全英文“機(jī)械表面工程概論”課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)踐

摘 要 西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院為了探索如何更好地應(yīng)對新形勢下的國際化高等教育挑戰(zhàn)，在全英文“機(jī)械表面工程概論”課程中提出了一種全新概念的教學(xué)模式——ISG（Integrated Small Groups）。該模式深入融合國際及中國學(xué)生，強(qiáng)調(diào)跨文化合作與交流，以促進(jìn)不同背景學(xué)生的學(xué)術(shù)合作和文化理解。ISG教學(xué)模式通過外籍學(xué)生與中國學(xué)生結(jié)組，以工程問題為導(dǎo)引，理論講授和科研實(shí)踐相結(jié)合的形式開展。教學(xué)中采用全英文授課，幫助學(xué)生克服文化及語言習(xí)慣差異，同時(shí)采用多樣化的教學(xué)方法，幫助學(xué)生適應(yīng)課程學(xué)習(xí)節(jié)奏。課程的ISG教學(xué)模式對于應(yīng)對國際化高等教育挑戰(zhàn)有著重要意義。

關(guān)鍵詞 ISG模式；教學(xué)改革；創(chuàng)新；“一帶一路”

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.033

Design and Practice of Teaching Mode for the Course of "Introduction to

Mechanical Surface Engineering" in English

QIN Liguo， CAO Kaiyan， ZHANG Yin

（School of Mechanical Engineering， Xi'an Jiaotong University， Xi'an， Shaanxi 710049）

Abstract In order to explore how to better respond to the challenges of international higher education in the new situation， the School of Mechanical Engineering at Xi'an Jiaotong University has proposed a new teaching model called ISG （Integrated Small Groups） in the English course "Introduction to Mechanical Surface Engineering". This model deeply integrates international and Chinese students， emphasizing cross-cultural cooperation and exchange to promote academic cooperation and cultural understanding among students from different backgrounds. The ISG teaching model is carried out through the combination of foreign and Chinese students forming groups， guided by engineering problems， and combining theoretical teaching with scientific research practice. Throughout the teaching process， all English teaching materials and materials are used to help students overcome cultural and language differences. At the same time， diverse teaching methods are adopted to help students adapt to the pace of course learning. The ISG teaching model in this course is of great significance for how to face the challenges of international higher education.

Keywords ISG model; reform of the teaching system; innovation; the Belt and Road Initiative

在當(dāng)今全球化背景下，教育的國際化和全球合作變得日益重要。在碩博士課程體系中，加強(qiáng)國際合作與交流，是當(dāng)今教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。特別是在全英文課程“機(jī)械表面工程概論”中，創(chuàng)新提出了ISG（Integrated Small Groups）融合小組模式，將國際學(xué)生與中國學(xué)生共同組成小組，推動(dòng)跨文化的學(xué)術(shù)合作和交流。這種教學(xué)模式不僅有助于促進(jìn)學(xué)生之間的文化理解與包容性，還能夠培養(yǎng)具有全球視野和國際合作能力的人才，有助于實(shí)現(xiàn)“一帶一路”倡議中的全球化發(fā)展和國際合作。

“機(jī)械表面工程概論”這門全英文課程探討了材料發(fā)展史、材料科學(xué)基礎(chǔ)和典型材料等內(nèi)容。通過自主文獻(xiàn)調(diào)研和全英文學(xué)術(shù)交流，學(xué)生將深入了解材料科學(xué)與機(jī)械工程學(xué)科的發(fā)展歷史，提高對材料科學(xué)與機(jī)械工程學(xué)科形成與發(fā)展趨勢的認(rèn)知與了解，能夠以材料基本要素及其相互關(guān)系為中心，建立從材料設(shè)計(jì)、組織控制、制備加工到性能評(píng)價(jià)與工程應(yīng)用的概念體系，在掌握材料共性規(guī)律與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，理解材料科學(xué)與工程的內(nèi)涵，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生對工程材料科學(xué)的興趣以及學(xué)會(huì)分析和解決工程表面科學(xué)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。

通過ISG融合小組模式的實(shí)施，學(xué)生可以在課堂上展開跨文化的學(xué)術(shù)合作和交流，促進(jìn)不同國家和文化背景的學(xué)生之間的互動(dòng)與合作。這有助于提高學(xué)生的國際交流能力和文化適應(yīng)能力，同時(shí)培養(yǎng)他們對于全球事務(wù)的關(guān)注和理解。這種教學(xué)模式符合“一帶一路”倡議強(qiáng)調(diào)的合作與交流的理念，有助于推動(dòng)全球化發(fā)展和國際合作。在教育領(lǐng)域中推動(dòng)全球化和國際合作，不僅有助于滿足當(dāng)前全球化背景下對人才的需求，還能夠?yàn)椤耙粠б宦贰背h的實(shí)施提供重要支持。具有全球視野和國際合作能力的人才，將為全球各國之間的交流合作架起橋梁，促進(jìn)共同發(fā)展，這也是我國當(dāng)前教育目標(biāo)的重要戰(zhàn)略[1-3]。因此，“機(jī)械表面工程概論”這種創(chuàng)新的全英文ISG教學(xué)模式將在未來的教育領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，推動(dòng)教育的國際化和全球合作的持續(xù)發(fā)展。

1 教學(xué)難點(diǎn)與挑戰(zhàn)

1.1 文化及語言習(xí)慣差異

對于不同國籍的學(xué)生，其文化和語言習(xí)慣的差異是一個(gè)不可忽視的問題。開展ISG教學(xué)模式，意味著授課教師需要具備極高水平的英語能力，同時(shí)也要了解不同國家和地區(qū)學(xué)生的教育背景和學(xué)習(xí)習(xí)慣。這種跨文化的教學(xué)環(huán)境要求教師能夠靈活適應(yīng)不同學(xué)生的需求，創(chuàng)造一個(gè)包容、尊重和互相學(xué)習(xí)的氛圍[4]。

1.2 多樣化教學(xué)方法的適應(yīng)性

為了平衡中西方教育風(fēng)格，同時(shí)滿足不同學(xué)習(xí)習(xí)慣的學(xué)生需求，教師需要靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，包括小組討論、案例分析、實(shí)踐操作等多種形式，以便更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和需求[5]。為了提供一個(gè)全面而高效的教學(xué)環(huán)境，教師需要不斷地探索新的教學(xué)方法和策略，以確保ISG模式下的各小組成員都能有更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

1.3 專業(yè)知識(shí)的深度與廣度

作為一門碩博士專業(yè)課程，“機(jī)械表面工程概論”課程包含基礎(chǔ)理論及高級(jí)工程應(yīng)用，這對于學(xué)生專業(yè)知識(shí)的廣度與深度提出了比較高的要求。學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和學(xué)術(shù)背景各不相同，教師需要權(quán)衡授課內(nèi)容的難度和深度，確保學(xué)生對于知識(shí)的吸收理解。這也是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)，需要教師不斷調(diào)整授課內(nèi)容和方法，以滿足學(xué)生不同的學(xué)術(shù)需求。

1.4 實(shí)踐與理論相結(jié)合

在教學(xué)過程中，教師需要幫助學(xué)生掌握材料科學(xué)的基本規(guī)律，理解工程材料的特點(diǎn)，并培養(yǎng)他們對工程材料領(lǐng)域的興趣。要做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，需要學(xué)生在有一定深度的機(jī)械工程表面理論知識(shí)積累后，再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐操作，在實(shí)踐過程中，ISG模式小組需要共同合作解決實(shí)驗(yàn)問題與挑戰(zhàn)。

1.5 跨文化團(tuán)隊(duì)合作

由于來自不同文化背景的學(xué)生有不同的學(xué)習(xí)習(xí)慣和交流方式，授課教師需要幫助ISG模式小組建立有效的團(tuán)隊(duì)合作和溝通方式。留學(xué)生更習(xí)慣于主動(dòng)參與討論和辯論，而中國學(xué)生可能更傾向于被動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶。因此，教師需要合理設(shè)計(jì)學(xué)生互動(dòng)合作環(huán)節(jié)，以促進(jìn)不同國籍學(xué)生之間的合作交流[6]。通過ISG模式結(jié)組合作，學(xué)生將更好地理解和尊重不同文化背景的同學(xué)，培養(yǎng)跨文化交流和合作的能力，促進(jìn)思維碰撞。

2 ISG模式教學(xué)體系

本課程授課教師曾在牛津大學(xué)、瑞典皇家理工等學(xué)府學(xué)習(xí)深造，并積極參與一線教學(xué)研究工作，深諳國外高等教育體制的方法和特點(diǎn)。同時(shí)在留學(xué)生及國內(nèi)碩博士培養(yǎng)方面有著獨(dú)到的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教師和助教為在科研一線從事機(jī)械表面工程改性與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的碩博士團(tuán)隊(duì)。本課程教學(xué)體系與教學(xué)模式經(jīng)過大量調(diào)研及借鑒國內(nèi)外高等學(xué)府教學(xué)經(jīng)驗(yàn)而制訂。針對性地從國內(nèi)外學(xué)生的文化與學(xué)習(xí)習(xí)慣差異性出發(fā)來制訂獨(dú)特的ISG教學(xué)模式。在ISG教學(xué)模式中，課程組還將課堂更換為特殊的環(huán)形桌，以期促進(jìn)結(jié)組學(xué)生之間的交流討論。在課程理論內(nèi)容中，包括材料科學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械工程表面簡介、典型工程固體表面與截面、工程表面材料與損傷形式、工程表面改性方法、工程表面分析測試方法、未來工程表面研究展望等內(nèi)容。實(shí)踐內(nèi)容包括微納表面制備、激光共聚焦測試、SEM電鏡在工程表面材料性能評(píng)估中的應(yīng)用等。

3 課程教學(xué)方法

機(jī)械類專業(yè)課教學(xué)過程中十分注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、想象能力、實(shí)踐能力及問題導(dǎo)向思維。在全英文“機(jī)械表面工程概論”課程教學(xué)中，不僅強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的積累與理解，還強(qiáng)調(diào)實(shí)踐應(yīng)用與感悟。 在課程教學(xué)中，課程組結(jié)合ISG教學(xué)模式、全英文教學(xué)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)操、多模式成績考核等方法讓學(xué)生擁有更加立體的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。以培養(yǎng)機(jī)械工程專業(yè)人才為出發(fā)點(diǎn)，讓學(xué)生能夠站在工程問題的高度去發(fā)現(xiàn)和思考實(shí)際工程問題并嘗試解決。此外在課程設(shè)計(jì)中理論課與實(shí)踐課穿插設(shè)計(jì)，并將學(xué)術(shù)匯報(bào)交流、中外學(xué)生小組合作等貫穿課程教學(xué)始終，依據(jù)教學(xué)思想和目的，針對不同國籍學(xué)生融合開班的模式從課程設(shè)置、課程知識(shí)體系、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了探索實(shí)踐。

3.1 ISG教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式多為國際學(xué)生和中國學(xué)生單獨(dú)開班授課，但在本課程體系設(shè)計(jì)中采用國際學(xué)生和中國學(xué)生混合開班的模式，讓國際學(xué)生和中國學(xué)生組成跨文化合作小組，有充足的機(jī)會(huì)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流探討與合作。這種模式能夠提高國內(nèi)學(xué)生的外語交流能力及對國內(nèi)外文化習(xí)慣差異性及發(fā)展有更深的理解，促進(jìn)教育融合互助及文化認(rèn)同。在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生也對這種教學(xué)模式十分認(rèn)同，對于培養(yǎng)具有國際視野的人才益處良多。

3.2 全英文教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

本課程使用全英文教材與課件進(jìn)行授課。在對部分重要內(nèi)容進(jìn)行講授時(shí)采用ISG模式結(jié)組學(xué)習(xí)交流。教師團(tuán)隊(duì)制作編寫了全英文課程PPT進(jìn)行講授教學(xué)，并將課程的音視頻資料、文檔上傳至思源學(xué)習(xí)空間（西安交通大學(xué)在線教學(xué)輔助平臺(tái)），以便于學(xué)生預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)鞏固，并且該平臺(tái)為中英雙語學(xué)習(xí)輔助平臺(tái)，國內(nèi)外學(xué)生都能夠方便地使用。

3.2.1 理論與實(shí)驗(yàn)同步教學(xué)

本課程體系中共包含2學(xué)時(shí)的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，為微納表面制備及表面形貌表征測試。同時(shí)這兩部分的理論內(nèi)容也是本課程體系中占比最大的部分。在微納表面制備中，帶領(lǐng)學(xué)生對光刻實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，并對部分工藝進(jìn)行實(shí)踐操作。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生對光刻制備微納表面技術(shù)表現(xiàn)出了濃厚興趣，后續(xù)也對此進(jìn)行了激烈討論。另一部分內(nèi)容則是表面形貌表征測試，具體包括激光共聚焦、光鏡儀器的參觀學(xué)習(xí)以及上手實(shí)操。

3.2.2 多模式考核與多元興趣驅(qū)動(dòng)相結(jié)合

在課程授課及實(shí)踐過程中，教師充分了解和挖掘?qū)W生的興趣點(diǎn)，將“機(jī)械表面工程概論”課程教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生生活就業(yè)、時(shí)事熱點(diǎn)等方面進(jìn)行深度融合，從而盡可能激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)求知欲，保證其學(xué)習(xí)效果。此外，在授課中，通過壓縮一些冗雜的課堂理論教學(xué)時(shí)間，強(qiáng)化課堂提問與ISG模式結(jié)組討論環(huán)節(jié)，進(jìn)而鍛煉學(xué)生的交流合作能力與素養(yǎng)，相較于傳統(tǒng)考試更加注重過程考核成績[7]。過程考核成績以課堂學(xué)術(shù)匯報(bào)及課堂參與度為主。期末考核摒棄了傳統(tǒng)卷面期末考試的形式，采用自主選題，圍繞“機(jī)械表面工程概論”課程上的“學(xué)、思、悟”來進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，并進(jìn)行學(xué)術(shù)交流匯報(bào)和提交課程報(bào)告。這種設(shè)置更能夠充分拓寬學(xué)生的思維，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，更適合碩博士培養(yǎng)階段學(xué)生的科研素養(yǎng)培養(yǎng)。

4 結(jié)語

當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)生交換訪學(xué)愈加頻繁，這使得國際化高等教育面臨的挑戰(zhàn)日益凸顯。本課程教師團(tuán)隊(duì)探索出的ISG（Integrated Small Groups）教學(xué)模式，成功融合了國際學(xué)生與中國學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和文化背景，為培養(yǎng)具有國際化視野與工程思維的人才提供了思路。ISG教學(xué)模式不僅促進(jìn)了不同國籍學(xué)生間的學(xué)術(shù)合作和文化交流，還大幅提升了學(xué)生對機(jī)械工程表面領(lǐng)域的認(rèn)知和興趣。課程內(nèi)容涵蓋了多種工程表面材料的專業(yè)知識(shí)，從基礎(chǔ)理論到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，恰如其分地平衡了研究生高等教育課程中的學(xué)術(shù)深度和廣度。教師團(tuán)隊(duì)結(jié)合國際背景和豐富經(jīng)驗(yàn)，使教學(xué)方法豐富有趣，有效應(yīng)對國際化高等教育中的文化和語言差異。課程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐和實(shí)際案例分析，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。此外，多元的評(píng)估方法和學(xué)術(shù)匯報(bào)交流環(huán)節(jié)，進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維。

本門課程不僅是一種教學(xué)模式的創(chuàng)新，也是對國際高等教育新理念的思考和探索，對于如何應(yīng)對國際化高等教育挑戰(zhàn)以及培養(yǎng)具有全球視野和國際合作能力的人才提供了新思路。

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