全英文“机械表面工程概论”课程教学模式设计与实践

摘 要 西安交通大学机械学院为了探索如何更好地应对新形势下的国际化高等教育挑战，在全英文“机械表面工程概论”课程中提出了一种全新概念的教学模式——ISG（Integrated Small Groups）。该模式深入融合国际及中国学生，强调跨文化合作与交流，以促进不同背景学生的学术合作和文化理解。ISG教学模式通过外籍学生与中国学生结组，以工程问题为导引，理论讲授和科研实践相结合的形式开展。教学中采用全英文授课，帮助学生克服文化及语言习惯差异，同时采用多样化的教学方法，帮助学生适应课程学习节奏。课程的ISG教学模式对于应对国际化高等教育挑战有着重要意义。

关键词 ISG模式；教学改革；创新；“一带一路”

中图分类号：G424 文献标识码：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

在当今全球化背景下，教育的国际化和全球合作变得日益重要。在硕博士课程体系中，加强国际合作与交流，是当今教育领域的发展趋势。特别是在全英文课程“机械表面工程概论”中，创新提出了ISG（Integrated Small Groups）融合小组模式，将国际学生与中国学生共同组成小组，推动跨文化的学术合作和交流。这种教学模式不仅有助于促进学生之间的文化理解与包容性，还能够培养具有全球视野和国际合作能力的人才，有助于实现“一带一路”倡议中的全球化发展和国际合作。

“机械表面工程概论”这门全英文课程探讨了材料发展史、材料科学基础和典型材料等内容。通过自主文献调研和全英文学术交流，学生将深入了解材料科学与机械工程学科的发展历史，提高对材料科学与机械工程学科形成与发展趋势的认知与了解，能够以材料基本要素及其相互关系为中心，建立从材料设计、组织控制、制备加工到性能评价与工程应用的概念体系，在掌握材料共性规律与特点的基础上，理解材料科学与工程的内涵，最终达到培养学生对工程材料科学的兴趣以及学会分析和解决工程表面科学领域的复杂工程问题。

通过ISG融合小组模式的实施，学生可以在课堂上展开跨文化的学术合作和交流，促进不同国家和文化背景的学生之间的互动与合作。这有助于提高学生的国际交流能力和文化适应能力，同时培养他们对于全球事务的关注和理解。这种教学模式符合“一带一路”倡议强调的合作与交流的理念，有助于推动全球化发展和国际合作。在教育领域中推动全球化和国际合作，不仅有助于满足当前全球化背景下对人才的需求，还能够为“一带一路”倡议的实施提供重要支持。具有全球视野和国际合作能力的人才，将为全球各国之间的交流合作架起桥梁，促进共同发展，这也是我国当前教育目标的重要战略[1-3]。因此，“机械表面工程概论”这种创新的全英文ISG教学模式将在未来的教育领域中发挥重要作用，推动教育的国际化和全球合作的持续发展。

1 教学难点与挑战

1.1 文化及语言习惯差异

对于不同国籍的学生，其文化和语言习惯的差异是一个不可忽视的问题。开展ISG教学模式，意味着授课教师需要具备极高水平的英语能力，同时也要了解不同国家和地区学生的教育背景和学习习惯。这种跨文化的教学环境要求教师能够灵活适应不同学生的需求，创造一个包容、尊重和互相学习的氛围[4]。

1.2 多样化教学方法的适应性

为了平衡中西方教育风格，同时满足不同学习习惯的学生需求，教师需要灵活运用多种教学方法，包括小组讨论、案例分析、实践操作等多种形式，以便更好地满足学生的学习风格和需求[5]。为了提供一个全面而高效的教学环境，教师需要不断地探索新的教学方法和策略，以确保ISG模式下的各小组成员都能有更好的学习体验。

1.3 专业知识的深度与广度

作为一门硕博士专业课程，“机械表面工程概论”课程包含基础理论及高级工程应用，这对于学生专业知识的广度与深度提出了比较高的要求。学生的专业基础和学术背景各不相同，教师需要权衡授课内容的难度和深度，确保学生对于知识的吸收理解。这也是一项巨大的挑战，需要教师不断调整授课内容和方法，以满足学生不同的学术需求。

1.4 实践与理论相结合

在教学过程中，教师需要帮助学生掌握材料科学的基本规律，理解工程材料的特点，并培养他们对工程材料领域的兴趣。要做到理论与实践相结合，需要学生在有一定深度的机械工程表面理论知识积累后，再进入实验室进行实践操作，在实践过程中，ISG模式小组需要共同合作解决实验问题与挑战。

1.5 跨文化团队合作

由于来自不同文化背景的学生有不同的学习习惯和交流方式，授课教师需要帮助ISG模式小组建立有效的团队合作和沟通方式。留学生更习惯于主动参与讨论和辩论，而中国学生可能更倾向于被动学习和记忆。因此，教师需要合理设计学生互动合作环节，以促进不同国籍学生之间的合作交流[6]。通过ISG模式结组合作，学生将更好地理解和尊重不同文化背景的同学，培养跨文化交流和合作的能力，促进思维碰撞。

2 ISG模式教学体系

本课程授课教师曾在牛津大学、瑞典皇家理工等学府学习深造，并积极参与一线教学研究工作，深谙国外高等教育体制的方法和特点。同时在留学生及国内硕博士培养方面有着独到的教学和实践经验，团队内的实验教师和助教为在科研一线从事机械表面工程改性与结构设计的硕博士团队。本课程教学体系与教学模式经过大量调研及借鉴国内外高等学府教学经验而制订。针对性地从国内外学生的文化与学习习惯差异性出发来制订独特的ISG教学模式。在ISG教学模式中，课程组还将课堂更换为特殊的环形桌，以期促进结组学生之间的交流讨论。在课程理论内容中，包括材料科学基础、机械工程表面简介、典型工程固体表面与截面、工程表面材料与损伤形式、工程表面改性方法、工程表面分析测试方法、未来工程表面研究展望等内容。实践内容包括微纳表面制备、激光共聚焦测试、SEM电镜在工程表面材料性能评估中的应用等。

3 课程教学方法

机械类专业课教学过程中十分注重培养学生的逻辑思维能力、想象能力、实践能力及问题导向思维。在全英文“机械表面工程概论”课程教学中，不仅强调理论知识的积累与理解，还强调实践应用与感悟。 在课程教学中，课程组结合ISG教学模式、全英文教学平台、实验室实操、多模式成绩考核等方法让学生拥有更加立体的学习体验。以培养机械工程专业人才为出发点，让学生能够站在工程问题的高度去发现和思考实际工程问题并尝试解决。此外在课程设计中理论课与实践课穿插设计，并将学术汇报交流、中外学生小组合作等贯穿课程教学始终，依据教学思想和目的，针对不同国籍学生融合开班的模式从课程设置、课程知识体系、教学方法等方面进行了探索实践。

3.1 ISG教学模式

传统教学模式多为国际学生和中国学生单独开班授课，但在本课程体系设计中采用国际学生和中国学生混合开班的模式，让国际学生和中国学生组成跨文化合作小组，有充足的机会进行学术交流探讨与合作。这种模式能够提高国内学生的外语交流能力及对国内外文化习惯差异性及发展有更深的理解，促进教育融合互助及文化认同。在实际教学过程中，学生也对这种教学模式十分认同，对于培养具有国际视野的人才益处良多。

3.2 全英文教学平台建设

本课程使用全英文教材与课件进行授课。在对部分重要内容进行讲授时采用ISG模式结组学习交流。教师团队制作编写了全英文课程PPT进行讲授教学，并将课程的音视频资料、文档上传至思源学习空间（西安交通大学在线教学辅助平台），以便于学生预习及复习巩固，并且该平台为中英双语学习辅助平台，国内外学生都能够方便地使用。

3.2.1 理论与实验同步教学

本课程体系中共包含2学时的实践实验，为微纳表面制备及表面形貌表征测试。同时这两部分的理论内容也是本课程体系中占比最大的部分。在微纳表面制备中，带领学生对光刻实验室进行参观学习，并对部分工艺进行实践操作。在实际实验过程中，学生对光刻制备微纳表面技术表现出了浓厚兴趣，后续也对此进行了激烈讨论。另一部分内容则是表面形貌表征测试，具体包括激光共聚焦、光镜仪器的参观学习以及上手实操。

3.2.2 多模式考核与多元兴趣驱动相结合

在课程授课及实践过程中，教师充分了解和挖掘学生的兴趣点，将“机械表面工程概论”课程教学内容与学生生活就业、时事热点等方面进行深度融合，从而尽可能激发学生的主动求知欲，保证其学习效果。此外，在授课中，通过压缩一些冗杂的课堂理论教学时间，强化课堂提问与ISG模式结组讨论环节，进而锻炼学生的交流合作能力与素养，相较于传统考试更加注重过程考核成绩[7]。过程考核成绩以课堂学术汇报及课堂参与度为主。期末考核摒弃了传统卷面期末考试的形式，采用自主选题，围绕“机械表面工程概论”课程上的“学、思、悟”来进行文献调研，并进行学术交流汇报和提交课程报告。这种设置更能够充分拓宽学生的思维，提高学生的主观能动性，更适合硕博士培养阶段学生的科研素养培养。

4 结语

当前，国内外学生交换访学愈加频繁，这使得国际化高等教育面临的挑战日益凸显。本课程教师团队探索出的ISG（Integrated Small Groups）教学模式，成功融合了国际学生与中国学生的学习需求和文化背景，为培养具有国际化视野与工程思维的人才提供了思路。ISG教学模式不仅促进了不同国籍学生间的学术合作和文化交流，还大幅提升了学生对机械工程表面领域的认知和兴趣。课程内容涵盖了多种工程表面材料的专业知识，从基础理论到实验实践，恰如其分地平衡了研究生高等教育课程中的学术深度和广度。教师团队结合国际背景和丰富经验，使教学方法丰富有趣，有效应对国际化高等教育中的文化和语言差异。课程强调理论与实践的结合，通过实验室实践和实际案例分析，培养了学生的实践能力和解决复杂工程问题的能力。此外，多元的评估方法和学术汇报交流环节，进一步促进了学生的主动学习和创新思维。

本门课程不仅是一种教学模式的创新，也是对国际高等教育新理念的思考和探索，对于如何应对国际化高等教育挑战以及培养具有全球视野和国际合作能力的人才提供了新思路。

参考文献

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[7] 王文洁，顾成军，姜益军.融入思政元素的“振动力学”课程全英文教学探索与实践[J].教育教学论坛，2023（30）：109-112.