“过程控制工程”课程全英语教学经验和反思

马向华

(上海应用技术大学 电气与电子工程学院, 上海 201418)

“过程控制工程”课程全英语教学经验和反思

马向华

(上海应用技术大学 电气与电子工程学院, 上海 201418)

本文介绍了我校自动化专业对“过程控制工程”课程进行全英语教学的过程。为了保证教学效果，根据授课内容的特点和学生前期学习基础采取不同的教学方法。根据此次教学活动经验和反思，并结合在昆士兰科技大学全英语教学培训项目，提出了三条可执行性意见以保证全英语教学模式可持续开展。

全英语教学模式；教学方法；教学效果

0 引言

从2009年起，上海市教委开展了上海高校示范性全英语教学课程建设，旨在促进和形成一批教学理念先进、教学内容优化、教学方法合理、教学水平高的全英语教学课程，发挥课程的示范辐射作用，提高高等学校教学质量。

我国高等院校进行全英语教学试点无疑是培养适应国际化需求人才的重要形式之一[1]，也是主动适应经济全球化和中国经济国际化的需要[2,3]。

根据我校的人才培养目标，尤其我院电气工程及其自动化专业的中外合作办学项目的要求和研究生培养国际化的需求，参考国外相关专业培养模式，我们选择了自动化专业作为全英语授课的试点专业，在三年时间内打造9门课程的全英语教学模式[4]。 其中，“过程控制工程”(Process Control Engineering)作为我校自动化专业的核心课程与“集散控制系统”课程一同被被列为第一批全英语教学项目[5-7]。我们确立了本课程的教学理念为：以培养学生勤思考、能动手、敢创新为目标，在教学内容上，注重英语教学中教材的选择，协调好基础性与前沿性、原理性与创新性的关系；在教学模式上，坚持英语教学，引进国外先进教学管理方式，结合理论教学、实践教学、课外调研等各个教学环节，合理化教学考核指标；在教学资源上，将高水平科研资源转化为优质教学资源，课程内容体现或紧跟最新相关技术发展动态。通过英语教学，注重学生素质与能力的培养，将理论教学与外语思维能力强化联动，将学生培养成具有英语思维、国际视野和创新能力的一线工程师为目标，提高学生的国际竞争力。

1 教材和教学辅助材料

全英语教学是指从教学语言、教材、教学课件、作业以及考试等全部采用英语。而英语教学的目的是帮助学生具有英语思维的同时，还有利于学生了解、学习国外先进技术，提高其国际竞争力。因此，整个教学过程中教材的选择非常重要。在对“过程控制工程”进行全英语授课时，我们选择教材为应用型较强的《Process Control A Practical Approach》, (Myke King, John Wiley&Sons Ltd 2011)。通过与作者Myke King交流，了解他本人编写这本书的思路，从而确定这门课程的教学思路是，从应用领域出发(主要是化工领域)，在介绍相关工艺的基础上，着重介绍实际应用过程中的控制系统设计、控制算法和整定过程。

同时为了帮助学生理解，Myke King免费提供了本书的配套软件“Process Control Toolkit”，如图1所示。这个软件模拟整个化工生产过程，并集成了多种控制方法进行对比学习。学生通过软件操作，在了解化工生产过程的同时，学习控制系统设计、综合的理论和方法。

图1 Process Control Toolkit主界面

2 全英语教学方法

目前很多教学方法仍然采用以教师为主的教学模式， 每节课45分钟时间内基本上都是教师在讲，学生坐在下面被动地听。学生独立思考的时间和机会很少。因此，我们学生的学习主要实现了如图2所示的Bloom 教育目标分类中的第一阶段，即knowledge(lower order thinking)阶段，基本上就是记忆知识，处于低级思维状态。如果采用全英语教学，部分学生甚至连Knowledge阶段都达不到，因此教学效果非常不理想。如何通过改变教学方法，从以教师为主的模式转变到以学生为主的模式，如何使得学生从被动学习转到主动学习，在本次的“过程控制工程”全英语教学过程中进行了一些尝试。

图2 Bloom 教育目标分类

2.1 提供教学辅助材料

之前，我校中文授课“过程控制工程”时，采用的教材是孙洪程等在2006年编著的《过程控制工程》。与这本教材相比，《Process Control A Practical Approach》更偏应用性，且相对较少地对控制理论的基本内容进行系统讲解，比如串级控制作为一个既定的控制系统出现，却没有具体讲解什么是串级控制系统。因此，根据自动化专业的人才培养计划，为了对学生的培养产生顺利衔接，特推荐学生将孙洪程等著的《过程控制工程》作为参考资料，为在答疑时间用中文讲解相关知识点，比如串级控制系统、均匀控制和比值控制等。

另外，考虑到学生英语水平不同和学生对英语授课的不自信，每次课后要求学生预习第二次上课的内容；在上课过程中，会分发一些基础知识的资料，或者板书重点学习知识，比如一些重要术语的定义等。

2.2 采用动画、视频等教学辅助手段

“过程控制工程”课程内容中涉及到应用对象，比如锅炉、蒸馏塔以及泵等，只靠口述讲解比较抽象，不利于学生掌握。因此，在这些知识点上采用图片、动画甚至视频等辅助手段，帮助学生理解。另外，对于“控制工程”教学中非常重要的知识点，比如PID参数整定等采用重复教学方法：即第一遍是常规的英文教学，第二遍选择合适的视频帮助学生加深印象。

2.3 小组学习方法

将以教师为主的教学模式转变到以学生为主的教学模式的一个重要特征是学生在整个教学过程中的参与度。在一些章节的教学过程中，我们采用了分组学习的方法。

分组学习运行好的一个重要保障是给每个学生都要分配落实任务。比如我们在第四章Level Control中4.4 Averaging Level Control教学中，采用了分组学习的方法。每组学生6-7人，一共6组。事先准备6个题目，每组成员自己选择一个题目，学习时间是15分钟。15分钟后要求学生给出问题的答案。如果回答正确，课堂成绩加2分；要求学生没有答案，则从课堂成绩中扣2分；如果主动站起来回答问题，且答案基本正确，奖励5分。

从课堂效果上看，不论是英语基础好或者相对差一些的学生都能积极地去寻找答案；而且通过奖励学生主动回答问题的方式，极大鼓励了学生的课堂参与度和表现力。图3反映了分组学习的现场情况

2.4 多种教学方法的灵活运用

“过程控制工程”这门课的知识点既包括像Model Identification或者Error-Squared Controller等理论知识，又有Controller Tuning等应用方法。无论是理论还是应用知识，如果仅仅根据书本内容照本宣科，学生理解起来很困难。

图3 分组学习

我们在整个教学过程中采用对比、联系等多种教学方法，帮助学生理解授课内容。比如在讲解Model Identification时，我们将其与经典控制理论进行结合，通过模型和Matlab，演示辨识方法和过程。在讲解到锅炉汽包液位控制时“虚假水位”的概念时，通过家用烧水壶和电饭煲等生活当中的例子来说明什么是虚假水位。

3 全英语教学活动的反思

目前，随着留学生数量的逐年增加和国际交流的深入，全英语教学方式已成为各高校积极推进的教学活动的之一。但因为学生英语水平参差不齐，且一些留学生来自非英语为母语的国家，因此在采用全英语进行教学时，如何保障教学效果是全英语教学活动面临的主要问题。通过本课程的实践过程，总结了以下三个要素。

3.1 政策扶持

为了保障全英语授课的可持续进行，学校需要在政策上进行扶持，并制定适当的激励措施鼓励教师去参与授课和教学方法的讨论。比如，在职称评定、教改项目申报等方面，优先考虑教学方面有全英语授课经历的教师；全英语授课的工作量计算与常规工作量计算有差距，而且差距相对较大，比如权重系数设在1.5以上，鼓励更多的教师进行全英语授课。

3.2 师资队伍建设

任何教学活动都需要有优秀的师资队伍作保障。对于全英语授课来说，全英语师资队伍建设更是重中之重。

师资队伍建设可以从短期和长期两方面考虑。短期内可以聘任校外有经验的教师或者国际著名教授和专家进行授课；从长期的角度，培养本校青年教师是要旨，具体措施可以是出国培训、或者到国内有经验的英语教学高校进行学习、或者培训教师从中文到双语到全英语一步一步的循序渐进等。

3.3 教学哲学和教学方法

笔者2015年在昆士兰科技大学进行全英语教学培训时，深刻体会到该校在教室里硬件和软件设施上的精心安排，最大程度地提高教学效果。比如图4中教室的布置，可以更好地实现以学生为中心的教学理念，实现Bloom 教育目标分类中学习的第二甚至第三阶段。这无疑会大大增强学生的竞争力。

图4 昆士兰科技大学教室

此外，在昆士兰科技大学进行英语教学培训期间，听到的最多的词就是反思，即反思教学。教师在每节课后会发给学生一个2分钟的调查问卷，涉及到本次课学到什么、哪些内容觉得很有意思、哪种教学方法觉得不喜欢、希望教师如何做等内容的调查问卷。教师之间会定期开会，讨论最近一段时间内的教学方法和学生的反应等。

对于国内高校采用全英语教学时，因为语言的缘故会面临更大的挑战。需要根据学生的反应实时调整教学方法，以保证和提高教学效果。否则非但没有提高学生的竞争力，反而浪费时间和资源。

4 结语

本文就我校自动化专业核心专业课程——“过程控制工程”采用了全英文授课，包括采用英文原版教材、教学软件；教学过程采用全英文的语言环境；平时作业、课堂回答、考试试卷以及学生作答也全部采用英语的方式。尽管学生的英语水平参差不齐，大部分学生都表示理解了教学内容，掌握了关于“过程控制工程”的重要知识点，学习效果良好。

[1] 尹晖, 张晓鸣，孙梦婷. 测绘工程全英语教学模式的建立与实施策略, 哈尔滨: 测绘工程, 2015, 24(6): 77-80.

[2] 徐冉, 李风亭. 大学环境科学专业全英语教学模式探索与实践, 北京：外语教学与研究，2012，19:65-66.

[3] 帅传敏, 对高等院校全英语教学模式的思考, 武汉: 湖北教育学院学报,2005, 22(2): 109-111.

[4] 俎云霄, 伦敦帝国理工电气电子工程系的教学模式, 南京: 电气电子教学学报, 2007, 29(4): 88-93.

[5] 罗健旭，顾幸生等. 过程控制工程课程教学的创新与改革, 上海: 化工高等教育, 2012, 124(2): 19-22.

[6] 吕广红，黄崇林. 过程控制课程实验教学改革与实践, 南宁: 装备制造技术, 2013, 3:171-173.

[7] 赵怀林, 王建华, 马向华, 崔蕾蕾.“集散控制系统”全英语教学实践与总结，哈尔滨: 高教学刊, 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

上海市教育委员会示范性全英语授课课程建设项目，上海应用技术大学研究生教改研究项目(No. YJG2016010)

马向华(1975-)，女，博士，副教授，主要从事智能控制、现场总线等方面的教学和科研工作，E-mail:xhuam@sit.edu.cn

A

1008-0686(2017)04-0022-04