“工程材料科学与设计”课程双语教学的研究与实践
发布时间：2021-05-19
摘要：“工程材料科学与设计”是以双语教育为经，以讲授材料科学知识为纬，针对高年级材料化学专业本科生，配合当前科技信息和先进的教学策略，以培养国际化的材料合成及设计方面的高水平人才为宗旨的一门双语课程。经不断探索与改进，形成了自己的特色并取得了优异的教学成果。“工程材料科学与设计”于2009年被评为教育部国家双语教学示范课程建设项目。文章介绍了作者在“工程材料科学与设计”双语教学实践中的经验，分析双语教学中存在的问题，探讨解决对策供同行借鉴与参考。文章结合“工程材料科学与设计”课程的特点，介绍在双语教学实践中采取的教学方法和教学模式，分析了双语教学存在的实际困难，探讨了可行的解决之道。
关键词：双语教学;实践;“工程材料科学与设计”
“国家重点建设大学三年内‘双语教学’的课程比例要达到10%”是国家教育部于2001年9月教高4号文件中提出的要求。2007年，教育部颁发《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》指出，鼓励双语教学，鼓励留学生用英语讲授专业课程，坚持教授上讲台，保证为学生提供高质量教学。在学校有关部门的大力支持下，作者所在学院经过认真调研并根据材料化学专业教学和师资力量的实际状况，于2005年开设了“工程材料科学与设计”(TheScienceandDesignofEngineeringMaterials)双语教学课程。“工程材料科学与设计”双语教学课程是配合当前人们的科技信息和先进的教学策略，以培养国际化的材料合成及设计方面的高水平人才为宗旨的一门双语课程。本课程系统而精要地介绍材料的合成与制备、材料的组成与结构，以及材料的性能与加工等方面的内容，使学生深入了解材料的微结构-组成-合成-工艺的相互关系。本课程以双语教育为经，以讲授材料科学知识为纬，在实现培养目标的过程中，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生科学素养和国际交流能力。
“双一流”建设指的是世界一流大学和一流学科建设，这是中共中央、国务院作出的重大战略决策之一，也是继“985工程”“211工程”之后我国高等教育领域的又一项国家战略。2017年，内蒙古大学入选全国学科建设一流大学。2018年，成为教育部与内蒙古自治区人民政府合办的高校。在此背景下，内蒙古大学的课程设置体系、学生培养模式和教学方式都需围绕培养创新人才这一目标来做调整。学生的实践能力、综合素质、国际视野与国际竞争力也亟待大力加强。
材料化学专业理论课“工程材料科学与设计”的双语教学不仅可以传授专业的材料科学知识，也可以帮助学生掌握专业英语词汇和表达，目的在于培养人才的国际化。“工程材料科学与设计”课程是面向大四材料化学专业学生开设的核心课，也是大四化学基地、应用化学和化学工程与工艺专业的选修课，此时多数学生已经通过了英语四级考试，还有部分学生通过了大学英语六级考试，并已经完成了化学专业英语的学习，而实际上学生普遍对化学专业英语词汇掌握并不牢固，往往不能娴熟地使用专业英语词汇阅读化学科技文献和学习英文专业知识。“工程材料科学与设计”双语教学课程通过搭建“专业科学知识教学与英语应用互通平台”将材料的各项性能和多种研究方法用英语全面表达，在授课时使用全英语课件，让学生在有限的课堂时间内沉浸式地进入英文教学环境，高密度接触专业词汇，尽可能用英语思维理解材料科学专业知识。通过该课程的学习，材料化学本科生掌握了与材料密切相关的物理与结构化学方面的基础知识;掌握了材料的力学性能、电学性能、光学性能、介电性能、磁学性能和热学性能;掌握了复合材料的性能及应用，材料-环境的相互作用，材料的各种加工工艺及工艺与性能的关系;初步了解材料在工程、制造、机加工、日用品等领域中的应用，以及其他学科的新技术;提高了运用英文阅读专业文献和原版科学书籍的能力;同时为将来应用英语写作科技论文并用英文交流科研成果打下坚实基础。
一、双语教学实践
(一)用教材提炼
教学内容的载体是教材，双语教学高质量的重要保证是需要选择正确合适学生的教材。原版的国外教材是精益求精的，内容系统、详尽严谨，但对于本科生来说过于厚重，内容繁杂、学习难度较大，而且价格昂贵，超出大部分学生的承受能力。根据双语教学的特点和学生学习的实际情况，我们广泛收集原版素材，结合材料领域新进展，2005年编写了题为“工程材料科学与设计”的讲义。经过五年的校园试验和不断的修改后，正式出版了双语教材《工程材料科学与设计》(内蒙古大学出版社，2010年9月)。教材共有14章，材料科学方面主要涉及材料的合成与制备、材料的组成与结构、材料的性能与加工这三个主要知识面。具有内容简练、深入浅出、知识面宽、跟踪学术前沿、英汉对照和适用性强的特色。教材的出版也标志着“工程材料科学与设计”双语课程的日臻成熟。
(二)应用丰富的多媒体教学手段提升教学效果
利用集视频、图像、文字及声音于一体的多媒体教学方式使知识点更生动丰富、易于接受。“工程材料科学与设计”课程的特点是概念多、公式多，涉及的专业多、涵盖面广。课程讲解主要采用英文，基本概念、名词、主要结论和基本方法，以及计算方法反复用中英文强调，有利于英语程度不同的学生学习和掌握，但耗时较多。在课时较少的情况下，粉笔/黑板教学手段已不能满足“工程材料科学与设计”双语教学的需要。教学课程组教师在通过现代化多媒体教学手段如动画视频及线上课程，实现专业知识传播的直观性和可理解性，同时运用多样化的教学方式，实现师生教学互动，教学相长。我们教学课程组在课件制作上下功夫动脑筋，围绕“工程材料科学与设计”课程的重点难点，除了讲清原理的来龙去脉，还注意仔细斟酌合适的课件展示和视频演示。
(三)建立多元化双语教学新模式全方位培养学生综合素质
教学中，我们十分重视以人为本的教育理念，在教学过程中注重教书育人，运用交流、讨论、讲座等方式，创设真实情境，引导自主、互助、探究式学习模式，培养大学生的自我学习、自我获取知识能力，以及全方位的综合科学素养与国际交流能力。
组织专题讲演报告，学生以4到5人为一小组，分工合作搜集资料、组织备课、讲演演示、准备答疑。这样可以很好地提升学生的学习兴趣，激发学生的自主创新能力，同时促进了学生之间的友谊，培养了学生的科学技术能力。
目前，英语学术演讲被广泛应用于国际会议和其他国际学术活动中，作为交流的基本手段。英语学术演讲的有效性直接影响到学术交流的效果和学术成果的传播。双语教学不仅局限于教师用英语上课，更需要强调“以学生为中心”的教学模式，以激发学生的认同感和主动性，学生作为主体参与教学活动。“工程材料科学与设计”课题组积极开展基于材料学科知识的自主英语应用能力培养。首先，不同阶段的课堂教学过程中，提出了启发式、提问式、验证式和联想式等英语形式的问题，促进教学内容的发展同时推进了教与学的互动。其次，在课后组织学生参加学校组织的各种英语学术报告，以扩大学生的知识面，促进学生了解科学前沿问题和应用发展，让其自主检验在真实语境下的听力水平，鼓励学生对前沿课题的发展提出自己的见解，培养学生发现问题、分析问题并且能解决问题的能力，训练学生的英语写作和口语能力。此外，我们组织学生进行英语演讲(presentation)训练。一篇好的演讲稿不能决定演讲是否精彩，语言表达、表情和肢体语言也是演讲的关键所在。因此，要想更高效地培养学生专业英语口语，应该以双语教学为载体，开展英语演讲活动并结合专业知识。在每次课堂教学的最后两章，学生都被要求就教学内容进行演讲。几名学生被分配到一个演讲小组，要求每个学生在整个演讲准备过程中充分发挥自己的优势和团队精神。同学们兴趣盎然，准备充分，汇报展示异彩纷呈。讲演后教师对内容进行更正和补充，并对讲演情况进行分析点评，同学们无论在“工程材料科学与设计”课程内容上还是讲演技巧上都受益匪浅。通过采用上述多种形式的教学方法，引导学生专注一个课题深入的学习并对相关基本概念和理论的探索，激发了学生主动和研究性学习，进而提升了学生的交际能力和专业英语应用水平。
(四)以教学团队作用提高授课质量
我们由4名有国外留学背景和专业相近的教师以及1名国外华人教授组成教学团队，分别承担不同教学任务，以提高教学质量和学生对不同发音的适应性。团队成员中1人负责多媒体课件制作和网络维护，1人负责课后答疑及课后作业更新，另外3人根据自身专业知识背景和熟悉领域轮流承担不同章节的授课任务。教学团队每学期开课程总结座谈会，交流心得，提出下一学年教学改进方法和方案。这种教学方法获得了学生的一致好评，认为教师传授知识面深而广，能激发学生的新鲜感和好奇心，使学生在期待中掌握知识。
(五)强化质量监控提高教学质量
“工程材料科学与设计”双语课程考核方法采用平时作业占10%，课堂讨论占5%，口头报告或论文占5%，期中考试占20%，期末考试占60%。英文考卷，用汉语答疑，不仅可以让学生收获课程内容，而且可以拓展思维方式。教师不再是一步一步讲解课程内容，而是实际运用。“工程材料科学与设计”(TheScienceandDe-signofEngineeringMaterials)课程教学，在材料用例分析中，不仅提供了解决问题的方法，还更进一步地分析各个解决方案之间的不同，从而拓展了学生的思维视角，增强了学生的批判性思维能力，调动了学生探索知识的积极主动性。与此同时，对学生成绩的考核更侧重于平时成绩，期末考试成绩占60%，普通考试占40%。
“工程材料科学与设计”双语教学课程采取期末成绩统计和开展问卷调查两种方式检验上课效果。
1.期末成绩统计：
成绩分布直方图(图1)结果表明，学生成绩符合正态分布，多数学生成绩优良，对课程掌握较好。
2.开展问卷调查
第一个问题：对《TheScienceandDesignofEngi-neeringMaterials》课双语教学的兴趣。本研究旨在了解学生对本课程双语教学的感受。一方面，了解学生对这一教学活动的评价;另一方面，作者也想知道教学的明显效果。结果显示，72%的学生感觉良好或非常好，近30%的学生希望有更多的材料应用案例和具体的汉语讲解，以便在课堂上直接理解教学内容。
第二个问题：专业知识的获得。让学生获得足够的专业知识是双语教学的主要目的。考虑到双语教学是否会影响对专业知识的掌握和理解，本文设计了这个问题。从调查结果来看，超过80%的学生认为双语教学可以获得专业知识。
第三个问题：帮助提高英语能力。近90%的学生认为在整个课程中进行双语教学有助于他们提高英语水平。
相关期刊推荐：《高教学刊》(半月刊)创刊于2015年2月，刊载反应高等教育领域各学科的创新研究成果或改革实践的学术文章，着重反映广大高教工作者的创新理念、创新观点、创新经验;探索高教领域的创新思路、创新方法;介绍高教领域多方位的改革措施与实践经验;发布高教理论与知识的学习与研究，为广大高教工作者提供学术研究与交流平台。
授课过程中领导随堂听课、教学督导不定期检查、学生课后评价等一系列方法对教师教学进行考察。这些都能有效地提高教学质量。为了更深入地了解学生对双语教学的反应，期中可以进行小测试，要求学生匿名反映教与学中存在的问题，各抒己见。通过这种自我监督，可以尽快了解教学中存在的问题和信息，并及时地采取改进措施。
二、存在的问题与对策
双语教学是在教学中直接使用国外原版教材，用外语或外语和母语进行课堂教学、课堂讨论、作业和成绩考核的一种教学模式。让学生以外语为工具，系统地学习一门新的专业知识为双语教学的主要目的，增强学生对所学的专业知识运用外语更好地进行国际交流的能力。双语教学无论对教师还是学生都是严峻的挑战。
双语教学与汉语教学相比较，双语教学不仅要求教师具备较高的专业知识和一定的教学技能，而且要求教师具有良好的英语应用能力、较高的教学方案设计、组织教学和灵活运用各种教学方法和教学能力。主讲教师苏海全教授有丰富的教学经验和多年国外学习工作经历，学术造诣深厚，眼界高远。苏教授教学态度一丝不苟，全心付出，课堂上以清晰流畅、语速平缓的英文引领学生进入神秘的材料世界，深入浅出、挥洒自如、旁征博引，深受学生好评。现任澳大利亚昆士兰理工大学物理和化学学院的朱怀勇教授作为主讲教师之一，每年定期回国为学生讲授4学时的课程内容，结合本领域最新前沿和本人最新研究成果，朱教授使学生切身体会到置身于西方高校课堂的实景，教学效果显著。为了提高教学质量，学校、学院和课程组采取多种措施，促进青年教师学与教。教学团队的三名青年教师大多具有博士学位和海外经历，通过参加英语强化训练班、广泛开展国内外学术交流和出国学习等多种途径不断提高英语水平;并积极参加教学研究活动，全面提高教学能力，逐渐成长为教学骨干。在名师指导下，“工程材料科学与设计”教学团队不断整合优化，形成了一支优秀的教学团队。
双语教学涵盖专业知识和科技英语的特殊性，学生课下必须充分做足功课。除了了解专业背景还要预习掌握英语词汇和语法难点，课堂上才能跟上节奏，对答如流，参与讨论。作业、考试也是采用英文闭卷作答，课后必须及时复习，融会贯通，学习任务较为繁重。为了充分及时了解学生的学习情况，我们设计了问卷调查。其中的问题“学习的主要困难在何处?”，半数以上学生都选了“英语词汇量不足”和“阅读速度跟不上”选项。学生的理解往往是先把“工程材料科学与设计”课程的英文翻译成中文的字面意思，再把专业内容用中文来考虑，造成了思路上的分离和内容的误解。
双语教学的目的是使学生获得三个层次的收获：掌握材料科学知识和运用能力;提高专业词汇和外语水平;在专业领域具有国际竞争力。但有些学生不能准确把握双语教学的内涵，双语教学不同于语言教学，不要将双语教学的主要目标定位在提高外语语言水平上。也有学生对双语教学必要性缺乏认识，他们认为双语课程只是锦上添花，不是重点基础课，也不是考研课程，没有必要投入太多精力。我们课后与学生交流座谈以及问卷调查发现，大约2/3的学生由衷地喜欢上双语课程;也有1/4的学生主动性很低，对安排的双语教学只是随波逐流;剩下1/12的学生，他们的英语基础相对较差，也不愿多下功夫，这些学生在其他课上也经常敷衍了事。因此，应该明确要想加快我国的高等教育国际化进程，提高我国综合国力，双语教学工作是首要。应培养具有国际竞争力的高素质人才，同时也要提出切实有效的方案和措施，从多方面对学生进行评价，从而提高学生的学习信心。我们的具体措施是通过学生互相讨论和教师提问的方式提高学生的学习兴趣。目前的考核评价方法：平时成绩占30%，其中课堂讨论占15%，口头报告占15%，考试成绩占70%。英文闭卷可以用中文作答。试题题型主要包括基本概念及其定义的匹配、概念翻译、填空题、选择题、判断题、简答题和综合题。目前，国内高校基础专业课双语教学还处于探索阶段，在教材、多媒体课件、在线双语教学资源、双语师资培训、双语课程体系和教学管理等方面还需要建设和完善。专业的双语教学对高校教师来说具有较高的挑战性，在双语教学实践中，需要更多的精力和时间不断总结经验，提高改进双语教学的方式和方法，才能实现双语教学的目标。——论文作者：胡瑞珏，苏海全
