基于中外合作办学的机械设计双语教学研究

杨建锋 Jo?o Ramos 郭丽华 蒋全胜 黄莺

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

摘 要 依托苏州科技大学与英国南威尔士大学中外合作办学的机械国际班，进行机械设计双语教学示范课程建设的研究与实践，编制《机械设计》双语教材和课件，在课程教学过程中创新教学模式，完善多元化的课程教学考核手段，培养具有国际视野、专业能力强、英语交流能力强的机械工程高级专门人才。

关键词 中外合作办学；机械设计；双语教学；双语教材；翻转课堂；多媒体课件

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：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 解决的主要问题

1.1 自编《机械设计》双语教材

机械设计作为一门机械专业的核心专业课，国内外都有非常好的教材，如何做到取长补短，紧跟国际发展趋势？这就需要选择合适的教材，这对提高双语教学质量具有非常重要的作用。在这方面利用苏州科技大学与英国南威尔士大学中外合作办学这个平台，以机械设计制造及其自动化中外合作办学国际班为基础，与南威尔士大学的教师进行合作，自编《机械设计》双语教材。

1.2 多媒体课件的编制

利用现代化教学手段，可以有效地提高教学质量，编制机械设计双语教学多媒体课件，通过英文课件结合视频、动画等多种形式，提高学生的学习兴趣，增强教学效果。

1.3 教学模式的选择和英语使用比例的确定

采用渐进式教学、互动教学、翻转课堂等先进的教学模式，提高学生运用英语的能力。教师在讲授课程知识时，针对不同的教学内容，采用恰当的英语使用比例。

1.4 多元化的课程教学考核手段

创新考核方式，通过雨课堂、英文论文大作业、翻转课堂英文口语表达、期末考试等方式进行多元化考核。

2 国内外现状与趋势分析

目前国内《机械设计》双语教材种类很少，而且已经出版十多年，教材内容普遍陈旧，适应不了中外合作办学对双语教学的迫切需求。尤其例题和习题部分内容单薄，缺乏广度和深度，不利于培养学生的工程素养。

国外《机械设计》原版教材优点是成熟，而且更新很及时，用系统化的思想来串联教材内容，以单个零件设计为载体，讲授工程设计方法，促进学生创新能力的培养；缺点是内容庞杂，既包含机械设计的内容，又包含工程力学、工程材料、有限元分析等内容。另外，原版教材中涉及的公式表达方式与国内教材差异较大，需要广泛参考国内外教材，选择适合工程实际的公式并确定公式中各个基本量的符号。

目前，各个高校在进行双语教学时，通常采用传统的教学模式，即以教师讲课为主，学生参与度不高。由于是双语教学，教师对学生接受知识的程度不掌握，往往教学效果不好。而且教师制作的多媒体课件中英文混合，不利于培养学生的英文思维。

随着中外合作办学的不断发展，国际交流的不断深入，高校学生进入外资企业或对外机构中越来越需要与国外同行进行英语交流。在机械设计双语课程教材建设上，选用自编教材的高校越来越多，与国外高水平高校合作，共同编制适合学校实际的双语教材成为趋势。在教学模式上，各个学校都在积极探索，新的教学模式如雨课堂、翻转课堂等逐步被高校教师采用，既能够激发学生学习的积极性，又能够增强双语教学的效果。

3 解决问题的措施与方法

3.1 机械设计双语教学教材建设

依据Metel教学资源平台，研究国外《机械设计》主流教材[1-2]，通过对比国外优秀教材与国内优秀教材，发现讲授的内容差异非常大：国外的教材偏重设计理论，计算公式比国内教材复杂；国内教材偏重设计计算，计算公式较为简化，便于进行可行性设计，设计的精度不高。通过参考国内外优秀教材，参考国内双语教材[3-4]，完成机械设计双语教学教材建设，自编《机械设计》双语教材。

目前，机械设计课程所使用的教材[5]质量很高，教学效果很好，可以作为《机械设计》双语教材的参考。参考其教学内容和编排，课题组成员可以通过中译英方式，把其中比较优秀的内容用到自编的双语课程教材中。

充分发挥中外合作办学的优势，联合南威尔士大学专家Jo?o Ramos和Alex Chong，并与课题组教师共同讨论，自编教材既体现工程背景，用集成的思想展现工程问题，又注重学生机械设计专业英语基本概念的理解和表达，有助于提高学生的机械专业英语能力。

问卷调查发现，有85%的学生认为把机械专业词汇从英文翻译成对应的中文非常重要。这是因为虽然学生有比较好的英语能力，但是对英语机械专业词汇普遍不熟悉，这会极大地影响教学效果。为此，在《机械设计》双语教材中，每章后都附有专业词汇的英、汉对照表，方便学生更好地理解机械专业词汇。

国内《机械设计》双语教材中普遍习题偏少，尤其是缺少工程背景的习题。国外《机械设计》教材不仅习题量大，而且有专门的习题集。因此，在自编《机械设计》双语教材时最大限度增加习题内容，并把部分以英制为单位的习题改编成国际单位的习题。一部分习题作为例题，有详细的解答过

程；另一部分习题附在每章末尾并给出参考答案，让学生自主解题。

目前，机械设计课程无论是国内教材还是国外教材，对知识的描述都较多，而对知识的归纳总结很少。因此，在自编教材中增加大量表格对课程内容进行归纳总结。比如在“带传动”这一章内容中，为了区分清楚弹性滑动与打滑这两个极易混淆的概念，增加弹性滑动与打滑的区别这一表格，从现象、产生原因、是否可以避免和后果四个方面进行对比，加深学生对这两个基本概念的理解。

3.2 多媒体课件编制

在原有中文课件的基础上编制《机械设计》双语教学多媒体课件。课件主要用英文制作，只在极为重要的名词或知识点旁边用中文标示。为了提高学生的学习兴趣，加深他们对重点、难点内容的理解和掌握，课件中制作大量的多媒体动画、视频和图片等素材。国外教材的习题和例题编制得非常有工程实践性，把其中优秀的习题和例题引入双语教学多媒体课件之中。

3.3 教学模式选择

根据授课内容和学生接受能力的具体情况，选择合适的教学模式，从而提高教学质量，增强教学效果。

3.3.1 渐进式教学 考虑到学生刚接触机械设计专业知识，尤其是机械专业英语词汇，所以采用渐进式教学：

第一步，先介绍机械英语词汇，让学生逐渐认识机械专业英语词汇；

第二步，机械设计双语课件以英文为主，辅以少量中文，授课初期以中文教学为主；

第三步，在学生对课程内容和机械专业英语熟悉的情况下，以英文教学为主；

第四步，让学生分组用中英文进行翻转课堂，从而更好地理解和掌握机械设计基础知识。

3.3.2 互动教学法 利用智慧教室开展互动教学，提高学生学习的积极性和主动性。智慧教室中每六个学生围坐在一起作为一个小组，全班分为六个小组。各组针对一个工程背景的课题进行讨论，探讨设计方案，交流设计思路。学生和教师地位均等，各组派一名代表表达自己所在组的设计思路或设计中存在的问题，由其他组的学生进行解答，无法解答的问题由教师进行思路引导。该方法让学生处于放松的状态中，更容易激发创造性思维，既可以提高解决工程问题的能力，又可以培养团结协作的精神。

3.3.3 翻转课堂教学法 翻转课堂教学法是让学生作为主角来讲解自己的项目。在课程讲授过程中，安排学生按四人一组进行项目设计与制作。经与南威尔士大学的教师商议，机械设计课程拟定的项目是让学生分组完成一个小型投石机的设计与制作。课程后期让学生来做“小老师”，带着自己组的作品，做好课件，向全班同学作介绍。全班同学可以提问，“小老师”会现场解答，最后投票决定哪个小组的作品最好。

3.4 英语使用比例确定

在机械设计双语教学过程中，中英文使用的比例也是一个很重要的方面。首先，可以按照渐进式教学法，逐步增加英文的使用比例，同时根据学生上课时的实时反馈进行调整。其次，针对不同的教学内容使用不同的中英文使用比例，比如在讲授一些概况知识时，可以多采用英文教学；而在讲授比较难的专业术语时，可以适当减少英文教学，采用中英文结合的方式进行教学。最后，在讲解习题和例题部分时，全部采用英文教学，因为习题和例题主要是设计计算，学生比较容易理解。

3.5 多元化的课程考核

通过雨课堂进行过程考核是一种非常有效的方法。在多媒体课件制作中，把雨课堂加入进来，通过增加一些新颖的习题，让学生现场通过手机答题，教师通过雨课堂的实时答题汇总来判断学生对课程内容的掌握程度。针对学生的错误，教师有针对性地进行讲解，既能够提高上课效率，又能够活跃课堂气氛，让学生更容易融入课堂。

通过和南威尔士大学的教师沟通交流，确定小论文的题目和考核要求。学生主动查询文献资料来解决小论文所设定的任务，可以提高英文的实际应用能力。

翻转课堂英文口语表达可以让学生和教师身份互换，让学生到讲台上讲解课程内容或自己研究的小论文的内容，从而锻炼口语能力。通过教师评价和学生互评，确定各个小组机械设计工程小项目的成绩。

最后，每位学生要在期末参加期末考试，期末考试采用全英文试卷，要求学生用英文作答，综合检验双语教学效果。

3.6 引入先进的教育理念

英国南威尔士大学拥有先进的教育理念，在最近一次的教学质量评估中，共有12门学科获得优秀。英国的大学教育强调以学生为中心，注重学生自我学习能力、工程应用能力和创新能力的培养。目前，我国正积极推进工程认证，英国大学的教育理念与工程认证的要求是一致的，值得我国借鉴学习。通过研究南威尔士大学机械专业培养学生过程中先进的教育理念，与国外教师一起合作，开展好机械设计双语教学示范课程建设的研究与实践。

3.7 课程教学网站建设

建设机械设计双语教学课程教学网站，主要包括课程简介、课程教学大纲、课程多媒体课件等资源，充分利用现代化教学资源，把多媒体课件资料与课程相关资源和信息分享给学生；建设习题库和模拟试卷，让学生自主学习，提高课外学习效率，方便学生进行自我检测；建设互动模块，可以发布作业信息，与学生进行互动交流，进行课程答疑等。

4 应用成效与推广价值

机械设计是机械专业的核心专业基础课。随着我国对外开放的不断深入，机械专业学生与国外同行交流的机会增多，而且机械设计涉及多门机械类课程，其中包含的机械专业词汇极其丰富，非常适合机械专业的学生进行双语学习。苏州科技大学与南威尔士大学进行中外合作办学，开展双语教学，可以充分利用南威尔士大学的优质教学资源，提高机械专业本科教学质量。

基于中外合作办学的机械设计双语教学示范课程建设的研究与实践，以苏州科技大学与英国南威尔士大学合作办学的机械国际班为实践对象。机械设计双语教学已实施满三届学生，学生机械专业英语能力有明显提升，教学满意度高，已推广到机械专业其他班级。机械国际班和机械公办班正同时开展机械设计双语教学，效果良好，具有重要推广价值和示范作用，与新工科教育和工程认证中要求学生具有国际视野相一致，可以很好地推动高等教育国际化。

参考文献

[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] 杨明忠.Machinery Design[M].武汉：武汉理工大

学出版社，2014.

[4] 潘承怡，向敬忠，宋欣.Design of Machine Ele-

ments[M].北京：清华大学出版社，2012.

[5] 濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].10版.北

京：高等教育出版社，2019.

*项目来源：苏州科技大学教学改革与研究重点项目“基于中外合作办学的《机械设计》双语教学示范课程建设的研究与实践”（基金编号：2017JGMZ-10）。

作者：杨建锋，苏州科技大学，讲师，研究方向为机械设计及其自动化；Jo?o Ramos，南威尔士大学，讲师，研究方向为机械设计及其自动化；郭丽华、蒋全胜，苏州科技大学，副教授，研究方向为机械设计及其自动化；黄莺，苏州科技大学，高级工程师，研究方向为机械设计及其自动化（215009）。