，除可以让学生学到各种不同材料在承载时的力学性质和计算方法外，还学到科学研究的基本方法，同时也培养了学生分析问题解决问题的能力，提高了综合素质。在我校2008、2009、2010级材料国际班和理科实验班的教改试验中，均要求学生完成上述各实验和研究环节后，用英语进行研究工作成果报告和答辩，最后用英文提交格式规范的研究报告。从已经毕业的学生反馈信息知，此种教学改革方法的实施，能使学生去海外留学深造时，更快适应国外现代教学理念和先进的教学方法与手段，对于提高学生的能力有明显的促进作用。

图1. 学生自己动手进行试样加工和完成力学试验。

图2. 学生用英语进行研究成果报告与答辩

图3. 历届学生完成的研究成果文集

4.认识与体会

双语教学是一项重要的改革举措，因而教与学应当实事求是，根据不同的学生，安排不同强度的英语讲课和作业时数。实践性课题应当是在教师指导下，经过小组成员共同努力在规定时间内可以完成的并且有一定的探究与实践特点。考试工作也应体现新的教育理念，应本着有利于发挥学生教育主体的作用，有利于学生自学，有利于学生创新能力和综合素质的培养，有利于实现教学目标和促进学生个性化发展。考试必须采用全英文试题，学生采英文答题，学生成绩的评定，考试内容占60%，研究课题成果作为平时成绩占40%为好。

教学模式的更新对教学的长期效果起着决定性的导向作用。一种新教学法的实施， 必须依赖于教师的知识水平和教学才能，学生不但是学习的能动的主体而且是教学活动的主动参与者，通过实施探究性质的科技实践活动可以使学生从被动学习转变到积极参加对知识的主动探究，切实提升学生应当具备的三种基本能力。

[参考文献]

[1]王育平，滕桂荣，赵增辉，等.材料力学双语教学的探索与实践[J].中国科教创新导刊，2008，45

[2]钟南，罗锡文，严慕容，等.构建工程力学双语教学的探讨[J].力学与实践，2004， 26（2）：64～67

[3]殷波，刘平.材料力学双语教学的实践与研究[J].高教论坛，2006，3：129～130

[4] 袁军亭 宋秋红 兰雅梅 贾 楠，等. 工程力学课程双语教学的实践与探索 [J].中国现代教育装备，2010，11：59～61

（作者单位：北京科技大学 数理学院 应用力学系 北京）