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楊善洲學習材料范文1
【關鍵詞】建筑材料；水利水電工程；全英文教學；創新
經濟全球化已成為社會發展的必然趨勢，科技以及工程建設的國際合作化推動了人才的國際化，這不僅限于國際化人才爭奪與使用，更重要的是國際化專業人才的培養。美國、日本、歐洲等發達地區之所以社會與科技領域始終保持不斷涌現的創新活力，很重要一點就歸因于其全球化視野下的科技人才培養與引進策略。我國自改革開放以來，一直保持著經濟的高速發展，主要得益于改革開放初期的人口紅利，主要體現在勞動力成本較低（勞動密集型產業較多）的優勢；而如今，之前的人口紅利優勢已經不復存在，我們面臨著新的挑戰，如何在激烈的國際競爭中仍然保持我們經濟發展與社會發展的活力與發展動力，就需要從科技水平、先進技術等方面入手，參與乃至領跑國際科技領域，摒棄以往完全依靠勞動密集型產業來推動社會經濟發展的模式，轉變到依靠科技水平的軌道上來，而這需要在培養國際化工程技術人才、科研人才、管理人才等各方面花大力氣，需要有一個持續的工作才能產生效果。
對于水利水電工程領域而言，我們國家的大量大型水電資源（主要集中在西南地區）已開發或已規劃完畢，今后大量的水利工程設計、施工、監理企業將不得不面臨著“走出去”的那一步（已經有很多企業已在國際市場中參與競爭，如東南亞、非洲、南美等地）。水利水電工程國際經營規模持續擴大、經營層次進一步提高、國際市場范圍不斷擴大、國外工程項目履約情況、經濟效益良好，吸引了大量水利水電施工企業走出去，例如，水電建設集團公司等一批較大型的水電施工承包單位是中國水電產業“走出去”的排頭兵，自1999年以來連續進入全球最大225家國際承包商行列。
因此，對于培養水利水電工程行業專業性人才的高等學校（如武漢大學）而言，也需要逐步轉變自身的培養目標定位，必須下大決心，花大氣力培養國際化工程技術人才與科研人才。在新的歷史階段，高校仍是水利工程后備人才培養的主要陣地，同時，在水利工程科技人才國際化培養，特別是高端科研人才國際化方面，水利科研機構具有獨特的優勢，肩負著歷史的重任，高校與水利工程科研機構相互學習，在優勢互補的基礎上發揮各自特長，為我國水利水電工程學科的可持續發展奠定人才基礎。所以，高校在水利水電工程學科的發展過程中也需要在課程建設規劃時形成國際化視野?？蒲腥瞬艊H化培養是實現新跨越的必由之路，也是適應水利科技發展，培養水利專業人才的必然選擇。
建筑材料在其他工程專業領域，如土木工程、交通工程等均有相關雙語教學實踐的開展，也取得了較好的效果，但截至目前，國內高校中尚未發現有建筑材料全英文教學的報道。建筑材料也是水利水電專業人才培養中最重要的一門專業基礎課程，該課程不僅是學生今后從事水利水電工程設計、施工和監理等工作的必備基礎，也是學習水工鋼筋混凝土結構、水利水電工程施工等后續相關專業課程的前提。而建筑材料這門課程具有很多與其他課程不同的地方，如：（1）課程涉及內容多、學科廣，包含了水泥、砂漿、混凝土、鋼材、石材、瀝青等各種建設工程領域所涉及到的建筑材料品種，并涉及到力學、化學、物理等各基礎學科的大量知識點，是一門交叉學科特性明顯的課程；（2）材料新技術、新產品革新與更新快，教材的修訂速度有限，無法及時將革新的技術與出現的新材料修訂到教材中；且規范與標準的修訂也存在時效性問題，而教材中往往也在這方面存在滯后性；（3）涉及的規范與標準較多，材料的各種性能與規范和標準之間的關系需要特別注意。從這些特點上來看，內容繁雜，知識點多，記憶內容較多，而在這些特點的基礎上，全英文教學又帶來了語言上的難度，不僅在教學上帶來一定的難度，同時學生在理解上也需要花更多的精力與時間。武漢大學水利水電學院從2009年開始在水利水電工程專業開設全英文班教學，除部分基礎必修課外，專業基礎課和專業課均采用全英文教學。建筑材料課程作為一門主干專業基礎課，設置在大學三年級的第一學期，在基礎課程（高等數學等）、基本力學課程（如材料力學、理論力學）完成之后開展，并作為鋼筋混凝土結構、水利水電施工等其他專業課程開始的一個基礎。武漢大學水利水電學院建筑材料教研室承擔了該門課程的教學，經歷了初期的直接聘請國外高校教師來華授課，到后期本專業教師經過培訓和學習后講授課程的艱難過程。經過近些年的教學實踐與不斷總結，我們得到教學過程中的一些經驗與體會。
一、授課對象分析及教學概況
由于建筑材料課程具有知識點涉及范圍廣、學科間跨度大、基本概念多等特點，結合全英文教學的特點，就更加需要學生具備良好的外語基礎，以適應在較多專業基礎知識的前提下對全英文條件下概念的準確理解。在開設本課程前，學生已系統學習了高等數學、材料力學等基礎課程以及專業基礎課程，這是建筑材料課程學習的前提條件。本課程針對的是水利水電工程專業本科生三年級第一個學期的學生，該階段的學生已系統學習了數學、物理、力學等基礎課程，并且該全英文班還經過了兩年多的英文強化訓練，可以適應建筑材料課程全英文教學過程。由于多年來教學改革與學分制改革的結果，建筑材料課程課時已壓縮至36學時，即使中文授課也不能將教材上所有內容全面教授；因此，在學時分配上，對于混凝土（concrete）、水泥（cement）、鋼材（steel）、瀝青（bitumen）等主要建筑材料做詳細講解，對于石膏與石灰（gypsum and lime）、石材（stone）、聚合物材料（polymer）、其他功能材料（functional materials）等其他類建筑材料做簡要講解，充分發揮學生自主學習的主觀能動性，強調課后自學的作用。在試驗教學方面，由于只有6個學時的試驗學時，因此，主要強調的是對學生創新性的培養，我們在試驗設計中也強調了運用所學知識對材料進行科學設計的理念，開展了一些創新性試驗教學，這在第3節中將做介紹。整個課程以“建筑材料的組成（composition）——結構（structure）——性能（property）”之間的關系為主線，注重知識的基本概念、重點、難點和方法論的講授；注重教學內容和主題的不斷更新和擴展，在課程中穿插建筑材料學科的發展前沿和動態，培養學生的學習興趣和創新意識。
二、培養目標
每一門課程的開設，都有其培養的目標和期望達到的效果。由于水利水電工程專業全英文班的定位在培養水利水電工程專業國際化的專門人才和具有國際化視野的科學研究人才，我們認為其國際化主要內涵有兩個方面的，其一是為工程界培養合格的并且有競爭力的水利水電工程設計、施工以及監理的專門人才，可以為我國大型水利水電工程企業參與國際競爭提供人才儲備；其二是為我國水利水電專業培養國際化的科學技術人才，從科學技術進步的角度為我國水利水電工程專業培養優秀的科研人才，以保證我國水利水電工程專業的可持續化發展。從這兩方面考慮，作為建筑材料全英文課程的教學，我們在教學過程中有以下兩個方面的主要感受與體會：
（一）作為科學研究的目標，全英文班的學生從選拔時開始就作為精英化教育來培養，如果學生個人意愿是將來從事水利水電專業的科學研究工作，則需要學生在平時學習過程中扎實掌握基本概念，在深度上有較多體現；同時，需要任課教師在教學中潛移默化地激發學生的科研興趣，從本科生專業基礎的學習就開始培養學生從事科學研究的興趣與熱情。
（二）作為水利水電工程國際工程總承包的培養目標，則需要學生掌握建筑材料課程中的基本概念、國內外相關建筑材料試驗標準與規范、施工規范等的對比、建筑材料基本概念的中英文對照敘述方式等，要求在教學內容上體現在知識點的廣度上，強調學生的知識面寬度。
鑒于以上兩點考慮，我們試圖在建筑材料全英文教學過程保持科研性與工程應用性二者的平衡關系，既強調本課程在水利水電工程中的實用性，也在實用性過程中穿插國際上本領域的最新研究成果與研究思路，培養學生在科研創新方面的能力與熱情。
三、學習材料的選擇與獲取
建筑材料具有涉及學科領域廣、內容繁雜等特點，但大多數的教材總體上是一致的，基本會涉及到材料的基本性質、氣硬性膠凝材料（石灰與石膏）、水硬性膠凝材料（水泥）、混凝土、砂漿及砌體材料、瀝青及瀝青混合料、建筑鋼材、功能性建筑材料等主要部分，且材料的基本性質、水泥、混凝土、建筑鋼材是幾乎所有建筑材料教材編寫時的重點內容，也是我們工程應用領域最常接觸的建筑材料種類。各教材只是在內容編排與語言敘述上有所差別，但這種差別最終影響學生對內容的理解也是較明顯的。因此，選擇一本或幾本好的參考資料是學好一門全英文課程的必要前提。此外，建筑材料本身新技術、新進展涌現較快，所以在學好經典教材的同時，需要對這一學科領域的新知識學會主動獲取，從文獻材料中對基本概念與常識進行必要的補充，以培養學生在科研創新方面的初步能力。鑒于這些考慮，我們在全英文教學過程中，除了經典教材的選擇之外，也在課堂上潛移默化地介紹建筑材料領域科學研究常用的期刊雜志，并傳授簡單的文獻檢索與閱讀的方法，以培養潛在對科學研究感興趣的學生之科研熱情，為水利水電工程領域專業性人才的可持續發展提供基礎。
（一）外文教材選擇
國外建筑材料類的教材較多，有概括類的（即所有建筑材料都包含在內，如J.M. Illston等人編寫的Construction Materials：their nature and behaviour；R.K.Dhir等人編寫的Civil Engineering Materials），也有專門類的（即介紹某一類建筑材料或某一種建筑材料，如P.K. Mehta主編的Concrete Structure，Properties and Materials），考慮到本科生階段以基礎教育為主，我們主要選擇概括類的教材，即包含大部分建筑材料，且以基本知識講解為主，不針對某一材料深入探討?？紤]到全英文教學過程的特點，我們要在教材上也盡量體現英語思維方式與中文思維方式的不同，即在介紹理論體系之前，先提出問題，以及解決問題的分析方法和方案，最后才給出該部分內容的總結。在綜合比對了國外的優秀英文教材后，我們最終選擇了兩本教材作為教學參考書，一本為Domone and John Illston主編的Construction Materials-Their nature and behavior （4th edition），另一本為J.F. Young， S. Mindess， R.J. Gray和A. Bentur主編的The Science and Technology of Civil Engineering Materials，這兩本教材都很好地體現了上述特點。
（二）英文文獻獲取
為了讓學生在學習建筑材料的過程，培養必要的科研素養和科研興趣，主要是在授課過程中介紹圖書館可以利用的主要圖書館數據庫，幫助他們開始學會使用學校的資源來進行自己感興趣的科研活動。例如愛思維爾（Elsevier）數據庫中的Cement and Concrete Research、Cement and Concrete Composites、Construction and Building Materials、Journal of Constructional Steel Research等，Springer數據庫中的Materials and Structures，ASCE旗下的Journal of Materials in Civil Engineering，ACI旗下的ACI Journal of Materials、ACI Journal of Structures等這些建筑材料科學領域主流的期刊雜志。讓學生今早接觸這些，是為了培養目標中提到的國際化視野的一個重要內容。讓學生在學習課程中書本知識的同時，與時俱進地了解本學科領域一些領先的科學、技術問題，讓他們在學習的過程中逐步建立起研究是思路和想法，對于學生今后職業生涯的選擇也是一個引領，既適應我們培養國際化高級工程技術人才的需求，也適應我們培養國際化科研人才的需要。
（三）標準及規范的比對
由于很多建筑材料領域的規范在相關的術語表述、單位制、相關規定等方面存在一些區別，要在教學過程中提醒學生注意建筑材料相關國內外規范的對比。在課堂上主要介紹我國主要規范（如GB、JC、JCJ等國標規范、行業規范以及地方標準等），并針對其中某些條款與國外相關規范（如美國ASTM規范，英國BS規范等）進行比對，以讓學生了解各國規范之間的差異與聯系。例如，最簡單的混凝土抗壓強度的試驗與表征問題，在我國規范中采用的是立方體抗壓強度，而美國規范中則是采用圓柱體抗壓強度，二者之間是存在一定區別的，要讓學生學會如何去區分這些不同。因此，在教學過程中讓學生學會如何查閱規范，尋根溯源，比較規范，學會舉一反三。
四、教學過程體會
（一）課堂教學
1. 關鍵專業詞匯講解。由于建筑材料課程涉及的內容繁雜、學科領域較多、材料類型也很紛繁，所以其中涉及的專業詞匯也很多，且規律性不強。因此，我們在每一章開始講解前，將其中每一章將要涉及到的專業詞匯作一匯總，提前讓學生進行預習，防止在課程講解過程中造成學生的理解障礙。從教學效果來看，這一方式取得了較好的成效，不僅保證了教學過程的流暢性，也極大地增加了學生的專業詞匯量，學生也比較容易接受這種教學過程。
2. 主要概念引經據典。建筑材料在工程中的正確選擇及使用是事關工程質量與壽命的關鍵所在，要在課堂教學中讓學生明白這一點，可以在教學過程中講解事故案例，以加深學生對材料選擇與使用的重要性認識。例如，在講解聚合物材料的防火性能時，可以適當例舉一些工程由于防火材料選擇不當而造成失火的例子（2010年上海靜安區的11.15火災案），以加深學生對材料使用性能的認識。
3. 材料性能與規范相結合。以“建筑材料的組成——結構——性能”的脈絡進行每一種建筑材料的講解，同時結合規范的相關規定解釋材料在使用過程中需特別注意的一些問題，增強學生的工程應用概念。要從根本上讓學生明白規范的意義，以及依據規范進行設計、施工和監理的重要性。但同時也要讓學生明白規范條款的來源，不能將規范“學死”。
4. 課堂氛圍。在課堂教學過程中穿插互動式教學。在一些關鍵點上保持和學生之間要有對話和交流，同時要求學生對老師提出的問題要有響應。在教學過程中不同階段能夠啟發學生思考問題。
5. 多媒體利用。借助多媒體動畫、工程錄像等直觀形式，播放鋼材加工、水泥生產、混凝土加工、運輸到施工現場等過程，同時配合課堂上全英文講解，對于理解枯燥的原理、工藝以及生產過程有很好的輔助作用。力爭在課堂上也大大提高學生對于建筑材料的感官認識和學習興趣，加深對課程學習內容的理解。
（二）實驗教學
課程負責人改革試驗創新模式，在有限的試驗課時內，設計了冰飛盤（ice-Frisbee）模型試驗，創新了試驗教學模式。在該試驗環節，要求學生在課余通過各種方式增加冰飛盤的韌性，最后通過沖擊試驗方法對采用各種不同的方法改善冰飛碟抗沖擊能力后的樣品進行測試，深受學生喜歡，取得了很好的效果。在沒有教師提示的前提下，很多學生想到了采用纖維增強的方式對冰飛盤進行了增韌處理，說明好的創新試驗教學是可以激發學生的創造力的。
（三）測試方法
建筑材料全英文教學整個課程考核強調過程控制，分別采用課堂小測驗（quiz，20%）、期中考試（mid exam，20%）、試驗（project，10%）、期末考試（final exam，50%）四個環節進行，保持課程學習過程的緊湊性，時刻把握學生的學習狀態過程，必要時作相應調整。
五、結語
本文針對水利水電工程專業面臨國際化設計、施工、監理以及科研的需要，分析了水利水電工程專業本科生中開展建筑材料課程全英文教學的必要性，并結合作者近年來在教學過程中的經驗與體會，總結了在建筑材料全英文教學過程中對教材選擇、引導學生獲取前沿文獻資料、課堂教學過程設計、試驗設計以及考核方式等方面的一些體會、經驗和思考，旨在進一步提高建筑材料課程全英文教學的質量以及為本課程全英文教學的實踐提供一些新思路。
參考文獻
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