基于中外合作辦學(xué)的機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)研究

楊建鋒 Jo?o Ramos 郭麗華 蔣全勝 黃鶯

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.04.072

摘 要 依托蘇州科技大學(xué)與英國南威爾士大學(xué)中外合作辦學(xué)的機(jī)械國際班，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)示范課程建設(shè)的研究與實踐，編制《機(jī)械設(shè)計》雙語教材和課件，在課程教學(xué)過程中創(chuàng)新教學(xué)模式，完善多元化的課程教學(xué)考核手段，培養(yǎng)具有國際視野、專業(yè)能力強(qiáng)、英語交流能力強(qiáng)的機(jī)械工程高級專門人才。

關(guān)鍵詞 中外合作辦學(xué)；機(jī)械設(shè)計；雙語教學(xué)；雙語教材；翻轉(zhuǎn)課堂；多媒體課件

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）04-0072-03

Research on Bilingual Teaching of Machinery Design Based on Sino-Foreign Cooperative School Education//YANG Jianfeng， Jo?o Ramos， GUO Lihua， JIANG Quan-sheng， HUANG Ying

Abstract Relying on Suzhou University of Science and Technology and the University of South Wales Sino-foreign cooperative school education， the bilingual teaching of Machinery Design is researched and practiced. The bilingual teaching materials and course wares were compiled. During the course of teaching， the teaching mode was innovated and

the teaching of a wide range of assessment tools was im-proved to cultivate senior professionals in mechanical engi-neering with an international perspective， strong professional skills， and strong English communication skills.

Key words Sino-foreign cooperative school education; ma-

chinery design; bilingual teaching; bilingual textbooks; flipped

classroom; multimedia courseware

1 解決的主要問題

1.1 自編《機(jī)械設(shè)計》雙語教材

機(jī)械設(shè)計作為一門機(jī)械專業(yè)的核心專業(yè)課，國內(nèi)外都有非常好的教材，如何做到取長補(bǔ)短，緊跟國際發(fā)展趨勢？這就需要選擇合適的教材，這對提高雙語教學(xué)質(zhì)量具有非常重要的作用。在這方面利用蘇州科技大學(xué)與英國南威爾士大學(xué)中外合作辦學(xué)這個平臺，以機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中外合作辦學(xué)國際班為基礎(chǔ)，與南威爾士大學(xué)的教師進(jìn)行合作，自編《機(jī)械設(shè)計》雙語教材。

1.2 多媒體課件的編制

利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量，編制機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)多媒體課件，通過英文課件結(jié)合視頻、動畫等多種形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教學(xué)效果。

1.3 教學(xué)模式的選擇和英語使用比例的確定

采用漸進(jìn)式教學(xué)、互動教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等先進(jìn)的教學(xué)模式，提高學(xué)生運(yùn)用英語的能力。教師在講授課程知識時，針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采用恰當(dāng)?shù)挠⒄Z使用比例。

1.4 多元化的課程教學(xué)考核手段

創(chuàng)新考核方式，通過雨課堂、英文論文大作業(yè)、翻轉(zhuǎn)課堂英文口語表達(dá)、期末考試等方式進(jìn)行多元化考核。

2 國內(nèi)外現(xiàn)狀與趨勢分析

目前國內(nèi)《機(jī)械設(shè)計》雙語教材種類很少，而且已經(jīng)出版十多年，教材內(nèi)容普遍陳舊，適應(yīng)不了中外合作辦學(xué)對雙語教學(xué)的迫切需求。尤其例題和習(xí)題部分內(nèi)容單薄，缺乏廣度和深度，不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。

國外《機(jī)械設(shè)計》原版教材優(yōu)點(diǎn)是成熟，而且更新很及時，用系統(tǒng)化的思想來串聯(lián)教材內(nèi)容，以單個零件設(shè)計為載體，講授工程設(shè)計方法，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；缺點(diǎn)是內(nèi)容龐雜，既包含機(jī)械設(shè)計的內(nèi)容，又包含工程力學(xué)、工程材料、有限元分析等內(nèi)容。另外，原版教材中涉及的公式表達(dá)方式與國內(nèi)教材差異較大，需要廣泛參考國內(nèi)外教材，選擇適合工程實際的公式并確定公式中各個基本量的符號。

目前，各個高校在進(jìn)行雙語教學(xué)時，通常采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即以教師講課為主，學(xué)生參與度不高。由于是雙語教學(xué)，教師對學(xué)生接受知識的程度不掌握，往往教學(xué)效果不好。而且教師制作的多媒體課件中英文混合，不利于培養(yǎng)學(xué)生的英文思維。

隨著中外合作辦學(xué)的不斷發(fā)展，國際交流的不斷深入，高校學(xué)生進(jìn)入外資企業(yè)或?qū)ν鈾C(jī)構(gòu)中越來越需要與國外同行進(jìn)行英語交流。在機(jī)械設(shè)計雙語課程教材建設(shè)上，選用自編教材的高校越來越多，與國外高水平高校合作，共同編制適合學(xué)校實際的雙語教材成為趨勢。在教學(xué)模式上，各個學(xué)校都在積極探索，新的教學(xué)模式如雨課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等逐步被高校教師采用，既能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又能夠增強(qiáng)雙語教學(xué)的效果。

3 解決問題的措施與方法

3.1 機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)教材建設(shè)

依據(jù)Metel教學(xué)資源平臺，研究國外《機(jī)械設(shè)計》主流教材[1-2]，通過對比國外優(yōu)秀教材與國內(nèi)優(yōu)秀教材，發(fā)現(xiàn)講授的內(nèi)容差異非常大：國外的教材偏重設(shè)計理論，計算公式比國內(nèi)教材復(fù)雜；國內(nèi)教材偏重設(shè)計計算，計算公式較為簡化，便于進(jìn)行可行性設(shè)計，設(shè)計的精度不高。通過參考國內(nèi)外優(yōu)秀教材，參考國內(nèi)雙語教材[3-4]，完成機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)教材建設(shè)，自編《機(jī)械設(shè)計》雙語教材。

目前，機(jī)械設(shè)計課程所使用的教材[5]質(zhì)量很高，教學(xué)效果很好，可以作為《機(jī)械設(shè)計》雙語教材的參考。參考其教學(xué)內(nèi)容和編排，課題組成員可以通過中譯英方式，把其中比較優(yōu)秀的內(nèi)容用到自編的雙語課程教材中。

充分發(fā)揮中外合作辦學(xué)的優(yōu)勢，聯(lián)合南威爾士大學(xué)專家Jo?o Ramos和Alex Chong，并與課題組教師共同討論，自編教材既體現(xiàn)工程背景，用集成的思想展現(xiàn)工程問題，又注重學(xué)生機(jī)械設(shè)計專業(yè)英語基本概念的理解和表達(dá)，有助于提高學(xué)生的機(jī)械專業(yè)英語能力。

問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有85%的學(xué)生認(rèn)為把機(jī)械專業(yè)詞匯從英文翻譯成對應(yīng)的中文非常重要。這是因為雖然學(xué)生有比較好的英語能力，但是對英語機(jī)械專業(yè)詞匯普遍不熟悉，這會極大地影響教學(xué)效果。為此，在《機(jī)械設(shè)計》雙語教材中，每章后都附有專業(yè)詞匯的英、漢對照表，方便學(xué)生更好地理解機(jī)械專業(yè)詞匯。

國內(nèi)《機(jī)械設(shè)計》雙語教材中普遍習(xí)題偏少，尤其是缺少工程背景的習(xí)題。國外《機(jī)械設(shè)計》教材不僅習(xí)題量大，而且有專門的習(xí)題集。因此，在自編《機(jī)械設(shè)計》雙語教材時最大限度增加習(xí)題內(nèi)容，并把部分以英制為單位的習(xí)題改編成國際單位的習(xí)題。一部分習(xí)題作為例題，有詳細(xì)的解答過

程；另一部分習(xí)題附在每章末尾并給出參考答案，讓學(xué)生自主解題。

目前，機(jī)械設(shè)計課程無論是國內(nèi)教材還是國外教材，對知識的描述都較多，而對知識的歸納總結(jié)很少。因此，在自編教材中增加大量表格對課程內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)。比如在“帶傳動”這一章內(nèi)容中，為了區(qū)分清楚彈性滑動與打滑這兩個極易混淆的概念，增加彈性滑動與打滑的區(qū)別這一表格，從現(xiàn)象、產(chǎn)生原因、是否可以避免和后果四個方面進(jìn)行對比，加深學(xué)生對這兩個基本概念的理解。

3.2 多媒體課件編制

在原有中文課件的基礎(chǔ)上編制《機(jī)械設(shè)計》雙語教學(xué)多媒體課件。課件主要用英文制作，只在極為重要的名詞或知識點(diǎn)旁邊用中文標(biāo)示。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深他們對重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容的理解和掌握，課件中制作大量的多媒體動畫、視頻和圖片等素材。國外教材的習(xí)題和例題編制得非常有工程實踐性，把其中優(yōu)秀的習(xí)題和例題引入雙語教學(xué)多媒體課件之中。

3.3 教學(xué)模式選擇

根據(jù)授課內(nèi)容和學(xué)生接受能力的具體情況，選擇合適的教學(xué)模式，從而提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。

3.3.1 漸進(jìn)式教學(xué) 考慮到學(xué)生剛接觸機(jī)械設(shè)計專業(yè)知識，尤其是機(jī)械專業(yè)英語詞匯，所以采用漸進(jìn)式教學(xué)：

第一步，先介紹機(jī)械英語詞匯，讓學(xué)生逐漸認(rèn)識機(jī)械專業(yè)英語詞匯；

第二步，機(jī)械設(shè)計雙語課件以英文為主，輔以少量中文，授課初期以中文教學(xué)為主；

第三步，在學(xué)生對課程內(nèi)容和機(jī)械專業(yè)英語熟悉的情況下，以英文教學(xué)為主；

第四步，讓學(xué)生分組用中英文進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂，從而更好地理解和掌握機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)知識。

3.3.2 互動教學(xué)法 利用智慧教室開展互動教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。智慧教室中每六個學(xué)生圍坐在一起作為一個小組，全班分為六個小組。各組針對一個工程背景的課題進(jìn)行討論，探討設(shè)計方案，交流設(shè)計思路。學(xué)生和教師地位均等，各組派一名代表表達(dá)自己所在組的設(shè)計思路或設(shè)計中存在的問題，由其他組的學(xué)生進(jìn)行解答，無法解答的問題由教師進(jìn)行思路引導(dǎo)。該方法讓學(xué)生處于放松的狀態(tài)中，更容易激發(fā)創(chuàng)造性思維，既可以提高解決工程問題的能力，又可以培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

3.3.3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法是讓學(xué)生作為主角來講解自己的項目。在課程講授過程中，安排學(xué)生按四人一組進(jìn)行項目設(shè)計與制作。經(jīng)與南威爾士大學(xué)的教師商議，機(jī)械設(shè)計課程擬定的項目是讓學(xué)生分組完成一個小型投石機(jī)的設(shè)計與制作。課程后期讓學(xué)生來做“小老師”，帶著自己組的作品，做好課件，向全班同學(xué)作介紹。全班同學(xué)可以提問，“小老師”會現(xiàn)場解答，最后投票決定哪個小組的作品最好。

3.4 英語使用比例確定

在機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)過程中，中英文使用的比例也是一個很重要的方面。首先，可以按照漸進(jìn)式教學(xué)法，逐步增加英文的使用比例，同時根據(jù)學(xué)生上課時的實時反饋進(jìn)行調(diào)整。其次，針對不同的教學(xué)內(nèi)容使用不同的中英文使用比例，比如在講授一些概況知識時，可以多采用英文教學(xué)；而在講授比較難的專業(yè)術(shù)語時，可以適當(dāng)減少英文教學(xué)，采用中英文結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。最后，在講解習(xí)題和例題部分時，全部采用英文教學(xué)，因為習(xí)題和例題主要是設(shè)計計算，學(xué)生比較容易理解。

3.5 多元化的課程考核

通過雨課堂進(jìn)行過程考核是一種非常有效的方法。在多媒體課件制作中，把雨課堂加入進(jìn)來，通過增加一些新穎的習(xí)題，讓學(xué)生現(xiàn)場通過手機(jī)答題，教師通過雨課堂的實時答題匯總來判斷學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度。針對學(xué)生的錯誤，教師有針對性地進(jìn)行講解，既能夠提高上課效率，又能夠活躍課堂氣氛，讓學(xué)生更容易融入課堂。

通過和南威爾士大學(xué)的教師溝通交流，確定小論文的題目和考核要求。學(xué)生主動查詢文獻(xiàn)資料來解決小論文所設(shè)定的任務(wù)，可以提高英文的實際應(yīng)用能力。

翻轉(zhuǎn)課堂英文口語表達(dá)可以讓學(xué)生和教師身份互換，讓學(xué)生到講臺上講解課程內(nèi)容或自己研究的小論文的內(nèi)容，從而鍛煉口語能力。通過教師評價和學(xué)生互評，確定各個小組機(jī)械設(shè)計工程小項目的成績。

最后，每位學(xué)生要在期末參加期末考試，期末考試采用全英文試卷，要求學(xué)生用英文作答，綜合檢驗雙語教學(xué)效果。

3.6 引入先進(jìn)的教育理念

英國南威爾士大學(xué)擁有先進(jìn)的教育理念，在最近一次的教學(xué)質(zhì)量評估中，共有12門學(xué)科獲得優(yōu)秀。英國的大學(xué)教育強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前，我國正積極推進(jìn)工程認(rèn)證，英國大學(xué)的教育理念與工程認(rèn)證的要求是一致的，值得我國借鑒學(xué)習(xí)。通過研究南威爾士大學(xué)機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生過程中先進(jìn)的教育理念，與國外教師一起合作，開展好機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)示范課程建設(shè)的研究與實踐。

3.7 課程教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)

建設(shè)機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)課程教學(xué)網(wǎng)站，主要包括課程簡介、課程教學(xué)大綱、課程多媒體課件等資源，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)資源，把多媒體課件資料與課程相關(guān)資源和信息分享給學(xué)生；建設(shè)習(xí)題庫和模擬試卷，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高課外學(xué)習(xí)效率，方便學(xué)生進(jìn)行自我檢測；建設(shè)互動模塊，可以發(fā)布作業(yè)信息，與學(xué)生進(jìn)行互動交流，進(jìn)行課程答疑等。

4 應(yīng)用成效與推廣價值

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課。隨著我國對外開放的不斷深入，機(jī)械專業(yè)學(xué)生與國外同行交流的機(jī)會增多，而且機(jī)械設(shè)計涉及多門機(jī)械類課程，其中包含的機(jī)械專業(yè)詞匯極其豐富，非常適合機(jī)械專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行雙語學(xué)習(xí)。蘇州科技大學(xué)與南威爾士大學(xué)進(jìn)行中外合作辦學(xué)，開展雙語教學(xué)，可以充分利用南威爾士大學(xué)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，提高機(jī)械專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量。

基于中外合作辦學(xué)的機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)示范課程建設(shè)的研究與實踐，以蘇州科技大學(xué)與英國南威爾士大學(xué)合作辦學(xué)的機(jī)械國際班為實踐對象。機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)已實施滿三屆學(xué)生，學(xué)生機(jī)械專業(yè)英語能力有明顯提升，教學(xué)滿意度高，已推廣到機(jī)械專業(yè)其他班級。機(jī)械國際班和機(jī)械公辦班正同時開展機(jī)械設(shè)計雙語教學(xué)，效果良好，具有重要推廣價值和示范作用，與新工科教育和工程認(rèn)證中要求學(xué)生具有國際視野相一致，可以很好地推動高等教育國際化。

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*項目來源：蘇州科技大學(xué)教學(xué)改革與研究重點(diǎn)項目“基于中外合作辦學(xué)的《機(jī)械設(shè)計》雙語教學(xué)示范課程建設(shè)的研究與實踐”（基金編號：2017JGMZ-10）。

作者：楊建鋒，蘇州科技大學(xué)，講師，研究方向為機(jī)械設(shè)計及其自動化；Jo?o Ramos，南威爾士大學(xué)，講師，研究方向為機(jī)械設(shè)計及其自動化；郭麗華、蔣全勝，蘇州科技大學(xué)，副教授，研究方向為機(jī)械設(shè)計及其自動化；黃鶯，蘇州科技大學(xué)，高級工程師，研究方向為機(jī)械設(shè)計及其自動化（215009）。