机械工程导论（双语）课程教学研究与实践

朱坎 高荣 许兆美

摘  要：机械工程导论（双语）是一门为机械设计制造及其自动化、机械电子工程以及过程装备与控制工程等专业开设的基础课程。这门课程的教学特点是教师以中英文两种语言作为传递信息的工具向学生传道授业。在双语课程的教学实践中，出现需要妥善处理的许多不确定因素及其相互关系，构成教学改革的亮点和教学研究的热点。该文阐述双语教学的意义，进行用现代教育理念指导课程教学的研究论证，提出正确处理双语教学的几个关系问题。

关键词：机械工程；双语教学；研究论证；教学实践；教学理论

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）21-0091-04

Abstract： Introduction to Mechanical Engineering（Bilingual）is a professional basic course for mechanical engineering and automation， mechanical and electronic engineering， process equipment and control engineering. The teaching feature of this course is that teachers use both Chinese and English as a tool to convey information to students. In the teaching practice of bilingual courses， there are many uncertain factors and their relationships that need to be properly handled， which constitute the highlight of teaching reform and the hot spot of teaching research. In this paper， the significance of bilingual teaching is expounded， a research and demonstration of using modern educational ideas are made to guide course teaching， and several problems of correctly handling bilingual teaching are put forward.

Keywords： mechanical engineering; bilingual teaching; research and argumentation; teaching practice; teaching theory

机械工程导论（双语）（以下简称“导论”）课程是涉及机械工程专业的总纲课程，旨在对学生进行学科知识的启蒙教育，着重介绍机械工程专业的基本轮廓，包括以其为主线组织教学内容的机械工程师必须掌握的“六要素”：机械零件（涉及机械设计基础课程）、力（涉及理论力学课程）、材料（涉及材料力学课程）、能量（涉及热流体学基础课程）、运动（涉及理论力学课程）和机械设计（涉及机械原理课程）。图1为机械工程导论（双语）课程教学内容结构图示。教学大纲规定必须全部或一半以上使用英语授课，包括英语的专业词汇、语法、语态及时态等全套语言知识。任课教师只有在专业知识、双语、学生接受能力之间找到或创造最佳契合点，才能顺畅地到达教学的彼岸。

一  提高认识是先行

有的教师认为，淮阴工学院机械与材料工程学院新生录取的分数线普遍不高，部分学生外语高考成绩分数偏低，学生刚接触机械工程专业的课程就用双语教学，教学起点定位过高。有些学生反映，教师用英语讲的课听不懂，跟不上课程学习的节奏。教师和学生有这样那样的想法固然存在客观现实的一面，但是从学生未来就业与发展来说也可能有远见缺失的一面。国家《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》[1]《现代产业学院建设指南（试行）》[2]等文件明确提出，高校要不断提高专业建设标准化、国际化水平，以期拓展学生的国际视野，提升学生专业素质。高校开设中英文专业课程，是培养学生专业英语综合应用能力的最普遍最直接的方法。导论课程比较适合作为学生接受跨文化交流的首选课程，不仅在于其概述性内容较多，大多采用科学严谨的文字表达，便于学生在汉语与英语互为转换时的直译或意译；而且在于一些公式、国际化单位或专业术语本身就是英语符号，学生直接记忆就行[3]。教师应当以自己的亲身体会告诉学生：机械专业英语知识是国际语言，学好它就是多掌握了一门技能，对于自身下一步的学习和以后的工作有重要的深远的影响。可以阅读专业英语文献，在浩瀚的文献中了解国际最新最前沿的机械工程的动态情报，找到自己研究工作需用的资料；可以进行英语论文写作，在国际专业学术期刊上公布自己的實际工作成果；可以与国际同行交流，聆听英语科技报告，并恰当地提出自己关切的问题等。在认识提高的基础上，教师与学生积极性调动起来，教与学两种劲拧成一股绳，大家面临各种困难合作共赢。教师在教学上诲人不倦，学生从不想学到想学、从想学到学好，从而对机械工程的现状和未来了解得更加全面、透彻，英语读、写、听和说能力均衡提高，学科专业素质出现新飞跃。

二  教学理论联系教学实际

（一）  构建学生的认知体系

构建主义学习理论的基本观点强调，学习就是改变学生头脑中关于客观世界的主观架构，建立一个机械工程的认知体系、一套对口专业的大脑认知模型、一幅全新的思维导航地图[4]。学生学习导论课程只是把老师头脑或书本上的知识转移到自己的头脑中去是不够的，而是要按照自己的主观感觉把其与头脑中已有的知识有机、和谐地揉合，成为水乳交融、不可分割的整体。导论课程的受众是普通高校一年级的学生，他们头脑里分别已有了初、高中学习阶段构建的物理、英语的认知体系，既使可能是离散的状态，但仍以某种结构关联的形式存在[5]。进入导论课程学习，学生不能仅仅记忆机械行业的一些专用术语、常见的机械设备名称及相互联系，而是应当把整体机械知识充实到自身的物理认知体系中去；不能仅仅记忆与机械知识相对应的英语词汇、语法等，而是应当把其充实到自身的英语认知体系中去；还要将这两种认知体系合二为一，构建自己独享的兼容的认知体系。教师所做的教学工作，就是以两种语言作为媒介教学，在学生旧知与新知之间架起一座桥梁，利用学生原来学过的东西和经验，推导、延伸、论证和归纳出导论课程的内容，使学生在领会学科知识的同时掌握英语语言的知识。学生之所以能够较好改造与更新个人在机械方面的认知、感知结构，与教师课堂上精益求精的治学态度和智慧密集型劳动是分不开的。

（二）  科学调动学生的左右脑

美国心理生物学家斯佩里博士提出不对称性的“左右脑分工”理论，核心内容为左脑是理性脑，处理逻辑；右脑是感性脑，处理图像[6]。导论课程介绍的基本上都是抽象知识，教师课上讲解的、学生从书本上读到的机械工程的数值和单位、机械部件和工具、结构和流体中的力、材料和应力、热和能量系统、机械运动、机械设计的概念和流程及原理等，学生通过左脑工作进行吸收消化、分类归置。一旦有应用需求的情况，如课堂回答问题、做课外作业、做实验和考试考查等，学生依靠左脑作用将其进行精加工，从而生成、导出更多更好的含有附加值的价值。如果抽象知识高度笼统、复杂，学生左脑不给力，教师就得换个教法，调动学生的右脑来辅佐、援助。也就是说，制作新颖的多元的多媒体技术教学课件，如采用各种色彩的中英文文字、图形、表式、图画、动画、照片、视频、仿真模拟、幻灯片、录像及音乐等，形象化地呈现导论课程的抽象内容，促使学生右脑区域工作。由于学生的右脑擅长于感知、联想，况且已经积累了大量物体形状、数量、运动的情境，所以比较容易顿悟。在双语学习方面，国内学生接纳英语知识都是先通过右脑把其翻译成母语，并消化、接受感性知识，左脑自动理顺、整合理性知识。这样左右脑机能相互配合，交替参与，两个半边脑都不闲着，学生导论课程学习功力就会节节攀升，做到开卷有益。

（三）  帮助学生认知从不和谐到和谐

美国心理学家里昂·费斯廷格的“认知不和谐理论”或称“认知失调理论”，阐述了这样一层意思：相冲突的认知是一种原动力，随着认知不和谐不断增加，一个要求减少和消除失调的压力就越来越大，减少失调的途径之一就是收集新的认知因素，重新调整原来的认知体系[7]。这与我国古代思想家、教育家孔丘在《礼记》内所说的“学然后知不足”有异曲同工之妙。学生本来只用汉语学习导论课程，学起来比较轻松，靠记忆力复述重要概念和原理即可通关。改用双语学习使难度系数加大，需要强记的数量逼近记忆功能的极限，学生体验的学习情境和自己的认知张力发生强烈冲突，内心就产生了认知不和谐。进入课程学习后，教师因势利导做好工作，引导学生对自己固有思维模式进行修正和调整，积极思考课程内容，只有真正明白前因后果和内在含义，以及掌握双语互相置换的“密码”，才能在大脑皮质上留下深刻的烙印。教学大纲允许教师导论课程的授课可以根据学生适应中英文语言情况调节使用双语比例，从起步的5∶5到英语占比大、汉语占比小，甚至纯粹英语。教师择机加大英语占比出乎学生意料之外，学生听起来颇为费力，内心的焦虑和纠结显而易见，好的冲突能激发学生逆势向上的心理状态，使其在学习过程中就能加强主观能动作用，享受过程快感，能力在不知不觉之中升级，成功完成导论课程学习结业[8]。

（四）  加强对学生思维神经的刺激

刺激反应理论是行为主义心理学观点在学习领域的发展，认为有机体的一切行为都是在刺激与反应之间形成的联结，在严密控制的情境下给予有机体一定的刺激，有机体行为持久变化或可能变化[9]。针对学生学习导论课程或多或少存在的一些惰性，教师教学要采取多种手段，刺激学生大脑的多个功能区，启动、加速学生的思维运转，使之产生稳定的行为变化或理想的反应。教师课堂教学提出好的问题是引导学生思索的关键，恰到好处地给自己所讲的内容配个问题，对学生来讲“哪壶不开提哪壶”，学生必须用英语回答隐含在某种情境之中的道理。在英语口语氛围中组织学生讨论，学生分享感悟、相互质疑和反思，无论是专业知识还是英語水平都能有所进步。利用多媒体播放课件，学生体验现代科技的电光声色，强烈触动了感觉器官，在指定的方向思索，势必留下难以磨灭的印象。在线上教学状态，通过“学习通”软件在每节课中发布课堂选择题、判断题或填空题，学生观看完45分钟视频后，自行寻找到答案，并输入提交，不能超过时限，绷紧了头脑中的弦。导论课程考核采取大作业的形式，总体要求英文论文单词不少于1 500个，对专业的了解要有自己的体会[10]。学生围绕评分原则，避免课程学习英语“一边倒”的倾向，精选自己兴趣浓、感受深的题目，不惜投入大量的时间、精力研磨、笔耕，力争优异学习成绩。表1节选了2021—2022学年第I学期机械[12101-12102]班部分学生的优秀论文题目。

三  摆正双语教学的几个相互关系

（一）  外籍教师与中方教师

导论课程的机械工程专业术语多、头绪多且内在关系复杂，英语专业毕业的教师不可能跨学科任教，必须由专业知识渊博、英语水平较高的教师任教。最理想的是聘用在中国高校取得机械工程专业博士学位的外国留学生留教人员，其优点是专业知识贴近在读学生攻读的知识，使用英语语言叙事保持了本人所在国的习惯，学生既学习专业知识畅通无阻，又体验了与外国人的直面交流。但是，外国留学生留教人员数量毕竟有限，远远不能满足国内高校导论课程双语教学的需求。因此，校方往往选用在国外高校取得机械工程专业具有较高资质的中方教师任教，选拔相当于英语七、八级标准等级的高校专业教师及经过机械工程专业和英语知识中、短期培训的高校教师任教。其优点是在国外留学的教师的专业知识与国际科技知识体系接轨，中方教师用英语语言教学在读学生比较容易接受，并且师资资源丰富。

（二）  英语原版教材与母语教材

目前高校没有统一规范的导论双语教材。选用国外著名大学英文原版教材，可以让学生直接面对与感受国际学科水平，但是学习导论课程的大学一年级学生的英语水平及适应能力难以接受，更何况其编排顺序、内容深浅及表述方法与国内高校教学大纲规定不吻合。国内高校普遍采用的导论教材较多，但是作为双语教学缺少了一半，不能直接用于教学。鉴于国内、外教材之间的差异，高校导论教材往往是在一般英文教材基础上，补充介绍中文教材某些知识点和条理清晰的详尽分析，在线上展示供学生自学参考的国外原版典范教材和国内优秀教材的扫描件，使中英文教材内容优势互补、相得益彰。教师可以兼顾学生学习的基础和现状，借鉴和改进国外原版英语教材的关联内容，改编或自编导论双语教材或讲义，为学生创造理想的教学配套条件。

（三）  机械专业知识与英语语言知识

学生学习导论课程专业知识和英语语言知识应该轻重并行，维持一定的平衡度。淮阴工学院机械与材料工程学院拥有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程、金属材料工程、过程装备与控制工程、材料科学与工程和机器人工程7个专业。开设导论课程，有助于学生建立起对相关学科领域比较全面、概括、初步的认识，再结合自己的爱好、特长，在上述7个学科领域里选择自己所要学的专业。学生选择具体专业的机会只有一次，选择结果可能对自己今后的发展产生影响，因此有理由认为学好导论课程专业知识是高校新生的当务之急[11]。而导论课程知识的载体是英语语言，相关机械工程理性知识是通过英语语言体现的，学生只有掌握了英语语言知识，积累了若干专业词汇，才能学得进、学得透、学出兴趣。教好导论课程，教师要审时度势，区分情况处理机械专业知识与英语语言知识两者之间的关系，采取切实可行的措施，如在不同教学阶段使用不同中英文语言比例、用英语重复关键内容等，在允许回旋的空间灵活机动释放能量。

（四）  线下教学与线上教学

教师珍惜每一个课堂教学（线下教学）课时，以严肃认真的态度讲解导论课程，按照教案设计的步骤、进度推出所教内容，时而设置、展开启迪学生专业思维的环节，时而安排训练学生英语交流的环节，达到核心、精华内容和重点、要点的全覆盖，把教学课堂办成学生汲取知识养分的主渠道。依托高校网络资源平台，教师上传汉语解说配英文字幕、英语解说配汉语字幕的自制视频课程（线上教学），供学生利用课外时间自学，特别适合听力弱、领悟力跟不上课堂教学速度、因故缺课的学生多次“加餐”和补课。教师还可以利用网络与远程教育技术进行课外辅导，与任课班学生的微信群、QQ群保持常态沟通，发布中英文小资料、小视频等，及时回复学生提出的疑问，收集共性的三言两语讲不清的疑难问题待课堂教学时再作剖析。线下教学与线上教学两个轮子一起转，学生学习导论课程就会有底气、有韧劲、有后劲。

四  结束语

教学效果如何，归根结底取决于学生懂得了多少、脑子里收藏了多少、实践应用能力见长了多少。导论课程采用两种语言教学，其中的英语非教学对象，说穿了实现教学目标要在学生头脑里多费一番周折。挑战不期而至，教师要坚持用唯物辩证法指导教学工作，深层次探索大脑感应运动规律的教育理念，顺应学生信息接受器的特质传授机械工程“入门”知识，培养学生学会用母语和英语两种思维方法观察、认识客观世界，逐步缩短与中、高级工程师使命、素质的距离。

参考文献：

[1] 教育部 工业和信息化部 中國工程院关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201810/t20181017_3 51890.html.

[2] 教育部办公厅 工业和信息化部办公厅关于印发《现代产业学院建设指南（试行）》的通知[EB/OL].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-08/28/content_5538105.htm.

[3] 杨晓东，崔亚新，刘贵富.试论高等学校专业导论课的开设[J].黑龙江高教研究，2010（7）：147-149.

[4] 李洪按，李占利，杜卓明.基于构建主义学习理论的“自顶向下”教学法研究[J].科技视界，2016（19）：285-286.

[5] 刘光明，于斐，周雅，等.大学低年级课程中开设专业导论课的探索[J].高教论坛，2007（1）：37-39.

[6] 王延光.斯佩里：脑-意识相互作用理论形成发展过程[J].自然辩证法通讯，1996（3）：55-60.

[7] 邓胜利，赵海平.基于认知失调理论的偏差信息搜寻行为与认知的作用机理研究[J].情报科学，2019（1）：9-15.

[8] 杨景常.成功的“专业导论课”将影响学生的一生[J].高等教育研究，2007，23（1）：38-41.

[9] 唐小平，李靖云.浅谈教育心理学理论在数学教学中的应用[J].科技信息，2010（12）：577.

[10] 范春萍.工程导论课程建设研究[J].高等工程教育研究，2014（2）：176-183.

[11] 茹煜，李建华，许蔷，等.机械大类招生背景下机械工程导论课程改革初探[J].高教学刊，2019（19）：118-120.