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石油工程学科材料力学全英文课程的专业化与网络 化建设 一、引言 材料力学为国内外工程力学、 材料科学、 土木工程和机械工 程等众多工科专业的核心课程之一， 属于重要的工学课程。 在石 油工程专业中， 材料力学被广泛运用于地层岩石力学计算、 钻完 井工程设计、钻具力学行为评价等领域中，其重要性不言而喻。 为了向中国石油石化企业提供满足其海外能源战略迫切需求的 工程型人才， 同时为学校逐年增加的石油工程专业留学生提供英 文教育，全英文材料力学课程建设显得尤为重要和迫切 [1] 。 根据教育部提出的高等教育“卓越化、 国际化、 研究型”的 要求， 建设国际化人才培养和科技创新的基地， 我校中国石油大 学（北京） 以培养符合石油企业海外业务所需要的国际化人才为 导向，借鉴国外先进的教育理念， 探索构建了国际化人才培养体 系[2-5] ；特别是通过大力引进海外归国博士，努力推进英文教 学，初步构建了全英文教学体系。 通过教师全英文启发式互动式 讲授、专题讨论、学生自主调研、 专家讲座、 过程化考核等方式， 构建与国际接轨的教学内容、 教学方法体系， 使学生在掌握基本 知识的基础上，培养研究能力，提高英语听说读写水平。在此背 景下石油工程学院自 2014 年起为石油工程、海洋油气工程专业 本科生开设材料力学全英文课，截止到 2017 年已连续开设了 4 年，取得良好的教学效果， 年均评教位于全校近 900 门课程的前 10%。 目前我校只是成功开设并建立了材料力学全英文课的教学 体系，该体系还存在尚待完善之处， 尤其是迫切需要针对我校石 油工程学科的特点， 加强该课程与石油工程学科的结合， 争取在 有限的教学实践中最大限度地满足石油工程、 海洋油气工程专业 的学生对材料力学的学习需求， 在授课的同时建立并加深学生对 材料力学和石油工程两门学科的认识和联系。 比如在教学内容中 增加石油行业的工程实例， 结合工科类学科的特点， 从现场实例 出发，让学生可以切实感受到该课程的工程意义， 以提高学生的 学习兴趣；同时加深学生对材料力学知识点在石油行业中应用的 理解，培养学生在石油工程背景下解决问题的力学思维。同时， 通过构建开放式的网络化教学平台， 可进一步拓展学生的学习空 间，增强师生交流，丰富教学内容，开拓学生的视野和提高学生 的实践能力 [6-7] 。基于以上现状， 笔者自 2016 年开始对建设专 业化、网络化的课程教学模式展开了深入探讨。 二、材料力学全英文课程专业化建设 由于材料力学全英文课程采取全英文授课的教学模式， 学生 的语言功底浅， 授课之初国内学生普遍反映对课程内容的理解有 一定的难度 [1] 。到引入石油工程的实例讲解时，由于专业词汇 的增加，课程内容的难度也随之增加。此外，相对于一些通识性 课程，材料力学课程难度较高， 学生需要付出大量的精力理解相 关概念并掌握分析和计算方法。 因此， 需要根据课程教学内容有 计划地引入少数具有代表性的、涉及材料力学知识点的工程实 例，在不影响学生学习本课程知识要点的同时， 提高学生专业学 习的兴趣和热情， 使学生逐步适应全英文课程与中文课程的不同 之处，提高课程学习效率。针对此特色教学内容，本文选取某陆 上油气钻井平台及井下结构物的实例加以说明， 如图 1 所示[8] 。 教学时授课教师先向学生简要介绍陆上钻井结构物的典型 架构，包括井架和钻柱两大部分，而钻柱又包含钻杆、底部钻具 组合和钻头。其中，井架由若干钢材杆件组成，每条杆承担一定 的压力或拉力，对应于材料力学里的杆件轴向拉伸 / 压缩问题。 钻杆、底部钻具组合均可简化为圆柱状， 在钻井过程中不断旋转 同时受到上下两端的扭矩，对应于圆轴的扭转变形问题。同时， 若钻头遇地层阻力过大， 钻杆轴向加载过高， 有可能产生压杠失 稳的问题。 由于上课学生处于刚上大二阶段， 对专业课程如钻井 工程的了解还不 ?蛏钊耄 ?介绍该工程实例时授课教师会采用中 英文对照（如图 1）的方式展开，将工程实例简化为材料力学构 件受力问题并进行分析， 再采用全英文的形式讲解。 授课教师从 实例出发， 逐步教导学生如何从实际工程中凝练出科学问题， 运 用材料力学的理论和公式解答问题， 最终回归现场应用――比如 钻杆在什么样的施工条件下会因失稳而造成时间和经济损失、 如 何设计钻杆的杨氏模量、 泊松比、 屈服强度等材料参数以规避在 某一特定工况下的失稳风险。 此外，笔者还广泛搜集国外石油工程院校材料力学的教学资 料，尝试建立了全英文版的石油工程领域材料力学理论与技术应 用的实例库，比如套管弯曲的挠度计算、油藏块体的压缩变形、 抽油杆的受力分析等， 设计带石油工程背景的全英文练习题和试 题。同时改进教学课件， 增加石油工程或地质相关的力学问题描 述等内容， 丰富课