英语多媒体图像讲课法：以岩土力学为例

岳中琦

目前，用英语和多媒体教学已经在很多大学展开。由于英语不是母语，这样的专业课程用英语教学的实际效果还要有待时间检验。香港的大学生英语基础虽然好，可是他们的母语一般是以广东话为主体的汉语。因此，专业（如岩土力学）的词汇、概念和数学公式的英语表述和推导还是他们的新知识。他们依然缺乏对这些英语表述和公式的感性认识。如果遇到某一新的英语词汇，或者没有听明白教师有关词汇的发音，学生们就难以完全理解和体会相关的专业概念和意思，上课时就会失去兴趣，跟不上授课进度。

过去多年，在港大用英语教授岩土力学等课程过程中，对此现象深有体会。根据自身经验，我体会到在用英语授课时，应该通过图像和声音来向学生动态地传递每一个科技概念、理论和应用。在授课时用图像来可视、可听地进行语言、信息和思维过程的转递，以让学生准确地、快速地理解和吸收所讲授的科技概念、理论和应用。

特别地，岩土力学是一门实践性和理论性很强的专业课。英语讲授此课时，存在的困难有以下几点。

岩土天然材料本身的多样性和复杂性所造成的困难。岩土是天然材料、由固体、液体、气体三相组成。岩土的物理和力学性质是多样和复杂的。岩土表现出与其它人造材料不一样的性质。岩土有宏观、细观和微观的不均匀性和各向异性。岩土的各项指标、系数或参数随应力和应变大小和方向的情况而变化。它们既受岩土中含水量的变化而改变，又受岩土所经历的沉积或风化过程、应力应变历史的控制。

如何在讲课中让学生在脑海中，准确快速地构建岩土性质和结构在随时空、历史、孔隙水、应力和应变的变化而改变的清晰耦合模型，以及这些模型的各种随外部条件变化而改变的情况，是一个教学上的难点。岩土的实际状态、性质和物理力学场量和它们的关系，如果仅用英语文字来讲解，是很难让英语非母语的学生听明白的。既使在课堂上使用了一些示意图和表，学生或许还是不能立即听明白的。

岩土力学理论本身的复杂性所造成的困难。上述岩土本身的多样和复杂性，使得有关它们的分析和预测的理论和方法，存在大量的假设和多种的途径。这些理论和方法，建立在一维、二维或三维空间中，或有时间的参与和影响。学生在初学时一般难以掌握，这些不很确定的、但又相互关联的分析思路和方法。如何在课堂上知识的传授过程中，把相关的理论、适用的范围与具体的工程实例结合起来，以激发学生的学习兴趣和对知识的完整理解和领悟，也是一个难题。同样地，如果仅用英语文字和一些示意图，静态地来讲解这些岩土力学理论和方法，也是很难让英语非母语的学生完全听明白的、听懂的。

岩土力学思维方法表述所造成的困难。岩土力学涵盖的内容很广、信息量很大。并且，相应的思维方法有各种各样的表述方式。如何针对具体的问题，选用合适的思维和表述方法进行解决，是一个困难。这个需要对岩土工程有深厚理解，实战经验，以及正确思维方法。如何在教学知识传授的过程中，同时将正确的思维方法和经验，准确地灵活地传递给学生是非常重要的。

岩土力学英语讲课中的语言障碍。岩土力学中存在大量的专业术语和词汇。每次上课讲解中都需要介绍和使用它们。而它们对学生来说是新单词、新概念和新知识。因此，如何在岩土力学知识讲授的过程中，避免专业英语词汇对学生的冲击和语言障碍，也是一个必须面对的问题。一个英语单词本身或许可以说，仅是一个用以表述和描述一个事物和现象的符号。它是很抽象的。学生如果不懂、不识这个英语单词和其在岩土专业的背景，是很难猜出它的意思的。如果这样，这位学生在课堂上就会感到不安、对听课就会逐渐地失去兴趣，课堂教学就没有完全达到目的。

当然，如果有教员认为：学生在课堂上听不懂、听不明是学生自己的事。或者在上课前或下课后，学生应该用相当于上课的二、三倍、或更多的时间，来自学和温习以明白课上内容。那末，课堂英语教授的目的又是另外一回事了。这样的目的，与笔者课堂英语教授的目的，是完全不一样的。笔者的目的是，无论学生在上课前是否预习，在课堂上就要让学生明白、学会，在课后学生就会运用和推广。

以上困难表明，英语讲授岩土力学课程的第一关健点，是要让学生在大脑中，形象地建立起岩土力学的基本概念、理论模型、各种物理力学场量，和它们各自相关的参数和常数。这样才可弥补、克服英语抽象、符号式语言和专业词汇的不足和缺陷。

这第一关键点或许可以用英语多媒体图像讲课法，来达到、完成。此讲课法可以初步地总结如下。

英语非是我们的母语。英语专业词汇和术语在初学时是很抽象的。在课堂上讲解岩土力学课程内容时，我们又不应该用汉语语言和文字来辅助学生明白与理解这些新知识、新概念。因而，我们必须大量使用图像，来增加形象思维和提供背景知识。这些图像应明确地说明和反映，岩土的真实状态和本质，以及我们是如何理解、表述、抽象、模拟、预测和验证它们的。并且，我们必须动态地、一步一印地演示它们，并及时附上相应的英语专业词汇和单词。这样，学生可眼视投影屏幕上演示的图像和英语词汇，再通过耳听教员的英语讲解，来跟上讲解内容，在脑海中产生正确的形象思维和过程。这些形象思维，一般可以与学生日常对自然界岩土和相关现象的观察，产生共鸣，起到加深明白和理解的效果。

应把课堂上要使用的多媒体（powerpoint)文件打印成稿并发给每位学生。学生在看听课上演示和讲解的同时，也可写下、记下一些他认为重要的内容。课上用的多媒体文件一般也要转换成pdf文件给学生。这些文件保留原多媒体文件中的彩色图片和文字。学生可更好地温习课堂讲授内容。

通过制作大量动态图像，我们准确地、生动地演示和表现岩土力学的经典问题。这些经典问题包括，土中渗流现象与理论，饱和软土固结现象和理论，和岩体中不连续面和空间方向的正交或极射投影的平面表述等。通过基于演示这些动态图像的讲解，学生能够形象地了解岩土结构、物理和力学性质，和它们随时间、空间和作用历史变化而变化的规律和过程。在看听过程中，遇到新的英语专业词汇，学生可能很快明白或猜出，这些新的英语专业词汇的物理和力学意思或内涵。基本原因在于，他们看、听明白了相关岩土问题和分析的意思。他们或许仍然不知道与这些英语单词对应的准确汉语词汇。但这是不很重要的。

在演示并讲解这些大量图像过程中，学生可掌握岩土力学的现象、分析和理论。他也可透视到、领悟到，教员是如何思考这些问题的，以及教员的逻楫和解析思维过程和转化。这样，可有效地传递我们的岩土知识和经验给学生。而且，可进一步地，将我们经多年学习和研究而掌握的，解析分析问题的能力和数理逻辑思维的能力，准确地传递给学生。

在上课学习过程中，学生不仅学到专业知识，还能潜移默化地提高，英语能力和思考与分析问题能力和素质。这些能力和素质的培养和训练或许更为重要。

按照上述要求来制造精致的课堂教学内容和流程。其中重要一点是，在课堂教学过程中，按照实际岩土工程和力学分析过程来进行。并按照自然逻辑，来分解岩土力学问题和理论，成许多细小知识和认识单元和步骤。再有序地将它们用图像或图解演示出来。

首先提出工程问题。再根据问题来建立力学理论模型、假设和相应参数。之后，建立力学分析和计算模型。再回到原来实际工程问题，用这些理论和计算结果来解释、分析和预测这些工程的关键问题。处理和安排好每幅图像或图解的内容。并对其中的每一新知识或新概念，重点标出和讲解。用这样的细小单元和步骤的流程进行讲课。在提出、分析和解决问题的过程中，学生可学习知识，可掌握分析问题的方法，可获得相应的工程经验。他更可在脑海中建立起整个知识的框架和分析问题的流程。

岩土工程是在野外现场工地上进行的。现在，计算机、数码照像机、摄像机、彩色投影技术和多媒体软件广泛而普及。这已为我们将野外岩土工程的工作和问题，用实际的图像和画面，投射到课堂的演讲屏幕上，提供了可操作的途径和方法。我们可将实际岩土工程现场、现象和问题，活生生地在教室里的屏幕上，演示和讲解给学生看和听。将它们深深地、无间断地、无假设地和无抽象地投射到学生的脑海里。

大家知道，光速比声速大得非常多。因此，用眼睛视察和观看事物的速度和大脑的反应和计算，都比用耳朵听声音，要来得多、快得多。同时，每幅图像所含得信息量，比一句文字语言，多得多、准确多、定量多。因而，这种可视可听的讲授方法，能准确、快速、大量地传递信息给学生。学生脑海可快速地处理和分析这些信息。同时以极快地速度，比较这些信息同脑海中已有、已知的信息和知识。再做出迅速判断，并对新的信息产生兴趣、吸收、储存或疑问等。从而，新的信息和知识，可扎根在脑海中已有、已知的信息和知识之上。它可进一步地生根、开花和结果。将来可运用、创新与发挥。

撰写本文的主要目的是，抛砖引玉，切望同仁给于批评指正。共同提高我们的教学水平。从而，我们的学生得到最好的教育，使得我们的科技教育事业更上一层楼。最后，也应该指出这种课堂教授方法，是需要花大量时间和精力，来精心准备每节课的多媒体文件的。

最后，感谢香港大学教育学院谢锡金博士在英语教学方面给予的宝贵建议；感谢清华大学李广信老师的邀请，2006年8月11日在北京召开的第一届全国土力学教学研讨会上，做了大会发言。本文以“岩土力学英语授课自然图像思维法”题目，录入了《第一届全国土力学教学研讨会论文集》。

2006年5月15日写成、2014年11月6日21：50修改于

香港大学黄克兢楼办公室