金属材料及工艺双语课程教学项目的研究

陈宗民 于文强 翟晓庆

山东理工大学机械工程学院 山东淄博 255049

1 课程在工科类专业中的地位及作用

金属材料及工艺是工科专业学生最基础的必修课程，中国工程教育认证协会在2017年11月修订的《工程教育认证标准》中根据国内外工程教育的发展现状和趋势，在第三部分的《专业补充标准》中明确地将材料科学基础及其他相关学科的科目、热加工工艺基础、机械制造基础列为机械类、近机械类、材料成型及控制工程等专业课程体系中的工程基础类必修课程。我校负担此类知识体系的课程是金属材料及工艺。

进行工程教育专业认证是保障教育质量的现行国际制度，也是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要手段之一。因此，推动中英双语教学课程项目研究既符合国际通用标准，又适合中国现有的教学方式和模式，能培养学生以外语为工具学习专业知识的能力，提高学生的专业外语水平和创新思维能力，增强学生在现代社会的工作适应能力[1]。早在2007年，《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》(以下简称《意见》)中就提出鼓励开展双语教学工作[2]。由于在全球经济、文化和技术深度交融、互为借鉴的趋势下，教育呈现出国际化趋势，教育部在《意见》中指出：按照“教育面向现代化、面向世界、面向未来”的要求，为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用外语进行公共课和专业课教学，特别是在信息、生物、新材料技术等专业开展双语教学，力争近三年内实施“双语教学”的课程应占全校课程总数的5%～10%。这是中国高等教育国际化发展的必然需求。可以说，双语教学是我国走向高等教育国际化的重要桥梁[3]。

2 本课程课堂教学现状及存在的问题

(1)以往的课程设置内容繁杂、不够系统。

(2)教学体制上缺乏教师英语授课的培训机制，对双语教学的奖励和激励机制不够合理。

(3)任课教师的知识结构不适应课程体系对知识系统性和关联性的要求。

(4)教学大纲和内容僵化，多数院校没有在教学内容上设置针对专业的调整机制，存在“一锅端”的状况。

(5)缺乏能体现本学科最前沿国际教育理念，同时又适合中国教学环境的优秀教材。

(6)目前，在本校其他课程的双语教学中，也频现学生难以较好地适应专业课和专业基础课程双语教学的现象。

3 改进的措施及实施方案

3.1 建立与专业培养目标相结合的教学体系

金属材料及工艺双语课程是机械类专业教学改革的主要组成部分，在专业培养计划中，依据学校的师资条件和学生层次，采用以英语为主、汉语辅助的教学方式和手段。英语仅仅是为课程实施服务的方式与手段，而不是目的。双语教学的目的，是要拓展学生对专业知识的掌握，使其既熟练掌握金属材料及工艺的相关专业知识，又能够运用英语来进行该领域的技术交流。在金属材料及工艺双语课程教学过程中，必须以金属材料、金属材料加工工艺知识为中心来组织教学，以向学生传递知识，并使其掌握基本内容为保障教学质量的前提。因此，开展双语教学应该坚持因材施教、实事求是、循序渐进的原则，制订完善的教学体系和文件。为此，在教学项目实施前，对课程体系进行了细致的设计，包括如下文件。

(1)教学大纲"SDUT Mechanical Engineering Program Course Syllabus:Metal Materials and Technology"。大纲对教学内容做了精确和详尽的安排，见表1。

表1 教学大纲及学时安排

(2)实验大纲"SDUT Experiment Projects:Metal Materials and Technology"。实验大纲对实验背景、实验目的及考核方式进行了详细的说明，对实验项目的准备和实施进行了细致的安排，见表2。

表2 实验项目及学时安排

3.2 教学内容的模块化处理

按知识特点可将金属材料及工艺双语课程划分为四大模块(如图1所示)：(1)金属材料基础知识模块(Basic Knowledge of Metal Materials)，包括金属材料性能、晶体学基础知识、铁碳合金、金属材料热处理等；(2)铸造技术模块(Foundry Technology)，包括铸造工艺原理、砂型铸造、特种铸造和铸件结构设计；(3)锻压技术模块(Forging and Stamping)，包括凝塑性变形原理、锻造，冲压等；(4)焊接技术模块(Welding Technology)，包括电弧焊、电阻焊和其他焊接方法。

图1 金属材料及工艺双语课程的知识结构体系

各模块中按知识类别进行了系统化处理。图2为铸造技术模块(模块二)中的知识体系及处理方式。每个模块中的重点内容都要进行适当拓展并尽可能地提供相应的工程案例。难点内容要结合学生的实际基础，深入浅出，理论上够用为度，以工程实践为主。例如，在讲解“铸造技术中的工艺原理”部分时，理论部分只简要地强调工艺性能对产品质量的影响，重点讲解在铸造过程中如何进行影响控制。而在讲解“铸件结构设计”时，完全以生产实际中的案例进行讲解，鼓励学生进行适当拓展，甚至组织学生进行调研和课堂汇报。这样，可以在教学中有效地提高学生的学习兴趣和效率，激发其主观能动性。

图2 模块二的知识结构体系和处理方式

3.3 优化教材

双语课程的课本、教案和教学课件是实施教学项目的媒介，也是教师“教”与学生“学”的融会点。我国材料科学与工程专业的双语教学开展时间较短，相关的专业教材仍然比较匮乏[4]。

最初，课程采用英美原版优秀教材。但是，由于文化背景的差异和教学目标的不同，原版教材不能完全适用于教学。后来采用自编教材，素材虽全部出自国外优秀教材，但根据实际情况进行了适当的取舍和简化。另外，在选录原版教材时，也十分注意英文的难度，过难会影响学生对专业知识的理解和学习。内容上也根据专业培养方案和课程教学大纲，在不失原版韵味的前提下，进行了适当的选择和简化。

同时，编教材时还应注意吸收各类原版教材的精华。有些原版教材表述严谨，语言规范、简练，特别适合用于理论性强的内容。例如，在编著“金属材料的晶体结构”部分时，选用了威斯康星大学著名的材料加工工程学教授Rajiv Asthana所编著的"Materials Science in Manufacturing"中的"Crystal Structure"部分。而在编著"Casting Design"部分时，选取了ASM International编著的"Casting Design and Performance"，因为此书中大量、生动的工程案例令人叹为观止。

3.4 采用合理的教学模式 提高学生和教师的适应能力

在双语教学项目的实施中，施教模式是一个关键因素，在很大程度上影响着双语教学的效果。由于金属材料加工的理论和工程知识讲起来既枯燥又难以理解，专业词汇也比较晦涩生僻，普通被动式教学模式易使学生产生畏难和厌倦的心理[5]，因此必须创新施教方式。

(1)在双语使用的比例上循序渐进，创造语言氛围。教学中大量的英语口语表述内容会使大多数学生感到紧张和困难。因此，课堂教学中要适当进行调整，教学过程要循序渐进。在授课初期，将重要的、基础的金属材料及工艺领域词汇以板书呈现，给出英文的详细解释，但讲解时用汉语表述，尽量克服学生死记硬背专业词汇而理解不佳的状况。随着学生适应力的提高，板书和讲解尽量以英语为主，使用少量中文标明一些难懂的术语。例如，在“铸造成型”部分，“runner”在专业术语中被译为“横浇口”；“molder bellow”作为一种铸造工具，在中国被称为“皮老虎”，此类极其专业且意义狭窄的术语必须以中文表述明示。在讲解中视课堂教学效果，可适当掺入10%～20%的英语。教学后期，在讲解例题、作业以及命题考试时，则尽可能使用英语，通过频繁使用英文注解，使学生潜移默化地接纳和掌握术语。然后逐步增加难度，进而从对专业词汇的记忆过渡到对表达方式的理解和习惯。

(2)教师利用备课时的体会和教师研究工作中的专业英语积累，广泛使用自己在用英文写作和交流中经常使用的英语表达习惯和方式。授课时，鼓励学生在课堂上用英文记笔记，使学生更容易在课堂上消化教学内容。通过金属材料及工艺课程的双语教学实践，不仅要使教师的双语教学水平得到锻炼和提高，也要使努力坚持双语学习的学生有所收获，提高他们在未来工作中面对国外学生或科研学者时的语言交流能力，同时也提高他们查阅英文专业文献的能力。

(3)活跃课堂气氛，鼓励学生自我表现。从双语授课的实际情况来看，双语教学中由于语言表述能力，尤其是口语困难较多，如学生专业知识匮乏、英文阅读速度慢、学习压力大、课堂上互动较少，会严重地影响课程教学进度。所以，想办法让学生主动参与，消除紧张和疲惫心理很重要。为此，以动机归因理论为理念，对金属材料及工艺双语课程课堂教学进行了设计。

动机归因理论是美国心理学家维纳(B Weiner)在海德(F Heider)和罗特(T B Rotter)的研究基础上提出的，该理论认为：当人们将成功归功于能力、努力、勤奋这类内因时，会激发骄傲和成就感；而归功于任务难易程度和运气这类外因时，则获得的成就感显著降低。当人们将任务失败的原因归为能力、勤奋不足时，会在内心产生明显的羞愧和自责，而将失败和挫折归于客观原因，如任务太难、运气不佳时，所产生的羞愧和自责感程度显著降低。因此，通过自己努力获得的成就，将会使学生体验到较强的愉悦感；而没有足够的投入而导致的失败会使学生体验到明显的自责；但是，经过努力却失败了是应该受到鼓励的。归因理论揭示了学习动机和效果之间的关系[6]。因此，应该强调学生的主观能动性，激励个人不断努力。例如，课堂中曾经让学生翻译例句"Some foundries have and can properly use sintering apparatus,but in my 35 years of hobo molding,I only served time in two shops which had such an animal."有学生将之译为“有些工厂拥有并且能够合理使用烧结仪器。但在我35年的造型打工中，只在我服务的两个车间中有这破玩意儿。”其中对“hobo”和“animal”的翻译引起了其他学生的哄笑，但得到了教师的极高评价。因为这个翻译非常生动而又不失准确地反映了作者对“烧结仪器”的不屑一顾。当然，技术文献翻译要有一定的严肃性。后来，经过学生的课堂讨论，教师同意将该翻译由“这破玩意儿”改为“这类东西”。通过这个例子，可以看到双语教学活跃了课堂，激励了学生，激发了学生参与的积极性，学生在克服畏难心理的同时，还能获得学习上的成就感，继而使教学效果显著提升。

3.5 设计合理的考核方式

考核全部采用英文试卷，要求学生用英文回答专业问题。考核内容以工程应用为主，题目类型包括填空、判断、简答、综合分析和计算题。除此之外，还有中英文关键词和英文段落翻译、科技文章的写作等内容。这样的试卷具有双语特色，可以综合评价学生的英文和专业水平。

4 结语

金属材料及工艺双语课程教学改革项目具有以下特色：首先，教学体系既体现与国际接轨，又考虑国内文化背景和本校教学的具体情况。其次，在该教学改革的同时进行了教材改革，优化了授课内容，教授方法采用混合语言的方式。最后，在教学模式上通过应用动机归因理论，把我国教育强调传授专业知识为主的实用型作风与西方国家追求的自主能动的启发型风格结合起来；把我国教育“学多悟少”与西方国家教育“学少悟多”结合起来。

该项目填补了本校该课程双语教学体系的空白，扭转机械、材料类学生对双语教学不适应的现状，培养了双语教学教师，积累了宝贵的经验。