金屬材料及工藝雙語課程教學項目的研究

陳宗民 于文強 翟曉慶

山東理工大學機械工程學院 山東淄博 255049

1 課程在工科類專業中的地位及作用

金屬材料及工藝是工科專業學生最基礎的必修課程，中國工程教育認證協會在2017年11月修訂的《工程教育認證標準》中根據國內外工程教育的發展現狀和趨勢，在第三部分的《專業補充標準》中明確地將材料科學基礎及其他相關學科的科目、熱加工工藝基礎、機械制造基礎列為機械類、近機械類、材料成型及控制工程等專業課程體系中的工程基礎類必修課程。我校負擔此類知識體系的課程是金屬材料及工藝。

進行工程教育專業認證是保障教育質量的現行國際制度，也是實現工程教育和工程師資格國際互認的重要手段之一。因此，推動中英雙語教學課程項目研究既符合國際通用標準，又適合中國現有的教學方式和模式，能培養學生以外語為工具學習專業知識的能力，提高學生的專業外語水平和創新思維能力，增強學生在現代社會的工作適應能力[1]。早在2007年，《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》(以下簡稱《意見》)中就提出鼓勵開展雙語教學工作[2]。由于在全球經濟、文化和技術深度交融、互為借鑒的趨勢下，教育呈現出國際化趨勢，教育部在《意見》中指出：按照“教育面向現代化、面向世界、面向未來”的要求，為適應經濟全球化和科技革命的挑戰，本科教育要創造條件使用外語進行公共課和專業課教學，特別是在信息、生物、新材料技術等專業開展雙語教學，力爭近三年內實施“雙語教學”的課程應占全校課程總數的5%～10%。這是中國高等教育國際化發展的必然需求。可以說，雙語教學是我國走向高等教育國際化的重要橋梁[3]。

2 本課程課堂教學現狀及存在的問題

(1)以往的課程設置內容繁雜、不夠系統。

(2)教學體制上缺乏教師英語授課的培訓機制，對雙語教學的獎勵和激勵機制不夠合理。

(3)任課教師的知識結構不適應課程體系對知識系統性和關聯性的要求。

(4)教學大綱和內容僵化，多數院校沒有在教學內容上設置針對專業的調整機制，存在“一鍋端”的狀況。

(5)缺乏能體現本學科最前沿國際教育理念，同時又適合中國教學環境的優秀教材。

(6)目前，在本校其他課程的雙語教學中，也頻現學生難以較好地適應專業課和專業基礎課程雙語教學的現象。

3 改進的措施及實施方案

3.1 建立與專業培養目標相結合的教學體系

金屬材料及工藝雙語課程是機械類專業教學改革的主要組成部分，在專業培養計劃中，依據學校的師資條件和學生層次，采用以英語為主、漢語輔助的教學方式和手段。英語僅僅是為課程實施服務的方式與手段，而不是目的。雙語教學的目的，是要拓展學生對專業知識的掌握，使其既熟練掌握金屬材料及工藝的相關專業知識，又能夠運用英語來進行該領域的技術交流。在金屬材料及工藝雙語課程教學過程中，必須以金屬材料、金屬材料加工工藝知識為中心來組織教學，以向學生傳遞知識，并使其掌握基本內容為保障教學質量的前提。因此，開展雙語教學應該堅持因材施教、實事求是、循序漸進的原則，制訂完善的教學體系和文件。為此，在教學項目實施前，對課程體系進行了細致的設計，包括如下文件。

(1)教學大綱"SDUT Mechanical Engineering Program Course Syllabus:Metal Materials and Technology"。大綱對教學內容做了精確和詳盡的安排，見表1。

表1 教學大綱及學時安排

(2)實驗大綱"SDUT Experiment Projects:Metal Materials and Technology"。實驗大綱對實驗背景、實驗目的及考核方式進行了詳細的說明，對實驗項目的準備和實施進行了細致的安排，見表2。

表2 實驗項目及學時安排

3.2 教學內容的模塊化處理

按知識特點可將金屬材料及工藝雙語課程劃分為四大模塊(如圖1所示)：(1)金屬材料基礎知識模塊(Basic Knowledge of Metal Materials)，包括金屬材料性能、晶體學基礎知識、鐵碳合金、金屬材料熱處理等；(2)鑄造技術模塊(Foundry Technology)，包括鑄造工藝原理、砂型鑄造、特種鑄造和鑄件結構設計；(3)鍛壓技術模塊(Forging and Stamping)，包括凝塑性變形原理、鍛造，沖壓等；(4)焊接技術模塊(Welding Technology)，包括電弧焊、電阻焊和其他焊接方法。

圖1 金屬材料及工藝雙語課程的知識結構體系

各模塊中按知識類別進行了系統化處理。圖2為鑄造技術模塊(模塊二)中的知識體系及處理方式。每個模塊中的重點內容都要進行適當拓展并盡可能地提供相應的工程案例。難點內容要結合學生的實際基礎，深入淺出，理論上夠用為度，以工程實踐為主。例如，在講解“鑄造技術中的工藝原理”部分時，理論部分只簡要地強調工藝性能對產品質量的影響，重點講解在鑄造過程中如何進行影響控制。而在講解“鑄件結構設計”時，完全以生產實際中的案例進行講解，鼓勵學生進行適當拓展，甚至組織學生進行調研和課堂匯報。這樣，可以在教學中有效地提高學生的學習興趣和效率，激發其主觀能動性。

圖2 模塊二的知識結構體系和處理方式

3.3 優化教材

雙語課程的課本、教案和教學課件是實施教學項目的媒介，也是教師“教”與學生“學”的融會點。我國材料科學與工程專業的雙語教學開展時間較短，相關的專業教材仍然比較匱乏[4]。

最初，課程采用英美原版優秀教材。但是，由于文化背景的差異和教學目標的不同，原版教材不能完全適用于教學。后來采用自編教材，素材雖全部出自國外優秀教材，但根據實際情況進行了適當的取舍和簡化。另外，在選錄原版教材時，也十分注意英文的難度，過難會影響學生對專業知識的理解和學習。內容上也根據專業培養方案和課程教學大綱，在不失原版韻味的前提下，進行了適當的選擇和簡化。

同時，編教材時還應注意吸收各類原版教材的精華。有些原版教材表述嚴謹，語言規范、簡練，特別適合用于理論性強的內容。例如，在編著“金屬材料的晶體結構”部分時，選用了威斯康星大學著名的材料加工工程學教授Rajiv Asthana所編著的"Materials Science in Manufacturing"中的"Crystal Structure"部分。而在編著"Casting Design"部分時，選取了ASM International編著的"Casting Design and Performance"，因為此書中大量、生動的工程案例令人嘆為觀止。

3.4 采用合理的教學模式 提高學生和教師的適應能力

在雙語教學項目的實施中，施教模式是一個關鍵因素，在很大程度上影響著雙語教學的效果。由于金屬材料加工的理論和工程知識講起來既枯燥又難以理解，專業詞匯也比較晦澀生僻，普通被動式教學模式易使學生產生畏難和厭倦的心理[5]，因此必須創新施教方式。

(1)在雙語使用的比例上循序漸進，創造語言氛圍。教學中大量的英語口語表述內容會使大多數學生感到緊張和困難。因此，課堂教學中要適當進行調整，教學過程要循序漸進。在授課初期，將重要的、基礎的金屬材料及工藝領域詞匯以板書呈現，給出英文的詳細解釋，但講解時用漢語表述，盡量克服學生死記硬背專業詞匯而理解不佳的狀況。隨著學生適應力的提高，板書和講解盡量以英語為主，使用少量中文標明一些難懂的術語。例如，在“鑄造成型”部分，“runner”在專業術語中被譯為“橫澆口”；“molder bellow”作為一種鑄造工具，在中國被稱為“皮老虎”，此類極其專業且意義狹窄的術語必須以中文表述明示。在講解中視課堂教學效果，可適當摻入10%～20%的英語。教學后期，在講解例題、作業以及命題考試時，則盡可能使用英語，通過頻繁使用英文注解，使學生潛移默化地接納和掌握術語。然后逐步增加難度，進而從對專業詞匯的記憶過渡到對表達方式的理解和習慣。

(2)教師利用備課時的體會和教師研究工作中的專業英語積累，廣泛使用自己在用英文寫作和交流中經常使用的英語表達習慣和方式。授課時，鼓勵學生在課堂上用英文記筆記，使學生更容易在課堂上消化教學內容。通過金屬材料及工藝課程的雙語教學實踐，不僅要使教師的雙語教學水平得到鍛煉和提高，也要使努力堅持雙語學習的學生有所收獲，提高他們在未來工作中面對國外學生或科研學者時的語言交流能力，同時也提高他們查閱英文專業文獻的能力。

(3)活躍課堂氣氛，鼓勵學生自我表現。從雙語授課的實際情況來看，雙語教學中由于語言表述能力，尤其是口語困難較多，如學生專業知識匱乏、英文閱讀速度慢、學習壓力大、課堂上互動較少，會嚴重地影響課程教學進度。所以，想辦法讓學生主動參與，消除緊張和疲憊心理很重要。為此，以動機歸因理論為理念，對金屬材料及工藝雙語課程課堂教學進行了設計。

動機歸因理論是美國心理學家維納(B Weiner)在海德(F Heider)和羅特(T B Rotter)的研究基礎上提出的，該理論認為：當人們將成功歸功于能力、努力、勤奮這類內因時，會激發驕傲和成就感；而歸功于任務難易程度和運氣這類外因時，則獲得的成就感顯著降低。當人們將任務失敗的原因歸為能力、勤奮不足時，會在內心產生明顯的羞愧和自責，而將失敗和挫折歸于客觀原因，如任務太難、運氣不佳時，所產生的羞愧和自責感程度顯著降低。因此，通過自己努力獲得的成就，將會使學生體驗到較強的愉悅感；而沒有足夠的投入而導致的失敗會使學生體驗到明顯的自責；但是，經過努力卻失敗了是應該受到鼓勵的。歸因理論揭示了學習動機和效果之間的關系[6]。因此，應該強調學生的主觀能動性，激勵個人不斷努力。例如，課堂中曾經讓學生翻譯例句"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."有學生將之譯為“有些工廠擁有并且能夠合理使用燒結儀器。但在我35年的造型打工中，只在我服務的兩個車間中有這破玩意兒。”其中對“hobo”和“animal”的翻譯引起了其他學生的哄笑，但得到了教師的極高評價。因為這個翻譯非常生動而又不失準確地反映了作者對“燒結儀器”的不屑一顧。當然，技術文獻翻譯要有一定的嚴肅性。后來，經過學生的課堂討論，教師同意將該翻譯由“這破玩意兒”改為“這類東西”。通過這個例子，可以看到雙語教學活躍了課堂，激勵了學生，激發了學生參與的積極性，學生在克服畏難心理的同時，還能獲得學習上的成就感，繼而使教學效果顯著提升。

3.5 設計合理的考核方式

考核全部采用英文試卷，要求學生用英文回答專業問題。考核內容以工程應用為主，題目類型包括填空、判斷、簡答、綜合分析和計算題。除此之外，還有中英文關鍵詞和英文段落翻譯、科技文章的寫作等內容。這樣的試卷具有雙語特色，可以綜合評價學生的英文和專業水平。

4 結語

金屬材料及工藝雙語課程教學改革項目具有以下特色：首先，教學體系既體現與國際接軌，又考慮國內文化背景和本校教學的具體情況。其次，在該教學改革的同時進行了教材改革，優化了授課內容，教授方法采用混合語言的方式。最后，在教學模式上通過應用動機歸因理論，把我國教育強調傳授專業知識為主的實用型作風與西方國家追求的自主能動的啟發型風格結合起來；把我國教育“學多悟少”與西方國家教育“學少悟多”結合起來。

該項目填補了本校該課程雙語教學體系的空白，扭轉機械、材料類學生對雙語教學不適應的現狀，培養了雙語教學教師，積累了寶貴的經驗。