双语教学在采矿数值计算课程中的应用
时间：2021-01-07 20:00:40 来源：达达文档网 本文已影响 人 
陈见行 张村
【摘要】采矿工程是中国矿业大学（北京）的优势专业，为了便于学生对与采矿相关的工程问题进行计算和分析，本专业开设了《采矿数值分析方法及应用》这门课程。本文作者作为该课程的授课教师，发现由于软件是英文软件且授课过程中会涉及大量英文单词，所以提出采用双语教学的方法对该课程进行讲解，既有利于学生掌握与该软件相关的英语知识，又可以对该软件进行更加充分的学习。
【关键词】数值分析;双语教学;软件;手册
【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
【基金项目】本论文受到中国矿业大学（北京）本科教育教学改革与研究项目（项目编号：J190103）的资助。
【中图分类号】G642 ;【文獻标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）07-0126-02
1.引言
中国矿业大学（北京）采矿工程专业考虑到本科生在毕业之后或者进入研究生阶段的学习过程中，可能会涉及到采用数值计算对矿山开采问题进行分析的需求。因此，本专业为本科生开设了《采矿数值分析方法及应用》这门课程。利用该课程，对采矿工程专业较为相关的数值计算软件进行讲解，让本科生可以学习并应用数值计算软件，对矿山开采的过程进行一些简单的模拟，并对计算得到的结果进行分析。
本文作者作为该课程的授课教师，发现所讲授的数值计算软件为美国Itasca公司所开发的FLAC3D。由于该软件是由美国的商业公司所开发的，所以软件的界面包括所使用的命令全部由英文撰写[1，2]。在授课过程中，会出现大量的英文单词，例如command， generate， initial等等。
因此，本文作者思考在授课过程中，可以考虑采用汉语和英语相结合的双语教学的方法，一方面采用英语对FLAC3D软件和授课过程中用到的命令进行讲授，另一方面采用汉语对命令的解释、代码的讲解及结果的分析进行讲授。在该过程中，学生既可以对软件的操作和相关知识进行学习，又可以对英语，甚至是数值分析领域的专业英语进行学习。
2.采矿数值分析课程介绍
本门课程是对采矿工程专业地采方向大三的本科生开设的一门专业选修课。在该课程的学习过程中，授课教师着重对三维有限差分数值计算软件FLAC3D进行讲解，在讲解过程中，主要对实体建模方法、常用的本构模型和材料参数、模型边界条件的确定、初始条件的设定、求解和后处理等章节进行介绍。
在讲解的过程中，授课教师会以某些与矿山开采相关的实例进行讲解。例如，在讲到实体建模方法时，授课教师会以矿山直墙半圆拱巷道的建模过程为例，进行讲解和分析，从而可以让学生学习到如何使用FLAC3D中的网格组合功能对采矿工程中遇到的一些复杂的模型进行构建;又例如，在讲本构模型和材料参数时，会以矿山开采过程中圆柱体矿柱的压缩过程为例进行模拟和分析，从而可以让学生学习到如何使用FLAC3D对矿山开采过程中相关的一些问题进行计算和分析。
除了对FLAC3D软件进行讲解之外，授课教师还会对UDEC和PFC软件进行简单的讲解，其目的是让学生对非连续介质理论的数值计算软件有所了解和认识。从而可以让学生基于FLAC3D的学习过程，自行对其它岩土工程领域的数值计算软件进行学习和使用。
3.采用双语教学的原因分析
本文作者根据对该课程的授课经验，总结了本门课程可以采用双语教学的原因，具体如下：
（1）软件自身为英文软件。
授课过程中所讲授的数值计算软件均为美国Itasca公司所开发的软件，包括FLAC3D、UDEC和PFC。所以，软件的操作界面全为英文[3，4]。与此同时，这几款数值计算软件，基本以“代码驱动”模式运行。例如FLAC3D 3.0版本中，图形用户界面可以操作的内容很少，从建模到运算再到后处理均使用代码来完成。例如，为了完成对网格本构模型的设置，需要使用“model”命令;为了完成对模型的绘制和输出，需要使用“plot”命令;为了对模型的初始条件进行设置，可以使用“initial”命令;为了自定义函数，可以使用“define”命令。这些命令均来自于英文单词，因此，如果采用双语教学的方法，既可以解释这些单词的本身含义，又可以让学生知道这些单词在数值计算软件中的意义及其对应的功能。
（2）软件的手册均为英文编写。
本文课程目前选用的是中文教材。但本文作者在讲授课程的同时，会建议学生可以进一步参考FLAC3D软件自身的英文手册。在该手册中，对FLAC3D的建模、参数赋值、计算求解、后处理甚至基础原理均有较为详实的讲解。本科生直接参考英文手册难度比较大，因为里面涉及到大量的专业术语。但是在参考中文教材的同时，对照参考英文手册，可以快速而清晰地理解手册中的内容。由于软件手册是全英文编写，读者在阅读英文手册的同时，既可以接触到数值计算领域的专业术语，又可以学习到英语写作中的一些单词或者词组。因此，在授课过程中，以英文手册中的内容为基础，采用双语教学的方式进行讲解，可以让学生对专业术语和基本的英文写作都有所学习。
4.双语教学应用效果分析
基于以上的分析和探讨，本文作者在对本课程的授课过程中，采用双语教学的方式进行讲授。授课过程中发现，当对最基本的命令进行讲解时，学生的反应较好。例如，对“history”命令讲解时，学生能很容易地理解到是采用该命令对计算过程中某些变量的数值进行记录和保存;再例如，对“solve”命令进行讲解时，学生也可以很容易地理解到是对模型进行计算和求解。对于原因，本文作者推测是因为这些比较简单的单词，学生们从中学时代就已经学习了，因此有了对单词本身的理解，再理解其在数值计算软件中的操作过程和应用就比较容易了。
但是采用双语教学对一些稍微复杂的命令或关键字讲解时，学生在理解方面稍有困難。例如，对关键字“contour”进行讲解时，一些同学由于英文单词储备不够，导致对该单词本身的含义了解不甚清楚。因此，对该单词讲解其在数值计算软件中的应用时，部分同学出现了理解困难的情况。
因此，本文作者建议在进行下一步双语教学推广过程中，可以让学生们对本软件常用到的英文命令和关键字进行单词
学习和记忆。这样有助于学生们掌握一定的词汇储备，从而更容易地对后续课程内容进行学习。
5.结论
本文作者通过总结发现授课中所讲授的软件是由美国Itasca公司所开发的商业数值计算软件。该软件的界面全为英文，在使用软件的过程中，所需要的命令、关键字等代码也均为英文。同时，考虑到软件对应的英文手册也为英文抒写，因此本文作者提出可以采用汉语和英语相结合的方法，基于双语教学，对该课程进行讲授。
作者以本课程为例，进行了双语课程的实践，结果表明对于简单的命令和关键字，学生理解效果较好。但是对于略有难度或者略微复杂的命令和关键字，部分学生出现了理解困难的情况。因此，本文作者建议，在进行后续的双语课程教学前，可以先让学生们对本软件常用的英文命令和关键字进行单词学习和记忆，从而有一定词汇储备后再进行后续的学习。
参考文献：
[1]彭文斌.FLAC 3D实用教程[M].机械工业出版社：北京.1-20.
[2]张村，赵毅鑫，陈见行.采矿工程本科数值计算分析课程的教学方法探讨——以FLAC3D课程教学为例[J].课程教学，2019（16）：85-87.
[3]张军辉，管伟明，陈辉，陈浩，钱京，杜康.由《FLAC3D》课程谈提高学生创新实践能力的教学改进方法[J].教育现代化，2019（45）：62-64.
[4]陈建峰，陈宝成，石振明，沈明荣.岩石地下工程数字教学平台建设[J].高等建筑教育，2014（6）：142-146.
作者简介：
陈见行（1989.3-），男，汉族，山东济宁人，博士，讲师，主要研究方向为岩石力学以及巷道支护。
