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摘要:在世界经济、技术、文化全球化快速发展的今天,对高校工程教育提出了更新的要求和挑战,双语教学工作已成为高校教学改革工作中的一项重要任务,其中呈现出诸多问题值得我们研究。本文以“虚拟仪器与应用”课程的教学探索和实践为例,从教学大纲制定、教材选取、课程准备、课堂授课与实践能力培养等方面进行了试点和探讨,总结了课程双语教学过程中的一些经验和心得体会。
关键词:教学改革;双语教学;虚拟仪器
作者简介:郭杰(1982-),女,河南南阳人,常州工学院光电工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:计算机辅助测控系统与自动测试系统;潘雪涛(1973-),男,江苏常州人,常州工学院光电工程学院,副教授,工学硕士,主要研究方向:光电检测技术、机器视觉。(江苏 常州 213002)
基金项目:本文系常州工学院双语教学课程建设基金资助项目(项目编号:J080207)的研究成果。
随着世界经济、信息全球化的进一步发展,社会对人才培养尤其是高等工程教育提出了更新、更高的要求和挑战,需要大批精通专业知识,通晓国际规则和惯例,拥有娴熟的专业技能的高素质国际人才。教育部在2001年制定的《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》中,明确要求在高等院校中积极开展双语教学,并且建议本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。基于这样的政策导向,各地的高等学校相继开设了双语课程。[1,2]
“虚拟仪器与应用” 是面向常州工学院(以下简称“我校”)测控技术与仪器专业三年级本科生开设的专业选修课,是一门知识面很广、内容很多、工程实践性和前沿性很强的课程。其教学内容主要是有关虚拟仪器的核心概念、基本方法和当前最新的应用技术,包含了虚拟仪器基础理论、设计的相关技能和方法、基于计算机的测试测量与自动控制技术等内容。该课程从2008年开始尝试在本科领域进行双语教学。针对课程具有知识系统性高、实践性强及与前沿技术联系紧密的特点,我们在双语教学工作中,重视教材选取、课件准备、课堂教学、课外实践等教学环节,在传授专业知识的同时,注重学生专业英语能力和学习兴趣的培养,取得了初步的效果。本文将结合“虚拟仪器与应用”实施双语教学的试点工作,谈一些认识和体会。
一、明确教学目标,制定课程教学大纲
虚拟仪器与应用要求具备的前期知识较多,理论体系的连贯性较强,但从课时的安排来看,该课程理论教学课时较少。要在如此有限的学时内完成教学任务,就不可能对每部分内容都有深入细致的讲解,因此,在教学内容上,选取比较重要的、设计性的内容;在教学手段上,我们采用双语教学方式,为学生营造工程英语学习环境;在教学目标上,我们要求学生通过虚拟仪器软件编程,结合数据采集卡等必要硬件,学会设计开发一些自动测控装置与设备,具备从事计算机辅助测控技术研究的基础。
明确教学目标之后,针对课程知识更新性强的特点,根据实验室建设和仪器设备的不断扩充与完善,特别是实践项目的不断开发,逐渐进行修订和完善。目前,该教学大纲经过修订,初步形成了以虚拟仪器概念、LabVIEW编程基础、模块化仪器、数据采集、网络应用和工程项目设计为框架的13章教学体系,涵盖了虚拟仪器设计各方面的软硬件知识传授和技能训练。
二、合理选择教材
一本恰当的教材对双语教学效果的影响很大。尽管国内的很多知名出版社引进了外文原版教材,并适当进行了一些影印本的发行工作,但距在国内广泛推行双语教学的要求还有差距:一是国外的专业建设和课程体系与我国的实际情况有些出入,二是外文原版教材对于我国大多数学生来讲也很晦涩。[3]因此在本课程的教材选取上采用“中文教材+外文参考书”的模式。我们选用的是电子工业出版社针对《LabVIEW for everyone》一书的中文译本《LabVIEW大学实用教程》。虽然教材对大纲要求的重点内容讲解深入浅出,然而在应用部分的项目介绍上编排较少,因此,我们针对此部分选定了相关的优秀外文教材和期刊,在教学过程中,这些外文资料的使用与中文并重。通过这些外文资料的阅读学习,学生能够熟悉外文专业书籍和期刊论文的写作风格和特点,提高学生的学习兴趣和自身科技外文的阅读能力。
三、多媒体课件的开发
虚拟仪器课程双语教学过程面临图形符号多、结构嵌套复杂,同时外文专业词汇和语句的发音、工程案例板书讲解枯燥等问题,我们采用多媒体辅助教学的方法,既节省板书时间,又能采用动画、影视等方式生动展现。我们制作了完整的虚拟仪器与应用课件,学生通过网络课堂下载后,利用课外时间进一步消化、理解。
四、课堂教学的探索与实践
课堂教学是整个教学工作的中心环节。一堂课的成功与否,与教师组织教学的好坏,与教学的艺术有密切的关系。双语教学更是如此。因此,我们通过资料查阅、结合自身科研经历、听取学生反馈、教学观摩等方式对课堂教学的各个环节进行了探索,有以下心得体会:
1.注重教学过程中教师的引导和启发作用
“虚拟仪器与应用”课程涉及知识面广,课堂包含信息量大,同时虚拟仪器软件是全英文的,需要对它所提供的大量函数模块的功能和使用方法有所掌握。这不仅对学生的英文专业词汇量是一项挑战,也对他们数学和信号分析理论基础提出了较高要求。因此,在每次上课之前教师应督促学生充分预习。例如,鼓励学生自己查字典弄懂相关专业词汇,理解函数功能;或者预留与教学内容相关的思考练习题目,采用发散思维方式,让学生准备课堂方案讲解或讨论。这样做可以使学生在上课前对教学内容有所把握,同时能够激发学生学习积极性,培养学生独立思考能力和创新性思维。
2.在教学语言上采用中文为主英文为辅的方法
双语教学应以学生掌握课程的专业知识为基本目标。在教学伊始,我们就向学生明确该课程的学习重点在于专业知识的学习,在学习专业知识的过程中提高英语水平,这样就可以减轻学生的心理压力,避免学生陷入英语学习中而忽视了专业知识的学习。另外针对教学的不同过程中英文授课所占比例也有不同变化。例如,在虚拟仪器基础知识部分,其内容动手实践性较强,学生可以通过教师演示教学来进行专业词汇的形象理解,因此采用英文授课的比重较大;而在项目工程案例的讲授部分,专业术语较多,适当加大中文授课比例,不过鼓励学生用英文进行回答和方案的探讨,为学生提供工程英语的应用氛围。
3.采用多种教学手段,提高学生学习热情
我们将课堂教学搬入实验室中进行一体化教学。采用多媒体教学,利用动画、工程录像、实时操作、实物系统讲解等多种手段,与学生展开积极互动,鼓励学生发散思维,提出自己的方案并允许自由讨论,最终对自己设计的系统进行答辩。
五、项目教学法在实践能力培养中的应用
“项目教学法”是一种将具体的项目或任务交给学生自己完成的教学方法,学生在收集信息、设计方案、实施方案、完成任务中学习和掌握知识,形成技能。[4]“虚拟仪器与应用”这门课程具有很强的实践性,因此,在教学过程中,特别是在虚拟仪器应用教学环节,我们引入“项目教学法”。當学生经过前一阶段的基础知识学习之后,对软件有了一定掌握。为了进一步培养学生的实际动手能力和系统设计思想,我们精心设计了几个项目教学的案例,让学生组成团队。从查阅资料、选取方案、设计硬件到设计软件、系统调试,学生都靠自己动手完成,教师在整个过程中只起到辅助指导的作用。例如虚拟数字温度计的设计。考虑到实际应用中的广泛性和学生学习课程的承接性,我们要求设计一个能够测量室内环境温度,将其变化曲线实时显示在虚拟温度计前面板上,并能够实现超温报警、历史温度分析、数据保存等功能的应用项目。
整个项目教学过程实施过程分为以下六个阶段。
(1)结合实物系统讲解数据采集的基础知识。
(2)下达任务书,提出项目设计要求。
(3)设计方案的选择与论证。在项目设计要求提出后,学生首先分析温度信号的特点,考虑如何进行测量并进行整个系统的总体构建;学生需要考虑合适传感器的选择,例如,在设计过程中,有的学生选择采用热敏电阻,有的学生选择采用集成温度传感器TMP36,还有的学生选择采用LM35等多种方案,采用发散性思维,积极进行方案论证。他们积极查找相关技术资料,为硬件电路的设计提供了稳定而扎实的基础。
(4)硬件电路设计与实现。这部分工作充分利用了以前“模拟电子技术”和“数字电子电路”所学课程的知识,将学生所学课程紧密联系在一起。图1为学生利用热敏电阻搭建的硬件电路。
(5)软件系统设计与实现。教育学生采用模块化的设计思想,将系统理论深入地灌输进学生的思维中。学生设计出的前面板如图2所示。
(6)系统总体测试与学生答辩。
通过项目教学,采用以中文为主英文为辅的方式,学生充分利用电子资源进行资料文献的查阅,提高他们的科技英语阅读水平;同时将软件学习与硬件设计紧密结合起来,锻炼实际动手能力,培养了团队合作精神。
教学改革是一项漫长而艰巨的任务,开展双语教学特别是高等工程教育的双语教学更需要分阶段有步骤地进行,同时还应考虑到相关课程及学生的特点。对“虚拟仪器与应用”课程开展双语教学,我们还只是尝试,在实施过程中存在一些问题,如何更好地利用外文原版资源,不同学习程度的学生如何因材施教,如何与现有的课程体系更好地接轨诸如此类的问题还需要在实践中做进一步探索和解决。
参考文献:
[1]邓酩,牛秦洲.《软件设计》课程双语教学的实践与探索[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2007,(4).
[2]杨鹏.“传感器原理及应用”课程双语教学研究[J].电气电子教学学报,2008,(2).
[3]周川,沙涛,等.高校自动化专业课程双语教学的探索与实践[J].北京大学学报(哲学社会科学版),2007,(S2).
[4]赵战国.电子技术课引入“项目教学法”初探[J].中国科技信息,2010,(2).
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:教学改革;双语教学;虚拟仪器
作者简介:郭杰(1982-),女,河南南阳人,常州工学院光电工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:计算机辅助测控系统与自动测试系统;潘雪涛(1973-),男,江苏常州人,常州工学院光电工程学院,副教授,工学硕士,主要研究方向:光电检测技术、机器视觉。(江苏 常州 213002)
基金项目:本文系常州工学院双语教学课程建设基金资助项目(项目编号:J080207)的研究成果。
随着世界经济、信息全球化的进一步发展,社会对人才培养尤其是高等工程教育提出了更新、更高的要求和挑战,需要大批精通专业知识,通晓国际规则和惯例,拥有娴熟的专业技能的高素质国际人才。教育部在2001年制定的《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》中,明确要求在高等院校中积极开展双语教学,并且建议本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。基于这样的政策导向,各地的高等学校相继开设了双语课程。[1,2]
“虚拟仪器与应用” 是面向常州工学院(以下简称“我校”)测控技术与仪器专业三年级本科生开设的专业选修课,是一门知识面很广、内容很多、工程实践性和前沿性很强的课程。其教学内容主要是有关虚拟仪器的核心概念、基本方法和当前最新的应用技术,包含了虚拟仪器基础理论、设计的相关技能和方法、基于计算机的测试测量与自动控制技术等内容。该课程从2008年开始尝试在本科领域进行双语教学。针对课程具有知识系统性高、实践性强及与前沿技术联系紧密的特点,我们在双语教学工作中,重视教材选取、课件准备、课堂教学、课外实践等教学环节,在传授专业知识的同时,注重学生专业英语能力和学习兴趣的培养,取得了初步的效果。本文将结合“虚拟仪器与应用”实施双语教学的试点工作,谈一些认识和体会。
一、明确教学目标,制定课程教学大纲
虚拟仪器与应用要求具备的前期知识较多,理论体系的连贯性较强,但从课时的安排来看,该课程理论教学课时较少。要在如此有限的学时内完成教学任务,就不可能对每部分内容都有深入细致的讲解,因此,在教学内容上,选取比较重要的、设计性的内容;在教学手段上,我们采用双语教学方式,为学生营造工程英语学习环境;在教学目标上,我们要求学生通过虚拟仪器软件编程,结合数据采集卡等必要硬件,学会设计开发一些自动测控装置与设备,具备从事计算机辅助测控技术研究的基础。
明确教学目标之后,针对课程知识更新性强的特点,根据实验室建设和仪器设备的不断扩充与完善,特别是实践项目的不断开发,逐渐进行修订和完善。目前,该教学大纲经过修订,初步形成了以虚拟仪器概念、LabVIEW编程基础、模块化仪器、数据采集、网络应用和工程项目设计为框架的13章教学体系,涵盖了虚拟仪器设计各方面的软硬件知识传授和技能训练。
二、合理选择教材
一本恰当的教材对双语教学效果的影响很大。尽管国内的很多知名出版社引进了外文原版教材,并适当进行了一些影印本的发行工作,但距在国内广泛推行双语教学的要求还有差距:一是国外的专业建设和课程体系与我国的实际情况有些出入,二是外文原版教材对于我国大多数学生来讲也很晦涩。[3]因此在本课程的教材选取上采用“中文教材+外文参考书”的模式。我们选用的是电子工业出版社针对《LabVIEW for everyone》一书的中文译本《LabVIEW大学实用教程》。虽然教材对大纲要求的重点内容讲解深入浅出,然而在应用部分的项目介绍上编排较少,因此,我们针对此部分选定了相关的优秀外文教材和期刊,在教学过程中,这些外文资料的使用与中文并重。通过这些外文资料的阅读学习,学生能够熟悉外文专业书籍和期刊论文的写作风格和特点,提高学生的学习兴趣和自身科技外文的阅读能力。
三、多媒体课件的开发
虚拟仪器课程双语教学过程面临图形符号多、结构嵌套复杂,同时外文专业词汇和语句的发音、工程案例板书讲解枯燥等问题,我们采用多媒体辅助教学的方法,既节省板书时间,又能采用动画、影视等方式生动展现。我们制作了完整的虚拟仪器与应用课件,学生通过网络课堂下载后,利用课外时间进一步消化、理解。
四、课堂教学的探索与实践
课堂教学是整个教学工作的中心环节。一堂课的成功与否,与教师组织教学的好坏,与教学的艺术有密切的关系。双语教学更是如此。因此,我们通过资料查阅、结合自身科研经历、听取学生反馈、教学观摩等方式对课堂教学的各个环节进行了探索,有以下心得体会:
1.注重教学过程中教师的引导和启发作用
“虚拟仪器与应用”课程涉及知识面广,课堂包含信息量大,同时虚拟仪器软件是全英文的,需要对它所提供的大量函数模块的功能和使用方法有所掌握。这不仅对学生的英文专业词汇量是一项挑战,也对他们数学和信号分析理论基础提出了较高要求。因此,在每次上课之前教师应督促学生充分预习。例如,鼓励学生自己查字典弄懂相关专业词汇,理解函数功能;或者预留与教学内容相关的思考练习题目,采用发散思维方式,让学生准备课堂方案讲解或讨论。这样做可以使学生在上课前对教学内容有所把握,同时能够激发学生学习积极性,培养学生独立思考能力和创新性思维。
2.在教学语言上采用中文为主英文为辅的方法
双语教学应以学生掌握课程的专业知识为基本目标。在教学伊始,我们就向学生明确该课程的学习重点在于专业知识的学习,在学习专业知识的过程中提高英语水平,这样就可以减轻学生的心理压力,避免学生陷入英语学习中而忽视了专业知识的学习。另外针对教学的不同过程中英文授课所占比例也有不同变化。例如,在虚拟仪器基础知识部分,其内容动手实践性较强,学生可以通过教师演示教学来进行专业词汇的形象理解,因此采用英文授课的比重较大;而在项目工程案例的讲授部分,专业术语较多,适当加大中文授课比例,不过鼓励学生用英文进行回答和方案的探讨,为学生提供工程英语的应用氛围。
3.采用多种教学手段,提高学生学习热情
我们将课堂教学搬入实验室中进行一体化教学。采用多媒体教学,利用动画、工程录像、实时操作、实物系统讲解等多种手段,与学生展开积极互动,鼓励学生发散思维,提出自己的方案并允许自由讨论,最终对自己设计的系统进行答辩。
五、项目教学法在实践能力培养中的应用
“项目教学法”是一种将具体的项目或任务交给学生自己完成的教学方法,学生在收集信息、设计方案、实施方案、完成任务中学习和掌握知识,形成技能。[4]“虚拟仪器与应用”这门课程具有很强的实践性,因此,在教学过程中,特别是在虚拟仪器应用教学环节,我们引入“项目教学法”。當学生经过前一阶段的基础知识学习之后,对软件有了一定掌握。为了进一步培养学生的实际动手能力和系统设计思想,我们精心设计了几个项目教学的案例,让学生组成团队。从查阅资料、选取方案、设计硬件到设计软件、系统调试,学生都靠自己动手完成,教师在整个过程中只起到辅助指导的作用。例如虚拟数字温度计的设计。考虑到实际应用中的广泛性和学生学习课程的承接性,我们要求设计一个能够测量室内环境温度,将其变化曲线实时显示在虚拟温度计前面板上,并能够实现超温报警、历史温度分析、数据保存等功能的应用项目。
整个项目教学过程实施过程分为以下六个阶段。
(1)结合实物系统讲解数据采集的基础知识。
(2)下达任务书,提出项目设计要求。
(3)设计方案的选择与论证。在项目设计要求提出后,学生首先分析温度信号的特点,考虑如何进行测量并进行整个系统的总体构建;学生需要考虑合适传感器的选择,例如,在设计过程中,有的学生选择采用热敏电阻,有的学生选择采用集成温度传感器TMP36,还有的学生选择采用LM35等多种方案,采用发散性思维,积极进行方案论证。他们积极查找相关技术资料,为硬件电路的设计提供了稳定而扎实的基础。
(4)硬件电路设计与实现。这部分工作充分利用了以前“模拟电子技术”和“数字电子电路”所学课程的知识,将学生所学课程紧密联系在一起。图1为学生利用热敏电阻搭建的硬件电路。
(5)软件系统设计与实现。教育学生采用模块化的设计思想,将系统理论深入地灌输进学生的思维中。学生设计出的前面板如图2所示。
(6)系统总体测试与学生答辩。
通过项目教学,采用以中文为主英文为辅的方式,学生充分利用电子资源进行资料文献的查阅,提高他们的科技英语阅读水平;同时将软件学习与硬件设计紧密结合起来,锻炼实际动手能力,培养了团队合作精神。
教学改革是一项漫长而艰巨的任务,开展双语教学特别是高等工程教育的双语教学更需要分阶段有步骤地进行,同时还应考虑到相关课程及学生的特点。对“虚拟仪器与应用”课程开展双语教学,我们还只是尝试,在实施过程中存在一些问题,如何更好地利用外文原版资源,不同学习程度的学生如何因材施教,如何与现有的课程体系更好地接轨诸如此类的问题还需要在实践中做进一步探索和解决。
参考文献:
[1]邓酩,牛秦洲.《软件设计》课程双语教学的实践与探索[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2007,(4).
[2]杨鹏.“传感器原理及应用”课程双语教学研究[J].电气电子教学学报,2008,(2).
[3]周川,沙涛,等.高校自动化专业课程双语教学的探索与实践[J].北京大学学报(哲学社会科学版),2007,(S2).
[4]赵战国.电子技术课引入“项目教学法”初探[J].中国科技信息,2010,(2).
(责任编辑:麻剑飞)