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的一門專業必修課，學習該課程可培養學生利用Matlab語言進行編程和仿真的能力，亦可以為電氣類專業學生學習自動控制原理、計算機控制和數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，以培養出具有一定英語應用能力的專業人才。

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。數據顯示，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，讓學生對課堂內容心中有數，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容課后又未主動歸納總結的學生，課后實操作業往往無從下手。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) 調節雙語比例，營建授課環境

目前國內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現，部分教師將雙語教學的側重點片面地放在專業英語和中文內容的比例上，過度僵化雙語教學的形式。而課程雙語的比例，要根據學生的英語水平和教學章節進行適配，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，一旦發現學生接受困難，應立即調節英文授課比例，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的功能。后續章節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。而數據分析和數值運算部分內容較多且理論部分較難，大二學生還不能很好理解章節內曲線擬合、常微分方程求解等內容，不適合全英文授課，這時應降低英文授課比例。課程結尾內容為Simulink仿真，雖然會出現不少專業詞匯，但內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，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。視頻內容方面，由于本專業選用劉衛國的《Matlab程序設計教程》作為中文輔助教材，為契合教材與大綱內容，一些學校采用了中南大學劉衛國團隊在中國大學MOOC平臺發布的慕課作為視頻課件。該慕課內容覆蓋全面、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尾處，適時插入章節測驗，提點易錯概念和重難點。文字內容方面，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、熟悉課程結構。此外，結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、構建知識體系。學習通平臺還會在每個單元學習結束后，為學生推送英文作業，幫助學生及時練習總結。作業是課程組教師根據專業課程大綱，結合中英文參考教材，制作的集涵蓋對應知識點、貼近生產生活實例、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化為生動形象的視頻互動內容，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選修課，選修人數較多，針對學生在課后實操作業中出現的非典型問題，教師很難有精力一一答疑。結合國內外高校經驗，可以引入學生助手協助作業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學生在自學和作業中遇到的編程問題，并嘗試當面調試解答。由于學生助手經過一輪Matlab基礎到控制系統仿真再到專業課程設計的訓練，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音，協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、積極向上的優良學風。

(四) 鼓勵申請項目，培養應用型人才

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并將其作為后續學習的輔助工具的學生，課后習題已經難以滿足他們的需要。課程組也嘗試以研究為導向、以培養研究型和創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, 下撥一定經費, 學生則通過申報—立項—中期檢查—結題答辯等環節，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設計這一小課題，軟件可根據完成成績統計、分析成績分布情況并將結果以Excel表格輸出。在課題中，綜合考察了對數據的處理分析、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試能力，培養起團隊協作精神，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實問題，起到了一舉多得的作用。

四、結語

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。經過統計，相較上一學年，學生期末成績中位數上移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，學生通過大學生創新創業項目和“互聯網+”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質課程的自信心。為適應教育改革和時代的發展, 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，結合地方本科院校環境，提出調整雙語比例、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驗，對各地方本科院校雙語教學改革具有借鑒意義。