石油工程專業(yè)理論力學(xué)全英文課程建設(shè)與教學(xué)實踐

劉偉+林青+林伯韜

[摘 要]為培養(yǎng)國際化、創(chuàng)新型石油石化人才，我校在石油工程專業(yè)開展了全英文課程教學(xué)改革與探索，實踐結(jié)果表明，恰當(dāng)?shù)亻_展全英文教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生自主進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)的濃厚興趣，也有利于培養(yǎng)學(xué)生利用英文進(jìn)行專業(yè)交流的能力。我校通過在理論力學(xué)全英文課程建設(shè)與教學(xué)實踐方面的工作，總結(jié)教學(xué)內(nèi)容建設(shè)、教學(xué)方法改革、教學(xué)評價方式探索過程中積累的一些體會與經(jīng)驗，以期對類似課程的全英文教學(xué)提供一定的借鑒。

[關(guān)鍵詞]理論力學(xué)；全英文教學(xué)；課程建設(shè)；教學(xué)實踐

[中圖分類號] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）12-0099-03

伴隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快以及我國對于油氣資源需求的快速增長，國內(nèi)大型石油石化企業(yè)逐步開啟海外油氣合作道路，穩(wěn)步實施 “走出去”的國際化戰(zhàn)略，海外油氣田開展合作開發(fā)、石油工程技術(shù)服務(wù)方面的業(yè)務(wù)量快速增長。石油石化企業(yè)國際化戰(zhàn)略的實施，緩解了國內(nèi)石油緊缺的問題，然而也面臨一系列挑戰(zhàn)與困難，其中較為突出的一個困難便是缺乏既掌握專業(yè)知識又熟悉國際規(guī)范、具有國際化視野的復(fù)合型人才。作為石油石化人才培養(yǎng)重要基地，近年來，中國石油大學(xué)（北京）圍繞國內(nèi)石油石化企業(yè)的迫切需求，基于自身的辦學(xué)特色與優(yōu)質(zhì)教育資源，積極主動地承擔(dān)起石油石化國際化人才培養(yǎng)的重任，探索建設(shè)國際化人才培養(yǎng)體系，以期為石油石化企業(yè)應(yīng)對激烈的國際競爭提供人才支持。[1-4]

作為國際化人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的具體措施之一，我校石油工程學(xué)院自2014年春季學(xué)期開始為2013級及往后各級石油工程專業(yè)本科創(chuàng)新班學(xué)生開設(shè)了一系列采用全英文講授的專業(yè)主干課程。本文幾位作者作為課程主講教師承擔(dān)了理論力學(xué)課程的全英文教學(xué)工作，并在教學(xué)過程中開展了理論力學(xué)全英文課程建設(shè)工作。經(jīng)過2013～2014、2014～2015兩學(xué)年的教學(xué)與課程建設(shè)探索與實踐，形成初步的體會與經(jīng)驗，對于全英文教學(xué)存在問題也有了更清晰的認(rèn)識。本文針對前期課程建設(shè)與教學(xué)實踐過程中形成的體會、經(jīng)驗以及存在的問題與相應(yīng)的建議進(jìn)行了總結(jié)和分析，以期對類似課程的全英文教學(xué)提供一定的借鑒。

一、理論力學(xué)全英文課程建設(shè)的意義與可行性

理論力學(xué)屬于經(jīng)典力學(xué)范疇，研究物體機(jī)械運(yùn)動的一般規(guī)律，是理工科大學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)課程。對于石油工程專業(yè)的本科學(xué)生而言，理論力學(xué)是一門非常重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)計劃中具有重要的地位。通過理論力學(xué)課程的教學(xué)，一方面培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用力學(xué)基本知識直接解決工程技術(shù)中實際問題的能力，另一方面也為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼的材料力學(xué)、滲流力學(xué)、巖石力學(xué)等專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)。因此理論力學(xué)全英文課程建設(shè)是石油工程專業(yè)全英文課程體系建設(shè)中非常重要的一環(huán)，開展理論力學(xué)課程的全英文講授，對理論力學(xué)全英文課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行建設(shè)具有顯著的必要性。通過構(gòu)建與國際接軌的教學(xué)內(nèi)容與方法體系，通過全英文方式的講授，使學(xué)生在掌握理論力學(xué)專業(yè)知識的同時，提高專業(yè)英語水平，習(xí)慣英語思維方式，形成使用英語進(jìn)行專業(yè)交流的能力，有助于全面提高學(xué)生素質(zhì)，實現(xiàn)國際化人才培養(yǎng)。

在開設(shè)全英文課程體系前，為適應(yīng)我國石油經(jīng)濟(jì)國際化發(fā)展戰(zhàn)略與我校建設(shè)石油石化學(xué)科領(lǐng)域國際一流研究型大學(xué)的發(fā)展目標(biāo)，培養(yǎng)具有高素質(zhì)的國際化、創(chuàng)新型石油石化專業(yè)人才，我校石油工程學(xué)院已經(jīng)開展了一批示范性雙語教學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)實踐，取得了顯著的效果，積累了不少經(jīng)驗。具體來說，石油工程學(xué)院的工程力學(xué)（包含理論力學(xué)與材料力學(xué)）雙語課程在石油工程專業(yè)本科生中已經(jīng)進(jìn)行了多年的講授，積累了大量的課程建設(shè)經(jīng)驗，形成了豐富的教學(xué)文件，培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊。在師資力量方面，近年來我校石油工程學(xué)院通過引進(jìn)具有國外博士學(xué)位和有國外交流學(xué)習(xí)經(jīng)歷的青年教師與現(xiàn)有教師赴國外高校交流訪學(xué)的方式，已經(jīng)形成了一支具有良好國際化教育背景的教師隊伍。具體到理論力學(xué)全英文課程，學(xué)院為該課程配備了由兩位具有美國博士學(xué)位的教師以及一位具有美國高校聯(lián)合培養(yǎng)經(jīng)歷的教師組成的教學(xué)團(tuán)隊，且都具有力學(xué)學(xué)科相關(guān)背景，一方面對理論力學(xué)課程內(nèi)容有較好的把握，另外一方面也都具有較高的英語水平，充分保障了理論力學(xué)全英文課程教學(xué)質(zhì)量。石油工程專業(yè)本科創(chuàng)新班學(xué)生是學(xué)校在每年入學(xué)之初從新入學(xué)理工科專業(yè)本科生中選拔出的拔尖學(xué)生，數(shù)理基礎(chǔ)較好，英語水平普遍高于同期入學(xué)學(xué)生的平均水平，適合于開展全英文教學(xué)。因此從前期雙語課程教學(xué)積累、師資力量配備以及學(xué)生素質(zhì)方面，都具備開展理論力學(xué)全英文課程教學(xué)與課程建設(shè)的可行性。

二、理論力學(xué)全英文課程建設(shè)

課程建設(shè)內(nèi)容包括教材的優(yōu)選與確定、教學(xué)內(nèi)容的合理選擇與安排、教學(xué)方法的改革與探索、教學(xué)評價方式改進(jìn)等。

教材選用：教材作為教師進(jìn)行教學(xué)的基本依據(jù)和學(xué)生學(xué)習(xí)的重要材料[5]，是課程建設(shè)的核心，集中體現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系。好的教材既要全面涵蓋課程的主要內(nèi)容，又應(yīng)當(dāng)合理安排章節(jié)體系和知識點(diǎn)的前后銜接。考慮到目前我校的理論力學(xué)全英文課程尚處于課程建設(shè)的初期階段，尚不具備直接自編教材的條件，在透徹研究國外經(jīng)典教材內(nèi)容體系并結(jié)合我校石油工程專業(yè)特點(diǎn)、學(xué)生素質(zhì)的基礎(chǔ)上，選定了Dietmar Gross等人編著的Engineering Mechanics I ： Statics[6]與Engineering Mechanics III ： Dynamics。[7]該教材內(nèi)容涵蓋了國內(nèi)理論力學(xué)所包含的靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)內(nèi)容，具有概念清晰、深入淺出、簡明卻不失嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)，同時該書的英語行文平實易懂，相當(dāng)于類似石油工程的工科專業(yè)大學(xué)低年級本科生的理論力學(xué)課程。同時，作為對上述教材的有益補(bǔ)充，我們還指定了J. L. Meriam編著的Engineering Mechanics： Statics & Dynamics [8，9] 作為教學(xué)參考書。

教學(xué)內(nèi)容：考慮到全英文授課所需時間可能比中文授課費(fèi)時，需要在確保知識體系完整的前提下對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精煉和優(yōu)化，合理安排課堂精講、概述和課外自學(xué)等內(nèi)容。在選定教材的基礎(chǔ)上，通過對比國外經(jīng)典理論力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容與國內(nèi)理論力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容，確定了課程教學(xué)內(nèi)容主要包括：理論力學(xué)引論、匯交力系的合成與平衡、任意力系的簡化與平衡、重心、質(zhì)心與形心計算、結(jié)構(gòu)支座反力計算、桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算、干摩擦、功、能量與虛功原理、質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)、剛體動力學(xué)。由于教學(xué)學(xué)時的限制，同時考慮到在后續(xù)材料力學(xué)、巖石力學(xué)一些課程的需求，在教學(xué)內(nèi)容的確定過程中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)靜力學(xué)部分。

教學(xué)方法：由于采用英文教學(xué)，學(xué)生單純通過聽教師講授的方式接受信息的完整程度、消化速度與中文講授課程相比要低，特別是在課程剛開始時，學(xué)生可能會表現(xiàn)出現(xiàn)一定的不適應(yīng)，因此全英文課程采用傳統(tǒng)的教師傳授式教學(xué)可能收效甚微，需要對各種教學(xué)方法進(jìn)行綜合應(yīng)用，探索保證全英文授課質(zhì)量的教學(xué)方法與手段。

鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí)對于全英文教學(xué)非常重要。在教學(xué)過程中，我們鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí)相關(guān)章節(jié)的教材內(nèi)容，初步熟悉陌生詞匯，并對課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一定的思考，對相關(guān)問題形成一定的初步見解。在課堂教學(xué)開始時，通過提問并對正確回答問題的學(xué)生進(jìn)行獎勵考核，充分調(diào)動學(xué)生課前預(yù)習(xí)的積極性。通過這種方式，一方面使得學(xué)生熟悉課堂教學(xué)內(nèi)容，帶著初步的認(rèn)識與疑問參與課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果顯著增強(qiáng)，另一方面也能夠在一定程度上彌補(bǔ)學(xué)生在全英文教學(xué)語言上初期的不適應(yīng)，充分保障教學(xué)質(zhì)量。

針對理論力學(xué)課程的特點(diǎn)，合理采用多媒體與傳統(tǒng)板書授課相結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行課堂教學(xué)是全英文教學(xué)的一種有效教學(xué)方法。在兩學(xué)年的理論力學(xué)全英文課程建設(shè)與教學(xué)實踐過程中，我們已經(jīng)制作了完整的全英文多媒體課件，對于信息量較大，需要直觀展示的圖、表及實際力學(xué)過程的描述等，可通過形象、生動的多媒體展示，使學(xué)生能在較短時間內(nèi)高效地獲取直觀的印象與信息。而對于重要理論公式推導(dǎo)、典型習(xí)題求解過程等教學(xué)內(nèi)容則采用傳統(tǒng)板書的方式進(jìn)行授課，使學(xué)生能夠充分理解和掌握相關(guān)理論知識，同時也能體現(xiàn)理論力學(xué)課程的邏輯嚴(yán)密性與科學(xué)性。通過采用多媒體課件與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的教學(xué)方法，不僅充分利用了多媒體課件包含信息量大并且生動形象的特點(diǎn)，同時也能充分發(fā)揮板書教學(xué)手段易于控制教學(xué)節(jié)奏且便于師生互動的優(yōu)勢，能最大限度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并提高課堂教學(xué)效率。

為補(bǔ)充本科學(xué)時壓縮背景下課堂教學(xué)時間的不足，在教學(xué)過程中，我們嘗試引入團(tuán)隊學(xué)習(xí)教學(xué)法，以3～4人為一組的標(biāo)準(zhǔn)將全班學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，將課堂上選擇概述的教學(xué)內(nèi)容分配給各小組，要求學(xué)生課后對所布置的內(nèi)容開展團(tuán)隊學(xué)習(xí)、討論，制作多媒體幻燈片進(jìn)行匯報。在教學(xué)過程中，我們嘗試安排了一次討論課，由各學(xué)習(xí)小組指派一名團(tuán)隊代表在課堂上用英語進(jìn)行口頭匯報，詳細(xì)講解所討論和學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)，并接受學(xué)生提問，給出解答。通過這種形式，一方面提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和能力，另一方面也鍛煉了學(xué)生應(yīng)用英語進(jìn)行交流的能力。從學(xué)生的反饋來看，取得了良好的效果。

按照培養(yǎng)方案，理論力學(xué)課程安排在大一學(xué)年第二學(xué)期，是最早開設(shè)的一門全英文課程，學(xué)生初次接觸到相關(guān)的專業(yè)英語。因此，我們在課程教學(xué)開始時，針對理論力學(xué)常用的力學(xué)概念、數(shù)學(xué)表達(dá)方式的英文表述先進(jìn)行講授和學(xué)習(xí)，同時在課程開始的初期階段適當(dāng)控制英語語速，確?？谡Z清晰，快慢適合，避免使用生僻詞匯和長句，對于重要的、不常見的學(xué)術(shù)詞匯，加以一定的解釋，使不同英語水平的學(xué)生都能夠接受全英文教學(xué)。

課堂簡易演示實驗有助于加深學(xué)生對所學(xué)知識點(diǎn)的理解和掌握。理論力學(xué)課程的一些力學(xué)原理能夠通過一些簡易的演示實驗進(jìn)行講解，例如在教學(xué)干摩擦一章的belt friction部分時，學(xué)生對于理論推導(dǎo)所得的Euler-Eytelwein公式不具有直觀認(rèn)識，我們通過設(shè)計一個小型的簡易演示實驗，對于摩擦力隨繩索在軸上繞的匝數(shù)呈指數(shù)增加的現(xiàn)象進(jìn)行了演示，加深了學(xué)生的理解和記憶。

考核評價：理論力學(xué)全英文課程采用綜合成績對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價，全面考慮平時作業(yè)、期末考試、團(tuán)隊學(xué)習(xí)與口頭報告表現(xiàn)、課堂問答等方面的表現(xiàn)進(jìn)行評估。課程平時作業(yè)按教學(xué)內(nèi)容每章布置作業(yè)1 次，并采用全英文的形式進(jìn)行作答，課程期末考試試卷以及答題也都采用全英文的形式。通過對團(tuán)隊討論、學(xué)習(xí)與口頭匯報的表現(xiàn)進(jìn)行評價，成績占最終課程成績的10%。此外，結(jié)合鼓勵學(xué)生提前預(yù)習(xí)的教學(xué)方法，在課堂上隨機(jī)提問學(xué)生對于課程知識點(diǎn)的理解與認(rèn)識，并對表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生給予獎勵分?jǐn)?shù)。通過上述綜合考核評價方式與前述各種教學(xué)方法的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生在掌握知識點(diǎn)的同時培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源：在學(xué)校的支持下，在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上建設(shè)了課程網(wǎng)站，涵蓋課程介紹、課程內(nèi)容、課程評價等內(nèi)容，將教學(xué)過程中形成的全套英文版教學(xué)文件如教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、講義、教案、課件、習(xí)題、試卷、實踐指導(dǎo)書等上傳至課程網(wǎng)站，便于學(xué)生課外自學(xué)。通過網(wǎng)站的留言與信息系統(tǒng)，學(xué)生能夠?qū)虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法提出問題和建議，教師也能及時地給予解答和回復(fù)，加強(qiáng)了師生網(wǎng)絡(luò)互動。

三、理論力學(xué)全英文課程教學(xué)實踐

自2014年春季學(xué)期開始，經(jīng)過在我校石油工程專業(yè)本科創(chuàng)新班學(xué)生中開展兩次理論力學(xué)全英文課程教學(xué)實踐，已經(jīng)初步形成了完備的理論力學(xué)全英文課程教學(xué)體系和一套行之有效的教學(xué)方法。經(jīng)過對兩屆學(xué)生的調(diào)查結(jié)果表明，我們的理論力學(xué)全英文課程基本實現(xiàn)了采用全英文教學(xué)語言向?qū)W生傳授理論力學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的教學(xué)目標(biāo)，有效地提高了學(xué)生采用專業(yè)英語交流的能力，同時通過團(tuán)隊學(xué)習(xí)、討論和口頭報告等方式，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、調(diào)查研究、歸納總結(jié)和英語表達(dá)的能力。

當(dāng)然，在教學(xué)實踐和學(xué)生反饋中，也存在一些問題。例如少數(shù)學(xué)生由于英文水平不足，對于采用全英文教學(xué)仍然不太適應(yīng)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不足。對于這樣的問題，我們建議采用學(xué)生自主選課與教師篩選學(xué)生這種雙向選擇的方式來解決。目前我校全英文課程教學(xué)在初步探索中，要求創(chuàng)新班學(xué)生參加全英文課程學(xué)習(xí)，然而不可避免存在部分學(xué)生對此不感興趣，而非創(chuàng)新班學(xué)生中也一定有部分學(xué)生對此課程感興趣，因此有必要對參與課程學(xué)生進(jìn)行篩選與分類。可以考慮根據(jù)學(xué)生的英語知識水平、學(xué)習(xí)積極性和主動學(xué)習(xí)能力進(jìn)行選拔，盡量讓對感興趣并具有一定英語水平的學(xué)生參與全英文課程學(xué)習(xí)。此外，目前在全英文教學(xué)過程中普遍采用國外原版教材，一方面價格較為昂貴，另一方面也存在知識體系和內(nèi)容與國內(nèi)其他課程存在重疊和不兼容的情況，因而有必要進(jìn)行教材建設(shè)，力爭編寫出既符合國內(nèi)學(xué)生語言水平、知識體系，又能與國際化教育體系順利銜接的全英文教材。另外，教學(xué)過程中少數(shù)學(xué)生可能存在本末倒置的現(xiàn)象，將重點(diǎn)放在學(xué)習(xí)英語語言上，事實上，在全英文課程學(xué)習(xí)的兩大任務(wù)——學(xué)習(xí)專業(yè)知識和提高利用英語進(jìn)行專業(yè)交流能力中，顯然后者才是更加重要的方面，在這點(diǎn)上授課教師也需要特別注意。

四、結(jié)語

本文總結(jié)了國際化辦學(xué)背景下我校石油工程專業(yè)理論力學(xué)全英文課程建設(shè)與教學(xué)實踐的一些經(jīng)驗和體會?？偟膩碚f，石油工程專業(yè)理論力學(xué)全英文課程經(jīng)過兩年的課程建設(shè)和教學(xué)實踐，取得了初步的教學(xué)經(jīng)驗和成果，形成了一套全英文教學(xué)基本文件，初步確立了一套行之有效的全英文教學(xué)方法，教學(xué)效果反饋良好。在下一步的課程建設(shè)和教學(xué)實踐過程中，仍然需要對比不同教學(xué)方法使用的效果，并對課程教學(xué)成效進(jìn)行跟蹤評價，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行及時總結(jié)反思，進(jìn)一步改進(jìn)與完善教學(xué)方法與手段。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]