基于“結構設計原理”課程的全英文教學方式探索

向 南

(重慶交通大學國際學院，重慶400074)

一、引言

隨著全球化發展的需要及當代社會對復合型高級專業人才的需求，中國高等教育意識到英語或雙語教學的緊迫性和重要性［1］。針對國際型土木工程專業人才培養需要，對部分課程開展全英文教學是我國高等院校教育教學改革的方向之一，即在向學生傳授土木工程設計基本知識與工程設計分析計算技能的同時，培養學生采用英語理解課程內容、閱讀英文資料、編制英文計算書以及科技英語聽說等能力，為學生畢業后的涉外工作奠定基礎，以滿足社會對具有高水平專業知識和良好專業英語交際與應用能力的高素質人才的需要。重慶交通大學國際學院已在本科教改班開展“結構設計原理”課程全英文教學，并在多方面進行了探索。本文針對鋼筋混凝土及預應力混凝土結構的“結構設計原理”課程特點，結合全英文教學實踐，分析、探索適合國內土木工程專業學生專業基礎課程全英文教學方式。

二、“結構設計原理”課程教學特點

混凝土是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料。為了彌補混凝土材料抗拉能力的不足，將鋼筋以合理形式澆筑在混凝土中即形成鋼筋混凝土結構。與此同時，在混凝土結構中通過設置高強鋼材施加預壓應力即形成預應力混凝土結構。

混凝土由水泥、砂、碎石組成，之所以可與鋼筋組合形成結構構件，是因為鋼筋與混凝土有著近似相同的線膨脹系數，不會因環境不同產生過大的應力;同時，鋼筋與混凝土之間有良好的粘結力，從而實現混凝土與鋼筋之間的機械咬合，使得混凝土與鋼筋共同受力。

混凝土結構設計涉及混凝土、力學、制圖等知識，所以必須以建筑材料、材料力學、工程制圖等課程學習為基礎，并緊密結合工程實際進行學習。

混凝土結構材料組成的特殊性決定其受力狀態及變形、開裂十分復雜，不能完全按勻質材料進行“理論”分析，需借助諸多假定、試驗甚至經驗，內容比較抽象。主要體現在:基本假定多，如鋼筋混凝土受彎構件在荷載作用下，截面的平均應變符合平截面假定等;簡化、近似與經驗處理多［2］，如在鋼筋混凝土受彎構件的正截面承載能力計算中，鋼筋的應力―應變曲線多采用簡化的理想彈塑性應力―應變關系等;純理論分析少;計算公式多，其中多數為通過大量試驗總結出的半經驗半理論的公式，需要在理解公式本質的基礎上，注意公式的使用條件及其適用范圍。

結構設計原理主要任務是讓學生掌握土木工程中鋼筋混凝土結構設計驗算方法，為土木工程結構設計服務。一方面，生產中結構設計驗算必須以公路橋梁結構、鐵路橋梁結構、房屋建筑結構等相應設計規范為依據，需要結合相應規范規定開展教學，包括構造要求、計算規定、驗算方法等，以實現理論與實際的緊密結合。另一方面，任何規范都并非一成不變，將隨著科技水平和構成實踐經驗的累積與發展不斷地修訂、完善，學生面臨的工作也將多種多樣，因此，教學中需要重視不針對具體規范的基本原理、知識與方法的傳授，以增強學生的知識應用適應能力。

三、“結構設計原理”全英文教學教材的選用

“結構設計原理”是一門理論與實踐及經驗結合十分緊密的課程，與力學等邏輯性更強的課程比較，學生學習難度更大。根據課程特點及我國學生實際，選好教材是開展好全英文教學的關鍵。

重慶交通大學國際學院土木工程專業“結構設計原理”曾計劃采用國外高等院校土木工程專業原版教材，考慮到雖然混凝土結構設計原理的本質不分國際國內，但不同國家在工程設計中所依據的規范不同［3］，其教材針對的工程實際也有差別，也就是說原版教材必然是建立在所屬國家的相應規范基礎之上，加之中國學生在國內學習過程中不僅會感受到專業知識方面的壓力，還會感受到英文理解方面的壓力，因此，直接采用原版教材不能完全適合我國需要。基于上述原因，宜采用原版教材Design of Reinforced Concrete Structures(美國艾倫·威廉斯)與中文教材《結構設計原理》(葉見曙)相結合的教材體系，并指定相關英文參考資料。

四、“結構設計原理”全英文教學實踐

重慶交通大學國際學院土木工程專業的部分專業基礎課程，如工程力學、工程材料、結構設計原理等課程開設了全英文教學。經過2年的教學實踐，在教學方法與改革方面取得了成效。為了更好地開展“結構設計原理”全英文教學，對多種教學方式進行了探索與實踐。

完全遵循全英文的教學模式，即采用全英文課件，配合全英文的板書與講解模式。該方式存在的問題是大多數學生對專業英語表達方式的陌生以及專業詞匯量的不足，在接受程度上存在嚴重問題，直接影響到知識的理解與掌握。

在全英文的教學模式中，強化對重要內容的逐詞逐句翻譯與講解。例如，在進行“Design and Calculation Principle of Structure under Limit State Method”(結構按極限狀態法設計計算原則)的講授中，概論極限狀態設計法有兩個基本概念:可靠度與可靠性。其中可靠性包括(Safety)安全性、(Applicability)適用性以及(Durability)耐久性;可靠度則是指結構完成“預定功能”的(Probability)概率密度，是建立在統計數學基礎上，給予結構可靠性的一個定量的描述。兩個概念均表征結構的可靠程度，但在本質上卻存在差異。在英文表達中，兩個概念均用Reliability來表示，無疑增加了學生理解的難度。由于英文與中文的含義存在差別，在教學過程中需要針對某些特定詞匯進行重點講解。該方式存在的問題是學生僅針對逐句翻譯與講解的內容有掌握，其余內容的掌握仍然存在困難，實際上演變為英語的翻譯教學，同樣影響學生對專業知識的掌握，同時還直接影響授課的進度。

針對課程主要內容，結合圖示及動畫、實際的工程圖片，以英文問題(板書形式)提出，通過教與學互動以及學生間的討論，活躍課堂氣氛，以提高授課效果。例如，結合形象的圖示對預加應力的兩種主要施工方法及步驟進行介紹，并分別對比兩種方法的Tensioning time(張拉時間)、Anchoring position(錨固位置)以及(Prestress transferring way)預加力的傳力方式進行提問。該方式存在的問題是大部分學生本能地用中文進行思考和討論，需要鼓勵學生采用英語的思維方式進行思考與討論。

在授課過程中除進行全英文的講解外，應加強問答式(英文作答)的授課，調動學生的參與性，并在學生回答完成后由老師補充。例如，預應力結構是在改善鋼筋混凝土工作性能的基礎上經過長期的工程實踐以及研究所創造出的新結構，在引入預應力混凝土結構的基本概論之前，提問“What is the disadvantage of reinforced concrete structure(鋼筋混凝土結構的缺點是什么)”，回答完畢后，再針對改善混凝土的缺點引申出新結構——預應力結構的優勢，由此可加深學生理解的嚴密性。這種方式存在的問題是只有少數英語能力較好的學生會與老師進行互動，需充分調動學生的參與積極性。

授課中除對理論知識進行英文講解以外，根據課程進度組織播放相關的實際工程建設視頻、結構試驗圖片講解。該方式學生的參與積極性最高，興趣最濃烈，并能自覺將課堂上學習的理論知識與工程實際結合，效果較好。例如，結合實際工程中短柱的破壞圖片，針對短柱在軸心受壓情況下的受力方式、破壞形態進行詳細講解。

通過課后與學生的討論，彌補部分學生因英語理解能力原因而對課程內容理解的不足，受到學生的廣泛歡迎。

總之，通過多種教學方式的探索，對“結構設計原理”全英文教學有了更加深刻的認識，為開展好英文教學奠定了基礎。

五、土木工程專業基礎課程全英文教學的思考

(一)訓練學生的聽說與理解能力

學生的英語水平是英文教學成敗的先決條件。當代大學生均有十幾年的英語學習經歷，由于語言環境和英語應用機會的缺乏，語言的學習已逐漸演變為應試學科的學習模式，導致學生的英語能力普遍偏低。就結構設計原理而言，雖然課程涉及的專業詞匯并不多，英文表達也相對單一，但仍需學生具有基本的英語聽說與理解能力。倘若學生的接受能力達不到相應的要求，會直接影響到英文教學的開展。國際學院針對上述情況，已加強了大一、大二階段學生的英語能力訓練，以此增強學生接受全英文教學的積極性。

(二)提高教師的英語應用能力

教師的英語應用能力在英文教學過程中起著穿針引線的重要作用。除了應具備扎實的專業功底、較強的英語能力(聽、說、讀、寫)以外，需要教師大量閱讀國外的原版精品教材，并在教學過程中運用靈活的教學方式引導學生逐漸融入英文教學的狀態。

(三)合理選用全英文教學方式

土木工程專業基礎課程全英文教學不同于普通的課程英語教學，英語只是作為一種語言方式對專業知識進行講授。如果只是一味地追求全英文授課，而不考慮學生的接受程度，那就違背了英文授課的初衷。因此，可以考慮在一般敘述性講解時采用全英文方式，而在基本假定、受力機理、變形模式、分析計算等關鍵環節采用英文進行講解外，適當采用中文方式進一步對照講解，讓學生在理解的基礎上逐漸融入到全英文的教學狀態。這樣既不失全英文教學的初衷，又確保學生對課程內容的理解，保證教學效果與學生對課程知識的較好掌握。

(四)保證全英文教學效果的具體做法

課前引導學生，消除學生對全英文教學的低迷情緒，讓學生明確英語只是作為語言媒介應用于教學，幫助學生從英語的角度加深對專業知識的理解，并樹立學習的信心。例如，課前對土木工程的大環境進行相關介紹，并指出目前存在的問題:隨著涉外工程的增多，相關單位在招聘人員時往往陷入兩難境地，即選擇土木工程專業的學生，但英語能力匱乏、語言障礙會直接影響工作中的接洽;選擇英語專業的學生，但專業知識匱乏，會直接影響到工程本身。所以，需要培養既懂專業又具有英語應用能力的專門人才。

強調課前預習的必要性［4］。要求學生用英語的思維方式對專業知識進行思考有一定的難度，在課堂上除教師運用全英文進行講授外，全英文的課件內容也大部分摘自英文教材，為保證授課的效果，課前預習顯得尤其重要。以“結構設計原理”為例，學生對所學課程內容中的專業詞匯的認知直接影響到課程內容的接受程度。該課程專業詞匯相對較少，主要有Shrinkage and creep(收縮與徐變)、The tensile、compressive strength(抗拉、壓強度)、The origin of elastic modulus、tangent modulus、deformation modulus(原點彈性模量、切變模量、變形模量)、Homogeneity(均勻性)等。少量專業術語只要將主要的單詞在課前預習、理解，就可以在課堂上跟隨講授學習。

在每節課講授前，教師對上節課所學內容用英文形式進行提問、回答以及總結，喚起學生采用英語思維的意識。對將要學習內容中的關鍵詞匯、技術術語以及語句的表達逐字、逐條、逐句地多角度解釋，為學生課堂學習做好準備。

采用啟發式的教學方式。充分利用所在學校豐富的科研、技術研發與服務資源，以英文形式(板書)由淺入深地提出問題，激發學生學習的興趣，并引導學生運用英語的思維方式進行分析與討論。以問題為主線，引導出授課的主要內容，針對問題逐一進行延展。

采用以英文為主、中文為輔的方式進行教學。對于易于理解的內容采用英文教學，對于課程中的重點和難點，采取雙語循環式的教學模式，基本原理部分還需借助板書及圖式加以詮釋。例如，針對后張法，The stress calculation of concrete(混凝土的應力計算)計算公式相對比較繁雜的問題，需根據不同階段(預加力階段、一期恒載、二期恒載以及活載作用階段)的受力并結合材料力學進行分析及推導。公式的推導不僅需要先期課程理論基礎，還需結合相關的計算圖示進行分析。針對國內學生的實際情況，在采用英文方式從多方面進行講解的同時，對關鍵詞匯、推導過程及“轉折點”等采用中文解釋，能使學生更好地理解其實質。

注重國內外在土木工程設計規范方面的差異比較。在世界各國規范中，用以確定混凝土強度等級的試件形狀及尺寸不盡相同。中國、英國及德國等國家采用立方體(分別為150mm、150mm、200mm)劃分強度等級;美國、日本等國家采用圓柱體劃分強度等級。通過比較分析，讓學生更加深入理解問題的本質和工程應用方式。

在每章節末，針對課程內容的重點和難點，采取學生提問教師作答的互動模式(英文問答)［5］，以此加深學生對本章節內容的理解。

課后要求學生根據給定題目查閱相關的英文資料，運用英文撰寫閱讀報告，并在課堂上進行匯報。通過此方式提高學生獨立分析、解決問題的能力。

采用英文方式完成課堂作業及課程設計。

六、結語

在國內針對部分課程開展全英文教學雖存在諸多困難，但它是國際型人才培養的基本需要，要從教學方式、手段、措施等多方面入手，大力開展教學改革，探索適合國內學生的全英文教學途徑。

為了搞好土木工程專業學生專業基礎課程的全英文教學，需要充分認識課程的特點，以英文教材及英文講授為主，針對關鍵內容適當輔以中文說明，并結合圖文并茂的全英文課件及必要的英文板書，通過良好的英語表達、課堂互動和課后討論，適時引導學生用英文方式思考問題，充分調動學生采用英語方式學習的積極性，實現每一節課的教學目標與效果，并不斷總結、改進與提高。

［1］(美)艾倫·威廉斯.Design of Reinforced Concrete Structures［M］.北京:中國水利水電出版社，2002.

［2］葉見曙，結構設計原理［M］.北京:人民交通出版社，2005:5.

［3］劉林，呂曉寅，張鴻儒.混凝土結構設計原理課程多模式英語教學實踐與體會［J］.東南大學學報:哲學社會科學版，2012(Suppl.):256-258.

［4］張潞.《混凝土結構設計原理》雙語教學實踐與探討［J］.湖南科技學院學報，2008，29(12):25-26.

［5］管巧艷，閆祥梅，謝曉鵬.問答式授課模式在土木工程雙語教學中的應用［J］.高等建筑教育，2012，21(4):56-58.