電路分析全英文課程建設的探索

焦哲晶 胡安鐸 逄玉葉 卞正蘭 薛亮 邊后琴 宋小軍

摘 要：隨著國際交流合作的開展，越來越多的留學生來到國內高校進修學習，有必要對他們進行英文教學。另外，為了提高我校學生專業英語能力，也需要在專業課上嘗試進行全英文授課。文章探討了全英文電路分析課的教學模式，從師資隊伍建設、教材選定、授課內容和方式、考核方式等方面進行了分析。希望對今后電子通信類的全英文專業課的建設有一定的借鑒作用。

關鍵詞：電路分析；全英文教學；留學生

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2096-000X（2018）05-0061-03

Abstract： With the development of international exchange and cooperation， more and more foreign students come to study in domestic universities and it is necessary to teach them in English. In addition， in order to improve the professional English ability of students in our university， we also need to try to teach English in professional courses. In the paper we discuss the English teaching mode in the course of Circuit Analysis， including the team of course instructors， course material selection， course contents， teaching methods and assessment methods， etc. We hope it helpful for further course constructions in English in the specialty of Electronic Communications.

Keywords： circuit analysis； English teaching； Foreign students

一、概述

隨著我國高等教育的不斷發展，我校留學生人數的日益增多，來源更加廣泛，留學生的漢語水平參差不齊。為了更好地滿足留學生的學習需求，有必要在專業課程方面對他們進行全英文授課。電路分析是電氣與電子信息類專業的技術基礎課，是我校所有強電和弱電相關專業的必修課。它既是電氣與電子信息類專業課程體系中數學、物理學等科學基礎課的后續課程，又是電氣與電子信息類所有專業的后續技術基礎課和專業基礎課的基礎。在整個電氣信息類專業的人才培養方案和課程體系中起著承前啟后的重要作用。所以為留學生開設一門全英文電路分析課就顯得尤為必要。另外，在專業課上嘗試進行全英文授課，有助于提高我校學生專業英語的表達能力和運用能力，擴大他們的國際化視野，提高他們的國際競爭力。基于以上原因，結合筆者在中文電路分析課授課過程中的經驗，分析和討論全英文模式下的電路分析課的教學模式。

全英文電路分析課的目標有兩方面：一是將電路相關的知識傳授給學生，使學生掌握電路的基本理論、分析計算電路的基本方法和進行實驗的初步技能，并為后續課程準備必要的電路知識。二是培養學生英語的思維習慣，提高他們專業英語的聽說讀寫能力。因此，在有限的計劃課時內，如何有效地傳授知識點，理論結合工程實際，引導學生積極主動的學習，掌握電路相關技能，是這個英文課程建設的重點。

二、本課程師資隊伍建設

為了滿足全英文課程教學的需求，應該加強課程的師資隊伍建設。參與本課程建設的老師，均參與《電路分析》的中文教學，并主講《信號與系統》、《模擬電子技術》、《數字電子技術》等電子信息類的核心課程，已有多年的教學經驗，師生反映良好，而且參與英文課程建設的老師大都有著海外的留學或訪學經歷，并在國內外重點期刊上發表多篇SCI、EI等學術論文，具有良好的英文表達能力。教師隊伍中高級職稱1人，講師4名，中青結合，結構合理。此外，筆者曾在加拿大求學多年，熟悉國外的教學模式及理念，可以將國外的教學思路與方法引入到電路英語課程的教學課堂。

在師資隊伍建設上，鼓勵教師通過各種形式的進修，到國內外相關高校學習英語授課經驗，參加學校的英語講課比賽等，提高教師的英文教學能力和水平。也可以請教授英文電路課程的老師來講座，傳授英文授課的方法與心得。

同時，老師們通過學習美國麻省理工大學等國外名校的公開網絡課程，學習其電路系列課程教學內容和教學方法，吸取精華部分，改善已有的授課方式。通過英文電路課的資料準備，文獻查詢，在英文電路授課中將以基本概念為主，注重基本知識點的掌握。課堂上的教學環節，特別要增加教師與學生之間的互動，鼓勵課堂全英文提問，教師用全英文作答。為了保證課堂教學效果，上英文課程的教師課前應做充足的準備，閱讀大量的英文電路書籍和資料，熟悉專業詞匯和英文口語詞匯，把握用語的難易程度，由淺入深，保證講課流利。盡量避免在課堂上使用中文詞匯，給學生全英語的教學環境，這一點尤為重要。通過多種形式的學習，不斷地提高教師的英文專業水平，改善授課效果。

三、教材選定

良好的開始是成功的一半，合適的英文教材是英文教學成功的關鍵，可以使學生更容易熟悉電路相關術語的英文表述，掌握電路的基本理論，同時提高專業能力和科技英語水平。本課程采用全英文教科書Fundamentals of Electric Circuits （Fifth Edition）， Charles K. Alexander and Matthew N.O. Sadiku， McGraw-Hill， 2013。這本書在國際上被廣泛地用作本科生電路分析教科書，也是在國內出版翻譯的美國最有影響力的經典電路課程教材系列之一。這本教材內容豐富，符合我校電子信息類人才培養的目標和教學大綱要求，適合作為英文電路課程的教材。這本書內容很全面，包含直流電路、交流電路和高級電路三部分，還囊括了學生需要掌握的所有常用的數學公式和物理公式。事實上，在中文電路授課中，有一些學生將這本教材的中文譯本作為參考書使用，學生們反映這本書講解透徹，內容深入淺出，容易理解。

這本電路英文教材注重電路基本知識的理解與掌握。每一章都有大量的例題、習題，能夠給學生充分的練習機會。例題內容豐富，講解透徹。課后的習題根據教師對學生的不同要求進行了分類標識。課后習題分成4類：基礎題側重對基本知識點的掌握和理解；相對復雜的電路或是需要驗證計算結果的情況，可以用軟件PSpice或是Multisim進行仿真；需要用Matlab進行編程的復雜電路，以及涉及到工程設計的題目。最后一類習題有助于加深學生對電路知識的理解，也有助于拔尖創新人才的培養。

此外，每一章的最后一節是應用實例，是對本章的基本概念在生活和工程中實際應用的講解。在這一節中還會給出應用實例中相關的電子元器件的實物圖片，讓學生先認識這個元件，然后再去了解它的工作原理。比如在講到電路分析方法時，用三極管作為實例進行分析，因為三極管是最基本的集成電路的元件，有必要讓學生在電子電路設計的初級階段就開始接觸三極管。在這一節中，考慮到學生是第一次接觸這個元件，文字的描述很是通俗易懂，只是給出了三極管的幾個最重要的公式，并沒有深入討論它的工作原理，很符合學生當前階段的水平。關于三極管實例的求解也只是需要學生運用已學的電路知識畫出兩個回路，用基爾霍夫電壓定律求解即可，不涉及內部結構。通過分析數據，學生會產生對三極管的基極和集電極電流的大小、倍數關系的初步印象。

應用實例的分析非常有助于學生將電路理論與工程實際有效的結合起來。電路課程的重要性不僅在于會求解電路題，更在于應用到工程中，解決實際問題。這也是培養工程與技術人才的重要思路。這本書作為英文教材有助于進一步提高電路課程教學質量。

再次，這本書還提出了求解電路問題的經典六步法，并在整本書中貫穿了六步法解題的例題，幫助學生建立系統的分析問題的思路。盡管電路的復雜度可大可小，基本的處理原則和思路是一樣的。這六步法是本書作者多年教學經驗、工業經驗和研究經驗的總結。六步法中第一步要先定義問題，這是整個求解過程中的第一步，也是最重要的一步，對后面的解題奠定了最重要的基礎。通常給出的問題的描述是不完全的或者是間接的，這就需要解題者讀懂出題者隱藏的描述。這部分可能會花費點時間，但是會使后面的解題更加順利、省時。第二步是要呈現所有的已知條件和解題思路。通過這一步的思考可以節省真正解題的時間。再次，很多問題都會有不止一個解題方法，需要明確問題所有可能的解法以及最可能成功的解法。在這一步中還需要認真記錄整個思考過程中所有可能的解法，為下一步做準備。下面一步才是真正解題的開始，解題過程包括詳細解法的呈現以及修正過程。先建立公式再代入已知量，便于檢查結果是否正確。再接著是評價解法的正確性和準確性，確保問題完全解決，并且合理，然后呈現給教師或是領導。最后是檢查結果是否滿意，如不滿意需要回到前面換一種解題方法。通常情況下求解需要進一步的精確，回到前面的幾個步驟，才能得到滿意的結果。

在大學期間學生求解的絕大部分問題是數學問題，學生不太愿意花時間分析問題，拿到問題以后就著手去求解，期望得到正確的結果。如果遵循六步法原則，先去思考一下問題本身，去理解問題背后的基本理論和知識點，就會達到事半功倍的效果。碰到類似的問題，就不會出錯。作為學生，不光要會解題，還要會用學到的理論去解決實際問題。通過六步法，花時間去思考去分析，不斷地積累知識，就能增強用基本知識去解決實際問題的能力，這也是培養人才的最終目標。六步法解題在這本書的所有章節中都反復應用，幫助學生掌握這個方法。這也是這本書的一大特色。

四、授課方式和內容

（一）多媒體結合板書

對于電路分析這門課，專業性較強，上課內容較枯燥，因此需要想辦法吸引學生的注意力。可以采用多媒體結合板書的授課方法，提高教學效果。教師通過多媒體向學生展示教學內容，用簡單的文字列出基本知識點，然后配合公式、視頻、動畫、圖片等給學生講授。在遇到知識難點或是例題時，配合板書，一步步的分析講解。在全英語課程中使用多媒體教學，可以減少專業英語詞匯方面的障礙，讓學生對知識點一目了然，不會出現理解困難。

在講授每個知識點之前，列出此知識點相關的專業英文詞匯，有助于學生掌握相關內容。

（二）小組討論

留學生的課堂表現與中國學生完全不同。留學生一般在課堂上思維比較活躍，喜歡與老師互動，語言表達能力強。他們在聽課時遇到不懂的或是有疑問地方，會隨時提問，與老師討論，這與他們從小受到的教育方式有關。這種方式可以活躍課堂氣氛。相反，中國學生在課堂上表現比較拘謹，很少提問，絕大多數情況是聽老師講，被動地接受知識點。針對他們各自的特點，對于留學生，鼓勵高水平的和創新的問題。對于中國學生，鼓勵他們大膽地說英語，多問問題，克服開口難。教師要創造輕松愉悅的課堂環境，與學生之間增強互動。

此外在每一章的知識點結束后，可以在課堂上增加小組討論的環節。討論的題目可以是針對本章知識點的應用實例，也就是讓他們去解決工程中的實際問題。分組時，規定每一組既要有留學生又要有中國學生，讓中國學生用英語與留學生進行交流，討論電路相關的知識點，克服張口難的問題，提高他們的專業英語的應用能力。盡管留學生喜歡提問，但相對而言，他們的基礎知識普遍沒有中國學生的扎實，對基本知識點的理解不一定優于中國學生，這種討論也有助于加強留學生對基本知識點的掌握。根據上課人數，每組人數不可以過多，讓人人都能在小組中有機會發表想法。小組討論結束后，讓每組派代表到講臺上面講給其他學生聽，通過講解和回答問題，鍛煉他們的英語表達能力。通過討論環節，加強學生對知識點的理解與掌握，提高他們的專業英語水平，也能活躍課堂氣氛，加深師生互動，提高教學質量。

（三）課前測試與課堂練習

電路分析這門課除了理解基本知識點，還有很重要的一點就是動手計算，花時間去練習。很多學生在課堂練習部分不愿意動手，只是看和聽，眼高手低，到真正解題時就會出現各種錯誤。對于電路課程來說，只有多做練習，才能將知識點徹底理解和掌握。在課堂上，針對每個知識點講解相關例題，例題大多來源于教科書。這本英文教科書有大量的例題，貼近知識要點，解題步驟也很詳盡，有助于學生課前預習和課后復習。同時課后會布置一定數量的課后習題，鞏固知識點。為了督促學生學習，每節課開始會出1至2道練習題，要求學生在5-10分鐘內完成并上交，作為平時成績的一部分。這樣促進學生課上認真聽講，課后花時間復習，加強學習效果。

（四）實驗與軟件仿真

電路分析是電相關專業一門重要的技術基礎課，其實驗內容在課程中占有很重要的地位，是模擬電子技術和數字電子技術的基礎。通過實驗不僅可以加強感性認識、加深對電路理論的理解，而且能培養學生用實驗驗證理論的技能和綜合實驗的能力，提高實驗動手能力。在英文電路課中，對于重要的知識點如基爾霍夫定律、戴維南定理、一階電路的全響應等安排相應的實驗環節。在實驗室容量允許的情況下，盡量要求學生各自獨立完成。遇到不懂的可以請教老師，或是與同學討論，但是需要自己動手操作，這樣才能真正理解實驗原理，掌握各種儀器的使用。

實驗報告也是實驗課很重要的一個環節。要求學生撰寫規范的實驗報告，實驗報告不是簡單的拷貝實驗手冊，而是對實驗數據的認真處理，對實驗過程和結果的認真思考和總結。在實驗報告上，要求學生具備基本的實驗數據處理能力，要求使用專業的軟件繪制實驗數據，認真完成實驗后思考題，加深對基本理論、基本知識點的理解，達到實驗目的。

除了實驗操作，在英文電路課中，我準備增加一個軟件仿真環節，用PSpice軟件來仿真電路。引入PSpice仿真軟件進行虛擬仿真實驗，可以節省實驗成本；同時可以加深學生對電路知識點的理解，提高學生的電子設計與創新能力，培養面向企業的工程技術人才。

這本書中以六步法求解舉例時一般會給出好幾種方法供學生參考，其中有一種方法是用PSpice軟件進行仿真、驗證。在書中通過實例，讓學生熟悉電路元件，逐步建立起系統性的解決問題的方法，掌握PSpice仿真軟件。

五、考核方式

考核方式不再采用以期末考試為主的單一化的標準，而是采用將出勤率、課堂討論、實驗環節、課后作業全部放在一起綜合考慮的考核模式。各部分在總成績中占有一定的比例，使學生在平時就重視這門課的學習，不能到考試前臨陣磨槍。對電子信息類的專業課來說，理論與實踐應用同樣重要，不能厚此薄彼。通過改進考核方式，提高學生對實際知識的應用能力，理論結合實際。同時，將課堂討論納入考核中，有助于培養團隊合作能力，提高他們的專業英語表達能力，提高他們上課的積極性。可以暫定期末考試占50%，其他各項總和占50%的方案，后面可以根據教學情況逐步調整。

六、結束語

與傳統的中文教學相比，本課程更加側重電路基本知識點的掌握，以及全英文思維的培養。課程引進國外先進的教學理念和教學方法，增加教師與學生之間的互動，提高學生對基本知識點的靈活應用。

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