“控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真”課程的雙語教學(xué)模式探討＊

王宏偉

（東北大學(xué)秦皇島分校，河北 秦皇島066004）

對(duì)于高等學(xué)校自動(dòng)化類本科生來說，具備外語專業(yè)知識(shí)并能夠很好地進(jìn)行交流具是非常重要的意義[1-2]。教育部在教高〔2001〕4號(hào)文件提出，教育要面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來，本科生教育需要?jiǎng)?chuàng)造條件使用英語等進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)[3]。本校根據(jù)教育部精神，開展專業(yè)基礎(chǔ)課的雙語教學(xué)工作，培養(yǎng)既掌握專業(yè)知識(shí)又通曉外語的全面復(fù)合型人才。

針對(duì)“控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真”課程特點(diǎn)，結(jié)合自身的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行深入探討，總結(jié)一套完備的教學(xué)體系，對(duì)其中存在的主要問題進(jìn)行了分析。

1 “控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真”課程雙語教學(xué)的必要性

雙語教學(xué)不僅能提高學(xué)生的英語學(xué)習(xí)效果，而且對(duì)于學(xué)科專業(yè)本身的理解作用是巨大的。本課程講授的MATLAB/Simulink仿真軟件中的幫助系統(tǒng)均使用的英語，能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸適應(yīng)英語的閱讀環(huán)境，為閱讀其他專業(yè)軟件打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，該課程與自動(dòng)化類其他專業(yè)課程聯(lián)系非常緊密，能夠?qū)υS多專業(yè)課程有更加深入的了解，畢業(yè)設(shè)計(jì)中也會(huì)經(jīng)常使用該課程內(nèi)容，因此選擇該課程作為雙語教學(xué)的實(shí)施對(duì)象是比較合適的。

2 雙語教學(xué)方法的探討

2.1 科學(xué)的選用教材

雙語課程選用一本科學(xué)的教材是非常重要的，直接關(guān)系到授課效果。現(xiàn)有的外文原版英文教材內(nèi)容較多，而且此類教材價(jià)格較貴，結(jié)合本專業(yè)的實(shí)際需要，參考國外教材，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行合理取舍。此外，學(xué)生還可以查找MathWorks公司的官方主頁（http://www.mathworks.com），該官網(wǎng)提供了大量的英文教程、實(shí)例以及視頻，對(duì)學(xué)生的自學(xué)及拓展學(xué)習(xí)是非常有幫助的。

2.2 雙語教學(xué)手段

雙語教學(xué)是一種全新的教學(xué)方式，良好的教學(xué)手段對(duì)雙語教學(xué)是至關(guān)重要的，能夠有效提高學(xué)生的積極性，活躍課堂氣氛，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。雙語教學(xué)授課中采用英文多媒體課件，適當(dāng)輔以黑板板書，并采用與MATLAB/Simulink軟件操作演示相結(jié)合的教學(xué)手段。每次在上課之前，以課件的形式先介紹給學(xué)生一些專業(yè)術(shù)語，使學(xué)生更易理解。雙語教學(xué)不能單一強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)英語掌握多少，還要注意對(duì)專業(yè)知識(shí)的講授。因此課前回顧和課后總結(jié)時(shí)可以全部使用英語教學(xué)，較難理解的新課內(nèi)容可以使用中英文交替進(jìn)行，這樣可以使學(xué)生更容易理解。授課過程中根據(jù)學(xué)生的課堂反應(yīng)自動(dòng)調(diào)整授課中的中英文比例，提高學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的能力，同時(shí)英語水平也能相應(yīng)提高，使得部分英語成績(jī)差的學(xué)生樹立強(qiáng)大的自信心，達(dá)到雙語教學(xué)的目的。此外根據(jù)本校的實(shí)際情況、學(xué)生的英語水平和接受能力，在課后通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、電子信息交流群等方式與學(xué)生進(jìn)行及時(shí)的在線交流，讓學(xué)生積極參與到雙語教學(xué)中來。從學(xué)生反饋的信息中可知其在該門課程中學(xué)到了很多的知識(shí)，這些表明該課程的雙語教學(xué)手段是可行而有效的。

2.3 案例教學(xué)

選擇一些典型的控制系統(tǒng)，通過案例教學(xué)可以增加學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，提高學(xué)生解決實(shí)際工程應(yīng)用問題的能力。以自動(dòng)控制原理中穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算與分析為例。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

已知輸入量為給定10 V直流電壓，輸出量為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，試求加入積分控制器后從輸入端定義的穩(wěn)態(tài)誤差值[4]。利用本門課程的MATLAB/Simulink軟件對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行研究，仿真結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為0 V，與理論分析結(jié)果相一致。通過仿真圖可以使學(xué)生更直觀地理解控制系統(tǒng)的工作原理，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用軟件對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真和分析，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)與交流，增強(qiáng)成就感，提高該門課程的雙語教學(xué)效果。

圖1 配置積分控制器的閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)輸入端穩(wěn)態(tài)誤差曲線

2.4 開展第二課堂

作為第一課堂的延伸和補(bǔ)充，第二課堂可以促進(jìn)學(xué)生消化第一課堂的知識(shí)，讓學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中，吸納感興趣的本科生，通過第二課堂的形式提前進(jìn)入課題。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)如何閱讀文獻(xiàn)、收集資料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等問題，撰寫高水平的學(xué)術(shù)論文和畢業(yè)論文，大大鍛煉學(xué)生的科研工作能力。

3 雙語教學(xué)中存在的問題

在授課過程中教師是整個(gè)活動(dòng)的引導(dǎo)者，需要充分研究本課程的最新動(dòng)態(tài)，及時(shí)完善課程最新資料，使教學(xué)內(nèi)容緊跟學(xué)科前沿；另一方面教師還應(yīng)該提升自己的英語口語能力，提高雙語課程的教學(xué)質(zhì)量。

學(xué)生的英語水平參差不齊，盡量采取小班講授，因材施教。根據(jù)大學(xué)英語六級(jí)考試水平進(jìn)行分班授課，對(duì)于英語水平高的班級(jí)可以加大英語授課比例。

學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真本身的學(xué)習(xí)非常感興趣，但是一看到英文教材和課件就會(huì)望而卻步，把英語視為學(xué)習(xí)的障礙，降低學(xué)習(xí)的積極性。因此需要教師的鼓勵(lì)和引導(dǎo)，消除學(xué)生對(duì)英語的畏懼感，循序漸進(jìn)，潛移默化地提高學(xué)生的英語水平。

4 結(jié)束語

“控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真”是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，能夠加深學(xué)生對(duì)自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的理解，提高學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真的能力，雙語教學(xué)還能提高學(xué)生專業(yè)英語的應(yīng)用能力，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。通過近十年該課程雙語教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了有利于提高雙語教學(xué)效果的方法，并對(duì)一些存在的問題進(jìn)行了有益的思考，對(duì)其他適合雙語教學(xué)的課程有一定的借鑒作用。雙語教學(xué)還處在探索、總結(jié)和不斷完善階段，雖然已經(jīng)在某些方面取得一些成果，但還存在很多問題需要解決和探討。因此提高雙語教學(xué)質(zhì)量任重而道遠(yuǎn)，應(yīng)當(dāng)循序漸進(jìn)，為培養(yǎng)具有國際競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)人才貢獻(xiàn)力量。