研究生课程材料疲劳全英语教学的实践与探索

Ho Hsin-shen 张二亮

[摘 要] 专业课程的全英语教学有利于研究生综合学术能力的培养，在我国高等教育改革建设中发挥越来越大的作用。文章介绍了研究生课程材料疲劳的全英语教学模式，针对大多数机械类研究生存在的英语应用能力低下、专业基础薄弱的现状，探讨了全英语课程的教学内容设计和授课手段革新的经验和做法，并对下一步深化教学改革提出了具体建议。

[关键词] 全英语教学;研究生课程;教学实践

[基金项目] 郑州大学研究生全英语课程建设项目（201420001）

[作者简介] Ho Hsin-shen（1982—），女，马来西亚吉隆坡人，工学博士，郑州大学机械与动力工程学院副教授，研究方向为金属材料疲劳;张二亮（1979—），男，河南开封人，工学博士，郑州大学机械与动力工程学院直聘教授，研究方向为机械结构、材料性能建模。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）42-0189-03    [收稿日期] 2020-02-22

一、引言

《学位与研究生教育发展“十三五”规划》指出，研究生教育要推进世界一流大学和一流学科的建设，需大幅提高研究生参与国际学术前沿的活跃度、加快培养能够参与国际事务和国际竞争的高层次专门人才[1]。近年来，我国科技文化软实力在世界范围内的影响迅速提升，对全球科研人员和青年学生的吸引力逐步显现。为推进“双一流”大学的建设进程和适应教育全球化的国际形势，大力开展教学理念国际化、教学内容反映学科发展前沿、教学方法先进的研究生课程全英语教学，已经得到广大教学工作者的深入关注[2-4]。

航空、汽车、船舶等许多工业领域中的机械装备在服役过程中承受着循环交变载荷的作用，材料疲劳是这些设备的主要失效模式。因此，材料疲劳是许多高校专业研究生的必修课程。材料疲劳是郑州大学首批建设的研究生全英语课程之一。该课程系统介绍了疲劳与断裂理论、抗疲劳设计及制造方法与技术，旨在全面拓展机械类研究生的疲劳与断裂专业知识，提升他们在疲劳科学领域的国际学术视野。经过多年的课程建设，借助于智慧课堂教学平台，围绕教学内容、教学方法、课程组织等主要环节，形成了完整的课程教学体系。本文较为系统总结了材料疲劳课程全英语教学的实践经验，并对未来课程改革提出建议。希望通过本文能够引发同行们的思考与交流，促进全英语专业课程教学改革的深化和完善。

二、材料疲劳课程教学实践

本课程是郑州大学机械工程专业研究生培养的骨干课程，选修学生数超20人/年。该课程分为8讲，共计32学时。

（一）创新教学内容

材料疲劳涉及材料、力学、机械、化学等背景知识，具有专业性强、交叉领域广、英文术语理解难等特点。本课程教材选用疲劳领域经典著作Jaap Schijve，Fatigue of Structure and materials，Kluwer Academic Publishers，2004.笔者结合机械类研究生的专业背景，对重要知识点进行整体规划和整合，编写了教学大纲和内部讲义。制定的教学内容包括应力集中、循环塑性变形，低周与高周疲劳行为和损伤机理，疲劳扩展和寿命预测，环境因素对疲劳行为的影响，热机械疲勞等。

针对机械装备“寿命短”“可靠性差”和“结构重”的问题，高性能制造技术的研发引起国内外学者的广泛关注[5]。课程结合新兴表面处理技术，统筹安排了超声喷丸强化对疲劳性能的影响、超声疲劳实验技术及超高周疲劳性能研究、热机械疲劳载荷下焊接接头疲劳寿命预测等教学专题。这有助于研究生密切跟踪专业领域的学术前沿热点。针对材料疲劳晦涩抽象的知识点，在教学过程中还强化了动手实验和观摩实验环节。前者主要包括样品制备、材料组织观测、疲劳试验机使用等，后者包括透射电镜测试、EBSD晶格取向测定、位错迁移观测等模块。这有助于研究生全面理解材料疲劳失效的机理和过程。

（二）创新教学方法

全英语专业课教学是浸没式英语教学方法，在专业知识的讲授、课件制作、案例分析、师生互动、作业、考试等教学环节全部采用英语进行。然而，在全英语环境下学习材料疲劳专业知识和用英语进行顺畅的专业实践活动存在一定的难度，尤其是英语基础差、专业知识背景弱的研究生，无法适应全英语课堂教学。针对全英语教学面临的诸多挑战，笔者对教学手段和组织方法进行了有益的探索。

1.构建课程专业词汇库。专业词汇是开展专业课程全英语教学的基础。然而，研究生专业英语词汇匮乏、科技英语表达与接受能力低下的情形普遍存在，这给在全英语环境下学习材料疲劳专业知识带来困难。为此，教学团队对教学过程中出现的专业词汇按章节顺序进行汇编，在学期伊始发给研究生学习和熟记，实现学生在课堂上对专业词汇的即时领会;基于疲劳领域知名国际学术期刊，建立代表性论文的语料库，让学生对课程涉及的英语专业表达熟悉熟知。这为学生运用英语进行顺畅的课程教学活动奠定了基础。

2.有机结合课堂讲授与实验教学。材料疲劳课程的系统性相对较差，诸多知识点晦涩难懂。按照抓住教学重点、讲透难点的讲授思路，一方面，制作图文并茂的PPT课件，针对抽象知识点（如位错迁移）展示更为丰富的专业图片和动态演示，使得抽象的疲劳损伤过程可视化;另一方面，依托学校学科实验平台，针对这些知识点，设计和安排相应的动手或观摩实验，加强研究生对材料科学抽象规律的消化吸收。这种授课与实践相融互补的教学模式在一定程度上克服了由全英语教学环境带来的学习障碍，加快了研究生对重要知识点的全面掌握。

3.优化设计教学案例。案例教学旨在鼓励研究生积极参与讨论，教师扮演组织者和引导者的角色。紧扣教学目标，选取与教学内容密切相关的疲劳领域经典和热点SCI论文作为教学案例。提前一周向研究生推送案例教学材料，引导学生分析论文结构Title、Abstract、Introduction、Experiment/simulation method、Result and discussion、Conclusion等部分，要求研究生应用课程所学专业知识，在课前做好周密的策划和准备，在课堂上分组讨论和争论，力求厘清科学规律发现全过程的来龙去脉，最后由教师进一步点评该论文对本领域科学研究的贡献。案例教学提高了学生的参与度，还让学生体会到学以致用的学习乐趣，有效提高了全英语课堂的学习效果。

4.運用智慧教学工具。借助智慧教学工具雨课堂[6]，助力专业课程的全英语教学。雨课堂提供了各种信息化的教学活动：（1）利用投票、投稿、弹幕、随机点名等，进行课堂互动，这能保持研究生上课的专注力;（2）将课件同步到学生的智能终端，教学内容可以随时回看，便于学生课后复习，为学生创造了“浸润性”的学习环境;（3）保存上课、课程小测、作业、出勤等全过程的教学数据。材料疲劳课程利用该平台实现了与研究生的全方位互动，即时获得学生的问题和反馈意见。这便于全英语教学活动的及时调整，也有效延展了课堂教学时间，极大降低了全英语教学的难度。此外，考虑到课程教学内容多，知识点密集，把部分知识点和观摩实验、以及其他专业网站链接通过雨课堂推送给学生，学生可根据自身需要开展个性化线下学习。

5.规范考核评价机制。根据笔者在法国卓越工程师学校的学习与工作经历，把课程小测和课题项目引入到学业综合评价中来。学业成绩由课程小测、平时作业、课题项目、期末考试组成。其中前三项的成绩占总成绩的50%。课程小测安排在每次课最后15分钟内随堂完成，难度偏低，主要用于检测学生对重要知识点的理解。平时作业是课程小测的延伸，侧重于考察重要知识点的应用，难度偏高，教师对作业认真批阅并给出点评。课程项目一般由2位学生共同完成，项目课题来源于所授课程的专业领域研究热点，学生不但要完成项目研究报告，还要按照国际会议形式进行15分钟全英文口头汇报。期末考试主要考查学生运用所学知识解决实际问题的能力，采用开卷考试方式，学生须用英文作答。该考核机制能够较为全面客观地评价研究生的学业完成情况，也提升了他们的课程学习效果。

三、全英语教学未来改革的设想与探讨

全英语专业课程教学已在我国高校广泛开展，取得了不少的有益经验，但在高校的专业课程教学体系中仍然是一片教学实验田。全英语专业课程的核心是传授专业化知识和输出国际化视野，英语仅是专业知识的载体，用于构架、分析、拓展专业知识体系。这是我们始终秉承的课程改革定位和初心。

结合教学实践体会，研究生全英语课程未来改革的设想：（1）教学管理部门应做好顶层设计，系统考虑全英语专业课程教学与英语语言教学课程的相互支撑和关联，强化以专业研究和学术交流为目的的学术英语训练体系，提升学生对学术英语语言的综合运用能力;（2）学校、学院和教师应多层次多渠道凝聚全球优秀课程资源，邀请专业领域中的海外名师参与全英语专业课程教学，开展前沿公开课;（3）发挥雨课堂的大数据记录优势，动态优化全英语专业课程的教学设计，完善“以学生为中心”的新型教学模式，让专业课程的全英语教学朝着自主式学习、个性化学习方向发展。

四、结束语

全英语专业课教学是培养高素质研究生的有效途径。笔者根据机械工程专业研究生培养的实际情况，对材料疲劳专业课程的全英语教学进行了实践和探索。我们必须认识到全英语专业课程教学是一项长期系统的课程建设工程，需要在教学实践中不断探索和完善，逐步形成适应我国国情的、可复制和推广的教学方法体系。

参考文献

[1]教育部，国务院学位委员会.学位与研究生教育发展“十三五”规划[EBOL].http：//www.ndrc.gov.cn/fzgggz/fzgh/ghwb/gjjgh/201706/t20170619_851190.html.

[2]朱芳冰，潘琳，蔡忠贤，等.留学研究生油气田地下地质学全英语教学课程建设探索[J].大学教育，2017，90（12）：89-91.

[3]彭斌，沈希忠，张玉梅，等.研究生课程全英语教学方法探讨[J].高教学刊，2018（8）：113-115.

[4]叶松，李艳霞.研究生全英语专业课课程建设的探讨[J].教育教学论坛，413（19）：77-78.

[5]高玉魁，赵振业.齿轮的表面完整性与抗疲劳制造技术的发展趋势[J].金属热处理，2014，39（4）：2-6.

[6]张国培.论“互联网+”背景下的雨课堂与高校教学改革[J].中国成人教育，2017（19）：96-98.

Practice and Exploration of All-English Teaching in the Material Fatigue Course for Postgraduates

Ho Hsin-shen， ZHANG Er-liang

（School of Mechanical and Power Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou， Henan 450001， China）

Abstract：The all-English teaching of professional courses is advantageous to develop the comprehensive academic ability of postgraduates， and plays an increasingly important role in the reform and construction of higher education in China.This paper introduces the all-English teaching model of the Material Fatigue course for postgraduates.In regard to the facts that most postgraduates in mechanical engineering have low ability to use English and also have poor subject foundation， a few measures are discussed， which are taken for optimal design of course content and innovation of teaching methods.Finally， several suggestions are put forward for the future reform of all-English teaching courses

Key words：all-English teaching;postgraduate course;teaching practice