李中凱+候昆峰+張慧琴

（中國礦業(yè)大學，江蘇 徐州 221116）

摘要：將雙語教學和翻轉課堂模式引入“控制工程基礎”的教學過程，探討教學方法并分析實踐結果。雙語教學適合采用小班授課的方式，將英文原版教材、英文課件和英文微課作為主要資料；課堂研討與小組項目作業(yè)是翻轉課堂實踐的重要形式。

關鍵詞：控制工程基礎；雙語教學；翻轉課堂

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）50-0083-02

《控制工程基礎》是機械工程專業(yè)的主干課程，目的在于培養(yǎng)學生建立控制系統數學模型和系統動態(tài)性能分析的能力。它是機電專業(yè)的基礎課程，如果能夠良好地掌握課程中的英文詞匯和知識點的英文形式，必將有利于機電專業(yè)其他英文資料的學習，實現課程的國際化對接。一些控制工程基礎的雙語教學改革被開展，例如：從理論教學、實踐教學和課程考核形式三方面進行了探索，提出了在理論教學中增加機械工程案例教學，在實踐教學中采用實物器件與軟件相結合的方式[1]。探索了雙語課程的師資水平、授課材料和教學方法等，分析了不同階段中英文授課和學生作業(yè)的中英文所占比例[2]。翻轉課堂（Flipped Class Mode，FCM）[3]是近年來在世界各國興起的一種教學模式，在翻轉課堂中，課堂時間主要由實驗和課內討論等活動所填充，而傳統的課堂講解則通過微課等形式在課外時間完成。把翻轉課堂模式引入控制工程基礎的雙語教學，教師進行知識點概要講解，學生在課外根據微視頻進行自主學習，課堂上教師與學生基于案例進行討論和交流，開展翻轉課堂雙語教學實踐。

一、課程教學存在的問題

1.內容抽象，部分知識點難以理解?？刂乒こ袒A課程包含的內容較多，包括系統動態(tài)數學模型、系統時間和頻率特性分析、系統穩(wěn)定性分析、系統相對誤差分析和系統綜合與校正等，是一門綜合性和理論性很強的課程。一般開設于大三上學期，內容包含很多較難理解的概念、數學公式、理論推導和復雜圖形等。學生如果對基本知識掌握不牢固，就會感到該課程學習困難。

2.教師單向傳授知識，學生學習興趣低。由于學時短和教學任務緊湊，控制工程基礎課堂經常采取講授教學模式。雖然教師授課和學生聽課是我國教育界普遍采用的教學模式，但是，這種單向的授課方式無法提高學生的知識應用能力，導致學生探索和發(fā)現問題的能力較弱；而教師嘗試改變教學模式，通常需要扎實的知識基礎和付出多倍的備課時間，投入較大。

3.專業(yè)課程的國際化對接能力弱。課程國際化是拓展學生國際視野的重要方式，但我國目前高校課程缺乏國際化。在全中文的專業(yè)課教學中，學生很少能夠了解專業(yè)學術英語，不能及時了解國外先進的工程理念和前沿技術的發(fā)展，缺乏與國際的接軌；且某些高校的研究生招生考試中指定的控制工程基礎專業(yè)課教材為英文教材，全中文教學不利于學生的深造與個人發(fā)展。

二、課程教學改革的途徑

1.課程人數設置。上課人數對于翻轉課堂具有重要影響，翻轉課堂適合采用小班授課。采用層次型班級開課模式，即開設1—2個小班，每個小班人數限制在20—30人左右，進行翻轉課堂雙語教學。另外，開設1—2個60—90人的班級，以中文教學為主，配合少量雙語教學。學生英語水平是英語授課一個關鍵要素，應選拔英語水平較高的學生進入小班授課，可以將雅思或大學英語四、六級等作為選拔標準。注意，分層次專業(yè)課授課僅是在雙語教學準備不太充分的情況下，作為試點和過渡的一種形式。經過幾輪授課，待雙語課程建設與教師隊伍建設完善之后，應實施全面的翻轉課堂雙語教學，充分體現教育公平。

2.翻轉課堂實施形式。翻轉課堂包括課外和課堂兩個環(huán)節(jié)。在課外環(huán)節(jié)，教師根據教學內容抽取和總結出重要的知識點，依據知識點制作成微視頻和設計課前練習題，學生根據微視頻進行獨立自主的學習，并完成相應的練習題。課堂環(huán)節(jié)主要包括教師講解、師生互動和學生小組合作。針對控制工程基礎，可在每章抽取3—5個核心知識點，教師通過實例、理論、應用和啟發(fā)思考題等，把知識點講透，為學生的課外自主學習提供基礎。

3.雙語教學的教材選用與課件形式。實行雙語教學首先要選擇一本經典的英文原版教材。英文原版教材信息量大且內容繁多，而中文教材則相對簡練，為了充分發(fā)揮兩種教材各自的優(yōu)勢：（1）選用英文教材作為主講教材[4]，提煉英文教材中的知識點，配合英文多媒體課件，在課堂上進行知識點的概要性講解和案例研討，學生必須在課外借助微視頻等資料進行知識點的自主學習；（2）選用中文經典教材作為參考書，且中英文教材的習題可配合使用；（3）多媒體課件采用全英文的制作方式，簡練展示關鍵的專業(yè)詞匯及相關定義。

4.控制工程基礎的實驗?？刂乒こ袒A的實驗教學內容包括典型系統時間響應、二階系統頻率響應和控制系統校正。實驗是理解控制原理的一種直觀形式，而軟件實驗有助于課堂講授和學生上機操作仿真。通過Matlab軟件可以有效簡化實驗教學，采用Matlab可以使知識點生動形象地表示出來，有利于學生直觀清晰地理解和掌握抽象難懂的知識點。

三、教學實施效果的討論

1.課程網站平臺有助于推動翻轉課堂雙語教學的實施。課程網站可以劃分為用戶模塊、交流學習模塊、資源模塊、監(jiān)督模塊等，例如，在資源模塊中，學生可以找到教學微視頻、教學課件、課程習題、課程優(yōu)秀文章等資料。課程網站平臺是教學資源的存儲體，表現在學生可以通過電腦、智能手機等途徑獲取微視頻資源；課程網站中的留言板、學生問題和教師解答資源形成了一種知識庫，可以對后續(xù)年級的專業(yè)課學習提供良好的借鑒。

2.微視頻在翻轉課堂教學中直接影響學生課前學習的效率與積極性。教師根據課程教學目標和內容以及參考教材，抽煉和總結出每章節(jié)必須掌握的核心知識點與難點，對知識點相關內容進行整合簡化。需要講解的教學內容可以采用公式、文字PPT，配合動畫或者視頻播放的形式，豐富微視頻的效果以避免視頻枯燥。每個微視頻包含1個知識點，時間大致在8—15分鐘左右。在微視頻授課中，對于某一個知識點盡可能從多角度講解，這樣有助于避免知識的單調性。例如，講解控制系統穩(wěn)定性時，教師除了講解通過理論計算來分析控制系統的穩(wěn)定性以外，也可以引入基于Matlab和LABVIEW的實驗，這樣既擴大了學生的知識面，也可以調動學生對探索未知知識的興趣。

3.翻轉課堂的專業(yè)課雙語教學要增加課堂研討和小組項目作業(yè)的環(huán)節(jié)。根據控制工程基礎內容，設計典型案例，建立案例庫，使用生動、形象的案例調動學生課堂研討的積極性。要改變學生課堂參與和活躍度低的現狀，僅靠知識點提問是不夠的，必須通過一些實際控制系統的分析、設計案例，來體現知識點在實際中被運用的情況。另外，小組項目作業(yè)也是一個非常重要的環(huán)節(jié)，設置4—6人的小組，以章節(jié)為單位給每個小組設計不同的協作作業(yè)。小組成員在課后時間通過資料查找、討論分析，完成項目作業(yè)并形成PPT資料。各小組在課堂上進行項目作業(yè)匯報，形成各小組之間相互學習和競爭的效果。教師要注意小組項目作業(yè)的合理的難度和工作量，并把個人完成情況反映到學生的平時成績中。

參考文獻：

[1]李澤，楊歆豪.“控制工程基礎”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2014，（2）：109-110.

[2]劉天宇.現代控制工程雙語教學探索[J].高教學刊，2015，（12）：40-41.

[3]鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環(huán)境下基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013，19（1）：58-64.

[4]Katsuhiko Ogata. Modern control engineering （Fifth Edition），現代控制工程（第五版）（英文版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.