基于“结构设计原理”课程的全英文教学方式探索

向 南

(重庆交通大学国际学院，重庆400074)

一、引言

随着全球化发展的需要及当代社会对复合型高级专业人才的需求，中国高等教育意识到英语或双语教学的紧迫性和重要性［1］。针对国际型土木工程专业人才培养需要，对部分课程开展全英文教学是我国高等院校教育教学改革的方向之一，即在向学生传授土木工程设计基本知识与工程设计分析计算技能的同时，培养学生采用英语理解课程内容、阅读英文资料、编制英文计算书以及科技英语听说等能力，为学生毕业后的涉外工作奠定基础，以满足社会对具有高水平专业知识和良好专业英语交际与应用能力的高素质人才的需要。重庆交通大学国际学院已在本科教改班开展“结构设计原理”课程全英文教学，并在多方面进行了探索。本文针对钢筋混凝土及预应力混凝土结构的“结构设计原理”课程特点，结合全英文教学实践，分析、探索适合国内土木工程专业学生专业基础课程全英文教学方式。

二、“结构设计原理”课程教学特点

混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料。为了弥补混凝土材料抗拉能力的不足，将钢筋以合理形式浇筑在混凝土中即形成钢筋混凝土结构。与此同时，在混凝土结构中通过设置高强钢材施加预压应力即形成预应力混凝土结构。

混凝土由水泥、砂、碎石组成，之所以可与钢筋组合形成结构构件，是因为钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会因环境不同产生过大的应力;同时，钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，从而实现混凝土与钢筋之间的机械咬合，使得混凝土与钢筋共同受力。

混凝土结构设计涉及混凝土、力学、制图等知识，所以必须以建筑材料、材料力学、工程制图等课程学习为基础，并紧密结合工程实际进行学习。

混凝土结构材料组成的特殊性决定其受力状态及变形、开裂十分复杂，不能完全按匀质材料进行“理论”分析，需借助诸多假定、试验甚至经验，内容比较抽象。主要体现在:基本假定多，如钢筋混凝土受弯构件在荷载作用下，截面的平均应变符合平截面假定等;简化、近似与经验处理多［2］，如在钢筋混凝土受弯构件的正截面承载能力计算中，钢筋的应力―应变曲线多采用简化的理想弹塑性应力―应变关系等;纯理论分析少;计算公式多，其中多数为通过大量试验总结出的半经验半理论的公式，需要在理解公式本质的基础上，注意公式的使用条件及其适用范围。

结构设计原理主要任务是让学生掌握土木工程中钢筋混凝土结构设计验算方法，为土木工程结构设计服务。一方面，生产中结构设计验算必须以公路桥梁结构、铁路桥梁结构、房屋建筑结构等相应设计规范为依据，需要结合相应规范规定开展教学，包括构造要求、计算规定、验算方法等，以实现理论与实际的紧密结合。另一方面，任何规范都并非一成不变，将随着科技水平和构成实践经验的累积与发展不断地修订、完善，学生面临的工作也将多种多样，因此，教学中需要重视不针对具体规范的基本原理、知识与方法的传授，以增强学生的知识应用适应能力。

三、“结构设计原理”全英文教学教材的选用

“结构设计原理”是一门理论与实践及经验结合十分紧密的课程，与力学等逻辑性更强的课程比较，学生学习难度更大。根据课程特点及我国学生实际，选好教材是开展好全英文教学的关键。

重庆交通大学国际学院土木工程专业“结构设计原理”曾计划采用国外高等院校土木工程专业原版教材，考虑到虽然混凝土结构设计原理的本质不分国际国内，但不同国家在工程设计中所依据的规范不同［3］，其教材针对的工程实际也有差别，也就是说原版教材必然是建立在所属国家的相应规范基础之上，加之中国学生在国内学习过程中不仅会感受到专业知识方面的压力，还会感受到英文理解方面的压力，因此，直接采用原版教材不能完全适合我国需要。基于上述原因，宜采用原版教材Design of Reinforced Concrete Structures(美国艾伦·威廉斯)与中文教材《结构设计原理》(叶见曙)相结合的教材体系，并指定相关英文参考资料。

四、“结构设计原理”全英文教学实践

重庆交通大学国际学院土木工程专业的部分专业基础课程，如工程力学、工程材料、结构设计原理等课程开设了全英文教学。经过2年的教学实践，在教学方法与改革方面取得了成效。为了更好地开展“结构设计原理”全英文教学，对多种教学方式进行了探索与实践。

完全遵循全英文的教学模式，即采用全英文课件，配合全英文的板书与讲解模式。该方式存在的问题是大多数学生对专业英语表达方式的陌生以及专业词汇量的不足，在接受程度上存在严重问题，直接影响到知识的理解与掌握。

在全英文的教学模式中，强化对重要内容的逐词逐句翻译与讲解。例如，在进行“Design and Calculation Principle of Structure under Limit State Method”(结构按极限状态法设计计算原则)的讲授中，概论极限状态设计法有两个基本概念:可靠度与可靠性。其中可靠性包括(Safety)安全性、(Applicability)适用性以及(Durability)耐久性;可靠度则是指结构完成“预定功能”的(Probability)概率密度，是建立在统计数学基础上，给予结构可靠性的一个定量的描述。两个概念均表征结构的可靠程度，但在本质上却存在差异。在英文表达中，两个概念均用Reliability来表示，无疑增加了学生理解的难度。由于英文与中文的含义存在差别，在教学过程中需要针对某些特定词汇进行重点讲解。该方式存在的问题是学生仅针对逐句翻译与讲解的内容有掌握，其余内容的掌握仍然存在困难，实际上演变为英语的翻译教学，同样影响学生对专业知识的掌握，同时还直接影响授课的进度。

针对课程主要内容，结合图示及动画、实际的工程图片，以英文问题(板书形式)提出，通过教与学互动以及学生间的讨论，活跃课堂气氛，以提高授课效果。例如，结合形象的图示对预加应力的两种主要施工方法及步骤进行介绍，并分别对比两种方法的Tensioning time(张拉时间)、Anchoring position(锚固位置)以及(Prestress transferring way)预加力的传力方式进行提问。该方式存在的问题是大部分学生本能地用中文进行思考和讨论，需要鼓励学生采用英语的思维方式进行思考与讨论。

在授课过程中除进行全英文的讲解外，应加强问答式(英文作答)的授课，调动学生的参与性，并在学生回答完成后由老师补充。例如，预应力结构是在改善钢筋混凝土工作性能的基础上经过长期的工程实践以及研究所创造出的新结构，在引入预应力混凝土结构的基本概论之前，提问“What is the disadvantage of reinforced concrete structure(钢筋混凝土结构的缺点是什么)”，回答完毕后，再针对改善混凝土的缺点引申出新结构——预应力结构的优势，由此可加深学生理解的严密性。这种方式存在的问题是只有少数英语能力较好的学生会与老师进行互动，需充分调动学生的参与积极性。

授课中除对理论知识进行英文讲解以外，根据课程进度组织播放相关的实际工程建设视频、结构试验图片讲解。该方式学生的参与积极性最高，兴趣最浓烈，并能自觉将课堂上学习的理论知识与工程实际结合，效果较好。例如，结合实际工程中短柱的破坏图片，针对短柱在轴心受压情况下的受力方式、破坏形态进行详细讲解。

通过课后与学生的讨论，弥补部分学生因英语理解能力原因而对课程内容理解的不足，受到学生的广泛欢迎。

总之，通过多种教学方式的探索，对“结构设计原理”全英文教学有了更加深刻的认识，为开展好英文教学奠定了基础。

五、土木工程专业基础课程全英文教学的思考

(一)训练学生的听说与理解能力

学生的英语水平是英文教学成败的先决条件。当代大学生均有十几年的英语学习经历，由于语言环境和英语应用机会的缺乏，语言的学习已逐渐演变为应试学科的学习模式，导致学生的英语能力普遍偏低。就结构设计原理而言，虽然课程涉及的专业词汇并不多，英文表达也相对单一，但仍需学生具有基本的英语听说与理解能力。倘若学生的接受能力达不到相应的要求，会直接影响到英文教学的开展。国际学院针对上述情况，已加强了大一、大二阶段学生的英语能力训练，以此增强学生接受全英文教学的积极性。

(二)提高教师的英语应用能力

教师的英语应用能力在英文教学过程中起着穿针引线的重要作用。除了应具备扎实的专业功底、较强的英语能力(听、说、读、写)以外，需要教师大量阅读国外的原版精品教材，并在教学过程中运用灵活的教学方式引导学生逐渐融入英文教学的状态。

(三)合理选用全英文教学方式

土木工程专业基础课程全英文教学不同于普通的课程英语教学，英语只是作为一种语言方式对专业知识进行讲授。如果只是一味地追求全英文授课，而不考虑学生的接受程度，那就违背了英文授课的初衷。因此，可以考虑在一般叙述性讲解时采用全英文方式，而在基本假定、受力机理、变形模式、分析计算等关键环节采用英文进行讲解外，适当采用中文方式进一步对照讲解，让学生在理解的基础上逐渐融入到全英文的教学状态。这样既不失全英文教学的初衷，又确保学生对课程内容的理解，保证教学效果与学生对课程知识的较好掌握。

(四)保证全英文教学效果的具体做法

课前引导学生，消除学生对全英文教学的低迷情绪，让学生明确英语只是作为语言媒介应用于教学，帮助学生从英语的角度加深对专业知识的理解，并树立学习的信心。例如，课前对土木工程的大环境进行相关介绍，并指出目前存在的问题:随着涉外工程的增多，相关单位在招聘人员时往往陷入两难境地，即选择土木工程专业的学生，但英语能力匮乏、语言障碍会直接影响工作中的接洽;选择英语专业的学生，但专业知识匮乏，会直接影响到工程本身。所以，需要培养既懂专业又具有英语应用能力的专门人才。

强调课前预习的必要性［4］。要求学生用英语的思维方式对专业知识进行思考有一定的难度，在课堂上除教师运用全英文进行讲授外，全英文的课件内容也大部分摘自英文教材，为保证授课的效果，课前预习显得尤其重要。以“结构设计原理”为例，学生对所学课程内容中的专业词汇的认知直接影响到课程内容的接受程度。该课程专业词汇相对较少，主要有Shrinkage and creep(收缩与徐变)、The tensile、compressive strength(抗拉、压强度)、The origin of elastic modulus、tangent modulus、deformation modulus(原点弹性模量、切变模量、变形模量)、Homogeneity(均匀性)等。少量专业术语只要将主要的单词在课前预习、理解，就可以在课堂上跟随讲授学习。

在每节课讲授前，教师对上节课所学内容用英文形式进行提问、回答以及总结，唤起学生采用英语思维的意识。对将要学习内容中的关键词汇、技术术语以及语句的表达逐字、逐条、逐句地多角度解释，为学生课堂学习做好准备。

采用启发式的教学方式。充分利用所在学校丰富的科研、技术研发与服务资源，以英文形式(板书)由浅入深地提出问题，激发学生学习的兴趣，并引导学生运用英语的思维方式进行分析与讨论。以问题为主线，引导出授课的主要内容，针对问题逐一进行延展。

采用以英文为主、中文为辅的方式进行教学。对于易于理解的内容采用英文教学，对于课程中的重点和难点，采取双语循环式的教学模式，基本原理部分还需借助板书及图式加以诠释。例如，针对后张法，The stress calculation of concrete(混凝土的应力计算)计算公式相对比较繁杂的问题，需根据不同阶段(预加力阶段、一期恒载、二期恒载以及活载作用阶段)的受力并结合材料力学进行分析及推导。公式的推导不仅需要先期课程理论基础，还需结合相关的计算图示进行分析。针对国内学生的实际情况，在采用英文方式从多方面进行讲解的同时，对关键词汇、推导过程及“转折点”等采用中文解释，能使学生更好地理解其实质。

注重国内外在土木工程设计规范方面的差异比较。在世界各国规范中，用以确定混凝土强度等级的试件形状及尺寸不尽相同。中国、英国及德国等国家采用立方体(分别为150mm、150mm、200mm)划分强度等级;美国、日本等国家采用圆柱体划分强度等级。通过比较分析，让学生更加深入理解问题的本质和工程应用方式。

在每章节末，针对课程内容的重点和难点，采取学生提问教师作答的互动模式(英文问答)［5］，以此加深学生对本章节内容的理解。

课后要求学生根据给定题目查阅相关的英文资料，运用英文撰写阅读报告，并在课堂上进行汇报。通过此方式提高学生独立分析、解决问题的能力。

采用英文方式完成课堂作业及课程设计。

六、结语

在国内针对部分课程开展全英文教学虽存在诸多困难，但它是国际型人才培养的基本需要，要从教学方式、手段、措施等多方面入手，大力开展教学改革，探索适合国内学生的全英文教学途径。

为了搞好土木工程专业学生专业基础课程的全英文教学，需要充分认识课程的特点，以英文教材及英文讲授为主，针对关键内容适当辅以中文说明，并结合图文并茂的全英文课件及必要的英文板书，通过良好的英语表达、课堂互动和课后讨论，适时引导学生用英文方式思考问题，充分调动学生采用英语方式学习的积极性，实现每一节课的教学目标与效果，并不断总结、改进与提高。

［1］(美)艾伦·威廉斯.Design of Reinforced Concrete Structures［M］.北京:中国水利水电出版社，2002.

［2］叶见曙，结构设计原理［M］.北京:人民交通出版社，2005:5.

［3］刘林，吕晓寅，张鸿儒.混凝土结构设计原理课程多模式英语教学实践与体会［J］.东南大学学报:哲学社会科学版，2012(Suppl.):256-258.

［4］张潞.《混凝土结构设计原理》双语教学实践与探讨［J］.湖南科技学院学报，2008，29(12):25-26.

［5］管巧艳，闫祥梅，谢晓鹏.问答式授课模式在土木工程双语教学中的应用［J］.高等建筑教育，2012，21(4):56-58.