基于中外合作辦學的機械設計雙語教學研究

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 依托蘇州科技大學與英國南威爾士大學中外合作辦學的機械國際班，進行機械設計雙語教學示范課程建設的研究與實踐，編制《機械設計》雙語教材和課件，在課程教學過程中創新教學模式，完善多元化的課程教學考核手段，培養具有國際視野、專業能力強、英語交流能力強的機械工程高級專門人才。

關鍵詞 中外合作辦學；機械設計；雙語教學；雙語教材；翻轉課堂；多媒體課件

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：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《機械設計》雙語教材

機械設計作為一門機械專業的核心專業課，國內外都有非常好的教材，如何做到取長補短，緊跟國際發展趨勢？這就需要選擇合適的教材，這對提高雙語教學質量具有非常重要的作用。在這方面利用蘇州科技大學與英國南威爾士大學中外合作辦學這個平臺，以機械設計制造及其自動化中外合作辦學國際班為基礎，與南威爾士大學的教師進行合作，自編《機械設計》雙語教材。

1.2 多媒體課件的編制

利用現代化教學手段，可以有效地提高教學質量，編制機械設計雙語教學多媒體課件，通過英文課件結合視頻、動畫等多種形式，提高學生的學習興趣，增強教學效果。

1.3 教學模式的選擇和英語使用比例的確定

采用漸進式教學、互動教學、翻轉課堂等先進的教學模式，提高學生運用英語的能力。教師在講授課程知識時，針對不同的教學內容，采用恰當的英語使用比例。

1.4 多元化的課程教學考核手段

創新考核方式，通過雨課堂、英文論文大作業、翻轉課堂英文口語表達、期末考試等方式進行多元化考核。

2 國內外現狀與趨勢分析

目前國內《機械設計》雙語教材種類很少，而且已經出版十多年，教材內容普遍陳舊，適應不了中外合作辦學對雙語教學的迫切需求。尤其例題和習題部分內容單薄，缺乏廣度和深度，不利于培養學生的工程素養。

國外《機械設計》原版教材優點是成熟，而且更新很及時，用系統化的思想來串聯教材內容，以單個零件設計為載體，講授工程設計方法，促進學生創新能力的培養；缺點是內容龐雜，既包含機械設計的內容，又包含工程力學、工程材料、有限元分析等內容。另外，原版教材中涉及的公式表達方式與國內教材差異較大，需要廣泛參考國內外教材，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，各個高校在進行雙語教學時，通常采用傳統的教學模式，即以教師講課為主，學生參與度不高。由于是雙語教學，教師對學生接受知識的程度不掌握，往往教學效果不好。而且教師制作的多媒體課件中英文混合，不利于培養學生的英文思維。

隨著中外合作辦學的不斷發展，國際交流的不斷深入，高校學生進入外資企業或對外機構中越來越需要與國外同行進行英語交流。在機械設計雙語課程教材建設上，選用自編教材的高校越來越多，與國外高水平高校合作，共同編制適合學校實際的雙語教材成為趨勢。在教學模式上，各個學校都在積極探索，新的教學模式如雨課堂、翻轉課堂等逐步被高校教師采用，既能夠激發學生學習的積極性，又能夠增強雙語教學的效果。

3 解決問題的措施與方法

3.1 機械設計雙語教學教材建設

依據Metel教學資源平臺，研究國外《機械設計》主流教材[1-2]，通過對比國外優秀教材與國內優秀教材，發現講授的內容差異非常大：國外的教材偏重設計理論，計算公式比國內教材復雜；國內教材偏重設計計算，計算公式較為簡化，便于進行可行性設計，設計的精度不高。通過參考國內外優秀教材，參考國內雙語教材[3-4]，完成機械設計雙語教學教材建設，自編《機械設計》雙語教材。

目前，機械設計課程所使用的教材[5]質量很高，教學效果很好，可以作為《機械設計》雙語教材的參考。參考其教學內容和編排，課題組成員可以通過中譯英方式，把其中比較優秀的內容用到自編的雙語課程教材中。

充分發揮中外合作辦學的優勢，聯合南威爾士大學專家Jo?o Ramos和Alex Chong，并與課題組教師共同討論，自編教材既體現工程背景，用集成的思想展現工程問題，又注重學生機械設計專業英語基本概念的理解和表達，有助于提高學生的機械專業英語能力。

問卷調查發現，有85%的學生認為把機械專業詞匯從英文翻譯成對應的中文非常重要。這是因為雖然學生有比較好的英語能力，但是對英語機械專業詞匯普遍不熟悉，這會極大地影響教學效果。為此，在《機械設計》雙語教材中，每章后都附有專業詞匯的英、漢對照表，方便學生更好地理解機械專業詞匯。

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

程；另一部分習題附在每章末尾并給出參考答案，讓學生自主解題。

目前，機械設計課程無論是國內教材還是國外教材，對知識的描述都較多，而對知識的歸納總結很少。因此，在自編教材中增加大量表格對課程內容進行歸納總結。比如在“帶傳動”這一章內容中，為了區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別這一表格，從現象、產生原因、是否可以避免和后果四個方面進行對比，加深學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上編制《機械設計》雙語教學多媒體課件。課件主要用英文制作，只在極為重要的名詞或知識點旁邊用中文標示。為了提高學生的學習興趣，加深他們對重點、難點內容的理解和掌握，課件中制作大量的多媒體動畫、視頻和圖片等素材。國外教材的習題和例題編制得非常有工程實踐性，把其中優秀的習題和例題引入雙語教學多媒體課件之中。

3.3 教學模式選擇

根據授課內容和學生接受能力的具體情況，選擇合適的教學模式，從而提高教學質量，增強教學效果。

3.3.1 漸進式教學 考慮到學生剛接觸機械設計專業知識，尤其是機械專業英語詞匯，所以采用漸進式教學：

第一步，先介紹機械英語詞匯，讓學生逐漸認識機械專業英語詞匯；

第二步，機械設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為主；

第三步，在學生對課程內容和機械專業英語熟悉的情況下，以英文教學為主；

第四步，讓學生分組用中英文進行翻轉課堂，從而更好地理解和掌握機械設計基礎知識。

3.3.2 互動教學法 利用智慧教室開展互動教學，提高學生學習的積極性和主動性。智慧教室中每六個學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行討論，探討設計方案，交流設計思路。學生和教師地位均等，各組派一名代表表達自己所在組的設計思路或設計中存在的問題，由其他組的學生進行解答，無法解答的問題由教師進行思路引導。該方法讓學生處于放松的狀態中，更容易激發創造性思維，既可以提高解決工程問題的能力，又可以培養團結協作的精神。

3.3.3 翻轉課堂教學法 翻轉課堂教學法是讓學生作為主角來講解自己的項目。在課程講授過程中，安排學生按四人一組進行項目設計與制作。經與南威爾士大學的教師商議，機械設計課程擬定的項目是讓學生分組完成一個小型投石機的設計與制作。課程后期讓學生來做“小老師”，帶著自己組的作品，做好課件，向全班同學作介紹。全班同學可以提問，“小老師”會現場解答，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

在機械設計雙語教學過程中，中英文使用的比例也是一個很重要的方面。首先，可以按照漸進式教學法，逐步增加英文的使用比例，同時根據學生上課時的實時反饋進行調整。其次，針對不同的教學內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；而在講授比較難的專業術語時，可以適當減少英文教學，采用中英文結合的方式進行教學。最后，在講解習題和例題部分時，全部采用英文教學，因為習題和例題主要是設計計算，學生比較容易理解。

3.5 多元化的課程考核

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

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

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

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

3.6 引入先進的教育理念

英國南威爾士大學擁有先進的教育理念，在最近一次的教學質量評估中，共有12門學科獲得優秀。英國的大學教育強調以學生為中心，注重學生自我學習能力、工程應用能力和創新能力的培養。目前，我國正積極推進工程認證，英國大學的教育理念與工程認證的要求是一致的，值得我國借鑒學習。通過研究南威爾士大學機械專業培養學生過程中先進的教育理念，與國外教師一起合作，開展好機械設計雙語教學示范課程建設的研究與實踐。

3.7 課程教學網站建設

建設機械設計雙語教學課程教學網站，主要包括課程簡介、課程教學大綱、課程多媒體課件等資源，充分利用現代化教學資源，把多媒體課件資料與課程相關資源和信息分享給學生；建設習題庫和模擬試卷，讓學生自主學習，提高課外學習效率，方便學生進行自我檢測；建設互動模塊，可以發布作業信息，與學生進行互動交流，進行課程答疑等。

4 應用成效與推廣價值

機械設計是機械專業的核心專業基礎課。隨著我國對外開放的不斷深入，機械專業學生與國外同行交流的機會增多，而且機械設計涉及多門機械類課程，其中包含的機械專業詞匯極其豐富，非常適合機械專業的學生進行雙語學習。蘇州科技大學與南威爾士大學進行中外合作辦學，開展雙語教學，可以充分利用南威爾士大學的優質教學資源，提高機械專業本科教學質量。

基于中外合作辦學的機械設計雙語教學示范課程建設的研究與實踐，以蘇州科技大學與英國南威爾士大學合作辦學的機械國際班為實踐對象。機械設計雙語教學已實施滿三屆學生，學生機械專業英語能力有明顯提升，教學滿意度高，已推廣到機械專業其他班級。機械國際班和機械公辦班正同時開展機械設計雙語教學，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證中要求學生具有國際視野相一致，可以很好地推動高等教育國際化。

參考文獻

[1] Budynas R G， Nisbett J K. Shigleys Mechani-

cal Engineering Design. eleventh edition[M].

New York： McGraw Hill Education，2020.

[2] Norton R L. Machine Design An Integrated

Approach[M].5th Edition. New Jersey： Pearson

Prentice Hall，2015.

[3] 楊明忠.Machinery Design[M].武漢：武漢理工大

學出版社，2014.

[4] 潘承怡，向敬忠，宋欣.Design of Machine Ele-

ments[M].北京：清華大學出版社，2012.

[5] 濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計[M].10版.北

京：高等教育出版社，2019.

*項目來源：蘇州科技大學教學改革與研究重點項目“基于中外合作辦學的《機械設計》雙語教學示范課程建設的研究與實踐”（基金編號：2017JGMZ-10）。

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