石油工程专业材料力学全英文课程教学探索与实践
林伯韬+林青+庞惠文
[摘 要]石油工程专业材料力学全英文课程教学需要不断探索与实践。根据中国石油大学（北京）本科生材料力学课程全英文授课情况，科研从教学思路、教学方法和教学评估等方面进行有益的探索，同时分析实践过程中存在的问题并找到可行的解决方案。实践表明，全英文教学能激发学生学习英语和专业知识的兴趣，提高英语交流表达能力，培养国际化思维，为培养精通海外业务的石油石化人才做出贡献。
[关键词]材料力学;全英文教学;石油工程
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）01-0077-03
一、引言
随着全球化步伐的加快，石油工程学科的人才培养和科技创新方式也开始有条不紊地实施国际化战略。特别是近年来我国石油企业努力拓展境外能源开采业务，加大国际合作力度，对具备国际化视野和全球化创新意识的石油人才相应地产生了迫切的需求。作为教育部直属的唯一一所石油院校，中国石油大学（北京）近年来把国际化提升到办学战略的高度，通过加强国际化师资队伍建设和推动国际化学科平台建设等手段，积极探索石油学科国际化人才培养模式。[1] [2] [3] [4]
在此背景下，石油工程学院于2014-2015学年秋季学期向2013级石油工程创新班本科生针对石油工程专业部分核心课程探索式地应用全英文授课模式，并成功获得北京市教改项目的资助。创新班的学生是学院在大一新生中通过英语和数学考试选拔出的拔尖学生（每年40人）。在开设全英文课程前，学院对创新班的学生一直采用双语方式来教授专业课程。作为北京市教改项目的一部分，材料力学全英文课已在创新班成功教授一学期并被确立为长期课程，其授课范围也扩展至全院本科生。作为该课程的主讲教师，笔者尝试了多种全英文教学方法，并针对石油工程学科的特点做了有益的探索。
二、材料力学课程国际化建设的必要性和可行性
材料力学为国内外工程力学、材料科学、土木工程和机械工程等众多工科专业的核心课程之一，属于至为重要的国际性课程。[5]在石油工程专业中，材料力学被广泛运用于地层岩石力学计算、钻完井工程设计、钻具力学行为评价等领域中，其重要性不言而喻。为了向中国石油石化企业提供其针对海外能源战略迫切需求的大量工程人才，同时为学校逐年增加的石油工程专业留学生提供英文教育，材料力学的全英文课程建设显得尤为重要和迫切。
为满足教育部提出的高等教育“卓越化、国际化、研究型”的要求[6]，中国石油大学（北京）以石油工业发展为导向，自2005年起开始全面实施国际化战略，积极探索构建国际化人才培养体系，在国际化办学、国际化科研合作和国际化师资队伍建设方面取得了长足的进步。特别是近年来，学校大力引进海外归国博士，努力推进英文教学，已经初步构建了全英文教学体系。[2] [3]
首先，石油工程学院在2014年面向创新班学生推出油藏物理、油藏工程、材料力学和理论力学四门全英文本科生课程。每门课程的授课任务全部由从国外高校取得博士学位的两位教师承担，一位为主讲教师，另一位为辅讲教师。由于目前我国工程学科的高等教育国际化特别是全英文教学方面尚处于起步探索阶段，所以学院在开课前做了详细周密的规划部署，并且给予开课教师充分的自主权，让他们广泛调研国外课程教学设置，优先采用自己母校关于该课程的教学方法。其次，为了提高全英文课程的教学质量，学院除了必须采用英文教材外，教师授课、学生学习、完成作业和考试及师生交流都需要采用英文形式，提高了对教师和学生英文水平的要求。[7]再次，学院首次为材料力学全英文课配备了两位从美国留学归国的教师。他们分别于美国俄克拉荷马大学和美国明尼苏达大学取得博士学位，同时具备在美国两年以上的助教经验，完全能够胜任该课程的教学任务。所授课的对象为创新班学生，其英语能力普遍高于学院学生的平均英语水平。
三、材料力学全英文课程建设的思路与实践
课程采用国际上较受欢迎的过程教学法，即注重学生学习过程和学习能力的培养，充分发挥学生在该领域知识上的思维能力。[8]授课全程采用英文教学，学生的作业、实验报告、课程设计和考试均要求使用英文完成。课程教材采用经高等教育出版社授权于2004年影印出版的英文原版教材Mechanics of Materials（材料力学），作者为Hibbeler R.C.。该书强调对基本概念、方法原理的理解和掌握，着重引导学生从物理本质上理解材料力学和培养学生运用材料力学知识的能力。课程主要的教学方法和手段包括：
（1）制订了材料力学全英文课的教学大纲和教学日历，内容充分和国际接轨，涵盖的范畴基本上和国内外知名高校保持一致。
（2）建立并完善了全英文课的多媒体资料，使授课效率大为提高;同时通过大量几何图形如轴、梁和杆件的呈现，帮助学生从直观上理解材料的力学问题。
（3）通过计算实例涉及与石油工程学科相关的材料力学问题，如钻杆的拉伸、套管的扭曲、投球的剪切、海上钻井平台的梁弯曲问题等，激发石油工程专业的学生对力学的学习兴趣。
（4）实施了类似美国高校的研究生助教制度，向学校申请了一名研究生助教并使其全程参与教学活动。助教的具体工作内容包括解答学生问题、修改作业和参与课堂讨论等。
（5）组织了两次讨论课，以教师、助教和学生充分互动的方式，集中时间帮助学生解决普遍性的疑难问题，同时激发学生深入学习力学知识的兴趣。
（6）充分运用新媒体，建立了该门课程的微信群，吸引学生踊跃参与和课堂有关的学术讨论，激发学生学习兴趣，缩短教师与学生的距离。
（7）通过发放在线调查问卷的方式，第一时间了解学生对课程的反馈意见，积极采纳他们关于课堂教学方式的合理建议。
以上课程实践方式可概括为图1展示的课程实践流程图。此外，我们还申请了公用邮箱，为学生提供每一次与授课内容相关的多媒体资料和其他各类教学资源。学院的教学管理部门监督课程教学设计，同时组织课程中期检查和教学讨论，针对教师和助教提出的问题给出及时的反馈和建议。
四、材料力学全英文课程实施效果评价
学生的民意调查和评教是评价课程实施效果的主要手段，能及时为教师反思教学方法、更正问题、总结经验和建立与咨询专家沟通的媒介。[5]为了促使学生积极参与调查，我们采用了在微信群中发送电子调查问卷的方式，让学生用手机轻松填写并提交问卷。本次教学实践一共组织了三次网络问卷调查，分别为开课调查、中期调查和结课调查。其中开课调查发布在第一次课后，结课调查发布于期末考试后。调查问题设计具备时效性、亲和力、口语化的特点，具体而不抽象。部分开课调查结果如表1所示。
由表1可知，尽管大部分学生学习过双语课，但他们还是觉得全英文课对英文能力的要求更高，听说读写较困难;同时期望通过课程学习提高英语能力和掌握材料力学核心知识。此外，许多学生还建议对重点、难点及部分专业词汇采用中英文对照讲授的方式。因此，我们在后续课程中对讲解方式适当做出调整，针对重点概念和方法采用了先英文详述后中文解释的方法。部分中期调查结果如表2所示。
由表2可知，经过半学期的全英文教学，90%的学生能跟上全英文的教学节奏，同时对英语在授课语言中的比重及课程内容的涵盖范围很满意，并对中英文对照讲授部分关键名词和概念的教学方法表示认同。约有10%的学生完全无法适应全英文教学。如何让所有学生都能适应课程，同时不改变课程的全英文性质，是我们面临的一个教学难题。
本次教学考核的内容比重为：平时作业占20%，大作业占10%，期末考试占70%。期末考卷分三大部分，概念题、问答题和计算题，以计算题为主。由于试卷和答题均要求用英文作答，解答概念题和问答题对学生而言是一个很大的挑战。对此，我们适当放宽了对英语语法上的要求，着重考查学生对力学知识、技能的掌握程度。部分结课调查结果如表3所示。
从表3可知，85%的学生认同材料力学全英文授课的教学方式;大多数学生认为材料力学全英文课程有较多优点，他们也很喜欢欧美化的教学方式和课堂氛围。同时，仍旧有不少学生感觉英文听说读写较为困难，这种情况也体现在期末考试的反馈情况上。大多数学生认为考试内容范围适中，但试题难度较大，希望加大平时成绩的权重。笔者事后通过微信和部分学生多次交流和讨论，发现学生感觉最难的部分集中在概念题和问答题上，核心的问题仍然是语言能力尚为欠缺。
本次课程的学生评教成绩在全校866门课程中排第97名，结果进入前11%。由于该门全英文课程为首次开设，且提供的是学生从未经历过的教学方式，能取得如此成绩实属不易。诚然，该门课程仅仅试验了一学期，还存在较大的提升空间，比如建立材料力学课程的专门网站，开拓除课堂以外的第二教学平台，提供教学资源和网络互动模块[5] [9]，使学生能够在接收课堂知识不够充分的情形下寻求网络教学资源作为补充。此外，我们还需从学校层面上采取措施，以进一步提升学生的英语语言能力，使学生能够尽快融入全英文教学的课堂环境。
五、结语
本文系统总结了2014-2015秋季学期开设材料力学全英文课的教学实践和教学经验。经过全英文教学课程的实践，笔者编写了一套完备的教学方案，初步确定了课程教学的多种形式，基本完善了该门课程全英文教学的方式和方法。学生的反馈显示此次开展的全英文教学效果良好。由此可见，改革人才培养模式，特别是用全英文课程模式，培养国际化的石油工程专业人才具有充分的可行性。教育管理者可从顶层设计层面出发，增强国际化的师资，塑造国际化的氛围，培养国际化的思维，同时通过培训、建议和考核教学人员的方式不断提高全英文授课水平。此外，学校管理层、辅导员和授课教师应当进一步营造学习英语语言的环境，鼓励学生大胆在课堂上用英文交流，促进学生初步具备一定的国际学术交流能力和培养学生阅读英文文献的习惯;努力使石油工程的教学质量向欧美发达国家看齐并最终探索建立国际化石油人才培养体系，为我国石油石化企业走向海外提供坚实的人才保障。
[ 注 释 ]
[1] 张来斌.服务国家重大战略，积极培养国际化石油人才[J].中国高等教育，2009（Z3）.
[2] 张来斌.深入实施国际化战略，加快高水平大学建设[J].世界教育信息，2013（5）.
[3] 张来斌.面向中国石油工业探索国际化人才培养体系[J].大学（学术版），2012（9）.
[4] 蒋庆哲.改革创新 攻坚克难 扎实推进石大国际化战略的实施[J].世界教育信息，2013（5）.
[5] 糜长稳，乔玲，周志红，韩晓林.材料力学双语教学研究与实践[J].教育教学论坛，2012（14）.
[6] 糜长稳，郭力.面向国际化人才培养的弹性力学课程建设[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2014（S2）.
[7] 赵桂峰，禹奇才，张永山.结构力学双语教学模式研究[J].高等建筑教育，2012（6）.
[8] 易平，黄丽华，曲激婷.高校国际班理论力学教学探索与实践[J].课程教育研究，2014（28）.
[9] 吴云芳，谈广鸣，梅亚东，周伟.全英文水利工程专业人才培养的研究与实践[J].大学教育，2015（2）.
[责任编辑：覃侣冰]
[摘 要]石油工程专业材料力学全英文课程教学需要不断探索与实践。根据中国石油大学（北京）本科生材料力学课程全英文授课情况，科研从教学思路、教学方法和教学评估等方面进行有益的探索，同时分析实践过程中存在的问题并找到可行的解决方案。实践表明，全英文教学能激发学生学习英语和专业知识的兴趣，提高英语交流表达能力，培养国际化思维，为培养精通海外业务的石油石化人才做出贡献。
[关键词]材料力学;全英文教学;石油工程
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）01-0077-03
一、引言
随着全球化步伐的加快，石油工程学科的人才培养和科技创新方式也开始有条不紊地实施国际化战略。特别是近年来我国石油企业努力拓展境外能源开采业务，加大国际合作力度，对具备国际化视野和全球化创新意识的石油人才相应地产生了迫切的需求。作为教育部直属的唯一一所石油院校，中国石油大学（北京）近年来把国际化提升到办学战略的高度，通过加强国际化师资队伍建设和推动国际化学科平台建设等手段，积极探索石油学科国际化人才培养模式。[1] [2] [3] [4]
在此背景下，石油工程学院于2014-2015学年秋季学期向2013级石油工程创新班本科生针对石油工程专业部分核心课程探索式地应用全英文授课模式，并成功获得北京市教改项目的资助。创新班的学生是学院在大一新生中通过英语和数学考试选拔出的拔尖学生（每年40人）。在开设全英文课程前，学院对创新班的学生一直采用双语方式来教授专业课程。作为北京市教改项目的一部分，材料力学全英文课已在创新班成功教授一学期并被确立为长期课程，其授课范围也扩展至全院本科生。作为该课程的主讲教师，笔者尝试了多种全英文教学方法，并针对石油工程学科的特点做了有益的探索。
二、材料力学课程国际化建设的必要性和可行性
材料力学为国内外工程力学、材料科学、土木工程和机械工程等众多工科专业的核心课程之一，属于至为重要的国际性课程。[5]在石油工程专业中，材料力学被广泛运用于地层岩石力学计算、钻完井工程设计、钻具力学行为评价等领域中，其重要性不言而喻。为了向中国石油石化企业提供其针对海外能源战略迫切需求的大量工程人才，同时为学校逐年增加的石油工程专业留学生提供英文教育，材料力学的全英文课程建设显得尤为重要和迫切。
为满足教育部提出的高等教育“卓越化、国际化、研究型”的要求[6]，中国石油大学（北京）以石油工业发展为导向，自2005年起开始全面实施国际化战略，积极探索构建国际化人才培养体系，在国际化办学、国际化科研合作和国际化师资队伍建设方面取得了长足的进步。特别是近年来，学校大力引进海外归国博士，努力推进英文教学，已经初步构建了全英文教学体系。[2] [3]
首先，石油工程学院在2014年面向创新班学生推出油藏物理、油藏工程、材料力学和理论力学四门全英文本科生课程。每门课程的授课任务全部由从国外高校取得博士学位的两位教师承担，一位为主讲教师，另一位为辅讲教师。由于目前我国工程学科的高等教育国际化特别是全英文教学方面尚处于起步探索阶段，所以学院在开课前做了详细周密的规划部署，并且给予开课教师充分的自主权，让他们广泛调研国外课程教学设置，优先采用自己母校关于该课程的教学方法。其次，为了提高全英文课程的教学质量，学院除了必须采用英文教材外，教师授课、学生学习、完成作业和考试及师生交流都需要采用英文形式，提高了对教师和学生英文水平的要求。[7]再次，学院首次为材料力学全英文课配备了两位从美国留学归国的教师。他们分别于美国俄克拉荷马大学和美国明尼苏达大学取得博士学位，同时具备在美国两年以上的助教经验，完全能够胜任该课程的教学任务。所授课的对象为创新班学生，其英语能力普遍高于学院学生的平均英语水平。
三、材料力学全英文课程建设的思路与实践
课程采用国际上较受欢迎的过程教学法，即注重学生学习过程和学习能力的培养，充分发挥学生在该领域知识上的思维能力。[8]授课全程采用英文教学，学生的作业、实验报告、课程设计和考试均要求使用英文完成。课程教材采用经高等教育出版社授权于2004年影印出版的英文原版教材Mechanics of Materials（材料力学），作者为Hibbeler R.C.。该书强调对基本概念、方法原理的理解和掌握，着重引导学生从物理本质上理解材料力学和培养学生运用材料力学知识的能力。课程主要的教学方法和手段包括：
（1）制订了材料力学全英文课的教学大纲和教学日历，内容充分和国际接轨，涵盖的范畴基本上和国内外知名高校保持一致。
（2）建立并完善了全英文课的多媒体资料，使授课效率大为提高;同时通过大量几何图形如轴、梁和杆件的呈现，帮助学生从直观上理解材料的力学问题。
（3）通过计算实例涉及与石油工程学科相关的材料力学问题，如钻杆的拉伸、套管的扭曲、投球的剪切、海上钻井平台的梁弯曲问题等，激发石油工程专业的学生对力学的学习兴趣。
（4）实施了类似美国高校的研究生助教制度，向学校申请了一名研究生助教并使其全程参与教学活动。助教的具体工作内容包括解答学生问题、修改作业和参与课堂讨论等。
（5）组织了两次讨论课，以教师、助教和学生充分互动的方式，集中时间帮助学生解决普遍性的疑难问题，同时激发学生深入学习力学知识的兴趣。
（6）充分运用新媒体，建立了该门课程的微信群，吸引学生踊跃参与和课堂有关的学术讨论，激发学生学习兴趣，缩短教师与学生的距离。
（7）通过发放在线调查问卷的方式，第一时间了解学生对课程的反馈意见，积极采纳他们关于课堂教学方式的合理建议。
以上课程实践方式可概括为图1展示的课程实践流程图。此外，我们还申请了公用邮箱，为学生提供每一次与授课内容相关的多媒体资料和其他各类教学资源。学院的教学管理部门监督课程教学设计，同时组织课程中期检查和教学讨论，针对教师和助教提出的问题给出及时的反馈和建议。
四、材料力学全英文课程实施效果评价
学生的民意调查和评教是评价课程实施效果的主要手段，能及时为教师反思教学方法、更正问题、总结经验和建立与咨询专家沟通的媒介。[5]为了促使学生积极参与调查，我们采用了在微信群中发送电子调查问卷的方式，让学生用手机轻松填写并提交问卷。本次教学实践一共组织了三次网络问卷调查，分别为开课调查、中期调查和结课调查。其中开课调查发布在第一次课后，结课调查发布于期末考试后。调查问题设计具备时效性、亲和力、口语化的特点，具体而不抽象。部分开课调查结果如表1所示。
由表1可知，尽管大部分学生学习过双语课，但他们还是觉得全英文课对英文能力的要求更高，听说读写较困难;同时期望通过课程学习提高英语能力和掌握材料力学核心知识。此外，许多学生还建议对重点、难点及部分专业词汇采用中英文对照讲授的方式。因此，我们在后续课程中对讲解方式适当做出调整，针对重点概念和方法采用了先英文详述后中文解释的方法。部分中期调查结果如表2所示。
由表2可知，经过半学期的全英文教学，90%的学生能跟上全英文的教学节奏，同时对英语在授课语言中的比重及课程内容的涵盖范围很满意，并对中英文对照讲授部分关键名词和概念的教学方法表示认同。约有10%的学生完全无法适应全英文教学。如何让所有学生都能适应课程，同时不改变课程的全英文性质，是我们面临的一个教学难题。
本次教学考核的内容比重为：平时作业占20%，大作业占10%，期末考试占70%。期末考卷分三大部分，概念题、问答题和计算题，以计算题为主。由于试卷和答题均要求用英文作答，解答概念题和问答题对学生而言是一个很大的挑战。对此，我们适当放宽了对英语语法上的要求，着重考查学生对力学知识、技能的掌握程度。部分结课调查结果如表3所示。
从表3可知，85%的学生认同材料力学全英文授课的教学方式;大多数学生认为材料力学全英文课程有较多优点，他们也很喜欢欧美化的教学方式和课堂氛围。同时，仍旧有不少学生感觉英文听说读写较为困难，这种情况也体现在期末考试的反馈情况上。大多数学生认为考试内容范围适中，但试题难度较大，希望加大平时成绩的权重。笔者事后通过微信和部分学生多次交流和讨论，发现学生感觉最难的部分集中在概念题和问答题上，核心的问题仍然是语言能力尚为欠缺。
本次课程的学生评教成绩在全校866门课程中排第97名，结果进入前11%。由于该门全英文课程为首次开设，且提供的是学生从未经历过的教学方式，能取得如此成绩实属不易。诚然，该门课程仅仅试验了一学期，还存在较大的提升空间，比如建立材料力学课程的专门网站，开拓除课堂以外的第二教学平台，提供教学资源和网络互动模块[5] [9]，使学生能够在接收课堂知识不够充分的情形下寻求网络教学资源作为补充。此外，我们还需从学校层面上采取措施，以进一步提升学生的英语语言能力，使学生能够尽快融入全英文教学的课堂环境。
五、结语
本文系统总结了2014-2015秋季学期开设材料力学全英文课的教学实践和教学经验。经过全英文教学课程的实践，笔者编写了一套完备的教学方案，初步确定了课程教学的多种形式，基本完善了该门课程全英文教学的方式和方法。学生的反馈显示此次开展的全英文教学效果良好。由此可见，改革人才培养模式，特别是用全英文课程模式，培养国际化的石油工程专业人才具有充分的可行性。教育管理者可从顶层设计层面出发，增强国际化的师资，塑造国际化的氛围，培养国际化的思维，同时通过培训、建议和考核教学人员的方式不断提高全英文授课水平。此外，学校管理层、辅导员和授课教师应当进一步营造学习英语语言的环境，鼓励学生大胆在课堂上用英文交流，促进学生初步具备一定的国际学术交流能力和培养学生阅读英文文献的习惯;努力使石油工程的教学质量向欧美发达国家看齐并最终探索建立国际化石油人才培养体系，为我国石油石化企业走向海外提供坚实的人才保障。
[ 注 释 ]
[1] 张来斌.服务国家重大战略，积极培养国际化石油人才[J].中国高等教育，2009（Z3）.
[2] 张来斌.深入实施国际化战略，加快高水平大学建设[J].世界教育信息，2013（5）.
[3] 张来斌.面向中国石油工业探索国际化人才培养体系[J].大学（学术版），2012（9）.
[4] 蒋庆哲.改革创新 攻坚克难 扎实推进石大国际化战略的实施[J].世界教育信息，2013（5）.
[5] 糜长稳，乔玲，周志红，韩晓林.材料力学双语教学研究与实践[J].教育教学论坛，2012（14）.
[6] 糜长稳，郭力.面向国际化人才培养的弹性力学课程建设[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2014（S2）.
[7] 赵桂峰，禹奇才，张永山.结构力学双语教学模式研究[J].高等建筑教育，2012（6）.
[8] 易平，黄丽华，曲激婷.高校国际班理论力学教学探索与实践[J].课程教育研究，2014（28）.
[9] 吴云芳，谈广鸣，梅亚东，周伟.全英文水利工程专业人才培养的研究与实践[J].大学教育，2015（2）.
[责任编辑：覃侣冰]
