机械类全英语授课课程建设

张广成 沈伟 申慧敏 麦云飞

摘要随着国际化教育在国内高校的推广，英文授课的课程比例在大学课程中逐年增加，我校开设流体力学和液压技术以来，同行普遍认为整个课程教学体系完整、内容清晰、课程改革敢于创新、效果明显。因此在我校开展流体力学和液压技术尤为重要，作者总结了全英文授课流体力学和液压技术的教学经验，提供相关资料。

关键词 机械 全英文 课程建设 流体力学和液压技术

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.25.042

Construction of Full English Teaching Courses for Machinery

——Take "hydrodynamics and hydraulic technology" as an example

ZHANG Guangcheng， SHEN Wei， SHEN Huimin， MAI Yunfei

（School of Mechanical Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093）

AbstractWith the promotion of international education in domestic colleges， the proportion of English-taught courses is increasing year by year in university courses. Since the offering of fluid mechanics and hydraulic technology in our school， colleagues generally believe that the entire course teaching system is complete， the content is clear， the course reform is bold in innovation， and the effect is obvious. Therefore， it is particularly important to develop fluid mechanics and hydraulic technology in our school. The author summarized the teaching experience of fluid mechanics and hydraulic technology taught in English and provided relevant materials.

Keywordsmechanical； full English； curriculum construction； fluid mechanics and hydraulic technology

0引言

国外与“流体力学和液压技术”课程相对应的课程有几类，根据国外学校所处的地位不同分别开设有：液压传动，液压伺服控制，气压传动和液压元件等课程。德国的亚琛工业大学开设有：流体力学，液压传动基础，液压伺服控制，行走机械液压传动；德国的德累斯顿工业大学开设有：流体力学，液压传动，液压伺服控制；美国的普渡大学开设有：液压传动技术，液压控制；韩国的蔚山大学开设有：液压技术基础，液压控制系统；日本的东京工业大学开设有：流体力学，液压传动基础，液压控制系统等，他们在液压技术方面是世界一流水平。

国内工科类高等院校根据需要分别开设有：工程流体力学，液压传动，气压传动和液压元件等课程，有些院校根据学校的定位区别或学时的不同将其进行组合，如将“工程流体力学”中与液压传动有关的知识融入“液压与气压传动”课程中成为“液压与气压传动”课程中的一节，或将《液压传动》和《气压传动》教材进行整合成為《流体力学和液压技术》，基本都不单独开设“液压元件”类课程，除了必需的实验教学外，都没有其他类的创新能力的教学环节与实践。其中，以哈尔滨工业大学、浙江大学、燕山大学等学校独具特色。哈尔滨工业大学的流体传动及控制学科是国内最早组建的学科，在国内享有很高的声誉，许多国内同类学科的师资都从哈尔滨工业大学输出或在哈尔滨工业大学进修过，同时本课程也是全国较早进行课程建设和课程改革的重点课程。并且出版了一系列国家级规划教材。浙江大学借助着该学科国内唯一的国家重点实验室，在承担了很多科研项目的同时也对液压传动课程进行了一些融合。

上海理工大学自“流体力学和液压技术”开课以来受到了上课学生和同行业教育专家的普遍欢迎和一致好评，普遍认为整个课程教学体系完整、内容清晰、课程改革敢于创新、效果明显。同时通过紧密结合实践，学生们将课堂中学到的理论知识和现实中的工程实际问题两者相结合，在这个过程中会产生许多特别的问题和新奇的想法。液压传动技术让他们掌握了一种传动方案，让学生们通过对液压传动课程的学习来提高分析问题、处理问题的能力。

1课程描述

1.1本门课程与相关学科专业的关系

本门课程是机械学科的基础课程，是研究液压传动作为一种基本的传动形式的理论基础和实际运用，旨在教授流体液压基本专业知识理论的同时提升学生工程素养。

本门课程是完成基本工程素质教育和高等工科院校人才培养目标的重要专业技术基础课程，同时又是后续相关课程、专业课程必须具备的先修课程。通过课程学习，学生应能大概掌握流体力学和流体传动的基础理论、能够理解一般机械加工领域中常用的液压系统，对其进行原理、结构分析。此外，学生应能够独立设计具有明确教学目的的液压传动系统并且能够概括液压传动系统的前沿理论及技术、发展趋势。

1.2对相关学科专业建设的整体思路或建议

本门课程为“电液伺服控制技术”课程的理论基础，同时又讲述了“电液伺服控制技术”课程内容的应用案例，两者相辅相成。在当前机电液一体化不断增强的情况下，建设“电液伺服控制技术”将进一步优化课程体系，提高学生解决实际问题的能力。

1.3课程概述及教学内容

“流体力学及液压技术”课程是高等工科院校人才培养目标的重要专业技术基础课程，是后续相关课程、专业课程必须具备的先修课程。同时，该课程是研究液压传动作为一种基本的传动形式的理论基础和实际运用，旨在教授流体液压基本专业知识理论的同时提升学生工程素养，实现价值引领。

1.4课程目标

掌握流体力学、液压技术基础知识，能够分析流体力学及液压传动领域复杂工程问题，并借助文献，研究解决方法；基于所学流体力学、液压技术原理，理解液压传动系统元件工作原理、结构及相应回路的工作原理，并合理搭建试验系统进行验证。

2教材选取

课程教材拟选用Applied Fluid Mechanics， 7th Edition， R. Mott and J.A. Untener。同时本课程团队吸取国际知名高校相关课程教学内容和教材经验，积极筹备《流体力学和液压技术》双语教材编撰。

3师资队伍的建设

本课程教学团队成员在英国诺丁汉大学，美国普渡大学、新加坡南洋理工大学等国际知名高校有着丰富的留学、访学经历，为本课程对接国际研究生教育标准，拓宽国际视野提供保障，积极推动研究生参与国际交流。

4教学方法

采用线上线下混合式教学方式，课内讲授与课外自主学习相结合，融入讲授教学法、问题探究教学法、讨论学习法等教学方法，整合教学资源，以学生为主体，坚持学生学习成果为导向，鼓励引导学生的自主学习，提高教学教育质量。

5本课程的主要特色及创新点

随着液压技术向机电液一体化、高速化、高效化、控制系统自动化与智能化方向不断发展，流体传动技术成果是否卓越已经是评判一个国家工业化程度的重要指标，“流体力学和液压技术”课程的设置和实施是影响智能制造领域高水平（研究生）人才质量的重要核心课程。基于此，本课程的主要特色如下：

将行业生产、教学培养和科学研究三方面有机结合的“产-教-研”三维一体教学模式，全方位培育高水平研究生人才。本课程教学团队全部为液压技术领域专家，与产业龙头企业保持着紧密的合作关系，并将合作内容一定程度上反映在教学内容中，为研究生接触了解行业尖端技术提供桥梁，为其就业及职业发展奠定基础；此外，教学团队成员全部为C9高校毕业博士以及海外博士，均主持过国家级科研项目，科研学术能力强，在本课程教学中，以科技为引领，注重跟踪专业国内外前沿新技术发展，激发研究生学习主动性和热情，培养学生的学术和科研能力。

师资学缘结构的多元化和国际化，借助教育发达国家研究生教育的资源和经验，与国际研究生培养接轨。

充分利用现代教育技术、多媒体虚拟仿真教学平台等手段来改变传统课程教学方法，注重对学生实践能力、创新能力的培养。教学过程中将书本知识与实操实验两者结合，以此来培养学生的学习兴趣与动手实践能力、创新创造能力。除此之外，为了增强学生对实际工程问题的处理能力，将积极与专业相关企业联合教学，期间可开展企业实践、专业技术员现场教学等方式，更加深刻的学习专业知识。

在上述特色的基础上，本课程建设围绕“知识结构国际化，科研问题国际化，培养方法国际化”三方面，具有以下创新点：（1）知识结构国际化，与世界知名大学同类型课程体系进行全面整体对标，包括授课形式和考核方式等方面全面接轨，以此来达到国际行业资格认证培养所要的目标而打下夯实的基础。（2）科研问题国际化，将当前世界新兴问题穿插在“流体力学与液压技术”课程教学内容，通过研究当前的热点问题，结合我国目前的实际状况，使研究生达到国家高水人才水准。（3）培养方法国际化，本教学团队中的师资学员结构十分多元国际化，不同国家文化的差异性可以更好地激发研究生的自身潜力，拓展研究生国际视野，使其自身的文化素养与专业能力都得到完善的學习训练，以此来成为高水平人才。

5.1本课程与国内外同类课程相比所处的水平及原因

课程教学团队在“本-硕”层次“流体力学与液压技术”等相关课程有着多年从教经验，获得多方面支持，入选上海高校市级重点课程建设。教学团队成员均主导负责了多项教研项目，发表了多篇科学前沿论文，且课程教学能力较优异多次获奖。依托本课程教学团队强劲科研实力和优质师资力量，本课程在国内外同类课程中处于中上水平。

5.2本课程目前存在的不足及改进设想

受实验场地和建设经费有限等因素影响，学生参与课程实践学习的条件有限，在一定程度上影响教学实施和学生学习的效果。

通过本项目的支持，在接下来的课程培育中，搭建典型液压流控实验系统，改进实践教学环节，为提高研究生参与工程实践能力、毕业即进入工程师角色，奠定坚实的基础。

除此之外，旧式教学方法中主要以书本知识为教学重点，忽略了知识与实际应用之间的衔接指引教学，特别是对当前液压传动领域中新型液压元件和装置的介绍十分有限，课本知识过于基础且无法及时更新其内容，从而使授课内容无法紧跟技术发展状态，并且在对学生的实践动手能力和自主创新能力的引导培养方面存在严重不足。以上所述情况远远达不到新时期对液压技术人才培养的目标，有必要对“流体力学和液压技术”课程的教学进行改革。通过该项目，可以针对性的将液压传动技术的发展和所授课程结合，“滚动式”的融入先进知识，在保证基础知识有效讲授的前提下，使学生能够紧跟液压领域的世界研究最新进展，从而激活学生的学习动力。

6考核方式

流体静力学、流体动力学的基础知识。液压泵、马达、液压阀工作原理及应用；运用所学流体力学及液压理论知识分析机械领域工程问题，研究解决方法的能力；液压传动系统的组成，液压基本回路及典型系统和控制方式。学生考核采取过程考核与考试相结合的方法，过程考核包括作业和随堂表现，占总评分的30%；期末考试占总评分70%。

7结论

随着国际化教育在国内高校的推广，英文授课的课程比例在大学课程中逐年增加，同时大部分留学生到中国留学前的中文学习时长十分有限，导致其无法适应中文授课。因此，我校开展全英文授课的流体力学和液压技术课程后，留学生对课程的学习效率与掌握情况得到了大幅提升。基于问卷调查的结果，可以得到：全英文授课对在中国留学的留学生起到了十分可观的积极效果，不但可以提高对课程知识的掌握比例，还可以激发学生的学习兴趣。如今，全英文课程已经成为各个高校的常规课程，作者汇总分析了全英文授课流体力学和液压技术的教学经验，协助其他院校开展全英文授课，并提供专业上的帮助，以此让更多的学生获益。

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