“動態系統理論”思想指導下的“自動化專業英語”課程教學改革

董朝軼　陳曉艷

摘要：傳統的自動化英語課程建設由于受到歷史原因和客觀條件的限制，一直存在著教學形式單調、教學內容間聯系不足、缺乏整合等問題，學生無法從中建立、加深對整個控制科學與工程理論體系的認識。為了適應新形式下自動化專業外語課程建設的需要，切實改善教學效果，我們借鑒國外課程改革的有益經驗，對內蒙古工業大學“自動化專業英語”課程教學方法和教學內容進行了調整和改革，提出以“動態系統理論”教學為主線重構“自動化專業英語”課程教學內容的新思想，強化各知識點的有機結合和融會貫通。

關鍵詞：動態系統理論；自動化專業英語；討論式教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）11-0107-02

一、引言

英語是國內外從事學術研究和工程應用人員的通用語言，目前，已經成為一種事實上的國際標準。以控制類學科及其應用領域為例，國際企業的自動化產品和設備的使用手冊及說明書用英文編寫，優秀的控制仿真軟件、控制領域的研究論文、自動化專業國際經典教材、互聯網上的自動化技術信息等多數資料也以英語作為寫作語言。如此大量的自動化專業信息被非母語國家的理工科學生所接受和掌握，必然要求學生具備良好的專業英語知識[1]。因此，開設“自動化專業英語”課程或有選擇地開設其他雙語教學課程成為自動化專業培養計劃中重要的教學環節[2]。合理地配置“自動化專業英語”的教學內容和改進教學方法，不但可以促進學生的專業外語能力的提高，而且更有助于其專業知識的學習與鞏固。具有“一石二鳥”的人才培養效果。

內蒙古工業大學的“自動化專業英語”課程為自動化本科專業開設的一門專業必修課，分兩個學期教授，總課時量為64學時。目前，“自動化專業英語”教學在服務于“國際化人才”培養方面存在著如下幾點迫切需要解決的問題：（1）部分學生對學習“自動化專業英語”的重要性和必要性認識不足，致使學生學習的課堂積極性不高[3]；（2）教師現有的教學方式過于簡單，主要以科技文章翻譯和生詞講解為主，難以激發學生的學習興趣；（3）教學內容死板，以自動化技術基礎課和專業課的英文原版教材節選的章節為主要學習內容，各教學內容之間彼此相對獨立，教學效果等同于普通的“英文閱讀理解”，無法形成對本專業理論體系的宏觀認識和專業認同感。鑒于以上自動化專業雙語課程體系建設中存在的若干問題，課題組提出以“動態系統理論”教學為主線重構“自動化專業英語”課程教學內容的新思想，在統一的“動態系統理論”框架下引入高等數學、電路、液壓傳動、信號系統、系統建模和控制原理的基礎知識點，在組織教學的過程中，始終強化各知識點的有機結合，努力使學生在掌握“自動化專業英語”課程大綱所要求的科技詞匯和科技文獻翻譯能力的同時，對“動態系統理論”體系融會貫通，為進一步專業知識的學習打下良好的基礎。

二、“動態系統理論”思想指導下的“自動化專業英語”課程教學改革的現狀分析

結合使用英語進行專業課程學習、科技文獻閱讀、研究論文寫作以及從事雙語教學工作的體會，筆者深切認識到：“動態系統理論”是自動化課程的方法論核心。動態系統理論最初來源于經典力學中對于物體運動和動力過程進行數學描述的需要，美國數學家G.D.伯克霍夫發展了法國數學家H.龐加萊在天體力學和微分方程定性理論方面的研究，奠定了動態系統理論的基礎。現代控制理論的發展促進了對動態系統的研究，使其應用從經典力學擴大到一般意義下的系統，并成為應用于工程學、經濟學、生物學、乃至社會科學的一般方法論。那么什么是動態系統呢？動態系統是指按確定性規律隨時間演化的系統。嚴格地講，任何有記憶的系統都可被稱為動態系統，控制科學與控制工程研究本身就是一個對“動態系統”進行建模、分析和綜合的過程。

目前，在一些發達的國家和地區，如，美國、英國、日本、韓國、新加坡、香港等，幾乎所有工科專業，廣泛開設被稱為“系統動態”（System Dynamics）的英語教學課程，涵蓋的內容包括：信號和系統的基本概念、電氣、力學、機械、化學、生物過程的動態建模、微分方程的時間域和頻域求解、控制理論基礎知識、非線性系統理論基本知識、典型動態系統的仿真等。通過該課程的學習，控制專業的學生可以了解到本專業本質的理論核心，和由這一“系統動態”觀點派生出的理論體系及其在各科學領域的應用，從而加深對系統理論和控制論的理解，進而提高學生的抽象思維水平和科研能力。

三、開展以“動態系統理論”教學為指導的“自動化專業英語”課程教學改革

借鑒國外工科教學體系改革的重要經驗，并順應當前我國人才的培養模式向“厚基礎寬口徑”方向改革的趨勢，課題組提出加強以“動態系統理論”思想為主線的自動化專業英語教學，以深化自動化專業課程內容和教學方法改革，結合控制理論與控制工程科學研究的方法論本質和前沿動態，在增強學生專業英語聽、說、讀、寫能力的同時，激發學生的學習興趣，形成對本專業知識應用的認同感。

我們在自動化本科雙語教學過程中明確和強化“動態系統理論”教學這一主線，著重從以下幾個方面進行了改革與建設。

（一）整合現有“自動化專業英語”課程教學內容

從“系統學”的角度出發，提升課程的教學內容至方法論水平，將其統一到“動態系統理論”這一宏觀框架下。課題組嘗試使用一種具有連貫內容的“系統動態”講義來進行專業外語教學，這一新穎的形式在“自動化專業英語”的學時內講述了“系統動態”課程，學生既學習了專業英文詞匯、翻譯技巧，又掌握了“動態系統理論”分析和綜合的方法，獲得了專業知識的提升。授課講義以自編部分為主，同時參考“系統動態”方面的國際經典教材（如，Katsuhiko Ogata教授編寫的《System Dynamics》）[4]，吸收了這些經典教材中大量的有益內容，講義涵蓋動態系統理論的大多數內容，不求精，但求邏輯上的連貫性和理論體系上的系統性。將高等數學、線性代數、矩陣論、電路、信號與系統、自動控制原理、過程控制等主干課程的核心內容統一到動態系統建模、分析、仿真這一完整框架中進行概括總結。

（二）改革了過去較為單一的教學方式，充分調動學生的積極性和主動性

安排學生就某一理論、觀點、概念進行專題討論（內容涉及：系統、信號、線性向量空間、系統穩定性、可控性、可觀測性、魯棒性等基本問題）。鼓勵以學生為主體的課堂發表形式，學生根據課前調查、研究，在課堂討論中明確表明自己對某些理論問題的觀點。課下采取大作業的形式來促進學生對課堂知識的鞏固，從而提高他們分析問題、解決問題的能力。

（三）在課堂教學中引入教師的科研成果，廣泛介紹“系統科學”發展的前沿及其在各個研究領域的應用實例

重點結合系統生物學和飛行器控制兩個研究領域的研究實例，來進行“系統動態理論”的講授。科研實例的引入，幫助學生在掌握系統科學相關的專業英語詞匯的同時，還切實體會到本學科理論知識在其他各學科中的應用，使學生體會到本專業所學方法論的強大力量和廣泛應用，激發學生的學習興趣，進一步調動他們學習其他專業課程的積極性。

四、結語

本教學改革研究為促進自動化專業本科生專業外語水平的提高，提高他們對本專業基本方法和基本理論的認識，提出在現有的自動化專業外語課程教學過程中強化“動態系統理論”教學，以這一主線來改革課程內容安排和調整教學方法，幫助自動化專業學生構建自身的專業知識體系框架，加深對系統理論和控制論的理解，提高學生的抽象思維水平和科研能力。課題組采用雙語或者英語教學方式來進行“系統動態”等相關課程內容的教學，參考國際經典教材，編寫了英文課件和講義，不但促進了學生對理論知識的理解，而且提高了學生的專業英語水平。筆者希望，這種雙語教學改革的“理念”能引起國內教育、教學管理層面的重視，從而推動其他工科專業的雙語課程教學改革，使廣大學生受益。

參考文獻：

[1]于宗艷，王麗，孟嬌茹.“自動化專業英語”教學探討[J].中國電力教育，2012，（26）：148-149

[2]王海泉，王東云，馬薇.自動化專業英語教學改革初探[J].教學研究，2011，（4）：67-69.

[3]呂漫麗.自動化專業英語的教學心得[J].中國教育導刊，2009，（12）：68-69.

[4]Katsuhiko Ogata.System Dynamics[M].Prentice-Hall Regents，2003.