張廣成 沈偉 申慧敏 麥云飛

摘要隨著國際化教育在國內(nèi)高校的推廣，英文授課的課程比例在大學課程中逐年增加，我校開設(shè)流體力學和液壓技術(shù)以來，同行普遍認為整個課程教學體系完整、內(nèi)容清晰、課程改革敢于創(chuàng)新、效果明顯。因此在我校開展流體力學和液壓技術(shù)尤為重要，作者總結(jié)了全英文授課流體力學和液壓技術(shù)的教學經(jīng)驗，提供相關(guān)資料。

關(guān)鍵詞 機械 全英文 課程建設(shè) 流體力學和液壓技術(shù)

中圖分類號：G424文獻標識碼：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

國外與“流體力學和液壓技術(shù)”課程相對應(yīng)的課程有幾類，根據(jù)國外學校所處的地位不同分別開設(shè)有：液壓傳動，液壓伺服控制，氣壓傳動和液壓元件等課程。德國的亞琛工業(yè)大學開設(shè)有：流體力學，液壓傳動基礎(chǔ)，液壓伺服控制，行走機械液壓傳動；德國的德累斯頓工業(yè)大學開設(shè)有：流體力學，液壓傳動，液壓伺服控制；美國的普渡大學開設(shè)有：液壓傳動技術(shù)，液壓控制；韓國的蔚山大學開設(shè)有：液壓技術(shù)基礎(chǔ)，液壓控制系統(tǒng)；日本的東京工業(yè)大學開設(shè)有：流體力學，液壓傳動基礎(chǔ)，液壓控制系統(tǒng)等，他們在液壓技術(shù)方面是世界一流水平。

國內(nèi)工科類高等院校根據(jù)需要分別開設(shè)有：工程流體力學，液壓傳動，氣壓傳動和液壓元件等課程，有些院校根據(jù)學校的定位區(qū)別或?qū)W時的不同將其進行組合，如將“工程流體力學”中與液壓傳動有關(guān)的知識融入“液壓與氣壓傳動”課程中成為“液壓與氣壓傳動”課程中的一節(jié)，或?qū)ⅰ兑簤簜鲃印泛汀稓鈮簜鲃印方滩倪M行整合成為《流體力學和液壓技術(shù)》，基本都不單獨開設(shè)“液壓元件”類課程，除了必需的實驗教學外，都沒有其他類的創(chuàng)新能力的教學環(huán)節(jié)與實踐。其中，以哈爾濱工業(yè)大學、浙江大學、燕山大學等學校獨具特色。哈爾濱工業(yè)大學的流體傳動及控制學科是國內(nèi)最早組建的學科，在國內(nèi)享有很高的聲譽，許多國內(nèi)同類學科的師資都從哈爾濱工業(yè)大學輸出或在哈爾濱工業(yè)大學進修過，同時本課程也是全國較早進行課程建設(shè)和課程改革的重點課程。并且出版了一系列國家級規(guī)劃教材。浙江大學借助著該學科國內(nèi)唯一的國家重點實驗室，在承擔了很多科研項目的同時也對液壓傳動課程進行了一些融合。

上海理工大學自“流體力學和液壓技術(shù)”開課以來受到了上課學生和同行業(yè)教育專家的普遍歡迎和一致好評，普遍認為整個課程教學體系完整、內(nèi)容清晰、課程改革敢于創(chuàng)新、效果明顯。同時通過緊密結(jié)合實踐，學生們將課堂中學到的理論知識和現(xiàn)實中的工程實際問題兩者相結(jié)合，在這個過程中會產(chǎn)生許多特別的問題和新奇的想法。液壓傳動技術(shù)讓他們掌握了一種傳動方案，讓學生們通過對液壓傳動課程的學習來提高分析問題、處理問題的能力。

1課程描述

1.1本門課程與相關(guān)學科專業(yè)的關(guān)系

本門課程是機械學科的基礎(chǔ)課程，是研究液壓傳動作為一種基本的傳動形式的理論基礎(chǔ)和實際運用，旨在教授流體液壓基本專業(yè)知識理論的同時提升學生工程素養(yǎng)。

本門課程是完成基本工程素質(zhì)教育和高等工科院校人才培養(yǎng)目標的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，同時又是后續(xù)相關(guān)課程、專業(yè)課程必須具備的先修課程。通過課程學習，學生應(yīng)能大概掌握流體力學和流體傳動的基礎(chǔ)理論、能夠理解一般機械加工領(lǐng)域中常用的液壓系統(tǒng)，對其進行原理、結(jié)構(gòu)分析。此外，學生應(yīng)能夠獨立設(shè)計具有明確教學目的的液壓傳動系統(tǒng)并且能夠概括液壓傳動系統(tǒng)的前沿理論及技術(shù)、發(fā)展趨勢。

1.2對相關(guān)學科專業(yè)建設(shè)的整體思路或建議

本門課程為“電液伺服控制技術(shù)”課程的理論基礎(chǔ)，同時又講述了“電液伺服控制技術(shù)”課程內(nèi)容的應(yīng)用案例，兩者相輔相成。在當前機電液一體化不斷增強的情況下，建設(shè)“電液伺服控制技術(shù)”將進一步優(yōu)化課程體系，提高學生解決實際問題的能力。

1.3課程概述及教學內(nèi)容

“流體力學及液壓技術(shù)”課程是高等工科院校人才培養(yǎng)目標的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)相關(guān)課程、專業(yè)課程必須具備的先修課程。同時，該課程是研究液壓傳動作為一種基本的傳動形式的理論基礎(chǔ)和實際運用，旨在教授流體液壓基本專業(yè)知識理論的同時提升學生工程素養(yǎng)，實現(xiàn)價值引領(lǐng)。

1.4課程目標

掌握流體力學、液壓技術(shù)基礎(chǔ)知識，能夠分析流體力學及液壓傳動領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，并借助文獻，研究解決方法；基于所學流體力學、液壓技術(shù)原理，理解液壓傳動系統(tǒng)元件工作原理、結(jié)構(gòu)及相應(yīng)回路的工作原理，并合理搭建試驗系統(tǒng)進行驗證。

2教材選取

課程教材擬選用Applied Fluid Mechanics， 7th Edition， R. Mott and J.A. Untener。同時本課程團隊吸取國際知名高校相關(guān)課程教學內(nèi)容和教材經(jīng)驗，積極籌備《流體力學和液壓技術(shù)》雙語教材編撰。

3師資隊伍的建設(shè)

本課程教學團隊成員在英國諾丁漢大學，美國普渡大學、新加坡南洋理工大學等國際知名高校有著豐富的留學、訪學經(jīng)歷，為本課程對接國際研究生教育標準，拓寬國際視野提供保障，積極推動研究生參與國際交流。

4教學方法

采用線上線下混合式教學方式，課內(nèi)講授與課外自主學習相結(jié)合，融入講授教學法、問題探究教學法、討論學習法等教學方法，整合教學資源，以學生為主體，堅持學生學習成果為導(dǎo)向，鼓勵引導(dǎo)學生的自主學習，提高教學教育質(zhì)量。

5本課程的主要特色及創(chuàng)新點

隨著液壓技術(shù)向機電液一體化、高速化、高效化、控制系統(tǒng)自動化與智能化方向不斷發(fā)展，流體傳動技術(shù)成果是否卓越已經(jīng)是評判一個國家工業(yè)化程度的重要指標，“流體力學和液壓技術(shù)”課程的設(shè)置和實施是影響智能制造領(lǐng)域高水平（研究生）人才質(zhì)量的重要核心課程?；诖?，本課程的主要特色如下：

將行業(yè)生產(chǎn)、教學培養(yǎng)和科學研究三方面有機結(jié)合的“產(chǎn)-教-研”三維一體教學模式，全方位培育高水平研究生人才。本課程教學團隊全部為液壓技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜?，與產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)保持著緊密的合作關(guān)系，并將合作內(nèi)容一定程度上反映在教學內(nèi)容中，為研究生接觸了解行業(yè)尖端技術(shù)提供橋梁，為其就業(yè)及職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)；此外，教學團隊成員全部為C9高校畢業(yè)博士以及海外博士，均主持過國家級科研項目，科研學術(shù)能力強，在本課程教學中，以科技為引領(lǐng)，注重跟蹤專業(yè)國內(nèi)外前沿新技術(shù)發(fā)展，激發(fā)研究生學習主動性和熱情，培養(yǎng)學生的學術(shù)和科研能力。

師資學緣結(jié)構(gòu)的多元化和國際化，借助教育發(fā)達國家研究生教育的資源和經(jīng)驗，與國際研究生培養(yǎng)接軌。

充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)、多媒體虛擬仿真教學平臺等手段來改變傳統(tǒng)課程教學方法，注重對學生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教學過程中將書本知識與實操實驗兩者結(jié)合，以此來培養(yǎng)學生的學習興趣與動手實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力。除此之外，為了增強學生對實際工程問題的處理能力，將積極與專業(yè)相關(guān)企業(yè)聯(lián)合教學，期間可開展企業(yè)實踐、專業(yè)技術(shù)員現(xiàn)場教學等方式，更加深刻的學習專業(yè)知識。

在上述特色的基礎(chǔ)上，本課程建設(shè)圍繞“知識結(jié)構(gòu)國際化，科研問題國際化，培養(yǎng)方法國際化”三方面，具有以下創(chuàng)新點：（1）知識結(jié)構(gòu)國際化，與世界知名大學同類型課程體系進行全面整體對標，包括授課形式和考核方式等方面全面接軌，以此來達到國際行業(yè)資格認證培養(yǎng)所要的目標而打下夯實的基礎(chǔ)。（2）科研問題國際化，將當前世界新興問題穿插在“流體力學與液壓技術(shù)”課程教學內(nèi)容，通過研究當前的熱點問題，結(jié)合我國目前的實際狀況，使研究生達到國家高水人才水準。（3）培養(yǎng)方法國際化，本教學團隊中的師資學員結(jié)構(gòu)十分多元國際化，不同國家文化的差異性可以更好地激發(fā)研究生的自身潛力，拓展研究生國際視野，使其自身的文化素養(yǎng)與專業(yè)能力都得到完善的學習訓(xùn)練，以此來成為高水平人才。

5.1本課程與國內(nèi)外同類課程相比所處的水平及原因

課程教學團隊在“本-碩”層次“流體力學與液壓技術(shù)”等相關(guān)課程有著多年從教經(jīng)驗，獲得多方面支持，入選上海高校市級重點課程建設(shè)。教學團隊成員均主導(dǎo)負責了多項教研項目，發(fā)表了多篇科學前沿論文，且課程教學能力較優(yōu)異多次獲獎。依托本課程教學團隊強勁科研實力和優(yōu)質(zhì)師資力量，本課程在國內(nèi)外同類課程中處于中上水平。

5.2本課程目前存在的不足及改進設(shè)想

受實驗場地和建設(shè)經(jīng)費有限等因素影響，學生參與課程實踐學習的條件有限，在一定程度上影響教學實施和學生學習的效果。

通過本項目的支持，在接下來的課程培育中，搭建典型液壓流控實驗系統(tǒng)，改進實踐教學環(huán)節(jié)，為提高研究生參與工程實踐能力、畢業(yè)即進入工程師角色，奠定堅實的基礎(chǔ)。

除此之外，舊式教學方法中主要以書本知識為教學重點，忽略了知識與實際應(yīng)用之間的銜接指引教學，特別是對當前液壓傳動領(lǐng)域中新型液壓元件和裝置的介紹十分有限，課本知識過于基礎(chǔ)且無法及時更新其內(nèi)容，從而使授課內(nèi)容無法緊跟技術(shù)發(fā)展狀態(tài)，并且在對學生的實踐動手能力和自主創(chuàng)新能力的引導(dǎo)培養(yǎng)方面存在嚴重不足。以上所述情況遠遠達不到新時期對液壓技術(shù)人才培養(yǎng)的目標，有必要對“流體力學和液壓技術(shù)”課程的教學進行改革。通過該項目，可以針對性的將液壓傳動技術(shù)的發(fā)展和所授課程結(jié)合，“滾動式”的融入先進知識，在保證基礎(chǔ)知識有效講授的前提下，使學生能夠緊跟液壓領(lǐng)域的世界研究最新進展，從而激活學生的學習動力。

6考核方式

流體靜力學、流體動力學的基礎(chǔ)知識。液壓泵、馬達、液壓閥工作原理及應(yīng)用；運用所學流體力學及液壓理論知識分析機械領(lǐng)域工程問題，研究解決方法的能力；液壓傳動系統(tǒng)的組成，液壓基本回路及典型系統(tǒng)和控制方式。學生考核采取過程考核與考試相結(jié)合的方法，過程考核包括作業(yè)和隨堂表現(xiàn)，占總評分的30%；期末考試占總評分70%。

7結(jié)論

隨著國際化教育在國內(nèi)高校的推廣，英文授課的課程比例在大學課程中逐年增加，同時大部分留學生到中國留學前的中文學習時長十分有限，導(dǎo)致其無法適應(yīng)中文授課。因此，我校開展全英文授課的流體力學和液壓技術(shù)課程后，留學生對課程的學習效率與掌握情況得到了大幅提升?；趩柧碚{(diào)查的結(jié)果，可以得到：全英文授課對在中國留學的留學生起到了十分可觀的積極效果，不但可以提高對課程知識的掌握比例，還可以激發(fā)學生的學習興趣。如今，全英文課程已經(jīng)成為各個高校的常規(guī)課程，作者匯總分析了全英文授課流體力學和液壓技術(shù)的教學經(jīng)驗，協(xié)助其他院校開展全英文授課，并提供專業(yè)上的幫助，以此讓更多的學生獲益。

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