雙語(yǔ)教學(xué)在采礦數(shù)值計(jì)算課程中的應(yīng)用

陳見(jiàn)行 張村

【摘要】采礦工程是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）的優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)，為了便于學(xué)生對(duì)與采礦相關(guān)的工程問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算和分析，本專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了《采礦數(shù)值分析方法及應(yīng)用》這門(mén)課程。本文作者作為該課程的授課教師，發(fā)現(xiàn)由于軟件是英文軟件且授課過(guò)程中會(huì)涉及大量英文單詞，所以提出采用雙語(yǔ)教學(xué)的方法對(duì)該課程進(jìn)行講解，既有利于學(xué)生掌握與該軟件相關(guān)的英語(yǔ)知識(shí)，又可以對(duì)該軟件進(jìn)行更加充分的學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)值分析;雙語(yǔ)教學(xué);軟件;手冊(cè)

【Abstract】Mining engineering is the superior major in the China University of Mining and Technology （Beijing）. To help students to calculate and analyse engineering problems related to mining engineering， this major sets the course of “Method and Application of Numerical Analysis”. As the teachers for this course， the authors find that the software is the English program. Therefore， during the teaching process， there are a number of English words involved. Then， it is proposed that the bilingual education method can be used in the teaching process. It is not only beneficial for students grasping the English related to the software， but also helpful for students to fully learn the software.

【Key words】numerical analysis; bilingual education; software; manual

【基金項(xiàng)目】本論文受到中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）本科教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：J190103）的資助。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 ;【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）07-0126-02

1.引言

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程專(zhuān)業(yè)考慮到本科生在畢業(yè)之后或者進(jìn)入研究生階段的學(xué)習(xí)過(guò)程中，可能會(huì)涉及到采用數(shù)值計(jì)算對(duì)礦山開(kāi)采問(wèn)題進(jìn)行分析的需求。因此，本專(zhuān)業(yè)為本科生開(kāi)設(shè)了《采礦數(shù)值分析方法及應(yīng)用》這門(mén)課程。利用該課程，對(duì)采礦工程專(zhuān)業(yè)較為相關(guān)的數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行講解，讓本科生可以學(xué)習(xí)并應(yīng)用數(shù)值計(jì)算軟件，對(duì)礦山開(kāi)采的過(guò)程進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的模擬，并對(duì)計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行分析。

本文作者作為該課程的授課教師，發(fā)現(xiàn)所講授的數(shù)值計(jì)算軟件為美國(guó)Itasca公司所開(kāi)發(fā)的FLAC3D。由于該軟件是由美國(guó)的商業(yè)公司所開(kāi)發(fā)的，所以軟件的界面包括所使用的命令全部由英文撰寫(xiě)[1，2]。在授課過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)大量的英文單詞，例如command， generate， initial等等。

因此，本文作者思考在授課過(guò)程中，可以考慮采用漢語(yǔ)和英語(yǔ)相結(jié)合的雙語(yǔ)教學(xué)的方法，一方面采用英語(yǔ)對(duì)FLAC3D軟件和授課過(guò)程中用到的命令進(jìn)行講授，另一方面采用漢語(yǔ)對(duì)命令的解釋、代碼的講解及結(jié)果的分析進(jìn)行講授。在該過(guò)程中，學(xué)生既可以對(duì)軟件的操作和相關(guān)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，又可以對(duì)英語(yǔ)，甚至是數(shù)值分析領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.采礦數(shù)值分析課程介紹

本門(mén)課程是對(duì)采礦工程專(zhuān)業(yè)地采方向大三的本科生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課。在該課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，授課教師著重對(duì)三維有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算軟件FLAC3D進(jìn)行講解，在講解過(guò)程中，主要對(duì)實(shí)體建模方法、常用的本構(gòu)模型和材料參數(shù)、模型邊界條件的確定、初始條件的設(shè)定、求解和后處理等章節(jié)進(jìn)行介紹。

在講解的過(guò)程中，授課教師會(huì)以某些與礦山開(kāi)采相關(guān)的實(shí)例進(jìn)行講解。例如，在講到實(shí)體建模方法時(shí)，授課教師會(huì)以礦山直墻半圓拱巷道的建模過(guò)程為例，進(jìn)行講解和分析，從而可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到如何使用FLAC3D中的網(wǎng)格組合功能對(duì)采礦工程中遇到的一些復(fù)雜的模型進(jìn)行構(gòu)建;又例如，在講本構(gòu)模型和材料參數(shù)時(shí)，會(huì)以礦山開(kāi)采過(guò)程中圓柱體礦柱的壓縮過(guò)程為例進(jìn)行模擬和分析，從而可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到如何使用FLAC3D對(duì)礦山開(kāi)采過(guò)程中相關(guān)的一些問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算和分析。

除了對(duì)FLAC3D軟件進(jìn)行講解之外，授課教師還會(huì)對(duì)UDEC和PFC軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的講解，其目的是讓學(xué)生對(duì)非連續(xù)介質(zhì)理論的數(shù)值計(jì)算軟件有所了解和認(rèn)識(shí)。從而可以讓學(xué)生基于FLAC3D的學(xué)習(xí)過(guò)程，自行對(duì)其它巖土工程領(lǐng)域的數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)和使用。

3.采用雙語(yǔ)教學(xué)的原因分析

本文作者根據(jù)對(duì)該課程的授課經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了本門(mén)課程可以采用雙語(yǔ)教學(xué)的原因，具體如下：

（1）軟件自身為英文軟件。

授課過(guò)程中所講授的數(shù)值計(jì)算軟件均為美國(guó)Itasca公司所開(kāi)發(fā)的軟件，包括FLAC3D、UDEC和PFC。所以，軟件的操作界面全為英文[3，4]。與此同時(shí)，這幾款數(shù)值計(jì)算軟件，基本以“代碼驅(qū)動(dòng)”模式運(yùn)行。例如FLAC3D 3.0版本中，圖形用戶(hù)界面可以操作的內(nèi)容很少，從建模到運(yùn)算再到后處理均使用代碼來(lái)完成。例如，為了完成對(duì)網(wǎng)格本構(gòu)模型的設(shè)置，需要使用“model”命令;為了完成對(duì)模型的繪制和輸出，需要使用“plot”命令;為了對(duì)模型的初始條件進(jìn)行設(shè)置，可以使用“initial”命令;為了自定義函數(shù)，可以使用“define”命令。這些命令均來(lái)自于英文單詞，因此，如果采用雙語(yǔ)教學(xué)的方法，既可以解釋這些單詞的本身含義，又可以讓學(xué)生知道這些單詞在數(shù)值計(jì)算軟件中的意義及其對(duì)應(yīng)的功能。

（2）軟件的手冊(cè)均為英文編寫(xiě)。

本文課程目前選用的是中文教材。但本文作者在講授課程的同時(shí)，會(huì)建議學(xué)生可以進(jìn)一步參考FLAC3D軟件自身的英文手冊(cè)。在該手冊(cè)中，對(duì)FLAC3D的建模、參數(shù)賦值、計(jì)算求解、后處理甚至基礎(chǔ)原理均有較為詳實(shí)的講解。本科生直接參考英文手冊(cè)難度比較大，因?yàn)槔锩嫔婕暗酱罅康膶?zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。但是在參考中文教材的同時(shí)，對(duì)照參考英文手冊(cè)，可以快速而清晰地理解手冊(cè)中的內(nèi)容。由于軟件手冊(cè)是全英文編寫(xiě)，讀者在閱讀英文手冊(cè)的同時(shí)，既可以接觸到數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，又可以學(xué)習(xí)到英語(yǔ)寫(xiě)作中的一些單詞或者詞組。因此，在授課過(guò)程中，以英文手冊(cè)中的內(nèi)容為基礎(chǔ)，采用雙語(yǔ)教學(xué)的方式進(jìn)行講解，可以讓學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和基本的英文寫(xiě)作都有所學(xué)習(xí)。

4.雙語(yǔ)教學(xué)應(yīng)用效果分析

基于以上的分析和探討，本文作者在對(duì)本課程的授課過(guò)程中，采用雙語(yǔ)教學(xué)的方式進(jìn)行講授。授課過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)最基本的命令進(jìn)行講解時(shí)，學(xué)生的反應(yīng)較好。例如，對(duì)“history”命令講解時(shí)，學(xué)生能很容易地理解到是采用該命令對(duì)計(jì)算過(guò)程中某些變量的數(shù)值進(jìn)行記錄和保存;再例如，對(duì)“solve”命令進(jìn)行講解時(shí)，學(xué)生也可以很容易地理解到是對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算和求解。對(duì)于原因，本文作者推測(cè)是因?yàn)檫@些比較簡(jiǎn)單的單詞，學(xué)生們從中學(xué)時(shí)代就已經(jīng)學(xué)習(xí)了，因此有了對(duì)單詞本身的理解，再理解其在數(shù)值計(jì)算軟件中的操作過(guò)程和應(yīng)用就比較容易了。

但是采用雙語(yǔ)教學(xué)對(duì)一些稍微復(fù)雜的命令或關(guān)鍵字講解時(shí)，學(xué)生在理解方面稍有困難。例如，對(duì)關(guān)鍵字“contour”進(jìn)行講解時(shí)，一些同學(xué)由于英文單詞儲(chǔ)備不夠，導(dǎo)致對(duì)該單詞本身的含義了解不甚清楚。因此，對(duì)該單詞講解其在數(shù)值計(jì)算軟件中的應(yīng)用時(shí)，部分同學(xué)出現(xiàn)了理解困難的情況。

因此，本文作者建議在進(jìn)行下一步雙語(yǔ)教學(xué)推廣過(guò)程中，可以讓學(xué)生們對(duì)本軟件常用到的英文命令和關(guān)鍵字進(jìn)行單詞

學(xué)習(xí)和記憶。這樣有助于學(xué)生們掌握一定的詞匯儲(chǔ)備，從而更容易地對(duì)后續(xù)課程內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。

5.結(jié)論

本文作者通過(guò)總結(jié)發(fā)現(xiàn)授課中所講授的軟件是由美國(guó)Itasca公司所開(kāi)發(fā)的商業(yè)數(shù)值計(jì)算軟件。該軟件的界面全為英文，在使用軟件的過(guò)程中，所需要的命令、關(guān)鍵字等代碼也均為英文。同時(shí)，考慮到軟件對(duì)應(yīng)的英文手冊(cè)也為英文抒寫(xiě)，因此本文作者提出可以采用漢語(yǔ)和英語(yǔ)相結(jié)合的方法，基于雙語(yǔ)教學(xué)，對(duì)該課程進(jìn)行講授。

作者以本課程為例，進(jìn)行了雙語(yǔ)課程的實(shí)踐，結(jié)果表明對(duì)于簡(jiǎn)單的命令和關(guān)鍵字，學(xué)生理解效果較好。但是對(duì)于略有難度或者略微復(fù)雜的命令和關(guān)鍵字，部分學(xué)生出現(xiàn)了理解困難的情況。因此，本文作者建議，在進(jìn)行后續(xù)的雙語(yǔ)課程教學(xué)前，可以先讓學(xué)生們對(duì)本軟件常用的英文命令和關(guān)鍵字進(jìn)行單詞學(xué)習(xí)和記憶，從而有一定詞匯儲(chǔ)備后再進(jìn)行后續(xù)的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭文斌.FLAC 3D實(shí)用教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社：北京.1-20.

[2]張村，趙毅鑫，陳見(jiàn)行.采礦工程本科數(shù)值計(jì)算分析課程的教學(xué)方法探討——以FLAC3D課程教學(xué)為例[J].課程教學(xué)，2019（16）：85-87.

[3]張軍輝，管偉明，陳輝，陳浩，錢(qián)京，杜康.由《FLAC3D》課程談提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的教學(xué)改進(jìn)方法[J].教育現(xiàn)代化，2019（45）：62-64.

[4]陳建峰，陳寶成，石振明，沈明榮.巖石地下工程數(shù)字教學(xué)平臺(tái)建設(shè)[J].高等建筑教育，2014（6）：142-146.

作者簡(jiǎn)介：

陳見(jiàn)行（1989.3-），男，漢族，山東濟(jì)寧人，博士，講師，主要研究方向?yàn)閹r石力學(xué)以及巷道支護(hù)。