尹洋 祝玉林 齐飞 谢豆 陈宏 封志明 李军民
摘 要:开展研究生专业课全英文课程改革和探索,是拓宽研究生国际视野、培养高层次创新型人才的重要途径。该文以建设全英文(英文教材+英文课件)专业基础课程先进制造理论与技术为例,分析当前高校全英文课程建设的现状及困境,总结全英文教学实践经验,制订实施全英教学模式的改革措施,初步取得满意的教学效果,为培养具有民族自信与跨国文化交流能力的研究型、创新型人才发挥积极的作用。
关键词:先进制造理论与技术;全英文教学;创新型;人才培养;实践教学
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)20-0089-04
Abstract: Carrying out the reform and exploration of full English courses for graduate students is an important way to broaden their international perspective and cultivate high-level innovative talents. This article takes the construction of the professional basic course "Advanced Manufacturing Theory and Technology" in full English (English textbooks+ English courseware) as an example, analyzing the current situation and difficulties in the construction of all English courses in universities, summarizing the practical experience of all English teaching, and formulating reform measures for implementing the all English teaching model, satisfactory teaching results have been initially achieved, playing a positive role in cultivating research-oriented and innovative talents with national confidence and cross-border cultural exchange ability.
Keywords: advanced manufacturing theory and technology; full English teaching; innovative; talent cultivation; practice teaching
《中国制造2025》纲要提出:要建立掌握先进制造技术的国际型、复合型、高素质专业技术人才队伍,重点培养高层次技术人才和创新型人才。研究生教育是培养高层次人才的主要渠道,研究生课程实行英文教学是培养面向未来的拔尖创新人才的途径之一[1-2]。2018年8月20日,教育部、财政部、国家发展改革委共同印发的《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》中明确指出:以“一带一路”倡议为引领,加大双语种或多语种复合型国际化专业人才培养力度。因此,积极开展研究生课程的英文教学课程建设与改革已成为我国高等学校培养具有国际视野的高层次人才的必由之路。全英文教学作为一种教学改革的创新思路,作为培养具有国际竞争力高素质人才的有效途径正在被越来越多的高校所采用[3],这对中国推进世界一流大学和一流学科的建设有重要的作用和意义[4]。
制造业是一个国家国民经济的支柱产业,以高新技术为支撑的先进制造技术是提高制造业竞争能力的主要手段,先进制造理论与技术是涵盖当前最先进的制造技术和创新理论的领域。这一领域致力于通过整合最新的科学技术、工程方法和管理模式来提高制造业的生产效率、产品质量和创新能力。研究生教育是培养我国高层次人才的主要途径,是建设创新型国家的核心要素,而先进制造技术很大程度上依赖于以英语为母语的国家发展起来的最新专业知识。由于先进制造技术的发展日新月异,经济全球化的深化和国际交流活动的频繁,社会对专业技术人才外语水平和国际竞争能力的要求越来越高,全英文教学已经成为我们国家高等教育与国际高等教育接轨的一项重要举措。
因此,高校展开研究生课程先进制造理论与技术全英文教学势在必行,是培养高素质、创新型国际人才的有效途径。
一 先进制造理论与技术课程概况
2001年课题组成员已开始进行本科生现代制造技术课程的双语教学实践,获批四川省教育厅双语教学质量工程项目。课程负责人曾在学校青年教师讲课比赛中,全程使用英文课件及英语讲授,表现优异,获得比赛一等奖。课程负责人曾受教育部委派在埃塞俄比亚支教一年,使用当地官方语言英语进行专业课教学,回国后深耕双语教学领域,2023年,建设的学堂在线英文慕课CNC PROGRAMMING入选西华大学首批出口印度尼西亚网络课程,实现国际教育资源互补,共享“一带一路”美好愿景。课程组成员有英国亚伯丁大学名誉博士后,课程团队成员一人获得“西华大学优秀教师”荣誉称号,一人获“唐鸿军奖教金”二等奖。多人曾前往英国、美国、德国及日本访学。
先进制造理论与技术是国务院学位委员会指定机械工程一级学科研究生参考的核心课程[5-6],是西华大学面向机械工程、农业工程研究生开设的专业基础课程。通过课程的学习,学生要具备利用先进制造理论解决工程实践问题的意识;掌握先进工艺技术、先进制造管理技术;能够阅读先进制造领域最新进展,密切关注先进制造技术国际发展趋势,拓展创新思维,具备推进制造业智能转型的能力。
课程主要内容包括先进制造工艺与材料、制造自动化技术、现代生产管理技术与先进制造模式四大板块,内容涉及面广,学科交叉强。比如,对于机械工程专业的研究生来说,微纳米制造是机械制造领域的前沿热点问题,本课程讲述的微纳米制造,是对于本科生传统制造课程的重要补充。对于测控技术与仪器专业的研究生,微机电系统的传感器已成为传感器的主流发展方向,如汽车安全气囊用的微加速度计,手机中的微麦克风、微陀螺仪等,因此,微纳制造仍是其不可或缺的知识[7]。
研究生教学与本科生教学不同,研究生教学更注重于培养学生的科学探究精神和创新性思维,旨在提高研究生的科学分析能力,为未来进一步进行科学研究打下良好基础。
由上所述,对于机械工程的研究生而言,本课程具有前沿性、交叉性、实践性的特点,对于开阔学生视野、培养创新精神和动手能力具有举足轻重的作用。
二 传统先进制造理论与技术课程的教学困境
(一) 教学资源不完善
在早期进行该课程英文教学时,存在以下需要完善的地方:英文教学资源缺乏、内容相对滞后。制造技术存在显著国别差异,国外引进原版教材无法完全适应国内教学需要[8]。在课程建设之初,单一的国内双语或英文版教材在内容广度和深度上不能完全满足教学需要,英文题库和案例库更是匮乏。传统教材因内容无法及时跟进世界先进制造技术领先水平而缺乏时效性[9]。
(二) 学生学习主动性不足
以“讲解-知识习得”为路径的传统教学模式和“期末一考定局”的结果考核方式忽视了学生能力与思维培养。课程“内容综合性强”的特征和学生“被动接受式”的学习状态,让很多学生只知其然而不知其所以然。加之学生对于专业知识的英语表达缺少强化,学习倍感生疏,降低了学习的兴趣。
(三) 实践教学缺位
传统课程以课堂讲授为主,课程实践形式单一,以课堂问答为主要形式。学生缺少走出去学习与交流的机会,无法对我国当前实践有具象认知;缺乏动手创造的机会,创新能力不能被有效激发。
三 全英文先进制造理论与技术课程改革规划
(一) 明确课程目标
课程团队在本课程建设中,学习世界先进的教学理念及优秀的教学方法,通过理论研究、教学改革、实践探索和反馈闭环,推进该课程全英文教学的创新改革与实践成效,建立创新的全英教学改革方法,促进高校的全英文教学水平发展。课程的全英文教学目标如下。
课程的知识目标:通过全英文教学方式(全英文教材+全英文课件),了解先进制造技术基础理论与工程材料的分类和特殊工程材料的加工特点,具备通过先进制造技术解决工程实践问题的意识。
技能目标:掌握现代化学习工具,具备机械工程技术人员所需的先进工艺技术、先进制造管理技术、分析加工影响因素的能力。
素质目标:在坚持民族自信前提下,具有国际视野,掌握常用先进制造领域词汇,能够阅读先进制造领域最新进展,密切关注先进制造技术国际发展趋势,与时俱进,拓展创新思维,具备推进制造业智能转型的能力。
(二) 精细设计教学内容
先进制造理论与技术涉及的知识既有前沿性又有高阶性,因此教学团队在紧跟制造发展进程的同时也注重拓宽课程的广度和深度,注重教学的知识性(先进制造理论及技术前沿知识的学习)、业务能力性(培养学生分析解决工程实际问题能力及创新思维)、沟通能力性(培养学生阅读英文最新制造技术信息及撰写专业学术论文的能力)和素质性(开拓学生的国际视野和关注制造技术发展趋势)。课程的教学素材内容及版式设计上致力于创新性,遵循如下原则。
原版性:课件制作遵循原版教材或学习素材均选自国外原版一手文献或摘自国外权威学术网站。学生通过各种英文资料阅读在潜移默化中构筑新的思维模式,以增材制造内容为例进行的教学内容设计如图1所示。
先进性:前沿技术应用(如加工中心、数字孪生等)均提供丰富的国外原版英文视频。
(三) 优化教学环节
为了更好地实现既定目标,设置了四个教学环节:首先,授课前一周在智慧树网络平台上英文发布本专题预习任务,包括疑难英文词汇及英文题库,学生按照任务学习数字资源相关模块知识点;其次,教师在课堂教学中使用英文多媒体课件讲解主要原理、分析难点重点,根据专题内容学生课堂交流讨论;再次,国内、国外专家展开线上或线下最新制造技术专题讲座,实时跟进国际先进制造技术;最后,到有条件的企业参观学习,深入实践,在真实场景中更容易理解深奥的理论知识。通过上述环节,将原有知识获取以教师“教”为中心转向以学生“学”为中心,激发学生创新思维。教学环节流程图如图2所示。
(四) 充实教学方法
该课程培养研究生从理论层面上了解先进制造技术有关的基本概念和相关理论,从应用层面上掌握工程应用典型案例的实施方法与流程,在实践层面上熟练掌握并学会通过先进工艺技术、先进制造管理技术、分析加工影响因素来解决工程实践问题的方法和途径。课程教学采用了案例教学法、研讨法、讲授法、问题式教学法、线上自主学习法和实践教学法。教师将这些方法深度融合、紧密配合,深入浅出地分析疑难知识点,充分发挥学生在科学研究上的主观能动性、创新性。
(五) 完善、充实教学资源
教材主要采用科学出版社发行的国家级规划全英文教材[10]并结合多本最新出版全英文资料,团队实时跟进制造技术最新变化,快速更新教学资源。学生可以获取课件、视频、文本和习题等动态更新的多样化课程资源。多方协同,凸显课程资源实践性。教学案例库由任课教师联合海外行业专家多方建设并持续更新。
(六) 强化实践环节
增加实践机会,组织学生赴企业开展参观实践。依托课程,开展讲座,国内外专家学者讲座与企业导师授课,共享最新科技成果。课程以尖端科研成果反哺教学。将团队教师最新科研成果及时更新到案例教学中,强化知识理论与实际应用的紧密关联,不断提升学生创新与实践能力。例如,在实际教学中,微纳制造知识点开展科研反哺教学讲座,请课程组教师结合申报成功的国家青年基金项目“MEMS超声电机的行波畸变机理及抑制方法研究”介绍微机电系统、传感器集成到微纳尺寸平台的意义,使同学们深刻理解微纳制造在现代工程领域的重要地位。
(七) 改革评价机制
改变原有“期末一考定局”的考核方式,本课程成绩评定实施“过程性评价+结果考核”双重评价机制,重视学生的成长和思维能力提升。考核方式多元化,丰富论文式、报告答辩式等作业评价方式,加强非标准化、综合性等评价。考试考核评价严格,体现过程评价。过程性评价包括线上单元作业,线下课堂讨论、演讲展示、论文报告和期末考试等创新、综合能力检测。这种考评机制为今后学生英文科技文献阅读、对外合作交流及进一步深造提供了强有力支撑。
(八) 教学效果评价
本课程主要采用学生评价机制,近几年学生选课踊跃,深受学生好评。教师上课认真负责,教学内容层次清晰,重点突出。课堂教学注重讲练结合,教学方法得当,师生互动好,经常采用启发式教学方式实现老师和学生之间的互动;通过多元化考核方式全面掌握教学效果。在本课程结束时,学生全面了解先进的制造技术和理论,并具备在该领域取得进步所需的知识和技能,能够批判性地分析并应用先进的制造原理和技术来解决工业问题。
四 课程特色与创新
本课程特色采用全英文教材和英文课件授课。课程主要的创新举措。
高阶目标引领,适应“中国制造2025”我国从制造大国迈向制造强国的目标,立足创新型国际化高素质制造人才培养定位。
课程以立体资源支撑内容,数字赋能,增强课程资源时效性。团队实时跟进制造技术最新变化,快速更新教学资源。学生可以获取课件、视频、文本和习题等动态更新的多样化课程资源。多方协同,凸显课程资源实践性。
依托课程,开展专家讲座与企业实践,在解决实际问题过程中实现将知识获取以老师“教”为中心转向以学生“学”为中心,激发学生创新思维。
课程实施“过程性评价+结果考核”双重评价机制,重视学生的成长和思维能力提升。
尖端科研成果反哺教学。将最新科研成果和获奖成果及时更新到案例教学中,强化知识理论与实际应用的紧密关联,不断提升学生创新与实践能力。
五 持续改进措施
(一) 师资队伍建设
通过加强与国内外同行的交流,在广泛开展教学研究活动和相互听课沟通等措施的基础上,重点提高年轻教师专业学术水平和开展英语教学的能力;积极吸收具有博士学位和留学归国的教师,并结合他们自身的研究方向开展主题讲座,逐步形成一支具有业务能力强、学术水平高的高素质教师组成的教学团队。
(二) 教材与教学资源建设
不断加强网络资源建设和完善授课教案,充分体现先进制造技术学科发展前沿动态和全英语教学的特点,大量收集先进制造技术的视频演示资料,针对不同领域分门别类,将抽象的概念通过视频教学具体化地表现出来。
(三) 教学手段与方法改进
针对科研与教学一体化趋势的特点,努力寻找专业知识的传授和学术研究的最佳契合点,深入研究和实施启发式、互动式以及创新实践等教学方法。教学不仅仅是传统的“传道授业解惑”,更是在引导、帮助学生理清要解决问题的基本思路,鼓励学生自己探究并解决问题。
(四) 教学改革研究
结合发达国家或地区最新的教学成果,不断总结教学实践的经验,科学开展适合研究生英语教学模式和课堂教学过程研究。
六 结束语
文章通过梳理相关文献,分析现状和问题,提出了全英文专业课程建设在培养创新型研究生中具有重要意义和挑战。全英文专业课程建设应该注重语言学习和科研能力培养的有机结合,提供适合学生发展的教学环境和资源支持。同时,我们需要关注学生的需求和特点,采用合适的教学方法和手段,激发他们的兴趣和创新潜能。
此外,全英文专业课程建设还需要充分利用国内外优质学术资源,加强国际合作与交流,培养学生的国际视野和跨文化交流能力。只有通过不断更新教学内容和方法,不断推动教育改革和创新,才能更好地培养出具备创新思维和能力的研究生,实现“中国制造2025”我国从制造大国迈向制造强国的目标。
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[10] 唐一平.先进制造技术(英文版)[M].4版.北京:科学出版社,2020.
基金项目:中国高等教育学会2022年度高等教育科学研究规划课题“机械制造技术基础继续教育课程思政改革实践研究”(22JX0405);西华大学2023年研究生教育质量工程项目“先进制造技术教学团队”(YTD202302);西华大学2024年研究生教育质量工程项目“全英文研究生课程”(YKC202412);西华大学2024年研究生教育质量工程项目“研究生课程双语建设初探——以先进制造理论与技术为例”(YJG202405);西华大学2018年研究生教育质量工程项目“全日制专业学位研究生导师队伍建设研究”(YJG2018020);西华大学2016年研究生教育质量工程项目“机械工程专业学位研究生案例教学模式探索”(YJG2016008);西华大学2018年研究生教育质量工程项目“产学研创管五位一体全日制专业学位研究生培养机制研究”(YJG2018013)
第一作者简介:尹洋(1971-),女,汉族,四川成都人,博士,教授,硕士研究生导师。研究方向为先进制造理论及技术。