張澤宇，田明銳，朱佳慶，董 武，耿 麒*

（1.長安大學(xué) 公路養(yǎng)護(hù)裝備國家工程研究中心，西安 710064；2.格拉斯哥大學(xué) 詹姆斯瓦特工程學(xué)院，英國 格拉斯哥G12 8QQ）

為實(shí)現(xiàn)全球命運(yùn)共同體的理念，促進(jìn)各國之間政治、經(jīng)濟(jì)、文化等多個領(lǐng)域飛速發(fā)展，推動“一帶一路“倡議的執(zhí)行。我國西北區(qū)域多個高校共同發(fā)起了高校聯(lián)盟，吸引來自周邊國家、地區(qū)的高校加入其中，互幫互助，越來越多的國際留學(xué)生選擇前往中國進(jìn)行交流、學(xué)習(xí)。以長安大學(xué)為例，截至2021 年底，在校國際學(xué)生人數(shù)突破1 600余人，分別來自巴基斯坦、俄羅斯、剛果（布）、厄瓜多爾和智利等國家，分布于16 個學(xué)院。大量外籍學(xué)員的融入不僅增加了教學(xué)的豐富性，而且還促進(jìn)了各國間的交流與共同進(jìn)步。

2020 年春季，新冠肺炎疫情突發(fā)，因其難以防范，傳播速度快等特點(diǎn)，教育部作出決議，為防止新冠肺炎疫情的傳播，避免交叉感染，提出了“停課不停學(xué)“的教育計劃。因此，國內(nèi)高校為防止人員流動過大，配合防疫政策，均采取線上教學(xué)模式。而國際學(xué)生群體因其特殊性，也在自己所在地區(qū)進(jìn)入線上學(xué)習(xí)時代。至此在線學(xué)習(xí)在全國范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了全學(xué)科、全學(xué)段的覆蓋。

但是在線課程存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、互動不積極及對知識重難點(diǎn)把握不清等問題。張澤宇等人通過對工程機(jī)械特色專業(yè)課的研究，提出了一種線上+線下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。熊紅等人通過對于疫情下學(xué)習(xí)通的在線課程教學(xué)探索，提出了一種線下線上相結(jié)合的教學(xué)模式。龐令佳等人依托慕課、微視頻平臺等APP 將翻轉(zhuǎn)課堂融入到體育教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂中。Matamoros 則通過研究學(xué)生群體的“多樣性”，依托翻轉(zhuǎn)課堂理念，研究出了一種差異化的教學(xué)方法。上述文獻(xiàn)通過翻轉(zhuǎn)課堂的方式，一定程度地提高了在線教學(xué)的效果。

但是，在教學(xué)團(tuán)隊(duì)開展長安大學(xué)專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)課程工程機(jī)械性能試驗(yàn)的教學(xué)過程中，留學(xué)生課程的線上教學(xué)仍然面臨以下3 個關(guān)鍵問題。

（1）留學(xué)生群體較之普通高校學(xué)生相比，其群體分布范圍廣、國際間時差較大，且各個國家之間存在文化差異，因此難以做到在線直播課程開播時間具體統(tǒng)一，進(jìn)而導(dǎo)致教師開播時，大量同學(xué)無法及時進(jìn)入會議參與學(xué)習(xí)。若只采取錄播教學(xué)手段則又難以及時得到學(xué)生的反饋，容易造成問題堆積，學(xué)生易于產(chǎn)生畏學(xué)、厭學(xué)等心理。

（2）工程機(jī)械中的實(shí)踐課程是一門互動較為密切的課程，需要同學(xué)們在實(shí)踐過程中積極配合老師參與其中，共同動手實(shí)踐。留學(xué)生群體無法身臨實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場、切身參與實(shí)驗(yàn)過程體驗(yàn)工程機(jī)械的工作、狀態(tài)。若僅僅只通過在線直播的手段進(jìn)行在線觀看學(xué)習(xí)，很容易讓趣味十足的實(shí)踐課程變得索然無味，難以持續(xù)保證學(xué)生們良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生課程注意力下降，課堂效率降低，實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)難以達(dá)到預(yù)期效果。

（3）對于本課程所采用的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)多為國內(nèi)廠商常用的工程裝備，但對于留學(xué)生來講，他們所在的國家及地區(qū)不完全有與之相對應(yīng)的設(shè)備及相對應(yīng)的就業(yè)崗位。而本實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備及課時難以支撐國際教學(xué)多樣化、個性化的性能實(shí)驗(yàn)。因此在上課過程中，部分學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足，課堂氛圍較為冷清，使得課程意義變?yōu)閱渭兊摹皯?yīng)付考試”。

針對上述3 類問題，通過在英國格拉斯哥大學(xué)訪學(xué)期間發(fā)現(xiàn)：（1）該高校是以教師正常上課時間為主，不考慮學(xué)生作息，經(jīng)常出現(xiàn)國內(nèi)網(wǎng)課學(xué)生凌晨考試的情況。（2）英國高校的教學(xué)模式主要是以任務(wù)驅(qū)動，小組討論為主，共同完成課堂任務(wù)，更有利于提高學(xué)生的參與度。（3）專業(yè)課程教學(xué)多以教師科研為主，課程多、課時大，以講授某種仿真需求、某種仿真技術(shù)或某款仿真軟件為目的，但缺乏面向應(yīng)用的宏觀統(tǒng)籌。

鑒于長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院的專業(yè)特色及特色課程的教學(xué)現(xiàn)狀與經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合英國高?，F(xiàn)有的教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，以鼓勵學(xué)生提高動手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力為目標(biāo)，采用“教、學(xué)、做”一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，建立“理論認(rèn)識、實(shí)例仿真、實(shí)踐應(yīng)用”相結(jié)合的教學(xué)體系，探索后疫情時代來華留學(xué)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程遠(yuǎn)程授課新模式。

一、工程機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)課程概述

長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院擁有“道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”“公路養(yǎng)護(hù)裝備國家工程實(shí)驗(yàn)室”等諸多國家級/省部級實(shí)驗(yàn)室。工程機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)課程是工程機(jī)械學(xué)院的專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)課程，也是工程機(jī)械底盤理論與性能課程學(xué)習(xí)中不可缺少的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。該課程主要教授內(nèi)容有工程車輛的牽引性能、滾動阻力及發(fā)動機(jī)與傳動系實(shí)驗(yàn)等多個方面，通過工程機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識輪式機(jī)械和履帶式機(jī)械的傳動與作業(yè)方式，掌握在穩(wěn)定負(fù)荷作用下整機(jī)的牽引性能與行駛阻力的實(shí)驗(yàn)方法，熟知測量系統(tǒng)的組成與實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作步驟，了解影響車輛牽引性能、行駛阻力與附著性能的主要因素。該課程旨在對工程機(jī)械中常見的機(jī)械性能方面的問題進(jìn)行研究學(xué)習(xí)。工程機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)交通裝備設(shè)計、車輛底盤制造等領(lǐng)域人才的核心課程之一。同時，也為同學(xué)們后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計、從事工程技術(shù)工作和科學(xué)研究提供實(shí)踐基礎(chǔ)。

該課程屬獨(dú)立設(shè)課的教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。學(xué)生通過前期所學(xué)的相關(guān)專業(yè)理論課程，初步認(rèn)識了本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。之后跟隨指導(dǎo)教師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室分組進(jìn)行實(shí)踐操作。這種課程結(jié)構(gòu)不僅解決了學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象理論知識時的難點(diǎn)問題，使學(xué)生掌握工程機(jī)械各測量參數(shù)的測試原理、不同傳感器的應(yīng)用范疇、車輛在穩(wěn)定負(fù)荷作用下的性能實(shí)驗(yàn)方法、不同行走機(jī)構(gòu)牽引性能與行駛阻力的特點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到深刻認(rèn)知牽引型工程機(jī)械的目的，而且還培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與工程應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)對知識、能力及素質(zhì)方面的培養(yǎng)目標(biāo)。

二、留學(xué)生的遠(yuǎn)程翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)課程新模式

受到疫情環(huán)境的影響，線上教學(xué)已成為現(xiàn)階段教師不可或缺的教學(xué)方式。信息化時代的到來給予了翻轉(zhuǎn)課堂發(fā)展的萌芽，隨著傳統(tǒng)的規(guī)范化教學(xué)越來越難以適應(yīng)當(dāng)下時代的發(fā)展模式，從而又促進(jìn)了翻轉(zhuǎn)課堂理念的發(fā)展。因此教師也常常會將翻轉(zhuǎn)課堂的理念與線上教學(xué)相結(jié)合。相比于傳統(tǒng)的線下授課模式，線上教學(xué)模式雖然突破了時空的限制，使教學(xué)變得更加便捷，但其存在監(jiān)督能力差，監(jiān)管性不嚴(yán)的問題，無法根據(jù)學(xué)生狀態(tài)及時調(diào)整教學(xué)思路，容易導(dǎo)致學(xué)生對于本門學(xué)科的畏難情緒，不利于展開后期教學(xué)，因此提出了留學(xué)生的遠(yuǎn)程翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)課程新模式。

（一）考慮時差的遠(yuǎn)程課程構(gòu)建方案

迫于疫情條件，學(xué)生群體陷入線上教學(xué)時期。但是由于國際留學(xué)生群體的特殊性，班內(nèi)同學(xué)多來自全球各地不同國家、地區(qū)。例如居住在土耳其、烏克蘭及黎巴嫩共和國等地的同學(xué)，與國內(nèi)時差為5 個小時。日常作息與國內(nèi)時間有較大的差異。受限于錄播課程難以及時得到學(xué)生的實(shí)時反饋，造成教學(xué)過程枯燥乏味，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。因此為保證教學(xué)質(zhì)量，針對留學(xué)生線上課程提出考慮時差的遠(yuǎn)程課程構(gòu)建方案——將原課時劃分為在線師生互動+離線自主學(xué)習(xí)兩部分。其中“在線師生互動”部分的時間是通過統(tǒng)計全班學(xué)生所在時區(qū)，選取以國內(nèi)作息時間為主，兼顧學(xué)生所在國家（地區(qū)）的時差，盡可能地照顧絕大多數(shù)同學(xué)在線上課的問題；“離線學(xué)生自主學(xué)習(xí)”部分是將相似時區(qū)的留學(xué)生小組劃為一個團(tuán)隊(duì)，通過討論交流、自主學(xué)習(xí)，完成課程任務(wù)。

（二）實(shí)驗(yàn)課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式

實(shí)踐課程作為工程機(jī)械專業(yè)中一種常見的課程形式，是以實(shí)驗(yàn)為依托反饋專業(yè)課程知識體系。因此，將翻轉(zhuǎn)課堂理念融入到實(shí)踐課程當(dāng)中，仍然要保持學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)本身的關(guān)注程度。以學(xué)生主導(dǎo)的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教師陳述式教學(xué)不同：在該教學(xué)模式中，教師于課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，并且提供參考材料、教學(xué)視頻等素材庫，以任務(wù)驅(qū)動激發(fā)學(xué)生的興趣與關(guān)注，引導(dǎo)學(xué)生將前期專業(yè)理論課程中的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理，明確課程教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)工藝流程，讓學(xué)生在課堂之外自主學(xué)習(xí)。以上述內(nèi)容為基礎(chǔ)，在在線課程中采取小組合作的形式設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，鞏固重點(diǎn)難點(diǎn)，并通過翻轉(zhuǎn)課堂將所學(xué)知識內(nèi)化為專業(yè)技能，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和解決工程問題的能力。

（三）融合異國國情的多元化仿真案例

由于課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)備在部分學(xué)生的生源地區(qū)缺少對口的崗位支持，導(dǎo)致這部分學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)動力不足。本課程通過融合異國國情的多元化仿真案例，遵循當(dāng)前的課程體系，結(jié)合各國工程機(jī)械的工作環(huán)境與施工設(shè)備，設(shè)計出具有代表性的數(shù)值仿真案例，提供相應(yīng)傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的型號參數(shù)，指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建虛擬仿真模型，求解并分析工程車輛的動力與作業(yè)性能，增強(qiáng)學(xué)生對工程機(jī)械專業(yè)知識架構(gòu)的認(rèn)識與理解，借助相關(guān)文獻(xiàn)能夠表述、分析和研究機(jī)械工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題，提升學(xué)生個人和團(tuán)隊(duì)在設(shè)計與研發(fā)中的能力；此外，設(shè)置線上提問和討論環(huán)節(jié)，避免學(xué)生因?qū)I(yè)課程的抽象與復(fù)雜產(chǎn)生畏難心理，同時也使得學(xué)生有充分的時間進(jìn)行大量的模擬訓(xùn)練。

三、留學(xué)生遠(yuǎn)程翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用

基于上述國際留學(xué)生課程遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題及解決方案，在工程機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)課程中開展了實(shí)踐與應(yīng)用。其中，將課程整體分為3 個階段，即課程籌備階段、在線課程階段和離線學(xué)習(xí)階段。具體開展技術(shù)路線如圖1 所示。

圖1 工程機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)留學(xué)生遠(yuǎn)程教學(xué)改革技術(shù)路線

課前籌備階段：教師在課前統(tǒng)計學(xué)生所在的時區(qū)，將時區(qū)相近的學(xué)生進(jìn)行分組。并將整個實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容劃分為在線師生互動和離線自主學(xué)習(xí)兩個部分。對于在線學(xué)習(xí)部分，教師主要以國內(nèi)作息時間為主，兼顧學(xué)生所在地區(qū)的時差，并采取直播的形式進(jìn)行上課；而離線自主學(xué)習(xí)，則是采取學(xué)生觀看錄播視頻，課后自主查閱相關(guān)資料及進(jìn)行小組討論的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。另外，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師應(yīng)當(dāng)在課前結(jié)合留學(xué)生所在國家、地區(qū)對于工程機(jī)械方面的相關(guān)近況，準(zhǔn)備與之對應(yīng)的典型的工程機(jī)械設(shè)備，型號的關(guān)鍵參數(shù)。

在線課程階段：教師首先采用在線學(xué)習(xí)平臺于課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，積極號召學(xué)生利用校內(nèi)資源查閱相關(guān)文獻(xiàn)，并給與學(xué)生提供主要的參考材料、案例等素材。然后，將在籌備階段準(zhǔn)備的工程車輛性能實(shí)驗(yàn)視頻及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的工程機(jī)械作業(yè)視頻進(jìn)行演示、講解，并設(shè)計分層次、個性化、多元化的教學(xué)方案，以任務(wù)驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生將前期專業(yè)理論課程的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。在課程最后，教師可根據(jù)不同小組布置與其國家地區(qū)關(guān)系較為密切的學(xué)習(xí)任務(wù)，并在課程考核階段作為大作業(yè)，按組進(jìn)行講解，從而使學(xué)生更好地參與、接觸到實(shí)踐中去，把握知識脈絡(luò)、構(gòu)建知識體系。

離線學(xué)習(xí)階段：根據(jù)教師提供的相關(guān)信息參數(shù)、案例及演示素材等信息，各組學(xué)員根據(jù)自己所在國家、地區(qū)的實(shí)際情況開展工程機(jī)械性能仿真。對于在仿真模擬中遇到的問題，各小組先進(jìn)行組內(nèi)討論、消化。若仍有較為疑惑之處，可上報教師，教師對于虛擬建模、性能分析過程中存在的問題進(jìn)行個性化解答，輔助學(xué)生完成理論課程任務(wù)。

四、結(jié)束語

本文以當(dāng)下全球后疫情時期為背景，以長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院特色專業(yè)課為例，以培養(yǎng)高素質(zhì)、高質(zhì)量人才為目標(biāo)，針對留學(xué)生群體，探索出一種遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)課程新模式，提出了“考慮時差的遠(yuǎn)程課程構(gòu)建方案”“實(shí)驗(yàn)課程翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式”和“融合異國國情的多元化仿真案例”的創(chuàng)新教學(xué)方法。該教學(xué)方法有效解決了錄播課程效果不佳、遠(yuǎn)程實(shí)踐參與性不強(qiáng)、留學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足的問題，還降低了實(shí)驗(yàn)課程的材料與試錯成本、保障了學(xué)生的安全。課程中采用小組合作模式，讓每位學(xué)生都積極主動參與到課堂中，不斷提升學(xué)生們的協(xié)作學(xué)習(xí)、思維創(chuàng)新、合作溝通能力，提高了學(xué)生的知識留存率，也突出工程機(jī)械學(xué)科專業(yè)課的實(shí)踐特色。此外，這種教學(xué)方式也有助于提升教師教學(xué)能力及對資源的利用能力，實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)員共同進(jìn)步。相應(yīng)的教學(xué)成果可推廣至理論課程的教學(xué)過程中，更有利于提高國際人才培養(yǎng)質(zhì)量。其教學(xué)成果不僅可以在本校的教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用，還可對其他高校起到一定的示范輻射作用，以促進(jìn)學(xué)院教學(xué)體系的革新，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。