机械工程专业来华留学研究生课程体系设计及教学方法探索
作者: 黄文彬
[摘 要] 随着来华深造的国际留学生数量逐年上升,科学构建留学生教育课程体系成为国内高校亟待解决的重大问题。通过收集国内外高校留学生课程体系建设的前沿动态,总结其他院校留学生课程建设与教学实践的成果,以培养解决复杂工程问题的能力为导向构建了核心课程体系。在教学方法与考核评价机制等方面开展了新的探索与尝试,引导留学生建立针对不确定性工程问题的正确思考分析方法。最后,设计了用于教学质量监控与反馈的调查问卷,掌握了留学生对该课程体系及教学方法的反馈情况,并构建了课程体系的优化调整机制。
[关键词] 机械工程;留学研究生;课程体系;教学方法
[基金项目] 2021年度重庆大学教学改革研究项目“机械工程专业留学生课程体系建设研究”(2021Y14)
[作者简介] 黄文彬(1988—),男,湖北黄梅人,工学博士,重庆大学机械与运载工程学院教授,机械工业智能轴承技术与系统实验室副主任,主要从事机械设备状态监测研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2024)39-0089-04 [收稿日期] 2023-10-18
随着我国对外开放的不断深入,国内科学技术的迅速发展,以及世界高等教育国际化浪潮的日益高涨,近年来,到我国学习的留学生数量不断增加,目前中国已成为世界第三大留学生输入国[1]。数据显示,2015年共有来自202个国家和地区的近40万名各类外国留学人员在中国学习,并且受我国“一带一路”倡议的积极影响,共建“一带一路”国家已成为来华留学生源增长的发力点[2]。留学生教育是国家教育实力和竞争力的一个重要标志,大力发展留学生教育、科学构建留学生教育课程体系是高等院校提升核心竞争力的重要内容之一。在留学生教育改革过程中,课程体系是构建留学生知识结构和能力的基本框架,居留学生教育的核心地位。
多年来,国内开设机械工程专业的部分院校针对来华留学生课程教学已做了大量工作,积累了丰富的实践经验。但国内部分院校由于招收留学生入学标准不一、留学生个人入学目的不尽相同等原因,并未对留学生的课程体系进行科学和系统的研究,导致教学水平跟不上时代的发展,学生专业所学无法为社会发展做贡献,这种现状及暴露出来的问题值得我们在课程建设和教学实践中不断思考和解决[3]。同时,在机械工程专业留学生课程体系建设方面取得优异成就的高校有哪些经验值得交流推广?面临的发展机遇如何把握?诸如此类的问题需要从事课程教学改革的管理部门和教学工作者进行总结和完善[4]。本文立足于理论研究和实地实践,旨在建立可供应用的机械工程专业留学生课程教育教学体系,提升我国留学生人才培养质量。
一、留学生课程体系建设
机械工程专业留学生课程体系遵循以“机械设计制造技术板块”和“机械测试控制技术板块”为基本分类,倡导构建留学生以兴趣所长自主选择、自觉参与、自动融入的课程体系,设置一系列学有所专、学有所用、紧密相扣的机械特色课程。按照“机械设计制造技术”“机械测试控制技术”两条主线,分析总结了麻省理工学院、帝国理工学院、密歇根大学、南洋理工学院等学校设置的留学生核心课程内容,如表1所示。可以看出,国外知名高校的课程体系涵盖了材料、机械设计、机械制造、测量与控制、机电系统等各个方面,体现了厚基础和文理兼修的特点,同时注重前沿领域研究和学科交叉融合。
工程教育聚焦解决复杂工程问题的能力培养,学以致用—分析思维—设计开发—研究创新—使用工具—工程素养—沟通合作—终身学习,围绕解决复杂工程问题能力培养而进行。因此在课程体系构建中,应以培养学生解决复杂工程问题的能力为主线,制定课程内容的核心要素。结合其他院校留学生课程建设与教学实践的成果,确定培养目标如下:(1)掌握如何使用多学科知识找到机械工程问题的解决方案;(2)提高专业素养和个人能力;(3)掌握如何在专业和社会服务领域成为具有价值贡献的领导人才。
通过挖掘国外高校课程体系中的优秀内容,结合本校优势专业教学资源,按照培养目标构建课程核心要素矩阵,如表2所示。根据对学生基础知识的要求,制定学分要求如下:课程总学分不少于30学分,其中公共必修课不少于6学分;公共选修课不少于4学分;专业必修课不少于8学分;专业选修课不少于8学分。基于以上内容,建立了重庆大学机械工程专业留学生课程体系,如表3所示。
二、教学方法改进的探索
结合近年机械工程专业留学生知识水平和学习习惯等背景,在课程体系建设的基础上,改革留学生教学方法,探索一条教学成果最大化的道路。依据“学生为主体,教师在教学过程中处于主导地位”的教学思想,统一教师教和学生学两大教学方面,实施多维度多环节教学,抓住各个环节逐一突破,采用多种过程性教学评价,最终实现教学方法的改进和课程体系的建成。
(一)教师教学准备
教师的教学过程不能单一地存在于课堂,而要贯穿课前、课中和课后三个环节。教师通过提前预告课程内容、课程重点和难点等,让学生在教师正式教授前明确学习目的和重点和难点[5],保证不同学力的学生都能把握住课堂内容,同时能让学生在知识和心理两个层面做好准备工作。教师应依据教学安排提前设计教学任务、组织课堂内容、准备相应教具。在课堂开展过程中,注重教学内容的组织,采取多样的教学方法,明确以学生为主体,及时掌握学生的学习情况和难点所在。针对关键教学内容或重要知识点,设置课后习题、作业等实践环节,帮助学生切实掌握。
(二)教学方法
据统计,如今很多大学课堂的教学方法仍是讲授法,即教师以口头系统地传授知识为课堂主要的呈现方式。虽然讲授法具有很强的系统性、思想性,但这对教师的讲授水平和学生的学力要求较高。针对留学生思维发散、自我表现力强等特点[6],翻转课堂的教学方法适应性更强,学生的学习行为更加主动专注,在共同探究解决问题的过程中更容易获得更深层次的理解。在课前对学生进行分组,以小组为单位[7],布置包括但不限于技术调研、学习成果分享等项目任务,让学生学会利用网络资源进行信息检索和学习,在指定时间内完成相关工作,实现学习决定权的转移。在课堂上,小组分享学习成果,和教师共同探讨学习过程中的重点和难点,在必要时教师可以采用讲授法,系统讲解相关知识,帮助学生梳理思路,深化学习认知。除此,在易错易混处也可以采用讨论法,让学生之间相互讨论,明辨是非真伪;在讨论结束后,教师要做好讨论小结,加深学生对正确结果的印象。讲授过程中还应联系机械工程实际案例和相关领域最新发展情况,做到在巩固理论的基础上深化理解,理论联系实际,使课堂中深奥晦涩的内容更加生动,同时提高学生在相关领域认识的前沿性。按照教学目标,课后布置课堂重点知识相关习题,通过练习实现讲练结合,帮助学生逐渐完善知识体系。为了能够使留学生更加深刻地理解课程内容,可以相应地设置一些分析实践环节,通过自己动手去发现基本原理和结构,激发留学生的分析和创新能力,进一步加深对课程内容的理解和综合应用能力。
(三)成绩评价方法
由于教育体制和文化背景的差异,留学生不习惯记忆大量的知识内容,不适应国内常规的期末考试决定课程最终成绩的做法[8]。为对教学过程及结果进行有效评估,对学生学习情况进行诊断和激励,对教师教学方法实现反馈改善作用,应采用多环节、多方式的过程性评价。通过随堂作业和课后习题的结果,及时指导教学内容和方法的改进,努力实现教学相长;通过书面报告、PPT汇报等形式,关注学生学习能力的进步和发展,调动学生学习积极性;通过课程考核,检测学生对本门课程整体的掌握情况,对这一阶段的教学工作进行总结反思。
三、教学情况反馈调查分析
本文构建的留学生教育课程体系在留学生课程中进行了实践,通过对教师和学生进行问卷采集,分析教育改革所取得的成效。本问卷共统计了28名留学生和7位教师,采用匿名问卷的形式,耗时一周完成。问卷覆盖了留学生关于课程体系、课程形式、教师授课的评价,调查了教师对于留学生在课程中培养的团队协作能力、协调沟通能力、发散思维等问题,以此检验教育改革所取得的成效。
从学生自主评价来看,96.43%的学生认为课前自学、听课和复习三个环节是其课程学习的重要环节;64.29%的学生认为教师讲授是必要的;92.86%的学生认为互动教学是必要的,依据调研,学习分享类互动教学最受青睐,其次是小组讨论。留学生在对教师的授课或者课程安排评价中,认为环环相扣的课程中设计了具有一定难度和挑战度的项目实践、实验、作业等,让留学生学有所用,教师与学生积极沟通,解决问题,如图1所示。96.43%的留学生对教师和课程改革安排非常满意,虽然3.57%的学生认为需要改进,理由是个别教师PPT过于老旧,但是从总体来说,留学生教育课程体系改革在留学生看来效果显著。
从学生完成各项任务的过程和效果来看,该教学模式取得了较好的效果。基于课程体系的改革影响,课堂教学方式多样化,课堂活跃度变高,留学生出勤率高达94%,培养了留学生团队协作、协调沟通的能力和发散思维,教师对留学生的表现打分如图2所示,可以看出,留学生大部分表现优秀,得分在9~10分占71.43%,留学生教育课程体系改革效果显著。
通过本次教育体系实践,建立了相应的课程体系要求来规范机械工程专业留学生的课程教学实践内容,96.43%的学生认为教学改革对今后的学习具有促进作用。这表明本文探讨的教学模式具有非常优越的实践性和可操作性,有效提高了留学生的学习主动性、积极性以及实际教学质量。
结语
本文针对招收留学生的特点,结合国际知名高校优秀经验,建立了重庆大学机械工程专业留学生课程体系。设计了更科学、合理的教学环节以激发留学生的学习兴趣,保证了教学质量及教学效果。
参考文献
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Design of Curriculum System and Exploration of Teaching Methods for Overseas Study Postgraduate Students in Mechanical Engineering
HUANG Wen-bin
(College of Mechanical and Vehicle Engineering, Chongqing University, Chongqing 400030 , China)
Abstract: With the number of international students coming to China for further study increasing year by year, it has become an urgent problem for domestic universities to build a scientific curriculum system for international students. In this paper, we collected the latest developments in the construction of curriculum system for international students in domestic and foreign universities, summarized the achievements of curriculum construction and teaching practice for international students in other universities, and constructed a core curriculum system guided by cultivating the ability to solve complex engineering problems. New exploration and attempt have been carried out in teaching methods and assessment and evaluation mechanisms, and international students have been guided to establish correct thinking and analysis methods for uncertain engineering problems. Finally, a questionnaire for teaching quality monitoring and feedback was designed, the feedback of international students on the curriculum system and teaching methods was mastered, and the optimization and adjustment mechanism of the curriculum system was constructed.
Key words: mechanical engineering; overseas graduate students; curriculum system; teaching method