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机械工程控制基础课程双语建设初探

一 引言

机械工程控制基础课程是机械工程类学生一门重要的专业基础课,开设该课程的高等院校基本是采用中文授课的形式进行教学。随着教育部 “高等学校本科教学改革与教学质量工程”的深入开展,双语教学示范课程建设工程逐步在一些高校进行了试点,并取得了良好的效果[1-4]。鉴于此,在总结了近年来的教学实践和教学改革经验,并参考了国内外同类教材和著作的基础上,以学生的能力获取为导向,以加强学习者控制工程基础为目的,对如何开展机械工程控制基础课程双语建设,本文从多个方面进行了深入的分析和初步的探索。

二 机械工程控制基础双语教学建设情况分析

目前,我国教育已进入全面深化改革的新阶段,提高高等教育的国际竞争力,推动世界一流大学建设,是当前工程教育改革的趋势所在。借鉴国外先进的工科教学理念,兼顾国内优秀的教学模式、思想和体系,开展双语教学示范课程建设是提升我国高等教育质量工程的重要举措之一。围绕机械工程控制基础双语教学建设情况[5-7],本文从它建设过程中存在的问题、市面相关教材分析和未来市场需求几个方面进行分析。

( 一) 本课程双语建设过程中存在的问题

机械工程控制基础课程在机械类各本科专业的教学计划中是一门理论性较强的技术基础课。它是实现机电系统快速、准确控制的基础,主要内容涉及机电控制系统的数学模型、机电控制系统的时域和频域分析及机电控制系统的综合性能分析。目前,该类课程的开设基本都是采用中文版教材进行教学,课时通常分配为32 或48 学时,授课内容着重理论推导。该类课程的应用对象分为以下几类,一是以中文版为主(包括少数高校辅以中英文版)的教材主要面向本科为机械、车辆、农机等专业的学生,二是以全英文版为主的教材主要面向国际留学生。当前,该课程在建设过程中存在以下问题:

(1)所编内容与工程应用脱节。该类课程是自动化专业本科《自动控制理论》的缩减版,涉及很多数学知识,着重理论推导,未能结合实际案例进行应用研究。这也导致了学生在学习该专业课时感到枯燥乏味,知识点分析应用困难,学习积极性明显不足。

(2)大部分相关教材不能满足国际化教学需求。我国开展工程教育专业认证工作已有十余年,其目标就是促进中国工程教育的国际互认,提升国际竞争力,最终培养出具有国际视野的应用型复合型高级技术人才。而目前的现状是大多数高校尤其地方性高校均是采用中文教材进行教学。尽管已在部分高校开展了本科生双语教学试点工作,但是普及率仍旧偏低[8]。原因有两点,一是没有系统的中英文双语对照版教材系列,二是面向国际留学生的全英文教材尚不适应于中国学生。

(3)学生对双语教学学习热情与积极性不高。一方面,机械工程控制基础是一门理论性比较强的技术基础课,该课程的内容比较抽象,涉及数理知识多,工程实践性强,具有一定的深度和难度。学生学好该课程的前提是要具备扎实的高等数学、理论力学和电工电子等课程的基础知识,而学生往往对相关基础课程的知识掌握不牢固,对学科之间交叉的内容理解能力不强,导致学生在学习该课程时感觉困难重重。另一方面,机械工程控制基础课程被安排在大学三年级(或者四年级)开设,虽然部分学生已具备四级或六级英语水平,但其 “听”、“说” 能力其实还远远不够。而仍旧有部分同学仍在英语四级考试中挣扎,英语授课势必给这些同学带来一定的压力,导致丧失学习热情和自信心。

( 二) 同类代表性教材分析比较

为了更好地开展机械工程控制基础双语教学建设工作,有必要对当前一些同类代表性教材进行分析与比较,发现它们的优缺点,取其精华为我所用。目前市面上正式出版发行的相关英文教材有三本。一是《控制工程基础=Fundamentals of Control Engineering》( 第1 版),孙晶编著,科学出版社2017 年2 月出版。优点:本书为高等学校机械领域全英文课程 “十三五” 系列规划教材,涉及知识面宽、应用性强、内容丰富,适用于不同知识层次的学生学习。该课程注重基础学习,为初次接触机电控制技术的读者提供完善的机电控制知识体系,内容由浅到深,循序渐进,涉及知识面较广。缺点:只涉及最基本的经典控制理论基础与方法分析与设计,未给出系统的综合与校正,且未融入实际案例介绍。二是《Fundamentals of Mechanical Control Engineering / 机械控制工程基础》( 第3 版),黄安贻编著,武汉理工大学出版社2013 年6 月出版。优点:本书为普通高等学校机械工程类专业双语系列教材,适应了新技术的发展,满足工程实际的需要。该教材较为系统地阐述了经典控制理论基础,层次分明,相互联系。缺点:内容偏多,不适用于32 学时的教学,教学侧重点不明确,降低了教材的可读性。三是Control Engineering (2nd Edition), Bissell C C编著, USA: CRC Press, 2017 年10 月出版。优点:本书为国外自动化控制领域最受欢迎教材系列之一,理论分析与实际应用联系紧密。本书全面阐释了控制系统建模与设计理论,涉及知识面较广,并提供应用分析案例。缺点:对于英语水平参差不齐的中国学生来说,学习难度较大,且涉及的知识点多而广,不适用于中国学生的学习。