材料力学双语教学研究

1、材料力学双语教学研究摘要材料力学是工科专业的一门重要的专业基础课。为了卓越工程师的培养和教学相长意义上教师本身的发展，材料 力学应采用国际化的教育手段，即通过中外文结合进行教学活动。对于这一新的教育方式，课题组从材料力学实行双语授课的 内在需要、与之适应的教学方法、如何选取外文教材、对教师的要求以及和电算结合等几个方面，探讨了材料力学在双语教学实 践和发展中面临的问题及解决方法。关键词材料力学；双语教学；计算机应用材料力学是以固体材料的强度、变形和稳定为主要 对象的基础学科，是结构和机械设计的学科基础。为了 在国际化社会科学的发展潮流中加强学科双语教学质 量水平，也为了塑造大量既有专业知识又有

2、较好外文水 平的现代人才，高校近年正在逐步加强对于材料力学双 语教学的探索。随着国际化的逐渐发展，国家间的交流 日益增多，学科教学已不局限于单一语言的指导教育。 双语教学是未来教学的发展趋势,通过这种新的教学方 式，不但能提高学生专业英语水平，也使学生可以更多 地参与国际专业交流。进行中外文学习和查阅外文文 献过程中，学生可以吸取国外材料力学或相关学科的最 新发展成果材料力学课程的双语教学可以训练学生 借鉴他人的思考角度，提升学生针对身边的具体工程问 题的思考、分析和解决的能力4这种新型的教学方式 可以促使传统思维和现代思维融合，是学生培养才干的 重要途径3o开展双语教学能够使学生熟悉外国的技

3、术 规范和法律，更好地借鉴国外经验技术，为今后自学国 外的科学技术打下坚实的基础模下面我们将从必要 性、教学方法、教材和教师条件、材料力学电算等几个方 面来探讨材料力学双语教学实践面临的问题和解决方 法。一、双语教学的内在需要与其他课程一样，材料力学需要改革，其中包括教 学方法与教学内容的革新，以适应时代要求和启发学生 学习的积极性与创造精神。（一）教材改革高等学校的材料力学课程教材和其他课程教材一 样,经历了几个阶段:直接使用或照抄西方国家教材；翻 译和使用苏联教材;在学习苏联的基础上结合我国的特 点和需要编写、使用自己的教材；发扬实事求是的精神， 吸取国内外教材的特点，对白编教材进行修订提

4、高。这 样,材料力学课程教材从无到有，由质量低到质量较高， 在满足党和国家培养高质量人才的要求上，编撰老师是 做出不少贡献的。但是也应当指出，在取得成绩的同 时，我们在进行材料力学课程教材选择与编撰的道路 上，还存在一些问题。目前，我国材料力学版本不少，但 多大同小异，特色较少，有些只是内容多少有差异，而教 材的结构、叙述、捕图例题等都类似，这种品种单调的情 况满足不了我国蓬勃发展的各类型的工科院校的要求。 因此，我们要编出一些质量较好的教材，一方面就要学 习苏联教材叙述严谨、系统性强的优点，另一方面又要 结合英美教材比较重视应用、理论联系实际工程的长 处，同时还能注入我国多年来所积累的教学经

5、验。在教 材内容的选择上，必须从实际出发，实事求是，要考虑到 课程的性质和任务去精选内容，不能盲目追求高精尖而 引起教材内容的大起大落。要保持教材的相对稳定性， 对已取得的成果，决不能轻率地推倒重来。实践证明， 许多优秀的教材都要经过多次的应用、长期的锤炼、反 复的修订，才可能逐步臻于完善，达到较高水平。迄今 为止，在我们已经出版的材料力学教材中，达到较高质 量的还不多，教学参考书、习题集和实验指导等工具书 还比较少，具有不同风格、不同学术观点和不同改革实 验的教材和参考书就更罕见了，因此，材料力学教材建 设的许多方面，还有大量的工作需要我们努力去做。我 们在总结自己编写教材经验的基础上，要认

6、真地分析学 习国外的教材，在教师和学生共同的参与下，吸收其中 对我们有用的成分,形成具有我国自己风格和特色的材 料力学教学,双语教学是其中的一个重要的实现途径。（二）学生的外语水平学生是教学活动的参与者。双语课堂上会出现大 量的文字和语音形式的外文词汇,如何顺利地接收和消 化这些信息，学生的外语水平是重要保证。显然，学生 对外文的掌握程度越好，语言障碍越少,那么其学习成 效就越大，这样可以达到较好的授课效果。对于外文程 度不高的学生，一般建议应该在修完相关课程之后，再 逐步开展双语学习，当然，也可以随班学习相关外文知 识和专业知识。英语水平首先表现为必要的词汇量，只 有具备了一定的词汇量才能进

7、行外语的听、说、读、写、 译训练。根据大学英语教学大纲的要求：大学生英语 四级词汇是4200个,材料力学的开课一般在二年级的下 半学期，这个时间已经有很多的学生通过了四级考试， 具备了一定的单同量基础和良好的英语阅读能力,因此 学生可以从容组织语言并应用专业知识学习这门课程。二、双语课程的教学方法文献同建议用对比教学法、调研教学法、激励思考 法、写作训练法等几种方法来提高双语教学效果。同时，我们强调双语教学的关键目的在于学习国外 同行对材料力学基本原理的不同和新颖的表现方式，并 不是让学生去生吞活剥地学习一些外文专业词句。因 此，在选定好外文材料力学教材后，需要给学生提供一 些类似的中文教材。

8、这样就设立了外文材料力学和中 文材料力学的对立面，好处在于:使学生们先使用母语 较快地学习掌握材料力学的内容和相关的中文专业表 述;在此基础上，在教师的带领下学习外文材料力学对 类似问题的不同解决方案，在学习具体问题的过程中， 掌握外文对材料力学问题的描述和具体的解决手段。 面对这种设置对立面的双语教学方式，学生不仅不会丢 掉根本的学习目的,还可以学习对同一材料力学原理的 中外两种解决方案,促使学生找出适合自己理解的那条 路56o在这个基础上，教师就可以循序渐进地应用双 方都易于接受的途径达到双语教学的目标。根据相关 的教学实践和对一些教学问题的认识，下面列举一些教 学方法。材材料力学课程有自

9、身的明显特点，它应用性与趣 味性较强。将本课程讲活的关键是充分而适当地“联系 实际”。联系实际还是潜移默化地增强学习目的性、提 高学习兴趣和主动性、培养工程观点和处理工程问题的 有效手段。为了在教学中能丰富地、生动地、恰如其分 地联系实际,教师多从事工程设计、科学研究，收集生产 及科研中的有关实例，并从教学的角度加以提炼,是很 有意义的。加强自学能力训练的必要性，已不待言。这里，对 当今大学生的“实际自学能力”与“自学能力的潜力”应 加以区分。在材料力学的教学中，由于青年可塑性大、智 力潜力大，大胆而又逐步地放手增加学生自学的比重是 可行的，实践证明，他们的潜力往往比我们预料的要大。开展课外“

10、学习与研究”的科技活动，让学生（首先 是学有余力的学生）进行研究性实验，对自学参考书及 有关资料进行综述与评论,对一些问题进行初步的研究 和探讨,写学习报告、研究报告,这对于启发创造精神, 培养自学、实验研究、理论研究和表达等能力，以及运用 所学知识分析实际问题的能力，好处甚大。在绪论及一些章节的“合理设计”部分，可以进行 （包括隐含）爱国主义教育;在问题的引出，公式的推导、 应用及合理设计部分，可以灌输唯物主义及其辩证法； 在问题的引出及理论的应用部分,可以隐含学习目的及 意义的教育，进行工程观点及方法的培养。其中，材料 的线性假设：b = Ee不宜作为基本规律（特别是在绪论 中）提出，而且

11、最好不要称作“虎克定律”，宜改为“单向虎 克定律”或别的什么名称。要突出广义虎克定律，它才 是基本规律，而b = Ee仅是它的特例，不强调这一点往 往造成很大的误导作用。多学时大纲的基本部分，没有“温度及变形速变对 材料性质的影响、蠕变及松弛概念”，从科技发展及工程 要求看，加上为妥。与强度（广义）有关的材料知识（除 金属外还应包括塑料等高聚物材料），除材料科学系学 生外，其他的学生知道得过少。疲劳破坏与持久极限的 概念，宜在“拉伸与压缩”一章的材料机械性质中先简单 地介绍，特别是对机械、航空等类专业的学生。这是从 该内容应有的地位及教学效果两方面考虑而言。三、双语教材的选取我国的材料力学教材

12、内容主要沿袭苏联教材,其特 点是偏重于理论、数学的严格性和系统性，内容深、广、 宽，这种类型的教材为我国的工业化培养了众多基础扎 实、思路缜密的科技人才，这个好处不能丢掉，但在这个 基础上,也可以了解一下欧美和日本的教程特点，为双 语教学的教材选择提供一点借鉴。英美教材总的基本特点是，强调应力和应变分析、 变形和变形能计算；注意加强基本理论,扩大知识面;也 重视计算技能的训练和工程设计能力的培养。由于英 美国家没有统一的教学大纲，所以教材在选材和讲法上 有较大灵活性。英美教材有些内容偏多偏深，这便于对 程度较好学生进行因材施教。由于教材风格不同和讲 法多样，对教师的教学很有参考价值。英美教材所

13、存在 的问题是，多数教材不如我国和苏联教材那样细致严 密,而往往只侧重公式的应用,这对于学生学好基本理 论是不利的。有些内容偏少或甚至没有，如“强度理论” “交变应力”等内容，在各教材中差别很大。此外,英美 教材中不提出构件强度条件和强度计算，未引用不等 式,这对学生掌握构件强度计算的方法是不利的。日本材料力学教材类型多样，各具特色。有的教材 内容深而全,要求高，篇幅大;有的教材短小精悍,重点突 出，以不同的方式启迪学生的思路;有的教材将科技史 料引入其中，这样不仅使学生学到书本知识，而且学会 获取知识的方法；有的教材经济观念较强，始终贯彻如 何以最少的资源来发挥最大的经济效益这样一条主线。

14、另外，日本教材还有一些特点:如言简意赅、颇有新意、 理论密切联系实际、习题和题解方法极为丰富、图文并 茂，简明直观、通俗易懂方面有独到之处。总之，选择外文教材需要在中文教材的基础上，根 据不同专业的教学要求、学生的特点，由教师来指定做 到行之有效。四、对教师的要求双语教学中，教师是最直接、具体的实施者和组织 者，高素质的双语教师是推进双语教学的决定因素67o 目前学校可实施英语教学的教师比例还很低，这与当前 教育国际化的要求不相适应8o双语教学要求授课教师 必须更新教学理念，改革教学方法，从教学目的与教学 方法之间的关系、知识教学和语言教学之间的关系等方 面,探讨双语教学的特点回。教师讲课时要

15、合理充分地 使用各种教学手段，如用图片、多媒体等介绍材料力学 与著名大型工程的关系10，将深奥的原理用易理解的动 画形式展示出来。可通过对比、问题、案例、调研、写作 训练、激励思考等多种手段来提高学生的思维创新能 力。教学可使用逐渐递进的方式来推进11，也可以教师 为主导，以学生为中心，采用案例式、讨论式、启发式教 学，加强师生间的互动交流12o在学习基本理论的过程 中，可适当布置一些中外文结合的侧重于灵活运用基本 概念和基本分析方法的习题让学生钻研和对比13140五、电算和双语教学结合目前,计算机语言基本是英语或其缩略词，双语授 课可以促进学生提高解决材料力学问题的编程计算能 力。随着高等院

16、校教学改革和人才培养计划的调整和 优化，科学技术飞速发展，新材料、新技术、新结构的不 断涌现以及社会对工程创新型人才的需求，教育部门对 材料力学教学提出了新的要求，探索在有限学时内更有 效地组织教学内容、改进教学方法和教学手段，提高教 学质量的新模式势在必行。因此,引入计算机进行材料 力学教学是十分必要的，是培养大学本科生具备创新与 实践能力、建设一流学科、加强建设创新型国家的时代 要求。计算机分析的引入将使材料力学所能解决的问题 加深、加宽，依据材料力学基本原理和基本方法，对一般 杆件内力计算、截面几何性质、应力状态和强度、稳定性 问题，可以开发计算流程图、源程序和算例。实践发现: 材料力学中引入计算机分析，会使计算过程大为简化和 快捷,无论对于改变学生的知识结构和能力的培养都是 有益的。首先，有利于本科学生尽早地接受计算机的训 练，并掌握计算机分析的基本方法。其次，有利于拓宽 学生的知识面，扩大他们解决工程力学问题的能力。一 般材料力学中所研究的对象大都是等截面直杆，载荷类 型也比较简单，计算分析使学生视野变得宽阔。最后， 有利于材料力学课程改革与内容更新。在材料力学计 算机应用中，本文作者运用Excel和VBA的函数数值计 算、自动处理数据，对