地方本科院校开展Matlab基础双语教学研究

赵 夔，朱玉琴，韩 芳

(淮南师范学院机械与电气工程学院,安徽淮南232001)

一、Matlab课程开展双语教学的意义

双语教学是授课教师有计划地运用中英两种语言，借助讲述、板书或多媒体等手段进行授课的一种方式。双语教学以学生获取学科知识为主要目的，兼顾让学生接触和使用专业英语，做到学科知识的获取和英语学习同步。自教育部出台2001[4]号文件以来，双语教学作为一种全新的教学模式受到广泛的重视，逐渐成为我国高等教育学科建设和教学改革的热点[1]。Matlab基础作为电气类专业的一门专业必修课，学习该课程可培养学生利用Matlab语言进行编程和仿真的能力，亦可以为电气类专业学生学习自动控制原理、计算机控制和数字图像处理等课程奠定良好的基础[2]。Matlab的操作界面为英文，其编程语言是用英语描述,且由于Matlab是美国公司出品的软件，许多经典实例和资料都使用的是英文，这都要求使用者有足够的英语基础。因此，许多高校相继开展Matlab课程双语教学，以培养出具有一定英语应用能力的专业人才。

二、Matlab课程开展双语教学中存在的问题

(一) 学生英语基础参差不齐

学生具备一定的英语听说读写能力是开展双语教学的先决条件之一。数据显示，2020年9月全国四级考试一次通过率不足36 %，六级一次通过率在13 %左右。淮南师范学院机械与电气工程学院自动化专业学生本次四、六级一次通过率分别为29.7 %和12.1 %，均低于全国水准。而未经过高中学习也没有参加过普通高考的自动化对口学生，本次四、六级一次通过率分别为16.8 %和9 %。此外地方本科院校许多学生仅在英语课和四、六级考试上使用英语，学生大都通过做题提升书面英语成绩，双语环境的缺失让学生极少有使用英语交流沟通的机会，使学生的英语听力和口语成为短板。这些因素导致双语课堂的英文教学部分，听力和阅读上的困难会加重英语基础薄弱学生的学习负担，引发学生对课程消极甚至反感的情绪。

(二) 学习主动性不足，实操次数过少

相较非双语课程而言，双语课程更需要学生做好课前预习，在课前要对课程内容进行了解和梳理。有效的预习可以降低听课的难度，让学生对课堂内容心中有数，这也有助于学生将精力更多地集中在重难点和教师补充扩展内容上。而在一年的双语教学实践中，始终有个别学生学习主动性不足，不愿意花时间在预习上，导致课堂上仅能熟悉基本概念，在重难点掌握和应用实例学习中力有未逮。Matlab作为一款工具类软件，十分重视各知识点的实际应用能力，而不会涉及较深的学科理论。但由于场地和课堂时间往往有限等原因，在教师对知识点进行讲解和上机实际操作后，很少有足够时间让学生随堂练习，错失了学生实践理解的最佳时间。其次，由于双语带来的理解和记忆上的困难，课堂上没有很好消化内容课后又未主动归纳总结的学生，课后实操作业往往无从下手。这部分学生无法从练习中收到反馈，也就无法通过反馈找到知识理解薄弱点，通过练习促进知识内化的效果便大打折扣。

(三) 英文课本不适宜单独作为课程教材

适用的英文教材是双语教学的必要前提之一，但大多数英文原版教材价格昂贵，故选用了科学出版社影印的由Stephen J.Chapman编著的MATLABProgramming(FourthEdition)。虽然这是一本国外信息科学与技术的经典图书，但与课程大纲范围并不完全一致，如缺少了Matlab符号运算和Simulink仿真等部分的介绍。更重要的是，由于阅读吃力，英语基础较差的学生往往对全英文教材存在抵触情绪，难以使用全英文教材作为章节预习和复习的对象。

三、Matlab课程开展双语教学的改革措施

(一) 调节双语比例，营建授课环境

目前国内大部分高等院校采用“混合型”双语教学，即采用英文教材、英文板书和双语授课。但在一年的授课与听课过程中发现，部分教师将双语教学的侧重点片面地放在专业英语和中文内容的比例上，过度僵化双语教学的形式。而课程双语的比例，要根据学生的英语水平和教学章节进行适配，做到因材施教。以淮南师范学院为例，大二学生的英文水平尚未达到可以接受全英文教学的程度，也未接触过专业英语。故在课程推进中，应从英文教材、英文板书、中文授课开始，逐渐加入英文授课比例，给学生一个慢慢适应的过程。同时做好课后学生反馈，一旦发现学生接受困难，应立即调节英文授课比例，加入中文说明。此外，Matlab基础课程开篇为软件操作基础，由于软件操作界面为纯英文，加之学生刚接触到课程内容，全中文授课更为合适。在此过程中积极鼓励学生自行查阅软件help界面的英文指导，了解软件和常用函数的功能。后续章节为矩阵及其运算和程序流程控制，学生这时已初步掌握软件使用，加之有C语言的知识基础，这部分授课时可逐渐提高英文授课比例。而数据分析和数值运算部分内容较多且理论部分较难，大二学生还不能很好理解章节内曲线拟合、常微分方程求解等内容，不适合全英文授课，这时应降低英文授课比例。课程结尾内容为Simulink仿真，虽然会出现不少专业词汇，但内容相对简单易于理解操作，故可提高英文授课比例甚至全英文授课。

(二) 建设课程平台，引导自主学习

内容完备、功能齐全的线上课程平台可以帮助学生课前预习和课后总结，提高双语教学接受程度，方便学生与教师形成有效互动。疫情期间，一些教师在学习通平台着手搭建线上课程并应用在授课中，受到了学生的一致好评。视频内容方面，由于本专业选用刘卫国的《Matlab程序设计教程》作为中文辅助教材，为契合教材与大纲内容，一些学校采用了中南大学刘卫国团队在中国大学MOOC平台发布的慕课作为视频课件。该慕课内容覆盖全面、讲解条理清晰、案例典型新颖，方便学生课前预习并把握重难点。另外每个视频中或结尾处，适时插入章节测验，提点易错概念和重难点。文字内容方面，上传有教学大纲和进度表，并加注了解释说明，方便学生了解教学进度、熟悉课程结构。此外，结合中英文教材并学习了台湾大学郭彦甫教授的教学视频，精心制作了课程英文PPT，方便学生把握课堂要点、构建知识体系。学习通平台还会在每个单元学习结束后，为学生推送英文作业，帮助学生及时练习总结。作业是课程组教师根据专业课程大纲，结合中英文参考教材，制作的集涵盖对应知识点、贴近生产生活实例、帮助学生练习英文表达多种考量的精选例题，让做题不再是简单的生搬硬套，而是调动学生兴趣、引导学生主动思考的过程。课程平台将书本较为生硬的文字图片转化为生动形象的视频互动内容，降低了学生的自主学习门槛，极大提高了学生的学习积极性。为弥补理论课时较少的缺憾，课程组借助学习通平台在课余时间开设了习题课，其中每次作业的综合应用题，都会鼓励几组学生准备英文PPT讲述编程思路。学生在讲解的准备过程中既重温了知识点，又锻炼了英文书写和口语，可谓一举多得。此外，一次成功的演讲还可建立起学生对英语表达的自信心，而建立起的自信心让学生更加积极地融入双语课堂，搭建起教师和学生间融洽的双语环境。

(三) 引入学生助手，减轻教师压力

由于Matlab基础作为大二学生的专业选修课，选修人数较多，针对学生在课后实操作业中出现的非典型问题，教师很难有精力一一答疑。结合国内外高校经验，可以引入学生助手协助作业批改及承担部分答疑任务。学生助手一般由大三学生选拔组成，选拔标准为学生Matlab基础课程成绩、控制系统仿真实操和英语六级成绩等几方面，并考察学生交流沟通能力和责任心。助手主要负责答疑组内学生在自学和作业中遇到的编程问题，并尝试当面调试解答。由于学生助手经过一轮Matlab基础到控制系统仿真再到专业课程设计的训练，这些问题往往很容易解决。如有困难，学生助手会将问题汇总并提交给授课教师解答。此外，助手还负责把关大二学生的英文演讲，帮忙修改讲稿病句并纠正发音，协助他们打造条理清晰、表达无误的英文演讲。由于专升本学生英语基础普遍不佳，可以从非对口班级抽调学生作为助手，帮助辅导英语并搭建帮扶平台。纵观半年的双语教学过程，助手们的以身作则对学生起到了耳濡目染、潜移默化的作用，促进形成认真勤勉、积极向上的优良学风。

(四) 鼓励申请项目，培养应用型人才

Matlab是一种编程语言更是一门工具，勤加使用才会熟能生巧。对于希望熟练使用Matlab并将其作为后续学习的辅助工具的学生，课后习题已经难以满足他们的需要。课程组也尝试以研究为导向、以培养研究型和创新型人才为目标的实践教学新方法, 通过大学生科研训练计划项目立项的方式, 下拨一定经费, 学生则通过申报—立项—中期检查—结题答辩等环节，以Matlab为软件工具实施研究型实验计划[3]。例如，在课程末尾布置了基于Matlab GUI的学生成绩分析系统设计这一小课题，软件可根据完成成绩统计、分析成绩分布情况并将结果以Excel表格输出。在课题中，综合考察了对数据的处理分析、图形界面设计和Matlab外部接口等，充分锻炼了学生的知识应用能力和资料收集能力。课程组还鼓励学生自行选题并申报，学生在实践过程中充分锻炼了软件编程调试能力，培养起团队协作精神，熟悉了科学研究的基本方法和流程。实践让学生切实应用所学，解决生活学习中的现实问题，起到了一举多得的作用。

四、结语

在教学过程中，学生除掌握Matlab操作和课程知识点外，还较好地提升了专业英语水平及英文表达能力，利用Matlab工具开展项目研究的能力也有显著的提升。经过统计，相较上一学年，学生期末成绩中位数上移3.1分，平均成绩提高2.5分，最低成绩也从49分升至58分，有了显著的进步。一年中，学生通过大学生创新创业项目和“互联网+”赛事等平台，共成功立项五项科研项目，取得省三等奖一项、校二等奖两项的成绩，并取得软件著作权一项。近一年的改革有效提高了学生对双语教学的接受程度，也增强了课程组建设优质课程的自信心。为适应教育改革和时代的发展, 提高本科教育教学水平, 双语教学改革势在必行[4]。以建设地方院校Matlab基础双语课程为目标，结合地方本科院校环境，提出调整双语比例、建设课程平台、引入学生助手和鼓励申请项目等改革措施。经过一年的实践取得了初步成效，为Matlab双语课程建设积累了经验，对各地方本科院校双语教学改革具有借鉴意义。