地方本科院校開展Matlab基礎雙語教學研究

趙 夔，朱玉琴，韓 芳

(淮南師范學院機械與電氣工程學院,安徽淮南232001)

一、Matlab課程開展雙語教學的意義

雙語教學是授課教師有計劃地運用中英兩種語言，借助講述、板書或多媒體等手段進行授課的一種方式。雙語教學以學生獲取學科知識為主要目的，兼顧讓學生接觸和使用專業(yè)英語，做到學科知識的獲取和英語學習同步。自教育部出臺2001[4]號文件以來，雙語教學作為一種全新的教學模式受到廣泛的重視，逐漸成為我國高等教育學科建設和教學改革的熱點[1]。Matlab基礎作為電氣類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，學習該課程可培養(yǎng)學生利用Matlab語言進行編程和仿真的能力，亦可以為電氣類專業(yè)學生學習自動控制原理、計算機控制和數(shù)字圖像處理等課程奠定良好的基礎[2]。Matlab的操作界面為英文，其編程語言是用英語描述,且由于Matlab是美國公司出品的軟件，許多經(jīng)典實例和資料都使用的是英文，這都要求使用者有足夠的英語基礎。因此，許多高校相繼開展Matlab課程雙語教學，以培養(yǎng)出具有一定英語應用能力的專業(yè)人才。

二、Matlab課程開展雙語教學中存在的問題

(一) 學生英語基礎參差不齊

學生具備一定的英語聽說讀寫能力是開展雙語教學的先決條件之一。數(shù)據(jù)顯示，2020年9月全國四級考試一次通過率不足36 %，六級一次通過率在13 %左右。淮南師范學院機械與電氣工程學院自動化專業(yè)學生本次四、六級一次通過率分別為29.7 %和12.1 %，均低于全國水準。而未經(jīng)過高中學習也沒有參加過普通高考的自動化對口學生，本次四、六級一次通過率分別為16.8 %和9 %。此外地方本科院校許多學生僅在英語課和四、六級考試上使用英語，學生大都通過做題提升書面英語成績，雙語環(huán)境的缺失讓學生極少有使用英語交流溝通的機會，使學生的英語聽力和口語成為短板。這些因素導致雙語課堂的英文教學部分，聽力和閱讀上的困難會加重英語基礎薄弱學生的學習負擔，引發(fā)學生對課程消極甚至反感的情緒。

(二) 學習主動性不足，實操次數(shù)過少

相較非雙語課程而言，雙語課程更需要學生做好課前預習，在課前要對課程內(nèi)容進行了解和梳理。有效的預習可以降低聽課的難度，讓學生對課堂內(nèi)容心中有數(shù)，這也有助于學生將精力更多地集中在重難點和教師補充擴展內(nèi)容上。而在一年的雙語教學實踐中，始終有個別學生學習主動性不足，不愿意花時間在預習上，導致課堂上僅能熟悉基本概念，在重難點掌握和應用實例學習中力有未逮。Matlab作為一款工具類軟件，十分重視各知識點的實際應用能力，而不會涉及較深的學科理論。但由于場地和課堂時間往往有限等原因，在教師對知識點進行講解和上機實際操作后，很少有足夠時間讓學生隨堂練習，錯失了學生實踐理解的最佳時間。其次，由于雙語帶來的理解和記憶上的困難，課堂上沒有很好消化內(nèi)容課后又未主動歸納總結(jié)的學生，課后實操作業(yè)往往無從下手。這部分學生無法從練習中收到反饋，也就無法通過反饋找到知識理解薄弱點，通過練習促進知識內(nèi)化的效果便大打折扣。

(三) 英文課本不適宜單獨作為課程教材

適用的英文教材是雙語教學的必要前提之一，但大多數(shù)英文原版教材價格昂貴，故選用了科學出版社影印的由Stephen J.Chapman編著的MATLABProgramming(FourthEdition)。雖然這是一本國外信息科學與技術的經(jīng)典圖書，但與課程大綱范圍并不完全一致，如缺少了Matlab符號運算和Simulink仿真等部分的介紹。更重要的是，由于閱讀吃力，英語基礎較差的學生往往對全英文教材存在抵觸情緒，難以使用全英文教材作為章節(jié)預習和復習的對象。

三、Matlab課程開展雙語教學的改革措施

(一) 調(diào)節(jié)雙語比例，營建授課環(huán)境

目前國內(nèi)大部分高等院校采用“混合型”雙語教學，即采用英文教材、英文板書和雙語授課。但在一年的授課與聽課過程中發(fā)現(xiàn)，部分教師將雙語教學的側(cè)重點片面地放在專業(yè)英語和中文內(nèi)容的比例上，過度僵化雙語教學的形式。而課程雙語的比例，要根據(jù)學生的英語水平和教學章節(jié)進行適配，做到因材施教。以淮南師范學院為例，大二學生的英文水平尚未達到可以接受全英文教學的程度，也未接觸過專業(yè)英語。故在課程推進中，應從英文教材、英文板書、中文授課開始，逐漸加入英文授課比例，給學生一個慢慢適應的過程。同時做好課后學生反饋，一旦發(fā)現(xiàn)學生接受困難，應立即調(diào)節(jié)英文授課比例，加入中文說明。此外，Matlab基礎課程開篇為軟件操作基礎，由于軟件操作界面為純英文，加之學生剛接觸到課程內(nèi)容，全中文授課更為合適。在此過程中積極鼓勵學生自行查閱軟件help界面的英文指導，了解軟件和常用函數(shù)的功能。后續(xù)章節(jié)為矩陣及其運算和程序流程控制，學生這時已初步掌握軟件使用，加之有C語言的知識基礎，這部分授課時可逐漸提高英文授課比例。而數(shù)據(jù)分析和數(shù)值運算部分內(nèi)容較多且理論部分較難，大二學生還不能很好理解章節(jié)內(nèi)曲線擬合、常微分方程求解等內(nèi)容，不適合全英文授課，這時應降低英文授課比例。課程結(jié)尾內(nèi)容為Simulink仿真，雖然會出現(xiàn)不少專業(yè)詞匯，但內(nèi)容相對簡單易于理解操作，故可提高英文授課比例甚至全英文授課。

(二) 建設課程平臺，引導自主學習

內(nèi)容完備、功能齊全的線上課程平臺可以幫助學生課前預習和課后總結(jié)，提高雙語教學接受程度，方便學生與教師形成有效互動。疫情期間，一些教師在學習通平臺著手搭建線上課程并應用在授課中，受到了學生的一致好評。視頻內(nèi)容方面，由于本專業(yè)選用劉衛(wèi)國的《Matlab程序設計教程》作為中文輔助教材，為契合教材與大綱內(nèi)容，一些學校采用了中南大學劉衛(wèi)國團隊在中國大學MOOC平臺發(fā)布的慕課作為視頻課件。該慕課內(nèi)容覆蓋全面、講解條理清晰、案例典型新穎，方便學生課前預習并把握重難點。另外每個視頻中或結(jié)尾處，適時插入章節(jié)測驗，提點易錯概念和重難點。文字內(nèi)容方面，上傳有教學大綱和進度表，并加注了解釋說明，方便學生了解教學進度、熟悉課程結(jié)構(gòu)。此外，結(jié)合中英文教材并學習了臺灣大學郭彥甫教授的教學視頻，精心制作了課程英文PPT，方便學生把握課堂要點、構(gòu)建知識體系。學習通平臺還會在每個單元學習結(jié)束后，為學生推送英文作業(yè)，幫助學生及時練習總結(jié)。作業(yè)是課程組教師根據(jù)專業(yè)課程大綱，結(jié)合中英文參考教材，制作的集涵蓋對應知識點、貼近生產(chǎn)生活實例、幫助學生練習英文表達多種考量的精選例題，讓做題不再是簡單的生搬硬套，而是調(diào)動學生興趣、引導學生主動思考的過程。課程平臺將書本較為生硬的文字圖片轉(zhuǎn)化為生動形象的視頻互動內(nèi)容，降低了學生的自主學習門檻，極大提高了學生的學習積極性。為彌補理論課時較少的缺憾，課程組借助學習通平臺在課余時間開設了習題課，其中每次作業(yè)的綜合應用題，都會鼓勵幾組學生準備英文PPT講述編程思路。學生在講解的準備過程中既重溫了知識點，又鍛煉了英文書寫和口語，可謂一舉多得。此外，一次成功的演講還可建立起學生對英語表達的自信心，而建立起的自信心讓學生更加積極地融入雙語課堂，搭建起教師和學生間融洽的雙語環(huán)境。

(三) 引入學生助手，減輕教師壓力

由于Matlab基礎作為大二學生的專業(yè)選修課，選修人數(shù)較多，針對學生在課后實操作業(yè)中出現(xiàn)的非典型問題，教師很難有精力一一答疑。結(jié)合國內(nèi)外高校經(jīng)驗，可以引入學生助手協(xié)助作業(yè)批改及承擔部分答疑任務。學生助手一般由大三學生選拔組成，選拔標準為學生Matlab基礎課程成績、控制系統(tǒng)仿真實操和英語六級成績等幾方面，并考察學生交流溝通能力和責任心。助手主要負責答疑組內(nèi)學生在自學和作業(yè)中遇到的編程問題，并嘗試當面調(diào)試解答。由于學生助手經(jīng)過一輪Matlab基礎到控制系統(tǒng)仿真再到專業(yè)課程設計的訓練，這些問題往往很容易解決。如有困難，學生助手會將問題匯總并提交給授課教師解答。此外，助手還負責把關大二學生的英文演講，幫忙修改講稿病句并糾正發(fā)音，協(xié)助他們打造條理清晰、表達無誤的英文演講。由于專升本學生英語基礎普遍不佳，可以從非對口班級抽調(diào)學生作為助手，幫助輔導英語并搭建幫扶平臺。縱觀半年的雙語教學過程，助手們的以身作則對學生起到了耳濡目染、潛移默化的作用，促進形成認真勤勉、積極向上的優(yōu)良學風。

(四) 鼓勵申請項目，培養(yǎng)應用型人才

Matlab是一種編程語言更是一門工具，勤加使用才會熟能生巧。對于希望熟練使用Matlab并將其作為后續(xù)學習的輔助工具的學生，課后習題已經(jīng)難以滿足他們的需要。課程組也嘗試以研究為導向、以培養(yǎng)研究型和創(chuàng)新型人才為目標的實踐教學新方法, 通過大學生科研訓練計劃項目立項的方式, 下?lián)芤欢ń?jīng)費, 學生則通過申報—立項—中期檢查—結(jié)題答辯等環(huán)節(jié)，以Matlab為軟件工具實施研究型實驗計劃[3]。例如，在課程末尾布置了基于Matlab GUI的學生成績分析系統(tǒng)設計這一小課題，軟件可根據(jù)完成成績統(tǒng)計、分析成績分布情況并將結(jié)果以Excel表格輸出。在課題中，綜合考察了對數(shù)據(jù)的處理分析、圖形界面設計和Matlab外部接口等，充分鍛煉了學生的知識應用能力和資料收集能力。課程組還鼓勵學生自行選題并申報，學生在實踐過程中充分鍛煉了軟件編程調(diào)試能力，培養(yǎng)起團隊協(xié)作精神，熟悉了科學研究的基本方法和流程。實踐讓學生切實應用所學，解決生活學習中的現(xiàn)實問題，起到了一舉多得的作用。

四、結(jié)語

在教學過程中，學生除掌握Matlab操作和課程知識點外，還較好地提升了專業(yè)英語水平及英文表達能力，利用Matlab工具開展項目研究的能力也有顯著的提升。經(jīng)過統(tǒng)計，相較上一學年，學生期末成績中位數(shù)上移3.1分，平均成績提高2.5分，最低成績也從49分升至58分，有了顯著的進步。一年中，學生通過大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和“互聯(lián)網(wǎng)+”賽事等平臺，共成功立項五項科研項目，取得省三等獎一項、校二等獎兩項的成績，并取得軟件著作權(quán)一項。近一年的改革有效提高了學生對雙語教學的接受程度，也增強了課程組建設優(yōu)質(zhì)課程的自信心。為適應教育改革和時代的發(fā)展, 提高本科教育教學水平, 雙語教學改革勢在必行[4]。以建設地方院校Matlab基礎雙語課程為目標，結(jié)合地方本科院校環(huán)境，提出調(diào)整雙語比例、建設課程平臺、引入學生助手和鼓勵申請項目等改革措施。經(jīng)過一年的實踐取得了初步成效，為Matlab雙語課程建設積累了經(jīng)驗，對各地方本科院校雙語教學改革具有借鑒意義。