適應(yīng)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的機械原理雙語教學(xué)探索與實踐

摘要：“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是教育部為提高工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量而實施的高等教育重大計劃。“機械原理”作為機械類及其近似專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，采用雙語教學(xué)的模式，穿插項目設(shè)計與演示的教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅使學(xué)生掌握了專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高了專業(yè)英語水平，同時也鍛煉了實際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。這種教學(xué)模式的探索和實踐很好的適應(yīng)了“卓越工程師計劃”培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型和國際化工程技術(shù)人才的目標。

關(guān)鍵詞：卓越工程師培養(yǎng)計劃；雙語教學(xué)；機械原理

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）06-0191-02

一、前言

根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，教育部于2010年提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）的重大改革項目。武漢理工大學(xué)成為全國61所首批實施該計劃的高校之一。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。“機械原理”課程是我校機械工程類及其相近專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有嚴密的理論性、邏輯性與系統(tǒng)性，強調(diào)基本概念、基本原理與基本方法，更緊密結(jié)合機械工程實際，研究機械工程技術(shù)的理論分析、技術(shù)設(shè)計的共性問題。依據(jù)“卓越計劃”，面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才的目標，我國工程教育改革發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一為重視工程人才培養(yǎng)國際化。開展雙語教學(xué)（本文指英語和漢語）就是為了順應(yīng)時代的要求，提高學(xué)生運用英語的能力，它是培養(yǎng)具有國際合作意識、國際交流與競爭能力的復(fù)合型人才的重要途徑。因此，針對“機械原理”等工科專業(yè)基礎(chǔ)課程，適時開展應(yīng)用性較強的雙語教學(xué)模式，有其必要性和緊迫性。

二、教材選用

為了保證雙語教學(xué)模式的順利進行，保證良好的教學(xué)效果，選擇好的教材是前提和基礎(chǔ)。在比較了國內(nèi)出版發(fā)行的若干有關(guān)機械原理的雙語教材后，選用了高等教育出版社出版的由Robert L.Norton編著的《機械原理》。此本教材的原版是美國工科大學(xué)流行通用的機械設(shè)計教材中有關(guān)機械原理部分的影印版，其基本內(nèi)容與原版相差無幾，為了方便中國學(xué)生學(xué)習(xí)，在各章末尾的簡注中對與我國敘述不同的內(nèi)容或術(shù)語作了簡注并在附錄提供了中英文術(shù)語對照表。因此，這本英文原版教材既體現(xiàn)了機械原理教學(xué)內(nèi)容的國際化風(fēng)格，又通過注釋和附錄等方式方便了中國學(xué)生的學(xué)習(xí)和使用，不失為在國內(nèi)開展機械原理雙語教學(xué)的優(yōu)秀教材。但是，機械原理雙語教學(xué)采用英文原版教材，在使用上仍然要注意兩大問題。一是與國內(nèi)通用教材的教學(xué)內(nèi)容、體系和結(jié)構(gòu)存在很大差異，二是國家標準、行業(yè)標準規(guī)范存在不同。因此，可根據(jù)教學(xué)大綱的要求對教學(xué)內(nèi)容做適當增減。具體來說，在該教材的使用上保留了“Chapter 1 Introduction”（緒論）、“Chapter 2 Kinematics Fundamentals”（運動學(xué)基礎(chǔ)）中有關(guān)機構(gòu)自由度、機構(gòu)的組成等內(nèi)容、“Chapter 8 Cam Design”（凸輪設(shè)計）、“Chapter 9 Gear Trains”（輪系：該章節(jié)實際包含了齒輪的基本理論和輪系的知識）、“Chapter 11 Balancing”；整合了“Chapter 2 Kinematics Fundamentals”（運動學(xué)基礎(chǔ)）、“Chapter 3 Graphical Linkage Synthesis”（連桿機構(gòu)圖解法設(shè)計）、“Chapter 4 Position Analysis”（位置分析）、“Chapter 5 Analytical Linkage Synthesis”（連桿機構(gòu)解析法設(shè)計）中有關(guān)連桿機構(gòu)的基本理論和圖解法、解析法兩種設(shè)計方法；整合了“Chapter 4 Position Analysis”（位置分析）、“Chapter 6 Velocity Analysis”（速度分析）、“Chapter 7 Acceleration Analysis”（加速度分析）的部分適用于本科階段學(xué)習(xí)的內(nèi)容作為機構(gòu)運動分析的教學(xué)；采用了“Chapter 10 Dynamic Force Analysis”（動力學(xué)分析）中有關(guān)機構(gòu)受力分析和速度波動與調(diào)節(jié)的部分內(nèi)容，并對機構(gòu)受力分析中有關(guān)摩擦力的部分做了適當?shù)难a充。除此之外，另外編寫了有關(guān)機械效率和自鎖的雙語教學(xué)講義作為選用教材的補充。在使用原版教材中，在國家標準、行業(yè)標準規(guī)范不同的位置，應(yīng)該尤其給學(xué)生注明國內(nèi)實際應(yīng)用的標準和規(guī)范，以免學(xué)生發(fā)生混淆。

三、課件編排

雙語教學(xué)模式主要分為三種：（1）沉浸型雙語教學(xué)模式（immersion bilingual education），即在課堂上全部使用外文教學(xué)；（2）過渡型雙語教學(xué)模式（transitional bilingual education），即在課堂上根據(jù)學(xué)生英語能力情況按照適度的雙語比例進行教學(xué)。第一種課堂全英語的教學(xué)模式無論是對學(xué)生還是對教師的英語水平都有相當高的要求。對于我校國際合作教育項目的本科生，這些學(xué)生在國內(nèi)接受1～2年的基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)，再繼續(xù)到歐美大學(xué)進行專業(yè)課學(xué)習(xí)。這些學(xué)生在機械原理開課之前已經(jīng)進行了英語的強化訓(xùn)練，并且為了他們以后能夠更好地適應(yīng)國外學(xué)習(xí)，我們選擇具有英美國家留學(xué)背景的教師對他們開展全英語課堂的教學(xué)模式。對于其他機械類普通本科生，我們采用第二種過渡型的雙語教學(xué)模式。對于重要的概念、重要的理論、重要方法第一遍采用英語闡述，再用中文進行重復(fù)和強調(diào)。但無論是哪種雙語教學(xué)的模式，編排的多媒體課件都是全英文形式的。機械原理是機械類本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課，在此之前，學(xué)生對機構(gòu)、機器以及一些抽象的理論等沒有具體的概念，因此，通過動畫、錄像的形式向?qū)W生演示，可以很好的幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率。另外，在雙語教學(xué)過程中，多媒體課件也是輔助學(xué)生聽、學(xué)的重要手段。尤其是一些專有名詞的英文釋義，在多媒體課件上要準確、精煉的表達出來，幫助學(xué)生達到記憶的效果。

四、課程組織

“卓越工程師計劃”著重指出要培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型的工程技術(shù)人才。因此在教學(xué)過程中切不可照本宣科，理論脫離實際，這是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的大忌。教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生學(xué)以致用，而不是僅僅學(xué)會求解題目、應(yīng)付考試。在這種情況下，僅僅課堂講授是不夠的，還需要其他教學(xué)環(huán)節(jié)進行補充。我們借鑒國外教學(xué)模式，在第一次課講緒論時，就給學(xué)生動畫演示一個復(fù)雜機構(gòu)設(shè)計的實例，告訴學(xué)生學(xué)完這門課程后，應(yīng)該達到的水平。然后以4～5人為一組進行分組，給每一組一個機構(gòu)設(shè)計的題目（project），讓學(xué)生帶著問題進行課程的學(xué)習(xí)。等到課程結(jié)束時，組織學(xué)生進行一次項目演示（presentation）。每個小組自制英文PPT，派一名代表用英語的形式向大家宣講項目的設(shè)計結(jié)果，并歡迎其他同學(xué)用英語提問和交流。通過多次實踐，這個英語演示的環(huán)節(jié)是學(xué)生最受歡迎的，學(xué)生非常踴躍的在這個過程中展示自己的設(shè)計、表達自己的思想甚至是通過質(zhì)疑的方式進行深度的思考。通過項目演示的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有針對性的和教師討論，實踐了理論知識，并且鍛煉了創(chuàng)新能力，十分切合“卓越工程師計劃”對學(xué)生的培養(yǎng)要求。另外，用英語的形式進行項目演示，鞏固了雙語教學(xué)過程中的專業(yè)詞匯，也給學(xué)生提供了一次提高口語的實戰(zhàn)機會。除此之外，我們在每一章節(jié)結(jié)束后都要安排一次討論式的習(xí)題課，通過討論的形式引導(dǎo)學(xué)生自己求解問題，真正把課堂內(nèi)容轉(zhuǎn)化成自己掌握的知識。

五、課程考核及其效果

由于平時的作業(yè)題和習(xí)題課采用的都是全英文的題目，因此課程的期末考試也可以采用全英文的試卷。通過平時的訓(xùn)練，大部分學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)了英文題目的形式，對于少數(shù)英語能力較差的學(xué)生，允許查閱辭典。從考試結(jié)果來看，雙語教學(xué)的班級和非雙語教學(xué)的班級成績并沒有明顯的區(qū)別，說明雙語教學(xué)這種形式并沒有影響到學(xué)生理論知識的掌握，實現(xiàn)了教學(xué)與語言能力培養(yǎng)的雙重目標，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

六、結(jié)論

機械原理課程雙語教學(xué)在我校的機械類專業(yè)（機械工程、車輛工程、材料成型）已經(jīng)實施了一段時間。從教學(xué)效果來看，雙語教學(xué)的模式，使學(xué)生在掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識的前提下，開拓了專業(yè)視野、提高了專業(yè)英語的能力。在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入的項目演示環(huán)節(jié)，鍛煉和提高了學(xué)生理論知識的實際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。這種教學(xué)模式的探索和實踐為“卓越工程師計劃”的后繼專業(yè)理論與實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)打好了堅實的基礎(chǔ)，同時也為其他工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程適應(yīng)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的教學(xué)改革提供借鑒經(jīng)驗。

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作者簡介：毛婭（1975-），女，副教授，博士，主要從事大學(xué)本科“機械原理”、“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)與研究。