于成龍 王秀峰 蒲永平 寧青菊 惠懷兵 王莉麗 江紅濤 張新孟 伍媛婷

（1.陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，西安 710021；2.東風(fēng)商用車有限公司技術(shù)中心工藝研究所，武漢 430056）

一、背景及相關(guān)要求

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》和《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》中明確指出，順應(yīng)新材料高性能化、多功能化、綠色化發(fā)展趨勢，推動(dòng)特色資源新材料可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)前沿材料布局，以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和重大工程建設(shè)需求為導(dǎo)向，優(yōu)化新材料產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用環(huán)境，加強(qiáng)新材料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提高新材料應(yīng)用水平，推進(jìn)新材料融入高端制造供應(yīng)鏈[1-2]。對此，工業(yè)和信息化部組織制定的 《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《輕工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》中，明確規(guī)定了突破重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域急需的新材料和布局一批前沿新材料范疇[3-4]。重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域急需的新材料體系，與物理相關(guān)的光、電、聲、磁、熱、力學(xué)（結(jié)構(gòu)材料）各方面均囊括其中。如新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)用材料中的“高純發(fā)光材料等批量生產(chǎn)工藝優(yōu)化，在新型顯示等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用”[3]和輕工業(yè)主要發(fā)展行業(yè)中的照明電器工業(yè)均涉及材料的光學(xué)性能；航空航天裝備材料、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶用材料、先進(jìn)軌道交通裝備材料以材料的力學(xué)性能為核心；節(jié)能環(huán)保材料中的“加快新型高效半導(dǎo)體照明、稀土發(fā)光材料技術(shù)開發(fā)”[4]涉及材料的光電轉(zhuǎn)換。布局一批前沿新材料范疇中的石墨烯、增材制造材料、納米材料、超導(dǎo)材料和極端環(huán)境材料涉及材料的物理制備方法和特性。

繼“復(fù)旦共識”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”逐步開啟新工科建設(shè)的大幕以后，新工科建設(shè)步入了實(shí)質(zhì)性的具體的執(zhí)行階段[5]。在新工科建設(shè)中的若干選題中，面向新經(jīng)濟(jì)的工科專業(yè)改造升級路徑探索與實(shí)踐（新型學(xué)科專業(yè)建設(shè)）以及新工科多方協(xié)同育人模式改革與實(shí)踐是兩個(gè)重要組成。其中均有對現(xiàn)有新型學(xué)科專業(yè)以及新生學(xué)科專業(yè)培養(yǎng)方案，課程體系和專業(yè)內(nèi)容的明確要求[6]。針對新工科建設(shè)和《輕工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》中對加強(qiáng)人才支撐保障的要求，材料物理專業(yè)屬于新型學(xué)科專業(yè)建設(shè)升級路徑探索范疇。陜西科技大學(xué)材料物理專業(yè)成立于2004年，至今已有14年時(shí)間。一方面，立足于光電子信息功能材料，面向電子材料、信息材料、發(fā)光材料、顯示材料與技術(shù)，畢業(yè)生就業(yè)率及就業(yè)質(zhì)量飛速發(fā)展，成為學(xué)校21世紀(jì)初新成立專業(yè)的領(lǐng)頭兵；另一方面，畢業(yè)生就業(yè)后3-5年調(diào)查反饋顯示，由于接觸的多為與國際接軌的新行業(yè) （有部分直接為外資企業(yè)），其就業(yè)的企業(yè)常采用全英文的工藝制程、產(chǎn)品報(bào)告（含原料信息和終端信息），學(xué)生需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力用于后續(xù)學(xué)習(xí)，因此迫切需要深入開展材料物理專業(yè)英語教育。然而，就學(xué)歷教育而言，能夠建立良好的漢語、英語關(guān)系的培訓(xùn)，集中在碩士、博士階段。受課程設(shè)置、穩(wěn)定師資，教材缺乏，教學(xué)方式方法等問題的直接限制，直接體現(xiàn)漢語、英語關(guān)系的專業(yè)英語教育發(fā)展比較緩慢[7-9]，體現(xiàn)在鮮見公開的課程體系，基本未見公開的教學(xué)模式（含大綱建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容建設(shè)、教學(xué)法及教學(xué)實(shí)驗(yàn)建設(shè)、學(xué)習(xí)法建設(shè)等）。

從2011年開始，材料物理專業(yè)開始進(jìn)行專業(yè)英語教學(xué)改革，著重進(jìn)行國內(nèi)外選題摸底，專業(yè)英語大綱、教材建設(shè)，教學(xué)法及教學(xué)實(shí)驗(yàn)等各方面的改革。目前，已經(jīng)明晰了教學(xué)大綱建設(shè)的具體內(nèi)容。由于該專業(yè)面向無機(jī)非金屬材料，在目前全國范圍內(nèi)精簡學(xué)時(shí)的前提下，提出了“精簡學(xué)時(shí)，提高質(zhì)量”的基本教學(xué)要求。明晰了核心思想為“專業(yè)英語教學(xué)需準(zhǔn)確、詳細(xì)講清楚漢語、英語相互關(guān)聯(lián)”。比如，物理學(xué)基礎(chǔ)一章中的“reciprocal space”，明確對應(yīng)漢語“倒易空間”。從詞源上講，reciprocal詞源為拉丁語 reciprocus[10]，意為“交替變換”，漢語“倒易”含兩層意思，一為“倒”，其中，含正空間晶面間距的倒數(shù)用于表達(dá)對應(yīng)倒格子矢量大小的意思，另一為“易”，就是變換的意思。因而，教學(xué)中不建議用“倒格子空間”與“reciprocal space”關(guān)聯(lián)。明晰了教學(xué)法，應(yīng)以討論式、小課堂教學(xué)為主，以提高每個(gè)學(xué)生的基本能力。對于學(xué)生學(xué)習(xí)能力要求如下：以明晰基本漢、英關(guān)系為基礎(chǔ)，強(qiáng)化閱讀和寫作能力，努力改善和提高聽、說能力，重點(diǎn)培訓(xùn)科技英文翻譯能力，使學(xué)生能夠閱讀本專業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域的外文文獻(xiàn)，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。

二、基本框架

構(gòu)建基本框架是材料物理專業(yè)英語大綱建設(shè)的難點(diǎn)，一方面要考慮材料物理專業(yè)的發(fā)展規(guī)律和歷史傳承；另一方面，要考慮到應(yīng)屆學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力。陜西科技大學(xué)物理專業(yè)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，明晰了專業(yè)英語大綱構(gòu)建的主導(dǎo)思想，即“內(nèi)容覆蓋從基礎(chǔ)到結(jié)構(gòu)和性能的各方面”。對于基本教學(xué)參數(shù)的設(shè)置，以專業(yè)選修課設(shè)置的基本參數(shù)為參考，確定如表1所示。

表1 材料物理專業(yè)英語教學(xué)大綱基本參數(shù)

基本教學(xué)要求中的“精簡學(xué)時(shí)”為32學(xué)時(shí)（表1）。通過對已經(jīng)公開的其他專業(yè)專業(yè)英語的學(xué)時(shí)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，大部分在40-56學(xué)時(shí)之間。有少部分學(xué)校開設(shè)在20-24學(xué)時(shí)內(nèi)，但側(cè)重于翻譯訓(xùn)練。對于本專業(yè)而言，前期嘗試開設(shè)40個(gè)學(xué)時(shí)，但學(xué)習(xí)效率和結(jié)果并不隨教學(xué)時(shí)間延長而提高。教學(xué)實(shí)踐表明，在32學(xué)時(shí)基礎(chǔ)上，通過改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，可以顯著提高質(zhì)量，將在教學(xué)法部分闡述。

值得說明的是，開課學(xué)期選擇在第7學(xué)期，主要希望學(xué)生能在先修課程全部結(jié)束的前提下開展專業(yè)英語，這樣對于知識的中、英文對應(yīng)，效果更顯著。先修課程中固體物理導(dǎo)論、半導(dǎo)體物理、無機(jī)材料物理性能、電介質(zhì)物理、電子材料、現(xiàn)代顯示技術(shù)及原理、Electronic Ceramics（雙語）、磁性材料等課程的修讀，對于準(zhǔn)確定位漢語關(guān)系具有決定作用。另外，選擇在第7學(xué)期，便于學(xué)生學(xué)習(xí)后及時(shí)應(yīng)用于擇業(yè)中，或者應(yīng)用于進(jìn)一步深造（如考研、出國等）中。

總體框架中，借鑒了國內(nèi)外開設(shè)相關(guān)專業(yè)的課程總體框架。根據(jù)“內(nèi)容覆蓋需涉及從基礎(chǔ)到結(jié)構(gòu)及性能的各個(gè)方面”的基本要求，擬定框架的總體布局，含六個(gè)部分：（1）材料物理基礎(chǔ)—Essentials of Materials Physics；（2）材料物理性能總論—General Physical Performances of Materials；（3）材料的熱導(dǎo)與電導(dǎo)—Electrical and Thermal Conduction of Materials；（4）擴(kuò)散與材料表面—Diffusion and Surface of Materials；（5）材料測試與表征技術(shù)—Typical Characterization and Testing Methods of Materials；（6）閱讀材料—Selected Articles for Reading Comprehension。

三、內(nèi)容取材及教學(xué)法

1.內(nèi)容取材

2012年底，在陜西科技大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目的支持下，完成了內(nèi)容取材。取材涵蓋基本框架要求的各個(gè)細(xì)節(jié)。材料物理基礎(chǔ)部分，取材涉及新舊量子力學(xué)發(fā)展史[11]，代表性的幾個(gè)效應(yīng)（如光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)等），倒易空間和布里淵區(qū)，能帶理論（對應(yīng)于陜西科技大學(xué)材料物理專業(yè)側(cè)重的無機(jī)光電子信息功能材料）[12-13]。英文內(nèi)容來源主要為英國劍橋大學(xué)和美國哈佛大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)材料。

材料物理性能部分，取材涉及材料原子和離子級別的缺陷，材料的介電性能，材料的磁學(xué)性能，材料的光學(xué)性能。內(nèi)容來源主要為英國劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)和美國哈佛大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)材料和Zbigniew D.Jastrzebski教授主編的Engineering Materials[14]，以及 Donald R.Askeland 和 Pradeep P.Phulé教授主編的Essentials of Materials Science and Engineering[15]。

材料的熱導(dǎo)與電導(dǎo)部分選材主要來源于英國劍橋大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)材料。擴(kuò)散與表面部分取材涉及擴(kuò)散的基本理論、擴(kuò)散的工業(yè)應(yīng)用以及TLK模型，主要來源于英國劍橋大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)材料以及維基百科。材料的測試與表征部分取材主要涉及常見的物相、形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)、介電、磁學(xué)性能測試原理及測試過程的表述，主要來源為國際通用設(shè)備廠家的儀器說明材料。

閱讀材料主要選編了發(fā)表在Nature（含子刊）、Science等國際重要期刊的有代表性的論文。如光學(xué)性能選編了飛利浦公司和德國慕尼黑大學(xué)發(fā)表于Nature Materials的關(guān)于紅色熒光粉材料能夠提高白光LED熒光效率的論文[16]。磁學(xué)性能選編了Sun Shouheng教授2000年發(fā)表于Science的FePt合金磁存儲材料的制備及性能的文章[17]。此外，選編了適應(yīng)當(dāng)前TFT-LCD發(fā)展的工藝制程，選編了物理氣相沉積制備膜材料 （從物理基礎(chǔ)到基本工藝等各方面）[18]。這些閱讀材料均嚴(yán)格對接了《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《輕工業(yè)發(fā)展規(guī)劃 （2016-2020）》中新材料的最新進(jìn)展。

2.“LECTURE”教學(xué)法初探

專業(yè)英語教學(xué)不同于雙語教學(xué)。課程開設(shè)應(yīng)直接明確材料物理相關(guān)的漢語和英語對應(yīng)關(guān)系。由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力有限，必須進(jìn)行教學(xué)法試驗(yàn)。前期教學(xué)試驗(yàn)表明，最有效的課堂組織形式是小課堂討論式教學(xué)。不同于普通的專業(yè)教育，專業(yè)英語教學(xué)過程中采用了平行思維干預(yù)法[19]。對于知識重點(diǎn)，采用平行思維中的正面、激勵(lì)誘導(dǎo)法，鼓勵(lì)學(xué)生用正確的學(xué)習(xí)方法 （教師指導(dǎo)下）進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。對于知識難點(diǎn)，采用平行思維中的正面誘導(dǎo)及創(chuàng)新誘導(dǎo)法進(jìn)行學(xué)習(xí)干預(yù)。對于通用知識，采用平行思維中的客觀評估法進(jìn)行知識面擴(kuò)充。對于章節(jié)知識總結(jié)，采用控制和調(diào)節(jié)法進(jìn)行學(xué)習(xí)總結(jié)。由于在材料物理專業(yè)第7學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了本科階段的所有知識，已經(jīng)經(jīng)過了認(rèn)識和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，因此在閱讀材料階段，建議采用控制和調(diào)節(jié)法進(jìn)行廣泛地文獻(xiàn)檢索和閱讀。

經(jīng)過近4年約240人的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出“LECTURE”教學(xué)法。教學(xué)法主要是為了滿足基本教學(xué)要求中的 “提高質(zhì)量”要求而經(jīng)過實(shí)踐提出的。將大綱規(guī)定的全部教學(xué)內(nèi)容精編成15個(gè)LECTURE，以每個(gè)LECTURE為依托，按照“思維干預(yù)→LECTURE導(dǎo)入→GROUPWORK學(xué)習(xí)→課堂評價(jià)→課后評價(jià)”的基本模式組織教學(xué)。其中，思維干預(yù)模式采用教改項(xiàng)目的六頂思考帽平行思維干預(yù)法，采用以藍(lán)色、黃色為主的思維干預(yù)法干預(yù)課堂教學(xué)。將以現(xiàn)代多媒體架構(gòu)下的材料物理基礎(chǔ)內(nèi)容按照物理學(xué)基礎(chǔ)、倒易空間、能帶理論、固體中的缺陷、介電性能、磁學(xué)性能、固體發(fā)光、材料的電導(dǎo)和熱導(dǎo)、擴(kuò)散與表面制成15個(gè)LECTURE作為導(dǎo)入內(nèi)容。除了精編的講義外，按照上述循環(huán)方式，精編了課件。組織課堂學(xué)習(xí)形式以GROUPWORK為主，每8人一組，采用能動(dòng)學(xué)習(xí)、教師引導(dǎo)的方式詳細(xì)學(xué)習(xí)核心內(nèi)容。改變傳統(tǒng)雙語教學(xué)的課堂評價(jià)和考核方式，綜合考查學(xué)生的英語應(yīng)用能力。為了對接當(dāng)今最新的技術(shù)進(jìn)步，安排學(xué)生進(jìn)行學(xué)生為主MOOC討論式教學(xué)實(shí)驗(yàn)課。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)效率顯著提高。由于采用了思維干預(yù)法，學(xué)生傳統(tǒng)思維方式得到改變。摒棄了英語教學(xué)效果尋根溯源的傳統(tǒng)沿襲過程。由于采用GROUPWORK學(xué)習(xí)組織，學(xué)生集體協(xié)商、判斷能力得到提升，課堂學(xué)習(xí)效率、效果顯著提升。學(xué)生綜合能力得到顯著提高，從考核成績及對提高四六級考試和考研英語成績的幫助來看，對學(xué)生基礎(chǔ)英語能力的提高，以及繼續(xù)深造能力的提高起到了非常重要的作用。

四、結(jié)束語

以陜西科技大學(xué)材料物理專業(yè)為例，探討了面向“十三五”新材料發(fā)展和新工科建設(shè)的材料物理專業(yè)英語大綱構(gòu)建過程。提出了“精簡學(xué)時(shí)，提高質(zhì)量”的基本教學(xué)要求。明晰了核心思想為“專業(yè)英語教學(xué)需準(zhǔn)確、詳細(xì)講清楚漢語、英語相互關(guān)聯(lián)”。明確了學(xué)生學(xué)習(xí)能力要求：以明晰基本漢、英關(guān)系為基礎(chǔ)，強(qiáng)化閱讀和寫作能力，努力改善和提高聽、說能力，重點(diǎn)培訓(xùn)科技英文翻譯能力。擬定了總體框架，含材料物理基礎(chǔ)，材料物理性能，材料的熱導(dǎo)與電導(dǎo)，擴(kuò)散與材料表面，材料測試與表征技術(shù)及閱讀材料。明晰了LECTURE教學(xué)法，即應(yīng)以討論式、小課堂教學(xué)為主，提高每個(gè)學(xué)生的基本能力，使學(xué)生能夠閱讀本專業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域的外文文獻(xiàn)，了解專業(yè)領(lǐng)域的國際發(fā)展趨勢、研究熱點(diǎn)，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。