电路分析全英文课程建设的探索

焦哲晶 胡安铎 逄玉叶 卞正兰 薛亮 边后琴 宋小军

摘 要：随着国际交流合作的开展，越来越多的留学生来到国内高校进修学习，有必要对他们进行英文教学。另外，为了提高我校学生专业英语能力，也需要在专业课上尝试进行全英文授课。文章探讨了全英文电路分析课的教学模式，从师资队伍建设、教材选定、授课内容和方式、考核方式等方面进行了分析。希望对今后电子通信类的全英文专业课的建设有一定的借鉴作用。

关键词：电路分析；全英文教学；留学生

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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

随着我国高等教育的不断发展，我校留学生人数的日益增多，来源更加广泛，留学生的汉语水平参差不齐。为了更好地满足留学生的学习需求，有必要在专业课程方面对他们进行全英文授课。电路分析是电气与电子信息类专业的技术基础课，是我校所有强电和弱电相关专业的必修课。它既是电气与电子信息类专业课程体系中数学、物理学等科学基础课的后续课程，又是电气与电子信息类所有专业的后续技术基础课和专业基础课的基础。在整个电气信息类专业的人才培养方案和课程体系中起着承前启后的重要作用。所以为留学生开设一门全英文电路分析课就显得尤为必要。另外，在专业课上尝试进行全英文授课，有助于提高我校学生专业英语的表达能力和运用能力，扩大他们的国际化视野，提高他们的国际竞争力。基于以上原因，结合笔者在中文电路分析课授课过程中的经验，分析和讨论全英文模式下的电路分析课的教学模式。

全英文电路分析课的目标有两方面：一是将电路相关的知识传授给学生，使学生掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法和进行实验的初步技能，并为后续课程准备必要的电路知识。二是培养学生英语的思维习惯，提高他们专业英语的听说读写能力。因此，在有限的计划课时内，如何有效地传授知识点，理论结合工程实际，引导学生积极主动的学习，掌握电路相关技能，是这个英文课程建设的重点。

二、本课程师资队伍建设

为了满足全英文课程教学的需求，应该加强课程的师资队伍建设。参与本课程建设的老师，均参与《电路分析》的中文教学，并主讲《信号与系统》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等电子信息类的核心课程，已有多年的教学经验，师生反映良好，而且参与英文课程建设的老师大都有着海外的留学或访学经历，并在国内外重点期刊上发表多篇SCI、EI等学术论文，具有良好的英文表达能力。教师队伍中高级职称1人，讲师4名，中青结合，结构合理。此外，笔者曾在加拿大求学多年，熟悉国外的教学模式及理念，可以将国外的教学思路与方法引入到电路英语课程的教学课堂。

在師资队伍建设上，鼓励教师通过各种形式的进修，到国内外相关高校学习英语授课经验，参加学校的英语讲课比赛等，提高教师的英文教学能力和水平。也可以请教授英文电路课程的老师来讲座，传授英文授课的方法与心得。

同时，老师们通过学习美国麻省理工大学等国外名校的公开网络课程，学习其电路系列课程教学内容和教学方法，吸取精华部分，改善已有的授课方式。通过英文电路课的资料准备，文献查询，在英文电路授课中将以基本概念为主，注重基本知识点的掌握。课堂上的教学环节，特别要增加教师与学生之间的互动，鼓励课堂全英文提问，教师用全英文作答。为了保证课堂教学效果，上英文课程的教师课前应做充足的准备，阅读大量的英文电路书籍和资料，熟悉专业词汇和英文口语词汇，把握用语的难易程度，由浅入深，保证讲课流利。尽量避免在课堂上使用中文词汇，给学生全英语的教学环境，这一点尤为重要。通过多种形式的学习，不断地提高教师的英文专业水平，改善授课效果。

三、教材选定

良好的开始是成功的一半，合适的英文教材是英文教学成功的关键，可以使学生更容易熟悉电路相关术语的英文表述，掌握电路的基本理论，同时提高专业能力和科技英语水平。本课程采用全英文教科书Fundamentals of Electric Circuits （Fifth Edition）， Charles K. Alexander and Matthew N.O. Sadiku， McGraw-Hill， 2013。这本书在国际上被广泛地用作本科生电路分析教科书，也是在国内出版翻译的美国最有影响力的经典电路课程教材系列之一。这本教材内容丰富，符合我校电子信息类人才培养的目标和教学大纲要求，适合作为英文电路课程的教材。这本书内容很全面，包含直流电路、交流电路和高级电路三部分，还囊括了学生需要掌握的所有常用的数学公式和物理公式。事实上，在中文电路授课中，有一些学生将这本教材的中文译本作为参考书使用，学生们反映这本书讲解透彻，内容深入浅出，容易理解。

这本电路英文教材注重电路基本知识的理解与掌握。每一章都有大量的例题、习题，能够给学生充分的练习机会。例题内容丰富，讲解透彻。课后的习题根据教师对学生的不同要求进行了分类标识。课后习题分成4类：基础题侧重对基本知识点的掌握和理解；相对复杂的电路或是需要验证计算结果的情况，可以用软件PSpice或是Multisim进行仿真；需要用Matlab进行编程的复杂电路，以及涉及到工程设计的题目。最后一类习题有助于加深学生对电路知识的理解，也有助于拔尖创新人才的培养。

此外，每一章的最后一节是应用实例，是对本章的基本概念在生活和工程中实际应用的讲解。在这一节中还会给出应用实例中相关的电子元器件的实物图片，让学生先认识这个元件，然后再去了解它的工作原理。比如在讲到电路分析方法时，用三极管作为实例进行分析，因为三极管是最基本的集成电路的元件，有必要让学生在电子电路设计的初级阶段就开始接触三极管。在这一节中，考虑到学生是第一次接触这个元件，文字的描述很是通俗易懂，只是给出了三极管的几个最重要的公式，并没有深入讨论它的工作原理，很符合学生当前阶段的水平。关于三极管实例的求解也只是需要学生运用已学的电路知识画出两个回路，用基尔霍夫电压定律求解即可，不涉及内部结构。通过分析数据，学生会产生对三极管的基极和集电极电流的大小、倍数关系的初步印象。

应用实例的分析非常有助于学生将电路理论与工程实际有效的结合起来。电路课程的重要性不仅在于会求解电路题，更在于应用到工程中，解决实际问题。这也是培养工程与技术人才的重要思路。这本书作为英文教材有助于进一步提高电路课程教学质量。

再次，这本书还提出了求解电路问题的经典六步法，并在整本书中贯穿了六步法解题的例题，帮助学生建立系统的分析问题的思路。尽管电路的复杂度可大可小，基本的处理原则和思路是一样的。这六步法是本书作者多年教学经验、工业经验和研究经验的总结。六步法中第一步要先定义问题，这是整个求解过程中的第一步，也是最重要的一步，对后面的解题奠定了最重要的基础。通常给出的问题的描述是不完全的或者是间接的，这就需要解题者读懂出题者隐藏的描述。这部分可能会花费点时间，但是会使后面的解题更加顺利、省时。第二步是要呈现所有的已知条件和解题思路。通过这一步的思考可以节省真正解题的时间。再次，很多问题都会有不止一个解题方法，需要明确问题所有可能的解法以及最可能成功的解法。在这一步中还需要认真记录整个思考过程中所有可能的解法，为下一步做准备。下面一步才是真正解题的开始，解题过程包括详细解法的呈现以及修正过程。先建立公式再代入已知量，便于检查结果是否正确。再接着是评价解法的正确性和准确性，确保问题完全解决，并且合理，然后呈现给教师或是领导。最后是检查结果是否满意，如不满意需要回到前面换一种解题方法。通常情况下求解需要进一步的精确，回到前面的几个步骤，才能得到满意的结果。

在大学期间学生求解的绝大部分问题是数学问题，学生不太愿意花时间分析问题，拿到问题以后就着手去求解，期望得到正确的结果。如果遵循六步法原则，先去思考一下问题本身，去理解问题背后的基本理论和知识点，就会达到事半功倍的效果。碰到类似的问题，就不会出错。作为学生，不光要会解题，还要会用学到的理论去解决实际问题。通过六步法，花时间去思考去分析，不断地积累知识，就能增强用基本知识去解决实际问题的能力，这也是培养人才的最终目标。六步法解题在这本书的所有章节中都反复应用，帮助学生掌握这个方法。这也是这本书的一大特色。

四、授课方式和内容

（一）多媒体结合板书

对于电路分析这门课，专业性较强，上课内容较枯燥，因此需要想办法吸引学生的注意力。可以采用多媒体结合板书的授课方法，提高教学效果。教师通过多媒体向学生展示教学内容，用简单的文字列出基本知识点，然后配合公式、视频、动画、图片等给学生讲授。在遇到知识难点或是例题时，配合板书，一步步的分析讲解。在全英语课程中使用多媒体教学，可以减少专业英语词汇方面的障碍，让学生对知识点一目了然，不会出现理解困难。

在讲授每个知识点之前，列出此知识点相关的专业英文词汇，有助于学生掌握相关内容。

（二）小组讨论

留学生的课堂表现与中国学生完全不同。留学生一般在课堂上思维比较活跃，喜欢与老师互动，语言表达能力强。他们在听课时遇到不懂的或是有疑问地方，會随时提问，与老师讨论，这与他们从小受到的教育方式有关。这种方式可以活跃课堂气氛。相反，中国学生在课堂上表现比较拘谨，很少提问，绝大多数情况是听老师讲，被动地接受知识点。针对他们各自的特点，对于留学生，鼓励高水平的和创新的问题。对于中国学生，鼓励他们大胆地说英语，多问问题，克服开口难。教师要创造轻松愉悦的课堂环境，与学生之间增强互动。

此外在每一章的知识点结束后，可以在课堂上增加小组讨论的环节。讨论的题目可以是针对本章知识点的应用实例，也就是让他们去解决工程中的实际问题。分组时，规定每一组既要有留学生又要有中国学生，让中国学生用英语与留学生进行交流，讨论电路相关的知识点，克服张口难的问题，提高他们的专业英语的应用能力。尽管留学生喜欢提问，但相对而言，他们的基础知识普遍没有中国学生的扎实，对基本知识点的理解不一定优于中国学生，这种讨论也有助于加强留学生对基本知识点的掌握。根据上课人数，每组人数不可以过多，让人人都能在小组中有机会发表想法。小组讨论结束后，让每组派代表到讲台上面讲给其他学生听，通过讲解和回答问题，锻炼他们的英语表达能力。通过讨论环节，加强学生对知识点的理解与掌握，提高他们的专业英语水平，也能活跃课堂气氛，加深师生互动，提高教学质量。

（三）课前测试与课堂练习

电路分析这门课除了理解基本知识点，还有很重要的一点就是动手计算，花时间去练习。很多学生在课堂练习部分不愿意动手，只是看和听，眼高手低，到真正解题时就会出现各种错误。对于电路课程来说，只有多做练习，才能将知识点彻底理解和掌握。在课堂上，针对每个知识点讲解相关例题，例题大多来源于教科书。这本英文教科书有大量的例题，贴近知识要点，解题步骤也很详尽，有助于学生课前预习和课后复习。同时课后会布置一定数量的课后习题，巩固知识点。为了督促学生学习，每节课开始会出1至2道练习题，要求学生在5-10分钟内完成并上交，作为平时成绩的一部分。这样促进学生课上认真听讲，课后花时间复习，加强学习效果。

（四）实验与软件仿真

电路分析是电相关专业一门重要的技术基础课，其实验内容在课程中占有很重要的地位，是模拟電子技术和数字电子技术的基础。通过实验不仅可以加强感性认识、加深对电路理论的理解，而且能培养学生用实验验证理论的技能和综合实验的能力，提高实验动手能力。在英文电路课中，对于重要的知识点如基尔霍夫定律、戴维南定理、一阶电路的全响应等安排相应的实验环节。在实验室容量允许的情况下，尽量要求学生各自独立完成。遇到不懂的可以请教老师，或是与同学讨论，但是需要自己动手操作，这样才能真正理解实验原理，掌握各种仪器的使用。

实验报告也是实验课很重要的一个环节。要求学生撰写规范的实验报告，实验报告不是简单的拷贝实验手册，而是对实验数据的认真处理，对实验过程和结果的认真思考和总结。在实验报告上，要求学生具备基本的实验数据处理能力，要求使用专业的软件绘制实验数据，认真完成实验后思考题，加深对基本理论、基本知识点的理解，达到实验目的。

除了实验操作，在英文电路课中，我准备增加一个软件仿真环节，用PSpice软件来仿真电路。引入PSpice仿真软件进行虚拟仿真实验，可以节省实验成本；同时可以加深学生对电路知识点的理解，提高学生的电子设计与创新能力，培养面向企业的工程技术人才。

这本书中以六步法求解举例时一般会给出好几种方法供学生参考，其中有一种方法是用PSpice软件进行仿真、验证。在书中通过实例，让学生熟悉电路元件，逐步建立起系统性的解决问题的方法，掌握PSpice仿真软件。

五、考核方式

考核方式不再采用以期末考试为主的单一化的标准，而是采用将出勤率、课堂讨论、实验环节、课后作业全部放在一起综合考虑的考核模式。各部分在总成绩中占有一定的比例，使学生在平时就重视这门课的学习，不能到考试前临阵磨枪。对电子信息类的专业课来说，理论与实践应用同样重要，不能厚此薄彼。通过改进考核方式，提高学生对实际知识的应用能力，理论结合实际。同时，将课堂讨论纳入考核中，有助于培养团队合作能力，提高他们的专业英语表达能力，提高他们上课的积极性。可以暂定期末考试占50%，其他各项总和占50%的方案，后面可以根据教学情况逐步调整。

六、结束语

与传统的中文教学相比，本课程更加侧重电路基本知识点的掌握，以及全英文思维的培养。课程引进国外先进的教学理念和教学方法，增加教师与学生之间的互动，提高学生对基本知识点的灵活应用。

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