运用概念图理论探讨《工程热力学》实施双语教学的可行性

丁启朔　何瑞银

摘要：双语教学能够为专业教育提供更多可供选择的个性化平台，符合高等教育多元化与个性化发展的趋势。概念图是建立专业教育各门课程相互间逻辑联系的有效手段。本文从概念图的理论出发，以《工程热力学》为实例，分析在该门课程实施双语教学的依据。

关键词：概念图；工程热力学；双语教学

双语教学平台的建设是

培养复合型工程技术人才的保障

随着我国制造业国际化进程的加快，越来越多的本科毕业生能够在沿海城市的外资企业中就业。毕业生在实际工作中不仅需要应对各种专业活动，而且还需要使用外语进行日常专业交流和阅读大量的外文专业文献。因此，从目前和今后的社会需求来看，培养既懂专业又能够胜任国际交流的复合型本科工程技术人才是今后本科教学的研究课题之一。

不过，尽管高校对于“厚基础、宽口径”培养模式的重视已经为本科生的发展提供了丰富的个性化选择。但是，在复合型人才的培养方面，双语教学仍然存在许多尚待解决的问题。双语教学依赖于相应的教学平台，该平台又是由一组使用双语言进行教学的课程构成。使用双语教学的课程应紧密围绕专业教育设置，以便形成一个有机的双语教学体系。

建设双语教学平台是一个复杂的工程。现在，关于高等院校双语教学的研究已进入高潮，来自不同层面的高等教育工作者从教材、教法、教学环境、教师、实践及理论等不同层面对双语教学进行了探讨。本文将从概念图的理论出发，以《工程热力学》课程为实例，分析该门课程进行双语教学的依据。

概念图的理论基础、概念及作用

自美国康奈尔大学教育系的诺瓦克（Joseph D. Novak）教授于1984年首次提出概念图这一概念以来，概念图在西方国家被广泛用作教学的有效工具。上世纪末概念图被引入我国，现已成为一种有效的工具应用于各个领域，如学科教学、远程教学系统、网络课程开发、计算机、电子信息技术等。

概念图是一种以图表的形式反映概念和概念之间关系的空间网络结构图，它一般包括节点、连线、层级及命题四个基本要素。节点表示概念，这里的概念泛指感知到的同类事物的共同属性，它可以表征为学科概念、图形、命题、信息点等。连线表示概念间的意义联系，并用箭头符号表示其方向。命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义关系。层级是概念的展现方式，它包含两个含义：一是在同一知识领域内的概念根据其概括程度进行层次排列，概括性最强的概念在最上层，所包括的从属概念在其下，用来充实概念的具体概念在图的最下层；二是不同知识领域的概念图可以就某一概念实现分层超链接。概念图可用作“教”，包括教学设计、教学优化、教师发展等；也可用作“学”，包括知识同化、知识整合、学生发展等；还可以用作教学评价。

根据概念图理论，可以将一个普通机械类专业教育内容以概念图的形式呈现，如图1。

使用概念图描述双语教学平台与专业教育的关系

与专业教育相比，双语教学平台毕竟是辅助平台，不是为所有学生设计的。对于单招生或者英语水平太差的学生来说，强迫其接受双语教学是不现实的，也是不明智的。而且，我国的产业需求也不完全认同既懂专业又说流利英语的复合型工程技术人才。因此，在设计双语教学平台时必须首先深入分析工科专业教育的性质，尤其重要的是需要深入认识一门课程在专业教育课程体系中与其他课程之间的关系。

在梳理一门课程与其他课程之间的关系时，概念图是一个有力的工具。就《工程热力学》的教学内容看，其内容既有对前期课程内容的依赖，又有对后续课程内容的支撑。这种向前依赖与向后支撑的关系可以由该门课程的具体内容体现出来。比如，在讨论热力学中一个系统的膨胀做功时，可以引出pressure，displacement，cross sectional area，work，expansion work，compression，product，integral，differential，balance，force，piston，cylinder，working media，internal combustion engine，hydraulic power transmission，tractor，vehicle 等一系列专业词汇，分别关系到不同的专业课程。依据这些具体的内容之间的联系可以建立相关课程之间的逻辑关系，该逻辑关系同样可以用概念图表示，如图2。

通过概念图给出了一门课程的教学内容与其他课程内容之间的逻辑关系，这些逻辑关系又分为“强关联”、“弱关联”与“无关联”三种相关关系。强关联表明一门课程必须强烈依赖另一门课程的教学内容，如《理论力学》等专业基础课必须依靠《高等数学》的内容，而《机械设计》又必须建立在《理论力学》的教学基础上。与此不同，弱关联的课程之间的逻辑联系不需要如此强烈。比如，《工程热力学》课程的部分内容在一定程度上依赖于《大学物理》等前序课程的教学，但是这种依赖程度并不高。同样，《工程热力学》也是其后续课程，如《农产品加工》等专业课的支持内容，但是，其支持力度也无法与强关联的课程相比。最后一类是与专业教育无关联的课程，如《思想品德》等人文教育的课程，这些课程的教学内容和术语表达不涉及专业内容，因此属于专业无关联的课程。图3显示农业机械化及其自动化专业部分课程之间的这三种类型的逻辑关系，其中，实线连接表达强关联，虚线连接表达弱关联，而无连接的课程为无关联的课程。

从概念图3可以发现，选择一门课程作为双语教学课程应满足3个基本原则：（1）在构建双语教学平台时，要充分考虑到选择该教学平台的学生群体的英语水平和知识结构。鉴于目前大多数学生都不能十分有效地适应双语教学，构成双语教学平台的课程群应尽可能不选择那些强关联的课程，否则，一些学生会因为英语水平低而严重影响其对专业知识的掌握。（2）无关联的课程不适合于双语教学，因为，此类课程无法通过向前与向后的关联实现与专业术语及其表达之间的联系。如，《法律基础》等人文教育方面的课程无法与该专业内容相联系，将此类课程设置为双语教学课程最多只能帮助提高学生日常英语的表达能力，而无法增强学生在专业方面的英语运用能力。（3）适合于双语教学的课程是那些既与主干专业课程相联系，但又不是强关联的课程。由此可见，《工程热力学》非常适合进行双语教学。因为，对于一些意愿选择该课程而英语水平较差的学生来说，由于语言障碍造成其对学习内容的不完全理解并不会对其核心专业能力的构建造成实质性的损害。而同时，《工程热力学》又能够密切围绕工科的专业教育展开，从而真正令双语教学为专业教育服务。

运用概念图表达双语教学课程逻辑关系的启示

大学教育必须重视多元化与个性化，在保证绝大多数学生对专业教育的需求的前提下，应当为学生提供足够多可供选择的教学平台。而双语教学平台是高等院校在未来面向国际化的一个重要的举措。

概念图在专业教育设计中的运用表明，健全的双语教学平台是由一系列双语课程构成的集合体，而且这些双语课程必须密切联系专业教育。比如，对我院农业机械化及其自动化专业的学生来说，将《思想品德》等课程列为双语教学显然丝毫无助于培养学生的双语能力。

概念图对于专业教育强关联、弱关联以及无关联课程的判断是合理认定何种课程适合于双语教学的参照基准。考虑到工程学科课程相互间的密切关系，将一些关系到专业教育成败的核心课程列为双语教学课程是不合适的。在进行此类课程的教学时必须要保证绝大多数学生能够扎实地掌握所学内容，而双语教学在现在的学生英语水平状况下总是很难保证让绝大多数学生完全接受。因此，不能冒险用失败的专业教育进行双语教学的交换。二者不应该是牺牲一者成就另一者的关系，而应是相互补充与支持、互助互惠的关系。

使用概念图表达一个专业的课程体系内部各课程之间的联系需要以教学内容为出发点，从而建立课程与课程之间的联系，并进一步鉴定各关联的强弱以及有无，这是一项繁重的工作，需要大量从事专业教育的教师参与。

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作者简介：

丁启朔（1968—），男，博士，南京农业大学工学院副教授，研究方向为农业工程专业教育与研究。