微機械電子系統研究生雙語混合教學的教改與探索*

劉鳳麗 曾鵬飛

沈陽理工大學機械工程學院 沈陽 110159

0 引言

面對國內外新的教育發展形勢和要求，為了更好地了解國際科學研究的發展趨勢、了解本學科的前沿動態和研究熱點，需要研究生掌握良好的專業英語讀寫能力。雙語課程的建設是加快高校國際化進程的必然需求，也會推動高校教學質量的提高。我國高校在專業基礎課程教學中應廣泛推行雙語教學模式。相較于傳統的教學方式，雙語教學能對專業有更深的理解，拓寬學生的國際視野，對該領域新技術與新成果有更多的了解。是培養具有國際競爭力的高素質復合型人才的有效途徑，因此成為國內各高校教學改革的關注重點[1]。

從廣義上講，微機械電子系統是指集微型傳感器、微型執行器、信號處理和控制電路、接口電路、通信系統以及電源于一體的系統。該課程不像其他課程具有多年的研究基礎和完善的課程體系，而是包含了眾多學科領域，內容非常廣泛，交叉特性明顯，它的研究和發展既促進又依賴眾多學科。由于該門課程設立較晚，現有微機械電子系統的中文教材較少，原版的英文教材又不適合目前學生的基礎，與教學的環節不匹配，因此雙語教學工作進展緩慢。其中另外一個原因是學生英語基礎差，不能馬上適應雙語教學的方式，不同研究領域內的大量專業詞匯的突顯讓學生在學習和閱讀中感到很困難。雙語教學對教師一方面要有較高的英文水平，另一方面需要掌握多種學科的知識，具有該方向的完整科研經歷。而傳統教學方式無法滿足線上教學的要求，在疫情突發的情況下更是無法開展教學。本課程開設之初，側重書本理論教學，實踐環節薄弱問題較為突出。在近幾年的教學過程中，開始試用部分英文教案、課件，并在測試環節中增加部分英文試題。將教師科研成果轉化為教學資源，開設案例式教學，增加小組討論與個人專題學術報告環節，實踐環節薄弱問題得到了明顯改善，逐步向雙語教學的模式過渡。

1 在雙語教學改革研究中需要研究的主要內容

微機械電子系統是一門應用性很強的學科，雙語教學不僅僅是有部分的英文授課，其目的是要利于學生掌握現有的國際上最新研究進展，提高了本專業研究生在微納米制造領域的國際化認知和專業英語的綜合運用能力，增強對科技文獻的閱讀能力和翻譯水平。

本次教改要在課程設置里原有的理論教學基礎上增加建模仿真練習，增加分析前沿的聚合物微制造技術理論知識，并附加復合式聚合物的制備及模具制作的演示性實驗。讓學生觀察磁性聚合物的制備和成型。對這種新興的功能性聚合物材料有一個直觀的認識。

在課程的基礎知識講解結束后，針對一個實際的微小結構器件作為設計目標，例如陀螺儀、靜電驅動器等，開展課堂案例式教學。引導學生學會選取合適的材料，進行原理和結構的設計，在有限元軟件中建立實體模型，采用合理的網格劃分模式，熟練掌握L-Edit 軟件并結合工藝設計加工模板，并獨立設立工藝流程，仿真驗證工藝是否合理，并進行相關的靜力學及動力學仿真分析，能對分析結果進行討論，給出合理的修改方案。將課程的教學重點提升到以學生實踐性學習和研究型學習為主的新模式。

2 課程的全新建設

2.1 完善全英文的教學大綱和課件

通過此次的教改，最終實現全英文的教學大綱、教學日歷、電子教案以及網絡課件。要搜集國內外最新教材，原版教材的編寫與國內的教材不同，學生很難理解，而且教材的安排也很難與本課程的教學大綱匹配。故只能從原版教材中選取合適的內容作為講義內容，這樣可以保持英文的“原汁原味”。對原版教材進行加工、選取和重組，自編適合本專業研究生實際教學的大綱和多媒體課件[2]。原版的專業詞匯有助于學生在今后順利地閱讀和檢索所需的相關外文文獻。在實際的課堂教學中，可以對難理解的內容尤其是抽象概念進行中文解釋，讓不同英語水平的學生都能有所收獲。

2.2 教師隊伍的培養

雙語教學不僅要求教師具有較高的外語水平，而且還必須具備與微機電系統相關的各個領域內的專業知識。只有同時達到這兩個方面的要求，才能順利完成相關的教學任務。課程主講教師已經講授微機械電子系統課程十余年，編寫了課程教學大綱。在本科教學中從事雙語教學多年，在澳大利亞訪學期間調研了該門課程的教學內容及課程安排，參與了該門課程的教學活動。通過本次課程建設，讓授課老師根據雙語教學的背景設計全新的教學過程，建立適于疫情突發形態下的教學資源，所以授課教師要提高英文的授課能力，參與相關科研的研究過程，將最新的科研成果充實到教學內容中，體現出學科的前沿性。

2.3 案例式教學

教學中可以融入微機械加工領域最新研究成果，同時也要將教師科研成果轉化為教學資源，讓研究生從理論學習轉到實際應用，既熟悉了課上的理論知識，同時又了解了科研的一般流程。鑒于該學科的實驗加工設備非常龐雜，無法讓學生一一實驗操作。

對于較為簡單的實驗如聚合物的制備等可以在課堂上由教師指導，讓學生參與，讓學生有一個直觀的印象，便于對理論知識的深入理解。在教學過程中應該始終把調動學生的學習興趣放在首位，可以將身邊利用微機械電子系統的例子多給學生講述，從而提高學習的興趣。如增加顯微鏡操作、微器件力學檢測等現場教學內容，尤其是對微觀結構的觀測對微結構的理解非常有幫助，能讓學生觀測到微觀器件與宏觀器件的巨大差別，提高學生的直觀認識。這樣英語雖然不是我們的母語，但雙語多媒體教學加上相應的語言環境，配合動畫等圖像會幫助學生理解，利于向雙語教學的模式過渡。

3 教學模式

提倡互動式教學，采用循序漸進的方式，開展后疫情時代混合式教學模式創新與實踐，應成為未來教育的“新常態”，進行線上線下混合式教學模式，讓所有的學生都參與到教學過程中。根據其他課程教學經驗，擬采用雨課堂和學堂云等智慧教學平臺作為混合教學工具。

研究生英語水平的高低將直接影響對基礎知識的理解和掌握，英文上的障礙成為雙語教學的一大難關。由于微機電系統課程中存在大量的專業詞匯，每個學生對英文教材的理解多少都會存在困難，直接在課上講授，由于詞匯的問題學生無法全部理解，問題會逐漸累積[3]。解決的辦法是通過線上增加課前預習，讓學生提前熟悉相關的術語定義等。預習課件可以通過雨課堂提前發布，便于學生對陌生的專業詞匯的理解，課前配有測試題，如填空題和選擇題，讓學生在課前完成，以便了解自己對專業詞匯的掌握程度。此部分的測試結果可作為平時成績的一部分，以便得到學生的認真對待。

課堂上除了采用全英文課件，多媒體的講解也選用英文模式。教師和學生盡可能在課上使用英文交流，盡量使用外語專業詞匯表達意思，使語言口語化清除聽力上的障礙[4]。較難的和較為重要部分可采用部分中文解釋，以保證教學效果達到大綱要求。課堂教學時借助雨課堂記錄課堂情況，借助彈幕、隨機點名、搶答等互動方式提高課堂活躍度；嵌入的騰訊會議可以彌補雨課堂的缺點，下課后騰訊會議會自動把視頻存入雨課堂，方便學生課后復習。

增加小組討論與個人專題學術報告環節，教師可以給出可選題目，學生可以結合自己的研究方向，選取與之相關的題目，課后查閱大量英文資料，強調獨立思考，嘗試完成制作綜述性報告，對所閱讀文獻主要研究內容進行概述，還包括學生對于所學知識的理解與領悟、對微機電技術發展的展望等。每一大章節結束后可以圍繞本章節的授課內容，教師設立幾個相關的主題，讓同學們根據自己的課題方向和興趣進行選擇分組，進行任務分工，為下節課的個人專題學術報告和小組討論做準備，這樣的分組其目的在于培養團結協助的精神，尋求最優答案，以及對差生的督促和幫助。個人專題報告環節已經實施多年，效果非常好。

4 課程考核模式

傳統的考核沒有對平時和自學部分做出考核。僅以學生的出勤情況作為平時成績的考核依據存在一定的缺陷，這種方法無法對學生平時學習狀態和理論學習的掌握程度做出正確的評價，平時成績考核環節應該是對期末考試的合理補充，能夠督促學生平時的學習，對他們對知識理解的長度和廣度做出真實的評價。

此次教改考核形式分為四部分，包括雨課堂預習成績，個人專題報告，小組課堂分組討論，期末基礎知識試題，使用中英文混合考核的形式，其中問答題和計算題全部是英文試題。加大平時成績的比例，雨課堂預習習題占成績10%，專題報告占總成績20%，課堂分組討論占總成績10%，基礎知識試題占總成績60%。專題報告和分組討論中用英語做報告并回答問題的著重加分。

5 結束語

本文重點闡述了在新冠疫情暴發的特殊背景下，對微機械電子系統（雙語）課程教改進行的探索與實踐。通過線上線下混合式教學方式，克服了雙語教學中對英語要求較高的難題，使得不同英語水平的同學都能跟上課程的學習進程。學生能夠兼顧微機械電子理論知識和專業英語兩方面的學習。課程中增加的案例式教學，使其了解科研的一般流程，為研究生后續的課題研究開展起到引導作用。內容由淺入深、由點及面、前后呼應，先進性與實用性相結合，初步形成了基于項目驅動的教學模式。培養學生適應用英語進行非外語學習的過程，在畢業就業找工作和研究生進一步深造等方面都有一定的優勢。在教學內容、教學方法、教學評估以及面臨的問題等方面提出自己的思路，對其他課程進行雙語教學具有一定的指導意義。