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)

“過程控制工程”課程全英語教學(xué)經(jīng)驗和反思

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化專業(yè)對“過程控制工程”課程進(jìn)行全英語教學(xué)的過程。為了保證教學(xué)效果，根據(jù)授課內(nèi)容的特點和學(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)活動經(jīng)驗和反思，并結(jié)合在昆士蘭科技大學(xué)全英語教學(xué)培訓(xùn)項目，提出了三條可執(zhí)行性意見以保證全英語教學(xué)模式可持續(xù)開展。

全英語教學(xué)模式；教學(xué)方法；教學(xué)效果

0 引言

從2009年起，上海市教委開展了上海高校示范性全英語教學(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。

我國高等院校進(jìn)行全英語教學(xué)試點無疑是培養(yǎng)適應(yīng)國際化需求人才的重要形式之一[1]，也是主動適應(yīng)經(jīng)濟全球化和中國經(jīng)濟國際化的需要[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化專業(yè)的中外合作辦學(xué)項目的要求和研究生培養(yǎng)國際化的需求，參考國外相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)模式，我們選擇了自動化專業(yè)作為全英語授課的試點專業(yè)，在三年時間內(nèi)打造9門課程的全英語教學(xué)模式[4]。 其中，“過程控制工程”(Process Control Engineering)作為我校自動化專業(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教學(xué)項目[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、能動手、敢創(chuàng)新為目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容上，注重英語教學(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，堅持英語教學(xué)，引進(jìn)國外先進(jìn)教學(xué)管理方式，結(jié)合理論教學(xué)、實踐教學(xué)、課外調(diào)研等各個教學(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)展動態(tài)。通過英語教學(xué)，注重學(xué)生素質(zhì)與能力的培養(yǎng)，將理論教學(xué)與外語思維能力強化聯(lián)動，將學(xué)生培養(yǎng)成具有英語思維、國際視野和創(chuàng)新能力的一線工程師為目標(biāo)，提高學(xué)生的國際競爭力。

1 教材和教學(xué)輔助材料

全英語教學(xué)是指從教學(xué)語言、教材、教學(xué)課件、作業(yè)以及考試等全部采用英語。而英語教學(xué)的目的是幫助學(xué)生具有英語思維的同時，還有利于學(xué)生了解、學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，提高其國際競爭力。因此，整個教學(xué)過程中教材的選擇非常重要。在對“過程控制工程”進(jìn)行全英語授課時，我們選擇教材為應(yīng)用型較強的《Process Control A Practical Approach》, (Myke King, John Wiley&Sons Ltd 2011)。通過與作者M(jìn)yke King交流，了解他本人編寫這本書的思路，從而確定這門課程的教學(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，著重介紹實際應(yīng)用過程中的控制系統(tǒng)設(shè)計、控制算法和整定過程。

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

圖1 Process Control Toolkit主界面

2 全英語教學(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分鐘時間內(nèi)基本上都是教師在講，學(xué)生坐在下面被動地聽。學(xué)生獨立思考的時間和機會很少。因此，我們學(xué)生的學(xué)習(xí)主要實現(xiàn)了如圖2所示的Bloom 教育目標(biāo)分類中的第一階段，即knowledge(lower order thinking)階段，基本上就是記憶知識，處于低級思維狀態(tài)。如果采用全英語教學(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)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)到主動學(xué)習(xí)，在本次的“過程控制工程”全英語教學(xué)過程中進(jìn)行了一些嘗試。

圖2 Bloom 教育目標(biāo)分類

2.1 提供教學(xué)輔助材料

之前，我校中文授課“過程控制工程”時，采用的教材是孫洪程等在2006年編著的《過程控制工程》。與這本教材相比，《Process Control A Practical Approach》更偏應(yīng)用性，且相對較少地對控制理論的基本內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)講解，比如串級控制作為一個既定的控制系統(tǒng)出現(xiàn)，卻沒有具體講解什么是串級控制系統(tǒng)。因此，根據(jù)自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃，為了對學(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《過程控制工程》作為參考資料，為在答疑時間用中文講解相關(guān)知識點，比如串級控制系統(tǒng)、均勻控制和比值控制等。

另外，考慮到學(xué)生英語水平不同和學(xué)生對英語授課的不自信，每次課后要求學(xué)生預(yù)習(xí)第二次上課的內(nèi)容；在上課過程中，會分發(fā)一些基礎(chǔ)知識的資料，或者板書重點學(xué)習(xí)知識，比如一些重要術(shù)語的定義等。

2.2 采用動畫、視頻等教學(xué)輔助手段

“過程控制工程”課程內(nèi)容中涉及到應(yīng)用對象，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，在這些知識點上采用圖片、動畫甚至視頻等輔助手段，幫助學(xué)生理解。另外，對于“控制工程”教學(xué)中非常重要的知識點，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)模式的一個重要特征是學(xué)生在整個教學(xué)過程中的參與度。在一些章節(jié)的教學(xué)過程中，我們采用了分組學(xué)習(xí)的方法。

分組學(xué)習(xí)運行好的一個重要保障是給每個學(xué)生都要分配落實任務(wù)。比如我們在第四章Level 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個題目，每組成員自己選擇一個題目，學(xué)習(xí)時間是15分鐘。15分鐘后要求學(xué)生給出問題的答案。如果回答正確，課堂成績加2分；要求學(xué)生沒有答案，則從課堂成績中扣2分；如果主動站起來回答問題，且答案基本正確，獎勵5分。

從課堂效果上看，不論是英語基礎(chǔ)好或者相對差一些的學(xué)生都能積極地去尋找答案；而且通過獎勵學(xué)生主動回答問題的方式，極大鼓勵了學(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)場情況

2.4 多種教學(xué)方法的靈活運用

“過程控制工程”這門課的知識點既包括像Model Identification或者Error-Squared Controller等理論知識，又有Controller Tuning等應(yīng)用方法。無論是理論還是應(yīng)用知識，如果僅僅根據(jù)書本內(nèi)容照本宣科，學(xué)生理解起來很困難。

圖3 分組學(xué)習(xí)

我們在整個教學(xué)過程中采用對比、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，我們將其與經(jīng)典控制理論進(jìn)行結(jié)合，通過模型和Matlab，演示辨識方法和過程。在講解到鍋爐汽包液位控制時“虛假水位”的概念時，通過家用燒水壺和電飯煲等生活當(dāng)中的例子來說明什么是虛假水位。

3 全英語教學(xué)活動的反思

目前，隨著留學(xué)生數(shù)量的逐年增加和國際交流的深入，全英語教學(xué)方式已成為各高校積極推進(jìn)的教學(xué)活動的之一。但因為學(xué)生英語水平參差不齊，且一些留學(xué)生來自非英語為母語的國家，因此在采用全英語進(jìn)行教學(xué)時，如何保障教學(xué)效果是全英語教學(xué)活動面臨的主要問題。通過本課程的實踐過程，總結(jié)了以下三個要素。

3.1 政策扶持

為了保障全英語授課的可持續(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畲胧┕膭罱處熑⑴c授課和教學(xué)方法的討論。比如，在職稱評定、教改項目申報等方面，優(yōu)先考慮教學(xué)方面有全英語授課經(jīng)歷的教師；全英語授課的工作量計算與常規(guī)工作量計算有差距，而且差距相對較大，比如權(quán)重系數(shù)設(shè)在1.5以上，鼓勵更多的教師進(jìn)行全英語授課。

3.2 師資隊伍建設(shè)

任何教學(xué)活動都需要有優(yōu)秀的師資隊伍作保障。對于全英語授課來說，全英語師資隊伍建設(shè)更是重中之重。

師資隊伍建設(shè)可以從短期和長期兩方面考慮。短期內(nèi)可以聘任校外有經(jīng)驗的教師或者國際著名教授和專家進(jìn)行授課；從長期的角度，培養(yǎng)本校青年教師是要旨，具體措施可以是出國培訓(xùn)、或者到國內(nèi)有經(jīng)驗的英語教學(xué)高校進(jìn)行學(xué)習(xí)、或者培訓(xùn)教師從中文到雙語到全英語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)行全英語教學(xué)培訓(xùn)時，深刻體會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，可以更好地實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，實現(xiàn)Bloom 教育目標(biāo)分類中學(xué)習(xí)的第二甚至第三階段。這無疑會大大增強學(xué)生的競爭力。

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)行英語教學(xué)培訓(xùn)期間，聽到的最多的詞就是反思，即反思教學(xué)。教師在每節(jié)課后會發(fā)給學(xué)生一個2分鐘的調(diào)查問卷，涉及到本次課學(xué)到什么、哪些內(nèi)容覺得很有意思、哪種教學(xué)方法覺得不喜歡、希望教師如何做等內(nèi)容的調(diào)查問卷。教師之間會定期開會，討論最近一段時間內(nèi)的教學(xué)方法和學(xué)生的反應(yīng)等。

對于國內(nèi)高校采用全英語教學(xué)時，因為語言的緣故會面臨更大的挑戰(zhàn)。需要根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)實時調(diào)整教學(xué)方法，以保證和提高教學(xué)效果。否則非但沒有提高學(xué)生的競爭力，反而浪費時間和資源。

4 結(jié)語

本文就我校自動化專業(yè)核心專業(yè)課程——“過程控制工程”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)過程采用全英文的語言環(huán)境；平時作業(yè)、課堂回答、考試試卷以及學(xué)生作答也全部采用英語的方式。盡管學(xué)生的英語水平參差不齊，大部分學(xué)生都表示理解了教學(xué)內(nèi)容，掌握了關(guān)于“過程控制工程”的重要知識點，學(xué)習(xí)效果良好。

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[7] 趙懷林, 王建華, 馬向華, 崔蕾蕾.“集散控制系統(tǒng)”全英語教學(xué)實踐與總結(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

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

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

A

1008-0686(2017)04-0022-04