“過(guò)程控制工程”課程全英語(yǔ)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和反思

馬向華

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院, 上海 201418)

“過(guò)程控制工程”課程全英語(yǔ)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和反思

馬向華

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院, 上海 201418)

本文介紹了我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)對(duì)“過(guò)程控制工程”課程進(jìn)行全英語(yǔ)教學(xué)的過(guò)程。為了保證教學(xué)效果，根據(jù)授課內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生前期學(xué)習(xí)基礎(chǔ)采取不同的教學(xué)方法。根據(jù)此次教學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)和反思，并結(jié)合在昆士蘭科技大學(xué)全英語(yǔ)教學(xué)培訓(xùn)項(xiàng)目，提出了三條可執(zhí)行性意見(jiàn)以保證全英語(yǔ)教學(xué)模式可持續(xù)開(kāi)展。

全英語(yǔ)教學(xué)模式；教學(xué)方法；教學(xué)效果

0 引言

從2009年起，上海市教委開(kāi)展了上海高校示范性全英語(yǔ)教學(xué)課程建設(shè)，旨在促進(jìn)和形成一批教學(xué)理念先進(jìn)、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法合理、教學(xué)水平高的全英語(yǔ)教學(xué)課程，發(fā)揮課程的示范輻射作用，提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量。

我國(guó)高等院校進(jìn)行全英語(yǔ)教學(xué)試點(diǎn)無(wú)疑是培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)際化需求人才的重要形式之一[1]，也是主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和中國(guó)經(jīng)濟(jì)國(guó)際化的需要[2,3]。

根據(jù)我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，尤其我院電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的中外合作辦學(xué)項(xiàng)目的要求和研究生培養(yǎng)國(guó)際化的需求，參考國(guó)外相關(guān)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式，我們選擇了自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)作為全英語(yǔ)授課的試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)，在三年時(shí)間內(nèi)打造9門(mén)課程的全英語(yǔ)教學(xué)模式[4]。 其中，“過(guò)程控制工程”(Process Control Engineering)作為我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心課程與“集散控制系統(tǒng)”課程一同被被列為第一批全英語(yǔ)教學(xué)項(xiàng)目[5-7]。我們確立了本課程的教學(xué)理念為：以培養(yǎng)學(xué)生勤思考、能動(dòng)手、敢創(chuàng)新為目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容上，注重英語(yǔ)教學(xué)中教材的選擇，協(xié)調(diào)好基礎(chǔ)性與前沿性、原理性與創(chuàng)新性的關(guān)系；在教學(xué)模式上，堅(jiān)持英語(yǔ)教學(xué)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)教學(xué)管理方式，結(jié)合理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外調(diào)研等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，合理化教學(xué)考核指標(biāo)；在教學(xué)資源上，將高水平科研資源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，課程內(nèi)容體現(xiàn)或緊跟最新相關(guān)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)。通過(guò)英語(yǔ)教學(xué)，注重學(xué)生素質(zhì)與能力的培養(yǎng)，將理論教學(xué)與外語(yǔ)思維能力強(qiáng)化聯(lián)動(dòng)，將學(xué)生培養(yǎng)成具有英語(yǔ)思維、國(guó)際視野和創(chuàng)新能力的一線工程師為目標(biāo)，提高學(xué)生的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

1 教材和教學(xué)輔助材料

全英語(yǔ)教學(xué)是指從教學(xué)語(yǔ)言、教材、教學(xué)課件、作業(yè)以及考試等全部采用英語(yǔ)。而英語(yǔ)教學(xué)的目的是幫助學(xué)生具有英語(yǔ)思維的同時(shí)，還有利于學(xué)生了解、學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，提高其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。因此，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中教材的選擇非常重要。在對(duì)“過(guò)程控制工程”進(jìn)行全英語(yǔ)授課時(shí)，我們選擇教材為應(yīng)用型較強(qiáng)的《Process Control A Practical Approach》, (Myke King, John Wiley&Sons Ltd 2011)。通過(guò)與作者M(jìn)yke King交流，了解他本人編寫(xiě)這本書(shū)的思路，從而確定這門(mén)課程的教學(xué)思路是，從應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)(主要是化工領(lǐng)域)，在介紹相關(guān)工藝的基礎(chǔ)上，著重介紹實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制算法和整定過(guò)程。

同時(shí)為了幫助學(xué)生理解，Myke King免費(fèi)提供了本書(shū)的配套軟件“Process Control Toolkit”，如圖1所示。這個(gè)軟件模擬整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程，并集成了多種控制方法進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)軟件操作，在了解化工生產(chǎn)過(guò)程的同時(shí)，學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、綜合的理論和方法。

圖1 Process Control Toolkit主界面

2 全英語(yǔ)教學(xué)方法

目前很多教學(xué)方法仍然采用以教師為主的教學(xué)模式， 每節(jié)課45分鐘時(shí)間內(nèi)基本上都是教師在講，學(xué)生坐在下面被動(dòng)地聽(tīng)。學(xué)生獨(dú)立思考的時(shí)間和機(jī)會(huì)很少。因此，我們學(xué)生的學(xué)習(xí)主要實(shí)現(xiàn)了如圖2所示的Bloom 教育目標(biāo)分類(lèi)中的第一階段，即knowledge(lower order thinking)階段，基本上就是記憶知識(shí)，處于低級(jí)思維狀態(tài)。如果采用全英語(yǔ)教學(xué)，部分學(xué)生甚至連Knowledge階段都達(dá)不到，因此教學(xué)效果非常不理想。如何通過(guò)改變教學(xué)方法，從以教師為主的模式轉(zhuǎn)變到以學(xué)生為主的模式，如何使得學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)到主動(dòng)學(xué)習(xí)，在本次的“過(guò)程控制工程”全英語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了一些嘗試。

圖2 Bloom 教育目標(biāo)分類(lèi)

2.1 提供教學(xué)輔助材料

之前，我校中文授課“過(guò)程控制工程”時(shí)，采用的教材是孫洪程等在2006年編著的《過(guò)程控制工程》。與這本教材相比，《Process Control A Practical Approach》更偏應(yīng)用性，且相對(duì)較少地對(duì)控制理論的基本內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)講解，比如串級(jí)控制作為一個(gè)既定的控制系統(tǒng)出現(xiàn)，卻沒(méi)有具體講解什么是串級(jí)控制系統(tǒng)。因此，根據(jù)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃，為了對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)產(chǎn)生順利銜接，特推薦學(xué)生將孫洪程等著的《過(guò)程控制工程》作為參考資料，為在答疑時(shí)間用中文講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，比如串級(jí)控制系統(tǒng)、均勻控制和比值控制等。

另外，考慮到學(xué)生英語(yǔ)水平不同和學(xué)生對(duì)英語(yǔ)授課的不自信，每次課后要求學(xué)生預(yù)習(xí)第二次上課的內(nèi)容；在上課過(guò)程中，會(huì)分發(fā)一些基礎(chǔ)知識(shí)的資料，或者板書(shū)重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識(shí)，比如一些重要術(shù)語(yǔ)的定義等。

2.2 采用動(dòng)畫(huà)、視頻等教學(xué)輔助手段

“過(guò)程控制工程”課程內(nèi)容中涉及到應(yīng)用對(duì)象，比如鍋爐、蒸餾塔以及泵等，只靠口述講解比較抽象，不利于學(xué)生掌握。因此，在這些知識(shí)點(diǎn)上采用圖片、動(dòng)畫(huà)甚至視頻等輔助手段，幫助學(xué)生理解。另外，對(duì)于“控制工程”教學(xué)中非常重要的知識(shí)點(diǎn)，比如PID參數(shù)整定等采用重復(fù)教學(xué)方法：即第一遍是常規(guī)的英文教學(xué)，第二遍選擇合適的視頻幫助學(xué)生加深印象。

2.3 小組學(xué)習(xí)方法

將以教師為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變到以學(xué)生為主的教學(xué)模式的一個(gè)重要特征是學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的參與度。在一些章節(jié)的教學(xué)過(guò)程中，我們采用了分組學(xué)習(xí)的方法。

分組學(xué)習(xí)運(yùn)行好的一個(gè)重要保障是給每個(gè)學(xué)生都要分配落實(shí)任務(wù)。比如我們?cè)诘谒恼翷evel Control中4.4 Averaging Level Control教學(xué)中，采用了分組學(xué)習(xí)的方法。每組學(xué)生6-7人，一共6組。事先準(zhǔn)備6個(gè)題目，每組成員自己選擇一個(gè)題目，學(xué)習(xí)時(shí)間是15分鐘。15分鐘后要求學(xué)生給出問(wèn)題的答案。如果回答正確，課堂成績(jī)加2分；要求學(xué)生沒(méi)有答案，則從課堂成績(jī)中扣2分；如果主動(dòng)站起來(lái)回答問(wèn)題，且答案基本正確，獎(jiǎng)勵(lì)5分。

從課堂效果上看，不論是英語(yǔ)基礎(chǔ)好或者相對(duì)差一些的學(xué)生都能積極地去尋找答案；而且通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)生主動(dòng)回答問(wèn)題的方式，極大鼓勵(lì)了學(xué)生的課堂參與度和表現(xiàn)力。圖3反映了分組學(xué)習(xí)的現(xiàn)場(chǎng)情況

2.4 多種教學(xué)方法的靈活運(yùn)用

“過(guò)程控制工程”這門(mén)課的知識(shí)點(diǎn)既包括像Model Identification或者Error-Squared Controller等理論知識(shí)，又有Controller Tuning等應(yīng)用方法。無(wú)論是理論還是應(yīng)用知識(shí)，如果僅僅根據(jù)書(shū)本內(nèi)容照本宣科，學(xué)生理解起來(lái)很困難。

圖3 分組學(xué)習(xí)

我們?cè)谡麄€(gè)教學(xué)過(guò)程中采用對(duì)比、聯(lián)系等多種教學(xué)方法，幫助學(xué)生理解授課內(nèi)容。比如在講解Model Identification時(shí)，我們將其與經(jīng)典控制理論進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)模型和Matlab，演示辨識(shí)方法和過(guò)程。在講解到鍋爐汽包液位控制時(shí)“虛假水位”的概念時(shí)，通過(guò)家用燒水壺和電飯煲等生活當(dāng)中的例子來(lái)說(shuō)明什么是虛假水位。

3 全英語(yǔ)教學(xué)活動(dòng)的反思

目前，隨著留學(xué)生數(shù)量的逐年增加和國(guó)際交流的深入，全英語(yǔ)教學(xué)方式已成為各高校積極推進(jìn)的教學(xué)活動(dòng)的之一。但因?yàn)閷W(xué)生英語(yǔ)水平參差不齊，且一些留學(xué)生來(lái)自非英語(yǔ)為母語(yǔ)的國(guó)家，因此在采用全英語(yǔ)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，如何保障教學(xué)效果是全英語(yǔ)教學(xué)活動(dòng)面臨的主要問(wèn)題。通過(guò)本課程的實(shí)踐過(guò)程，總結(jié)了以下三個(gè)要素。

3.1 政策扶持

為了保障全英語(yǔ)授課的可持續(xù)進(jìn)行，學(xué)校需要在政策上進(jìn)行扶持，并制定適當(dāng)?shù)募?lì)措施鼓勵(lì)教師去參與授課和教學(xué)方法的討論。比如，在職稱(chēng)評(píng)定、教改項(xiàng)目申報(bào)等方面，優(yōu)先考慮教學(xué)方面有全英語(yǔ)授課經(jīng)歷的教師；全英語(yǔ)授課的工作量計(jì)算與常規(guī)工作量計(jì)算有差距，而且差距相對(duì)較大，比如權(quán)重系數(shù)設(shè)在1.5以上，鼓勵(lì)更多的教師進(jìn)行全英語(yǔ)授課。

3.2 師資隊(duì)伍建設(shè)

任何教學(xué)活動(dòng)都需要有優(yōu)秀的師資隊(duì)伍作保障。對(duì)于全英語(yǔ)授課來(lái)說(shuō)，全英語(yǔ)師資隊(duì)伍建設(shè)更是重中之重。

師資隊(duì)伍建設(shè)可以從短期和長(zhǎng)期兩方面考慮。短期內(nèi)可以聘任校外有經(jīng)驗(yàn)的教師或者國(guó)際著名教授和專(zhuān)家進(jìn)行授課；從長(zhǎng)期的角度，培養(yǎng)本校青年教師是要旨，具體措施可以是出國(guó)培訓(xùn)、或者到國(guó)內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)的英語(yǔ)教學(xué)高校進(jìn)行學(xué)習(xí)、或者培訓(xùn)教師從中文到雙語(yǔ)到全英語(yǔ)一步一步的循序漸進(jìn)等。

3.3 教學(xué)哲學(xué)和教學(xué)方法

筆者2015年在昆士蘭科技大學(xué)進(jìn)行全英語(yǔ)教學(xué)培訓(xùn)時(shí)，深刻體會(huì)到該校在教室里硬件和軟件設(shè)施上的精心安排，最大程度地提高教學(xué)效果。比如圖4中教室的布置，可以更好地實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)Bloom 教育目標(biāo)分類(lèi)中學(xué)習(xí)的第二甚至第三階段。這無(wú)疑會(huì)大大增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力。

圖4 昆士蘭科技大學(xué)教室

此外，在昆士蘭科技大學(xué)進(jìn)行英語(yǔ)教學(xué)培訓(xùn)期間，聽(tīng)到的最多的詞就是反思，即反思教學(xué)。教師在每節(jié)課后會(huì)發(fā)給學(xué)生一個(gè)2分鐘的調(diào)查問(wèn)卷，涉及到本次課學(xué)到什么、哪些內(nèi)容覺(jué)得很有意思、哪種教學(xué)方法覺(jué)得不喜歡、希望教師如何做等內(nèi)容的調(diào)查問(wèn)卷。教師之間會(huì)定期開(kāi)會(huì)，討論最近一段時(shí)間內(nèi)的教學(xué)方法和學(xué)生的反應(yīng)等。

對(duì)于國(guó)內(nèi)高校采用全英語(yǔ)教學(xué)時(shí)，因?yàn)檎Z(yǔ)言的緣故會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)。需要根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)方法，以保證和提高教學(xué)效果。否則非但沒(méi)有提高學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力，反而浪費(fèi)時(shí)間和資源。

4 結(jié)語(yǔ)

本文就我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)核心專(zhuān)業(yè)課程——“過(guò)程控制工程”采用了全英文授課，包括采用英文原版教材、教學(xué)軟件；教學(xué)過(guò)程采用全英文的語(yǔ)言環(huán)境；平時(shí)作業(yè)、課堂回答、考試試卷以及學(xué)生作答也全部采用英語(yǔ)的方式。盡管學(xué)生的英語(yǔ)水平參差不齊，大部分學(xué)生都表示理解了教學(xué)內(nèi)容，掌握了關(guān)于“過(guò)程控制工程”的重要知識(shí)點(diǎn)，學(xué)習(xí)效果良好。

[1] 尹暉, 張曉鳴，孫夢(mèng)婷. 測(cè)繪工程全英語(yǔ)教學(xué)模式的建立與實(shí)施策略, 哈爾濱: 測(cè)繪工程, 2015, 24(6): 77-80.

[2] 徐冉, 李風(fēng)亭. 大學(xué)環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)全英語(yǔ)教學(xué)模式探索與實(shí)踐, 北京：外語(yǔ)教學(xué)與研究，2012，19:65-66.

[3] 帥傳敏, 對(duì)高等院校全英語(yǔ)教學(xué)模式的思考, 武漢: 湖北教育學(xué)院學(xué)報(bào),2005, 22(2): 109-111.

[4] 俎云霄, 倫敦帝國(guó)理工電氣電子工程系的教學(xué)模式, 南京: 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 29(4): 88-93.

[5] 羅健旭，顧幸生等. 過(guò)程控制工程課程教學(xué)的創(chuàng)新與改革, 上海: 化工高等教育, 2012, 124(2): 19-22.

[6] 呂廣紅，黃崇林. 過(guò)程控制課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐, 南寧: 裝備制造技術(shù), 2013, 3:171-173.

[7] 趙懷林, 王建華, 馬向華, 崔蕾蕾.“集散控制系統(tǒng)”全英語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐與總結(jié)，哈爾濱: 高教學(xué)刊, 2015, (13):148-149.

Teaching Experince and Reflection of Process Control Engineering Course in English

MA Xiang-hua

(SchoolofElectricalandElectronicEngineering,ShanghaiInstituteofTechnology,Shanghai201418,China)

The teaching process of Process Control Engineering course in English is introduced in this paper. Different teaching methods are adopted to guarantee the teaching effects according to the teaching contents and the initial basic courses of students. In order to ensure the mode of teaching in English to be continued effectively, three practical suggestions are proposed based on the reflections of this teaching experience and training program of teaching in English in queensland university of technology.

English teaching mode; teaching method; teaching effectives

2016-09-07;

2016-11- 16

上海市教育委員會(huì)示范性全英語(yǔ)授課課程建設(shè)項(xiàng)目，上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)研究生教改研究項(xiàng)目(No. YJG2016010)

馬向華(1975-)，女，博士，副教授，主要從事智能控制、現(xiàn)場(chǎng)總線等方面的教學(xué)和科研工作，E-mail:xhuam@sit.edu.cn

A

1008-0686(2017)04-0022-04