微机械电子系统研究生双语混合教学的教改与探索*

刘凤丽 曾鹏飞

沈阳理工大学机械工程学院 沈阳 110159

0 引言

面对国内外新的教育发展形势和要求，为了更好地了解国际科学研究的发展趋势、了解本学科的前沿动态和研究热点，需要研究生掌握良好的专业英语读写能力。双语课程的建设是加快高校国际化进程的必然需求，也会推动高校教学质量的提高。我国高校在专业基础课程教学中应广泛推行双语教学模式。相较于传统的教学方式，双语教学能对专业有更深的理解，拓宽学生的国际视野，对该领域新技术与新成果有更多的了解。是培养具有国际竞争力的高素质复合型人才的有效途径，因此成为国内各高校教学改革的关注重点[1]。

从广义上讲，微机械电子系统是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的系统。该课程不像其他课程具有多年的研究基础和完善的课程体系，而是包含了众多学科领域，内容非常广泛，交叉特性明显，它的研究和发展既促进又依赖众多学科。由于该门课程设立较晚，现有微机械电子系统的中文教材较少，原版的英文教材又不适合目前学生的基础，与教学的环节不匹配，因此双语教学工作进展缓慢。其中另外一个原因是学生英语基础差，不能马上适应双语教学的方式，不同研究领域内的大量专业词汇的突显让学生在学习和阅读中感到很困难。双语教学对教师一方面要有较高的英文水平，另一方面需要掌握多种学科的知识，具有该方向的完整科研经历。而传统教学方式无法满足线上教学的要求，在疫情突发的情况下更是无法开展教学。本课程开设之初，侧重书本理论教学，实践环节薄弱问题较为突出。在近几年的教学过程中，开始试用部分英文教案、课件，并在测试环节中增加部分英文试题。将教师科研成果转化为教学资源，开设案例式教学，增加小组讨论与个人专题学术报告环节，实践环节薄弱问题得到了明显改善，逐步向双语教学的模式过渡。

1 在双语教学改革研究中需要研究的主要内容

微机械电子系统是一门应用性很强的学科，双语教学不仅仅是有部分的英文授课，其目的是要利于学生掌握现有的国际上最新研究进展，提高了本专业研究生在微纳米制造领域的国际化认知和专业英语的综合运用能力，增强对科技文献的阅读能力和翻译水平。

本次教改要在课程设置里原有的理论教学基础上增加建模仿真练习，增加分析前沿的聚合物微制造技术理论知识，并附加复合式聚合物的制备及模具制作的演示性实验。让学生观察磁性聚合物的制备和成型。对这种新兴的功能性聚合物材料有一个直观的认识。

在课程的基础知识讲解结束后，针对一个实际的微小结构器件作为设计目标，例如陀螺仪、静电驱动器等，开展课堂案例式教学。引导学生学会选取合适的材料，进行原理和结构的设计，在有限元软件中建立实体模型，采用合理的网格划分模式，熟练掌握L-Edit 软件并结合工艺设计加工模板，并独立设立工艺流程，仿真验证工艺是否合理，并进行相关的静力学及动力学仿真分析，能对分析结果进行讨论，给出合理的修改方案。将课程的教学重点提升到以学生实践性学习和研究型学习为主的新模式。

2 课程的全新建设

2.1 完善全英文的教学大纲和课件

通过此次的教改，最终实现全英文的教学大纲、教学日历、电子教案以及网络课件。要搜集国内外最新教材，原版教材的编写与国内的教材不同，学生很难理解，而且教材的安排也很难与本课程的教学大纲匹配。故只能从原版教材中选取合适的内容作为讲义内容，这样可以保持英文的“原汁原味”。对原版教材进行加工、选取和重组，自编适合本专业研究生实际教学的大纲和多媒体课件[2]。原版的专业词汇有助于学生在今后顺利地阅读和检索所需的相关外文文献。在实际的课堂教学中，可以对难理解的内容尤其是抽象概念进行中文解释，让不同英语水平的学生都能有所收获。

2.2 教师队伍的培养

双语教学不仅要求教师具有较高的外语水平，而且还必须具备与微机电系统相关的各个领域内的专业知识。只有同时达到这两个方面的要求，才能顺利完成相关的教学任务。课程主讲教师已经讲授微机械电子系统课程十余年，编写了课程教学大纲。在本科教学中从事双语教学多年，在澳大利亚访学期间调研了该门课程的教学内容及课程安排，参与了该门课程的教学活动。通过本次课程建设，让授课老师根据双语教学的背景设计全新的教学过程，建立适于疫情突发形态下的教学资源，所以授课教师要提高英文的授课能力，参与相关科研的研究过程，将最新的科研成果充实到教学内容中，体现出学科的前沿性。

2.3 案例式教学

教学中可以融入微机械加工领域最新研究成果，同时也要将教师科研成果转化为教学资源，让研究生从理论学习转到实际应用，既熟悉了课上的理论知识，同时又了解了科研的一般流程。鉴于该学科的实验加工设备非常庞杂，无法让学生一一实验操作。

对于较为简单的实验如聚合物的制备等可以在课堂上由教师指导，让学生参与，让学生有一个直观的印象，便于对理论知识的深入理解。在教学过程中应该始终把调动学生的学习兴趣放在首位，可以将身边利用微机械电子系统的例子多给学生讲述，从而提高学习的兴趣。如增加显微镜操作、微器件力学检测等现场教学内容，尤其是对微观结构的观测对微结构的理解非常有帮助，能让学生观测到微观器件与宏观器件的巨大差别，提高学生的直观认识。这样英语虽然不是我们的母语，但双语多媒体教学加上相应的语言环境，配合动画等图像会帮助学生理解，利于向双语教学的模式过渡。

3 教学模式

提倡互动式教学，采用循序渐进的方式，开展后疫情时代混合式教学模式创新与实践，应成为未来教育的“新常态”，进行线上线下混合式教学模式，让所有的学生都参与到教学过程中。根据其他课程教学经验，拟采用雨课堂和学堂云等智慧教学平台作为混合教学工具。

研究生英语水平的高低将直接影响对基础知识的理解和掌握，英文上的障碍成为双语教学的一大难关。由于微机电系统课程中存在大量的专业词汇，每个学生对英文教材的理解多少都会存在困难，直接在课上讲授，由于词汇的问题学生无法全部理解，问题会逐渐累积[3]。解决的办法是通过线上增加课前预习，让学生提前熟悉相关的术语定义等。预习课件可以通过雨课堂提前发布，便于学生对陌生的专业词汇的理解，课前配有测试题，如填空题和选择题，让学生在课前完成，以便了解自己对专业词汇的掌握程度。此部分的测试结果可作为平时成绩的一部分，以便得到学生的认真对待。

课堂上除了采用全英文课件，多媒体的讲解也选用英文模式。教师和学生尽可能在课上使用英文交流，尽量使用外语专业词汇表达意思，使语言口语化清除听力上的障碍[4]。较难的和较为重要部分可采用部分中文解释，以保证教学效果达到大纲要求。课堂教学时借助雨课堂记录课堂情况，借助弹幕、随机点名、抢答等互动方式提高课堂活跃度；嵌入的腾讯会议可以弥补雨课堂的缺点，下课后腾讯会议会自动把视频存入雨课堂，方便学生课后复习。

增加小组讨论与个人专题学术报告环节，教师可以给出可选题目，学生可以结合自己的研究方向，选取与之相关的题目，课后查阅大量英文资料，强调独立思考，尝试完成制作综述性报告，对所阅读文献主要研究内容进行概述，还包括学生对于所学知识的理解与领悟、对微机电技术发展的展望等。每一大章节结束后可以围绕本章节的授课内容，教师设立几个相关的主题，让同学们根据自己的课题方向和兴趣进行选择分组，进行任务分工，为下节课的个人专题学术报告和小组讨论做准备，这样的分组其目的在于培养团结协助的精神，寻求最优答案，以及对差生的督促和帮助。个人专题报告环节已经实施多年，效果非常好。

4 课程考核模式

传统的考核没有对平时和自学部分做出考核。仅以学生的出勤情况作为平时成绩的考核依据存在一定的缺陷，这种方法无法对学生平时学习状态和理论学习的掌握程度做出正确的评价，平时成绩考核环节应该是对期末考试的合理补充，能够督促学生平时的学习，对他们对知识理解的长度和广度做出真实的评价。

此次教改考核形式分为四部分，包括雨课堂预习成绩，个人专题报告，小组课堂分组讨论，期末基础知识试题，使用中英文混合考核的形式，其中问答题和计算题全部是英文试题。加大平时成绩的比例，雨课堂预习习题占成绩10%，专题报告占总成绩20%，课堂分组讨论占总成绩10%，基础知识试题占总成绩60%。专题报告和分组讨论中用英语做报告并回答问题的着重加分。

5 结束语

本文重点阐述了在新冠疫情暴发的特殊背景下，对微机械电子系统（双语）课程教改进行的探索与实践。通过线上线下混合式教学方式，克服了双语教学中对英语要求较高的难题，使得不同英语水平的同学都能跟上课程的学习进程。学生能够兼顾微机械电子理论知识和专业英语两方面的学习。课程中增加的案例式教学，使其了解科研的一般流程，为研究生后续的课题研究开展起到引导作用。内容由浅入深、由点及面、前后呼应，先进性与实用性相结合，初步形成了基于项目驱动的教学模式。培养学生适应用英语进行非外语学习的过程，在毕业就业找工作和研究生进一步深造等方面都有一定的优势。在教学内容、教学方法、教学评估以及面临的问题等方面提出自己的思路，对其他课程进行双语教学具有一定的指导意义。