中外教師協(xié)同的“自動(dòng)控制原理”課程全英文教學(xué)實(shí)踐

常俊林

[摘 要]開(kāi)展專(zhuān)業(yè)課程的全英文教學(xué)，是拓寬學(xué)生國(guó)際視野和提高學(xué)生國(guó)際學(xué)術(shù)交流能力的重要途徑之一。全英文教學(xué)或雙語(yǔ)教學(xué)在國(guó)內(nèi)很多高校開(kāi)展了二十多年了，總體效果并不是太理想。究其原因，一方面國(guó)內(nèi)缺少既能以深厚的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)駕馭課堂又精通英語(yǔ)的教師，另一方面中國(guó)教師和中國(guó)學(xué)生之間缺少使用英語(yǔ)探討專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的環(huán)境，面對(duì)稍有難度的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題就很容易進(jìn)入中文討論狀態(tài)。聘請(qǐng)有一定國(guó)際影響力和豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的外籍教授，與中國(guó)教師深入合作、協(xié)同教學(xué)，是進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課全英文教學(xué)的較好辦法之一。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心課程“自動(dòng)控制原理”已開(kāi)展了連續(xù)四年的中外教師協(xié)同授課，取得了令人滿(mǎn)意的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的一致好評(píng)。該文對(duì)此進(jìn)行了探索和分析。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)控制原理;全英文教學(xué);協(xié)同教學(xué);教學(xué)研究

[中圖分類(lèi)號(hào)] TP273[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）48-0-03[收稿日期] 2020-09-09

自動(dòng)控制原理課程是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，是后續(xù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)等專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)。該課程的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念和基本原理，自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法。以溫度控制系統(tǒng)、直流電機(jī)調(diào)速、機(jī)器人控制等為例培養(yǎng)學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和設(shè)計(jì)的能力，使學(xué)生初步具備運(yùn)用所學(xué)控制理論和技術(shù)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和工程設(shè)計(jì)的能力。該課程理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力非常重要。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)素有重視本科教育的優(yōu)良傳統(tǒng)，電氣工程是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的優(yōu)勢(shì)學(xué)科之一。電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是國(guó)家特色專(zhuān)業(yè)和江蘇省品牌專(zhuān)業(yè)，并于2016年首次通過(guò)了工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證。自動(dòng)控制原理是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)校級(jí)精品課程，近幾年來(lái)課程組開(kāi)展了多項(xiàng)教學(xué)改革項(xiàng)目以提高課程的含金量。為開(kāi)闊學(xué)生的國(guó)際化視野，使學(xué)生具備在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流的能力，自2016秋季學(xué)期起，自動(dòng)控制原理課程組在學(xué)校經(jīng)費(fèi)的支持下，連續(xù)四年邀請(qǐng)了澳大利亞西澳大學(xué)電氣工程系的Tyrone Fernando教授來(lái)校講授課程部分內(nèi)容，形成了中外教師協(xié)同授課的教學(xué)模式。在提高課程教學(xué)水平的同時(shí)，又提高了專(zhuān)業(yè)的國(guó)際影響力，推動(dòng)了人才培養(yǎng)的國(guó)際化水平。

一、中外教師協(xié)同教學(xué)的理念

近二三十年來(lái)，各高校都不同程度地嘗試了專(zhuān)業(yè)課程的雙語(yǔ)教學(xué)或全英文教學(xué)，但教學(xué)效果并不是特別理想，采用英文進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)受到了普遍質(zhì)疑[1]。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證特別要求高校應(yīng)該以國(guó)際化理念培養(yǎng)學(xué)生，使之具備國(guó)際化視野，具有國(guó)際交流、溝通和文化理解的能力，多數(shù)高校開(kāi)始積極聘任外籍教師從事本科課程的教學(xué)工作[2，3]。

全部由中國(guó)教師承擔(dān)的專(zhuān)業(yè)課程雙語(yǔ)或全英文教學(xué)普遍缺少授課教師，尤其是對(duì)于像自動(dòng)控制原理這類(lèi)教學(xué)難度高、重要程度高的必修課程，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、課堂把控能力強(qiáng)同時(shí)又能流利使用英語(yǔ)授課的教師少之又少。由于課程難度和語(yǔ)言習(xí)慣的原因，學(xué)生之間、師生之間都很難用英語(yǔ)開(kāi)展討論交流。為了實(shí)現(xiàn)學(xué)校要求的英文使用比例，往往減少專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容，使課程變得更加容易，課程目標(biāo)要求降低。對(duì)有條件聘請(qǐng)外籍教師的課程，如果把整門(mén)課程全部交給外籍教師把控，同樣很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。首先，大多數(shù)學(xué)生的英文水平達(dá)不到直接聽(tīng)外籍教師講專(zhuān)業(yè)課程的程度;其次，外籍教師很難完全把控課程的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)學(xué)生的現(xiàn)狀了解也不足。雖然各高校都會(huì)要求給外籍教師配中國(guó)教師作為助教參與教學(xué)，但是為達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，中國(guó)教師不應(yīng)該僅扮演協(xié)助的角色。中外教師合作教學(xué)的理念并不是簡(jiǎn)單地在教室里增加一名授課教師，而是要考慮到合作形式、合作時(shí)間等在內(nèi)的一種新型教學(xué)模式[2][4]。中外教師合作教學(xué)模式在以英語(yǔ)為代表的語(yǔ)言教學(xué)中被逐漸重視起來(lái)并取得了一定的成果，但對(duì)非語(yǔ)言類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程來(lái)說(shuō)開(kāi)展地較少。中外教師合作的協(xié)同教學(xué)要求中方和外方教師都必須具備豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，具有很強(qiáng)的課堂把控能力，雙方能夠有效溝通，達(dá)成一致的教學(xué)理念和教學(xué)目標(biāo)。協(xié)同教學(xué)的實(shí)施策略并不是固定不變的，需要根據(jù)具體課程、具體學(xué)生和實(shí)際條件進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

二、中外教師協(xié)同教學(xué)的實(shí)施

在2106版專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中，自動(dòng)控制原理課程的課堂學(xué)時(shí)數(shù)為56，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為8。在中外教師協(xié)同授課的班級(jí)里，課堂學(xué)時(shí)中的32學(xué)時(shí)是由外籍教師講授的。為達(dá)到較好的教學(xué)目標(biāo)，課程組選出教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富又有海外訪(fǎng)學(xué)經(jīng)歷的教師與外籍教師深度合作，形成了中外教師協(xié)同教學(xué)的模式。由于時(shí)間成本的原因，外籍教師上課不可能像國(guó)內(nèi)教師一樣一周上2次或3次課，外籍教師所上的32學(xué)時(shí)通常是集中在20天左右完成的，每天2學(xué)時(shí)的課程，除了周末幾乎每天都要上課，這一點(diǎn)是課程安排最大的困難和弊端所在。在自由選課時(shí)，有些感興趣的學(xué)生因時(shí)間沖突而不能選課。2016年秋季第一次開(kāi)展這種協(xié)同教學(xué)時(shí)，很多學(xué)生雖然感興趣但不敢選課，主要是怕聽(tīng)不懂而影響考試成績(jī)，最終只有10名同學(xué)選課。后面幾年，選課人數(shù)逐漸增加到了20多、30多人。

在聘請(qǐng)外籍教師前，課程組結(jié)合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱，制定了詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃。課程開(kāi)始時(shí)，首先由中國(guó)教師以雙語(yǔ)授課的形式講授控制系統(tǒng)的基本概念、反饋控制的基本原理、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立、復(fù)雜結(jié)構(gòu)方框圖的傳遞函數(shù)求取等基礎(chǔ)內(nèi)容。這部分內(nèi)容10個(gè)學(xué)時(shí)，使學(xué)生了解課程的教學(xué)目標(biāo)，掌握課程的學(xué)習(xí)方法，掌握專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的英文表達(dá)。在這個(gè)階段布置分組課外討論，對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用和最新發(fā)展進(jìn)行調(diào)研，鼓勵(lì)學(xué)生以英文撰寫(xiě)調(diào)研報(bào)告。接下來(lái)，由中國(guó)教師以全英文教學(xué)的方式講解控制系統(tǒng)的時(shí)域分析6學(xué)時(shí)，必要時(shí)用中文解釋部分內(nèi)容。形成課前預(yù)習(xí)、課堂研討、課后鞏固的學(xué)習(xí)習(xí)慣。課前預(yù)習(xí)采取分組互助的形式，每組2—5人，自由組合，要求掌握下節(jié)課即將用到的專(zhuān)業(yè)詞匯、了解即將講授的知識(shí)要點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)習(xí)小組共同從課件和推薦教材中選出重點(diǎn)詞匯和句子，由其中一名同學(xué)讀出，其他同學(xué)在腦海中快速反應(yīng)它的意思。課堂中教師首先采取啟發(fā)式教學(xué)方法提問(wèn)如何評(píng)價(jià)一個(gè)控制系統(tǒng)性能的好壞，引出控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的定義，分析一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)在典型輸入信號(hào)下的輸出，推導(dǎo)出動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算公式。對(duì)于較難理解的欠阻尼二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能改善、閉環(huán)零點(diǎn)對(duì)性能的影響開(kāi)展課堂分組討論。通過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，基本掌握了必要的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，為外籍教師的全英文教學(xué)打下了較好的基礎(chǔ)。

外籍教師到來(lái)后，更是整門(mén)課程的關(guān)鍵時(shí)期，中國(guó)教師和外籍教師的密切配合至關(guān)重要。中國(guó)教師根據(jù)課程的教學(xué)大綱規(guī)劃每堂課的教學(xué)目標(biāo)，與外籍教師溝通課堂教學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生布置預(yù)習(xí)任務(wù)。外籍教師根據(jù)課堂教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)教案，選取合適的教學(xué)方法組織課堂教學(xué)。首先對(duì)前一階段中國(guó)教師講過(guò)的內(nèi)容進(jìn)行一下復(fù)習(xí)，學(xué)生逐漸適應(yīng)外籍教師的發(fā)音和講課方式。接著，重點(diǎn)講授控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算、控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的根軌跡法、頻率響應(yīng)法。在課外，鼓勵(lì)有疑問(wèn)的學(xué)生直接用英文向外籍教師提問(wèn)，確有困難者由中國(guó)教師以漢語(yǔ)講解，保證每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都被消化吸收。課程進(jìn)行過(guò)程中，中國(guó)教師和外籍教師根據(jù)實(shí)際教學(xué)效果動(dòng)態(tài)地調(diào)整每堂課的教學(xué)目標(biāo)。中外教師協(xié)同的課堂教學(xué)過(guò)程如圖1所示。外籍教師主講32學(xué)時(shí)后，課程還有8個(gè)課堂學(xué)時(shí)，中國(guó)教師利用這個(gè)時(shí)間段再次強(qiáng)調(diào)掌握不夠好的要點(diǎn)和難點(diǎn)，并介紹控制系統(tǒng)中典型的非線(xiàn)性環(huán)節(jié)及非線(xiàn)性控制系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法。

課程考核包括閉卷考試成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和平時(shí)成績(jī)?nèi)齻€(gè)部分，閉卷考試成績(jī)占總成績(jī)的60%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占15%，平時(shí)成績(jī)占25%，平時(shí)成績(jī)由出勤、課程論文和課堂討論組成。課程考試試卷由外籍教師和中國(guó)教師協(xié)商出題，并由中國(guó)教師進(jìn)行試做。由于時(shí)間關(guān)系，外籍教師沒(méi)有參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課程考核結(jié)束后，中國(guó)教師與外籍教師分別進(jìn)行教學(xué)總結(jié)，中國(guó)教師根據(jù)課程目標(biāo)計(jì)算目標(biāo)達(dá)成度并將結(jié)果提供給外籍教師，以便形成課程的持續(xù)改進(jìn)，如下圖所示。

中外教學(xué)協(xié)同的課程持續(xù)改進(jìn)過(guò)程圖

三、教學(xué)效果與教學(xué)反思

課程結(jié)束后，學(xué)生們都表現(xiàn)出了非常興奮的感覺(jué)，與選課時(shí)的擔(dān)心和猶豫形成了強(qiáng)烈對(duì)比。在外籍教師的鼓勵(lì)下，絕大多數(shù)學(xué)生都敢于主動(dòng)用英文發(fā)表觀點(diǎn)和討論問(wèn)題了。普遍感覺(jué)自信心增強(qiáng)，了解了國(guó)外知名大學(xué)的教學(xué)方式，國(guó)際交流能力大大提高。課程開(kāi)設(shè)連續(xù)四年來(lái)，承擔(dān)該課程的中國(guó)教師和外籍教師都獲得了優(yōu)秀的學(xué)生評(píng)教結(jié)果。之所以能獲得一致的好評(píng)，跟中外教師的密切配合，提早規(guī)劃，做出了大量的工作密不可分?？偨Y(jié)過(guò)去四年的合作經(jīng)歷，可以得出幾點(diǎn)啟示：第一，要充分發(fā)揮中國(guó)教師的主動(dòng)性，積極謀劃合作的最佳方式，合理安排課程時(shí)間，不能僅處于助教的地位;第二，課外要給予學(xué)生更多的輔導(dǎo)，中國(guó)教師不能在工作量上斤斤計(jì)較;第三，能請(qǐng)到合適的、穩(wěn)定的外籍教師是課程實(shí)施的關(guān)鍵和難點(diǎn)，學(xué)校方面要給予政策上的支持和鼓勵(lì)，探索國(guó)際合作的多方渠道。

四、總結(jié)

結(jié)合自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)，探索了專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的國(guó)際化合作。中外教師密切配合，從雙語(yǔ)逐漸過(guò)渡到由外籍教師主導(dǎo)的全英文授課模式。盡管師生都花費(fèi)了更多的時(shí)間和精力，但通過(guò)課程大大增加了學(xué)生的自信心，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，讓沒(méi)有機(jī)會(huì)出國(guó)的學(xué)生也體驗(yàn)了國(guó)外知名大學(xué)的教學(xué)方式。中外教師協(xié)同教學(xué)是一種較好的專(zhuān)業(yè)課程雙語(yǔ)或全英文教學(xué)實(shí)踐模式，同時(shí)也帶動(dòng)著學(xué)術(shù)上的合作交流，提高學(xué)校的國(guó)際化辦學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]劉雪冬，張小梅，許建霞，等.新工科背景下“電路分析基礎(chǔ)”課程全英文教學(xué)探索[J].中國(guó)電力教育，2020（3）：60-62.

[2]羅建波，龔琪峰.國(guó)際化素質(zhì)為目標(biāo)的中外教師合作策略研究—以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為例[J].高教研究與實(shí)踐，2016，35（2）：47-50+77.

[3]田沛，段廷玉，李春杰，等.草地保護(hù)學(xué)課程全英文教學(xué)的實(shí)踐與體會(huì)[J].草業(yè)科學(xué)，2020，37（5）：1010-1015.

[4]郭平，蔣秀蘭，郭宏凱.教師協(xié)作教學(xué)的可行性及策略探討[J].中國(guó)成人教育，2015（7）：119-121.